CN101790707A - 恒温安全阀 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于调节质量流的恒温安全阀，包括：壳体(12)，其具有进入口(14)和排出口(16)；通流口(17)，其连接进入口(14)和排出口(16)，以便使质量流流过；以及布置在所述通流口(17)中并可用阀元件(19)来闭合的阀座(18)，其中至少一个调节元件(31)在阀元件(19)与壳体(12)之间起作用，该至少一个调节元件可自保持地布置在至少一个已定义的最终位置(32，37)中并且在一个最终位置(32)中阀元件(19)定位在关于阀座(18)的打开位置(34)中并且在另一个最终位置(37)中阀元件(19)定位在关于阀座(18)的闭合位置(36)中，热调节构件(28)抵接在阀元件(19)上，该热调节构件根据质量流的温度产生阀元件(19)的至少一个调节运动并且将阀元件(19)转移到第一最终位置(32)或第二最终位置(37)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于调节质量流的恒温安全阀，尤其是一种回流温度调节阀，其具有带有进入口和排出口的壳体，该进入口和排出口与通流口相连接，其中在通流口中布置可以用阀元件来闭合的阀座。
背景技术
DE 102006052296A1公开了一种用于调节质量流的恒温阀。此恒温阀在壳体中的腔室内在进入口与排出口之间包括阀元件，在该阀元件上抵接有蓄能元件。此蓄能元件朝第一运动方向起作用并且将阀元件定位在起始位置中。在此阀元件上抵接有至少一个由形状记忆合金制成的热调节构件，该热调节构件具有与第一运动方向相反的作用方向。一旦热调节构件的调节力大于蓄能元件的调节力，该热调节构件就根据温度在阀元件上引起迎向该至少一个蓄能元件的调节运动。由此，可以根据所流过的介质的温度来实现对质量流的调节。此类恒温阀例如被用作回流温度限制阀，尤其是用于地板暖气设备的回流温度限制阀。通过回流温度限制装置应当达到不以增大的始流温度来流过地板暖气设备。
此类恒温阀还被安装在暖气建筑中。尤其是在用集中供暖来供应房屋时，经由中央换热器通过集中供暖来加热供热水。此供热水一方面用于供应房屋每层中的加热器。另一方面由此在亦可设置在每一层中的存储器内加热生活用水。对经加热的热水的消耗被检测和结算。然而，如果带有生活用水的存储器由于过度加热而加热超过了所必需的工作温度，那么可能会产生可能并非由供应者索取的费用。这应当要避免。虽然通过使用开头部分所描述的带有热调节构件的恒温阀实现了在超过上方的工作温度时恒温阀会闭合，以使得不再发生生活用水的过热，但是通过此恒温阀既不能用信号传递此类还可能是故障情形的过热，也不能在恒温阀可能发生损坏时实现对带有生活用水的存储器的工作状态的监视。
发明内容
因此，本发明的任务在于，提供一种用于调节质量流的恒温阀，其被构造为安全阀并且指示故障状态，例如超过预定的工作温度。
根据本发明，该任务是通过根据权利要求1的特征的恒温安全阀解决的。在其他权利要求中说明了其他有利的设计方案和改进方案。
通过根据本发明的具有在两个已定义的最终位置中自保持的至少一个调节元件以及在达到要被监视的温度或者开关温度时产生调节力并且将阀元件从一个最终位置转移到另一个最终位置的调节构件的恒温安全阀的设计方案实现了在超过要被监视的温度或开关温度时将此阀元件的阀闭合构件转移到阀座处的闭合位置或打开位置。即使质量流的温度随后发生变化并且调节构件的调节运动由此产生变化，由于在两个已定义的最终位置中自保持的调节元件的设计方案而使得阀元件的闭合或打开位置仍然得以维持。因此，可以例如阻止质量流流过或者保持安全阀打开直至故障消除。由于恒温安全阀的由故障引起的截断或打开以及关闭的保持，因而可以通过维修服务追踪哪里出现了故障。在使用此类恒温安全阀时，例如在通往用于加热生活用水的存储器的回流管线中使用此类恒温安全阀时，由此使得能够防止过热的介质流过该存储器，以使得没有其他的热量输入该存储器。由于关闭位置的保持，因而可以容易地跟踪故障。根据此类恒温安全阀的使用场合，调节元件的由调节构件引起的最终位置既可以包括调节元件在阀座处的闭合位置又可以包括阀元件在阀座处的打开位置。
根据本发明的一个优选实施方式，设置优选棒形或杆形的元件，该元件与阀元件相连接并且从安全阀的壳体中凸出。通过该棒形或杆形元件的所凸出的末端部分的长度可以识别出阀元件的位置。有帮助的是，可以在优选棒形或杆形的元件的从壳体凸出的末端部分处设置标记，该标记立即使维修服务识别出阀元件处于哪个位置中。
根据本发明的一个优选设计方案提出，阀元件触发光学的位置指示装置，该光学的位置指示装置指示阀元件关于通流口的位置。由此，通过对恒温安全阀的光学检查就已经可以识别出故障。此类光学的位置指示装置可以例如通过在阀壳体中设置视窗并且在此视窗中可以看到与阀元件相连接的标记的方式来提供。
