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Temperaturgesteuertes Heizkörperventil
Die Erfindung bezieht sich auf ein temperaturgesteuertes Heizkörperventil mit einem den Fluss des Heizmediums regulierenden Ventilteller od. dgl. sowie einem Temperaturfühler mit einem vom Steuermedium gefüllten Raum und einem Kolben, dessen Stellung vom Druck in diesem Raum abhängig ist, wobei der Kolben mit dem Ventilteller durch eine Kolbenstange verbunden ist und unter dem Druck einer schraubenlinienförmigen Feder steht, deren Vorspannung einstellbar ist, und wobei die Kolbenstange durch die Achse der Schraubenfeder verläuft. Die Aufgabe derartiger Heizkörperventile besteht darin, die Menge des durch den Heizkörper fliessenden Mediums in Abhängigkeit von der Temperatur zu regulieren, die in dem zu beheizenden Raum herrscht.
Die bisher bekannten thermisch gesteuerten Ventile der genannten Art haben den Nachteil, dass sie wegen ihrer übermässig grossen Baulänge als Radiatorenventile ungeeignet waren.
Ziel der Erfindung ist ein Heizkörperventil der genannten Art, welches die aufgezeigten Mängel vermeidet und welches sich gegenüber bekannten Konstruktionen vor allem dadurch auszeichnet, dass es in einer gedrängten, raumsparenden Bauform ausgeführt werden kann, wobei die Baulänge die Federlänge nur unbedeutend übersteigt und der Raum für das Steuermedium möglichst weit vom eigentlichen Ventil angeordnet ist, so dass dieses von Fremdwärme praktisch nicht beeinflusst werden kann.
Erreicht wird dies erfindungsgemäss dadurch, dass das vom Kolben abgewandte Ende der Schraubfeder auf einem ebenfalls im Ventilgehäuse angeordneten Ringkörper aufliegt, welcher über seitlich von der Feder und parallel zu deren Achse verlaufende Streben mit einer Mutter verbunden ist, in die ein mit dem Einstellknopf verbundenes Gewinde eingreift, wobei sich die Mutter an dem Ende des Ventilgehäuses befindet, das dem Ventilteller abgewandt ist.
Nach weiteren Merkmalen der Erfindung ist der das Steuermedium enthaltende Raum von einem Gehäuse umschlossen, welches über radial zum zylindrischen Ventilgehäuse verlaufende Stützen mit diesem Ventilgehäuse verbunden ist. Die Kolbenstange kann durch ein Gewinde mit dem Kolben verbunden sein, so dass durch Drehen der Kolbenstange der Abstand zwischen dem Kolben und dem Ventilteller einstellbar ist. An der der Feder abgewandten Seite des Ringkörpers kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung mit der Kolbenstange eine Scheibe mit von aussen durch das Ventilgehäuse hindurch zugänglichen, radialen Bohrungen zur Einstellung des Abstandes zwischen dem Kolben und dem Ventilteller verbunden sein.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispieles, welches in den Zeichnungen dargestellt ist, näher erläutert. In dieser zeigt Fig. l den Längsschnitt durch ein Heizkörperventil, Fig. 2 einen Querschnitt durch das Heizkörperventil der Fig. l nach Linie 11-11 in Fig. l und Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Teil des Ventiles gemäss Fig. l nach Linie III-III in Fig. 1.
Das in Fig. l dargestellte, temperaturgesteuerte Heizkörperventil besteht aus einem Ventilkörper 1, an dessen einem Ende senkrecht zur Längsachse Anschlussstutzen 2 und 3 für das zu steuernde Medium, beispielsweise Warmwasser, vorgesehen sind. Die Stutzen 2 bzw. 3 können direkt an den Heizkörper angeschlossen werden, so dass der Ventilkörper 1 durch Verbindung mit dem Heizkörper und mit der Zuflussleitung in seiner Lage festgehalten wird. In der Verbindungsleitung zwischen den beiden Stutzen 2 und 3 ist ein Ventilsitz 4 vorgesehen, der durch ein bewegliches Ventilorgan, z. B. einen Ventilteller 5, derart abgedeckt werden kann, dass die Verbindung zwischen den beiden Stutzen 2 und 3 unterbrochen ist.
