DE2435966A1

DE2435966A1 - Temperaturabhaengiges ventil

Info

Publication number: DE2435966A1
Application number: DE2435966A
Authority: DE
Inventors: Earl L Wilson; Backman Wong
Original assignee: Thomson International Co
Current assignee: Thomson International Co
Priority date: 1973-08-01
Filing date: 1974-07-26
Publication date: 1975-02-13
Also published as: IT1016745B; JPS5043531A; FR2239632A1; BE817814A; US3893618A; FR2239632B1; CA1056255A; JPS5759471B2; AU7132274A; DE2435966C2

Description

PATENTANWÄLTE

HELMUT SCHROETER KLAUS LEHMANN

Dl PL.-tPH YS. DIPL.-INC.

THOMSON INTERNATIONAL CORPORATION jx-st-7

BB/Bi. 25. Juli

Temperaturabhängiges Ventil

Die Erfindung betrifft ein temperaturabhängiges Ventil.

Temperaturabhängige Ventile werden als die wesentliche Temperatursteuerungseinrichtung bei Kühlsystemen von Maschinen verwandt. Bei den bekannten, von Thermostaten gesteuerten Ventilen kann während des anfänglichen Öffnungsvorganges die Temperatur des zu steuernden Systems schwanken. Solche Schwankungen sind unerwünscht. Bei Versuchen, dieses Problem zu lösen, sind einige temperaturabhängige Ventile mit Einrichtungen ausgestattet, die den Fluß des Fluids bei kleinen Flußmengen regulieren. So haben beispielsweise einige bekannte temperaturabhängige Ventile mehrere Verschlußelemente. Jedoch lassen Vielfach-Verschlußelemente, obgleich sie das Fluid steuern, keine gute Dosierung oder Feinregulierung des Fluidflusses zu, die jedoch zur Stabilität der Temperatursteuerung bei dynamischen Arbeitsbedingungen erforderlich ist.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein temperaturabhängiges Ventil darzustellen, bei dem eine gute Regulierung des Fluidflusses möglich ist.

Ein Lösungsmittel der Aufgabe wird im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 dargestellt.

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Bei einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist ein bewegliches Ventilelement zum Einstellen des Querschnittes eines Flußkanales angeordnet, wobei durch die Bewegung des beweglichen Ventilelementes eine nichtlineare Beziehung zwischen dem Querschnitt des Flußkanales und dem Abstand des beweglichen Ventilelementes vorhanden ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein temperaturabhängiges Ventil.

Fig. 2 zeigt einen Teilaufriß eines Ventiles entsprechend der Figur* I, wobei das Ventil etwas geöffnet ist.

Fig. 5 zeigt einen Teilaufriß, bei dem einige Teile im Querschnitt dargestellt sind, des Ventilteiles einer anderen Ausführungsform.

Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform eines Ventiles.

Fig. 5 zeigt einen Teilaufriß des Ventilteiles der Figur 4, wobei das Ventil etwas geöffnet ist.

Fig. 6 zeigt einen Teilquerschnitt eines Ventilteiles einer wiederum anderen Ausführungsform.

Fig. 7 zeigt einen Längsquerschnitt einer wiederum anderen Ausführungsform eines Ventiles.

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Pig. 8 zeigt einen Teilaufriß, wobei einige Teile im Schnitt dargestellt sind, des Ventilabschnittes der Figur 7, wobei das Ventil etwas geöffnet ist.

Fig. 9 zeigt eine perspektivische Teildarstellung, wobei einige Teile im Querschnitt dargestellt sind, des Ventilteiles einer noch anderen Ausführungsform, bei der das Ventil etwas geöffnet ist.

In den Figuren 1 und 2 ist ein temperaturabhängiges Ventil mit einem festen Teil 20 dargestellt, das einen ringförmigen Ventilsitz 22 hat, der einen Fluideinlaß bildet. Der Ventilsitz hat einen ringförmigen Flansch 23, der eine Aussparung bildet. Der feste Teil 20 hat einen Arm 24, der ein temperaturabhängiges Betätigungsglie'd 26 passender Bauart trägt.