此外，在优选棒形或杆形的元件的位于壳体外部的部分处优选设置至少一个抵接面，通过该抵接面可以人工地将阀元件从一个最终位置转移到另一个最终位置。由此，可以进行人工的或者机械的去联锁，以使得例如可以在占据阀元件的闭合位置时通过操纵位置指示装置将阀元件送回打开位置。通过稳定在两个最终位置中的调节元件以自保持的方式来重新占据此打开位置。类似的情况还适用于要被转移到闭合位置的阀元件的对打开位置的占据。
根据本发明的另一个有利的设计方案，在安全阀的壳体中的通孔上或通孔内，尤其是在该壳体的基座或壳盖中的通孔上或通孔内，设置密封元件。由此可以即使在较高的流动压力情况下也可以介质密封地实现优选棒形或杆形的元件的引出。此密封元件例如被设置为通孔中的径向密封装置，该径向密封装置使得优选棒形或杆形的元件的轴向移位运动成为可能。此外，可以在壳体的腔室中设置密封薄膜，该密封薄膜覆盖并闭合通孔。
根据本发明的另一个优选设计方案提出，优选棒形或杆形的元件被构造成至少由多个部分组成。通过多部分的设计方案，壳体的通孔可以例如通过薄膜来闭合，其中该薄膜被布置在优选棒形或杆形的元件的两个部分之间。因此，可以提供位于内部的密封装置，其闭合壳体中容纳阀元件的腔室。此优选布置还使得从壳体凸出的不同元件能够以简单的方式布置在薄膜处或者密封元件处。
根据本发明的另一个优选的设计方案提出，该调节元件被构造为卡簧元件。此类卡簧元件结构简单并且例如适用于对处于例如10°到60°的温度范围内的生活用水的温度监视。即使在超过生活用水的温度上限的情况下，此类卡簧元件也是适用的。
此外，此类卡簧元件还具有如下优点：少量的调节运动就已经足以将调节元件从一个最终位置转移到另一个最终位置。由此可以实现阀元件的快速或瞬间的调节运动。此类安全功能可以在安全元件应当被用作防冻时并且在要被监视的介质的温度下降到冰点以下时要瞬间打开通流口时是有利的。例如在监视水箱时，仅少量地打开通道会导致缝隙的冰封。这将通过类似卡簧的稳定在两个最终位置中的调节元件来避免。
被构造为卡簧元件的调节元件优选被构造成环形盘状。外部的边缘区域优选抵接在壳体上并且内部的边缘区域支撑在阀元件上，尤其在阀闭合构件上。由此提供了结构简单的布置，以便将阀元件布置在两个稳定的最终位置中。
根据调节元件的另一个优选设计方案提出，卡簧元件被构造为盘形弹簧、打孔盘或者回形盘。根据所要施加的力以及调节元件的大小或直径，可以使用不同的实施方式。
为了容纳调节元件尤其是卡簧元件，优选在壳体或阀闭合构件上设置凹槽，内部或外部的边缘区域支撑在该凹槽上并且固定在其在壳体或阀元件上的位置中。这实现了对此类调节元件的快速装配以及容易地将调节元件从一个最终位置翻转到另一个最终位置。
根据本发明的另一个优选设计方案，为了容纳调节元件尤其是卡簧元件，在壳体或阀元件上设置凸肩，在该凸肩上紧贴有调节元件的外部或内部边缘区域并且优选用固定环使该外部或内部边缘区域关于该凸肩保持定位。由此可以实现调节元件的位置固定，而不会由于边缘区域的固定夹紧使从一个最终位置到另一个最终位置的移动受到影响。
根据本发明的另一个替换设计方案提出，调节元件被构造为至少一个弹簧支承的锁紧凸轮，该锁紧凸轮可以在各个最终位置中布置在锁紧位置中。在此实施方式中例如提出，阀元件尤其是阀闭合构件容纳至少一个弹簧支承的锁紧凸轮，该锁紧凸轮抵接在对侧的在其中引入阀元件的壳体部分上。此壳体部分具有至少一个凹槽，以使得阀元件可通过弹簧支承的锁紧凸轮安全地定位在打开位置或闭合位置中。还可替换地提出，该至少一个弹簧支承的锁紧凸轮布置在壳体处并且在阀元件处嵌接至少一个凹槽，以使得可以安全地保持再次占据阀元件的打开位置和闭合位置。
根据本发明的一个有利的设计方案提出，调节元件被构造为至少一个边缘有开口的盘或者边缘有开口的环，尤其是安全垫圈。通过调节元件的此类替换设计方案，同样可以提供简单的安全功能，该安全功能使得能够在阀元件的闭合运动之后防止返回到打开位置，并且为了将阀元件从打开位置转移到闭合位置而必须克服预定的调节力。
根据被构造为边缘有开口的盘或环的调节元件的另一个优选设计方案提出，调节元件抵接在壳体上的容纳部上并且抵接在棒形或杆形元件上的容纳部上以及在从打开位置运动到闭合位置时从壳体上或杆形元件上的至少一个容纳部中释放。此释放还可以在克服了可预调节的力之后来设置。为此，相应地选择边缘有开口的盘或者边缘有开口的环，尤其是安全垫圈。
根据调节元件的此替换实施方式的另一个优选设计方案提出，至少在壳体或杆形元件上毗邻于调节元件的容纳部地设置另外的容纳部，调节元件可在阀元件从打开位置转移到闭合位置之后啮入该容纳部并且优选在该容纳部中维持该闭合位置。由此可以确保安全功能。同时，优选通过棒形或杆形元件来指示阀元件在闭合位置中的实际位置。对作为边缘有开口的盘或环的调节元件所进行的夹紧可以直接在壳体基座处的容纳部与棒形或杆形元件的容纳部之间进行。同样可以替换地设置插片，以便克服杆形元件与基座处的容纳部之间的距离。