Das bewegliche Ventilorgan wird durch eine zylindrische Stange 6 betätigt, die mittels einer Scheibe 7 und mittels an diese Scheibe anliegende Dichtungsringe 8 und 9 gegen den Ventilkörper 1 abgedichtet ist, so dass das gesteuerte Medium nicht in den Raum oberhalb der Scheibe 7 gelangen kann, ohne dass die Beweglichkeit der Stange 6 in Axialrichtung und in Drehrichtung beeinträchtigt wird.
Die Ventilstange 6 ist oben mit einer Kolbenstange 10 verbunden, wobei unmittelbar in der Verbindungsstelle ein profiliertes Stück, beispielsweise ein Vierkant 11 vorgesehen ist. Das obere Ende der Kolbenstange 10 läuft oben in eine Spindel 12 aus. Mit dem Vierkantstück 11 steht die zentrale Bohrung einer Betätigungsscheibe 13 in Eingriff, die in ihrer Mittelebene vom äusseren Rand sich radial nach innen erstreckende Bohrungen 14 aufweist, wie dies auch aus Fig. 2 ersehen werden kann. Im Ventilkörper 1
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befindet sich in der Höhe der Scheibe 13 ein Schlitz 15, durch welchen beispielsweise ein Stift eingeführt und mit den Bohrungen 14 in Eingriff gebracht werden kann.
Die Länge des Schlitzes 15 ist dabei grösser als der Abstand zweier benachbarter Bohrungen 14, so dass es möglich ist, die Scheibe 13 schrittweise zu drehen, wodurch auf dem Wege über die Spindel 12 die Lage des beweglichen Ventilorgans 5 verändert werden kann.
Die Spindel 12 steht in Eingriff mit einem eine Bohrung 20 mit Gewinde aufweisenden Körper 21, welcher nachfolgend als Kolben 21 bezeichnet werden soll. Dieser Kolben steht-wie noch zu erläutern sein wird-unter der Wirkung einer einstellbaren Feder und unter einem dieser Feder entgegenwirkenden Druck, dessen Grösse sich in Abhängigkeit von der Raumtemperatur ändert.
Der Kolben 21 besitzt einen tellerförmigen Teil 22, auf den das obere Ende einer Schraubenfeder 23 aufliegt. Das untere Ende der Schraubenfeder 23 liegt auf einem Ring 25 auf, der sich in der Nähe der Scheibe 13 befindet. Der Ring 25 ist beispielsweise über zwei Zugstangen 26 mit einer oberhalb des Kolbens 21 liegenden Mutter 27 verbunden. Die Mutter 27 steht in Eingriff mit dem Aussengewinde eines Körpers 28, der in der Darstellung oben in den Betätigungsknopf 29 zur Einstellung der in dem Raum gewünschten Temperatur ausläuft.
Das Gehäuse 1 ist an seinem oberen Ende mittels eines Schraubdeckels 30 abgeschlossen, welcher eine Bohrung aufweist, durch die der Schraubkörper 28 in den Ventilkörper 7 eingeführt werden kann. Da der sich oben anschliessende Betätigungsgriff 29 einen grösseren Durchmesser als der Schraubteil 28 aufweist, liegt die durch den verschiedenen Durchmesser bedingte Schulter an den Rand der Bohrung des Deckels 30 an.
Die Schraubenfeder 23 ist bei jeder Einstellung bezüglich ihrer Normallage zusammengedrückt, so dass sie bestrebt ist, den Teller 22 und den Ring 25 voneinander zu entfernen bzw. den Teller 22 nach oben und den Ring 25 nach unten zu verschieben. Infolgedessen stehen auch die Zugstangen 26, die Mutter 27 und der Schraubenkörper 28 unter einem nach unten gerichteten Zug, so dass der Griff 29 mit der an seinem unteren Rand befindlichen Schulter immer gegen den Schraubdeckel gedrückt wird. Es ist zu ersehen, dass die Höhe der Mutter 27 und somit die Höhe des Ringes 25 durch Drehen des Griffes 29 verstellt werden kann, womit auch der Druck verändert wird, mit welchem die Schraubenfeder 23 auf den Teller 22 einwirkt.
Der Kolben 21 liegt mit seiner oberen Begrenzungsfläche an der untersten Membran einer Membrananordnung 31 an. Diese Membrananordnung besteht aus einem Gehäuse 32, in welches zwei räumlich voneinander getrennte Membranen 33 und 34 eingepasst sind. Wie dargestellt, kann jede Membran aus zwei Schichten bestehen, beispielsweise aus einer abdichtenden Schicht aus Gummi und einer Stützschicht aus Nylon. Es ist von entscheidender Bedeutung, dass die durch die Membran getrennten Räume völlig dicht gegeneinander abgeschlossen sind. Der Raum zwischen den Membranen 33 und 34 ist mit einem Übertragungsmedium, beispielsweise Wasser, gefüllt, so dass der von oben auf die Membran 33 einwirkende Druck in gleicher Höhe auf den Kolben 21 einwirkt.
Die Anordnung der beiden Membranen erfüllt die Aufgabe, zu verhindern, dass das oberhalb der Membran 33 befindliche Medium in den Raum hineindiffundiert, in welchem sich der Kolben 21 und die Feder 23 befinden. Wie aus Fig. 3 ersehen werden kann, besitzt die Membrananordnung 31 beispielsweise an zwei einander gegenüberliegenden Stellen je einen nach aussen abstehenden Stift 36, der an eine Schulter des Ventilkörpers 1 derart anliegt, dass die dargestellte Ventilanordnung von oben in das Gehäuse eingeführt werden kann. Oberhalb des Stiftes 36 ist ein Ring 37 vorgesehen, der von unten am Schraubdeckel 30 anliegt. Dieser Ring erfüllt die Aufgabe zu verhindern, dass sich die genannte Membrananordnung 31 zufolge des Druckes der Feder 23 nach oben verschiebt.
Wie weiterhin aus Fig. 3 ersehen werden kann, ist der oberhalb der Membran 33 befindliche Raum 40 der Ventilanordnung über eine schematisch bei 41 und 42 gezeigte Leitung mit einem Temperaturfühler 43 verbunden, der sich an einer beliebigen Stelle des zu beheizenden Raumes befindet. Das aus dem Raum 40, den Ringen 41 und 42 und dem Temperaturfühler 43 bestehende abgeschlossene System ist mit einem Steuermedium gefüllt, das sich in dem genannten auftretenden Temperaturbereich im Sattdampfzustand befindet.
Steuermedien dieser Art sind bekannt. Es können beispielsweise mindestens teilweise halogen-abgesättigte Kohlenwasserstoffe verwendet werden. Die Rohre 41 und 42 sind vorzugsweise Kapillare. Beim Zusammenbau des abgeschlossenen Systems wird vorzugsweise das Medium in den Fühler 43 eingefüllt, so dass in den übrigen Teilen des Systems, d. h. in die Leitungen 41 und 42 und in den Raum 40, nur die gasförmige Komponente des Steuermediums gelangen kann. Es ist zu ersehen, dass dies in dem Raum 40 einen Druck ausbildet, der praktisch nur von der Temperatur des Temperaturfühlers 43 abhängig ist, da Temperaturänderungen des genannten Ventilkörpers nur auf die gasförmige Komponente einwirken, die in wesentlich geringerem Mass temperaturabhängig ist.
