DE1199571B

DE1199571B - Thermostatically operated valve

Info

Publication number: DE1199571B
Application number: DED40274A
Authority: DE
Inventors: Carl Sorensen
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1962-11-13
Filing date: 1962-11-13
Publication date: 1965-08-26

Description

Thermostatisch betätigtes Ventil Thermostatisch betätigte Ventile werden im großen Umfang benutzt, um den Zu- oder Abfluß eines Wärmeträgers in Abhängigkeit von der Temperatur des durch den Wärmeträger zu beeinflussenden Raumes zu regeln. Ein typisches Beispiel hierfür sind thermostatisch betätigte Heizkörperventile, die in Abhängigkeit von der Raumtemperatur geregelt werden. Bei einem Fehler im oder am thermostatischen System oder auch unter besonders ungünstigen, unvorhergesehenen Umständen, z. B. wenn der Fühler bei geöffnetem Fenster von kalter Zugluft getroffen wird, kann es vorkommen, daß das Ventil öffnet und den Wärmeträger ungehindert durch den Heizkörper treten läßt, obgleich die Raumtemperatur eine solche Heizleistung nicht erfordert. Das Heizmedium wird dann wenig gekühlt und ist beim Austritt unnötig heiß.Thermostatically operated valve Thermostatically operated valves are used on a large scale to control the inflow or outflow of a heat transfer medium to be regulated by the temperature of the room to be influenced by the heat transfer medium. A typical example of this are thermostatically operated radiator valves, which are controlled depending on the room temperature. If there is an error in the or on the thermostatic system or under particularly unfavorable, unforeseen circumstances Circumstances, e.g. B. when the sensor is hit by cold drafts with the window open it can happen that the valve opens and the heat transfer medium passes through unhindered lets the radiator step, although the room temperature has such a heating power not required. The heating medium is then little cooled and is unnecessary when it emerges hot.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß diesem Mangel begegnet werden kann, wenn es gelingt, ein zweites thermostatisches System vorzusehen, das in Abhängigkeit von der Temperatur des das Ventil durchströmenden Mediums betätigt wird und bei Erreichen einer bestimmten Grenztemperatur dieses Mediums (Sicherheitstemperatur) das Ventil schließt, aber im normalen Betrieb die Wirkungsweise des ersten Systems nicht beeinflußt, sondern lediglich bei der Grenztemperatur wirksam wird.The invention is based on the knowledge that this deficiency is encountered can be if it is possible to provide a second thermostatic system that operated as a function of the temperature of the medium flowing through the valve and when a certain limit temperature of this medium is reached (safety temperature) the valve closes, but in normal operation the mode of operation of the first system is not influenced, but only becomes effective at the limit temperature.

Es ist bereits bekannt, ein Ventil in Abhängigkeit von zwei Temperaturen zu steuern. So ist es beispielsweise üblich, an das einzige Betätigungselement eines Thermostatventils zwei Fühler anzuschließen. Hierbei überlagern sich die Einflüsse der beiden Fühler, und das Ventil bewegt sich in Abhängigkeit von der Summe beider Einflüsse. Umgekehrt ist es bei Ventilen mit Kompensationssystem, bei denen der Einfluß des Wärmeträgers auf das Dehnmedium durch ein in entgegengesetzter Richtung arbeitendes, ebenfalls vom Wärmeträger beeinflußtes System ausgeglichen wird. Hierbei unterliegt das Ventil also der Differenz der Einflüsse beider Temperaturen. Beide Reglungsarten eignen sich nicht für den vorliegenden Anwendungszweck, weil auch im normalen Regelbereich beide Temperaturen wirksam sind.It is already known to have a valve as a function of two temperatures to control. For example, it is common to have a Connect two sensors to the thermostatic valve. Here the influences overlap of the two sensors, and the valve moves depending on the sum of both Influences. The reverse is true for valves with a compensation system, where the Influence of the heat transfer medium on the expansion medium by moving in the opposite direction working system, also influenced by the heat transfer medium, is compensated. Here the valve is therefore subject to the difference between the influences of the two temperatures. Both Control types are not suitable for the present application, because too Both temperatures are effective in the normal control range.

