DE1214497B

DE1214497B - Resilient diaphragm to control a valve, acted upon by the steam pressure of a heated liquid

Info

Publication number: DE1214497B
Application number: DEB69435A
Authority: DE
Inventors: Willi Brandl
Original assignee: WILLI BRANDL
Current assignee: WILLI BRANDL
Priority date: 1962-10-31
Filing date: 1962-10-31
Publication date: 1966-04-14
Also published as: FR1373495A

Description

Vom Dampfdruck einer beheizten Flüssigkeit beaufschlagte, federnde Membran zur Steuerung eines Ventils Die Erfindung betrifft eine vom Dampfdruck einer beheizten Flüssigkeit beaufschlagte, federnde Meinbran zur Steuerung eines Ventils, das bei Erreichen einer vorbestimmten Temperatur der Flüssigkeit selbsttätig schließt und damit die Zufuhr zur Heizquelle unterbficht.Resilient, acted upon by the vapor pressure of a heated liquid The invention relates to a membrane for controlling a valve heated fluid acted upon, resilient Meinbran to control a valve, which closes automatically when the liquid reaches a predetermined temperature and thus the supply to the heating source is interrupted.

Bei einer Art von auf überdruck reagierenden Ventilen, die den Zufluß eines Mediums regeln sollen, bzw. Gasdruckreglern ist es bereits bekannt, die Ventilspindel mit einer sich bei Druckänderungen verformbaren Membran zu verbinden. Hierbei ist eine gesonderte, mit einem Handrad verbundene Spindel vorgesehen, mittels der der gesamte Ventilkörper lieb-und senkbar und damit der Abstand des von der Membran abgeschlossenen, mit einer Ausdehnungsmasse, wie Gas oder Flüssigkeit, gefüllten Hohlkörpers vom Ventilsitz veränderbar ist.In one type of overpressure-reacting valve that controls the inflow to regulate a medium, or gas pressure regulators, it is already known, the valve spindle to connect with a deformable membrane with changes in pressure. Here is a separate spindle connected to a handwheel is provided, by means of which the entire valve body can be loved and lowered, and thus the distance between the valve and the membrane closed, with an expansion mass, such as gas or liquid, filled Hollow body can be changed from the valve seat.

Bei anderen Arten von Gasdruckreglem und thermostatisch gesteuerten Regelventilen wurde auch schon der Abstand zwischen der Membran und dem Ventilteller mittels zwischen diesen Teilen vorgesehener Verschraubungen veränderbar gemacht. An einigen dieser vorgenannten Gasdruckregler wurden zusätzlich Sicherungsvorrichtungen angebracht, bei denen mittels einer auf der Verlängerung der Arbeitsmembranspindel geführten, bei Drücken unzulässiger Höhe ansprechenden Hilfsmembran ein an dieser gegehaltertes Hilfsventil geöffnet und damit ein Druckausgleich in dem bei normalem Betrieb durch das Hilfsventil abgeschlossenen Raum zwischen Arbeits- und Hilfsmeinbran herbeigeführt werden kann.With other types of gas pressure regulators and thermostatically controlled Control valves also became the distance between the diaphragm and the valve head made changeable by means of screw connections provided between these parts. Safety devices were also installed on some of the aforementioned gas pressure regulators attached, where by means of an on the extension of the working diaphragm spindle guided auxiliary diaphragm, which responds to pressures at an inadmissible height, is attached to this held auxiliary valve opened and thus a pressure equalization in the normal Operation through the auxiliary valve closed space between the working and auxiliary membrane can be brought about.

Schließlich ist es schon bekannt, bei steuerbaren Heizelementen, insbesondere für Kochgeräte, mit einem evakuierten Gefäß, das ein durch eine elektrische Wännequelle aufheizbares Heizmedium, vorzugsweise Wasser, enthält und mit einem elastischen, auf den im Gefäß herrschenden Druck ansprechenden Element in Verbindung steht, dieses Element auf einen Kippschalter einwirken zu lassen, der die Stromzufuhr zu dem Heizmedium des Gefäßes steuert. Der mit dem elastischen Element zusammenarbeitende Kippschalter wird so eingestellt, daß die Stromzufuhr zum Aufheizen des in dem evakuierten Gefäß untergebrachten Heizmediums unterbrochene wird, sowie der Dampfdruck in diesem Gefäß einen bestimmten Wert erreicht hat.Finally, it is already known in the case of controllable heating elements, in particular for cooking utensils, with an evacuated vessel connected by an electrical heat source heatable heating medium, preferably water, and with an elastic, is connected to the element responsive to the pressure prevailing in the vessel, this element Element to act on a toggle switch that controls the power supply to the heating medium of the vessel controls. The toggle switch cooperating with the elastic element is adjusted so that the power supply for heating the in the evacuated vessel housed heating medium is interrupted, as well as the steam pressure in this vessel has reached a certain value.

