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Thermostatgesteuertes Ventil Die Erfindung betrifft ein thermostatgesteuertes,
entlastetes Ventil mit gleichachsigem Zulauf, Ablauf und Thermostat- und Ventilhub.
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Es ist bereits ein derartiges Ventil bekannt, das mit einem entlasteten
Ringschieber arbeitet, der an seinem Außenumfang gegenüber der Innenseite des Gehäuses
abgedichtet ist, um ein Durchströmen von Flüssigkeit unmittelbar in den Abfluß unter
Umgehung des Ventils zu vermeiden.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das Ventil derart auszubilden,
daß die Dichtung für den Ringschieber in Wegfall gerät. Das wird dadurch erreicht,
daß ein Faltenbalg, der mit seinem einen Ende am Ventilgehäuse befestigt ist, mit
seinem anderen freien Ende den Verschlußteil bildet bzw. damit verbunden ist, und
daß der Faltenbalg von innen vom Zuflußdruck beaufschlagt ist und von außen umströmt
wird. Damit ist der Vorteil vermittelt, daß die Abdichtung für den Ringschieber
bzw. das Ventilverschlußteil in Wegfall gerät. Der Faltenbalg übemimmt vielmehr
selbst die Abdichtung zwischen der Zufluß- und Abflußseite. Auch kann auf die bei
dem genannten Stand der Technik Verwendung findende Druckfeder verzichtet werden,
wenn der Faltenbalg selbst mit federnden Eigenschaften ausgestattet ist. Dann ersetzt
der Faltenbalg sowohl die erforderliche Abdichtung als auch die Druckfeder.
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Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend an Hand
der Zeichnung näher erläutert. F i g. 1 ist eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen
Flüssigkeitsreglers; F i g. 2 ist eine Schnittansicht längs der Linie 2-2
in Fig. 1;
F i g. 3 ist eine der F i g. 1 ähnliche Ansicht,
in der das Ventil in der geöffneten Stellung gezeigt ist; F i g. 4 ist eine
Schnittansicht eines anderen erfindungsgemäßen Flüssigkeitsreglers; F i
g. 5 ist eine der F i g. 4 ähnliche Schnittansicht, in der jedoch
das Ventil in der geöffneten Stellung gezeigt ist; F i g. 6 ist eine Schnittansicht
eines weiteren erfindungsgemäßen Flüssigkeitsregelgerätes; F i g. 7 ist eine
der F i g. 6 ähnliche Schnittansicht mit dem Ventil in der geöffneten Stellung.
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Das in den F i g. 1 bis 3 dargestellte Gerät weist eine
Tragkonstruktion 10 auf, die mit einem Befestigungsflansch 12 versehen ist,
der zwischen zwei Gehäuse- oder Leitungsteilen 14 befestigt werden kann. Die Teile
14 bilden einen Abschnitt einer Flüssigkeitsleitung, in der das Gerät zur Regelung
der durchfließenden Flüssigkeit angeordnet ist.
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Die Tragkonstruktion 10 weist ferner einen ringförmigen Ventilsitz
16 auf, der eine öffnung für den Durchfluß von Flüssigkeit bildet.
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Ein bewegliches Verschlußteil 18 ist so ausgebildet, daß es
auf dem Ventilsitz 16 -aufsitzen kann. Das Verschlußteil 18 weist
eine oder mehrere durch es hindurchgehende öffnungen 20 auf.
