DE29812384U1 - Pipe valve designed as a gravity brake - Google Patents
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Description
Heutzutage haben Heizungsanlagen zwei oder mehr Pumpen. Eingebaute, als sogenannte "Schwerkraftbremse&eegr;" ausgebildete Rohrleitungsventile vermeiden dann ein gegenseitiges Beeinflussen der Kreise, indem sie als Ventile lediglich in der gewünschten Flußrichtung öffnen und bei Strömungsumkehr (und entsprechendem Unterdruck) schließen.Nowadays, heating systems have two or more pumps. Installed pipeline valves, designed as so-called "gravity brakes", then prevent the circuits from influencing each other by only opening as valves in the desired flow direction and closing when the flow is reversed (and there is a corresponding negative pressure).
Eine bekannte Schwerkraftbremse besteht aus einem rohrförmigen Messinggehäuse, welches in den Wasserkreislauf, z. B. einer Heizungs-, Warmwasser- oder Solaranlage, vorzugsweise im Bereich der dem jeweiligen Kreis zugeordneten Umwälzpumpe, integriert ist. In diesem rohrförmigen Gehäuse befindet sich ein mit O-Ring versehener Ventilteller, der mit Hilfe einer Edelstahlfeder auf einen zugeordneten Ventilsitz gedrückt wird. Der Ansprechdruck po der Edelstahlfeder ist gering.A well-known gravity brake consists of a tubular brass housing which is integrated into the water circuit, e.g. a heating, hot water or solar system, preferably in the area of the circulation pump assigned to the respective circuit. In this tubular housing there is a valve plate with an O-ring which is pressed onto an assigned valve seat with the help of a stainless steel spring. The response pressure po of the stainless steel spring is low.
Beim Ablassen verhindert die Schwerkraftbremse ein Entleeren des über der Schwerkraftbremse befindlichen Zweigs der Anlage.When draining, the gravity brake prevents the branch of the system located above the gravity brake from emptying.
Um auch diese Wassersäule ablassen zu können, muß der Ventilteller mit Hilfe eines Handaufstellers angehoben werden, womit zwecks Entleerung der Anlage die Ventilwirkung außer Funktion gesetzt wird.In order to be able to drain this water column, the valve plate must be lifted using a manual lifter, which disables the valve function in order to empty the system.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schwerkraftbrense zu beschreiben, die ein Entleeren der Anlage ohne Handaufstellung ermöglicht.The invention is based on the object of describing a gravity brake that enables the system to be emptied without manual setting up.
Vie der Hauptanspruch offenbart, erfolgt die Lösung dieser Aufgabe in der Weise, daß einem herkömmlichen Schwerkraftbrems-Ventil ein zusätzliches, entgegengesetzt orientiertes Ventil parallelgeschaltet wird. Die Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen, -details und Weiterentwicklungen an.As the main claim discloses, this problem is solved in that an additional, oppositely oriented valve is connected in parallel to a conventional gravity brake valve. The subclaims specify preferred embodiments, details and further developments.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die Strömungswiderstände in den verschiedenen Heizungskreisen nicht sonderlich groß sind, so daß die Schwerkraftbremse keine besonders großen Drücke zu widerstehen hat, um wirksam zu sein. Aus diesem Grunde ist es zulässig, daß die Schwerkraftbremse bei größeren entgegengesetzten Drücken wieder öffnet. Dieses öffnen erfolgt mit dem zu der Schwerkraftbremse entgegengesetzt geschalteten Ventil, dessen Ansprechdruck pw« der restlichen Wassersäule entspricht, die nicht entleert werden muß <z. B. 0,2 bar « 2m Wassersäule). Das bedeutet: Die über der erfindungsgemäßen Schwerkraftbremse stehende Wassersäule von 10 oder 20 Metern kann durch das Zusatzventil strömen und abgelassen werden. Lediglich eine restliche Wassersäule WS von ca 1 - 2 Metern, die dem Ansprechdruck pws entspricht, bleibt in der Anlage zurück.The invention is based on the knowledge that the flow resistance in the various heating circuits is not particularly high, so that the gravity brake does not have to withstand particularly high pressures in order to be effective. For this reason, it is permissible for the gravity brake to open again when there are higher opposing pressures. This opening takes place with the valve connected opposite to the gravity brake, whose response pressure pw« corresponds to the remaining water column that does not have to be emptied (e.g. 0.2 bar « 2m water column). This means: The water column of 10 or 20 meters above the gravity brake according to the invention can flow through the additional valve and be drained. Only a remaining water column WS of approx. 1 - 2 meters, which corresponds to the response pressure pws, remains in the system.
Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße Rohrleitungsventil so konzipiert, daß das Schwerkraftbrems-Ventil und das weitere Ventil zueinander koaxial angeordnet und in einem gemeinsamen druckdichten Gehäuse untergebracht sind.Preferably, the pipeline valve according to the invention is designed so that the gravity brake valve and the further valve are arranged coaxially to one another and are housed in a common pressure-tight housing.
Im drucklosen Zustand können das Schwerkraftbrems-Ventil und/oder das weitere Ventil mittels Federkraft, mittels Schwerkraft oder mittels Staudruck geschlossen werden.In the depressurized state, the gravity brake valve and/or the other valve can be closed by spring force, by gravity or by dynamic pressure.
Eine besonders einfache Konstruktion ergibt sich, wenn das weitere Ventil in den Ventilteller des Schwerkraftbrems-Ventils integriert ist, wobei ein kegelförmiger Ventilteller des weiteren Ventils in den Ventilteller des Schwerkraftbrems-VentiIs eingelassen ist und sich die weitere Ventilfeder gegen einen am Ventilteller des Schwerkraftbrems-VentiIs angebrachten Bügel abstützt.A particularly simple construction is achieved when the additional valve is integrated into the valve plate of the gravity brake valve, whereby a conical valve plate of the additional valve is embedded in the valve plate of the gravity brake valve and the additional valve spring is supported against a bracket attached to the valve plate of the gravity brake valve.
Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung erläutert.
Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schwerkraftbremse im Längsschnitt;
Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung eine
Heizungsanlage mit zwei Kreisen;The invention is explained with reference to the accompanying drawings.
Fig. 1 shows a preferred embodiment of the gravity brake according to the invention in longitudinal section; Fig. 2 shows a schematic representation of a heating system with two circuits;
Fig. 3 zeigt eine herkömmliche Schwerkraftbremse; Fig. 4a zeigt das pV-Diagramm einer herkömmlichen Schwerkraftbremse;Fig. 3 shows a conventional gravity brake; Fig. 4a shows the pV diagram of a conventional gravity brake;
Fig. 4b zeigt das pV-Diagramm eines erfindungsgemäßen Schwerkraftbremsen-ZusatzventiIs; Fig. 4c zeigt das pV-Diagramm einer kompletten erfindungsgemäßen Schwerkraftbremse; Fig. 5 zeigt das Schema einer erfindungsgemaßen Schwerkraftbremse im Längsschnitt; Fig. 6 zeigt ebenfalls eine erfindungsgemäßeFig. 4b shows the pV diagram of an additional gravity brake valve according to the invention; Fig. 4c shows the pV diagram of a complete gravity brake according to the invention; Fig. 5 shows the diagram of an additional gravity brake according to the invention in longitudinal section; Fig. 6 also shows an additional gravity brake according to the invention.
Schwerkraftbremse in koaxialer Ausführung. 30Gravity brake in coaxial design. 30
Eine Heizungsanlage 2 besteht im wesentlichen aus einem Heizkessel 4 und Heizkörpern 6, wobei Heizkessel 4 und Heizkörper 6 durch Vorlauf- 8 und Rücklaufleitung 10 miteinander verbunden sind. Um den Wärmeaustausch zwischenA heating system 2 essentially consists of a boiler 4 and radiators 6, whereby the boiler 4 and radiator 6 are connected to each other by flow 8 and return line 10. In order to facilitate the heat exchange between
Kessel 4 und Heizkörper 6 zu fördern, ist üblicherweise im Vorlauf 8 eine Umwälzpumpe 12 angeordnet.To pump water to the boiler 4 and radiator 6, a circulation pump 12 is usually arranged in the flow line 8.