恒温安全阀优选具有作为热调节构件的弹簧元件，该弹簧元件由形状记忆合金构成。此形状记忆合金具有不需要改变聚集态的优点，如同例如在受液体控制的或者用蜡膨胀元件控制的回流温度限制阀的情形那样。此类形状记忆合金是在热输入之后重新回到其原始形状或大小的材料。此类形状记忆合金能够在预定的温度值起产生相应的调节力尤其是闭合力，以使得可根据预定的温度通过热调节构件来激活已定义的调节运动。
根据恒温阀的另一个优选设计方案提出，将调节阀分配给此安全阀，或者优选将该安全阀和调节阀整合到在预定的温度范围内实现对质量流的调节的壳体中。例如，可以在要被调节的温度范围内通过热调节构件来控制阀元件，以便按照流过恒温安全阀的质量流的温度来确定体积流量。同时由此使得能够整合安全阀，从而提供组合部件，该组合部件既实现了对质量流的体积流量调节又实现了阀元件的尤其是阀闭合构件的安全的自保持的闭合位置或打开位置。
根据本发明的另一个优选设计方案提出，抵接在基座上的热调节构件在工作温度范围的上限值以上才产生调节运动并且设置在阀元件上的热调节构件在工作温度的上限值或下限值内产生调节运动。由此可以提供涉及所谓组合阀的装入式单元，该组合阀既包括调节阀又包括安全阀。如果例如控制阀元件的热调节构件不再可靠地工作或者断裂了，那么该热调节构件由于调节阀的其他蓄能元件而保持在打开的位置中。一旦由此所流过的质量流的温度上升到超过预先选择的极限值，那么可移动的抵接在热调节构件上的阀座就从第一最终位置转移到第二最终位置，在该第二最终位置中阀元件和阀座彼此被布置在闭合位置中。在此位置中，可以在位置指示装置处显露出标记，该标记指示用于控制质量流的热调节构件在工作温度的上极限范围与下极限范围之间包括断裂。通过上述布置还可以指示蓄能元件的断裂。阀元件处的热调节构件在此情形中引起阀元件在阀座处朝闭合方向的调节运动或者闭合该阀座并且通过位置指示装置的另一个标记来指示此故障。
附图说明
以下根据附图中所示的示例来进一步描述和说明本发明以及本发明的其他有利的实施方式和改进方案。根据本发明，从描述和附图中得到的特征可以本身单独地或者多个特征以任意组合的方式来应用。附图示出：
图1示出了根据本发明的恒温安全阀的第一实施方式的示意性截面图，
图2示出了针对图1的替换实施方式的示意性截面图，
图3示出了根据图2的安全阀的阀闭合构件的示意性放大部分视图，
图4示出了针对图1的另一替换实施方式的示意性截面图，
图5示出了针对图1的另一替换实施方式的示意性截面图，
图6示出了针对图1的另一替换实施方式的示意性截面图，
图7示出了恒温调节阀与根据本发明的恒温安全阀的组合的示意性截面图，
图8示出了针对图6的替换实施方式的示意性截面图，
图9示出了针对图6的另一替换实施方式的示意性截面图，
图10示出了针对图8的另一替换实施方式的示意性截面图，
图11示出了根据本发明的恒温安全阀的安装环境的示意图，以及
图12到14示出了根据图7的调节器的替换设计方案的示意图。
具体实施方式
图1中示出了恒温安全阀11的示意性截面图。此安全阀11包括带有基体13的壳体12，在该基体13中设有进入口14和排出口16。通流口17将进入口14与排出口16相连接并且包括阀座18，该阀座18可用阀元件19的阀闭合构件来闭合。
在阀元件19处设有棒形元件22，该棒形元件22例如包括位置指示装置21，该位置指示装置21从阀元件19起通过壳盖24的通孔23向外部延伸。替换地，还可以在基体13中设置通孔33。在棒形元件22的从壳体12凸出的外部部分上设有抵接面26，以便从外部实现对阀元件19的人工操纵。
在阀元件19与壳盖24之间设有热调节构件28。此热调节构件28例如被构造为弹簧元件并且由形状记忆合金构成。此类亦被称为SMA合金(Shape Memory Alloy)的形状记忆合金例如由TiNi合金构成、由基于Cu、基于Fe的合金构成或者由记忆塑料构成。此类形状记忆合金从确定温度值起使调节运动成为可能。由于这些形状记忆合金与蜡膨胀元件或液体元件相比不改变其聚集态，因而提供了快速的反应时间。此外，可以引起大闭合力。
阀元件19与壳体12尤其是基体13通过调节元件31彼此有效连接。此调节元件31例如被构造为卡簧，该卡簧具有两个已定义的最终位置32、37，此调节元件31稳定在这两个最终位置32、37中。调节元件31可以自保持地布置在各个最终位置32、37中。优选地，可以使用盘形弹簧，其可以占据两个稳定的或已定义的最终位置32、37。调节元件31还可以替换地被构造为经打孔的弹簧盘或者回形盘，其实现翻转，以使得该盘占据自保持的第一和第二最终位置32、37。在图1中所示的布置中，调节元件31被设置在第一最终位置32中，其中阀元件19被布置在阀座18处的打开位置34中。以虚线示出了闭合位置36中的阀元件19，其中调节元件31被设置在第二最终位置37中。
在阀元件19处例如设有环状凹槽41，在该环状凹槽41上抵接有调节元件31的内部边缘区域42。为了在阀元件19处容易地容纳调节元件31的内部边缘区域42，该内部边缘区域42例如被设计为半圆形的凹槽41。类似的情况还可适用于用于容纳外部边缘区域43的基体13。根据该实施方式，调节元件31的外部边缘区域43支撑在凸肩44上，该凸肩被构造在基体13的腔室38中。
