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Title:
MIXING VALVE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/007836
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a mixing valve in which the control body that controls the connection between the inlets and outlets is configured as a rotating pump wheel (24). Said pump wheel is connected to a hollow shaft (22) and controls, by axial displacement, the connection between the inlets and outlets (KV, HR, HV) situated on different levels.

Inventors:
KLUTH HANS-ULRICH (DE)
MUELLER WOLFGANG (DE)
Application Number:
PCT/EP2000/006841
Publication Date:
February 01, 2001
Filing Date:
July 18, 2000
Export Citation:
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Assignee:
HONEYWELL AG (DE)
KLUTH HANS ULRICH (DE)
MUELLER WOLFGANG (DE)
International Classes:
F04D13/06; F04D15/00; F04D15/02; (IPC1-7): F24D3/10; F04D7/04; F04D15/00; F04D29/04
Foreign References:
DE2107000A11972-08-24
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
Tiedtke, Harro (TBK-Patent Bavariaring 4-6, GbR München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Mischventil, insbesondere DreiwegeMischventil, mit einem Gehäuse und mit Ein und Auslässen an dem Gehäuse und einem die Verbindung zwischen den Einund Auslassen steuernden Steuerkörper in dem Gehäuse, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Steuerkörper als rotierendes Pumpenrad (24) ausgebildet ist, das durch axiale Verschiebung die Verbindung zwischen den auf unter schiedlichen Ebenen liegenden Einund Auslässen (KV, HR, HV) steuert.
2. MischventilnachAnspruchl, dadurch gekennzeichnet, daßdas Pumpenrad (24) mit einer hohlen Welle (22) verbunden ist, die mit dem Läufer (30) eines Motors verbunden ist, welcher Motor eine in axialer Richtung unterteilte und getrennt erregbare Statorwicklung (32) besitzt.
3. Mischventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die hohle Welle (22) zu beiden Seiten des Pumpenrades (24) erstreckt, um in einer Endstellung an dem Gehäuse (10) einen ersten Einlaß (KV) abzudichten und uber Perforierungen (28) in der hohlen Welle (22) eine Verbindung mit einem zweiten Einlaß (HR) herzustellen.
4. MischventilnachAnspruch2, dadurch gekennzeichnet, daßdas Pumpenrad (24) und die hohle Welle (22) einstückig ausgebildet sind.
5. Mischventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksamen druckbeaufschlagten Flächen des aus Pumpenrad (24) und hohler Welle (22) bestehenden Steuerkörpers gleich groß ausgebildet sind.
6. Mischventil, insbesondere DreiwegeMischventil, mit einem Gehäuse und mit Ein und Auslässen an dem Gehäuse und einem die Verbindung zwischen den Einund Auslässen steuernden Steuerkörper in dem Gehäuse, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Steuerkörper als Aufnahmegehause (56) für ein Pumpenrad (124) ausgebildet ist, wobei er axial verschiebbar aber drehfest gelagert ist, um die Verbindung zwischen den auf unterschiedlichen Ebenen liegenden Einund Auslässen (KV, HR, HV) zu steuern.
7. Mischventilnach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmegehäuse (56) aus zwei zueinander spiegelbildlich symmetrischen Teilen besteht, die miteinander verbunden sind und zwischen sich das Pumpenrad (124) aufnehmen, wobei das Pumpenrad (124) auf einer Motorwelle (122) sitzt, die in dem Aufnahmegehäuse (56) drehbar gelagert ist.
8. MischventilnachAnspruch7, dadurch gekennzeichnet, daßdas Aufnahmegehäuse (56) axial verschieblich geführt ist und daß Mittel (64) vorgesehen sind, um es gegen Drehung zu sichern.
9. MischventilnachAnspruch8, dadurch gekennzeichnet, daßdas Aufnahmegehäuse (56) zwei schirmförmige Teile (62,62') aufweist, von denen sich zylindrische Ansätze (58,58') nach oben und unten erstrecken, die axial gerichtete Durchführungen (60,60') aufweisen.
10. MischventilnachAnspruch9, dadurch gekennzeichnet, daßdas Pumpenrad als Flügelrad (124) ausgebildet ist, wobei sich die Flügel des Flügelrades radial über einen Bereich erstrecken, der außerhalb der Durchführungen (60,60') liegt.
11. Mischventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) aufweist : eine untere Kammer (16), die an den Kesselvorlauf (KV) angeschlossen ist, eine mittlere Kammer (18), die an den Heizungsvorlauf (HV) angeschlossen ist und eine obere Kammer (20), die an den Heizungsrücklauf (HR) angeschlossen ist, wobei alle Kammern über die hohle Welle (22) oder die zylindrischen Ansätze (58,58') mit den Durchfiihrungen (60,60') die die Trennwände zwischen den Kammern durchsetzen, miteinander verbunden sind.
12. Mischventil nach einem der Ansprüche 1 bis 1 l, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h ein auf das Gehäuse (10) des Mischventils aufgesetztes topfformiges Gehause (34), das die Statorwicklung (32, 132) und den Läufer (30) des Motors aufnimmt.
13. Mischventil nach Anspruch 12, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h Abdichtmittel (38,40,42) zwischen der Statorwicklung (32) und dem Läufer (30) des Motors.
Description:
Mischventil Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Mischventil nach dem Gattungsbegriff der unabhängigen Patentansprüche.

