DE20103992U1 - Valve insert for a three-way seat valve for switching between two hot water circuits in a heating system with a centrifugal pump - Google Patents
Valve insert for a three-way seat valve for switching between two hot water circuits in a heating system with a centrifugal pumpInfo
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Poul Due Jensens Vej 7 - 11
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Ventileinsatz für ein Dreiwege-Sitzventil zum Umschalten zwischen zweiValve insert for a three-way seat valve for switching between two
Warmwasserkreisen einer Heizungsanlage mit einer KreiselpumpeHot water circuits of a heating system with a centrifugal pump
Die Erfindung geht aus von einem Ventileinsatz für ein Dreiwege-Sitzventil zum Umschalten zwischen zwei Warmwasserkreisen einer Heizungsanlage mit einer Kreiselpumpe, gemäß dem Oberbegriff des AnspruchsThe invention relates to a valve insert for a three-way seat valve for switching between two hot water circuits of a heating system with a centrifugal pump, according to the preamble of the claim
In der EP 0 679 821 Al ist ein Dreiwege-Sitzventil offenbart, das einen in einem Dreiwege-Ventilgehäuse eingesetzten Ventileinsatz aufweist. Das Dreiwege-Sitzventil steuert zwei Warmwasserkreise einer mit einer Umwälzpumpe versehenen Heizungsanlage, und zwar einen Warmwasserkreis für Heizkörper zur Raumwärmeerzeugung und einen primären Warmwasserkreis für einen Wärmetauscher zum Erwärmen von Brauchwasser, wobei das Dreiwege-Sitzventil an einer Leitungsverzweigungsstelle positioniert ist. Der Ventileinsatz umfasst einen länglichen, teilweise hohl ausgebildeten Haltekörper und einen darin axial beweglich und abgedichtet geführten Ventilschaft. Der Ventilschaft weist an seinem einen Ende den Ventilschließkörper auf und wird an seinem anderen Ende von einem Elektromotor zum Öffnen und Schließen des Ventils axial angetrieben. Der Ventilschließkörper kommt an zwei sich axial gegenüberliegenden Ventilsitzen zur Anlage, wobeiEP 0 679 821 A1 discloses a three-way seat valve which has a valve insert inserted in a three-way valve housing. The three-way seat valve controls two hot water circuits of a heating system provided with a circulation pump, namely a hot water circuit for radiators for generating room heat and a primary hot water circuit for a heat exchanger for heating domestic water, with the three-way seat valve being positioned at a line branching point. The valve insert comprises an elongated, partially hollow holding body and a valve stem guided therein in an axially movable and sealed manner. The valve stem has the valve closing body at one end and is axially driven at its other end by an electric motor for opening and closing the valve. The valve closing body comes into contact with two axially opposite valve seats, with
der eine Ventilsitz an dem Haltekörper und der andere Ventilsitz an dem Ventilgehäuse vorgesehen ist. Der längliche Haltekörper weist eine radiale Förderstromaustrittsöffung auf, die an die primäre Warmwasserleitung für den Brauchwasser-Wärmetauscher angeschlossen ist, so dass erwärmtes Wasser, das dem Dreiwege-Sitzventil zugeführt wird, bei geöffnetem Haltekörper in diesen Haltekörper einströmt und durch dessen Austrittsöffnung hindurch in die primäre Warmwasserleitung gefördert wird. Das Durchströmen des Haltekörpers führt zu erheblichen Strömungsverlusten und führt daher zu einer dementsprechend verringerten zeitlichen Durchströmungsleistung des Dreiwege-Sitzventils mit der Folge einer geringeren Wärmeleistung der angeschlossenen Warmwasserkreise. Ein weiterer Nachteil dieses bekannten Ventileinsatzes besteht darin, dass der elektrische Antrieb für den Ventilschaft ein Zweirichtungsantrieb sein muss, der verhältnismäßig teuer ist, um den Ventilschaft vor und zurück anzutreiben.one valve seat is provided on the holding body and the other valve seat on the valve housing. The elongated holding body has a radial flow outlet opening which is connected to the primary hot water line for the domestic water heat exchanger, so that heated water which is supplied to the three-way seat valve flows into this holding body when the holding body is open and is conveyed through its outlet opening into the primary hot water line. The flow through the holding body leads to considerable flow losses and therefore leads to a correspondingly reduced flow rate of the three-way seat valve over time, resulting in a lower heat output of the connected hot water circuits. A further disadvantage of this known valve insert is that the electric drive for the valve stem has to be a bidirectional drive, which is relatively expensive in order to drive the valve stem back and forth.
