CZ284425B6 - Termostatický ventil pro radiátor - Google Patents

Abstract

V termostatickém ventilu pro radiátor je upraveno zdvihátko pro posouvání pomocí termostatického prvku (K), které při svém pohybu posouvá uzavírací člen (3) prostřednictvím kolíku (6). Mezi zdvihátkem (16) a kolíkem (6) je upraven zasilovač (23) zdvihu, který má dvě rampy (25, 26) a zesilovací prvek (24), upravený mezi nimi. Při axiálním pohybu zdvihátka (16) vykonává zesilovací prvek (24) příčný nebo otáčivý pohyb, který způsobu-je změnu vzdálenosti mezi zdvihátkem (16) a kolíkem (6). Tím způsobem se dosahuje zesílení zdvihu.ŕ

Description

Termostatický ventil pro radiátor

Oblast techniky

Vynález se týká termostatického ventilu pro radiátor, v němž je pro axiální posouvání pomocí termostatického prvku upraveno zdvihátko, které posouvá uzavírací člen prostřednictvím kolíku, upraveného v axiálním protažení.

Dosavadní stav techniky

Termostatický ventil tohoto druhuje znám z DE-PS 35 29 614.

Komerčně dostupný termostatický ventil pro radiátory tohoto druhu sestává z pouzdra ventilu, které má pro ovládání uzavíracího členu ventilu kolík vybíhající skrz ucpávku, a homí části termostatu, která obsahuje termostatický prvek, který posouvá zdvihátko, a který· je upevněn na pouzdru ventilu pomocí základny, přičemž zdvihátko působí v součinnosti s kolíkem. Ve většině případů má termostatický ventil náplň syté páry (takže funguje v závislosti na tlaku páry.

závisejícím na teplotě), nebo kapalnou náplň (takže funguje v závislosti na tepelné rozpínavosti, závisející na teplotě).

Pro řídicí funkci je důležitá velikost takzvaného zesílení, to je posunutí uzavíracího členu termostatického ventilu v závislosti na změně teploty ve °C. Větší zesílení znamená větší úspory 25 energie a komfort. Zesílení je závislé především na použitém materiálu náplně, ale také na velikosti a typu kapsle, jak je podrobněji uvedeno níže. Nej příznivější zesílení komerčně dostupných termostatických ventilů je asi 0,38 mm/°C v případě parní náplně, a asi 0,2 až 0,25 mm/°C v případě kapalné náplně.

Z US-PS 4 995 587 je již známo, že uzavírací člen ventilu může byt nahrazen elektrickou stimulací piezoelektrického prvku. Mezi prvkem a uzavíracím členem je zesilovač zdvihu, mající elastomemí výplň mezi větším a menším pístem. Takový zesilovač zdvihu nicméně nemůže být použit pro termostatický ventil pro radiátor z důvodu teplotní závislosti takového elastomeru.

Podstata vynálezu

Vynález je založen na úkolu vytvořit termostatický ventil pro radiátor v úvodu popsaného druhu, který má větší zesílení. Zejména v případě termostatického ventilu s kapalnou náplní je žádoucí 40 dosáhnout podobného zesílení, jaké je běžně možné s kapslí s parní náplní.

Tento úkol je řešen termostatickým ventilem pro radiátor, ve kterém je uspořádáno zdvihátko axiálně posouvatelné pomocí termostatického prvku, které posouvá uzavírací člen prostřednictvím kolíku uspořádaného v axiálním protažení. Mezi zdvihátkem a kolíkem je zesilovač zdvihu 45 obsahující dvě rampy a zesilovací prvek upravený mezi nimi, který při axiálním pohybu zdvihátka působením první rampy vykonává příčný nebo otáčivý pohyb, který způsobuje působením druhé rampy změnu vzdálenosti mezi zdvihátkem a kolíkem.

V této konstrukci se axiální pohyb zdvihátka využívá pro přesunutí zesilovacího prvku ve směru 50 jeho působení. To vytváří vzájemný pohyb mezi zdvihátkem a kolíkem, takže celkový pohyb uzavíracího členu je větší, než pohyb zdvihátka.

Podle nároku 2 mohou rampy mít pro zohlednění konstrukčních charakteristik rozdílný sklon, například s ohledem na prostorové požadavky nebo samosvomost.

- 1 CZ 284425 B6

Uspořádání podle nároku 3 pracuje se dvěma závity, jejichž rozdílné stoupání zajišťuje dodatečnou axiální složku, která vede k nárůstu zesílení. Protože se pohybují otáčivě, udržují si všechny části soustřednou orientaci s ohledem na osu zdvihátka a kolíku.

