DE1426967C

DE1426967C - Valve for setting the temperature of a cooling system

Info

Publication number: DE1426967C
Application number: DE19641426967
Authority: DE
Inventors: Joseph N Overland Mo Miller (V St A )
Original assignee: Jackes Evans Manufacturing Co , (n d Ges d Staates Delaware) St Louis, Mo (VStA)
Priority date: 1963-08-29
Filing date: 1964-06-15
Publication date: 1973-02-22

Description

in- des Eingangsdrucks für die Verstellung benötigt wird, _em wirken sich beispielsweise in der Hochdruck-Kälte_jng jmittelleitung auftretende Druckschwankungeri wegen ien (ihres geringen Differenzübertrags nur unwesentlich _ch-jauf den Druck des eigentlichen Regelfluidums im Inine (nenraum der Ventilkammer aus.
_ien Außerdem sind bei dem erfindungsgemäßen Ventil pt- in vorteilhafter Weise die Zufuhr- und Austrittsleibe- tungen für das Kältemittel fluchtend zueinander austelgerichtet, womit ein optimal geringer Reibungsverlust en- des strömenden Kältemittels auftreten kann.
[pt-j Eine weitgehend universelle Verwendbarkeit des ^ei- erfindungsgemäßen Ventils, insbesondere für auf unch- terschiedliche Temperaturen zu regelnde Kühlanlaung gen ist dann gewährleistet, wenn das Regelventilglied berdurch eine Sollwert-Einstelleinrichtung mit einem beien,Wegbaren Kolben einstellbar ist. Dabei kann vorteilan-(iafterweise die Sollwert-Einstellvorrichtung ein Ver-Re-stellglied zur axialen Verstellung des Kolbens relativis required in- the inlet pressure for the adjustment, _em act, for example, in the high-pressure refrigerant _jn g jmittelleitung occurring Druckschwankungeri because of ien (their low differential carry only insignificantly _c h JClick the pressure of the actual Regelfluidums in Inine (nenraum the valve chamber.
_ie n addition, in the inventive valve pt- advantageously the supply and Austrittsleibe- obligations for the refrigerant in alignment austelgerichtet each other, whereby an optimally low friction loss of the refrigerant flowing ene may occur.
[pt-j A largely universal usability of the valve according to the invention, in particular for cooling systems to be regulated to different temperatures, is guaranteed if the control valve element can be adjusted by a setpoint adjustment device with one movable piston. In this case, the setpoint setting device can advantageously be an adjustment element for the relative axial adjustment of the piston

kum Regelventilglied aufweisen.have cum control valve member.

A.-! Um einen bestimmten Druckausgleich zur Begrenntiliung des maximal möglichen Druckes zwischen der sge-Ventilkammer des Hauptventils und dem ausgangsianeitigen Durchlaß für das Kältemittel sicherzustellen, die-st erfindungsgemäß eine entsprechende Einrichtung zise im Ventilglied vorgesehen.A.-! To a certain pressure equalization for the limitation the maximum possible pressure between the sge valve chamber of the main valve and the one on the outlet side To ensure passage for the refrigerant, according to the invention, a corresponding device zise provided in the valve member.

bin- Auf konstruktiv einfache Weise kann schließlich ide-las Hauptventilglied durch eine Feder in die Offenfenteilung vorbelastet sein.bin- Finally, in a structurally simple manner, the main valve element can be split into the open window by means of a spring be biased.

Das erfindungsgemäße Ventil ist konstruktiv äu-The valve according to the invention is structurally

be-lerst einfach aufgebaut und funktionell zuverlässig ι ih-m Einsatz. Insbesondere wegen seiner, das grundbeiätzliche Regelverhalten nicht verändernden weiten uses Unstellbereiche auf unterschiedliche Sollwerte ist ein ■ι zu wirtschaftlicher Einsatz sichergestellt.it is simply structured and functionally reliable ι ih-m commitment. Especially because of his, the basic Control behavior that does not change wide uses unadjustable ranges to different setpoints is a ■ ι ensured economical use.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen inter/entils ist nachstehend an Hand einer Zeichnung näentilier erläutert.An exemplary embodiment of the inter / valve according to the invention is shown below with reference to a drawing explained.

e zu In dieser Darstellung ist ein Querschnitt durch ein svirt- Ventil mit den Merkmalen der Erfindung zur Reget re- ung einer Kühlanlage gezeigt, wobei die Darstellung Um- ugleich ein Schema der Kühlanlage enthält, mit dem alten as Ventil verbunden ist.e zu In this illustration is a cross section through a svirt valve with the features of the invention to Reget cleaning of a cooling system is shown, the representation at the same time containing a diagram of the cooling system with which old as valve is connected.

