Elektrothermisch betätigtes Ventil Elektrisch betätigte Ventile, auch
solche für Warmwasserheizanlagen, sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Um
die zur Betätigung des Ventils nötigen Kräfte gering halten zu können, sollen die
Ventile reibungsarm zu betätigen sein. Es müssen also Stopfbuchsen, die eine große
Reibung verursachen, vermieden werden. Bei stopfbuchsenlosen, elektromagnetisch
betätigten Ventilen wird als nachteilig empfunden, daß sie verhältnismäßig geräuschvoll
schalten, weil zur Ventilöffnung die bei Erregung der Magnetspule auftretende kinetische
Energie des Magnetkerns ausgenutzt wird. Es treten dabei erhebliche Schlaggeräusche
auf. Außerdem machen sich Brummgeräusche der Magnetspule störend bemerkbar. Diese
Ventile sind daher z. B. für Warmwasserheizanlagen in Wohnhäusern nicht brauchbar.
Es sind zwar auch elektrothermisch gesteuerte Ventile bekannt, die geräuscharm arbeiten,
jedoch haben diese den bekannten Nachteil, daß die Abkühlzeiten der thermischen
Antriebseinrichtungen zu lang sind und infolgedessen zwischen dem Ein- und Ausschalten
einerseits und dem Schließen und Öffnen des Ventils andererseits längere Zeit vergeht.Electrothermally Operated Valve Electrically operated valves, too
those for hot water heating systems are known in various designs. Around
To be able to keep the forces required to operate the valve low, the
Valves can be operated with little friction. So there must be glands that have a large
Cause friction should be avoided. With glandless, electromagnetic
actuated valves is felt to be disadvantageous that they are relatively noisy
switch because the valve opening occurs when the magnet coil is energized kinetic
Energy of the magnetic core is used. There are considerable impact noises
on. In addition, humming noises from the solenoid are annoying. These
Valves are therefore z. B. not usable for hot water heating systems in residential buildings.
There are also known electrothermally controlled valves that work with little noise,
however, these have the known disadvantage that the cooling times of the thermal
Drive devices are too long and consequently between switching on and off
on the one hand and the closing and opening of the valve on the other hand takes a long time.
Die Erfindung betrifft ein solches elektrothermisch betätigtes Ventil,
insbesondere für Warmwasserheizanlagen, bei dem der erwähnte Nachteil ohne zusätzlich.--
Schalter vermieden wird. Erfindungsgemäß dient als elektrothermische Steuereinrichtung
eine außerhalb des Ventilgehäuses angeordnete Bimetallanordnung, die über eine Permanentmagnetanordnung,
von der ein Teil außerhalb des Gehäuses, ein Teil innerhalb liegt, auf das Verschlußorgan
einwirkt. Das äußere Magnetsystem besteht dabei vorzugsweise aus zwei gleichen,
mit gleichnamigen Polen gegeneinandergeschalteten Ringmagneten, die einen Hohlzylinder
umfassen, in dem das innere, aus zwei scheiben- oder ringförmigen, ebenfalls mit
denselben gleichnamigen Polen geg--neinandergeschalteten Magneten bestehende System
angeordnet ist. Der im Gehäuse liegende Teil der Parmanentmagnetanordnung kann -dabei
mit dem Gehäuse Druckausgleichspalte bilden, so daß er als Bremskolben wirkt.The invention relates to such an electrothermally operated valve,
especially for hot water heating systems, where the mentioned disadvantage without additional.
Switch is avoided. According to the invention serves as an electrothermal control device
a bimetal arrangement arranged outside the valve housing, which via a permanent magnet arrangement,
of which a part is outside the housing, a part is inside, on the closure member
acts. The outer magnet system preferably consists of two identical,
ring magnets with the same poles connected to one another and forming a hollow cylinder
include, in which the inner, made of two disc-shaped or ring-shaped, also with
the same poles of the same name as magnets connected in series
is arranged. The part of the Parmanentmagnet arrangement located in the housing can -this
form pressure equalization gaps with the housing so that it acts as a brake piston.