Es kann weiterhin vorausgesetzt werden, dass die Temperatur des Heizkörpers nur in relativ geringen Grenzen schwankt, so dass durch die Verwendung der gasförmigen Komponente des Steuermediums zu Übertragungszwecken keine Verfälschung der Temperatursteuerung hervorgerufen wird.
Mit dem Knopf 29, dessen Stellung beispielsweise in Temperaturgraden geeicht sein kann, kann die Vorspannung der Feder 23 eingestellt werden, d. h. der Druck, mit welchem die Feder gegen den Teller 22 und somit den Kolben 21 drückt. Auf den Kolben 21 wirkt indirekt der von der Temperatur abhängige
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Druck des Fühlers 43, so dass der Kolben 21 eine Gleichgewichtslage einnimmt. Diese Gleichgewichtslage entspricht bei einer vorgegebenen Einstellung der Scheibe 13 einer bestimmten Öffnung des beweglichen Ventilorgans 5 bezüglich des Ventilsitzes 4. Das beispielsweise von dem Stutzen 2 zum Stutzen 3 strömende Heizmedium wird somit in einer von der Temperatur des Fühlers 43 abhängigen Temperatur gedrosselt.
Wie erläutert, kann mittels der Scheibe 13 der Abstand zwischen dem beweglichen Ventilorgan 5 und dem Kolben 21 eingestellt werden. Diese Einstellmöglichkeit ist in den weitaus meisten Fällen erforderlich, um eine brauchbare Regulierung zu erlangen. Die Art der Einstellung entspricht in der Praxis Erfahrungswerten. Faktoren, die hiebei berücksichtigt werden müssen, sind Heizkörpergrösse, Grösse des zu beheizenden Raumes, Temperaturabgabe des zu beheizenden Raumes, Temperatur des heizenden Mediums usw. Diese Einstellung ist nur ein einziges Mal erforderlich, beispielsweise bei der Installation, weshalb die vorgesehene Einstellung mittels eines in die Bohrungen 14 einsteckbaren Stiftes als ausreichend anzusehen ist. Gegebenenfalls kann der Schlitz 15 aus Sicherheitsgründen nach der Einstellung mit einer Klappe (nicht dargestellt) abgedeckt werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass alle an der Steuerung beteiligten Teile durch die in den Darstellungen oben liegenden Öffnungen in den Ventilkörper 1 eingesetzt werden können, so dass die dargestellte Lösung fabrikationsmässig als sehr vorteilhaft anzusehen ist. So ist es beispielsweise möglich, das gesamte an der Steuerung beteiligte System im Bedarfsfall auszuwechseln, ohne dass der Ventilkörper von dem Heizkörper getrennt werden müsste. Sämtliche Teile werden ausschliesslich durch den Schraubdeckel 30 in dem Ventilkörper fixiert.
PATENTANSPRÜCHE : 1. Temperaturgesteuertes Heizkörperventil mit einem den Fluss des Heizmediums regulierenden Ventilteller od. dgl. sowie einem Temperaturfühler mit einem vom Steuermedium gefüllten Raum und einem Kolben, dessen Stellung vom Druck in diesem Raum abhängig ist, wobei der Kolben mit dem Ventilteller durch eine Kolbenstange verbunden ist und unter dem Gegendruck einer schraubenlinienförmigen Feder steht, deren Vorspannung einstellbar ist, und wobei die Kolbenstange durch die Achse der Schraubenfeder verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass das vom Kolben (21) abgewandte Ende der Schraubenfeder (23) auf einem ebenfalls im Ventilgehäuse (1) angeordneten Ringkörper (25) aufliegt, welcher über seitlich von der Feder (23)
und parallel zu deren Achse verlaufende Streben (26) mit einer Mutter (27) verbunden ist, in die ein mit dem Einstellknopf (29) verbundenes Gewinde (28) eingreift, wobei sich
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