Ferner sind Dreiwege-Sitzventile für Heizungsanlagen bekannt, z. B. durch die EP 0 994 311 A2, bei denen ein elektrisch verstellter Ventilschaft durch die Kraft einer Rückstellfeder zurück bewegt wird. Die Rückstellfeder ist in dem Ventilgehäuse jedoch so positioniert dass sie dem Förderstrom ausgesetzt ist; sie muss daher aus korrosionsfestem Material bestehen.Furthermore, three-way seat valves for heating systems are known, e.g. from EP 0 994 311 A2, in which an electrically adjusted valve stem is moved back by the force of a return spring. However, the return spring is positioned in the valve housing in such a way that it is exposed to the flow; it must therefore be made of corrosion-resistant material.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Verbesserung eines Ventileinsatzes der einleitend angeführten Art, der für eine erhöhteThe object of the invention is to improve a valve insert of the type mentioned in the introduction, which is designed for increased
Durchströmungsleistung durch das Dreiwege-Sitzventil sorgt, funktionssicher ist und kostengünstig hergestellt werden kann.The three-way seat valve ensures high flow performance, is functionally reliable and can be manufactured cost-effectively.
Die Lösung der Aufgabe ist in dem Anspruch 1 angegeben.The solution to the problem is specified in claim 1.
Mit dieser Lösung wird eine erhöhte Durchströmungsleistung bei Dreiwege-Sitzventilen für Zwecke der hier in Rede stehenden Art erreicht, weil der in den betreffenden Warmwasserkreis umzulenkende Warmwasserstrom nicht mehr durch den länglichen Haltekörper des Ventileinsatzes hindurchströmen muss, sondern diesen innerhalb des Ventilgehäuses mit relativ geringen Strömungsverlusten außenseitig umströmt und von dort in den betreffenden Warmwasserkreis einströmt. Das hohle Innere des Haltekörpers ist somit keinem Förderstrom mehr ausgesetzt und kann daher für die Positionierung einer Rückstellfeder genutzt werden, die infolge dessen aus einem einfacheren Material bestehen kann, weil sie keiner Korrosionsgefahr ausgesetzt ist. Der längliche Haltekörper kann somit in Form einer einfachen, einendig offenen Hülse kostengünstig aus Kunststoff gegossen werden. Insgesamt ist durch die erfindungsgemäße Lösung ein sehr kostengünstig herstellbarer und funktionssicherer Ventileinsatz geschaffen, der außer in einem eingenen Gehäuse auch in einem integrierten Ventilgehäuse, das z. B. in einem Gehäuse einer Pumpe oder in einem Gehäuse eines Heizungskessels ausgebildet sein kann, eingesetzt werden.This solution achieves an increased flow rate in three-way seat valves for purposes of the type in question here, because the hot water flow to be diverted into the relevant hot water circuit no longer has to flow through the elongated holding body of the valve insert, but flows around it on the outside inside the valve housing with relatively low flow losses and from there flows into the relevant hot water circuit. The hollow interior of the holding body is therefore no longer exposed to any flow and can therefore be used for positioning a return spring, which can therefore be made of a simpler material because it is not exposed to any risk of corrosion. The elongated holding body can thus be inexpensively cast from plastic in the form of a simple sleeve that is open at one end. Overall, the solution according to the invention creates a valve insert that is very inexpensive to manufacture and functionally reliable, which can be used not only in its own housing but also in an integrated valve housing, which can be formed, for example, in a pump housing or in a heating boiler housing.
Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der anliegenden Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below using an embodiment shown in the accompanying drawing.