Die in Fig. 2 dargestellte Anlage umfaßt zwei Heizungskreise 14a, 14b mit zwei Umwälzpumpen 12a, 12b. Um zu vermeiden, daß beim Betrieb nur eines Kreises 14a <d. h. beim Betrieb nur einer Umwälzpumpe 12a) das Wasser im anderen Kreis 14b "rückwärts", d. h. in entgegengesetzter Richtung, zirkuliert, befindet sich in den Heizungskreisen 14a, 14b jeweils eine sogenannte Schwerkraftbremse 16a, 16b. Jede Schwerkraftbremse 16a, 16b besteht aus einem Ventil 18, das in Pumprichtung 20 der jeweiligen Umwälzpumpe 12 durchlässig ist und in entgegengesetzter Richtung absperrt.The system shown in Fig. 2 comprises two heating circuits 14a, 14b with two circulation pumps 12a, 12b. In order to prevent the water in the other circuit 14b from circulating "backwards", i.e. in the opposite direction, when only one circuit 14a (i.e. when only one circulation pump 12a) is operating, there is a so-called gravity brake 16a, 16b in each of the heating circuits 14a, 14b. Each gravity brake 16a, 16b consists of a valve 18 that is permeable in the pumping direction 20 of the respective circulation pump 12 and shuts off in the opposite direction.
Vie aus Fig. 3 ersichtlich, besteht eine herkömmliche Schwerkraftbremse 16 aus einem rohrförmigen Gehäuse 22, dessen Innenwandung zu einem Ventilsitz 24 ausgeformt ist. Diesem Ventilsitz 24 ist ein axial-bewegbarer Ventilteller 26 mit einem dichtschließenden O-Ring 28 zugeordnet. Der Ventilteller 26 wird mit Hilfe einer Feder 30 gegen den Ventilsitz 24 gedrückt.As can be seen from Fig. 3, a conventional gravity brake 16 consists of a tubular housing 22, the inner wall of which is formed into a valve seat 24. This valve seat 24 is assigned an axially movable valve plate 26 with a tightly closing O-ring 28. The valve plate 26 is pressed against the valve seat 24 with the aid of a spring 30.
Der Ansprechdruck p&<~> (Schwerkraftbremse) des (Schwerkraftbrems-)Ventils 18 ist so gering, daß dadurch der der Schwerkraftbremse 16 zugeordneten Umwälzpumpe kein nennenswerter Widerstand entgegengesetzt wird. Zum Ablassen des in dem Leitungsstrang befindlichen Wassers weist die herkömmliche Schwerkraftbremse 16 einen sogenannten "Handaufsteller" 32 auf.The response pressure p&<~> (gravity brake) of the (gravity brake) valve 18 is so low that it does not provide any significant resistance to the circulation pump associated with the gravity brake 16. To drain the water in the pipe string, the conventional gravity brake 16 has a so-called "manual actuator" 32.
Das in Fig. 4a dargestellte pV-Diagramm einer herkömmlichen Schwerkraftbremse 16 zeigt, daß das (Schwerkraftbrems-)The pV diagram of a conventional gravity brake 16 shown in Fig. 4a shows that the (gravity brake)
Ventil 18 bei dem Ansprechdruck pSEs öffnet. Bei kleineren oder entgegengesetzten Drücken ist das Ventil 18 geschlossen.Valve 18 opens at the set pressure p SE s. At lower or opposite pressures, valve 18 is closed.
Das in Fig. 5 dargestellte Schema einer erfindungsgemäßen
Schwerkraftbremse 16 zeigt, daß sich der Rohrstrang 34 in
zwei Äste (Rohrverzweigung) 34a, 34b aufteilt, wobei der links im Bild dargestellte Zweig 34a dem (Schwerkraftbrems-
>Ventil 18 einer herkömmlichen Schwerkraftbremse 16
entspricht, und wobei rechts im Bild ein zum ersten Ventil 18 entgegengesetzt parallelgeschaltetes Ventil 36
angeordnet ist. Dieses Ventil 36 weist den Ansprechdruck pus (Wassersäule) auf.
Das pV-Diagramm dieses zusätzlichen Ventils 36 ist in Fig.The diagram of a gravity brake 16 according to the invention shown in Fig. 5 shows that the pipe string 34 is divided into two branches (pipe branching) 34a, 34b, whereby the branch 34a shown on the left in the picture corresponds to the gravity brake valve 18 of a conventional gravity brake 16, and whereby on the right in the picture a valve 36 is arranged in parallel opposite to the first valve 18. This valve 36 has the response pressure pus (water column).