Mischventile und insbesondere Dreiwege-Mischventile werden bei Heizungsanlagen benutzt, um den Heizungsvorlauf gesteuert mit dem Kesselvorlauf bzw. dem Heizungsrücklauf zu verbinden, um z. B. durch Beimischung von Wasser des Heizungsrücklaufes die Temperatur des Wassers im Heizungsvorlauf zu beeinflussen. Im Heizungsvorlauf ist sodann ublicherweise eine das Heizmedium durch die Anlage bewegende Umwälzpumpe angeordnet.

Hiervon ausgehend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Mischventil und die Umwälzpumpe in einer Armatur zu vereinigen. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß den kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Armatur sind den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.

Anhand von in den Figuren der beiliegenden Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen sei im folgenden die Erfindung näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 die erfindungsgemäße Armatur gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einer Stellung, bei der der Heizungsrücklauf mit dem Heizungsvorlauf verbunden ist ; Fig. 2 die erfindungsgemäße Armatur nach Fig. 1 in einer Stellung, bei der der Kesselvorlauf mit dem Heizungsvorlauf verbunden ist ;

Fig. 3 die erfindungsgemäße Armatur nach Fig. 1 in einer Zwischenstellung, bei der der Kesselvorlauf und der Heizungsrücklauf mit dem Heizungsvorlauf verbunden sind.

Fig. 4 die erfindungsgemäße Armatur gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, bei der der Heizungsrücklauf mit dem Heizungsvorlauf verbunden ist ; Fig. 5 die erfindungsgemäße Armatur gemäß Fig. 4, bei der der Kesselvorlauf mit dem Heizungsvorlauf verbunden ist ; und Fig. 6 die erfindungsgemäße Armatur gemäß Fig. 4, bei der der Kesselvorlauf und der Heizungsrücklauf mit dem Heizungsvorlauf verbunden sind.

Gemäß Fig. 1 besitzt ein Mischventilgehäuse 10 einen Einlaßstutzen 12 für den Kesselvorlauf, einen Auslaßstutzen 14 für den Heizungsvorlauf und einen in dieser Darstellung nicht sichtbaren Einlaßstutzen für den Heizungsrücklauf. Der Einlaßstutzen 12 ist mit einer unteren Kammer 16 verbunden, der Heizungsvorlauf ist an eine mittlere Kammer 18 angeschlossen und der Heizungsrücklauf ist an eine obere Kammer 20 angeschlossen. Alle Kammern 16,18 und 20 sind über miteinander fluchtende Bohrungen miteinander verbunden. Eine hohle und axial verschiebbare Welle 22 durchsetzt diese Bohrungen und trägt ein Pumpenrad 24 im Bereich der mittleren Kammer 18. Die obere Kammer 20 ist an einem Gehäusedeckel 26 angeformt, der bei seiner Entfernung den Einsatz des Pumpenrades 24 mit der hohlen Welle 22 in die mittlere Kammer 18 gestattet.

In der in Fig. 1 dargestellten Stellung liegt die hohle Welle 22 mit ihrem offenen unteren Ende am Boden der unteren Kammer 16 an und versperrt somit den Zutritt des Kesselvorlaufs in das Pumpenrad 24 und die mittlere Kammer 18. Hingegen stellen Perforierungen 28 in der hohlen Welle 22 im Bereich der oberen Kammer 20 eine Verbindung zwischen dem Heizungsrücklauf und dem Pumpenrad 24 bzw. der mittleren Kammer 18 her.

Die hohle Welle 22 ragt nach oben aus der oberen Kammer 20 heraus und ist mit dem Läufer 30 eines Motors verbunden, dessen Statorwicklung 32 in einem topfformigen Gehäuse 34 angeordnet ist, welches an dem Gehäusedeckel 26 angeflanscht ist. Die Statorwicklung 32 ist axial in zwei Wicklungen 32'und 32"unterteilt, um durch getrennte oder gleichzeitige Erregung der Wicklungen 32', 32"unterschiedliche Stellungen des Läufers 30 und somit der hohlen Welle 22 zu erzielen. Im in der Fig. 1 dargestellten Fall ist

nur die untere Wicklung 32"erregt, um das Pumpenrad 24 uber den Läufer 30 und die hohle Welle 22 anzutreiben, wobei aber die Erregung ausreichend ist, um die geforderte Pumpenleistung zu erzielen.