Fig. 1 Eine Seitenansicht auf das Ausführungsbeispiel,Fig. 1 A side view of the embodiment,
Fig. 2 einen Axialschnitt des Ausführungsbeispieles nach der LinieFig. 2 an axial section of the embodiment according to the line
H-Il in Fig. 1,H-Il in Fig. 1,
Fig. 3 eine Kreiselpumpe mit einem Ventileinsatz nach den Fig. 1Fig. 3 a centrifugal pump with a valve insert according to Fig. 1
und 2,
10and 2,
10
Fig. 4 + 5 den Ventileinsatz in seinen beiden Endstellungen in einerFig. 4 + 5 the valve insert in its two end positions in a
Kreiselpumpe nach Fig. 3.Centrifugal pump according to Fig. 3.
Nach den Fig. 1 und 2 besteht der allgemein mit 1 bezeichnete Ventileinsatz aus einem länglichen Haltekörper in Form eines rohrförmigen Hohlteils 2 mit einer Vorderwand 2a, aus einem vorderen Ringteil 3, das über Stege 4 beabstandet mit dem Hohlteil 2 verbunden ist, einem zentralen Ventilschaft 5 und einem Schließkörper 6 an dem vorderen Ende des Ventilschaftes. Das Hohlteil 2 ist auf seiner Außenseite, d. h. an seiner dem Schließkörper 6 zugekehrten Vorderwand 2a und im Übrigen umfangsseitig, geschlossenwandig ausgebildet, so dass gefördertes Warmwasser, welches ein gestrichelt angedeutetes Dreiwege-Ventilgehäuse 7 durchströmt, nicht in das Innere des Hohlteils 2 gelangen kann. Die Vorderwand 2a hat selbstverständlich eine Öffnung 8 für den Ventilschaft 5, die jedoch durch den Ventilschaft abgedichtet ist, wie noch klarwird.According to Figures 1 and 2, the valve insert, generally designated 1, consists of an elongated holding body in the form of a tubular hollow part 2 with a front wall 2a, a front ring part 3 which is connected to the hollow part 2 at a distance via webs 4, a central valve stem 5 and a closing body 6 at the front end of the valve stem. The hollow part 2 is designed with closed walls on its outside, i.e. on its front wall 2a facing the closing body 6 and on the rest of its circumference, so that pumped hot water which flows through a three-way valve housing 7 indicated by dashed lines cannot get into the interior of the hollow part 2. The front wall 2a naturally has an opening 8 for the valve stem 5, which is, however, sealed by the valve stem, as will become clear.
Das hintere Ende 2 b des Hohlteils 2 ist offen ausgebildet, so dass ein (nicht gezeigter) elektrischer Antriebsmotor mit dem Ventilschaft 5 verbunden werden kann, um diesen in axialer Richtung nach vorn, d. h. in Richtung zu dem Schließkörper 6 hin, anzutreiben. Das Hohlteil 2 besitzt ferner zwei sich diametral gegenüberliegende Arme 9, mit denen der Ventileinsatz ein an dem Ventilgehäuse 7 befestigbar ist. Sowohl das Hohlteil 2 als auch das Ringfeil 3 sind mit Umfangsnuten 10 versehen, in denen O-Ringe 11 eingesetzt sind, um den Ventileinsatz 1 in dem Innenraum 7a des Ventilgehäuses 7 abgedichtet anzuordnen.The rear end 2b of the hollow part 2 is open so that an electric drive motor (not shown) can be connected to the valve stem 5 in order to drive it in the axial direction forwards, i.e. in the direction of the closing body 6. The hollow part 2 also has two diametrically opposed arms 9 with which the valve insert can be fastened to the valve housing 7. Both the hollow part 2 and the ring file 3 are provided with circumferential grooves 10 in which O-rings 11 are inserted in order to arrange the valve insert 1 in a sealed manner in the interior 7a of the valve housing 7.