Provedení podle nároku 4 je doporučováno, protože části jsou uzavřeny prostorově úsporným způsobem v prostoru, který je v termostatickém ventilu vždy přístupný, nebo může být bez obtíží zpřístupněn.

Znaky nároku 5 popisují velmi jednoduchý vodicí systém pro mezičlen.

Ve uspořádání podle nároku 6 může mít základna horní části termostatu další funkci.

V konstrukci podle nároku 7 se dodatečný axiální pohyb získává příčným pohybem šoupátka, 15 jehož pohyb je určen dvěmi rampami s rozdílným sklonem.

Uspořádání podle nároku 8 vytváří zesilovač zdvihu z pouhých několika součástí. Dorazový člen podle nároku 9 předchází nadměrnému příčnému zatížení hlavy zdvihátka. Podle nároku 10 je kolík schopný působit přímo na klouzátko a může být zatížen nanejvýše v příčném směru 20 působením tření.

V uspořádání podle nároku 11 je vyloučeno příčné zatížení kolíku, protože je přítomen axiálně vedený mezičlen.

V provedeni podle nároku 12 je také hlava zdvihátka ve velkém rozsahu zabezpečena proti přímému zatížení. Je-li to požadováno, může být zajištěno axiální vedení hlavy zdvihátka pomocí dvou dorazových členů podle nároku 13.

Podle nároku 14 může být základna horní části termostatu použita pro plnění dalších funkcí také 30 za použití šoupátka.

Snadné seřizování podle nároku 15 je vhodné pro přizpůsobení zesilovače zdvihu zejména konstrukčním vztahům. Nároky 16 a 17 poskytují odpovídající návrhy pro snadné seřizování. Alternativa při použití zesilovacího prvku se dvěma závity spočívá v rozdělení zesilovacího 35 prvku podle nároku 18.

Přehled obrázků na vý kresech

Vynález je dále detailněji vysvětlen za pomocí výkresů výhodných příkladů provedení, na kterých představuje obr. 1 podélný řez prvním uspořádáním termostatického ventilu pro radiátor podle vy nálezu, obr. 2 částečný řez modifikací obr. 1, obr. 3 částečný řez druhou modifikací obr. 1, obr. 4 částečný řez třetí modifikací obr. 1, obr. 5 podélný řez alternativní konstrukcí termostatického ventilu pro radiátor podle vynálezu a obr. 6 částečný řez modifikací obr. 5.

-2CZ 284425 B6

Příklady provedení vynálezu

Termostatický ventil znázorněný na obr. 1 má ventilové pouzdro 1 s ventilovým sedlem 2 a uzavírací člen 3. Ten je upevněn na ventilový dřík 4, na který· působí směrem nahoru vratná pružina 5 a který je v mechanickém spojení s kolíkem 6. Kolík 6 je vyveden skrz ucpávku 7, která je upravena ve vložce 8, a uzavírá nahoře ventilové pouzdro 1_.

Horní část 9 termostatu má základnu 10. která je uvolnitelně upevněna k objímce 11 ventilového pouzdra 1. Horní část 9 termostatu dále obsahuje kapsli K, naplněnou kapalinou, která je ve své poloze držena opěrným členem 12 a koncovou destičkou 13. Její axiální poloha se může měnit pomocí otočného knoflíku 14, který je našroubován na závitu 15 základny 10. pro nastavení žádoucí hodnoty teploty. Zdvihátko 16 je obklopeno měchy 17 a obsahuje bezpečnostní pružinu 18. Při změnách teploty se zdvihátko posouvá axiálně a pomocí pohyblivé destičky 19 a prostřednictvím spojovacího členu 20 unáší hlavu 21. Spojovací člen má ramena 22, která zabírají za opěrný člen 12 jako zuby vidlice a zabraňují otáčení hlavy 21.

Podle vynálezu je vytvořen zesilovač 23 zdvihu. Má zesilovací prvek 24, který má poměrně strmou první rampu 25 a poměrně méně strmou druhou rampu 26. Strmější první rampa 25 je tvořena nesamosvomým prvním závitem 27 na zesilovacím prvku 24. který spolupůsobí s odpovídajícím prvním protizávitem 28 na základné IQ. Druhá rampa 26 je tvořena mírnějším, nesamosvomým druhým závitem 29 s opačným směrem otáčení zesilovacího prvku 24. který' spolupůsobí s odpovídajícím druhým protizávitem 30 na mezičlenu 31. Mezičlen 3 l má čep 32 neválcového příčného průřezu, který zabírá do vodítka 33 komplementárního příčného průřezu v hlavě 21 zdvihátka 16. Protože hlava 21 je držena tak, že se neotáčí, je také mezičlen 31 zajištěn proti otáčení. Na spodní straně mezičlenu 31 je v pravém úhlu kose zdvihátka 16 spojovací plocha 34, proti níž leží kolík 6. První koncová plocha 35 hlavy 21 působí shora na druhou koncovou plochu 36 prstencového zesilovacího prvku 24.