An Hand der Zeichnung sei die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert.The invention is based on an exemplary embodiment with reference to the drawing
explained in more detail.
Das Ventil nach dem Ausführungsbeispiel besteht aus einem hohlzylindrischen
Ventilkörper 1, der mit einem Zuflußrohr 2 und einem Abflußrohr 3 in Verbindung
steht. Die Verbindungsöffnung zwischen Ventilkörper und Abflußrohr ist durch einen
konisch gehaltenen Ventilteller 4 verschließbar, der im geschlossenen Zustand auf
einem entsprechend konisch ausgebildeten Rand der Öffnung aufsitzt. Der Ventilteller
steht über eine Betätigungsstange 5 mit einem Magnetsystem in Verbindung, das aus
zwei scheibenförmigen Magneten 6 a und 6 b besteht. Die beiden Magnetscheiben sind
in Achsrichtung magnetisiert und mit ihren Nordpolen gegeneinander geschaltet. Sie
bilden somit ein System, das an der Berührungsfläche der beiden Magnete einen scharf
ausgeprägten Pol besitzt. Die Magnete 6a und 6b besitzen einen Durchmesser, der
etwas kleiner als die lichte Weite des hohlzylinderförmigen Ventilkörpers ist. Es
besteht also zwischen der Ventilkörperwand und dem Magneten ein gewisser Abstand.
Der Ventilkörper 1 ist von einem Führungskäfig 7 umgeben, der an den Außenwänden
des Ventilkörpers eng anliegt, jedoch auf diesem leicht verschiebbar ist. Der Führungskäfig
trägt ein Magnetsystem, das aus zwei ringförmigen Magneten 8 a und 8 b besteht,
die ebenfalls, wie das Magnetsystem 6 a, 6b, in Achsrichtung magnetisiert
sind und mit den Nordpolen gegeneinander geschaltet sind. Der Führungskäfig wird
von einer Bimetallanordnung betätigt, die aus zwei Bimetallen 9 a und 9 b besteht,
die an einem gemeinsamen Träger 10 befestigt sind. Die Bimetalle sind jeweils mit
ihrem einen Ende an dem um eine Achse 11 schwenkbaren Träger in Parallelanordnung
angebracht. Das Bimetall 9 a greift dabei an dem Führungskäfig 7 an, während das
Bimetall 9 b an einem ortsfesten Gegenlager 12 gehalten ist. Die Bimetalle, die
einen eine Heizwicklung 14 tragenden Stab 13 flankieren, sind miteinander zugekehrten
aktiven Seiten an dem Träger 10 befestigt, so daß sie bei Erwärmung eine voneinander
weg gerichtete, gegensinnige Auslenkung erfahren. In dem Ventilkörper ist noch eine
Justierschraube 15 vorgesehen, die zur Begrenzung des Hubweges des Magnetsystems
6a und 6 b dient.
Die Ventilanordnung ist so einjustiert, daß bei
geschlossenem Abflußrohr, d. h. bei aufgesetztem Vera.: tilteller, das Magnetsystem
8 a, 8 b sich etwas oberhalb des Magnetsystems 6 a und 6 b befindet: Die Nordpole
der beiden Magnetsysteme üben somit eine abstoßende Wirkung aufeinander aus, d.