Des weiteren sind Kondensatableitventile bekannt, die in Abhängigkeit von der Raumtemperatur regeln und außerdem beim Auftreten von Dampf sofort schließen. In den meisten Fällen sind die beiden Betätigungssysteme parallel geschaltet, so daß jeweils der Einfluß des stärkeren Systems überweigt. Dies erfordert zumindest zwei Angriffsstellen an der Ventilspindel. Grundsätzlich handelt es sich aber um Sonderkonstruktionen, bei denen das Doppelbetätigungssystem nicht einfach als Ersatz für ein Einzelbetätigungssystem eingebaut werden kann.Furthermore, condensate drain valves are known which are dependent on from room temperature and also close immediately if steam is generated. In most cases the two actuation systems are connected in parallel, see above that in each case the influence of the stronger system prevails. This requires at least two points of attack on the valve spindle. Basically, however, it is Special constructions where the double actuation system cannot simply be used as a replacement can be installed for a single actuation system.

Schließlich ist auch ein thermostatisch gesteuertes Ventil mit zwei konzentrischen Faltenbälgen bekannt, die derartig angeordnet sind, daß im Falle des Versagens des thermostatischen Systems, insbesondere wenn einer der Faltenbälge undicht wird, das Ventil schließt. Dadurch soll der Nachteil bekannter thermostatisch gesteuerter Ventile vermieden werden, im Falle eines Versagens in der vollgeöffneten Stellung stehenzubleiben, was besonders bei Ventilen für die Zufuhr von Brennstoff zu einer Feuerung zu großen Schäden führen kann.Finally, there is also a thermostatically controlled valve with two concentric bellows known, which are arranged such that in the case the failure of the thermostatic system, especially if one of the bellows leaks, the valve closes. This is said to be the disadvantage of being known thermostatically controlled valves are avoided in the event of failure in the fully open Stand still position, which is especially true for valves for the supply of fuel to a firing can lead to great damage.

Es ist auch ein Verdampferthermostat bekannt, bei dem ein erstes Wehrohr von der Verdampfertemperatur und ein zweites, koaxiales Wellrohr vom Verdampferdruck beeinflußt wird. Beide Wehrohre arbeiten gegeneinander und sind durch einen Spindelteil voneinander getrennt. Daher kann der Verdampferthermostat nicht zur Lösung der eingangs geschilderten Aufgaben beitragen.An evaporator thermostat is also known in which a first weir tube from the evaporator temperature and a second, coaxial corrugated tube from the evaporator pressure being affected. Both weir pipes work against each other and are through a spindle part separated from each other. Therefore, the evaporator thermostat cannot solve the initially contribute to the tasks described.

Die eingangs gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem thermostatisch betätigten Ventil, das über zwei thermostatische Systeme von einer ersten Temperatur und von der Temperatur des das Ventil durchströmenden Mediums gesteuert wird, gelöst durch zwei koaxiale, in an sich bekannter Weise an einer gemeinsamen Verstellplatte angreifende Wehrohre unterschiedlichen Durchmessers, von denen der Innenraum des einen Wellrohres das Arbeitselement des einen Systems und der von beiden Wehrohren begrenzte Raum das Arbeitselement des anderen Systems bildet, wobei sich in dem zweiten System ein Dehnmedium befindet, das bei Erreichen einer vorgegebenen Grenztemperatur das Ventil zum Schließen bringt, aber im normalen Betrieb die Wirkungsweise des ersten Systems nicht beeinflußt.The object set out at the beginning is according to the invention with a thermostatic operated valve that has two thermostatic systems of a first temperature and is controlled by the temperature of the medium flowing through the valve by two coaxial, in a known manner on a common adjusting plate attacking weir pipes of different diameters, of which the interior of the a corrugated pipe is the working element of one system and that of both weir pipes limited space forms the working element of the other system, being in the second System is an expansion medium, which when a given limit temperature causes the valve to close, but in normal operation does not affect the operation of the first system.

Damit entsteht ein sehr kleines Doppelsystem, das ohne weiteres an die Stelle des bisher üblichen Einfachsystems gebracht werden kann. Durch Wahl der Füllmedien für die beiden Systeme und der den einzelnen Arbeitselementen zugeordneten Flächenabschnitte der Verstellplatte wird erreicht, daß das Ventil im Normalfall ungehindert in Abhängigkeit von der Fühltemperatur arbeitet, der der Fühler des ersten Systems ausgesetzt ist, bei Erreichen der Grenztemperatur des das Ventil durchströmenden Mediums aber schließt.This creates a very small double system that can easily be connected to the place of the previously common single system can be brought. By choosing the Filling media for the two systems and the one assigned to the individual work elements Surface sections of the adjustment plate is achieved that the valve in the normal case works unhindered depending on the sensor temperature that the sensor of the first system is exposed when the limit temperature of the valve is reached flowing through medium closes.

