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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung, insbesondere thermostatische Ventile für Erwärmer (Radiatoren, Konvektoren, und so weiter).
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Stand der Technik
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Thermostatische Ventile sind zum Beispiel gemäß
RU 2182998 ,
RU 2112270 ,
RU 2191943 ,
RU 2191310 ,
DE 352961 und
DE 19510530 bekannt.
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Zum Beispiel weist das thermostatische Ventil, das in der Beschreibung des deutschen Patents
DE 3529614 offenbart ist, ein Gehäuse, an dem ein Bolzen befestigt ist, damit er zum Betätigen der Verschlusseinheit des Ventils durch eine Scheibe nach außen hervorsteht, einen oberen thermostatischen Abschnitt, der eine thermostatische Einheit (TSU) aufweist, und einen dadurch bewegbaren Drücker auf, wobei der Kopf des Drückers mit dem Bolzen interagiert.
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Die TSU kann Füllungen in Gestalt von gesättigtem Dampf, und sie arbeitet dann als eine Funktion des Dampfdrucks (der eine Funktion der Temperatur ist), in der Gestalt einer Flüssigkeit (und sie arbeitet dann als eine Funktion der thermischen Expansion dieser Flüssigkeit), oder in der Gestalt von wachsartigen Materialien aufweisen.
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Der Bolzen führt eine Hin- und Herbewegung unter dem Einfluss der TSU aus, wodurch das Ventil aus der geöffneten Position zur geschlossenen bewegt wird. Eine Kompensationsfeder schützt das Ventil davor, dass es zerstört wird. Unter Beachtung der zweckdienlichen Lebensdauer des Ventils (die Marktführer garantieren ungefähr eine Million Betätigungen), stellen Bolzendichtungen, die aus im Querschnitt ringförmigen Gummiringen hergestellt werden, die größte Schwachstelle aufgrund von Abrieb dar, der durch Reibung des Gummis gegen das Bolzenteil verursacht wird und durch Verunreinigungen verstärkt wird, die im Wärmeübertragungsmittel enthalten sind. Weil ein Versagen von Dichtungen zu einem Austritt des Wärmeübertragungsmittels und zur Überflutung des Raums führt, wird eine regelmäßige Wartung solcher Thermoventile und ein Ersetzen dieser Dichtungen benötigt. Ein Ersetzen der Dichtung erfordert, dass die Wärmeübertragungsmittel-Leitung ausgeschaltet und zumindest teilweise entleert sein muss, und dass das Ventil durch einen erfahrenen Bediener zu zerlegen ist.
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Eine wichtige Rolle dafür, dass die Steuerfunktion ausgeführt wird, wird durch das Ventil durch den Hub des Ventils relativ zum Sitz in Antwort auf eine 1°C-Veränderung der Temperatur im Raum gespielt. Je größer der Hub, desto glatter ist das Steuerverfahren, desto größer ist die Energieeffizienz und desto leichter ist die Verwendung des Ventils. Der Ventilhub hingt primär vom Füllmaterial des thermostatischen Kopfs ab, aber hängt auch ab von der Größe und der Art der Aneroidkammer, die zum Beispiel ein Balg ist. Die besten Verstärkungsfaktoren für aktuelle thermostatische Ventile sind ungefähr 0,35 mm/1°C für einen Dampffüllstoff, und von 0,2 bis 0,28 mm/1°C für einen Flüssigkeitsfüllstoff.
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Das
russische Patent Nr. 2112270 offenbart ein Thermoventil für einen Radiator, welches zum zuvor beschriebenen analog ist, jedoch einen größeren Hub des Ventils relativ zum Sitz als den Hub des TSU-Drückers aufweist. Hier wird das Problem durch Befestigen eines Hubwegverstärkers zwischen dem TSU-Drücker und dem Thermoventilbolzen angegangen. Der axiale Hub des Drückers wird verwendet, um die Verstärkungseinheit in der Richtung zu bewegen, in der sie gezwungen wird.
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Mit Anforderungen für eine Temperaturwartungsgenauigkeit in einem Raum von 2°C ist jedoch ein wesentlicher Faktor eine Kompression der Feder durch den Innendruck des Wärmeübertragungsmittels. Der Standard DS/EN 215-1, Absatz 5.2.8 beschreibt, dass die Empfindlichkeit der Ventileigenschaft auf einen statischen Druck nicht einen Wert von T = 1°C/10 bar überschreiten sollte, was für P = 10 bar einen Fehler von 50% für eine 2°C Wartungsgenauigkeit darstellt.
