DE2056471C

DE2056471C - Valve arrangement for a cooling system

Info

Publication number: DE2056471C
Application number: DE19702056471
Authority: DE
Inventors: Hans Joergen Soenderborg Jespersen (Dänemark)
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Filing date: 1970-11-17
Publication date: 1973-09-06

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung für ein Kühlsystem mit einem druckbetätigten Hauptvensigem Stickstoff, und einem temperaturabhängig gesteuerten, von einem Druckmittel, insbesondere dem Kältemittel selbst gespeisten Hilfsventil, dessen Ausgang mit dem Druckgeber des Hauptventils und mit einem ein Ventil aufweisenden Entlüftungskanal verbünden ist, wobei das im Entlüftungskanal vorgesehene Ventil gegenläufig zum Hilfsventil gesteuert ist und erst öffnet, wenn das Hilfsventil geschlossen ist, wobei Hilfsventil und Entlüftungsventil vonThe invention relates to a valve arrangement for a cooling system with a pressure-actuated main valve Nitrogen, and a temperature-controlled controlled by a pressure medium, in particular the Refrigerant self-fed auxiliary valve, whose output connects to the pressure transmitter of the main valve and is connected to a ventilation duct having a valve, the one provided in the ventilation duct Valve is controlled in the opposite direction to the auxiliary valve and only opens when the auxiliary valve is closed is, with auxiliary valve and vent valve of

ίο einem gemeinsamen Betätigungselement gegenläufig verstellbar sind, nach Patenf 2(ÜS %3.ίο a common actuating element in opposite directions are adjustable, according to Patenf 2 (ÜS% 3.

Mit dieser Ventilanordnung werden die Nachteile der bekannten, von Fremdenergie unabhängigen Kühlsysteme von Containern, Lastwagen-Anhängern u.dgl. behoben, bei denen das Hauptventi! mit Hilfe eines von der Kühlraumiemperatur abhängigen Zwischendrucks gesteuert wird und zu diesem Zweck der EiHlüfiungskunal ak Drosselstelle ausgebildet und dauernd geöffnet ist.With this valve arrangement, the disadvantages of the known, independent of external energy Fixed cooling systems of containers, truck trailers and the like where the main venti! with help an intermediate pressure dependent on the cooling space temperature is controlled and for this purpose the EiHlüfiungskunal ak throttle point trained and is open all the time.

Insbesondere gelingt es mit Hilfe des Gegenstandes des Hauptpatents, alle Düsen des Kühlsystems gleichmäßig mit Kältemittel zu versorgen, kurze Regelperioden zu erzielen und den mit der Regelung verbundenen Druckmittelverlust klein zu halten.In particular, with the aid of the subject matter of the main patent, it is possible to remove all the nozzles of the cooling system to supply evenly with refrigerant, to achieve short control periods and with the control to keep associated pressure medium loss small.

Beim Hauptpatent ist eine Ventilanordnung angegeben worden, bei der ein Schaft auf einen zweiarmigen Hebel wirkt, dessen eines Ende das Hilfsventil und dessen anderes Ende das Entlüftungsventil steuert. In the main patent, a valve arrangement has been specified in which a shaft on a two-armed Lever acts, one end of which controls the auxiliary valve and the other end of which controls the vent valve.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine noch einfacher aufgebaute Ventilanordnung anzugeben, bei der der Zeilpunkt des öffnens und Sc.iließens des Hauptventils noch genauer definiert ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Hilfsventil und das Entlüftungsventil mit Magnetkraft in ihrer Schließstellung gehalten sind und das Betätigungse'ement eine Speicherfeder zu spannen vermag, die beim Überschreiten der Halle-Magnetkraft das geschlossene Ventil öffnet und das offene Ventil schließt.The invention is based on the object of specifying an even more simply constructed valve arrangement in which the target point of opening and closing the main valve is defined even more precisely.
This object is achieved according to the invention in that the auxiliary valve and the vent valve are held in their closed position with magnetic force and the actuation element is able to tension a storage spring which opens the closed valve and closes the open valve when the Halle magnetic force is exceeded.

