DE2459485B2 - Thermostatisches expansionsventil fuer kaelteanlagen - Google Patents
Thermostatisches expansionsventil fuer kaelteanlagenInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
- F25B41/30—Expansion means; Dispositions thereof
- F25B41/31—Expansion valves
- F25B41/33—Expansion valves with the valve member being actuated by the fluid pressure, e.g. by the pressure of the refrigerant
- F25B41/335—Expansion valves with the valve member being actuated by the fluid pressure, e.g. by the pressure of the refrigerant via diaphragms
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Description
2$
30
3s
Die Erfindung bezieht sich auf ein thermostatisches Expansionsventil für Kälteanlagen, insbesondere mit
luftgekühltem Kondensator, mit einem Sitz und einem damit zusammenwirkenden, von einem zum Sitz
konzentrischen Ventilschaft getragenen Verschlußitück, das in Öffnungsrichtung unmittelbar vom
Kondensatordruck und durch ein erstes Arbeitselement von einem von der Überhitzungstemperatur des
Verdampfers abhängigen Druck sowie in Schließrichtung von der Kraft einer Feder sowie durch ein zweites
Arbeitselement von dem Kondensatordruck belastet ist wobei die dem Kondensatordruck ausgesetzte Fläche
des zweiten Arbeitselements kleiner ist als die dem von der Überhitzungstemperatur abhängigen Druck ausgesetzte Fläche des ersten Arbeitsele nents.
Kondensator und dem Verdampfer einer Kälteanlage angeordnet Sie haben die Aufgabe, dem Verdampfer so
viel Kältemittel zuzuführen, dsß die Überhitzungstemperatur am Endedes Verdampfers etwa konstant bleibt
Sie müssen auch in der Lage seilt einen vollständigen
Abschluß zwischen dem Verdampfer und dem Kondensator herzustellea JOJ
Während man davon ausgehen kann, daß der
Verdampferdruck konstant ist oder nur geringfügigen Schwankungen unterliegt kann der Kondensatordruck
in Abhängigkeit von der Kondensatortemperatur erhebliche Änderungen erfahren. Bei luftgekühlten
Kondensatoren können sich im Sommer Kondensatordrücke einstellen, die 5- bis lOmal größer sind als im
Winter. Da ein größejer Druckunterschied bei einer gegebenen Öffnungsstellung des Ventils zu einer
höheren DurchfluSmenge führt ergeben sich im
Sommer ganz andere Regelabhängigkeiten als im Winter. Wird das Expansionsventil für den Sommerbetrieb ausgelegt läßt es im Winter auch bei der
maximalen Öffnungsstellung, die einer vorgegebenen maximalen Überhitzungstemperatur entspricht, zu wenig Kältemittel hindurch. Wird es umgekehrt für den
Winterbetrieb ausgelegt wird der erforderliche Drosselquersch;Au schon bei ganz kleinen Uberhitzungstemperaturen überschritten.
Bei einem bekannten thermostatischen Expansionsventil Ar eingangs beschriebenen Art (DT-OS
19 27 660) wirkt auf das obere Ende des Verschlußstücks
eine Membran als Stellglied des ersten Arbeitselements. Das zweite Arbeitselement wird durch das untere, als
Kolben ausgebildete Ende des Ventilschaftes und eine Buchse gebildet Der Durchmesser des Kolbens ist
kleiner als der Durchmesser des Ventilsitzes. Die Bemessung ist derart getroffen, daß sich ein bezüglich
des Kondensatordrucks abgeglichenes Ventil ergibt. Beim Betrieb des Ventils beeinflußt daher der absolute
Wert des Kondensatordrucks die Wirkungsweise des Ventils nicht
Bei einem anderen bekannten thermostatischen Expansionsventil (US-PS 31 94 499) ist auf der Eingangsseite ein Balg mit dem Durchmesser des
Verschlußstücks vorgesehen. Der Raum innerhalb des Balges steht über Öffnungen mit der Ausgangsseite in
Verbindung. Infolgedessen ist auch hier das Ventil bezüglich des Kondensatordrucks entlastet.
