DE1132770B

DE1132770B - Regelventil mit Vorsteuerung

Info

Publication number: DE1132770B
Application number: DED24584A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1956-12-24
Filing date: 1956-12-24
Publication date: 1962-07-05
Also published as: GB875256A

Description

Regelventil mit Vorsteuerung Die Erfindung bezieht sich auf ein selbsttätiges Regelventil mit Vorsteuerung, insbesondere für die Saugleitung von Kühlanlagen, dessen Verschlußstück durch eine Ventilspindel mit dem Kolben des Servomotors fest verbunden ist. Bei einem bekannten Regelventil dieser Art wird dessen Verschlußstück dadurch vom Ventilsitz abgehoben, daß der im Einströmraum herrschende Druck über einen Umleitungskanal dem Verschlußstück vom Abströmraum her zugeleitet wird. Im übrigen hat die bekannte Bauart kein mit einem Servomotor verbundenes Vorsteuerventil.
Ein Nachteil dieses bekannten Ventils besteht darin, daß leicht ein Pendeln und damit ein unstabiler Regelungsvorgang eintritt.
Zur Beseitigung dieses Nachteiles besteht die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe in der Schaffung eines selbsttätigen Regelventils, dessen Verschlußstück jeweils die durch das Vorsteuerventil bestimmte Stellung einhält und so gedämpft ist, daß es keinerlei unerwünschte Schwingungen ausführt.
Gemäß der Erfindung soll diese Aufgabe dadurch gelöst werden, daß zur Dämpfung von Schwingungen des durch eine Schraubendruckfeder in schließendem Sinne belasteten Verschlußstückes an diesem ein Drosselansatz vorgesehen ist, der Arbeitsraum des Servomotors möglichst klein ausgeführt und durch eine Drosselbohrung im Kolben mit dem Abströmraum des Regelventils verbunden, sowie daß an der verengten öffnung im Zylinder des Servomotors, die mit der Verbindungsrohrleitung zum Vorsteuerventil verbunden ist, ein nur in Richtung zum Servomotor öffnendes Rückschlagventil vorgesehen ist.
Durch den Drosselansatz wird auf der Zuströmseite des Regelventils ein gewisser überdruck gegenüber dem Abströmraum aufrechterhalten, der auf das Verschlußstück in schließendem Sinne einwirkt. Die möglichst kleine Ausbildung des Arbeitsraums des Servomotors in Verbindung mit der Drosselbohrung im Kolben führt zu einer guten Dämpfung der Bewegung dieses Kolbens.
Die gemäß der Erfindung in ihrer Vereinigung zur Lösung der Aufgabe zusammenwirkenden Merkmale sind jeweils für sich bereits bekannt.
Eine dem erwähnten Drosselansatz entsprechende Verstärkung der Ventilspindel ist bei einem jedoch im übrigen anders gebauten Regelventil bekannt. Bei einer weiteren bekannten Bauart ist ein u. a. durch ein Kugelventil gesteuerter Umlaufkanal zwischen der Eingangsöffnung des Ventils und derAusgangsöffnung vorhanden. Der Arbeitsraum des Servokolbens ist dort jedoch verhältnismäßig groß gehalten, so daß bei dem bekannten Ventil die durch die Erfindung beabsichtigte Dämpfungswirkung nicht eintritt. An sich ist es auch bereits bekannt, eine Drosselbohrung imArbeitskolben vorzusehen, wie sie gemäß der Erfindung im Servokolben angebracht ist. Eine Besonderheit liegt bei der Konstruktion nach der Erfindung jedoch darin, daß diese Drosselbohrung den Arbeitsraum des Servomotors mit dem Abströmraum des Regelventils verbindet. Schließlich ist auch die Verwendung von Rückschlagventilen bereits bekannt, jedoch bei anderen Vorrichtungen, insbesondere dem Ventilsitz eines Kompressors. Diese Rückschlagventile bestehen - ähnlich wie dies bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung der Fall ist - aus einer am einen Ende eingespannten Blattfeder, die mit ihrem freien Ende die entsprechende Durchtrittsöffnung für das Arbeitsmedium mehr oder weniger abdeckt.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die ein Ausführungsbeispiel darstellende Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt Fig. 1 ein vorgesteuertes Regelventil gemäß der Erfindung in Verbindung mit einem Vorsteuerventil, Fig. 2 das Regelventil im Längsschnitt, Fig. 3 ein Detail desselben und Fig. 4 ein weiteres Detail desselben.