根据所示的实施方式，阀元件19例如是以单部件的方式来构造的并且包括基座45，在该基座45处设有凹槽41以及阀闭合构件20。补充地，可以设置棒形或杆形元件22，其至少突入壳盖24或者另一个壳体部分，以使得阀元件19被引入腔室38。替换地，阀元件19还可以多部件的方式来构造并且以可插入的方式由多个部件构成简单的装配。
此外，通过基体13中的壳盖24的用于经由优选螺钉连接来形成壳体12的布置，可以调节热调节构件28的预应力。通过此预应力还可以调节调节元件31的开关时刻或者从第一最终位置32到第二最终位置37的翻转时刻。
上述安全阀11可以例如如下来工作：质量流流过安全阀11并且通过进入口14到达排出口16。一旦质量流的温度超过工作温度的上限值和下限制内的预定温度，热调节构件28就会产生比第一最终位置32中的调节元件的保持力更大的闭合力。由此，阀元件19从其打开位置34转移到闭合位置36，并且调节元件31占据第二最终位置37。由于闭合位置36而使得质量流的流过变得不再可能，并且位于腔室38中的介质会冷却。热调节构件28的调节力或闭合力随着变得更冷的质量流而减小。由于将调节元件31设计为在两个最终位置32、37中自保持的元件，因而可以保持安全的自保持的闭合位置36。调节构件28仅紧贴阀元件19上的支撑面39，以使得在调节构件28的闭合力减小时不会强制阀元件19返回到打开位置32。
阀元件19的此闭合位置36是通过位置指示装置21并经由从壳体12凸出的棒形元件22的位置来指示的。优选地，在棒形元件22处设置刻度或者一个或多个标记，这些刻度或标记使得可以识别出阀元件19的相应位置。在确定故障之后可以通过抵接面26来实现机械的去联锁，以使得恒温安全阀11重新进入工作状态并且准备好供使用。
因此，恒温安全阀11的在图1中所示的布置使得在温度升高到确定的极限值以上时将阀元件19转移到闭合位置36。同样，此恒温安全阀11还可如此来构造，以使得在超过预定的工作温度时调节元件31的调节运动导致通流口17的打开，从而可将阀元件19从其闭合位置转移到打开位置。此类恒温安全阀11使得这两种应用场合成为可能并且不限于图1所示的应用。
图2中示出了针对图1的替换实施方式。此实施方式的不同之处在于在阀元件19处对调节元件31的内部边缘区域42的容纳。在此实施方式中，例如在阀元件19上设置凸肩47，在该凸肩47上紧贴有第一最终位置32中的调节元件31的内部边缘区域42。如果阀元件19被转移到闭合位置36，那么调节元件31的内部边缘区域42就抵接在凸肩47的后面并且将阀元件19固定在第二最终位置37中，即阀座18内的闭合位置36中，例如图3中所示的那样。可以替换地提出，凸肩47具有环状凹槽41，调节元件31在阀元件19从第一最终位置32转移到第二最终位置37时嵌接在该凹槽41中并且闭合位置36保持在该凹槽41中。
图1和图2的上述实施方式类似地适用于未详细示出的实施方式，在该实施方式中例如阀元件19以固定的方式布置在基体13处并且可通过热调节构件28将阀座18从第一最终位置32转移到第二最终位置37。
图4中示出了针对图1和2中的实施方式的调节元件31的替换实施方式。此调节元件31包括至少一个弹簧支承的锁紧凸轮51或者弹簧支承的球形元件，其例如布置在阀元件19中。优选地，阀元件19的基座45包括通孔，该通孔的边缘区域细微地缩小，以使得置入该边缘区域的锁紧凸轮51或者弹簧支承的球体保持在该通孔中。在该锁紧凸轮51或球体与通孔之间例如引入弹簧元件。替换地，还可以提出将插入物引入基座45。此类插入物包括弹簧支承的球体，以使得通过调节该插入物在阀元件19的位置还可以调节锁紧力。锁紧凸轮51的数目可以根据力来产生，以便占据调节元件31的稳定的最终位置32、37。替代锁紧凸轮51，还可以设置弹簧支承的鱼尾板或者套管的所谓的弹簧臂，其使得可以占据稳定的最终位置32、37。
在图4中所示的第一最终位置32中，弹簧支承的紧锁凸轮51紧贴在腔室38的圆周面52，该圆周面52由凸肩53来定界。由于毗邻圆周面52的凸肩53，因而通过热调节构件28的小调节力就可优选以已定义的方式将阀元件19保持在第一打开位置34中。如果热调节构件28由于质量流的温度上升到超过预定的额定值而形成闭合力，那么至少一个紧锁凸轮51就至少部分地压入阀元件19。由此实现阀元件19进入闭合位置36的调节运动。在阀元件19通过热调节构件28所进行的此调节运动之后，该至少一个紧锁凸轮51啮入凹槽54，该凹槽54再次被设置在壳体12的腔室壁56中。调节元件31占据已定义的第二或稳定的最终位置37并且将阀元件19定位在闭合位置36中。
应当理解，还可以交换地设置紧锁凸轮51和凹槽54在图4中所示的布置，以使得在阀元件19处构造凸肩53或凹槽56并且该至少一个弹簧支承的紧锁凸轮51被容纳在壳体12中。