Das Ringteil 3 bildet eine zentrale Ventilöffnung 12 aus, welche durch den Schließkörper 6 geschlossen und geöffnet wird. Hierzu weist das Ringteil 3 einen Ventilsitz 13 auf, der auf der dem Hohlteil 2 abgekehrten Seite des Ringteils 3 vorgesehen ist. Ein anderer Ventilsitz 14 ist dem Ventilsitz 13 mit Abstand axial gegenüberliegend an dem Ventilgehäuse 7 vorgesehen. Der Schließkörper 6 kommt somit an den beiden Ventilsitzen 13 und 14 bei Betätigung des Ventilschaftes 5 zur Anlage. Gemäß dem Pfeil 15 verlässt ein geförderter Warmwasserstrom über dessen ersten Weg 16 das Ventilgehäus 7. In der gezeigten Stellung des Schließkörpers 6 in Fig. 2 erfolgt das Einströmen des Warmwassers über einen zweiten Weg 17 des Ventilgehäuses 7, welcher Weg von dem anderen Ventilsitz 14 ausgeht. Liegt der Schließkörper an dem anderen Ventilsitz 14 an, erfolgt das Einströmen des Warmwassers über einen dritten Weg 18 des Ventilgehäuses 7 an der Außenseite des Hohlkörpers 2 vorbei und durch die Ventilöffnung 12 hindurch zu dem ersten Weg 16 des Ventilgehäuses.The ring part 3 forms a central valve opening 12 which is closed and opened by the closing body 6. For this purpose, the ring part 3 has a valve seat 13 which is provided on the side of the ring part 3 facing away from the hollow part 2. Another valve seat 14 is provided on the valve housing 7 at a distance axially opposite the valve seat 13. The closing body 6 thus comes into contact with the two valve seats 13 and 14 when the valve stem 5 is actuated. According to the arrow 15, a conveyed hot water flow leaves the valve housing 7 via its first path 16. In the position of the closing body 6 shown in Fig. 2, the hot water flows in via a second path 17 of the valve housing 7, which path starts from the other valve seat 14. If the closing body rests against the other valve seat 14, the hot water flows in via a third path 18 of the valve housing 7 past the outside of the hollow body 2 and through the valve opening 12 to the first path 16 of the valve housing.
Von der Vorderwand 2 &agr; des Hohlteils 2 erstreckt sich eine hülsenformige Innenführung 19 in das Innere des Hohlteils für den Ventilschaft 5. Der Ventilschaft 5 ist mit zwei O-Ringen 20 versehen, um ihn in der Innenführung 19 abgedichtet zu lagern. Die Innenführung 19 ist von einer Schließfeder 21, z. B. in Form einer Wendeldruckfeder, umgeben, die sich einerseits an der Vorderwand 2a des Hohlteils abstützt und andererseits an einer Halteplatte 5a des Ventilschaftes 5 gehalten ist. Die Schließfeder 21 befindet sich somit in einem sicheren Raum, in den Förderwasser nicht eindringen kann. Der Schließkörper 6 kommt bei elektromotorischer oder eiektischer Vorbewegung des Ventilschaftes 5 gegen den Ventilsitz 14 zur Anlage, um den zweiten Weg 17 zu schließen. Dabei wird die Schließfeder 21 zusammengedrückt. Wird die elektromotorische oder elektrische Schließkraft wieder aufgehoben, bewirkt die Schließkraft der Feder 21 eine axiale Rückbewegung des Ventilschaftes 5, so dass der Schließkörper 6 nun an dem Ventilsitz 13 des Ringteiles 3 zur Anlage kommt und damit die Ventilöffnung 12 schließt.A sleeve-shaped inner guide 19 extends from the front wall 2a of the hollow part 2 into the interior of the hollow part for the valve stem 5. The valve stem 5 is provided with two O-rings 20 in order to store it in a sealed manner in the inner guide 19. The inner guide 19 is surrounded by a closing spring 21, e.g. in the form of a helical compression spring, which is supported on the one hand on the front wall 2a of the hollow part and on the other hand is held on a holding plate 5a of the valve stem 5. The closing spring 21 is thus located in a safe space into which conveying water cannot penetrate. The closing body 6 comes to rest against the valve seat 14 when the valve stem 5 is moved forward by an electric motor or electrically in order to close the second path 17. The closing spring 21 is compressed in the process. If the electromotive or electrical closing force is removed again, the closing force of the spring 21 causes an axial return movement of the valve stem 5, so that the closing body 6 now comes to rest on the valve seat 13 of the ring part 3 and thus closes the valve opening 12.