Způsob činnosti je následující:

Když se zdvihátko 16 posouvá nahoru následkem poklesu teploty, zesilovací prvek 24 jej vlivem vratné pružiny 5 následuje, přičemž se zároveň otáčí o úhel, který je určen stoupáním první rampy 25. Otáčení zesilovacího prvku 24 dovoluje axiální posunutí mezičlenu 31. jehož axiální pohyb je určen druhou rampou 26. Vzdálenost mezi první koncovou plochou 35 hlavy 21 a spojovací plochou 34 mezičlenu 31 se v důsledku toho mění. Uzavírací člen 3 se tak posouvá nejen o zdvih zdvihátka 16. ale také o větší zdvih.

Jestliže například první závit 27 má sklon 2 mm na otáčku a závit 29 má sklon 1 mm na otáčku, dosahuje se zvětšení zdvihu o 50 %, což znamená, že ventilový dřík 4 se posune o 3 mm. když se kolík 6 posune o 2 mm.

V konstrukci znázorněné na obr. 2 je použito modifikovaného mezičlenu 3 Γ. Ten nese spojovací plochu 34' na výběžku 37 z obrousitelného materiálu. Pro úpravu pro specifickou aplikací může být požadované nastavení provedeno zkrácením výběžku 37. Nastavení slouží k zajištění toho, aby vzdálenost koncové destičky 13 od spojovací plochy 34 měla při určité teplotě určenou délku.

Konstrukce znázorněná na obr. 3 představuje ještě další modifikovaný mezičlen 31Ten nese šroubový prvek 38, na kterém je vytvořena spojovací plocha 342. Nastavení může být provedeno pomocí tohoto šroubového prvku 38.

V konstrukci znázorněné na obr. 4 zůstává mezičlen 31 nezměněn, ale je změněn zesilovací prvek 24'. Ten obsahuje vnější část 39, která nese první závit 27, a vnitřní část 40, která nese závit 29. Obě části 39. 40 jsou navzájem spojeny zaskakovacím spojením 41 a jsou zajištěny

-3 CZ 284425 Β6 proti otáčení dalším kolíkem 42. Tak je usnadněno sestavení a nastavení se provádí uvedením mezičlenu 31 do správné orientace ve vnitřní části 40.

Součásti v konstrukci znázorněné na obr. 5 značnou měrou odpovídají součástem na obr. 1 a proto mají shodná vztahová čísla. Pouze součásti zesilovače 123 zdvihu jsou změněny, součásti s korespondující funkcí nesou z důvodu jednoduchosti označování a přehlednosti vztahová čísla zvětšená o 100.

Zesilovač 123 zdvihu má zesilovací prvek 124 ve tvaru klouzátka. Pro vytvoření první rampy 125 je upravena první šikmá plocha 127 s poměrně mírným sklonem která spolupůsobí s odpovídající první šikmou protiplochou 128 na hlavě 121 zdvihátka 16. Pro vytvoření druhé rampy 126 jsou upraveny zdvojené strmější druhé šikmé plochy 129. 129', které spolupůsobí s odpovídajícími druhými šikmými protiplochami 130, 130' v základně 110. Spojovací plocha 134 pro kolík 6 se rozšiřuje v rovinu, probíhající v pravém úhlu k ose zdvihátka 16, a je vytvořena s destičkou 143 z materiálu s nízkým třením. Na straně, na které je nejnižší bod první rampy 125, má spojovací člen 120 zesílení 144, které spolupůsobí s dorazovým členem 145, zabudovaným do pouzdra a podobně namontovaným na základně 110, a zabraňuje příčnému pohybu zdvihátka <6.

Způsob činnosti je následující:

Když teplota klesá a zdvihátko 16 se pohybuje směrem nahoru, kolík 6 jej následuje účinkem vratné pružiny 5. Zesilovací prvek 124 se v důsledku toho posouvá doprava působením druhé rampy 126. Vzdálenost mezi zdvihátkem 16 a kolíkem 6 se zmenšuje. Pohyb uzavíracího členu 3 je větší, než pohyb zdvihátka 16.