Ein an dem topfförmigen Gehäuse 34 im Deckelbereich innen konzentrisch angebrachter Einsatz 36 dient der Führung der hohlen Welle 22. Eine Hülse 38, die aber O-Ringe 40 und 42 an dem Einsatz 36 und an einem Aufsatz an dem Gehäusedeckel 26 abgedichtet ist, schirmt die Statorwicklung 32 gegen das fließende Medium ab. Die druckbeaufschlagten Flache des aus Pumpenrad 24 und hohler Welle 22 bestehenden Steuerkörpers sind so gewählt, daß sie gleich groß sind und einen Druckausgleich gestatten.

Fig. 2 zeigt eine Stellung des Mischventils mit integrierter Umwälzpumpe, bei der der Kesselvorlauf mit dem Heizungsvorlauf verbunden ist und die Beimischung des Heizungsrücklaufs abgetrennt ist. Diese Stellung wird erzielt durch Erregung der Statorwicklung 32'alleine, wodurch der Läufer 30 in diese hineingezogen wird, so dal3 das untere Ende der hohlen Welle 22 den ungehinderten Zutritt des Kesselvorlaufs zum Pumpenrad 24 freigibt und die Perforierungen 28 auf einer Höhe liegen, wo keine Verbindung mehr mit dem Heizungsrücklauf hergestellt wird.

Fig. 3 zeigt die Stellung des Mischventils mit integrierter Pumpe, bei der sowohl der Kesselvorlauf als auch der Heizungsrücklauf mit dem Heizungsvorlauf verbunden sind.

Diese Stellung wird erzielt durch Erregung beider Statorwicklungen 32'und 32", wodurch der Läufer 30 eine Mittelstellung einnimmt, so daß das untere Ende der hohlen Welle 22 den teilweisen Zutritt des Kesselvorlaufs erlaubt und die Perforierungen 28 auf einer Höhe liegen, bei der zumindest teilweise eine Verbindung mit dem Heizungsrücklauf hergestellt ist.

Das in den Figuren 4 bis 6 gezeigte weitere Ausführungsbeispiel der Erfindung sei nur insoweit beschrieben, als es sich von dem in den Figuren l bis 3 gezeigten Ausführungs- beispiel unterscheidet. Gleiche Bauelemente sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen ; funktionell abgewandelten Bauelementen wurde eine 1 vorangestellt und neue Bauelemente wurden mit gesonderten Bezugszeichen versehen.

Gemäß Fig. 4 umfaßt der Stator 132 des Motors drei übereinander angeordnete Statorwicklungen 132', 132"und 132"', wobei der Läufer 30 durch getrennte oder gemeinsame Erregung der Statorwicklungen 3 unterschiedliche Stellungen einnehmen kann, wie dies auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 bis 3 der Fall war.

Der Laufer 30 ist über ein hülsenförmiges Zwischenelement 50, das nicht aus Eisen besteht, mit einer Motorwelle 122 mittels einer Mutter 52 verbunden. Die Motorwelle 122 ist in einem unteren Gehauseansatz 54 gelagert und als Pumpenrad ist ein Flugelrad 124 auf die Motorwelle 122 aufgesteckt und mit dieser zusammen drehbar. Das Flügelrad 124 sitzt in einem Aufhahmegehäuse 56, das als verschiebbarer Steuerkörper arbeitet und aus zwei symmetrischen Teilen besteht, zwischen denen sich das Flügelrad 124 befindet. Das Aufnahmegehäuse 56 weist zwei zylindrische Ansätze 58,58'auf, die mit Durchführungen 60,60'versehen sind, welche z. B. durch achsparallele über den Umfang verteilte Bohrungen vorgegeben sein können. Prinzipiell können die Ansätze 58,58'auch durch zwei konzentrische Hülsen vorgegeben sein, die über radiale Stege miteinander verbunden sind.

Die Durchführungen 60,60'stellen die Verbindung zwischen dem Kesselvorlauf KV, dem Heizungsvorlauf HV und dem Heizungsrücklauf HR her, wobei das Flügelrad 124 den Transport des Mediums bewirkt.

Die Flügel des Flügelrades 124 erstrecken sich hierbei radial über einen Bereich, der außerhalb des durch die Durchführungen 60,60'fließenden Mediums liegt. Zwei sich von den zylindrischen Ansätzen 58,58'radial nach außen erstreckende Schirmbleche 62,62' schließen das Flügelrad 124 zwischen sich ein und bündeln das durchtretende Medium. Die Schirmbleche 62,62'können über den Umfang an verschiedenen Stellen im Abstand voneinander verrastet sein. Ferner weisen die Schirmbleche 62,62'hier nicht erkennbare miteinander fluchtende U-förmige Ausnehmungen im Rand auf, welche einen in das Gehäuse 10 eingesetzten Stift 64 übergreifen, so daß sie axial beweglich aber in Drehrichtung festgehalten sind. Sicherungsringe 66,66'sichern das Aufnahmegehäuse 56 auf der Motorwelle 122, so daß es mit der Motorwelle 122 axial beweglich ist, wenn die Statorwicklungen 132', 132"und 132"'entsprechend erregt werden, um den Läufer 30 und damit den Steuerkörper zu verschieben.