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Ventil mit einstellbarem Regulierungsbereich Die Erfindung betrifft
ein Ventil mit einstellbarem Regulierungsbereich für flüssige oder gasförmige Medien,
insbesondere zur Regelung von Warmwasser für Radiatoren und warmer Luft od. dgl.
für Luftkonditionierungsanlagen, bei welchem die öffnungs- und Schließbewegungen
des Regulierungsorgans bewirkt werden: durch Drehen einer mit z. B. einer Kurbel
oder einem Steuerrad versehenen und - mit dem Regulierungsorgan verbundenen Spindel.
Bisher dafür benutzte Ventile, besonders die für die Radiatorregelung, haben für
verschiedene Durchströmungsöffnungen eingestellt werden können. Diese Ventile haben
aber in der Regel eine sehr unvollständige Regelung des Mediumstromes zugelassen,
weil schon eine kleine Hubbewegung ,des abdichtenden Organs im Ventil eine derartig
große Durchströmungsöffnung herbeigeführt hat, daß ein eigentliches Zwischengebiet
zwischen voll geschlossenem und voll offenem Ventil in der Praxis kaum vorgelegen
hat.
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Es sind Ventile der oben angegebenen Art bekannt, die mit einer schraubenlinienförmigen,
gegen Verdrehen gesicherten Feder zur Einstellung der Hubhöhe und, somit des Regulierungsbereiches
des Dichtungs- und Regulierungsorgans des Ventils versehen sind. Diese in das Ventilgehäuse
eingelegte Feder ist in ihrer Steigung mittels einer konterbaren Schraubhülse, die
von der Außenseite des Ventilgehäuses her zu bedienen ist, einstellbar. Mittels
eines im erwähnten Organ angebrachte Steuerorgans, das sich an der Feder führt,
wird die Steigung auf das Regulierungsorgan beim Drehen der Spindel übertragen.
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Das Ventil nach vorliegender Erfindung enthält ebenfalls eine derartige
Feder, die mittels eines Mitnehmerrings einstellbar ist, und auch ein mit
der
Feder gekuppeltes Steuerorgan.; aber zum Unterschied von der bekannten Ventilkonstruktion,
bei der die Feder einzig im Ventilgehäuse angebracht ist und ihre Steigung durch
Drehen der konterbaren Schraubhülse um die Achse der Spindel eingestellt wird, ist
das Ventil nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß ein Mitnehmerring angeordnet
ist, um sich einzig in der Richtung der Achse im Verhältnis zur Ventilspindel zu
bewegen. Die Feder ist hierbei mit ihrem einen Ende an den Mitnehmerring und -mit
ihrem anderen Ende an dem Regulierungsorgan befestigt; das Steuerorgan ist am Ventilgehäuse
oder einem damit fest verbundenen äußeren Ständer angebracht. Nach einer weiteren
Ausführungsform des Ventils gemäß der Erfindung ist die Feder mit ihrem anderen
Ende an einem anderen Teil des Ventils als dem Regulierungsorgan befestigt, zweckmäßig
am Ventilgehäuse selbst; dieser Teil ist im Verhältnis zum Regulierungsorgan während
der Einstellung der Steigung der Feder mit Hilfe des Mitnehmerrings unbeweglich,
und das Steuerorgan ist an einem mit dem Regulierungsorgan beweglichen Teil, z.
B. diesem selbst oder seiner Regulierungsspindel, befestigt. In beiden Fällen entsteht
dieselbe relative Bewegurig zwischen den verschiedenen Teilen des Ventils beim Öffnen
und Schließen -desselben. Es liegen auch weitere Kennzeichen vor, wie aus der folgenden
Beschreibung hervorgeht.
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In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsformen des Ventils nach :der
Erfindung wiedergegeben, an die diese jedoch nicht gebunden ist, da sie nur Beispiele
sind, wie das Ventil ausgeführt sein kann. In -den Fig. i, 2 und 3 ist ein Ventil
gezeigt, bei dem die schraubenlinienfärmige Feder mit der mit dem Regulierungsorgan
unmittelbar zusammengebauten Ventilspindel und das Steuerorgan mit einem Ständer
am Ventilgehäuse verbunden ist, während in den Fig. q., 5 und 6 ein Ventil gezeigt
ist, bei dem die Feder mit dem Ventilgehäuse und das Steuerorgan mit der auch hier
mit dem Regulierungsorgan unmittelbar zusammengebauten Ventilspindel verbunden ist.