Die Zeichnung zeigt ein Regelventil 1 zur Steuerung des Saugdruckes und damit der Temperatur in Kühlanlagen, vorzugsweise mit mehr als einem Verdampfer. Das Regelventil 1 wird in Verbindung mit einem federbelasteten Vorsteuerventil2 benutzt, welches in eine Verbindungsrohrleitung 3 Druckausgleich zwischen der Saugleitung 4 der Anlage von einem nicht dargestellten Verdampfer und dem obersten Teil 5 des Regelventils eingeschaltet ist. Das Vorsteuerventil2 und das Regelventil 1 wirken in der gezeigten Kombination als ein Gleichdruckventil, das heißt, daß sie jeweils die Verdampfungstemperatur auf einem gewünschten, festgesetzten Wert zu halten suchen, der durch Drehen eines Hebels 6 an dem federbelasteten Vorsteuerventil 2 eingestellt werden kann. Solange der Druck im Verdampfer auf dem gewünschten Wert liegt, sind sowohl das Regelventil 1 als auch das Vorsteuerventil2 geschlossen. Wenn dagegen der Druck ansteigt, z: B. wegen Wärmezufuhr zum Verdampfer, so öffnet sich das Vorsteuerventil2, und der Druck pflanzt sich durch einen Rohranschluß 8, an den die Rohrleitung 3 angeschlossen ist, und ein Filter 9 auf die Oberseite des Servokolbens 7 des Regelventils fort, welcher dadurch abwärts gedrückt wird. Der Servokolben 7 ist über eine Spindel 11 mit dem Verschlußstück 12 des Regelventils fest verbunden, welches durch eine Schraubendruckfeder in schließendem Sinne belastet wird und in geschlossener Lage an einer Sitzbuchse 13 anliegt. Durch die Abwärtsbewegung des Servokolbens wird das Regelventil geöffnet, der Druck im Verdampfer sinkt, das federbelastete Vorsteuerventil wird gedrosselt und der den Servokolben? belastende Druck entweicht durch eine Drosselbohrung 16 im Servokolben, wodurch das Regelventil 1 sich so weit schließt; daß wieder Gleichgewicht zwischen dem Gasdruck der Kühlanlage und dem Druck der Feder 10 hergestellt wird. Das Regelventil 1 schließt vollständig, wenn der Druck, auf den das Vorsteuerventil eingestellt ist, erreicht worden ist.
Das federbelastete Vorsteuerventil kann durch thermostatisch oder elektrisch beeinflußte Ventile ersetzt werden, ohne daß die Wirkungsweise des Regelventils prinzipiell geändert wird.
Das Verschlußstück 12 kann mit einer Dichtungsplatte 17 versehen sein, trägt aber erfindungsgemäß daneben einen zylindrischen Drosselansatz 18, der in die Sitzbuchse 13 des Regelventils hineinragt und einen solchen Durchmesser hat, daß ein Ringraum 19 zwischen der Innenwand der Sitzbuchse 13 und der Außenfläche des Drosselansatzes 18 entsteht, dessen radiale Ausdehnung kleiner oder gleich der axialen Länge des Drosselansatzes 18 ist. Hierdurch wird die Durchströmöffnung des Regelventils während des ersten Teils der Bewegung des Servokolbens 7 und des Verschlußstückes 12 begrenzt, welche Begrenzung, wie es sich erwiesen hat, die Neigung des Ventils zum Pendeln dämpft. Der Drosselansatz 18 kann erfindungsgemäß an seiner in die Sitzbuchse ragenden Seite von einem kegelstumpfförmigen Teil 20 abgeschlossen sein. Durch zweckmäßige Wahl des Scheitelwinkels dieses kegelstumpfförmigen Teils 20 kann die Durchströmungsöffnung des Regelventils