<üh- Gemäß der Zeichnung dient ein Ventil 10 zur Reelsy-elung einer Kühlanlage 12, welche einen Verdamp- ;r 18, eine Entspannungsvorrichtung 20 und einen defi- 'emperaturfühler 22 aufweist. Dieses Ventil besteht J da« us einem Regelventil 14 und einem Hauptventil 16, male ie entweder in einem gemeinsamen Gehäuse oder in hrteswei einzelnen, aneinandergesetzten und direkt mithin· inander verbundenen Gehäuseteilen untergebracht S mil ϊϊη können.<üh- According to the drawing, a valve 10 is used for Reelsy-elung a cooling system 12, which has an evaporator; r 18, an expansion device 20 and a Defi- 'temperature sensor 22 has. This valve consists of a control valve 14 and a main valve 16, male ie either in a common housing or in two individual, juxtaposed and therefore directly interconnected housing parts housed S mil ϊϊη can.

rseiti Der Temperaturfühler ist in Verdampfernähe vor- :ßbaesehen und spricht auf die Kühlraumtemperatur an. itung >er Verdampfer 18 kann beispielsweise zur Kühlung vonon Gefrier-Schaufächern, Eisschränken oder für anlastet ;re Kühlvorrichtungen einschließlich Klimaanlagen ;egen :rwendet werden. Das Kühlsystem weist eine Hochmentruck-Kältemittelleitung 24 auf, die einerseits mit der g ambgabe- bzw. Hochdruckseite eines Kompressors der einer sonstigen Quelle für Hochdruckfluidum ;rfin-jnd andererseits mit der einen Seite der Entspan- n diungsvorrichtung 20 sowie über eine Leitung 28 mit itunj nem Einlaß 26 am Regelventil 14 verbunden ist. liedeiie Kühlanlage enthält weiterhin eine Ansaug- bzw. entil iederdruckleitung 30, deren eines Ende an den igunj urchlaß 32 im Hauptventil 16 angeschlossen ist und !etrapren anderes Ende mit der Ansaugseite des Kompressors bzw. sonstigen Versorgungsquellen m Verbindung steht. Eine andere Leitung 34 verbindet einen weiteren Ventildurchlaß 36 mit der Abgabeseite des Verdampfers 18. Ein die Betriebsweise der Entspannungsvorrichtung 20 beeinflussender Temperaturfühler 38 ist nahe der Leitung 34 angeordnet und über eine.Leitung 40 mit der Entspannungsvorrichtung 20 verbunden.rseiti The temperature sensor is provided in the vicinity of the evaporator and responds to the temperature in the refrigerator. The evaporator 18 can be used, for example, to cool freezers, ice boxes or for cooling devices including air conditioning systems. The cooling system has a high member jerk refrigerant line 24, on the one hand with the g ambgabe- or high-pressure side of a compressor of another source for Hochdruckfluidum; RFIN jnd the other hand with one side of the detente n diungsvorrichtung 20 and via a line 28 with itunj nem inlet 26 on the control valve 14 is connected. The cooling system also contains an intake or low-pressure valve line 30, one end of which is connected to the igunj urchlaß 32 in the main valve 16 and the other end is connected to the intake side of the compressor or other supply sources. Another line 34 connects a further valve passage 36 to the discharge side of the evaporator 18. A temperature sensor 38 which influences the mode of operation of the expansion device 20 is arranged near the line 34 and connected to the expansion device 20 via a line 40.