Bei dieser Konstruktion wird die vvcgabhängige Steuerung des Betätigungselements in eine kraftabhängige Steuerung durch die Speicherfeder übersetzt. Sobald die Kraft der Speicherfeder die Haltekraft des Magneten überschreitet, wird das eine Ventil schlagartig geöffnet und das andere Ventil schlagartig geschlossen. Demzufolge ist auch der Zeitpunkt des Öffnens und Schließens des Hauptventils genau definiert, weil zwischen dem Schließen des Hilfsventil und dem öffnen des Entlüftungsventils keine zeitliche Differenz mehr besteht. Es entfallen auch alle Justiermittel, um sicherzustellen, daß das Entlüftungsventil nicht schon öffnet, bevor das Hilfsventil geschlossen ist.In this construction, the control of the actuating element which is dependent on the vvcg becomes a force-dependent one Control translated by the accumulator spring. As soon as the force of the storage spring exceeds the holding force of the Solenoid, one valve is opened suddenly and the other valve is closed suddenly. As a result, the time of opening and closing of the main valve is precisely defined, because there is no time between the closing of the auxiliary valve and the opening of the vent valve Difference exists. It also eliminates all adjustment means to ensure that the vent valve does not open before the auxiliary valve is closed.

Eine besonders einfache Ausführungsform ergibt sich, wenn die Verschlußstücke der Ventile als Permanentmagnete und die zugehörigen Ventilsitze als Anker oder umgekehrt ausgebildet sind. Man benötigt dann keine zusätzlichen Bauelemente zur Erzeugung der Magnetkraft.A particularly simple embodiment is obtained when the closing pieces of the valves are permanent magnets and the associated valve seats are designed as an anchor or vice versa. You need then no additional components to generate the magnetic force.

Vorzugsweise sind die Verschlußstückc beider Ventile miteinander verbunden und in einer gemeinsamen Bohrung verschiebbar, die an beiden Stirnseiten durch je einen der Ventilsitze abgeschlossen ist, wobei an einem Zwischenpunkt der Bohrung die Leitung zum Hauptventil-Druckgeber abzweigt.The closure pieces of both valves are preferably connected to one another and in a common one Slidable bore, which is closed on both ends by one of the valve seats, wherein the line to the main valve pressure transducer branches off at an intermediate point of the bore.

Die Speicherfeder kann eine um einen festen Drehpunkt schwenkbare Stabfeder scirv die mit ih-The accumulator spring can scirv a rod spring pivotable about a fixed pivot point, which with ih-

lil für die Abgabe von Kältemittel, insbesondere Hüsiem Ireien Ende an den miteinander verbundenen Verschlußstücken angreift und nahe dem Drehpunkt vom Betätigungselement angegriffen ist. Dies ergibt eine Hehelüberselzung der Kräfte des Belüligungselements. wobei die Spetcherfeder selbst einen Teil dieses Hebels bildet.lil for dispensing refrigerants, especially Hüsiem The free end engages the interconnected fasteners and is close to the pivot point is attacked by the actuator. This gives a helping of the forces of the Belüligungselements. the spetcher spring itself forming part of this lever.

Besonders einfach ist die Konstruktion, wenn die Verschlußslueke einen Zylinder mit einer Ringnut bilden, in die die Stabfeder eingreift.The construction is particularly simple if the locking hatch is a cylinder with an annular groove form into which the rod spring engages.

Als Betätigungselement kann ein axial verschiebbarer Schaft dienen, der über einen Totgang an der Speicherfeder angreif¹ und durch ein thermostatisch gesteuertes Element betätigbar ist. Der Schaft kann in an sich bekannter Weise durch ein in einem Drehgriff angeordnetes, kombiniertes Fühl- und Arbeitselemeiit verstellbar sein.As an actuating element is an axially displaceable shaft can serve the angreif via a lost motion spring at the memory ¹ and can be actuated by a thermostatically controlled element. The shaft can be adjusted in a manner known per se by a combined feeler and work element arranged in a rotary handle.