In beiden Fällen hat zwar der veränderliche Kondensatordruck keinen Einfluß mehr auf die von der
Überhitzungstemperatur abhängige Stellung des Verschlußstücks. Trotzdem haben Schwankungen des
Kondensatordrucks einen recht erheblichen Einfluß auf die Regelcharakteristik des Ventils.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein thermostatisches Expansionsventil der eingangs beschriebenen Art anzugeben, dessen Regelcharakteristik
von Schwankungen des Kondensatordrucks in wesentlich geringerem Maße als bisher abhängig ist
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß die dem Kondensatordruck ausgesetzte Fläche des
zweiten Arbeitselements größer ist als der freie Querschnitt des Ventilsitzes.
Bei dieser Konstruktion wird der unmittelbar auf das Verschlußstück wirkende Kondensatordruck nicht nur
kompensiert sondern wegen der beanspruchten Flächenverhältnisse in der Weise überkompensiert, daß
sich der Kraft der Schließfeder eine mit steigendem Kondensatordruck zunehmende Kraft überlagert. Je
höher der Kondensatordruck, um so geringer ist die
Öffnungsstellung des Ventils bei gleicher Oberhitzungstemperatur.
Das Ventil läßt sich daher so auslegen, daß jede Änderung des Kondensatordrucks im Ventil selbst
durch eine entsprechende Änderung der Drosselung derart kompensiert wird, daß die voa der Oberhitzungs- s
temperatur des Verdampfers abhängige Durchflußmenge ihren Wert annähernd beibehält Auf diese Weise
wird ein Ventil geschaffen, dessen Regelcharakteristik vom Kondensatordruck praktisch unabhängig ist
Wenn das Stellglied des ersten Arbeitselements auf das an der Außenseite des Gehäuses befindliche freie
Ende des Ventilschafts wirkt, empfiehlt es sich, wenn das
zweite Arbeitselement mittels einer Balgdose gebildet ist, die ebenfalls an der Außenseite des Gehäuses
angeordnet ist sowie den Ventilschaft konzentrisch umgibt und deren Boden zwischen dem freien Ende des
Ventilschafts und dem Stellglied des ersten Arbeitselements liegt Auf diese Weise ergibt sich eine sehr einfach
herzustellende und zu montierende Baueinheit, die einen nur geringen Piatzbedarf hat «j
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, bei dem das Stellglied des ersten Arbeitselements eine Membran
ist, wird die Balgdose des zweiten Arbeitselements auf einem Gehäusefortsatz geführt Da die Membran keiner
Führung bedarf, kann das Gehäuse zur Führung der Balgdose herangezogen werden.
Wenn die kondensatorseitige Zuleitung zwischen Ventilsitz und erstem Arbeitselement angeordnet ist,
empfiehlt es sich, daß zur Bildung eines Verbindungskanals zwischen dieser Zuleitung und den* zweiten
Arbeitselement zwischen Ventilschaft und der ihn aufnehmenden Gehäusebohrung ein Spiel vorhanden
ist Auf diese Weise erübrigt sich eine gesonderte Kanalbohrung. Als Spiel genügen einige μ.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher
erläutert. Es zeigt
F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes thermostatisches Expansionsventil und
F i g. 2 einen Längsschnitt durch eine Abwandlung.
Ein Gehäuse 1 weist einen Eintrittsstutzen 2 für den Anschluß an den Kondensator mit anschließender
Zuleitung 3 und einen Austrittsstutzen 4 zum Anschluß an den Verdampfer mit vorgeschalteter Ableitung 5 auf.
Ein Verschlußstück 6 wird von einem das Gehäuse durchsetzenden Ventilschaft 7 getragen. Am unteren
Ende greift eine Druckplatte 8 an, auf welche eine Feder 9 in Schließrichtung wirkt Diese stützt sich an einer
Schraube 10 ab, die in einem Schraubstutzen 11 verschraubbar ist, welcher durch einen Deckel 12
abgeschlossen ist
Am oberen Ende des Gehäuses befindet sich ein erstes Arbeitselement 13 in Gestalt einer Druckdose.