图5中示出了针对上述图1到4的另一个替换实施方式的示意性截面图。在此实施方式中，调节元件31被构造为边缘有开口的盘或者边缘有开口的环，该盘或环一方面啮入壳体12处的容纳部101中并且另一方面啮入棒形或杆形元件22处的容纳部102中。容纳部101可以例如通过凸缘来形成，该凸缘是在将壳盖24与基座13相连接时产生的，从而使得此调节元件31的外部边缘区域在那里被夹紧或者安全地在没有预应力的情况下被容纳在容纳位置中。杆形元件22处的容纳部101优选被设置为环状凹槽。此外，还可以提出，通过转接块来容纳边缘有开口的盘或者边缘有开口的环，该转接块要么被布置或塑形在棒形或杆形元件22上，要么抵接或塑形在基座13或壳盖24上。在棒形元件22上的容纳部102附近例如设有另外的容纳部103。一旦阀元件19从打开位置34转移到闭合位置36，调节元件31就可以啮入容纳部103，其中调节元件31在对侧保留在容纳部101中。由此来保护闭合位置36。可以替换地提出，在基体13或壳盖24处设置此容纳部103。此外，这些实施方式适用于上述图1到4。
图6中示出了针对图1的替换实施方式的示意性截面图。以下描述改变之处。关于未经改变的元件将完全参照图1。
在此实施方式中，优选棒形或杆形的元件22被构造为两个部分。元件22的第一部分一方面抵接在阀元件19上并且另一方面其对侧的末端抵接在密封元件98上尤其是薄膜上。此密封元件98优选定位在环状凸肩99中。通过此类薄膜状的密封元件98可以介质密封地闭合通孔23。在密封元件98的对侧设有杆形或棒形元件22的第二部分，该第二部分穿过通孔23并且同样抵接在密封元件98上。由此，可以通过位置指示装置21再次识别出阀元件19在安全阀11中的位置。同时由此可以操纵挡块26以便使阀元件19从闭合位置36转移到打开位置34，而不会影响密封元件98处的作用。替换地，可以在通孔23中或者通孔23的外部末端区域处设置密封衬垫，该密封衬垫介质密封地密封优选杆形或棒形的元件22并且实现轴向移动。应当理解，上述安全阀11还可以根据类似的工作原理被构造为过热阀。在此提出，首先闭合该阀门并且在过热时打开该阀门。
图7中示出了恒温阀71的示意性截面图，其中调节阀72和恒温安全阀11优选整合在壳体12中。壳体12优选包括基体13。替换地，基体13和其他壳体部分也可以一起构成壳体12。调节阀72包括可优选旋入基体13的壳体部分74。此壳体部分74通过带有螺栓连接的盖子76或者以其他方式可分开的固定来封闭。传递销77被引导通过壳体部分74和盖子76并且在一侧凸出。在壳体部分74与盖子76之间设有蓄能元件78，该蓄能元件78在一个末端处支撑在壳体部分74上并且在另一个末端处支撑在垫圈79的上方，该垫圈79固定地布置在传递销77处。传递销77的相对于盖子76凸出的外部末端是光学指示装置21的一部分。从传递销77的位置可以获得阀元件19在腔室38中的位置。
在阀元件19与壳体部分74的底部75之间设有热调节构件82，该热调节构件82例如被构造为用形状记忆合金制成的弹簧元件。此调节阀72优选可作为完整的单元被置入基体13。
此外，恒温安全阀11被整合在壳体12中，其中阀座18被构造为可移动的阀座并且可以通过调节元件31从如所示的第一最终位置32转移到第二最终位置37。为了将阀座从第一最终位置32转移到第二最终位置37，热调节构件28被设置在穿孔部分84中并且抵接在阀座18上。在安全阀11的此实施方式中，调节元件31例如被构造为锁紧凸轮51，该锁紧凸轮51抵接在腔室壁56中的凹槽54内并且因此可自保持地布置在第一最终位置32或第二最终位置37中。
在图7的未详细示出的替换实施方式中，代替布置在可移动的阀座18处的并且啮入基体13处的对侧凹槽的紧锁凸轮，而在阀座18与包围阀座18的壳体部分或穿孔部分之间设置过盈配合。在阀座18与基体13处的对侧穿孔部分之间的此过盈配合被如此设计，以使得在通过热调节构件28施加调节力时一旦超过调节构件28的预定调节力就松开压合座。热调节构件28的此预定的调节力可以通过尤其是形状记忆合金的设计来提供，以使得从确定的温度起就达到预定的调节力，以便因此实现可移动的阀座18紧贴在阀元件19处并且闭合通流口17。
图8中示出了针对图7的另一个替换实施方式。在此实施方式中，将另一个阀元件86分配给阀元件19。此第二阀元件86通过销钉元件87布置在距阀元件19的预定距离处。特别地，销钉元件87可以通过螺钉连接以可松开的方式与阀元件19或传递销77相连接。在对侧，将阀座89分配给阀座18，以使得此阀门被构造成在两侧均是有效的。因此，阀元件19的阀闭合构件20以及阀元件86的阀闭合构件20可以闭合通流口17。阀座18的布置既可以根据图8中所示的实施方式来构造，又可以通过过盈配合来构造，如在上述的一个替换实施方式中所描述的那样。此外还可以替换地提出，可移动的阀座18是基体13的一部分。为了进行装配而优选地提出，排出口16的直径被构造成要大于第二阀元件86的直径。