V konstrukci znázorněné na obr. 6 mají součásti vykonávající podobnou funkci proti obr. 1 vztahová čísla zvětšená o 200. Zesilovač 223 zdvihu opět má jako zesilovací prvek 224 klouzátko. Hlava 221 zdvihátka 16 působí koncovou plochou 235, ležící v pravém úhlu k ose zdvihátka 16 na horní stranu danou druhou koncovou plochou 236 klouzátka. Zesilovací prvek 224 má první šikmou plochu 227 pro vytvoření první rampy 225. která spolupůsobí s první šikmou protiplochou 228 mezičlenu 231. a dvojici druhých šikmých ploch 229. 229' pro vytvoření druhé rampy 226. která spolupůsobí s druhými šikmými protiplochami 230. 230' základny 210. Mezičlen 231 je axiálně veden vodícími plochami 246 základny 210. a nese šroubový prvek 238. takže může být nastavena spojovací plocha 234. Na obou stranách hlavy 221 jsou dorazové členy 245, které působí axiální vedení hlavy 221 a jsou spojeny například se základnou 210.

Způsob činnosti je následující:

Při posunutí zdvihátka 16 směrem nahoru se zesilovací prvek 224 pohybuje doprava a mezičlen 231 jej následuje ve směru nahoru. Zdvih mezičlenu 231 je zde větší, než zdvih zdvihátka 16.

Konstrukce znázorněná na obr. 6 poskytuje následující parametry: axiální síla mezi zdvihátkem 16 a zesilovacím prvkem 224 je řádu 20 až 50 N. S dobrým mazadlem může být koeficient tření snížen na 0,02. Výsledná sila tření od 0.4 do 1,0 N je obvykle akceptovatelná. Jestliže první rampa 225 tvoří úhel 30° k rovině směřující v pravém úhlu k ose zdvihátka a druhá rampa 226 tvoří úhel 60° k této rovině, získá se faktor zesílení 1,33. Jestliže se zvolí pro tyto rampy 225. 226 úhly 35° a 70°, získá se faktor zesílení kolem 1,5. Kapsle K se zesílením 0,23 mm/°C tedy může poskytnout zesílení 0.34 mm/°C.

Závity 27. 29 znázorněné na obr. 1 až 4 nemusí mít zvláštní tvar, naopak, v mnoha případech je dostačující, jsou-li k dispozici části závitu. Zajištění mezičlenu 31 proti otáčení také může být provedeno vhodným vedením v základně j0.

-4CZ 284425 B6

Je také možné nechat působit zdvihátko 16 na zesilovací prvek 24 prostřednictvím mezičlenu, a spojit kolík 6 se zesilovacím prvkem 24.

Je ovšem také vhodné udržovat tření mezi navzájem klouzajícími součástmi co nejmenší, čehož může být dosaženo vhodným výběrem materiálů nebo mazáním, například mazacím tukem.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (18)

1. Termostatický ventil pro radiátor, ve kterém je uspořádáno zdvihátko (16) axiálně posouvatelné pomocí termostatického prvku, které posouvá uzavírací člen (3) prostřednictvím kolíku (6) uspořádaného v axiálním protažení, vyznačující se tím, že mezi zdvihátkem (16) a kolíkem (6) je zesilovač (23, 123, 223) zdvihu obsahující dvě rampy (25, 125, 225; 26, 126 226) a zesilovací prvek (24, 124 224) upravený mezi nimi, který při axiálním pohybu zdvihátka (16) působením první rampy (25, 125, 225) vykonává příčný nebo otáčivý pohyb, který způsobuje působením druhé rampy (26, 126, 226) změnu vzdálenosti mezi zdvihátkem (16) a kolíkem (6).

2. Termostatický ventil pro radiátor podle nároku 1. vyznačující se tím. že rampy (25. 125, 225; 26, 126, 226) mají rozdílný sklon.

3. Termostatický ventil pro radiátor podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že pro vytvoření první rampy (25) nese zesilovací prvek (24) nesamosvorný první závit (27), který spolupůsobí s prvním protizávitem (28), zajištěným proti otáčení, a pro vytvoření druhé rampy (26) nese druhý závit (29), který spolupůsobí s druhým protizávitem (30), drženým neotočně.

