DE1183328B

DE1183328B - Thermostatically controlled valve that responds quickly to temperature fluctuations

Info

Publication number: DE1183328B
Application number: DEA32266A
Authority: DE
Inventors: Jack Kingsley Gould
Original assignee: American Radiator and Standard Sanitary Corp
Current assignee: American Radiator and Standard Sanitary Corp
Priority date: 1958-06-19
Filing date: 1959-06-16
Publication date: 1964-12-10

Description

Auf Temperaturschwankungen schnell ansprechendes, thermostatisch gesteuertes Ventil Die Erfindung bezieht sich auf ein auf Temperaturschwankungen schnell ansprechendes, thermostatisch gesteuertes Ventil, z. B. zur Begrenzung der Temperatur der Flüssigkeit, die aus einer Brause für den Hausgebrauch austritt.Quickly responding to temperature fluctuations, thermostatically controlled Valve The invention relates to a rapidly responding to temperature fluctuations, thermostatically controlled valve, e.g. B. to limit the temperature of the liquid, which emerges from a shower head for domestic use.

Ein Ziel der Erfindung ist es, ein auf Temperaturschwankungen schnell ansprechendes, thermostatisch gesteuertes Ventil zur Begrenzung der Temperatur einer Flüssigkeit zu schaffen, in welcher die Temperaturbegrenzung innerhalb einer verhältnismäßig kurzen Zeit nach dem Auftreten einer äußerst hohen Temperatur stattfindet, z. B. innerhalb von 2 Sekunden, um den Benutzer vor Verbrühungen durch einen Strahl heißer Flüssigkeit zu bewahren.An aim of the invention is to respond to temperature changes quickly attractive, thermostatically controlled valve to limit the temperature of a To create liquid in which the temperature limit is within a relatively takes place a short time after the occurrence of an extremely high temperature, e.g. B. Hotter within 2 seconds to prevent the user from being scalded by a jet To preserve liquid.

Die Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst worden, daß das thermostatische Kraftelement hinter dem Ventildurchlaß angeordnet ist, wobei der Boden des mit dem Ausdehnungsmaterial gefüllten Behälters des Kraftelementes zum Verschluß des Ventildurchlasses dient, so daß der Boden des Kraftelementes von der den Ventildurchlaß durchströmenden Flüssigkeit unmittelbar beaufschlagt wird.The object has been achieved according to the invention in that the thermostatic force element is arranged behind the valve passage, the Bottom of the filled with the expansion material container of the force element for Closure of the valve passage is used, so that the bottom of the force element of the the liquid flowing through the valve passage is acted upon directly.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, die einen Schnitt durch die Vorrichtung in voll geöffneter Stellung zeigt.An embodiment of the invention is shown in the drawing, which shows a section through the device in the fully open position.

Die Vorrichtung besteht aus einem Ventilgehäuse in Form eines Durchflußrohres 10, dessen mit Innengewinde versehener Einlaßteil 12 mit einer nicht gezeigten Flüssigkeitsleitung verbunden und dessen mit Außengewinde versehener Auslaßteil14 in bekannter Weise mit einem nicht gezeigten Brausenkopf verbunden werden kann. Der Fluß der Flüssigkeit durch das Rohr 10 findet vom Einlaß 12 durch den Hauptabschnitt des Durchflußrohres und dann durch den Auslaß 14 statt.The device consists of a valve housing in the form of a flow tube 10, the internally threaded inlet part 12 of which can be connected to a liquid line (not shown) and the externally threaded outlet part 14 of which can be connected in a known manner to a shower head (not shown). The flow of liquid through tube 10 takes place from inlet 12 through the main portion of the flow tube and then through outlet 14.

Im Anschluß an das Auslaßende des Rohres ist eine Stützwand in Form einer Blattfeder 16 angeordnet. Die Blattfeder 16 ist als ein im wesentlichen rechteckiger Streifen ausgebildet, welcher sich quer über das Ventilgehäuse erstreckt, um mondförmige Zwischenräume an jeder Seite zum Durchtritt der Flüssigkeit durch den Auslaß 14 frei zu lassen. Die Blattfeder 16 ist innerhalb eines Einschnittes 18 im Durchflußrohr 10 aufgesetzt. Der Einschnitt 18 begrenzt eine geneigte Schulterfläche 19, welche ein Herabbiegen des Blattes 16 ermöglicht, um Beschädigungen der Teile zu vermeiden.Following the outlet end of the tube, a support wall is in shape a leaf spring 16 is arranged. The leaf spring 16 is designed as a substantially rectangular one Strip formed which extends across the valve housing to moon-shaped Clearances on either side for liquid to pass through outlet 14 to leave free. The leaf spring 16 is within an incision 18 in the flow tube 10 put on. The incision 18 delimits an inclined shoulder surface 19, which allows the blade 16 to bend down to avoid damaging the parts.