Die der Erfindung zugrunde liegende Erkenntnis hingegen besteht darin, daß der Dampfdruck, der die Membran einseitig beaufschlagt, unterhalb des Druckes in der freien Atmosphäre bleiben muß, auch bei der höchsten zulässigen Betriebstemperatur, um zu bewirken, daß im Fall eines Lecks die Zufuhr abgesperrt wird.The knowledge on which the invention is based, on the other hand, consists in that the vapor pressure acting on one side of the membrane is below the pressure must remain in the open atmosphere, even at the highest permissible operating temperature, to cause the supply to be shut off in the event of a leak.

Eine solche Forderung wird dadurch erfüllt, daß bei einer vom Dampfdruck einer beheizten Flüssigkeit beaufschlagten, federnden Membran zur Steuerung eines Ventils, das bei Erreichen einer vorbestimmten Temperatur der Flüssigkeit selbsttätig schließt und damit die Zufuhr zur Heizquelle unterbricht, vorzugsweise einstellbar durch Änderung des Abstandes des Ventiltellers von der Membran, erfindungsgemäß der mittels der Membran. abgeschlossene Raum unter einem Druck steht, der auch bei der höchst zulässigen Temperatur in diesem Raum unter dem Druck in der freien Atmosphäre liegt. Die Eigenspannung der Membran kann 'in an sich bekannter Weise durch eine Feder verstärkt sein.Such a requirement is met by the fact that at one of the vapor pressure a heated liquid acted upon, resilient membrane for controlling a Valve that automatically operates when the liquid reaches a predetermined temperature closes and thus interrupts the supply to the heating source, preferably adjustable by changing the distance between the valve disk and the membrane, according to the invention by means of the membrane. closed space is under pressure that is also at the highest permissible temperature in this room under the pressure in the free atmosphere lies. The internal stress of the membrane can 'in a manner known per se by a Be reinforced spring.

Das hierbei verwendete Ventil, durch das nicht der übliche Druckregler ersetzt werden soll, ist für Zwecke gedacht, bei denen in der Zuleitung ein konstanter, niedriger Druck herrscht, der geringer ist als der in dem von der Membran abgeschlossenen Raum herrschende Druck und der für die Wirkungsweise außer Betracht bleiben kann und notfalls mittels einer Feder kompensierbar ist. Mittels einer solchen auf Zug beanspruchbaren Feder wird zudem die Eigenspannung der Membran verstärkt und deren überbeanspruchung vermieden. Während des Betriebes kann der Abstand zwischen der dem Ventilsitz zugewandten Fläche des Ventiltellers und der Membran geändert werden. Der maximale Abstand zwischen dem Ventilsitz und der diesem zugewandten Fläche des Ventiltellers ist kleiner gehalten als der Ausschlag der Membran im Bereich zwischen dem Druck Null und dem Atmosphärendruck. Da die Membran durch den auf diese einwirkenden Unterdruck, d. h. unter dem Atmosphärendruck liegenden Druck, vorgespannt ist, kann der Ventilteller so eingestellt werden, daß er den Durchtrittsquerschnitt durch das Ventil völlig abschließt oder das Hindurchtreten eines Mediums durch das Ventil zuläßt, ohne daß im Dampfraum ein über dem Atmosphärendruck liegender Druck erreicht wird.The valve used here, by which the usual pressure regulator should not be replaced, is intended for purposes in which there is a constant, low pressure in the supply line, which is lower than the pressure prevailing in the space closed by the membrane and that for the Effectiveness can be disregarded and if necessary can be compensated by means of a spring. By means of such a spring that can be subjected to tensile stress, the internal stress of the membrane is also increased and overstressing thereof is avoided. During operation, the distance between the surface of the valve disk facing the valve seat and the membrane can be changed. The maximum distance between the valve seat and the surface of the valve disk facing it is kept smaller than the deflection of the membrane in the range between zero pressure and atmospheric pressure. Since the membrane is affected by the negative pressure acting on it, i. H. is biased below atmospheric pressure, the valve disk can be adjusted so that it completely closes the passage cross-section through the valve or allows the passage of a medium through the valve without a pressure above atmospheric pressure being reached in the vapor space.

Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert, bei dem unterstellt ist, daß als zu steuerndes Medium ein gasförmiges verwendet wird. Die Zeichnung zeigt einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäß gestaltete, vom Dampfdruck einer beheizten Flüssigkeit beaufschlagte Membran zur Steuerung eines Ventils und ein zugeordnetes, steuerbares Heizelement, welches durch einen Gasbrenner aufgeheizt wird.The invention is based on an embodiment shown in the drawing explained, in which it is assumed that the medium to be controlled is a gaseous one is used. The drawing shows a cross section through an inventive designed membrane to which the vapor pressure of a heated liquid acts Control of a valve and an associated, controllable heating element, which by a gas burner is heated up.

Mit Abstand vom Boden 1- eines topfartigen Gehäuses 2 ist eine Membran 3 angeordnet, beispielsweise eingelötet, die den durch einen Deckel 4 abgeschlossenen Gehäuseraum in zwei Räume 5 und 6 aufteilt. Der Raum 5 steht über ein Rohr od. dgl. 7 mit dem Innenraum 8 eines evakuierten, teilweise mit Wasser 9 gefüllten Gefäßes 10 in Verbindung, welches beispielsweise dem Aufheizen einer Flüssigkeit 11 dient, die sich in einem das Gefäß 10 umgebenden Gefäß 12 befindet. Der Zufuhr der Flüssigkeit 11 zum Gefäß 12 dient eine Zuleitung 13, dem Abführen dieser Flüssigkeit eine Leitung 14. Das im Gefäß 10 befindliche Wasser 9 wird durch einen Gasbrenner 15 aufgeheizt.At a distance from the bottom 1- of a pot-like housing 2, a membrane 3 is arranged, for example soldered, which divides the housing space closed by a cover 4 into two spaces 5 and 6 . The space 5 is connected via a pipe or the like 7 to the interior space 8 of an evacuated vessel 10 partially filled with water 9 , which is used, for example, to heat a liquid 11 located in a vessel 12 surrounding the vessel 10. A feed line 13 is used to supply the liquid 11 to the vessel 12, and a line 14 is used to discharge this liquid. The water 9 in the vessel 10 is heated by a gas burner 15.