IVm Ausi'uhrungsbeispkl der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigtIVm Ausi'uhrungsbeispkl the invention is in the Drawing shown and will be explained in more detail below. It shows

F i g. 1 schematisch einen Container .nil der erfindungsgemäßen Anordnung undF i g. 1 schematically a container .nil of the invention Arrangement and

F i g. 2 einen Längsschnitt, teilweise in Ansicht, durch ein Ventilgehäuse, das Hilfsventil und Entlüftungsventil aufweist.F i g. 2 shows a longitudinal section, partially in elevation, through a valve housing, the auxiliary valve and the vent valve having.

In F i g. I ist ein Container 1 dargestellt, dessen Innenraum 2 zu kühlen ist. Zu diesem Zweck ist ein Behälter 3 mit flüssigem Stickstoff 4 vorgesehen, der unter dem Druck des Stickstoffdampfes 5 steht. Vom Behälter führt eine Leitung 6 über ein Hauptventil 7 zu einer Verteilerleitung 8. Diese ist mit Düsen 9 ausgestattet, aus denen, wenn das Ventil 7 geöffnet ist, flüssiger Stickstoff in den Raum 2 versprüht wird, der dort unter Erzeugung von Kälte verdampft.In Fig. I is a container 1 shown, whose Interior 2 is to be cooled. For this purpose, a container 3 is provided with liquid nitrogen 4, the is under the pressure of nitrogen vapor 5. A line 6 leads from the container via a main valve 7 to a distribution line 8. This is equipped with nozzles 9, from which, when the valve 7 is open, liquid nitrogen is sprayed into the space 2, which evaporates there with the generation of cold.

Das Hauptventil 7 wird durch einen Druckgeber 10 betätigt, der über eine Steuerleitung 11 mit Stickstof fdampf S beaufschlagt werden kann, wenn ein Hilfsventil 12 in einer Zuleitung 13 geöffnet ist. Dieses Hilfsventil wird von einer Betäligungsvorrichtung 14 in Abhängigkeit von einem Raumtemperaturfühler 15 geöffnet. An die Steuerleitung 11 schließt eine Entlüftungsleitung 16 mit einem Entlüftungsventil 17 an. Dieses Entlüftungsventil ist geschlossen, wenn das Hilfsventil 12 geöffnet ist und öffnet, wenn das Hilfsventil 12 geschlossen ist.The main valve 7 is actuated by a pressure transducer 10, which via a control line 11 with nitrogen fdampf S can be applied when an auxiliary valve 12 in a feed line 13 is open. This Auxiliary valve is operated by a device 14 depending on a room temperature sensor 15 open. A vent line 16 with a vent valve 17 connects to the control line 11 on. This vent valve is closed when the auxiliary valve 12 is open and opens when that Auxiliary valve 12 is closed.

Infolgedessen herrscht in der Stcuerleitung 11 entweder der voll,- Stickstoff druck oder der Druck des Raums 2. Das Hauptventil wird daher entweder geschlossen oder voll geöffnet. Es hat lediglich eine Ein-Aus-Funktion. Bei geöffnetem Hauptventil 7 ist die Drosselwirkung so gering, daß flüssiger Stickstoff bis an die letzte Düse 9 der Verteilerleitung8 gelangt.As a result, either the full nitrogen pressure or the pressure prevails in the control line 11 of room 2. The main valve is therefore either closed or fully opened. It only has one On-off function. When the main valve 7 is open, the throttling effect is so small that liquid nitrogen until it reaches the last nozzle 9 of the distribution line 8.

F i g. 2 zeigt ein Gehäuse 18, an welches die Zuleitung 13, die Steuerleitung 11 und die Entlüftungsleitung 16 anschließen. Eine Bohrung 19 ist beidseitig durch je einen, als Stopfen ausgebildeten Ventilsitz 20 und 21 abgeschlossen. Kanüle 22 und 23 stellen die Verbindung zu den Leitungen 13 und 16 her.F i g. 2 shows a housing 18 to which the supply line 13, the control line 11 and the vent line 16 connect. A bore 19 is on both sides each completed by a valve seat 20 and 21 designed as a plug. Place cannulas 22 and 23 the connection to lines 13 and 16 is established.