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Die Tragkonstruktion 10 weist mehrere Beine 24 auf, die von
dem Flansch 12 ausgehen. Die Beine 24 tragen einen steifen Wandteil 26,# der in
baulicher Einheit mit ihnen ausgebildet sein kann. An dem steifen Wandteil
26 ist eine längliche ringförmige Wand 30
befestigt, die in Längsrichtung
dehnbar und zusaminendrückbar ist. Die steife Wand 26 schließt das obere
Ende der länglichen Ringwand 30 ab, wie es in den F i g. 1, 2 und
3 dargestellt ist. Die Durchbrüche in dieser Wand für den Durchfluß der Strömung
sind nur in F i g. 1 zeichnerisch dargestellt; in den anderen Figuren sind
sie nicht gezeichnet, dafür aber Pfeile eingetragen, um die Strömung anzudeuten,
wenn das Ventil offen ist. Wenn erwünscht kann die Wand 26
in baulicher Einheit
mit der Ringwand 30 ausgebildet sein. Die längliche Ringwand 30 ist
als aus halbsteifem biegsamem oder faltbarem Stoff bestehend dargestellt, wie z.
B. einem Stoff, aus dem Faltbälge hergestellt werden oder einem ähnlichen Stoff.
Vorzugsweise weist die längliche Ringwand 30 eine Eigenelastizität oder natürliche
Elastizität auf, so daß die Wand 30 das Verschlußstück 18 gegen den
Ventilsitz 16 drückt. Es können jedoch auch andere elastische Vorrichtungen
verwendet werden, um den Verschlußteil 18 gegen den Ventilsitz
16 zu drücken.
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Das untere Ende der länglichen Ringwand 30 ist in baulicher
Einheit mit dem Verschlußteil 18 ausgebildet
oder an diesem
befestigt und umgibt die öffnungen 20. Auf diese Weise wird eine Kammer gebildet,
in die Flüssigkeit einströmen kann und aus der Flüssigkeit durch die öffnungen 20
ausströmen kann.
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Es wird ferner darauf hingewiesen, daß das Verschlußstück
18 in einem beweglichen Ende der Ringwand 30 bestehen kann und daß
das bewegliche Ende der Ringwand 30 geöffnet sein und unmittelbar in Anlage
an den Ventilsitz 16 gebracht werden kann, um die Flüssigkeitsöffnung durch
diesen zu verschließen.
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Die Trag- oder Rahmenkonstruktion 10 weist mehrere Arme
32 auf, die von dem Flansch 12 in der den Beinen 24 entgegengesetzten Richtung
verlaufen. Die Arme 32 tragen eine auf Temperatufänderungen ansprechende
Betätigungsvorrichtung 36, die von jeder beliebigen bekannten Art sein kann.
Vorzugsweise ist die Betätigungsvorrichtung 36 von der druckunempfindlichen
Art. Die Betätigungsvorrichtung 36 kann ähnlich der in der deutschen Patentschrift
1137 233
offenbarten sein. Die Betätigungsvorrichtung 36
enthält einen
Behälter 38, der mit auf Temperaturänderungen ansprechendem ausdehnungsfähigem
und zusammenzugsfähigem Stoff (nicht dargestellt) angefüllt ist. Eine Betätigungsstange
40 ist mit einem Teil innerhalb des Behälters 38 angeordnet und verläuft
von diesem nach außen und ist diesem gegenüber in Achsrichtung verschiebbar. Bei
Ausdehnung des auf Temperaturänderungen ansprechenden Stoffes in dem Behälter 38
ergibt sich also eine relative Bewegung zwischen dem Behälter 38 und der
Betätigungsstange 40. Der Behälter 38 ist mit einem Flansch 42 dargestell,
der im Eingriff mit den Armen 32 steht. Die Betätigungsstange 40 ist so angeordnet,
daß sie an dem Verschlußstück 18 angreifen kann, uni es in einer Richtung
aus dem Ventilsitz 16 heraus zu be-
wegen.
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Wirkungsweise Wie dargestellt, ist das Flüssigkeitsregelgerät in der
durch die Teile 14 gebildeten Leitung angeordnet, so daß sich die Arme
32 stromaufwärts oder an der Einlaßseite des Gerätes befinden. Die Beine
24 befinden sich stromabwärts oder an der Auslaßseite des Gerätes.