4. Termostatický ventil pro radiátor podle nároku 3, vyznačující se tím, že zesilovací prvek (24) je tvořen prstencem, který vně nese první závit (27) a uvnitř nese druhý závit (29), přičemž zdvihátko (16) má hlavu (21), drženou neotočně, která leží svou první koncovou plochou (35) proti druhé koncové ploše (36) prstence, a mezičlen (31), nesoucí druhý protizávit (30), je veden axiálně a neotočně v hlavě (21) zdvihátka (16).

5. Termostatický ventil pro radiátor podle nároku 4, vyznačující se tím, že mezičlen (31, 3 Γ, 31) nese neválcovitý čep (32), který zabírá do vodítka (33) komplementárního průřezu v hlavě (21) zdvihátka (16).

6. Termostatický ventil pro radiátor podle jednoho z nároků 3 až 5, vyznačující se tím, že při zafixování homí části (9) termostatu na ventilovém pouzdru (1) pomocí základny (10) je první protizávit (28) proveden na základně (10).

7. Termostatický ventil pro radiátor podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že zesilovacím prvkem (124, 224) je klouzátko, pohyblivé napříč kose zdvihátka (16), přičemž klouzátko pro vytvoření první rampy (125, 225) nese první šikmou plochu (127, 227), která spolupůsobí s první šikmou protiplochou (128, 228) na přilehlém prvku, ležícím v cestě přenosu, a pro vytvoření druhé rampy (126. 226) nese druhou šikmou plochu (129, 229; 129', 229'), která spolupůsobí s druhou šikmou protiplochou (130, 230; 130', 230') zajištěnou k ventilovému pouzdru (1).

- 5 CZ 284425 B6

8. Termostatický ventil pro radiátor podle nároku 7, vyznačující se tím, že přilehlý prvek je tvořen hlavou (121) zdvihátka (16) nesoucí první šikmou protiplochu (128).

9. Termostatický ventil pro radiátor podle nároku 8, vyznačující se tím, že pro podepření hlavy (121) zdvihátka (16) je upraven dorazový člen (145) zabudovaný do ventilového pouzdra (1) na straně nejnižšího bodu první rampy (125).

10. Termostatický ventil pro radiátor podle nároku 7 nebo 8, vyznačující se tím. že kolík (6) působí na spojovací plochu (134) klouzátka, probíhající v pravém úhlu kose zdvihátka (16).

11. Termostatický ventil pro radiátor podle nároku 7, vyznačující se tím, že přilehlý prvek je tvořen mezičlenem (231), který nese druhou šikmou protiplochu (230, 230') a je umístěn mezi klouzátkem a kolíkem (6).

12. Termostatický ventil pro radiátor podle nároku 11, vyznačující se tím, že hlava (221) zdvihátka (16) působí první koncovou plochou (235), probíhající v pravém úhlu k ose zdvihátka (16). na druhou koncovou plochu (236) klouzátka, probíhající s ní paralelně.

13. Termostatický ventil pro radiátor podle nároku 12, vyznačující se tím, že pro oporu hlavy (221) zdvihátka (16) jsou upraveny dva dorazové členy (245, 245'), zabudované do ventilového pouzdra (1) na obou stranách ve směru pohybu klouzátka.

14. Termostatický ventil pro radiátor podle jednoho z nároků 11 až 13, vyznačující se tím, že zajištění horní části (9) termostatu k ventilovému pouzdru (1) pomocí základny (110. 210), jsou druhá šikmá protiplocha (130, 130', 230, 230’) a/nebo alespoň jeden dorazový člen (145, 245, 245'), zabudovaný do ventilového pouzdra (1), vytvořeny na základně (110, 210).

15. Termostatický ventil pro radiátor podle jednoho z nároků lažl4, vyznačující se tím, že zesilovač zdvihu je opatřen nastavitelnou spojovací plochou (34', 34, 234) pro kolík (6).

16. Termostatický ventil pro radiátor podle nároku 15, vyznačující se tím, že nastavitelná spojovací plocha (34, 234) je tvořena šroubovým prvkem (38, 238), nesenvm mezičlenem (31, 231).

17. Termostatický ventil pro radiátor podle nároku 15, vyznačující se tím, že nastavitelná spojovací plocha (34') je tvořena zkrátitelným výběžkem (37) na mezičlenu (31).

18. Termostatický ventil pro radiátor podle jednoho z nároků 3 až 6, vyznačující se tím. že zesilovací prvek (24') sestává ze dvou části (39. 40), spojených zaskakovacím spojením (41), z nichž vnější část (39) nese první závit (27) a vnitřní část (40) nese druhý závit (29).