Das Regelventil 14 des Ventils 10 besteht ausThe control valve 14 of the valve 10 consists of

ίο einem Gehäuse 42 mit einer Längsbohrung 44, welche mit einem Zylinder 46 fluchtet. Ein Kanal 48 verbindet diesen Zylinder mit weiteren Bohrungen SO und 52. In die am einen Ende des Gehäuses 42 befindliche Bohrung ist eine Rohrmuffe 54 fluidum- dicht eingesetzt, die ihrerseits den Einlaß 26 aufweist, in welchen das eine Ende der Leitung 28 einmündet. Der in die Bohrung 44 hineinreichende Abschnitt 56 der Rohrmuffe 54 weist an seinem inneren Ende einen in einem Ventilsitz 60 vorgesehenen Durchlaßίο a housing 42 with a longitudinal bore 44, which is aligned with a cylinder 46. A channel 48 connects this cylinder with further bores SO and 52. In the bore located at one end of the housing 42, a pipe socket 54 is fluid-circulated tightly inserted, which in turn has the inlet 26 into which one end of the line 28 opens. The section 56 of the pipe socket 54 which extends into the bore 44 has at its inner end a passage provided in a valve seat 60

ao 58 auf. Das innere Ende des Ventilsitzes 60 wirkt mit einem Regelventilglied 62 zusammen, welches gleitend im Zylinder 46 angebracht ist. Ein Vorbelastungsglied 64, welches als Feder ausgebildet ist, umschließt mit seinem einen Ende den Ventilsitz 60, liegt mit seinem entgegengesetzten Ende an einer am Regelventilglied 62 ausgebildeten Schulter 66 an und hält dadurch das Regelventilglied 62 normalerweise vom Ventilsitz 60 abgehoben, so daß der Durchlaß 58 geöffnet ist.ao 58 on. The inner end of the valve seat 60 cooperates a control valve member 62 which is slidably mounted in the cylinder 46. A preload link 64, which is designed as a spring, encloses the valve seat 60 at one end, rests with its opposite end on a shoulder 66 formed on the control valve member 62 and thereby holds the control valve member 62 normally lifted from the valve seat 60, so that the passage 58 is open.

In entsprechenden Nuten, die um den Abschnitt 56 der Rohrmuffe 54 und das Regelventilglied 62 verlaufen, sind zur Verhinderung von Leckverlusten O-förmige Dichtungen 68 und 70 angebracht.In corresponding grooves which run around the section 56 of the pipe socket 54 and the control valve member 62, O-shaped seals 68 and 70 are attached to prevent leakage.

In den Bohrungen 50 und 52 gleitet ein Kolben 72, der in der Bohrung 50 durch eine O-förmige Dichtung 74 abgedichtet ist. In der Bohrung 75 des Kolbens 72 ist eine Druckfeder 76 vorgesehen, deren eines Ende gegen die Stirnfläche der Bohrung 75 und deren anderes Ende gegen einen einstellbaren Teller 78 anliegt. Der Teller 78 setzt sich in einem Gewindeschaft 80 fort, der sich in einer mit Innengewinde versehenen Durchführung in einer Ventilkappe 82 dreht. Die Stellung des Tellers 78 und des über die Druckfeder 76 mit ihm in Verbindung stehenden Kolbens 72 kann durch ein als Drehknopf ausgebildetes Verstellglied 84 eingestellt werden, bei dessen Drehung sich der Kolben 72 und der Teller 78 in axialer Richtung bewegen.In the bores 50 and 52, a piston 72 slides in the bore 50 by an O-shaped seal 74 is sealed. In the bore 75 of the piston 72, a compression spring 76 is provided, the one end against the face of the bore 75 and the other end against an adjustable plate 78 is present. The plate 78 continues in a threaded shaft 80 which is provided with an internal thread Implementation in a valve cap 82 rotates. The position of the plate 78 and the pressure spring 76 piston 72 connected to it can be adjusted by means of an adjusting member designed as a rotary knob 84 are set, when the piston 72 and the plate 78 rotate in the axial direction move.

Durch einen weiteren Kanal 86 ist der Kanal 48 mit einer Meßleitung 88 verbunden, deren anderes Ende mit dem Temperaturfühler 22 in Verbindung steht.The channel 48 is connected by a further channel 86 to a measuring line 88, the other of which End with the temperature sensor 22 is in communication.