Dieses weist als Stellglied 14 eine Membran, einen oberen Deckel 15 und einen unteren, mit dem Gehäuse 1
verbundenen Deckel 16 auf. Der Raum 17 oberhalb der Membran 14 ist über ein Kapillarrohr 18 mit einem
Temperaturfühler verbunden und enthält Dampf mit einem von der Fühlertemperatur abhängigen Druck.
Der Temperaturfühler ist am Verdampferausgang montiert
Unterhalb der Membran 14 befindet sich ein zweites Arbeitselement 19 in Gestalt einer den Ventilschaft 7
konzentrisch umgebenden Balgdose, deren Boden 20 zwischen die Stirnfläche des Ventilschafts 7 und die
Membran 14 gelegt ist Ein zylindrischer Vorsprung 21 des Gehäuses 1 führt die Wellungen der Balgdose.
Durch die Balgdose wird der Raum unterhalb der Membran 14 in einen inneren Raum 22 und einen
äußeren Raum 23 unterteilt Der innere Raum 22 steht über einen Kanal 24 mit der Zuleitung 3 und daher mit
dem Kondensatordruck Pk in Verbindung. Der äußere Raum 23 steht über einen Kanal 25 mit der Ableitung 5
und daher mit dem Verdampferdruck P0 in Verbindung
(Fig. 1).
Ein mit dem Verschlußstück 6 zusammenwirkender Ventilsitz 26 ist am offenen Ende einer Axialbohrung 27
ausgebildet Der freie Sitzquerschnitt ist daher durch die Querschnittsfläche der Axialbohrung 27 abzüglich der
Querschnittsfläche des Ventilschafts 7 gebildet. Die dem Kondensatordruck ausgesetzte Fläche des zweiten
Arbeitselements 19 ist gleich der Fläche des Bodens 20 abzüglich der Querschnittsfläche des Schafts 7. Diese
dem Kondensatordruck Pk ausgesetzte Fläche ist größer
als die freie Querschnittsfläche des Sitzes 26, aber kleiner als die Fläche der Membran 14, die dem Druck
im Raum 17 ausgesetzt ist
Statt des Kanals 24 kann auch das Spiel zwischen dem Ventilschaft 7 und der ihn führenden Gehäusebohrung
ausgenutzt werden.
In F i g. 2 ist ein Kanal 29 vorgesehen, der von dem Raum 23 außerhalb des zweiten Arbeitselements 19 zu
einem Stutzen 30 führt An diesen kann irgendeine äußere Druckquelle angeschlossen werden. Insbesondere
eignet sich dies für eine Anlage mit äußerem Druckausgleich, wo der Stutzen mit der Saugleitung
hinter dem Fühler des thermostatischen Expansionsventils in Verbindung gebracht wird.
Claims (4)
- Patentansprüche:l.Thermostatisches Expansionsventil für Kälteanlagen, insbesondere mit luftgekühltem Kondensator, mit einem Sitz und einem damit zusammenwirkenden, von einem zum Sitz konzentrischen Ventilschaft getragenen Verschlußstück, das in Öffnungsrichtung unmittelbar vom Kondensatordruck und durch ein erstes Arbeitselement von einem von dei Oberhiizungstemperatur des Verdampfers abhängigen Druck SOWJe3IjJ Schjie%ichlung_ von der Kraft einer Feder sg^iprcK; li^wijjtes Arbeitselement von dem KoitdensatordrucK belastet ist, wobei die dem Kondensatordruck ausgesetzte Fläche des zweiten Arbehselements kleiner ist als die dem von der Überhitzungstemperatuf abhängigen Druck ausgesetzte Fläche des ersten Arbeitselements, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Kondensatordruck (Pt) ausgesetzte Fläche des zweiten Arbeitselements (19) größer ist als der freie Querschnitt des Ventilsitzes (26).