Fig. 3 zeigt eine Umwälzpumpe 22 der Kreiselbauart und einen Antriebsmotor 23, um die schematisch angedeutete Pumpenwelle 24, auf welcher das Pumpenlaufrad (nicht gezeigt) montiert ist, um ihre Drehachse 24a rotierend anzutreiben. Die Kreiselpumpe 22 weist ein Pumpengehäuse 25 mit einem Fördereinlass 26 und einem Förderauslass 27 auf. An dem Fördereinlass 26 ist das vorstehend beschriebene Dreiwege-Ventilgehäuse 7 angeordnet, und zwar derart, dass das Ventilgehäuse und das Pumpengehäuse 25 ein einstückiges Bauteil bilden. Die Verbindung des Ventilgehäuses 7 mit dem Fördereinlass 26 istFig. 3 shows a circulation pump 22 of the centrifugal type and a drive motor 23 for driving the schematically indicated pump shaft 24, on which the pump impeller (not shown) is mounted, in rotation about its axis of rotation 24a. The centrifugal pump 22 has a pump housing 25 with a delivery inlet 26 and a delivery outlet 27. The three-way valve housing 7 described above is arranged on the delivery inlet 26 in such a way that the valve housing and the pump housing 25 form a one-piece component. The connection of the valve housing 7 to the delivery inlet 26 is
dabei so gewählt, dass der erste Weg 16 des Ventilgehäuses in den Fördereinlass 26 einmündet. Je nach Stellung des Schiießkörpers 6 des Ventileinsatzes 1· wird entweder der zweite Weg 17, an dem ein erster Warmwasserkreis angeschlossen wird, oder der dritte Weg 18, an dem ein zweiter Warmwasserkreis angeschlossen wird, des Ventilgehäuses 7 mit dem Fördereinlass 26 des Pumpengehäuses 25 verbunden, wie es aus den Fig. 4 und 5 hervorgeht. In Fig. 3 ist ein elektrischer Antriebsmotor 28 gezeigt, der an dem Ventilgehäuse 7 befestigt ist und den Ventilschaft 5 mit dem Schließkörper 6 in die vordere Schließlage einstellt. Vorzugsweise ist das Ventilgehäuse 7 so an dem Fördereinlass 26 der Pumpe 22 angeordnet, dass der Ventilschaft 5 des in dem Ventilgehäuse eingesetzten Ventileinsatzes 1 parallel zur Drehachse 24a der Pumpenwelle 24 verläuft. Hierdurch wird eine Montageerleichterung , insbesondere bei Reparaturfällen, für den Ventileinsatz 1, erreicht, wenn eine wie vorstehend ausgestattete Umwälzpumpe 22 in Kompaktheizungsanlagen, z. B. in Heizthermen, eingebaut ist.selected so that the first path 16 of the valve housing opens into the delivery inlet 26. Depending on the position of the closing body 6 of the valve insert 1, either the second path 17, to which a first hot water circuit is connected, or the third path 18, to which a second hot water circuit is connected, of the valve housing 7 is connected to the delivery inlet 26 of the pump housing 25, as can be seen from Fig. 4 and 5. Fig. 3 shows an electric drive motor 28 which is attached to the valve housing 7 and sets the valve stem 5 with the closing body 6 in the front closed position. The valve housing 7 is preferably arranged on the delivery inlet 26 of the pump 22 such that the valve stem 5 of the valve insert 1 inserted in the valve housing runs parallel to the axis of rotation 24a of the pump shaft 24. This makes installation easier, particularly in the case of repairs, for the valve insert 1 when a circulation pump 22 equipped as described above is installed in compact heating systems, e.g. in heating boilers.
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|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 20010705 |
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| R163 | Identified publications notified |
Effective date: 20010531 |
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| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20040512 |
|
| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20070605 |
|
| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20090529 |
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| R071 | Expiry of right |