Das Gehäuse 42 ist mit einem Hauptgehäuse 90 verbunden, in dessen zylindrischer Ventilkammer 92 eih fluidumdicht eingesetztes Ventilglied 94 gleitet. Ein.Durchlaß 96 verbindet die Ventilkammer 92 mit der Bohrung 44 des Gehäuses 42. Wenn daher das Regelventilglied 62 die öffnung 58 nicht verschließt, steht die Hochdruck-Kältemittelleitung 24 in unmittelbarer Verbindung mit der Ventilkammer 92 oberhalb des Ventilglieds 94. Diese Verbindung ist durch die Bemessung des Durchlasses 58 begrenzt und wird . durch die Bewegung des Regelventilglieds 62 geregelt. The housing 42 is connected to a main housing 90 in the cylindrical valve chamber 92 thereof A valve member 94 inserted in a fluid-tight manner slides. Ein.Durchlaß 96 connects the valve chamber 92 with the bore 44 of the housing 42. Therefore, if the control valve member 62 does not close the opening 58, the high-pressure refrigerant line 24 is in direct connection with the valve chamber 92 above of the valve member 94. This connection is limited by the size of the passage 58 and is. regulated by the movement of the control valve member 62.

Das Ventilglied 94 wird in der Ventilkammer 92 durch eine Feder 98, welche zwischen die Bodenwand des Hauptgehäuses 90 und eine am Ende einer Gegenbohrung 102 im Ventilglied 94 ausgebildetenThe valve member 94 is in the valve chamber 92 by a spring 98 which is placed between the bottom wall of the main housing 90 and one formed at the end of a counterbore 102 in the valve member 94

Stirnfläche 100 eingesetzt ist, offengehalten. Im Ventilglied 94 ist ebenfalls ein relativ enger, druckbegrenzender Durchlaß 104 ausgebildet, durch den eine Einrichtung 106 mit festgelegter Querschnittsfläche hindurchgeführt ist. Die Größe des Raums im Durchlaß 104 ist exakt bemessen und bewirkt einen Ausgleichseffekt, der den maximal möglichen Druck begrenzt, welcher im Ventilglied 94 auftreten kann. Zwar kann zu diesem Zweck auch eine einfache Ausgleichsöffnung mit verstellbarem Querschnitt verwendet werden, da aber der Querschnitt relativ klein sein muß, vermeidet ein in die öffnung einführbarer Draht ein Verstopfen der öffnung.End face 100 is used, kept open. In the valve member 94 is also a relatively narrow, pressure-limiting Passage 104 is formed through which a device 106 having a fixed cross-sectional area is passed through. The size of the space in the passage 104 is precisely dimensioned and has a compensating effect, which limits the maximum possible pressure that can occur in valve member 94. It is true that a simple compensation opening with an adjustable cross section can also be used for this purpose be, but since the cross section must be relatively small, avoids an insertable into the opening Wire a clogging of the opening.

Im Hauptgehäuse 90 ist an der Verbindung zwischen dem Kammerabschnitt HO und einem einen geringeren Durchmesser besitzenden Kammerabschnitt 112 ein weiterer Ventilsitz 108 ausgebildet, der mit dem gemäß der Zeichnung unteren Umfangsabschnitt des Ventilglieds 94 zusammenwirkt, um die Verbindung zwischen den Durchlässen 32 und 36 zu steuern. Bei geöffnetem Hauptventil verbinden die Durchlässe 32 und 36 den Verdampfer 18 mit der Niederdruckleitung 30.In the main housing 90 is at the connection between the chamber section HO and a one chamber section 112 having a smaller diameter, a further valve seat 108 is formed, which cooperates with the lower peripheral portion of the valve member 94 according to the drawing, to the Control connection between the passages 32 and 36. When the main valve is open, the Passages 32 and 36 connect the evaporator 18 to the low-pressure line 30.