in der Mille der Bohrung 19 gehl ein Kanal 24 ab. der zur SieuerleiUing U führt. ! der Bohrung 19 sind zwei miteinander Μ,-rbundei. VerschUißsiücke 25 und 26, die zwischen sich eine Ringnut 27 bilden. angeordnet. Die Verschlußstücke sind Permanentmagneten, die mit den als Anker wirkenden Ventilsitzen 20 und 21 zusammenwirken. Sie verbleiben daher in der jeweiligen Endlage, bis eine die nK.yictische Haltekrafl überwindende Kraft auftritt undA channel 24 is formed in the mill of the bore 19. which leads to SieuerleiUing U. ! the hole 19 are two together Μ, -rbundei. Wreckage 25 and 26, which form an annular groove 27 between them. arranged. The locking pieces are permanent magnets, which act as armature with the valve seats 20 and 21 work together. You remain therefore in the respective end position until one of the nK.yictische Haltkrafl overcoming force occurs and

ίο springen dann schlagartig in die andere Endlage.ίο then suddenly jump to the other end position.

Das Versehlußslüek 26 und der Ventilsitz 2Ii bilden das Hilfsventil 12, das Verschlußstück 25 und der Ventilsitz 20 bilden das Entlüftungsventil 17 Nuten 28 verbinden den Kanal 24 und damn die Sieuerleitung II jeweils mit dem geöffneten VentilThe Versehlußslüek 26 and the valve seat 2Ii form the auxiliary valve 12, the closure piece 25 and the valve seat 20 form the vent valve 17 Grooves 28 connect the channel 24 and then the Sieuerleitung II in each case with the open valve

Das Gehäuse 18 nimmt in einer Querholming 29 eine stabförmige Speicherfeüer 30 auf. Diese isi in einer Fassung 31 gehalten, die um einen festen Zapfen 32 schwenkbar ist. Das freie Ende der Feil*.:ν 3dThe housing 18 takes up in a transverse sparring 29 a bar-shaped storage fire 30. This is in a holder 31 held, which is pivotable about a fixed pin 32. The free end of the file * .: ν 3d

ao greift in die Ringnut 27. Nu' . dem Zapfen 32 i\i ein als axial verschiebbarer Schau ausgebildetes Betätigungselement 33 angeordnet, das mit zwei Zaplcn 34 und 35 unier Zwischenschaltung eines Totgangs an der Fassung 31 angreifen kann.ao engages in the annular groove 27. Nu '. the pin 32 i \ i an actuating element designed as an axially displaceable display 33 arranged, with two pins 34 and 35 with the interposition of a backlash the version 31 can attack.

Das Gehäuse 18 nimmt einen Verschluß 36 mit einer Stopfbuchse 37 auf. Der Verschluß trägt einen für Heizkörperventile üblichen Thermostataulsatz 38, dessen kombiniertes Fühl- und Arheitselement eine den Temperaturvurhälinisseii im Kühlraum aii-The housing 18 accommodates a closure 36 with a stuffing box 37. The clasp carries one for radiator valves the usual thermostat set 38, its combined sensing and arming element a the temperature fluctuations in the refrigerator aii-

gepaßte Füllung enthält und über ein Druckstock 39 und einen Stift 40 auf das Betätigungselement 33 wirkt.contains fitted filling and via a pressure block 39 and a pin 40 on the actuating element 33 works.

In der veranschaulichten Stellung ist das Entlüftungsventil 17 geöffnet. Das Haupiventil 7 ist daherIn the illustrated position is the vent valve 17 open. The main valve 7 is therefore

geschlossen. Steigt die Temperatur im Kühlraum, so drückt der Zapfen 34 auf die Fassung 31, wodurch die Speicherfeder 30 gespannt wi.d. Überschreitet die Federspannung die magnetische Haltekraft zwischen dem Verschlußstück 26Γ und dem Ventilsitz 21, z.B.closed. If the temperature rises in the cooling space, the pin 34 presses on the socket 31, whereby the storage spring 30 tensioned wi.d. Exceeds the Spring tension the magnetic holding force between the closure piece 26Γ and the valve seat 21, e.g.