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Das Verschlußstück 18 befindet sich in Normalstellung in Anlage
an dem Ventfisitz 16. Wie oben erwähnt, kann jedoch Flüssigkeit durch die
öffnungen 20 m die und aus der Kammer fließen, die durch die Wände
26 und 30 gebildet wird. Somit ist der Flüssigkeitsdruck an der Ausflußseite
der Flüssigkeitsöffnung innerhalb der durch die Wände 26 und 30 gebildeten
Kammer gleich dem Flüssigkeitsdruck an der Einlaßseite der öffnung. Die an der Auslaßseite,
des Verschlußstückes 18 von der Ringwand 30 umgebene Fläche des Verschlußstückes
18 kann so ausgewählt werden, daß sie größer oder kleiner ist als die an
der Einlaßseite der Flüssigkeitsöffnung von Flüssigkeit umströmte Fläche, des Verschlußstückes
18. Wenn die Fläche des Verschlußstückes 18 an der Auslaßseite der
Flüssigkeitsöffnung im wesentlichen gleich der an der Einlaßseite des Verschlußstückes
von Flüssigkeit umströmten Fläche des Verschlußstücke 18 ist, ist der Gesamtdruck
an einer Seitenfläche des Verschlußstückes 18 gleich bzw. im wesentlichen
gleich dem Gesamtdruck an der entgegengesetzten Seitenfläche des Verschlußstückes,
Unter diesen Voraussetzungen der annähernden Flächengleichheit an beiden Seiten
des Verschlußstückes 18 hat der Druck der von dem Flüssigkeitsregelgerät
regulierten Flüssigkeit nur geringen oder unbeachtlichen Einfluß auf die Bewegung
des Verschlußstückes 18.
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Wie oben erwähnt, gestatten die öffnungen 20, daß die Flüssigkeit
in die durch die Wände 26 und 30 gebildete Kammer fließen.
Somit enthält im Normalzustand die von den Wänden 26 und 30 gebildete
Kammer Flüssigkeit, die durch die öffnungen 20 in sie hineingedrückt wird. Nachdem
die Kammer gefüllt ist, findet jedoch keine Strömung in der Leitung von der Stromaufseite
des Flüssigkeitsregelgerätes zu dessen Stromabseite -statt, wenn das Verschlußstück
18 sich in Anlage an dem Ventilsitz 16 befindet, wie in F i
g. 1 dargestellt.
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Die auf Temperaturänderungen ansprechende Betätigungseinrichtung
36 befindet sich an der Einlaß# seite des Gerätes und wird von Flüssigkeit
umströmt. Bis zu einer bestimmten Temperatur der Flüssigkeit ist das Volumen des
in dem Behälter 39 befindlichen auf Temperatur ansprechenden ausdehnungs-
und zu-sammen ugsfähigen Stoffes unzureichend, um die relative Bewegung zwischen
der Betätigungsstange 40 und dem Behälter 38 zu bewirken. Somit bleibt das
Vergchlußstück 18 mi Anlage an dem Ventilsitz 16.
Infolgedessen fließt
keine Flüssigkeit durch das Gerät.
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Wenn die Temperatur der den Behälter 38 um# gebenden Flüssigkeit
einen bestimmten Wert erreicht, ergibt sich eine Ausdehnung des in dem Behälter
38
befindlichen auf Temperaturänderungeh ansprechenden Stoffes, die ausreicht,
relative Bewegung zwischen der Betätigungsstange 40 und dem Behälter 38 zu be. wirken.
Da der Behälter 38 von den feststehenden Armen 32 getragen wird, bewegt er
sich nicht. D> gegen bewegt sich die Betätigungsstange 40 aus dein Behälter
38 heraus und drückt das Verschlußstück 18
von dem Ventilsitz
16 hinweg, wie, es in F i g. 3 dargestellt ist. Damit fließt nun Flüssigkeit
von der Einlaßseite des Gerätes zu dessen Auslaßseite in der in F i g. 3
durch Pfeile veranschaulichten Weise. Diese Bewegung des Vergchlußstückes
18 findet gegen die natürlichen elastischen Kräfte der länglichen Ringwand
30 statt.