Das zweite System kann teilweise mit einer Flüssigkeit gefüllt sein, deren Kochpunkt der Grenztemperatur entspricht. In ähnlicher Weise arbeitet das zweite System auch, wenn es vollständig mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, deren Volumen-Temperatur-Kurve bei der Grenztemperatur einen Sprung aufweist. Während im Normalbetrieb die Flüssigkeit den Einfluß des ersten Systems kaum stört, entsteht bei der Grenztemperatur ziemlich plötzlich ein solcher Druck im zweiten System, daß das Ventil unabhängig vom ersten System geschlossen wird.The second system can be partially filled with a liquid, whose boiling point corresponds to the limit temperature. It works in a similar way second system also, if it is completely filled with a liquid, whose Volume-temperature curve has a jump at the limit temperature. While in normal operation the liquid hardly disturbs the influence of the first system at the limit temperature quite suddenly such a pressure in the second system, that the valve is closed independently of the first system.

Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung an Hand einer Ausführungsform erläutert.The invention is in the context of the description below explained with the drawing on the basis of an embodiment.

Das Ventil hat bis auf das thermostatische Betätigungssystem einen üblichen Aufbau. In dem Gehäuse 1 ist der Ventilsitz 2 ausgebildet. Die Ventilspindel 3 mit dem Ventilkörper 4 ist in den beiden Einsätzen 5 und 6 abgedichtet geführt. Auf das obere Ende 7 der Spindel 3 wirkt die Sollwertfeder 8, deren Spannung mit Hilfe des Drehgriffes 9 eingestellt werden kann. Der Drehgriff ist auf dem Einsatz 10 verschraubbar, der in das obere Ende des Ventilgehäuses 1 eingesetzt ist; er wirkt über das Zwischenstück 11 auf die Sollwertfeder B. Except for the thermostatic actuation system, the valve has a conventional structure. The valve seat 2 is formed in the housing 1. The valve spindle 3 with the valve body 4 is guided in a sealed manner in the two inserts 5 and 6. The setpoint spring 8 acts on the upper end 7 of the spindle 3, the tension of which can be adjusted with the aid of the rotary handle 9. The rotary handle can be screwed onto the insert 10, which is inserted into the upper end of the valve housing 1; it acts via the intermediate piece 11 on the setpoint spring B.

Auf das untere Ende 12 der Ventilspindel 3 wirkt die Verstellplatte 13, an die ein erstes Wellrohr 14 kleineren Durchmessers und in entgegengesetzter Richtung ein zweites Wellrohr 15 größeren Durchmessers angeschlossen ist. Beide Wellrohre sind direkt oder indirekt an dem unten in das Ventil einschraubbaren Gehäuse 16 befestigt. Der Innenraum 17 des Wehrohres 14, das Kapillarrohr 18 und der Fühler 19 bilden das erste System und sind mit einer Flüssigkeits-Dampf-Füllung versehen. Der durch die beiden Wellrohre 14 und 15 sowie das Gehäuse 16 begrenzte Raum 20 bildet das zweite System und ist ebenfalls mit einer Flüssigkeits-Dampf-Füllung versehen. The adjustment plate 13 acts on the lower end 12 of the valve spindle 3, to which a first corrugated pipe 14 of smaller diameter and, in the opposite direction, a second corrugated pipe 15 of larger diameter is connected. Both corrugated tubes are attached directly or indirectly to the housing 16 that can be screwed into the valve at the bottom. The interior 17 of the weir tube 14, the capillary tube 18 and the sensor 19 form the first system and are provided with a liquid-vapor filling. The space 20 delimited by the two corrugated tubes 14 and 15 and the housing 16 forms the second system and is also provided with a liquid-vapor filling.