此替换实施方式的工作原理类似于根据图7的实施方式。然而，如果热调节构件82断裂了，那么此第二阀元件86就形成保护功能。在这样的情形中，蓄能元件78向左侧引导销钉77。由此优选地，第二阀元件86首先紧贴阀座18并闭合通流口17。替换地，此闭合运动还可以通过使垫圈79紧贴盖子76来限制。优选相对于图7、9和10中的盖子76尤其是为了释放传递销77的附加起升行程来修改盖子76，以便实现第二阀元件86的闭合功能。因此提供了安全功能，即在热调节构件82的损坏情形中闭合恒温阀71。同时，此损坏情形还可以通过位置指示装置21来指示。
替换地，可以如图9中所示的那样提出，在基体13处在腔室38与通孔16之间布置阀座18。热调节构件28被定位成平行于热调节构件82，以使得带有调节元件31的阀元件19可以根据上述实施方式1到4之一从第一最终位置32转移到第二最终位置37并且保持定位在第二最终位置37中。为了能够根据所流过的质量流的温度来控制阀元件19并且不依赖调节31来执行打开和闭合运动而提出，调节元件31抵接在环形元件88上，该环形元件88被放置成可在销钉77处移动。此环形元件88在其外侧具有例如如图1中的阀元件19所示的轮廓或凹槽41。环形元件88中的通孔使得热调节构件82可以直接抵接在阀闭合构件20上并且因此穿过环形元件88。环形元件88本身的端面抵接在阀元件19的阀闭合构件20上。在对侧构造有环形面，平行于热调节构件82的并且优选包围该热调节构件82的热调节构件28紧贴该环形面。一旦调节构件31从第一最终位置转移到第二最终位置，阀闭合构件20就保持在阀座18中。其他的热调节构件28、82在此不再需要施加其他的调节力。
根据图7和8的带有整合的恒温安全阀11的此类恒温阀71的工作原理如下：一旦具有一定温度的质量流流过壳体12并且该温度小于工作温度的下限值，那么阀元件19就保留在阀座18处所示出的打开位置中。蓄能元件38的力要超过热调节构件82的闭合力。通过位置指示装置21来指示例如位置0。一旦循环中的质量流的温度超过下限制，就会在热调节构件82中产生闭合力，该闭合力要大于蓄能元件78的复位力。阀元件19执行闭合运动。在达到质量流的工作温度的上限值时，通过阀元件19来闭合阀座18并且读数例如指示1。由此阻止质量流，并且壳体12中的质量流的温度下降。由于热调节构件82的减小的闭合力，因而调节阀72开始再次打开。热调节构件28由于高于热调节构件82的转换温度而保留在所示的工作位置中，即，直至工作温度的上限值仅通过热调节构件82来实现阀元件19的取决于温度的调节运动。
如果出现例如热调节构件82未正确工作或断裂之类的故障，那么在质量流温度升高时不再发生阀元件19的闭合运动。一旦工作温度超过上限值，热调节构件28就产生调节力，以使得调节元件31通过阀座18的移位运动从其第一最终位置32转移到第二最终位置37。在此，流通口17由于紧贴在阀座18中的阀元件19而闭合。由于垫圈79在传递销77处的固定布置，因而在阀元件19进行移位运动时可以通过使垫圈79紧贴在盖子76处的方式来设置该移位运动的界线。由此在此最终位置中实现安全的闭合。位置指示装置31被抽出，以使得例如代号2或者标记2变得可见。因此从外部可见热调节构件82不再起作用。在质量流随后温度下降时，安全阀11由于调节元件31而保持闭合。在损坏消除之后，通过经由抵接面26或者传递销77人工地或者机械地将带有阀座18的阀元件19转移到第一最终位置32的方式再次机械地去联锁恒温阀71。随后，阀门71操作准备就绪。
如果蓄能元件78不正确地工作或者断裂了，那么热调节构件82的调节力占优势并且阀元件19定位在阀座18中。由此例如位置指示装置21处的标记1变得可见。在壳体12由于质量流不再可能通过而冷却的同时，在标记1的协作下实现蓄能元件78被损坏的损坏声明。
在图9中所述的实施方式中，其中调节构件28被布置成平行于调节构件82并且一方面支撑在阀元件19的支撑面39上而另一方面支撑在壳体部分74的底部75上，可以通过在位置指示装置31处例如使数字1可见并且壳体12具有不同于实际的工作温度或者要被监视的温度或者开关温度的温度的方式来识别故障。
图10中示出了恒温阀71的另一个替换实施方式的示意性截面图，该恒温阀71包括优选整合在壳体中的调节阀72和恒温安全阀11。恒温安全阀11在壳体中被布置在恒温阀71的下游。此实施方式在调节阀72方面是根据图7中所述的组件来构造的。调节阀72包括可优选旋入基体13的壳体部分74。此壳体部分74通过带有螺栓连接的盖子76或者以其他方式可分开的固定来封闭。传递销77被引导通过壳体部分74和盖子76并且在一侧凸出。在壳体部分74与盖子76之间设有蓄能元件78，该蓄能元件78在一个末端处支撑在壳体部分74上并且在另一个末端处支撑在垫圈79的上方，该垫圈79固定地布置在传递销77处。传递销77的相对于盖子76凸出的外部末端是光学指示装置21的一部分。从传递销77在盖子76以外的位置可以获得阀元件19在腔室38中的位置。在阀元件19与壳体部分74的底部75之间设有热调节构件82，该热调节构件82例如被构造为用形状记忆合金制成的弹簧元件。每个调节阀72优选可作为完整的单元被置入基体13。基体13可以单部件的方式来构造并且构成壳体12。基体13还可以替换地与其他的壳体部分一起构成壳体12。