35Og, so springen die beiden Verschlußstücke 25 und 26 schlagartig in die andere Endlage, bei der das Entlüftungsventil 17 geschlossen i:nd das Hilfsventil 12 geöffnet ist. In den Druckgeber 10 des Hauptventils? gelangt daher Druck aus dem Raum 5 und das Hauptventil7 öffnet. Infolgedessen wird aus den Düsender Verteilerleitung 8 Kältemittel in den Raum 2 gesprüht. Sobald die Temperatur im Kühlraum auf den erforderlichen Wert abgesunken ist, wirkt der Zapfen 35 von unten auf die Fassung 31.35Og, the two locking pieces 25 and 26 suddenly jump into the other end position, in which the Vent valve 17 closed i: nd the auxiliary valve 12 is open. In the pressure transducer 10 of the main valve? therefore pressure comes out of the chamber 5 and the main valve 7 opens. As a result, the jet becomes a transmitter Distribution line 8 refrigerant is sprayed into space 2. Once the temperature in the refrigerator has dropped to the required value, the pin 35 acts on the socket 31 from below.

bis die Speiehfrfeder 30 die magnetische Haltekraft überwindet und die Verschlußstücke 25 und 26 schlagartig in die veranschaulichte Stellung zurückkehren. Der Totgang zwischen den Zapfen 34, 35 einerseits und der Fassung 3i andererseits ist zweckmäßig, damit beim Umschnappen der Verschlußstücke 25 und 26 die Speicherfeder 30· frei mitgenommen werden kann, also die Schnappbewegung nach ihrer Auslösung nicht mehr beeinflußt.until the Speiehfrfeder 30 the magnetic holding force overcomes and the locking pieces 25 and 26 suddenly return to the illustrated position. The backlash between the pins 34, 35 on the one hand and the socket 3i on the other hand is useful, thus, when the locking pieces 25 and 26 are snapped over, the accumulator spring 30 is freely entrained can be, so the snap movement is no longer influenced after it is triggered.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

I. Valve arrangement for a cooling system with a push-button valve for dispensing of refrigerants, especially liquids Nitrogen, and a temperature-controlled, from a drink, in particular the refrigerant itself fed auxiliary valve, its Exit with the pressure transducer of the main valve and with a venting duct having a valve is connected, the valve provided in the Entlüflinigskanal opposite to the Auxiliary valve is controlled and only opens when the auxiliary valve is closed, and where auxiliary valve and vent valve can be adjusted in opposite directions by a common actuating element, according to patent 2 (UK% λ, characterized that the auxiliary valve (12) and the vent valve (17) with magnetic force in their Are held in the closed position and the actuating element (33) to a storage spring (30) can tension, which opens the closed valve when the magnetic holding force is exceeded and the open valve closes.

j. Arrangement according to claim 1, characterized in that that the closure pieces (25, 26) of the valves as permanent magnets and the associated Valve seats (20, 21) are designed as an anchor or vice versa.

3. Arrangement according to \ nspruch 1 or 2, thereby characterized in that the closure pieces (25, 26) of both valves are interconnected and are displaceable in a common bore (19), each of which on both end faces one of the valve seats (20, 21) is completed, wherein at an intermediate point of the bore Line (II) branches off to the main valve pressure transmitter (10).

4. Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the storage spring (30) is a rod spring pivotable about a pin (32) as a fixed pivot point, which with its free end engages the interconnected locking pieces (25, 26) and close to the The pivot point is attacked by the actuating element (33).

5. Arrangement according to claim 3 and 4, characterized in that the closure pieces (25. 26); form a cylinder with an annular groove (27) in which the rod spring (30) engages.

6. Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the actuating element (33) is an axially displaceable shaft that is attached to the accumulator spring (30) via a backlash. attacks and can be actuated by a thermostatically controlled element,

7. Arrangement according to claim 6, characterized in that the shaft (33) is known per se Way by a in a thermostat attachment (38) arranged, combined sensing and Working element is adjustable.