Der Temperaturfühler 22 enthält eine Flüssigkeit oder ein Gas, das sich bei Absinken der Temperatur zusammenzieht, wodurch sich der Druck in der Bohrung 48 verringert und die Stirnfläche des Regelventilglieds 62 bzw. Kolbens 72 aufeinander zu bewegt werden. Dadurch bewegt sich das Ventilglied 62 vom Ventilsitz 60 weg und öffnet die Verbindung zwischen der Hochdruck-Kältemittelleitung 24 und der Ventilkammer 92 oberhalb des Ventilglieds 94 über die Leitung 28, die Durchlässe 26 und 58, die Bohrung 44 und dem Durchlaß 96. Der in der Hochdruck-Kältemittelleitung 24 herrschende relativ hohe Druck drückt nun das Ventilglied 94 gemäß der: Zeichnung in der Ventilkammer 92 abwärts, wodurch der Ventilsitz 108 ganz oder teilweise verschlossen wird und womit eine Regelung des Rückflusses des! Kühlmediums vom Verdampfer 18 zur Niederdruckleitung 30 des Kompressors erfolgt. Wenn die vom. Temperaturfühler 22 angezeigte Temperatur unter-¹ halb des Regelpunktes für das Ventil liegt, muß der! Ventilsitz 108 geschlossen werden, um den Verdampfer 18 zu verlangsamen oder gegebenenfalls sogar abzuschalten, so daß sich die Temperatur in der Kühlanlage erhöhen kann. Sobald die Temperatur der Kühlanlage ansteigt, dehnt sich das Fluidum im Teirn peraturfühler 22 aus, wodurch der Druck im Kanal 48 ansteigt. Wenn dieser Druck schließlich einen solchen Wert erreicht, daß er das Regelventilglied 62 gegen den Ventilsitz 60 zu bewegen vermag, schließt sich der Durchlaß 58, wodurch die Verbindung zwischen der Hochdruck-Kältemittelleitung 24 und der Ventilkammer 92 unterbrochen wird und die Feder 98 das Ventilglied 94 in eine vom Ventilsitz 108 abgehobene Stellung zurückbringt und dadurch den Rückflußweg vom Verdampfer 18 zur Niederdruckleitung 30 wieder öffnet. The temperature sensor 22 contains a liquid or a gas which contracts when the temperature drops, as a result of which the pressure in the bore 48 is reduced and the end face of the control valve member 62 or piston 72 are moved towards one another. As a result, the valve member 62 moves away from the valve seat 60 and opens the connection between the high-pressure refrigerant line 24 and the valve chamber 92 above the valve member 94 via the line 28, the passages 26 and 58, the bore 44 and the passage 96 The relatively high pressure prevailing at high pressure refrigerant line 24 now pushes the valve member 94 downward in the valve chamber 92 according to the drawing, whereby the valve seat 108 is completely or partially closed and with which a regulation of the backflow of the! Cooling medium takes place from the evaporator 18 to the low pressure line 30 of the compressor. If the from. Temperature sensor 22 is below the ¹ control point for the valve, the! Valve seat 108 can be closed in order to slow down the evaporator 18 or, if necessary, even switch it off, so that the temperature in the cooling system can increase. As soon as the temperature of the cooling system rises, the fluid in the temperature sensor 22 expands, whereby the pressure in the channel 48 rises. When this pressure finally reaches such a value that it is able to move the control valve member 62 against the valve seat 60, the passage 58 closes, whereby the connection between the high-pressure refrigerant line 24 and the valve chamber 92 is interrupted and the spring 98 the valve member 94 brings back into a lifted position from the valve seat 108 and thereby opens the return flow path from the evaporator 18 to the low-pressure line 30 again.

Die dem durch den im Temperaturfühler 22 erzeugten Steuerdruck ausgesetzte Stirnfläche des Kolbens 72 ist viel größer als die Stirnfläche des Regel· ventilglieds 62, so daß die Betriebsweise und der Ansprechzeitpunkt des Ventils 10 durch entsprechende Auswahl der Druckfeder 76 präzise eingestellt werden können. Dieser Ansprechzeitpunkt kann auch durch das Verstellglied 84 verändert werden.The end face of the piston exposed to the control pressure generated in the temperature sensor 22 72 is much larger than the end face of the control valve member 62, so that the mode of operation and the response time of the valve 10 are controlled accordingly Selection of the compression spring 76 can be precisely adjusted. This response time can also can be changed by the adjusting member 84.