Ein Gförmiger Halter 21 hält die ringförmige Wand 20 beweglich in dem Einlaßende des Rohres 10 fest. Die Wand 20 ist mit einer mittleren Öffnung 22 versehen, in welcher ein ringförmiger Puffer 24 aus plastischem Material aufgenommen wird. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, hat der Puffer 24 zur Bildung einer ringförmigen .Nut und leichten Anordnung auf der unterstützenden Wand eine erheblich größere axiale Ausdehnung als die Wand 20. Die axiale Ausdehwwng des Puffers 24 ermöglicht die Bildung eines oder mehrerer Einschnitte 28 auf seiner Abströmseite. Beim. Betrieb des Ventils kann bei geschlossener Stellung des thermostatischen Elementes 30 mit Bezug auf den .Puffer 24 eine geringe Flüssigkeitsmenge durch die Einschnitte 28 fließen. Wenn die Temperatur auf der Aufströmseite genügend abgenommen hat; ist auf diese Weise die in der Nähe des Thermostaten 30 durch die Einschnitte 28 fließende Flüssigkeit in der Lage, das temperaturempfindliche Material innerhalb des Elementgehäuses zu kühlen, um die Teile in die gezeigte geöffnete Stellung zu bewegen.A G-shaped holder 21 movably holds the annular wall 20 the inlet end of the tube 10 firmly. The wall 20 is provided with a central opening 22 provided, in which an annular buffer 24 made of plastic material received will. As can be seen from the drawing, the buffer 24 has to form an annular . Groove and light arrangement on the supporting wall a considerably larger axial expansion than the wall 20. The axial expansion of the buffer 24 allows the formation of one or more incisions 28 on its downstream side. At the. operation of the valve can with the closed position of the thermostatic element 30 with With respect to the .buffer 24 a small amount of liquid through the incisions 28 flow. When the temperature on the upstream side has decreased sufficiently; is in this way the one flowing through the incisions 28 in the vicinity of the thermostat 30 Liquid capable of holding the temperature sensitive material inside the element housing to cool to move the parts to the open position shown.

Das thermostatische Element 30 besteht aus einem becherförmigen Behälter 32 aus Messing und einer Hülse 34; die mittels eines ringförmigen Halteringes 36 zusammengehalten werden: Die Schulter 38, die durch den Ring 36 gebildet ist, bildet einen Sitz für das eine Ende der Druckfeder 40, während das andere Ende der Feder an der Wand 20 anliegt. Der Behälter 32 nimmt einen KörpKr 44 aus Wachs oder anderem Material, das sich in der Wärme ausdehnt, auf. Um die Reaktionszeit des Körpers zu verbessern, kann dieser mit Kupferteilchen, Aluminiumteilchen oder anderen Teilchen eines wärmeleitenden Materials vermischt werden. Um den Wachskörper 44 innerhalb des Elementgehäuses abzudichten und eine befriedigende Bewegung des Elementes zu sichern, sind eine Gummimembrane 50 und ein verformbarer Bolzen 52 vorgesehen; die in einem sich verjüngenden Bohrungsabschnitt der Hülse 34 wirksam sind.The thermostatic element 30 consists of a cup-shaped container 32 made of brass and a sleeve 34; which are held together by means of an annular retaining ring 36: the shoulder 38, which is formed by the ring 36, forms a seat for one end of the compression spring 40, while the other end of the spring rests on the wall 20. The container 32 houses a body 44 made of wax or other material that expands when exposed to heat. In order to improve the reaction time of the body, it can be mixed with copper particles, aluminum particles or other particles of a thermally conductive material. In order to seal the wax body 44 within the element housing and to ensure satisfactory movement of the element, a rubber membrane 50 and a deformable bolt 52 are provided; which are effective in a tapered bore section of the sleeve 34.

Beim Betrieb der Vorrichtung bei niedrigen Flüssigkeitstemperaturen befindet sich das Ventil ständig in der gezeigten Stellung und gestattet einen vollen Durchfluß durch den Auslaß 14. Im Falle übermäßig hoher Temperaturen an der Aufstxömseite trifft die Flüssigkeit unmittelbar auf das Elementgehäuse 32 auf, um somit das wärmeempfindliche Material 44 schnell zu erwärmen und damit ein Aufwärtspleiten der Elementteile 32 und 34 auf dem Kolben 51 zu verursachen und sich gegen den Puffer 24 zu schließen und den Hauptdurchfluß durch das Ventil zu verhindern. Auf diese Weise werden große Mengen übermäßig heißer Flüssigkeiten daran gehindert, durch den Auslaß 14 abzufließen. Bei einer Anordnung in einem Brausenkopf, wo der Auslaß 14 mit einem bekannten Brausenkopf verbunden ist, wird der Hauptstrom der heißen Flüssigkeit etwa binnen 2 Sekunden nach dem Auftreten der heißen Flüssigkeit aufgehalten.When operating the device at low liquid temperatures, the valve is always in the position shown and allows full flow through the outlet 14. In the event of excessively high temperatures on the upstream side, the liquid impinges directly on the element housing 32, thus removing the heat sensitive material 44 to heat quickly and thus to cause the element parts 32 and 34 to slide upward on the piston 51 and to close against the buffer 24 and prevent the main flow through the valve. In this way, large amounts of excessively hot liquids are prevented from draining through outlet 14. In the case of an arrangement in a shower head, where the outlet 14 is connected to a known shower head, the main flow of the hot liquid is stopped approximately within 2 seconds after the occurrence of the hot liquid.