- 2. Thermostatisches Expansionsventil nach Anspruch 1, bei dem das Stellglied des ersten Arbeitselements auf das an der Außenseite des Gehäuses befindliche freie Ende des Ventilschaftes wirkt dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Arbeitselement (19) mittels einer Balgdose gebildet ist, die ebenfalls an der Außenseite des Gehäuses (1) angeordnet ist sowie den Veetilschaft (7) konzentrisch umgibt und deren Boden (20) zwischen dem freien Ende des Ventilschafts und dem Stellglied (14) des ersten Arbeitselements liegt
- 3. Thermostatisches Expansionsventil nach Anspruch 2, bei dem das Steilglied des ersten Arbeitselements eine Membran ist, dadurch gekennzeichnet daß dje Balgdose des zweiten Arbeitselements (19) auf einem Gehäusefortsatz (21) geführt ist
- 4. Thermostatisches Expansionsventil nach Ansprach 2 oder 3, bei dem die kondensatorseitige Zuleitung zwischen Ventilsitz und erstem Arbeitselement angeordnet ist dadurch gekennzeichnet daß zur Bildung eines Verbindungskanals zwischen dieser Zuleitung (3) und dem zweiten Arbeitselement (19) zwischen Ventilschaft (7) und der ihn aufnehmenden Gehäusebohrung ein Spiel vorhanden ist20
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742459485 DE2459485B2 (de) | 1974-12-16 | 1974-12-16 | Thermostatisches expansionsventil fuer kaelteanlagen |
GB50624/75A GB1534700A (en) | 1974-12-16 | 1975-12-10 | Thermostatic expansion valve |
JP50148336A JPS5186852A (de) | 1974-12-16 | 1975-12-12 | |
DK570275A DK138089C (da) | 1974-12-16 | 1975-12-16 | Termostatisk ekspansionsventil for koeleanlaeg |
US05/757,990 US4158437A (en) | 1974-12-16 | 1977-01-10 | Thermostatic expansion valve for refrigeration plants |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742459485 DE2459485B2 (de) | 1974-12-16 | 1974-12-16 | Thermostatisches expansionsventil fuer kaelteanlagen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2459485A1 DE2459485A1 (de) | 1976-07-01 |
DE2459485B2 true DE2459485B2 (de) | 1976-12-02 |
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ID=5933567
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19742459485 Withdrawn DE2459485B2 (de) | 1974-12-16 | 1974-12-16 | Thermostatisches expansionsventil fuer kaelteanlagen |
Country Status (4)
Country | Link |
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JP (1) | JPS5186852A (de) |
DE (1) | DE2459485B2 (de) |
DK (1) | DK138089C (de) |
GB (1) | GB1534700A (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998022762A1 (en) * | 1996-11-19 | 1998-05-28 | Danfoss A/S | Process for the control of a refrigeration system, as well as a refrigeration system and expansion valve |
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JPH01296064A (ja) * | 1988-05-23 | 1989-11-29 | Fuji Koki Seisakusho:Kk | 温度膨脹弁 |
JP3858297B2 (ja) * | 1996-01-25 | 2006-12-13 | 株式会社デンソー | 圧力制御弁と蒸気圧縮式冷凍サイクル |
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---|---|---|---|---|
JPS4911099A (de) * | 1972-05-26 | 1974-01-31 |
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1974
- 1974-12-16 DE DE19742459485 patent/DE2459485B2/de not_active Withdrawn
-
1975
- 1975-12-10 GB GB50624/75A patent/GB1534700A/en not_active Expired
- 1975-12-12 JP JP50148336A patent/JPS5186852A/ja active Pending
- 1975-12-16 DK DK570275A patent/DK138089C/da active
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---|---|---|---|---|
WO1998022762A1 (en) * | 1996-11-19 | 1998-05-28 | Danfoss A/S | Process for the control of a refrigeration system, as well as a refrigeration system and expansion valve |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPS5186852A (de) | 1976-07-29 |
GB1534700A (en) | 1978-12-06 |
DK570275A (da) | 1976-06-17 |
DE2459485A1 (de) | 1976-07-01 |
DK138089B (da) | 1978-07-10 |
DK138089C (da) | 1978-12-18 |
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Legal Events
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