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Fig. i ist ein Längsschnitt durch das Ventil nach der zuerst erwähnten
Ausführungsform; Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie A-A der Fig. i; Fig. 3 zeigt
eine Teilansicht des Oberteils des Ventils mit einem Maßstab zum Anzeigen der eingestellten
Ventilöffnung.
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In sämtlichen Abbildungen haben entsprechende Teile gleiche Zifferbezeichnungen.
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In Fig. 1 bezeichnet i das Ventilgehäuse, 2 das J Abdichtungs- und
Regulierungsorgan und 3 den Ventilsitz, gegen welchen das erwähnte Organ mit einem
zylindrischen Teil q. abdichtet. Das Regulierungsorgan z ist durch eine schraubenlinienförmige,
um die Spindel 6 angebrachte Feder 7 mit einem an der Spindel befestigten, aber
auf derselben verstellbaren Mitnehmerring 8 verbunden. Der Mitnehmerring ist an
der Spindel 6 durch eine Schraube 9 befestigt. Nach Lockern der Schraube kann der
Mitnehmerring nach oben oder unten verschoben werden, wobei die Steigung der Feder
geändert wird. Die Feder ist oben mit der Spindel 6 dadurch verbunden, daß sie durch
ein. Loch io in eine Stellhülse i i gesteckt ist, die quer durch die Ventilspindel
hindurchgeht und in dieser drehbar ist. Die Stellhülse kann in ihrer Lage mit einer
j Stellschraube 12 verriegelt werden. Die Feder 7 ist in dieser Weise an der Stellhülse
i i und damit auch an der Ventilspindel 6 befestigt, kann sich jedoch etwas im Loch
io der Hülse ii bewegen.
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I Am Mitnehmerring 8 ist die Feder 7 befestigt durch Hineinstecken
des Federendes in einen axialen Kanal 13 und Hinausstecken des Federendes durch
ein radiales Loch 14 zwischen dem Kanal und dem Umkreis des Mitnehmerrings B. Auch
an ihrem unteren Ende ist also die Feder 7 etwas beweglich in ihrer Einsetzung.
Die Feder 7, die aus einem Draht, einer Platte 6d. dgl. bestehen kann und zweckmäßig
einen runden, quadratischen oder rechteckigen Querschnitt besitzt und aus Stahl,
Metall oder anderem geeignetem Material ist, kann auch an der Ventilspindel 6 und
dem Mitnehmerring 8 in anderer Weise befestigt werden, z. B. mit Ösen um Stifte
in den erwähnten Teilen. An einem äußeren Teil 15 des Ventils, in diesem Falle am
Ventilgehäuse i befestigt und als eine nach der einen Seite offene Hülse ausgebildet,
ist in Richtung nach der Mittellinie A-A der Ventilspindel zu ein festes, aber einstellbares
Steuerorgan für die Feder 7 angeordnet, bestehend aus einem zylindrischen,, an seinem
inneren, der Spindel 6 zugewandten Ende mit einer Steuernut 17 versehenen Stift
16, der in einer durch die Wand der Hülse i5 geschraubten, am äußeren Ende geschlossenen
Schraube 18 drehbar ist. Der Stift 16 dient als Steuerorgan für die Feder 7 beim
Drehen der Ventilspindel 6 und damit auch der Feder. Das Ende des Steuerorgans 16
kann auch als Zapfen ausgebildet sein, der dann in eine Nut in der Feder eingreift.
Bei Änderung der Federsteigung wird sich das Steuerorgan in eine neue Drehlage einstellen.