Eine Schraubenfeder 30 umgibt das Betätigungsglied 26 und verbindet dieses mit einem Verbindungselement 32, das mit der Feder 30 in Eingriff steht. Das Verbindungselement 32 erstreckt sich durch den Fluideinlaß in den festen Teil 20 und ist über eine Verbindung "^h mit einem Betätigungsschaft J>6 des Betätigungsgliedes 26 verbunden. Die Verbindung J>h umfaßt den Betätigungsschaft 36 und steht mit einer Schraubenfeder 38, die den Schaft 36 umgibt, in Eingriff. Die Feder greift an einem Arm 40 an, der von dem Schaft 36 getragen wird. Der Arm 40 steht mit einer Mutter 4l in Eingriff, welche an dem Schaft 36 befestigt ist. Der Am 4o erstreckt sich vom Schaft 36 weg und ist mit einem beweglichen Ventilelement, das die Form einer Kappe h2 hat, verbunden. Diese ist am oberen Ende hh geöffnet und hat einen ringförmigen Verschlußabschnitt 45 an ihrem unteren Teil. Die Kappe 42 ist verschiebbar in einer waagerechten Wand 46 angeordnet.

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Der Verschlußabschnitt 45 der Kappe 42 sitzt normalerweise in der Aussparung, die durch den Flansch 23 im Ventilsitz 22 gebildet ist (Figur 1). Die obere Kante des Flansches 23 des Ventilsitzes 22 hat an gegenüberliegenden Teilen nach unten abgeschrägte oder schrägverlaufende Abschnitte 50.

Das in den Figuren 1 und 2 dargestellte Ventil ist vom Typ eines Sicherheitventiles. Normalerweise fließt das Fluid vom Boden nach oben, wie es durch die Pfeile 52 (Figur 1) angedeutet ist. Das Fluid fließt aus dem Ventil durch das obere, offene Ende 44 der Kappe 42 und gelangt in einen Bereich oberhalb der waagerechten Wand 46.

Ein Teil des nach oben durch das Ventil hindurchfließenden Fluids kommt mit dem Betätigungsglied 26 in thermischen Eingriff. Wenn die Temperatur des Fluids, das mit dem Betätigungsglied 26 in Eingriff kommt, oberhalb einer vorgegebenen Temperatur liegt, bewegt sich der Betätigungsschaft 36 nach oben und drückt die Kappe 42 nach oben. Diese Bewegung erfolgt entgegen der Kraft der Feder 30.

Wenn sich die Kappe 42 nach oben bewegt, gleitet der Verschlußabschnitt 45 innerhalb des Flansches 23 nach oben. Da die obere Kante des Flansches 23 nach unten abgeschrägte Abschnitte 50 hat, bewegt sich die untere Kante der Kappe 42 zuerst entlang des untersten Teiles der nach unten abgeschrägten Abschnitte 50. Auf diese Weise wird zuerst eine kleine öffnung am untersten Teil eines jeden der schräg nach unten weisenden Abschnitte 50 an der oberen Kante des Flansches 23 geschaffen, so daß Fluid dort nach außen austritt, wie es durch die Pfeile 56 (Figur 2) angedeutet ist. Bei weiterer Bewegung der Kappe 42 nach oben, wird der Durchtritt für das Fluid an jedem der abgeschrägten Abschnitte 50 nach

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und nach größer, so daß der Fluß des Fluids zwischen der Kappe 42 und dem Ventil 22 zunimmt. Das Fluid fließt aus dem Ventil in den Raum zwischen den festen Teil 20 und der waagerechten Wand 46. Normalerweise ist eine Einrichtung vorhanden, die bei der nach oben gerichteten Bewegung der Kappe 42 einen Durchlaß unmittelbar oberhalb der Kappe 42 schließt, so daß nach erfolgter maximaler Bewegung der Kappe 42 das gesamte Fluid, das durch den Einlaß innerhalb des festen Teiles 20 eindringt, nach außen zwischen den festen Teil 20 und die Kappe 42 fließt.

Wenn die Temperatur des Fluids, das mit dem Betätigungsglied 26 in Eingriff steht, sinkt, bewegen sich der Betätigungsschaft J>6 und die Kappe 42 durch die Feder 30 nach unten.