Ein weiterer Temperaturfühler 38 regelt die Betriebsweise der Entspannungsvorrichtung 20 in dei Hochdruck-Kältemittelleitung 24.Another temperature sensor 38 regulates the operating mode of the expansion device 20 in the high-pressure refrigerant line 24.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

1 2 The invention relates to a valve to patent claims: setting the temperature of a cooling system with the refrigerant flow through the cooling device

1. Valve for adjusting the temperature of a controlling main valve, whose inlet is above

Cooling system with a refrigerant flow 5 evaporator and an expansion valve to one

through the cooling device controlling the main valve pressure refrigerant line and its outlet a:

til, the inlet of which is connected via an evaporator and a low pressure line, a zw

Expansion valve connected to a high pressure refrigerant- the inlet and outlet switched I-

Line and its outlet to a low-pressure valve seat, a valve chamber with a line is connected, a valve element that can be moved between the IO to control the refrigeration:

Inlet and outlet switched on main flow rate, one by the valve member

valve seat, a valve chamber with a therein the device, a valve connects the valve chamber of the length of the movable valve member for controlling the refrigeration having a refrigerant line

medium flow rate, one of the valve member upstream, in which a control valve to control the E

loading device, a valve chamber 15 let pressure medium from the refrigerant.

of the main valve is arranged with a refrigerant line connected to the valve chamber, and one binding line in which a control valve is connected to a measuring line with the control valve

Control of the passage of pressure medium on the cold room temperature in Verdampfernäl

the refrigerant line to the valve chamber responding temperature sensor to control the ..

is ordered, and one via a measuring line with 20 gel valve.

connected to the control valve, on the cold room- In a known control system of this type ("

Temperature in Evaporator Approaching Patent Specification 2 993 348) are the main "temperature sensor for controlling the control valve, and the control valve as discrete components; characterized in that the re-forms and via a line functionally under gel valve (14) a displaceable in a via Ka - the connected 35 already ducts this spatial Trennur (86, 48) to the measuring line (88) ser allies two components impairs ρ NEN cylinder (46) guided control valve member (62) function of the entire control circuit, as has its V that. extends into a bore (44), manure line in an erratic state * which on the one hand acts through a passage (96) with tion of the controlled variable disadvantageously as the valve chamber (92) of the main valve (16) and 30 of the delay element, on the other hand via a through the Control valve- In addition, all valves are in these:

member (62) closable passage (58) with the known control system preloaded in such a way that it High pressure refrigerant line (24) are kept closed in connection rer rest position, w stands that the control valve member (62) from a malfunction or failure of the control Preload member (64) in the open position preloaded inevitably also to a failure of the total is steady and that the valve member (94) of the main regulating cooling system would lead, valve (16) against its preload by The object of the invention is to

the biasing element (98) from the pressure - avoiding the disadvantages of the known a ' medium in its closed position on the valve seat to adjust the temperature of a cooling tank (108) is displaceable. 40 create, which is the coolant flow rate:

2. Valve according to claim 1, characterized in a characteristically favorable manner in such a way on a Sollw shows that the control valve member (62) by a valid that even with larger fluctuations de: Setpoint setting device with a moving temperature, the setpoint temperature ge ren piston (72) is adjustable. can be and which also has a

3. Valve according to claim 2, characterized marked 45 if the controllability of the Rc fails, that the setpoint setting device ensures a stem provided valve adjusting member (84) for the axial adjustment of the piston (72). relative to the control valve member (62) ned type is solved according to the invention by having d ~. Control valve can be moved in one over l

4. Valve according to one of the preceding to 50 connected to the measuring line cylinder gefüche, characterized in that the main control valve member, which submits in a Bohrun valve chamber of the movable valve member (94), which on the one hand via a through !, a the Pressure gradient across this valve chamber of the valve chamber of the main valve and the other limiting device (106). _{Via a} _dmch _the control valve member various

5. Valve according to one of the preceding _{claims, the} passage with the high-pressure refrigerant, characterized in that the main connection is that the regulating valve member (94) is inserted into the biasing member by a spring (98) is preloaded in the open position. is _t ^ _{that the} valve member of the main valve is en

6. Valve according to one of claims 3 to 5, _se iner preloading by the preloading. characterized in that the movable piston S _{0 can be} displaced from the pressure medium into its closing position (72) through a larger valve seat that is exposed to the control fluid.

As the movable surface, there is a particular advantage of the

gel valve member (62). according to the arrangement in that c

7. Valve after one of the preceding direct connection of the high pressure refrigerant Proverbs, characterized in that the rule 65 on the side of the valve acted upon by fluid valve member (62) and the valve seat (60) conical always a relatively high pressure before the rain Have surfaces. member for adjusting the valve member for Ver

stands. Since, however, only a much smaller one