als eine Funktion des Hubes des Verschlußstückes festgelegt werden, und damit kann auch die Größe des Verschlußstückhubes bei voller Durchströmungsöffnung festgelegt werden. Wenn auch die oben beschriebenen Maßnahmen sich als wirksam zur Herabsetzung der Tendenz des Ventils zum Pendeln bei großen Druckunterschieden zwischen dem Eintrittsraum 14 und dem Austrittsraum 15 in Verbindung mit geringen Durchströmungsöffnungen im Ventil erwiesen haben, so müssen daneben besondere Maßnahmen gegen das Pendeln bei ganz niedrigen Differenzdrücken zwischen Eintritts- und Austrittsraum getroffen werden. in einer Ausführungsform des Regelventils gemäß der Erfindung ist zwischen den Servokolben 7 und den Rohranschluß 8 ein Rückschlagventil eingeschaltet, welches die Verbindung zum Rohranschluß erst dann öffnet, wenn der Saugdruck einen im voraus bestimmten Wert erreicht hat. Dadurch wird eine Rückwirkung der mechanischen Schwindung des Servokolbens auf die Rohrleitung 3 verhindert. Weiterhin hat es sich für die Verhinderung des Pendelns des Ventils als sehr wichtig erwiesen, daß der schädliche Raum zwischen der Oberseite des Servokolbens? und dem Deckel 22 des Servomotors möglichst klein gehalten wird, um Gasdruckschwankungen in diesem Raum zu vermeiden. In einer bevorzugten Ausführungsform des Regelventils gemäß der Erfindung besteht daher das Rückschlagventil aus einer leicht beweglichen Blattfeder 21, die mit einer ihrer Seitenflächen unter Vorspannung an der in den Zylinder des Servomotors mündenden verengten Öffnung 23 des Rohranschlusses 8 anliegt. Die Blattfeder 21 kann eine ganz geringe Dicke haben und erfordert nur ganz geringe Beweglichkeit von geschlossener zu geöffneter Lage, so daß die axiale Ausdehnung des schädlichen Raumes ganz gering gehalten werden kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Selbsttätiges Regelventil mit Vorsteuerung, insbesondere für die Saugleitung von Kühlanlagen, dessen Verschlußstück durch eine Ventilspindel mit dem Kolben eines Servomotors fest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Dämpfung von Schwingungen des durch eine Schraubendruckfeder (10) in schließendem Sinne belasteten Verschlußstückes 12) an diesem ein Drosselansatz (18) vorgesehen ist, der Arbeitsraum des Servomotors möglichst klein ausgeführt und durch eine Drosselbohrung (16) im Kalben (7) mit dem Austrittsraum (15) des Regelventils verbunden ist, sowie daß an der verengten Öffnung (23) im Zylinder des Servomotors, die mit der Verbindungsrohrleitung (3) zum Vorsteuerventil (2) verbunden ist, ein nur in Richtung zum Servomotor öffnendes Rückschlagventil vorgesehen ist.
2. Regelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in die Öffnung des Ventilsitzes hineinragende Drosselansatz (18) zylindrisch ausgebildet ist und mit der zylindrischen Wand der Ventilsitzöffnung einen Ringraum (19) bildet, dessen radiale Weite kleiner ist als die axiale Länge des zylindrischen Drosselansatzes.
3. Regelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil von einer leicht beweglichen Blattfeder (21) gebildet wird, deren eines Ende am Zylinderdeckel (22) des Servomotors befestigt ist und deren anderes Ende mit leichter Vorspannüng auf einem Sitz aufliegt, der an der Öffnung im Zylinderdeckel für die Verbindung mit dem Vorsteuerventil (2) vorgesehen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 392 587, 532 353, 596 150, 618 880, 620122, 661531, 854132; britische Patentschriften Nr. 579 526, 636 363; USA.-Patentschriften Nr.1739 584, 2197 320, 2 291783, 2 524 446; 2 610 819, 2 625 953.