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An der Ventilspindel 6 ist oben mittels einer Stellmutter ig ein Steuerrad
2o in Form einer Kappe für das Öffnen und Schließen des Ventils befestigt. An der
Hülse 15 ist eine Skala zi angebracht, auf welche man bei voll geöffnetem Ventil
die eingestellte Steigung der Feder 7 und damit die vorläufige maximale Größe der
Durchlaßöffnung im Ventil mit Hilfe eines mit der Ventilspindel in senkrechter Richtung
beweglichen Teils, im vorliegenden Falle des unteren Randes der Steuerkappe 2o,
ablesen kann. Um die Feder und die übrigen einstellbaren Teile zu schützen, kann
man eine zylindrisch gebogene Schutzplatte über dem offenen Teil er Hülse 15 anbringen.
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Beim Drehen der Steuerkappe 2o, und damit der Spindel 6 wird auch
das Regulierungsorgan 2 gedreht. Dabei werden auch die Spindel und das Organ ,.2
durch die Feder 7, die sich in der Nut 17 des Steuerstifts 16 bewegt, nach der eingestellten
Steigung der Feder gehoben oder gesenkt. Die
Hubhöhe des Ventilkörpers
kann für eine geeignete Anzahl Umdrehungen der Kappe 2o und damit die Anzahl der
Steigungen in der Feder 7, aber auch lediglich für eine Umdrehung oder einen Teil
einer Umdrehung, z. B. 3oo bis 360'0; für volles öffnen des Ventils abgepaßt werden.
Das letztere ist zweckmäßig, wenn das Ventil zur Regelung z. B. des Wasserstromes
in Radiatoren verwendet wird. In solchem Falle wird die Länge des schraubenlinienförmigen
Teils der Feder zweckmäßig derartig abgepaßt, daß die Spindel sich so viel dreht,
daß die Feder sich im Steuerstift; um eine ganze Umdrehung und einen dem Durchmesser
des Stifts entsprechenden Winkel bewegt.
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Bei Einstellung der Hubhöhe des Ventils für volle Umdrehung der Spindel
und damit Regelung der Größe der Durchlaßöffnung im Ventil für eine volle öffnung
in diesem wird die Schraube 9 im Mitnehmerring 8 gelockert, und man zieht die Spindel
aus dem Mitnehmerring heraus oder drückt sie in diesen hinein mittels des Steuerrads
2o zur erwünschten Steigung in der Feder 7, die auf der Skala 2i abgelesen wird,
wonach der Mitnehmerring mit der Schraube 9 in der neuen Lage an der Spindel festgesetzt
wird. Dabei ist die Steigung in der Feder 7 entweder vergrößert oder vermindert
worden, und die Hubhöhe des Regulierungsorgans --
ist im Verhältnis zum Ventilsitz
3 für eine gewisse Anzahl Umdrehungen oder einen gewissen Teil einer Umdrehung der
Spindel vergrößert bzw. vermindert worden.
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Das Dichtungs- und Regulierungsorgan 2 ist in den Abbildungen als
Zylinder ausgebildet gezeigt, der gegen den gleichfalls zylindrischen Ventilsitz
3 dichtet. Eine sehr genaue Passung der Teile gegeneinander und hiermit eine vollständige
Dichtheit im Ventil können dabei erzielt werden. Zweckmäßig ist das Dichtungsorgan
unten etwa wie ein abgestumpfter Kegel ausgebildet, der in den Mediumstrom hineinragt.
Durch geeignete Abpassung der Kontur -dieses Unterteils 5 kann man verschiedene
geeignete Widerstandswerte für verschiedene eingestellte Steigungen in der Feder
7 erhalten. Das Ventilgehäuse ist um die Spindel 6 herum in gewöhnlicher Weise mit
einer Stopfbüchse verschlossen, die eine Packung 22 und einen Muffenring 23 enthält.
24 und 25 bezeichnen den Einlauf bzw. Auslauf des Ventils.
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Bei kleiner eingestellter Steigung hat die Feder 7 eine Neigung, eine
negative anstatt eine positive Steigung zu erhalten. Aus diesem Grund und um eine
gleichmäßige Steigung in der ganzen Feder zu erzielen, soll die Feder derart ausgeführt
und angebracht sein, daß ihre Endteile beim Einsetzen in die Stellhülse i i und
in den Kanal 13 des Mitnehmerrings gegen die Ventilspindel 6 gedrückt werden müssen.