h., das Magnetsystem 6 a, 6 b drückt den Ventilteller fest auf die Verschlußöffnung,
während das Magnetsystem 8 a, 8 b den Käfig gegen die Bimetallanordnung 9 a, 9 b
drückt. Die Heizwicklung 14 der Bimetallanordnung wird von einem nicht dargestellten
Thermostaten in der Weise gesteuert, daß sie die Bimetalle beheizt, wenn der Thermostat
den Befehl zum Öffnen des Ventils gibt, daß sie hingegen urbeheizt ist, wenn das
Ventil geschlossen werden soll. Es sei angenommen, daß der Thermostat die Heizwicklung
14 gerade an Spannung gelegt hat. Es tritt dann eine allmähliche Erwärmung der Bimetalle
ein, die sich infolge ihrer Krümmung an den freien Enden auseinanderspreizen. Das
Bimetall 9 b drückt sich an dem Anschlag 12 ab und dreht dabei den Träger 10 so,
daß die Bewegung des auf den Führungskäfig 7 wirkenden Bimetalls 9 a unterstützt
wird. Der Führungskäfig 7 wird auf dem hohlzylinderförmigen Ventilkörper abwärts
bewegt, d. h., das Magnetsystem 8 a, 8 b nähert sich mit seinem Nordpol dem Nordpol
des Magnetsystems 6a, 6 b. Die Ventilöffnung erfolgt, wenn der Nordpol des Magnetsystems
8a, 8 b den Nordpol des Magnetsystems 6a, 6b passiert. Während das
äußere System weiter abwärts bewegt wird, erfährt das innere System eine Abstoßung
nach oben, wodurch eine Abhebung des Ventiltellers von der Durchflußöffnung eintritt.
Die Öffnung des Ventils erfolgt jedoch nicht schlagartig, da das Magnetsystem 6
a, 6 b durch das Medium, das sich in dem Ventilkörper 1 befindet, gedämpft ist.
Das oberhalb des Magnetsystems 6a, 6b befindliche Medium muß bei der Ventilöffnung
zwischen dem Magnetsystem und der Ventilkörperwand hindurchströmen, wodurch eine
Dämpfung der öffnungsbewegung erreicht wird. Erfolgt vom Thermostaten der Befehl
zur Ausschaltung, so wird die Heizwicklung 14 spannungslos, und die Bimetalle kühlen
sich wieder ab. Der Führungskäfig wird allmählich durch die Bimetallanordnung wieder
in die gezeichnete Lage gebracht. Der Ventilteller 4 verschließt die Durchflußöffnung
wieder, wenn die Nordpole aneinander vorbeilaufen. Die Schließbewegung erfolgt ebenfalls
geräuscharm.The valve according to the embodiment consists of a hollow cylindrical valve body 1 which is connected to an inlet pipe 2 and an outlet pipe 3. The connection opening between the valve body and the drain pipe can be closed by a conically held valve plate 4 which, in the closed state, rests on a correspondingly conical edge of the opening. The valve disk is connected to a magnet system via an actuating rod 5, which consists of two disk-shaped magnets 6 a and 6 b. The two magnetic disks are magnetized in the axial direction and connected to one another with their north poles. They thus form a system that has a sharply defined pole at the contact surface of the two magnets. The magnets 6a and 6b have a diameter which is slightly smaller than the clear width of the hollow cylinder-shaped valve body. So there is a certain distance between the valve body wall and the magnet. The valve body 1 is surrounded by a guide cage 7, which rests closely on the outer walls of the valve body, but is easily displaceable on this. The guide cage carries a magnet system, which consists of two ring-shaped magnets 8a and 8b is, likewise, as the magnet system 6a, 6b are magnetized in the axial direction and are connected with the north poles towards each other. The guide cage is actuated by a bimetal arrangement, which consists of two bimetals 9 a and 9 b, which are attached to a common carrier 10. The bimetals are each attached with their one end to the support pivotable about an axis 11 in a parallel arrangement. The bimetal 9 a engages the guide cage 7, while the bimetal 9 b is held on a stationary counter bearing 12. The bimetals, which flank a rod 13 carrying a heating coil 14, are attached to active sides facing one another on the carrier 10, so that when heated they are deflected away from one another in opposite directions. In the valve body an adjusting screw 15 is also provided, which serves to limit the stroke of the magnet system 6a and 6b. The valve arrangement is adjusted so that when the drain pipe is closed, ie with the Vera .: tilteller attached, the magnet system 8 a, 8 b is slightly above the magnet system 6 a and 6 b: the north poles of the two magnet systems thus exert a repulsive effect on each other , that is, the magnet system 6 a, 