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Diese technische Lösung leidet auch unter einigen Nachteilen bezüglich der Bolzendichtung, dem Verursachen möglicher Austritte und ferner der Empfindlichkeit der Ventileigenschaft auf den Arbeitsdruckwert.
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Demnach leiden alle Gegenstände gemäß dem Stand der Technik an einem allgemeinen Nachteil, und zwar sind sie unzuverlässig aufgrund von großem Abrieb und ferner ist ihre Eigenschaft empfindliche auf Druckdifferenzen in der Wärmeübertragungsmittel-Leitung.
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DE 10 119 257 A1 stellt den nächstkommenden Stand der Technik für die beanspruchte technische Lösung dar, und wurde als solcher beachtet.
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Der nächstkommende Stand der Technik weist einen bewegbaren Bolzen auf, der mit einem thermostatischen Kopf interagiert und durch ein Anschlussstück gelangt, und ein Ventil, das mit einem Spalt relativ zum Sitz eingepasst ist, wobei sich die Symmetrieachse des bewegbaren Bolzens mit der Symmetrieachse des thermostatischen Kopfs und des Anschlussstücks deckt, und der Nicht-Flüssigkeits-Hohlraum mit einem flexiblen, gewellten Diaphragma abgedichtet ist.
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In der Lösung gemäß dem Stand der Technik trennt sich jedoch der bewegbare Bolzen, während er sich zusammen mit dem Diaphragma durch einen zum Hub des Bolzen gleichen Hub bewegt, vom Fuß, auf den er in der obersten Position gelegt ist, und ein Abschnitt des „getrennten” Diaphragmas wird vom Flüssigkeitsdruck der Kraft unterworfen, und nachdem der Druck 10 bar erreichen kann, beginnt eine beachtliche Kraft durch den bewegbaren Bolzen am thermostatischen Kopf zu wirken, wodurch der Kopf aufgrund der Aufbauspezifitäten hiervon am Verschließen des Ventils gehindert wird.
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Gegenstand der Erfindung
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Das Ziel der Erfindung besteht aus einer verbesserten Genauigkeit der Wärmeübertragungsmittel-Stromvolumensteuerung durch ein thermostatisches Ventil, indem die Wirkung des Wärmeübertragungsmitteldrucks eliminiert wird und der bewegbare Bolzen aus dem direkten Effekt mit dem Flüssigkeitsdruck freigegeben wird.
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Das technische Ergebnis wird wie folgt bereitgestellt: In einem thermostatischen Ventil, das einen bewegbaren Bolzen, der in einem Nicht-Flüssigkeits-Hohlraum positioniert ist, mit einem thermostatischen Kopf interagiert, und durch ein Anschlussstück gelangt, und ein Ventil aufweist, das mit einem Spalt relativ zum Sitz eingepasst ist, wobei sich die Symmetrieachse des bewegbaren Bolzens mit der Symmetrieachse des thermostatischen Kopfs und dem Anschlussstück deckt, und wobei der Nicht-Flüssigkeits-Hohlraum mit einem flexiblen, gewellten Diaphragma abgedichtet wird, ist das Ventil mit einem Hubwegverstärker als einem Hebel ausgerüstet, der an der Achse befestigt ist, die im Nicht-Flüssigkeits-Hohlraum positioniert ist, wobei der kurze Arm des Hebels mit dem bewegbaren Bolzen interagiert, und sein langer Arm unter der Betätigung einer Feder ist und mit dem Ventil verbunden ist, und wobei der lange Arm des Hebels durch das gewellte Diaphragma gelangt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 schematisiert das beanspruchte thermostatische Ventil.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
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Das thermostatische Ventil weist ein Gehäuse 1, einen Einlass 2, einen Auslass 3, ein Anschlussstück 4, einen thermostatischen Kopf 5, einen bewegbaren Bolzen 6, ein Ventil 7, einen Sitz 8, ein gewelltes Diaphragma 9, eine Feder 10, einen Hubwegverstärker 11 als eine Hebel mit verschiedenen Armen, eine Achse 12 und einen Nicht-Flüssigkeits-Hohlraum 13 auf.