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Wenn die Temperatur der den Behälter 38 umgebenden Flüssigkeit
sinkt, nimmt das Volumen des in dem Behälter 38 befindlichen Stoffes
ab. Dann ist die elastische Wirkung der Wand 30 in der Lage, das Verschlußstück
18 gegen den Ventilsitz 16 zu drücken. Die elastische Wirkung der
Wand 30 auf das Verschlußstück 18 bewirkt feiner, daß die Betätigungsstange
40 weiter in den Behälter 38 hineingeschoben wird. Bei ausreichender Abkühlung
und Zusammenziehung des Stoffes innerhalb des Behälters 38 werden das Verschlußstück
18 und die Betätigungsstange 40 durch die elastischen Kräfte der Ringwand
30 zurück in ihre normalen, unbetätigten Ruhestellungen, die in F i
g. 1 dargestellt sind, gebracht.
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Fi g. 4 und 5
Das in den F i g. 4 und
5 dargestellte Flüssigkeitsregelgerät gemäß der vorliegenden Erfindung besteht
aus einer Tragkonstruktion 41, die mit einem Befestigungsflansch 42 versehen ist
und einen ringförmigen Ventilsitz 44 aufweist, der eine Flüssigkeitsöffnung durch
sie hindurch bildet. Ein bewegliches Verschlußstück 46 befindet sich in Normalstellung
in Anlage an dem Ventilsitz 44. Das Verschlußstück 46 weist eine
oder
mehrere durch es hindurchgehende öffnungen 48 auf.
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Eine längliche Ringwand 50 ist in Längsrichtung streck- und
zusammenziehbar und ist als faltbalgähnliches Teil dargestellt. Das obere Ende der
Ringwand 50 ist durch eine steife Wand 51 verschlossen, die in baulicher
Einheit oder in anderer Weise mit Beinteilen 52 verbunden ist, die von dem
Flansch 42 ausgehen.
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Das untere Ende der streck- und zusammenziehbaren Wand 50 ist
an dem Verschlußteil 46 befestigt oder in baulicher Einheit mit diesem ausgebildet
und umgibt die öffnungen 48. Vorzugsweise hat die längliehe streck- und zusammenziehbare
Ringwand 50
eine Eigendehnungselastizität, durch die das Verschlußstück 46
gegen den Ventilsitz 44 gedrückt wird. Es können jedoch auch andere Mittel dazu
verwendet werden, das Verschlußstück 46 gegen den Ventilsitz 44 zu drücken. Somit
wird eine Kammer gebildet, in welche Flüssigkeit einströmen und aus welcher Flüssigkeit
durch die öffnungen 48 des Verschlußstückes 46 ausströmen kann.
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Ein Behälter 54, der dem Behälter 38 ähnlich sein kann, enthält
auf Temperaturänderungen ansprechenden ausdehnungs- und zusammenzugsfähigen Stoff,
der auf eine Betätigungsstange 56 einwirkt, um eine relative Bewegung zwischen
der Stange 56 und dem Behälter 54 zu erzeugen. Die Stange 56 verläuft
innerhalb der länglichen Ringwand 50 und ist an der Wand 51 befestigt.
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Der Behälter 54 wird von dem Verschlußstück 46 getragen und wird von
einem Führungsring 57 locker umgeben, der von Beinteilen 58 getragen
wird, die von dem Flansch 42 ausgehen.
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Wie oben erwähnt, gestatten die durch das Verschlußstück 46 hindurchgehenden
öffnungen das Einströmen von Flüssigkeit in die durch die Wände 50
und
51 gebildete Kammer. Somit ist der Flüssigkeitsdruck pro Flächeneinheit auf
beiden entgegengesetzten Seiten des Verschlußstückes im wesentlichen der gleiche.