Die Flüssigkeit des zweiten Systems hat einen Kochpunkt, welcher der Grenz- oder Sicherheitstemperatur des Systems entspricht. Unterhalb dieser Grenztemperatur ist das zweite System relativ unwirksam, d. h., das Ventil wird allein in Abhängigkeit von dem Dampfdruck im Arbeitselement 17 bzw. der Temperatur im Fühler 19 gesteuert. Es bedarf keiner näheren Erwähnung, daß die Flüssigkeit im ersten System einen Kochpunkt unterhalb der Betriebstemperatur besitzt. Sobald jedoch das das Ventil durchströmende Medium die Grenztemperatur erreicht, macht sich dieser Temperatureinfluß über die wärmeleitende Brücke vom Ventilgehäuse 1 über das Einsatzgehäuse 16 auf die Flüssigkeit des zweiten Systems bemerkbar. Es entsteht im Raum 20 ein starker Dampfdruck, der den Einfluß des ersten Systems, unabhängig von dessen Stellung, überwindet und das Ventil schließt.The liquid in the second system has a boiling point which corresponds to the limit or safety temperature of the system. The second system is relatively ineffective below this limit temperature, ie the valve is controlled solely as a function of the vapor pressure in the working element 17 or the temperature in the sensor 19. It goes without saying that the liquid in the first system has a boiling point below the operating temperature. However, as soon as the medium flowing through the valve reaches the limit temperature, this temperature influence becomes noticeable via the heat-conducting bridge from the valve housing 1 via the insert housing 16 to the liquid in the second system. A strong vapor pressure arises in space 20 , which overcomes the influence of the first system, regardless of its position, and closes the valve.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Doppelsystems sind deutlich. Man benötigt gegenüber einem Einfachsystem lediglich das zusätzliche Wellrohr 14 und die Flüssigkeitsschaltung für das zweite System. Der Einsatz 16 kann genauso wie bei einem üblichen Einfachsystem in das Ventilgehäuse eingeführt werden. Der konstruktive Aufbau läßt eine doppelte Sicherheit zu. Einerseits ist beim Auslaufen des ersten Systems das zweite System nach wie vor wirksam, um das Ventil zu schließen. Andererseits geht die Füllung des ersten Systems nicht vollständig verloren, wenn dieses System an der empfindlichsten Stelle, nämlich am Wellrohr 14 entzweigeht. Letzteres ist insbesondere dann von Wichtigkeit, wenn das erste System nicht von einem Fühler 19 betrieben, sondern direkt an einer Anlage angeschlossen wird, z. B. an den Kondensator einer Kälteanlage, bei der die gesamte Füllung an Kältemittel aus einer Leckstelle herauslaufen könnte. Des weiteren ist der Einfluß der Ventiltemperatur auf das erste System gering, auch wenn dieses vollständig mit Flüssigkeit gefüllt ist, weil das Wellrohr 14 außen durch die Füllung des zweiten Systems gegenüber dem Ventil geschützt ist.The advantages of the dual system according to the invention are clear. Compared to a simple system, only the additional corrugated pipe 14 and the fluid circuit for the second system are required. The insert 16 can be introduced into the valve housing in the same way as in a conventional simple system. The structural design allows for double security. On the one hand, when the first system runs out, the second system is still effective to close the valve. On the other hand, the filling of the first system is not completely lost if this system breaks at the most sensitive point, namely on the corrugated pipe 14. The latter is particularly important when the first system is not operated by a sensor 19, but is connected directly to a system, e.g. B. to the condenser of a refrigeration system, in which the entire charge of refrigerant could run out of a leak. Furthermore, the influence of the valve temperature on the first system is small, even if it is completely filled with liquid, because the corrugated pipe 14 is protected from the outside of the valve by the filling of the second system.

Das veranschaulichte Ausführungsbeispiel kann in vielerlei Hinsicht abgewandelt werden, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise können die beiden Wellrohre 14 und 15 koaxial zueinander auf der gleichen Seite der Verstellplatte 13 angeordnet sein, um die Bauhöhe des Einsatzgehäuses 16 noch zu verringern.The illustrated embodiment can in many ways can be modified without deviating from the basic concept of the invention. For example the two corrugated tubes 14 and 15 can be coaxial with one another on the same side the adjustment plate 13 can be arranged to the overall height of the insert housing 16 to reduce.

Claims

Claims: 1. Thermostatically operated valve that has two thermostatic systems of a first temperature and the temperature of that Valve flowing through the medium is controlled, in particular for hot water radiator valves, characterized by two coaxial, in a known manner on a common Adjustment plate attacking corrugated pipes of different diameters, of which the Interior of a corrugated pipe is the working element of one system and that of limited space between the two corrugated pipes forms the working element of the other system, wherein there is an expansion medium in the second system, which when a given limit temperature causes the valve to close, but in normal operation does not affect the operation of the first system.

2. Valve according to claim 1, characterized in that the weir pipes connected to one another are known per se Way opposite to each other and directed to the opposite Walls of a common housing are attached, the second system only through the housing space located outside the two corrugated pipes is formed.

3rd valve according to claim 1 or 2, characterized in that the second system partially is filled with a liquid whose boiling point corresponds to the limit temperature.

4. Valve according to claim 1 or 2, characterized in that the second system is completely filled with a liquid whose volume-temperature curve has a jump at the limit temperature. References considered: British Patent No. 675,493; U.S. Patent Nos. 1978 362, 2 209 216, 2387793.