6 b presses the valve disk firmly onto the closure opening, while the magnet system 8 a, 8 b presses the cage against the bimetal arrangement 9 a, 9 b. The heating coil 14 of the bimetal arrangement is controlled by a thermostat, not shown, in such a way that it heats the bimetals when the thermostat gives the command to open the valve, but that it is preheated when the valve is to be closed. It is assumed that the thermostat has just put the heating coil 14 on. There then occurs a gradual heating of the bimetals which, due to their curvature, spread apart at the free ends. The bimetal 9 b presses against the stop 12 and thereby rotates the carrier 10 so that the movement of the bimetal 9 a acting on the guide cage 7 is supported. The guide cage 7 is moved downwards on the hollow cylinder-shaped valve body, ie the magnet system 8 a, 8 b approaches the north pole of the magnet system 6 a, 6 b with its north pole. The valve opens when the north pole of the magnet system 8a, 8b passes the north pole of the magnet system 6a, 6b. While the outer system is moved further downwards, the inner system experiences an upward repulsion, as a result of which the valve disk is lifted from the flow opening. The valve does not open suddenly, however, since the magnet system 6 a, 6 b is damped by the medium located in the valve body 1. The medium located above the magnet system 6a, 6b must flow through between the magnet system and the valve body wall when the valve is opened, whereby a damping of the opening movement is achieved. If the thermostat gives the command to switch off, the heating winding 14 is de-energized and the bimetals cool down again. The guide cage is gradually brought back into the position shown by the bimetal arrangement. The valve disk 4 closes the flow opening again when the north poles pass each other. The closing movement is also quiet.
Die Bimetallanordnung ist insofern besonders vorteilhaft, als einmal
durch die Flankierung der Heizwicklung -durch die beiden Streifen eine gute Wärmeausnutzung
erreicht wird und zum anderen Male die Wärme jeweils der aktiven Komponente der
Streifen, die ohnehin nur für die Auslenkung verantwortlich ist, unmittelbar zugeführt
wird. Die Bimetallanordnung ist aber auch besonders günstig, weil sie eine verhältnismäßig
kleine Rückfallzeit besitzt, denn durch die Spreizung der Streifen werden diese
bei größer werdendem gegenseitigem Abstand schwächer beheizt. Es wird somit die
sog--nannte Nachlaufzeit verkürzt, d. h., die Birnetalleiehren nach Abschaltung
ihrer Beheizung schneller in ihre Ausgangslage zurück.The bimetal arrangement is particularly advantageous in that it is once
due to the flanking of the heating coil - due to the two strips a good heat utilization
is achieved and on the other hand the heat of each of the active components of the
Strip, which is only responsible for the deflection anyway, is fed directly
will. The bimetal arrangement is also particularly favorable because it is a relatively
has a short fallback time, because by spreading the strips they become
with increasing mutual distance less heated. It becomes the
so-called - so-called follow-up time shortened, d. That is, the pear bark after shutdown
their heating back to their original position more quickly.
Selbstverständlich kann die Bimetallsteueranordnung beliebig variiert
werden. So kann beispielsweise die Nachlaufzeit auch bei Verwendung nur eines Bimetalls
verkürzt werden, wenn durch dieses Bimetall ein Kontakt gesteuert wird, der nach
einer bestimmten Auslenkung die Heizleistung des Bimetalls herabschaltet.Of course, the bimetallic control arrangement can be varied as desired
will. For example, the follow-up time can also be set if only one bimetal is used
be shortened if a contact is controlled by this bimetal, which after
a certain deflection switches off the heating power of the bimetal.
Ebenfalls ist eine Variation der Magnetanordnung möglich. Es können
an Stelle von zwei Doppelmagneten auch zwei Einfachmagnete benutzt werden, jedoch
sind bei Dopp.-lmagneten im Verhältnis zur Magnetgröße die erzeugten Kräfte günstiger.A variation of the magnet arrangement is also possible. It can
Instead of two double magnets, two single magnets can also be used, however
In the case of double magnets, the forces generated are more favorable in relation to the size of the magnet.