Die von der Wand 50 umgebene Fläche des Verschlußstückes 46 kann nahezu gleich
oder nur geringfügig kleiner als die Fläche an der entgegengesetzten Seite des Verschlußstückes
46 sein. So ist der Gesamtdruck an einer Fläche des Verschlußstückes im wesentlichen
oder nahezu gleich dem Gesamtdruck an dessen entgegengesetzter Fläche sein. Damit
übt der Druck der von dem Gerät regulierten Flüssigkeit keinen nennenswerten Einfluß
auf die Bewegung des Verschlußstückes 46 aus.
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Wenn die den Behälter 54 umgebende Flüssigkeit einen bestimmten Temperaturwert
erreicht, findet eine relative Bewegung zwischen der Stange 56 und dem Behälter
54 statt. Da die Stange 56 an der Wand 51 befestigt ist, bewegt sich
der Behälter. Die Bewegung des Behälters 54 bewirkt die Bewegung des Verschlußstückes
46, wie in F i g. 5 dargestellt. Somit findet dann ein Durchfließen von Flüssigkeit
durch das Gerät statt, wie durch die Pfeile in F i g. 5 veranschaulicht.
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F i g. 6 und 7
Die F i g. 6 und 7 zeigen
eine Abwandlung des erfindungsgemäßen Flüssigkeitsregelgerätes, bei der eine biegsame
oder bewegliche Wand 70 einen Anlageendteil aufweist, der unmittelbar in
Anlage an den Ventilsitz 72 gebracht werden kann. Vorzugsweise weist die
bewegliche oder biegsame Wand 70 eine Eigenelastizität auf, die in Richtung
der Längenausdehnung wirkt, so daß der Anlageendteil der Wand 70 in Anlage
gegen den Ventilsitz 72 gedrückt wird. Es können je-
doch auch eine
Feder oder andere elastische Mittel verwendet werden, um die elastischen Kräfte
der biegsamen Wand 70 zu unterstützen. Der Ventilsitz kam] als Teil der Rahmenkonstruktion
74 ausgebildet sein.
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Die Rahm#enkonstruktion 74 trägt ferner ein verschlossenes Ende der
biegsamen oder beweglichen Wand 70. Das untere Ende der biegsamen oder beweglichen
Wand 70 ist offen mit Ausnahme eines Querteiles 76, das daran befestigt
ist, um einen Angriffsteil für eine Betätigungsstange 78 einer Betätigungsvorrichtung
80 zu bilden. Die Betätigungsvorrichtung 80 wird ebenfalls von der
Tragkonstruktion 74 getragen.
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Wenn daher der Anlageendteil der biegsamen oder beweglichen Wand
70 in Anlage an dem Ventilsitz 72
ist, kann keine Flüssigkeit durch
das Flüssigkeitsregelgerät fließen. Es befindet sich jedoch unter gleichem Druck
stehende Flüssigkeit sowohl an der Einlaßseite als auch an der Auslaßseite der durch
den Ventilsitz. 72 gebildeten Durchflußöffnung.
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Wenn die Betätigungsvorrichtung 80 genügenden Temperaturen
ausgesetzt wird, wird die Betätigungsstange 78 nach oben bewegt und drückt
das Querteil 76 von dem Ventilsitz 72 hinweg und bewegt damit den
Anlageendteil der biegsamen oder beweglichen Wand 70 von dem Ventilsitz
72 hinweg, wie es in F i g. 7 dargestellt ist. Daher fließt nun Flüssigkeit
durch den Flüssigkeitsregler in der durch Pfeile in F i g. 7 veranschaulichten
Weise.
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Wenn die Temperatur der die Betätigungsvorrichtung 80 umströmenden
Flüssigkeit es gestattet, wird geringere Kraft auf die Betätigungsstange
78 ausgeübt, und die Elastizität der biegsamen oder beweglichen Wand
70 bewirkt die Bewegung des Anlageendteils in Richtung auf den Ventilsitz
72 zu.