In der Figur J> ist eine andere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die einen festen Teil 60 mit einem Fluideinlaß 62 hat. Über einen Arm 64.ist ein temperaturabhängiges Betätigungsglied 66 mit einem festen Teil 6'0 verbunden. Der feste Teil 60 hat einen Ventilsitz 67, der mit einem ringförmigen Flansch 68 ausgebildet ist. Der Flansch 68 hat einen oberen Kantenabschnitt 69, der gerade oder eben ist. In ähnlicher Weise, wie es bei der Ausführungsform gemäß Figuren 1 und 2 dargestellt worden ist, ist eine Kappe 70 verschiebbar innerhalb des Flansches 68 angeordnet. Das untere Ende der Kappe 70 ist allgemein gerade, hat Jedoch eine oder mehrere nach oben abgeschrägte Oberflächen 72, die eine oder mehrere Aussparungen im unteren Rand der Kappe 70 bilden. Wenn das Betätigungsglied 66 die Kappe 70 im Flansch 68 nach oben bewegt, entsteht zu Beginn der Bewegung ein sehr kleiner Durchfluß aufgrund der Aussparungen in den Oberflächen 72. Bei weiterer Bewegung der Kappe 70 nach oben, nimmt der Querschnitt zwischen der Kappe 70 und der oberen Kante 69 des Flansches 68 nach und nach zu.

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Bei einer Ausführungsform (Figuren 4 und 5) ist ein fester Teil 8o vorhanden, der einen Ventilsitz 81 mit einem Flansch 82 hat. Dieser ist an seinem oberen Ende mit nach unten weisenden Oberflächen, oder Abschnitten 84 ausgestaltet. Ein bewegbares Verschlußteil 86 paßt in den Ventilsitz 81 und den Flansch 82, wodurch ein Fluß des Fluids nach oben aus dem Ventil unterbunden wird. Der Verschlußteil 86 ist mit einem temperaturabhängigen Betätigungsglied 88 durch ein Verbindungselement 90 und eine Feder 92 verbunden. Das Betätigungsglied 88 steht mit dem festen Teil 8o über einem Arm 94 in Verbindung. Bei Zunahme der Temperatur des Fluids, das mit dem temperaturabhängigen Betätigungsglied 88 in Eingriff steht/ wird der bewegliche Verschlußteil 86 durch das Betätigungsglied 88 nach oben bewegt. Zuerst fließt Fluid durch einen kleinen Durchlaß, der zwischen dem beweglichen Verschlußteil 86" und dem untersten Teil der nach unten schräglaufenden Oberfläche oder Abschnittes 84 am oberen Rand des Flansches 82 entsteht, wie es durch einen Pfeil 100 (Figur 5) angedeutet ist. Wenn sich der bewegliche Verschlußteil 86 weiter nach oben bewegt, wird der Durchlaß für das Fluid nach und nach größer.

Bei der in Figur 6 dargestellten AusfUhrungsform ist ein fester Teil 110 vorhanden, der einen Ventilsitz 112 mit einem Flansch 113 trägt, der eine gerade obere Kante 114 hat. Ein beweglicher Verschlußteil 115 sitzt normalerweise in dem Ventilsitz 112 und dem Flansch 113. Der bewegliche Verschlußteil 115 hat eine untere Kantenoberfläche 116, von der ein Teil nach oben abgeschrägt ist. Wenn ein temperaturabhängiges Betätigungsglied 120 den Verschlußteil 115 nach oben bewegt (Figur 6), entsteht zu Beginn der Bewegung des beweglichen Verschlußteiles 115 ein sehr kleiner Durchlaß zwischen dem obersten Teil der Unterkante der Fläche 116 und der Oberkante 114 des Ventilsitzes 112.

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Die in den Figuren 7 und 8 dargestellte Ausführungsform hat einen festen Teil 130, dessen unterer Abschnitt mit einem ringförmigen Ventilsitz 132 und einem Flansch 133 ausgebildet ist. Ein Bügel 134 erstreckt sich etwas oberhalb des festen Teiles 130. An ihm ist ein Betätigungsschaft I36 eines Betätigungselementes 138 befestigt. An dem Betätigungsglied 138 ist ein Verschlußteil I4o angeordnet. Die Unterfläche der Kante des Ventilsitzes 132 hat einen nach oben abgeschrägten Abschnitt 142. Wenn das temperaturabhängige Betätigungsglied 138 eine Temperatur oberhalb eines vorgegebenen Wertes wahrnimmt, bewegt sich das Betätigungselement 138 nach unten und bewegt den Verschlußteil I4o nach unten. Zu Beginn der Bewegung entsteht ein kleiner Durchlaß zwischen dem Scheitel des abgeschrägten Abschnittes 142 des Ventilsitzes und der oberen Kante des Verschlußteiles l4o. Fluid fließt dann in die durch den Pfeil 146 (Figur 8) angedeutete Richtung. Wenn sich der Verschlußteil I4o weiter nach unten bewegt, nimmt der Durchlaß zwischen dem Ventilsitz 132 und dem Verschlußteil l4o nach und nach zu (Figur 8).