在腔室38中设有阀座18，该阀座18包围通孔17，质量流被引导通过该通孔17，以便到达排出口16。阀座18还可以被设置为被压入腔室38的单独部件。替换地，阀座18可以以单部件的方式塑形在基体处。
在第一阀元件19的下游设有热安全阀11，该热安全阀11以与恒温阀71分开的方式布置在基体3中并且分配给了排出口16。此恒温安全阀11还可以替换地抵接在另一个阀座上，该阀座例如分配给了通孔17并且直接位于阀座18的对侧。
在基体13中所设置的恒温安全阀11包括例如根据上述实施方式5的实施方式。在根据图10的实施方式中，图5中在基体13处所设置的进入口14对应于通流口17。此外，设置与根据图5的实施方式相同的功能和替换设计方案。替换地可以提出，代替根据图5的实施方式，还可以设置图1到4以及6中的恒温安全阀11的其他实施方式及其上述的替换方案。
通过根据图10的此实施方式或者其上述替换方案，可以制造所谓的组合调节阀，该组合调节阀一方面包括作为调节阀的恒温阀71，另一方面包括恒温安全阀11。由此可以确保在用于调节质量流的调节元件82发生断裂的情形中仍然可以根据温度并通过恒温安全阀11来闭合恒温阀71。此根据图10的实施方式也描绘了针对图7到9的替换实施方式。
图11中示出了用于一种应用场合的示意图，其中例如设置具有热水处理的存储器91。由集中供暖加热的供热水通过输入管线进入存储器91并且加热生活用水。输入存储器91的供热水通过回流管线92再次输入换热器，该换热器与输入房屋的集中供暖相连接。通过冷水管线93将冷水输入存储器91。通过热水管线94可以从存储器91中取出热水。通过混合阀96可以根据需要来输出所期望的水温。为了避免存储器91的过于激烈的加热或过热，在回流管线92中设有回流温度调节器97。
根据本发明的第一实施方式，为了实现回流管线92的由故障引起的截断而在回流温度调节器97之后连接恒温安全阀11，如例如在图12中所示的那样。如果回流温度调节器97被损坏了或者不再正确地工作，那么可以在回流中通过恒温安全阀11来确定过高的工作温度并且截断流过存储器91的质量流。因此可以防止要被监视的存储器91的过热。
根据用于监视存储器91的工作情况的替换实施方式，可以根据图13提出，代替传统类型的例如带有液体调节器的回流温度调节器97而使用对应于根据图7中的调节阀72的结构的恒温阀。在此调节阀72之后可再次设置恒温安全阀11。这两个阀门72和11通过管道98彼此相连接。
此外，替代监视回流管线92中的工作情况，可以设置恒温阀71，其功能和实施方式对应于图7中所示的阀门并且示出为图14中的电路图。
恒温安全阀11以及包括调节阀72和整合的恒温安全阀11的组合恒温阀71的上述实施方式可以转用到所有液体、气体或蒸汽管线，其中应当调节、监视和/或中断取决于温度的质量流。
Claims (21)
1.一种用于调节质量流的恒温安全阀，包括：
壳体(12)，其具有进入口(14)和排出口(16)；
通流口(17)，其连接所述进入口(14)和所述排出口(16)，以便使所述质量流流过；以及
布置在所述通流口(17)中的阀座(18)，所述阀座(18)可用阀元件(19)来闭合，
其特征在于，
-至少一个调节元件(31)在所述阀元件(19)或所述阀座(18)与所述壳体(12)之间起作用，所述至少一个调节元件(31)可自保持地布置在至少一个已定义的最终位置(32，37)中并且在其中一个最终位置(32)中所述阀元件(19)或所述阀座(18)定位在关于所述阀座(18)或阀元件(19)的打开位置(34)中或者在另一个最终位置(37)中所述阀元件(19)或所述阀座(18)定位在关于所述阀座(18)或阀元件(19)的闭合位置(36)中，以及
-调节构件(28；82)抵接在所述阀元件(19)上或者所述阀座(18)上，所述调节构件(28；82)根据所述质量流的温度实现所述阀元件(19)或所述阀座(18)的至少一个调节运动并且将所述阀元件(19)转移到所述第一最终位置(32)或第二最终位置(37)。
2.根据权利要求1所述的恒温安全阀，其特征在于，设置优选棒形或杆形的元件(22)，该元件与所述阀元件(19)相连接并且从所述壳体(12)凸出。
3.根据权利要求1所述的恒温安全阀，其特征在于，所述阀元件(19)触发光学的位置指示装置(21)，所述光学的位置指示装置(21)指示所述阀元件(19)关于所述通流口(17)的位置。
4.根据权利要求2所述的恒温安全阀，其特征在于，在所述优选棒形或杆形的元件(22)的凸出部分处设置了作为位置指示装置(21)的标记或刻度，以便指示所述阀元件(19)的位置。
5.根据权利要求2所述的恒温安全阀，其特征在于，在从所述壳体(12)凸出的所述元件(22)上设置至少一个抵接面(26)，通过所述至少一个抵接面(26)可人工地将所述阀元件(19)从闭合位置(37)转移到打开位置(34)或者从打开位置(34)转移到闭合位置(37)。