The pV diagram of this additional valve 36 is shown in Fig.
4b dargestellt.4b.
Das sich aus der Parallelschaltung beider Ventile 18, 36 ergebende pV-Diagramm ist in Fig. 4c dargestellt: Im Druckbereich von pWs bis &rgr;so ist die erfindungsgemäße Schwerkraftbremse 16 geschlossen, während sie bei Drücken unter pwss und über pSs geöffnet ist.The pV diagram resulting from the parallel connection of both valves 18, 36 is shown in Fig. 4c: In the pressure range from p W s to ρso the gravity brake 16 according to the invention is closed, while it is open at pressures below pwss and above p S s.
Die Ansprechdrücke pws (Wassersäule) und ps>ei (Schwerkraftbremse) werden durch Auswahl der entsprechenden Federstärken bei der Konstruktion vorgegeben.The response pressures pws (water column) and ps>ei (gravity brake) are specified by selecting the appropriate spring strengths during design.
Die in Fig. 6 dargestellte Schwerkraftbremse 16 zeigt eine vergleichbare Wirkungsweise. Statt der gemäß Fig. 5 zueinander nebengeordneten Ventile 18, 36 ist hier eine koaxiale Anordnung der Ventile 18, 36 gewählt: Das Schwerkraftbrems-Ventil 18 ist hier nicht teller- sondern ringförmig ausgebildet. In seinem Innern befindet sich koaxial dazu ein erfindungsgemäßes (Wassersäulen-)Ventil 36. Auch hier wird das Schwerkraftbrems-Venti1 18 durch denThe gravity brake 16 shown in Fig. 6 shows a comparable mode of operation. Instead of the valves 18, 36 arranged next to each other as shown in Fig. 5, a coaxial arrangement of the valves 18, 36 is chosen here: The gravity brake valve 18 is not plate-shaped but ring-shaped. In its interior, coaxial to it, there is a (water column) valve 36 according to the invention. Here too, the gravity brake valve 18 is controlled by the
Druck der zugeordneten Umwälzpumpe 12 geöffnet, während es bei Stillstand der Pumpe 12 schließt, und bei entgegengesetzten Drücken, die durch den Betrieb anderer Heizungskreise 14a, 14b, ... verursacht werden könnten, geschlossen bleibt. Das (Wassersäulen-)Ventil 36, hingegen, ist beim Betrieb der zugeordneten Umwälzpumpe 12 geschlossen. Es öffnet sich erst dann, wenn im Falle einer Heizungsreparatur die Heizungsanlage 2 entleert werden soll. Beim Ablassen des Heizungswassers über den Ablaßhahn 38 entleeren sich zunächst die Rücklaufleitungen 10a, 10b. Das hat zur Folge, daß auf der Schwerkraftbremse 16 nun der Druck der in der Anlage 2 befindlichen Wassersäule 40 ruht. Da der Druck &rgr; der Wassersäule 40 (absolut) größer ist als der Ansprechdruck pwss des Zusatzventils 36, öffnet sich dieses Ventil 36 <die Ventile 36a, 36b, ...), so daß somit auch das Wasser im jeweiligen Vorlaufzweig 8a, 8b, ... abgelassen werden kann. Das Zusatzventil 36 (die Zusatzventile 36a, 36b, ...) schließt (schließen) erst dann wieder, wenn der Druck &rgr; der oberhalb des Ventils 36 (der Ventile 36a, 36b) befindlichen Wassersäule 40 kleiner/gleich dem Ansprechdruck puiss ist.pressure of the associated circulation pump 12, while it closes when the pump 12 is at a standstill and remains closed when there are opposite pressures that could be caused by the operation of other heating circuits 14a, 14b, ... The (water column) valve 36, on the other hand, is closed when the associated circulation pump 12 is in operation. It only opens when the heating system 2 is to be drained in the event of a heating repair. When the heating water is drained via the drain cock 38, the return lines 10a, 10b are drained first. This means that the pressure of the water column 40 in the system 2 now rests on the gravity brake 16. Since the pressure &rgr; of the water column 40 is (absolutely) greater than the response pressure pwss of the additional valve 36, this valve 36 opens <the valves 36a, 36b, ...), so that the water in the respective flow branch 8a, 8b, ... can also be drained. The additional valve 36 (the additional valves 36a, 36b, ...) only closes again when the pressure ρ of the water column 40 above the valve 36 (the valves 36a, 36b) is less than or equal to the response pressure puiss.