Die AusfUhrungsform, die in der Figur 9 dargestellt ist, hat einen festen Teil 150, der mit einem Ventilsitz 152 und einem ringförmigen Flansch 153 ausgebildet ist. Ein Verschlußteil 154 sitzt normalerweise in dem Ventilsitz 152 und dem ringförmigen Flansch

Die obere Kante des Verschlußteiles 154 hat einen oder mehrere nach unten abgeschrägte Abschnitte 156. Wenn das temperaturabhängige Betätigungsglied 158 den Verschlußteil 154 nach unten bewegt, entsteht zuerst ein kleiner Durchlaß zwischen der nach unten abgeschrägten Kante I56 des Verschlußteiles 154 und der unteren Kantenoberfläche des Ventilsitzes 152 (Figur 9).

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Jeder der abgeschrägten Abschnitte oder Aussparungen kann einen punktförmigen Scheitel haben. Als Scheitel kann man auch einen sich nach oben oder unten erstreckenden Teil der Oberfläche bezeichnen, der nicht genau definierbar ist. Das erfindungsgemäße temperaturabhängige Ventil ermöglicht die Steuerung und Regulierung des anfänglichen Durchflusses in vorbestimmter Weise, wobei eine nichtlineare Dosierung des Flusses des Fluids erfolgt. Diese Art der Steuerung des Flusses liefert eine wesentlich stabilere Temperaturkontrolle, als es mit bekannten Ventilen möglich ist. Ferner ermöglicht eine so genaue Steuerung und Regulierung des Flusses eine große Anpassungsfähigkeit und Möglichkeit bei der Änderung des zu steuernden Temperaturbereiches eines temperaturabhängigen Ventiles.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

Temperaturabhängiges Ventil, dadurch gekennzeichnet, daß ein temperaturabhängiges Betätigungsglied (26, 88 120, 158, 158) und ein fester Teil (20, 60, 80, I30) vorhanden sind, der einen ringförmigen Ventilsitz und einen Einlaß für ein Fluid hat, und daß ein ringförmiger Flansch (23, 69, 82, 1j53* 153) den Ventilsitz umgibt, wobei der Flansch einen Randabschnitt hat,und daß ein bewegliches Ventilteil (42, 70, 86, 115, l4o, 154) mit einem Verschlußabschnitt (45), der mit dem ringförmigen Ventilsitz zum Schließen des Einlasses für das Fluid in'Eingriff bringbar ist, wobei wenigstens ein Abschnitt mit einem abgeschrägten Teil ausgebildet ist, und daß der bewegliche Ventilteil in eine Richtung von dem Ventilsitz bewegbar ist, wodurch eine begrenzte Fläche als Durchlaß für ein Fluid zwischen dem einen Ventilteil und dem ringförmigen Teil des anderen Ventilteiles entsteht, und daß durch eine Einrichtung (40, 41) das temperaturabhängige Betätigungsglied mit dem beweglichen Ventilteil zur relativen Bewegung bezüglich des festen Teiles in Verbindung steht.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der abgeschrägte Teil in einem Randabschnitt des Flansches (23, 82, 132) angeordnet ist, der den Ventilsitz des festen Teiles umgibt.
3. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der abgeschrägte Teil am Verschlußabschnitt des beweglichen Ventilteiles angeordnet ist.

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4. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der abgeschrägte Teil im Randbereich des festen Teiles angeordnet ist.
5. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der bewegliche Ventilteil (42, 86, 115) in der Richtung des Flusses des Fluids von dem Ventilsitz fortweisend bewegbar ist.
6. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der bewegliche Ventilteil (86) im wesentlichen eben ist, und daß der abgeschrägte Teil im Randbereich des Flansches des festen Teiles (8oj angeordnet ist.
7. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der bewegliche Ventilteil (42, 70) zylindrisch ausgebildet und bezüglich der ihn umgebenden Wand (46) axial bewegbar ist.
8. Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß der zylindrische Teil (70) einen abgeschrägten Teil (72) hat.
9. Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Randbereich des Flansches des festen Teiles einen abgeschrägten Teil hat.

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