Die Endteile werden folglich in diesen Löchern mit Einspannung angebracht. Die Endteile
sollen auch gewisse Winkel, zweckmäßig zwischen 70 und 85'°, mit dem schraubenlinienförmigen
Teil der Feder in der äußersten Lage der Feder bilden. Zu diesem Zweck sollen die
Mittellinie der Stellhülse i i und die Mittellinie des Lochs 14 im Mitnehmerring
8, die am besten durch die Mittellinie der Spindel 6 geht bzw. auf sie gerichtet
ist, im Verhältnis zueinander winkelverschoben sein und also die Zylinderfläche
der Spindel in Punkten schneiden, die auf verschiedenen, mit der Mittellinie der
Spindel parallelen Mantellinien auf dieser Fläche liegen, die um einen Winkel von
5 bis 30°, z. B. ioa, verschoben sind:.
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In den Fig. 4 bis 6, die eine andere Ausführungsform zeigen, in welcher
die Feder 7, der Mitnehmerring 8 und der Steuerstift 16 innerhalb des eigentlichen
Ventilgehäuses angebracht sind, aber trotzdem von außen betätigt werden können,
ist die schraubenlinienförmige Feder 7 oben mit dem Mitnehmerring 8 mittels eines
Bolzens 14' und unten mit dem Ventilgehäuse um einen in dieses hineinragenden Schraubzapfen
26 herum verbunden. Das Steuerorgan für die Feder besteht hier aus einem in das
eine Verlängerung der Ventilspindel bildende Regulierungsorgan 2 hineingesetzten
runden Stift 16, der in der Spindel 6 oder dem Organ 2 drehbar und am äußeren Ende
mit einer Nut 17 für die Feder versehen ist, in welcher Nut die aus einer Blattfeder
bestehende Feder 7 sich beim Drehen der Spindel bewegt. Der Mitnehmerring 8 ist
hier durch ein Gewinde 28 mit einer Hülse 29 verbunden, die im Ventilgehäuse i mit
einem absatzförmigen Ring 30 gelagert ist. Dichtung um die Hülse 29 findet
mit einer Muffe 31 statt. Die Lage des Mitnehmerrings und damit die jeweilige Hubhöhe
des Regulierungsorgans werden in diesem Falle nach Lockern einer Stellschraubenmutter
32 durch Drehen der mit einem sechseckigen Kopf ausgebildeten Hülse 29 mittels eines
Schraubenschlüssels unter Festhalten der Kurbel 2ö an der Ventilspindel eingestellt.
Eine Skala 21' über der eingestellten maximalen Ventilöffnung ist an einem niedergebogenen
Teil 33 der Kurbel 2o' angebracht, und die Ablesung findet mit einem Plattenschirm
34 statt, der mit dem Ventilgehäuse fest verbunden und zweckmäßig mit Ziffern versehen
ist, welche die Teilöffnung im Ventil anzeigen.
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Die Vorteile des Ventils nach der Erfindung gegenüber den früheren
Ausführungen mit ähnlicher Hubhöhenregulierung des Dichtungsorgans sind außer der
bedeutend einfacheren und billigeren Konstruktion die größere Betriebssicherheit,
die vor allem dadurch bedingt ist, daß Federbrüche und auch Veränderungen: in der
Federsteigung, die bei diesen Ausführungen gewöhnlich waren, hier unter anderem
infolge der beweglichen Einsetzungen der Feder und der Drehbarkeit des Steuerorgans
praktisch vollständig vermieden sind. Die Hubhöhe des Regulierungsorgans kann eingestellt
und damit der Regulierungsbereich des Ventils ganz nach Wunsch geändert werden,
und bei der beschriebenen Ausführung des Regulierungsorgans erhält man eine feinere
Regulierung der Durchlaßöffnung bei der Bewegung der Ventilspindel, als es sonst
der Fall ist, wenn schon ein geringes Heben des Regulierungsorgans in der Praxis
ein volles Durchströmen z. B. von Warmwasser ergibt.
Es ist einleuchtend,
daß -die Ausführung des Ventils in vielen Beziehungen im Verhältnis zu den einzig
als Beispiele beschriebenen und gezeigtenAusführungsformen verändertwerden kann,
ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten, wenn nur die angegebenen Prinzipien
des Ventils innegehalten werden.