6.根据权利要求2所述的恒温安全阀，其特征在于，在所述壳体(12)中尤其在基体(13)或壳盖(24)中的通孔(23)上或通孔(23)内设置密封元件(98)。
7.根据权利要求2到6中任一项所述的恒温安全阀，其特征在于，所述优选棒形或杆形的元件(22)被构造成至少两个部分。
8.根据权利要求1所述的恒温安全阀，其特征在于，所述调节元件(31)被构造为卡簧元件。
9.根据权利要求8所述的恒温安全阀，其特征在于，所述构造为卡簧元件的调节元件(31)被构造成环形盘状，并且外部边缘区域(42)支撑在所述壳体(12)上而内部边缘区域(43)支撑在所述阀元件(19)上。
10.根据权利要求8或9所述的恒温安全阀，其特征在于，所述调节元件(31)被制造为盘形弹簧、打孔盘或者回形盘。
11.根据权利要求8到10中的任一项所述的恒温安全阀，其特征在于，为了容纳被构造为卡簧元件的调节元件(31)，至少在所述壳体(12)上或者所述阀元件(19)上设置凹槽(41)。
12.根据权利要求8到10中的任一项所述的恒温安全阀，其特征在于，为了容纳所述被构造为卡簧元件的调节元件(31)，在所述壳体(12)或所述阀元件(19)上设置凸肩(44)，所述卡簧元件的外部或内部边缘区域(43，42)紧贴在所述凸肩(44)上并且优选用固定环来关于所述凸肩(44)保持定位。
13.根据权利要求1所述的恒温安全阀，其特征在于，所述调节元件(31)被构造为至少一个弹簧支承的锁紧凸轮(51)或者弹簧支承的球体，所述球体可在各个所述最终位置(32，37)中以锁紧的方式布置在对侧的凹槽(54)中。
14.根据权利要求1到7中任一项所述的恒温安全阀，其特征在于，所述调节元件(31)被构造为至少一个边缘有开口的盘或者边缘有开口的环尤其安全垫圈。
15.根据权利要求14所述的恒温安全阀，其特征在于，所述被构造为边缘有开口的盘的调节元件(31)抵接在所述壳体(12)和所述棒形或杆形元件(22)上的容纳部(101，102)上并且在从所述打开位置(34)运动到所述闭合位置(36)时或者在从所述闭合位置(36)运动到所述打开位置(34)时从所述壳体或所述杆形元件(22)上的至少一个容纳部(101，102)中释放。
16.根据权利要求14或15所述的恒温安全阀，其特征在于，至少在所述壳体(12)上或者在所述杆形元件(22)上毗邻于所述容纳部(101，102)地设置另外的容纳部，所述调节元件(31)可在所述阀元件(19)从所述闭合位置(36)转移到所述打开位置(34)或者从所述打开位置(34)转移到所述闭合位置(36)之后啮入所述另外的容纳部并且优选在所述另外的容纳部中维持所述经转移的闭合位置(36)或打开位置(34)。
17.根据权利要求1所述的恒温安全阀，其特征在于，所述调节构件(28)被构造为热调节构件，所述热调节构件优选被构造为用形状记忆合金制成的弹簧元件。
18.根据权利要求1所述的恒温安全阀，其特征在于，在所述阀元件(19)上抵接有蓄能元件(78)，所述蓄能元件(78)朝第一运动方向起作用并且将所述阀元件(19)定位在起始位置中，在所述阀元件(19)上抵接有至少一个用形状记忆合金制成的热调节构件(82)，所述热调节构件(82)具有与所述第一运动方向相反的作用方向并且一旦所述热调节构件(82)的调节力大于所述蓄能元件(78)的调节力，则所述热调节构件(82)就根据温度在所述阀元件(19)上引起迎向所述至少一个蓄能元件(78)的调节运动。
19.根据权利要求18所述的恒温安全阀，其特征在于，所述阀座(18)以可移动的方式布置在所述壳体(12)的穿孔部分(84)中并且所述调节构件(28)被构造为热调节构件，所述热调节构件定位在所述穿孔部分(84)中并且抵接在所述阀座(18)上，以使得当所述质量流的温度在工作温度的极限值以上时通过所述热调节构件(28)产生调节力，通过所述调节力可以使所述阀座(18)从优选为打开位置(34)的第一最终位置(32)转移到优选为闭合位置(36)的第二最终位置(37)并且所述阀元件(19)紧贴在所述阀座(18)中。
20.根据权利要求18所述的恒温安全阀，其特征在于，在所述阀元件(19)上抵接有调节元件(31)尤其卡簧元件，所述调节元件(31)可通过被构造为热调节构件尤其用形状记忆合金制成的热调节构件的另一个调节构件(28)的调节力而从第一最终位置(32)转移到第二最终位置(37)并且所述调节构件(28)优选包围所述调节构件(82)。
21.根据权利要求(18)所述的恒温安全阀，其特征在于，所述阀元件(19)被分配给阀座(18)，所述阀座(18)以可移动的方式布置在所述壳体(12)中并且在所述阀元件(19)处设置穿过所述通流口(17)的销钉元件(87)，所述销钉元件(87)容纳另一个阀元件(86)，所述另一个阀元件(86)根据所述阀元件(19)的位置抵接在所述阀座(18)对侧的阀座(89)上。
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