Die in Fig. 1 dargestellte bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schwerkraftbremse 16 weist ebenfalls koaxialen Aufbau auf. Der Unterschied zur Ausführungsform nach Fig. 6 besteht insbesondere darin, daß der "Ventilteller" 44 dieses Zusatzventils 36 (gemäß Fig. 1) nicht eben sondern im wesentlichen kegelförmig ausgebildet ist - vergleichbar einem Sektkelch. Außerdem stützt sich dieser Ventilteller 44 nicht gegen einen ortsfesten sondern gegen einen in den bewegbaren Hauptventilteller 42 eingelassenen trichterförmigen Ventilsitz 46 ab. Die den Ansprechdruck pwss erzeugende (Zusatz-) Feder 48 stützt sich an einem am Hauptventilteller 42 angeordneten Bügel 50 ab.The preferred embodiment of the inventive gravity brake 16 shown in Fig. 1 also has a coaxial structure. The difference from the embodiment according to Fig. 6 is in particular that the "valve plate" 44 of this additional valve 36 (according to Fig. 1) is not flat but essentially conical - comparable to a champagne flute. In addition, this valve plate 44 is not supported against a stationary valve seat 46 but against a funnel-shaped valve seat 46 embedded in the movable main valve plate 42. The (additional) spring 48 generating the response pressure pwss is supported on a bracket 50 arranged on the main valve plate 42.
Die Wirkungsweise der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform entspricht derjenigen der in Fig. 6 dargestellten Schwerkraftbremse 16.The mode of operation of the embodiment shown in Fig. 1 corresponds to that of the gravity brake 16 shown in Fig. 6.
Der Ansprechdruck pWs des Zusatzventils 36a, 36b, ... ist auf den Strömungswiderstand der sonstigen Heizungskreise 14a, 14b, , . . abzustimmen.The response pressure p W s of the additional valve 36a, 36b, ... must be adjusted to the flow resistance of the other heating circuits 14a, 14b, , . .
Ale Schwerkraftbresise ausgebildetes Ralirleitungsventil BezugszeichenlisteAle gravity brake designed rail line valve List of reference symbols
2 Heizungsanlage 4 Heizungskessel 6 Heizkörper 8, 8a, 8b, ... Vorlauf 10, 10a, 10b, ... Rücklauf 12, 12a, 12b, . . . Umwälzpumpe 14a, 14b Heizungskreis 16, 16a, 16b, ... Schwerkraftbremse 18 Ventil, Schwerkraftbremsventil 20 Pumprichtung, DurchlaSrichtung 22 Gehäuse 24 Ventilsitz 26 Ventilteller 28 O-Ring2 Heating system 4 Heating boiler 6 Radiator 8, 8a, 8b, ... Flow 10, 10a, 10b, ... Return 12, 12a, 12b, . . . Circulation pump 14a, 14b Heating circuit 16, 16a, 16b, ... Gravity brake 18 Valve, gravity brake valve 20 Pump direction, flow direction 22 Housing 24 Valve seat 26 Valve plate 28 O-ring
30 Feder30 Spring
32 Handaufsteller 34 Rohrstrang 34a, 34b Rohrverzweigung 36, 36a, 36b, ...32 Manual operator 34 Pipe string 34a, 34b Pipe branch 36, 36a, 36b, ...
entgegengesetzt parallelgeschaltetes Ventil, (Schwerkraftbremsen-)Zusatzventil, Wassersäulen-Ventil, weiteres Ventilopposite parallel valve, (gravity brake) additional valve, water column valve, additional valve
38 Ablaßhahn 40 Wassersäule 42 Hauptventilteller 44 Zusatzventil"teller" 46 trichterförmiger Ventilsitz 48 Zusatzfeder, weitere Feder 50 Bügel38 Drain cock 40 Water column 42 Main valve plate 44 Additional valve "plate" 46 Funnel-shaped valve seat 48 Additional spring, further spring 50 Bracket
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19981203 |
|
| R156 | Lapse of ip right after 3 years |
Effective date: 20020501 |