Im Raum 6 des Gehäuses 2 ist ein Ventilteller 16 mit Dichtscheibe 17 angeordnet, der mit einem Gewindeansatz 18 in eine Innengewinde aufweisende, mit der Membran 3 starr verbundene Muffe 19 einfaßt. Der Ventilteller 16 ist mit einem stangenförmigen Glied 20 verbunden, dessen oberes Ende mit einem Schlitz 21 zum Einfassenlassen eines Schraubenziehers od. dgl. versehen und in einer Innen- und Außengewinde aufweisenden Muffe 22 durch ein Dichtelement 23 abgedichtet geführt ist. Nach Entfernen einer den Hohlraum der Muffe 22 abdeckenden Schraube 24 ist das stangenförmige Glied 20 irn Sinne einer Abstandsveränderung zwischen dem VentÜteller 16 und der Membran 3 beeinflußbar. Die Schraubmuffe 22 schließt ein Rohrstück 25 ab, das den Ventilsitz 26 trägt. An den Innenraum 6 des Gehäuses 2 ist ein Stutzen 27, an den Innenraum des Rohrstücks 25 ein Stutzen 28 angeschlossen. Der Stutzen 27 verbindet den Gehäuseinnenraum 6 mit der Heizmediumquelle über eine Leitung 29. Der Stutzen 28 ist über eine Rohrleitung 30 mit dem Gasbrenner 15 verbunden. Soll die im Gefäß 12 vorgesehene FlUssigkeit 11, beispielsweise Verbrauchswasser, auf eine Temperatur von beispielsweise 80' erhitzt werden, so wird der Ventilteller 16 so eingestellt, daß die Dichtscheibe 17 desselben am Sitz 26 dicht anliegt, also die Zufuhr von Gas zum Gasbrenner 15 unterbrochen wird, wenn der sich beim Aufheizen des Wassers 9 ergebende Dampfdruck der Temperatur von 80c1 entspricht. Wird die Temperatur der zu erwärmenden Flüssigkeit 11 durch Wasserentnahme erniedrigt, dann kondensiert der im Gefäßinnenraum 8 vorhandene Dampf, wodurch der Dampfdruck im evakuierten Raum absinkt. Dadurch wird der Ventilteller 16 veranlaßt, sich vom Sitz 26 zu lösen, so daß dem Gasbrenner 15 wieder Gas zugeM4rt wird. Die Flamme 31 eines Pilotbrenners 33 entzündet das aus dem Gasbrenner austretende Gas, so daß das im evakuierten Gefäß 10 vorhandene verdampfbare Medium 9 wieder aufgeheizt wird; bis der der eingestellten Temperatur entsprechende Dampfdruck wiederhergestellt ist.In the space 6 of the housing 2 there is arranged a valve disk 16 with a sealing washer 17 which, with a threaded extension 18 , engages in a sleeve 19 which is rigidly connected to the membrane 3 and has an internal thread. The valve disk 16 is connected to a rod-shaped member 20, the upper end of which is provided with a slot 21 for inserting a screwdriver or the like and is guided in a sealed manner by a sealing element 23 in a sleeve 22 having internal and external threads. After removing a screw 24 covering the cavity of the sleeve 22, the rod-shaped member 20 can be influenced in the sense of a change in the distance between the valve plate 16 and the membrane 3 . The screw socket 22 closes off a pipe section 25 which carries the valve seat 26. A connecting piece 27 is connected to the interior 6 of the housing 2, and a connecting piece 28 is connected to the interior of the pipe section 25. The connector 27 connects the housing interior 6 to the heating medium source via a line 29. The connector 28 is connected to the gas burner 15 via a pipeline 30 . If the liquid 11 provided in the vessel 12, for example consumption water, is to be heated to a temperature of, for example, 80 ' , the valve disk 16 is set so that the sealing disk 17 of the latter rests tightly on the seat 26 , i.e. the supply of gas to the gas burner 15 is interrupted when the steam pressure resulting from the heating of the water 9 corresponds to the temperature of 80c1. If the temperature of the liquid 11 to be heated is lowered by removing water, the vapor present in the interior of the vessel 8 condenses, as a result of which the vapor pressure in the evacuated space drops. This causes the valve disk 16 to detach itself from the seat 26 , so that gas is again supplied to the gas burner 15. The flame 31 of a pilot burner 33 ignites the gas emerging from the gas burner, so that the vaporizable medium 9 present in the evacuated vessel 10 is heated up again; until the steam pressure corresponding to the set temperature is restored.

Der maximale Hub des Ventiltellers 16 gegenüber dem Sitz 26 wird so bemessen, daß er kleiner ist als der Ausschlag der Membran im Bereich zwischen dem Druck Null (Vakuum) und dem Atmosphärendruck. Erreicht der Dampfdruck im Gefäß 2 Atmosphärendruck, dann wird der Gasbrenner 15 abgeschaltet. Das Regelorgan wirkt also als Sicherheitsventil. Überdrücke können im Raum 8 also nicht auftreten.The maximum stroke of the valve disk 16 with respect to the seat 26 is dimensioned so that it is smaller than the deflection of the membrane in the range between zero pressure (vacuum) and atmospheric pressure. If the vapor pressure in the vessel 2 reaches atmospheric pressure, the gas burner 15 is switched off. The control element thus acts as a safety valve. Overpressures can therefore not occur in space 8.

Claims

Claims: 1. Resilient membrane acted upon by the vapor pressure of a heated liquid for controlling a valve which closes automatically when the liquid reaches a predetermined temperature and thus interrupts the supply to the heating source, preferably adjustable through. Change in the distance between the valve disk and the membrane, characterized in that the space (5, 7, 8 ) closed by the membrane (3) is under a pressure which is below the pressure in the free atmosphere even at the maximum permissible temperature in this space .

2. Membrane according to spoke 1, characterized eichnet that its internal stress is reinforced in a manner known to sicb by a spring. Considered publications: German Patent Nos. 261661, 654 608, 694 225; French patent specification No. 1273 742.