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Beim beanspruchten thermostatischen Ventil gelangt der bewegbare Bolzen 6, der mit einem thermostatischen Kopf 5 interagiert, durch das Anschlussstück 4, wobei sich die Symmetrieachse des bewegbaren Bolzens 6 mit der Symmetrieachse des thermostatischen Kopfs 5 und des Anschlussstücks 4 deckt.
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Der bewegbare Bolzen 6 interagiert mit dem kurzen Arm eines Hubwegverstärkerhebels 11, der an einer Achse 12 befestigt ist, die innerhalb eines Nicht-Flüssigkeits-Hohlraums 13 positioniert ist. Am langen Arm des Hubwegverstärkerhebels 11 ist ein Ventil 7 mit einem Spalt relativ zu einem Sitz 8 eingepasst, um das Ventil mit einem größeren Hub als dem Hub des bewegbaren Bolzens 6 zu versehen.
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Die Achse 12 nimmt die Kraft vom Druck der Flüssigkeit (Wärmeübertragungsmittel) auf, der am gewellten Diaphragma 9 auftritt, wodurch der bewegbare Bolzen 6 vom direkten Einfluss des Flüssigkeitsdrucks freigegeben wird.
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Da der Rollwiderstandskoeffizient 0.05 nicht übersteigt, erzeugt die Kraft, mit der der Hebel 11 die Achse 12 drückt, ein signifikantes Reibmoment, wenn sich der Hebel um die Achse dreht und lediglich insignifikant den thermostatischen Kopf belastet, wodurch die Betriebslebensdauer von sowohl dem thermostatischen Kopf als auch dem Thermoventil selbst deutlich erhöht wird.
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Wenn sich der Heber 12 dreht, führt das Diaphragma 9 an dem Ort, wo es zum Hebel abgedichtet ist, keine Bewegungen entlang der Achse hiervon durch; vielmehr tritt nur eine Verformung der Diaphragma-Wellen auf.
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Das vorliegende thermostatische Ventil arbeitet wie folgt.
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Wenn eine Temperatur im Raum ansteigt, wirkt der thermostatische Kopf 5 auf den bewegbaren Bolzen 6, wodurch er in der vertikalen Richtung bewegt wird. Der mit dem kurzen Arm des Hubwegverstärkerhebels 11 interagierende bewegbare Bolzen 6 wandelt die Bewegung des bewegbaren Bolzens 6 zum langen Arm des Hubwegverstärkerhebels 11 um, wodurch der Hub des Ventils 7 in Richtung des Sitzes 8 bereitgestellt wird, um den Spalt zwischen diesen zu verringern. Das Flüssigkeits-(Wärmeübertragungsmittel)Stromvolumen durch das thermostatische Ventil und hierdurch durch die Erwärmervorrichtung verringert sich, um eine Temperatur im Raum gemäß dem zugeschnittenen Wert wieder auszugleichen. Wenn sich eine Temperatur relativ zum zugeschnittenen Wert verringert, hört der Thermokopf 5 auf, auf den bewegbaren Bolzen 6 zu wirken, und das System „Ventil-Hubwegverstärkerhebel-bewegbarer Bolzen” wird durch eine Feder 10 zur Anfangsposition zurückgeführt, welche eine Kraft durch den Hubwegverstärkerhebel 11 auf den bewegbaren Bolzen 6 und das Ventil 7 umwandelt.
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Die Luftdichtheit eines Nicht-Flüssigkeits-Hohlraums 13 im Gehäuse 1 entlang der bewegbaren Einheit (der lange Arm des Hubwegverstärkerhebels) wird durch ein flexibles, gewelltes Diaphragma 9 bereitgestellt, welches die am Hubwegverstärkerhebel 11 erzeugte Kraft minimieren lässt.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Eine Ausführungsform in großem Maßstab des beanspruchten thermostatischen Ventils ist unter Verwendung von bewährten Ausführungseinheiten und bekannten Technologien nicht schwer herzustellen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- RU 2182998 [0002]
- RU 2112270 [0002, 0007]
- RU 2191943 [0002]
- RU 2191310 [0002]
- DE 352961 [0002]
- DE 19510530 [0002]
- DE 3529614 [0003]
- DE 10119257 A1 [0011]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Standard DS/EN 215-1 [0008]