Wenn das Element gegen den Puffer 24 geschlossen ist, bleiben die kleinen Kanäle 28 geöffnet, um so einen geringen Flüssigkeitsstrom durch das Durchflußrohr zu gestatten. Gegen diesen geringen Strom ist in den meisten Fällen, z. B. bei Anordnung in einem Brausenkopf, nichts einzuwenden, da er nicht ausreicht, eine Sprühtätigkeit durch den Brausenkopf zu verursachen. Es findet vielmehr nur ein Tropfen statt, das den Benutzer nicht verbrühen kann. Die Kanäle 28 für den geringen Durchfluß bewirken eine Rückkehr des Elementes in seine offene Stellung, indem sie einen geringen Durchfluß im Bereiche des Elementgehäuses gestatten. Wenn daher die Temperatur der ausströmenden Flüssigkeit auf einen zulässigen Wert abkühlt, fließt die kalte Flüssigkeit durch Kanäle 28, die sehr nahe bei dem Behälter 32 liegen, um das Element zu kühlen, es in seine gezeigte Stellung zurückzuführen und einen vollkommenen Fluß durch das Durchflußrohr zu gestatten.When the element is closed against the buffer 24, the remain small channels 28 are opened so as to reduce the flow of liquid through the flow tube to allow. In most cases, e.g. B. with arrangement in a shower head, no objection, as it is not enough, a spraying activity to cause by the shower head. Rather, there is just a drop that cannot scald the user. The channels 28 for the low flow cause the element to return to its open position by making a minor Allow flow in the area of the element housing. Therefore, if the temperature of the the outflowing liquid cools down to a permissible value, the cold liquid flows through channels 28 very close to container 32 to cool the element, to return it to its position shown and a perfect flow through it Allow flow tube.

Der Teil 16 ist als Blattfeder ausgelegt, um eine Beschädigung infolge zu großer Steuerwege zu vermeiden. Wenn die Temperatur der Flüssigkeit im Betrieb so hoch ansteigt, daß sie das Element veranlaßt, eine übermäßige Kraft gegen den Puffer 24 auszuüben, wird die Blattfeder 16 nach unten gebogen, so daß sie eine Schalenform annimmt, um so jegliche übermäßige Ausdehnung des Wachskörpers 44 auszugleichen. Auf diese Weise wird eine Beschädigung infolge eines zu großen Steuerweges des Kraftelementes vermieden.The part 16 is designed as a leaf spring in order to avoid damage due to excessive control travel. In operation, when the temperature of the liquid rises so high that it causes the element to exert excessive force against the buffer 24 , the leaf spring 16 is bent downwardly so that it takes on a cup shape so as to accommodate any excessive expansion of the wax body 44 . In this way, damage due to excessive control travel of the force element is avoided.

Die Vorrichtung hat eine verhältnismäßig geringe axiale Länge, d. h:, sie weist eine Gesamtlänge- von weniger als 75 mm auf und ist eine sehnen ansprechende Einheit. Das Element wird so- angeordnet, daß sein becherförmiger Behälter 32 unmittelbar in dein Weg der Flüssigkeit liegt; die durch die Öffnung 56 hindurchfließt. Infolgedessen spricht das Element schnell auf Temperaturwechsel in der Flüssigkeit an.The device has a relatively short axial length; h :, it has an overall length of less than 75 mm and is a tendon appealing Unit. The element is arranged in such a way that its cup-shaped container 32 is directly lies in your path of liquid; which flows through the opening 56. Consequently the element responds quickly to temperature changes in the liquid.

Claims

Claims: 1. Rapid response to temperature fluctuations; thermostatically controlled valve, characterized in that the exostatic force element (30) is arranged behind the valve passage (22), the container (32) of the force element closed with the expansion material (44) serving to close the valve passage so that the The bottom of the force element is acted upon directly by the liquid flowing through the valve passage.

2. Valve according to claim I; characterized in that it serves to protect against scalding in shower systems, wherein the expansion material consists of wax: 3. Valve according to claim 1; characterized in that the piston (51) is supported on a resilient part (16) which extends transversely through the passage and which serves as a safeguard against overloading of the force element (32) and the piston (51). 4. Valve according to claim 2, characterized in that the resilient part is a leaf spring (16). 5: valve according to one of claims 1 to 3; characterized in that the valve passage (22) has a valve seat (24) known per se and made of elastic material; which is also provided with drainage slots (28) , which are also known per se, which serve as a passage for cold liquid to open the valve. Documents considered: German Patent No. 950 887; German utility model number: 1747 272; British Patent No. 741265; U.S. Patent No. 2,598,351: