DE2607018A1

DE2607018A1 - Steuerventil fuer stroemende fluessigkeiten

Info

Publication number: DE2607018A1
Application number: DE19762607018
Authority: DE
Inventors: Spaeter Genannt Werden Wird
Original assignee: ALBANY HYDRONICS Ltd
Current assignee: ALBANY HYDRONICS Ltd
Priority date: 1975-02-21
Filing date: 1976-02-19
Publication date: 1976-09-02
Also published as: GB1503533A; SE7601817L

Description

!FÜR STRÖMENDE FLÜSSIGKEITEN

Die Erfindung betrifft Steuerventile für strömende Flüssigkeiten, wie sie z.3. bei Radiatoren in einer Rohrleitungs-Zentralheizungsanlage Verwendung finden, die gas- oder ölgefeuert sein kann, wobei üblicherweise zwei Ventile an federn Radiator der Anlage benutzt werden, nämlich ein erstes, in der Zulaufleitung an der oder angrenzend an die Einlassöffnung des Radiators angeordnetes Ventil, das von Hand oder durch einen Thermostaten zwischen einer offenen und einer geschlossenen Stellung verstellt werden kann, um den Zufluss von Heizmedium in den Radiator zu steuern

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und ein zweites in der Auslassleitung an der oder angrenzend an die Auslassöffnung des Radiators angeordnetes "Ventil zum Steuern der Ablaufgeschwindigkeit von Heizmedium aus dem Radiator, wobei das zweite Yentil auf eine vorgegebene, teilweise offene Stellung eingestellt ist.

Diese Erfindung betrifft ein Steuerventil für strömende Flüssigkeiten, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Verbindung zwischen Einlass und Auslass durch eine Membrane kontrolliert wird, die am Umfang befestigt ist und von der ein Teil bewegt werden kann, um die Verbindung zu unterbrechen, wobei dieser bewegliche Teile der Membrane normalerweise durch eine Hilfskraft in eine Lage gebracht wird, die die Verbindung ermöglicht, und axial zur Membrane angeordnete Einrichtungen zum Bewegen des beweglichen Teils der Membrane.

Vorzugsweise umfasst das Ventil einen Eörper mit einer darin abgegrenzten Eammer, eine Zulauföffnung und eine Ablauföffnung, die mit dieser Eammer in Verbindung stehen, wobei die Zulauföffnung kammerseitig einen in die Eammer hineinragenden Bund hat, wobei die innere Ringfläche dieses Bundes als Dichtungssitz dient, an den sich die Aussenflache der einen Teil einer Membran-Baugruppe bildenden Membrane anlegt, um das Einströmen von Medium in die Eammer zu sperren, wobei die Membrane zumindest einen Teil einer Wand dieser Eammer bildet und der Rest der Baugruppe in einem offenendigen Eanal angeordnet ist, der sich von der Eammer in diesem Eörper aus über die Membrane hinaus erstreckt und wobei das offene Ende dieses Eanals durch einen Deckel ver-

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schlossen wird, der an diesem Körper "befestigt werden kann.

Ebenfalls vorzugsweise hat die Membrane aussen einen Umfangssteg. Die Membran-Baugruppe umfasst eine Spindel, die sich in axialer Richtung von der Innenfläche dieser Membrane bis über den Steg hinaus erstreckt, wobei eine ringförmige Scheibe diesen Steg an einem Absatz an der Verbindung zwischen dieser Kammer und diesem Kanal festhält, wobei diese Spindel durch das Loch in dieser ringförmigen Scheibe hindurchgeht und eine Druck-Schraubenfeder zwischen dieser ) ringförmigen Scheibe und einer nahe dem äusseren Ende der Spindel befestigten Endscheibe um die Spindel herum angeordnet ist, und wobei die Enden der Feder pn den einander zugewandten Flächen dieser beiden Scheiben anliegen.

Ebenfalls vorzugsweise hat die Membrane im Längsschnitt praktisch die Form eines Kegelstumpfes, wobei sich dieser aus sere Umfangssteg an dem Ende ihrer konischen Wand befindet, das den grösseren Durchmesser hat, wobei eine konische Verlängerung aus ihrer Kreisfläche in Richtung auf die Bohrung dieses Bundes axial herausragt und sich die Spindel von der Innenseite der Kreisfläche aus axial in Richtung weg von der konischen Verlängerung erstreckt.

Ebenfalls vorzugsweise sind die beiden Teile des Körpers, die den Kanal und den Deckel abgrenzen, rohrförmig,und der Deckel überlappt an der Aussenseite des Körpers, hat ein Innengewinde, das in ein Aussengewinde am Körper eingreift, und in seiner runden Endfläche eine koaxial angebrachte öffnung.

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Vorzugsweise umfassen weiterhin die membranbewegenden Einrichtungen einen zylindrischen Schaft vorgegebener Länge, der an seinem inneren Ende das äussere Ende der Spindel erfasst und angrenzend an, jedoch im Abstand von seinem äusseren Ende einen IPHfangssteg aufweist, dessen äussere, ringförmige Fläche an der Innenfläche der runden Endwand des' Deckels am Rande der Öffnung anliegt, durch die das äussere Ende des Schaftes hindurchgeht, wobei die Verstellung dieser Einrichtungen zum Bewegen der Membrane gegen ihre oder durch ihre Hilfskraft dadurch erfolgt, dass man den Deckel hinein- oder herausschraubt, um den Deckel gegenüber dem Körper vorzuschieben oder zurückzuziehen, so dass die Endscheibe und mit ihr die Spindel veranlasst werden, sich zu bewegen, wodurch die Feder zusammengedrückt oder entspannt wird.

Als Alternative bestehen die membranbewegenden Einrichtungen aus einer Wärmeantriebsvorrichtung mit zylindrischer Form, die an einem Ende einen gegenüber der Antriebsvorrichtung bewegbaren axialen Stift hat, wobei die Antriebsvorrichtung an diesem einen Ende einen grösseren Durchmesser hat als auf ihrer übrigen Länge, die durch die Öffnung hindurch- und aus ihr herausragt, wenn der Teil miir grösserem Durchmesser an diesem einen Ende an der inneren Endfläche des Deckels anliegt und eine Auswärtsbewegung dieser Antriebsvorrichtung verhindert, wobei das innere Ende des Stifts mit einer Pfanne verbunden ist, deren offenes Ende der Endscheibe zugewandt ist und in der sich eine zweite Druck-Schraubenfeder befindet, die mit einem Ende auf dem Boden dieser Pfanne und

mit dem anderen Ende auf der Endscheibe aufsitzt und als Rückstell-Hilfskraft für den Stift dient, wobei die Verstellung durch eine thermostatische Substanz in der Wärmeantriebsvorrichtung erfolgt, die sich bei Änderungen der Aussentemperatur ausdehnt und zusammenzieht, um den Stift und mit ihm die Membrane vorzuschieben oder seine Rückstellung durch die Hilfskraft zu veranlassen, während der Deckel stationär bleibt.

Als weitere Alternative bestehen die verstellbaren, membranbewegenden Einrichtungen aus einem abgewandelten Deckel mit einem einwärts ragenden Rohr, das sich vom Rand dieser öffnung aus erstreckt, wobei die Innenbohrung des Rohres ein Gewinde hat, das von einer Schraube erfasst wird, deren inneres Ende das äussere Ende der Spindel erfasst, wobei die Verstellung durch Drehen der Schraube erfolgt.

Es sollen nun als Beispiele Ausführungsformen dieser Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, wobei

S¹Ig. 1 ein Querschnitt durch ein Steuerventil für strömende !Flüssigkeiten gemäss einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung ist, das in geschlossenem Zustand dargestellt ist,

Fig. 2 ein Querschnitt durch ein Ventil gemäss einer zweiten Ausführungsform ist, das in geschlossenem Zustand dargestellt ist,
Fig. 3 ein Querschnitt durch einen grösseren Teil des Ventils von Fig. 2 in geöffnetem Zustand ist und

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3?ig. 4 ein Querschnitt durch einen kleineren Teil eines Ventils gemäss einer dritten Ausführungsform ist, wobei eine leder der Deutlichkeit halber weggelassen worden ist.

Bei allen drei Ausführungsformen umfasst ein Steuerventil für strömende Flüssigkeiten einen Ventilkörper 10 mit einer darin abgegrenzten Kammer 11 und einer Zulauföffnung 12 und einer Ablauföffnung IJ, die in diesen Körper 10 eingebaut sind und mit dieser Kammer 11 in Verbindung stehen. Wie die Zeichnungen zeigen, sind Zulauföffnung 12 und Ablauföffnung IJ rechtwinklig zueinander angeordnet. Sie befinden sich als Alternative auf gegenüberliegenden Seiten der Kammer, vorausgesetzt, dass der Einlass zur Kammer für die Zulauföffnung so angeordnet ist, wie es in den Zeichnungen dargestellt ist. Die Zulauföffnung 12 hat kammerseitig einen in die Kammer 11 hineinragenden Bund 14, wobei die innere Endfläche des Bundes 14 ringförmig ist und als Dichtung dient, an der die Aussenflache der Membrane 15 einer Membran-Baugruppe anliegt, um das Einströmen von Medium in die Kammer 11 zu sperren. Die Membrane 15 bildet zumindest einen Teil einer Wand dieser Kammer 11 und wird durch eine Hilfskraft in einem zusammengedrückten Zustand gehalten, bei dem sie den Bund 14 nicht erfasst, wenn das Ventil offen ist. In einem Teil dieses Körpers 10 ist ein offenendiger Kanal 16 geschaffen, wobei dieser Kanal 16 rohrförmig ist und sich in der Richtung weg von der Kammer 11 über diese Membrane 15 hinaus erstreckt. Die Membrane 15 hat einen kegelstumpfförmigen Längsschnitt und an dem Ende mit dem grösseren Durchmesser

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seiner konischen Wand 18 einen äusseren Urafangssteg 17· Eine konische Verlängerung 19 ragt axial in Richtung zur Bohrung des Bundes 14 aus der Kreisfläche der Membrane heraus. Eine Spindel 20 erstreckt sich von der Innenseite der Kreisfläche aus axial in der Richtung von der konischen Verlängerung 19 weg. Die Membrane 15 ist auf die Spindel 20 aufgeschrumpft. Die Membranbaugruppe besteht aus der Membrane 15, einer ringförmigen Scheibe 21, die diesen Steg 17 an einem Umfangsabsatz 22 an der Verbindung zwischen der Kammer 11 und dem Kanal 16 festhält. Die Spindel 20 geht durch das Loch in dieser ringförmigen Scheibe 21 hindurch, und um die Spindel 20 herum ist angrenzend an ihr äusseres Ende eine Druck-Schraubenfeder 23 zwischen dieser ringförmigen Scheibe 21 und einer angrenzend an diese Spindel befestigten Endscheibe 24 angeordnet, wobei die Enden der Feder 23 an den einander zugewandten Flächen der beiden Scheiben 21, 24 anliegen. Die ringförmige Scheibe 21 wird durch einen Sprengring 29 festgehalten, der in eine Ringnut in der Wand des Kanals 16 im Körper 10 so eingreift, dass er aus dieser Wand herausragt, Die Endscheibe 24 ist kreisrund, hat gegenüber der Wand des Kanals 16 Spiel und wird dadurch auf der ' Spindel 20 festgehalten, dass sie an einem an der Zulauföffnungsseite der Spindel 20 angebrachten Absatz anliegt, sowie durch einen Sprengring 33, der in eine Nut in der Spindel 20 so eingreift, dass der Sprengring 33 aus der Spindel 20 herausragt. .Der Steg 17 der Membrane 15 hat einen TJmfangsrand 25, der mit dem Steg in einem TJmfangsfalz untergebracht ist, der dafür in der ringförmigen Scheibe 21

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angebracht ist. Ein Teil der ringförmigen Scheibe 21 erstreckt sich zur Kammer 11 zu axial am Absatz 22 vorbei, und vom äusseren Rand dieser axialen Verlängerung aus erstreckt sich eine ringförmige Kippe 26 in Richtung zur Kammer 11. Das offene Ende des Kanals 16 wird durch einen Rohrdeckel 2? verschlossen, der auf der Aussenseite des Körpers 10 überlappt und mit einem Innengewinde versehen ist, das in ein Aussengewinde am Körper fasst. In der kreisrunden Endfläche des Deckels 27 ist eine koaxiale Öffnung ι angebracht. Der Deckel 27 hat Einrichtungen, die verstellt werden können, um die Membrane 15 zu veranlassen, gegen oder durch ihre Hilfskraft bewegt werden zu können, um das Ventil zu schliessen oder zu öffnen.

Bei der ersten Ausführungsform nach Jig. I bestehen die verstellbaren, membranbewegenden Einrichtungen aus einem zylindrischen Schaft 30 vorgegebener Länge, dessen inneres Ende das äussere Ende der Spindel 20 erfasst, der engrenzend an und im Abstand von seinem äusseren Ende einen Umfangssteg 31 aufweist. Die äussere Ringfläche dieses Stegs 31 liegt ι auf der Innenfläche der kreisrunden Endwand am Rande der Öffnung 28 auf, durch die das äussere Ende des Schaftes 30 hindurchgeht.

Beim Gebrauch erfolgt die Verstellung dieser Einrichtungen zum Bewegen der Membrane 15 gegen oder durch ihre Hilfskraft durch Schrauben des Deckels 27, um diesen Deckel gegenüber dem Körper 10 vorwärts oder rückwärts zu bewegen. Dieser Vorgang veranlasst die Endscheibe 24- und mit ihr die Spindel 20 bewegt zu werden, wodurch die Feder 23 zusammengedrückt

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oder entspannt wird. Diese Ausführungsform kann als handbetätigt es Radiatoreinlassventil Anwendung finden.

Bei der in !ig. 2 und Fig. 3 dargestellten, zweiten Ausführungsfomn "bestehen die verstellbaren, membranbewegenden Einrichtungen aus einer Wärmeantriebsvorrichtung 35 fliit zylindrischer Form, die an einem Ende 35 A einen gegenüber der Antriebsvorrichtung 35 beweglichen, axialen Stift 36 hat, wobei die Antriebsvorrichtung 35 an diesem einen Ende 35A einen grösseren Durchmesser hat als auf ihrer übrigen Länge, die durch die Öffnung 28 hindurchragt und aus ihr herausragt, wenn der Teil grösseren Durchmessers am Ende 35-A· äer Antriebsvorrichtung 35 an der inneren Endfläche des Deckels 2? anliegt und eine Auswärtsbewegung der Antriebsvorrichtung 35 verhindert. Das innere Ende des Stifts 36 ist mit einer Pfanne 37 verbunden, deren offenes Ende der Endscheibe 24- zugewandt ist. In dieser Pfanne ist mit einem ihrer Enden auf dem Boden der Pfanne aufsitzend eine zweite Druck-Schraubenfeder 38 angeordnet, deren anderes Ende auf dieser Endscheibe 24 aufsitzt, wobei die Feder dazu dient, die Hilfskraft für das Zurückstellen des Stiftes 36 zu liefern.

Beim Gebrauch erfolgt die Verstellung dieser Einrichtungen zum Bewegen der Membrane 15 gegen oder durch ihre Hilfskraft durch eine thermostatische Substanz in der Wärmeantriebsvorrichtung 351 die sich bei Änderungen der Aussentemperatur ausdehnt oder zusammenzieht, um den Stift 36 und mit ihm die Membrane 15 vorzuschieben oder sein Zurückziehen durch

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die Hilfskraft zu veranlassen, während der Deckel 27 stationär bleibt. Diese Ausfiihrungsform kann als thermostatisch gesteuertes Eadiatoreinlassventil Anwendung finden.

Bei der dritten, in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform bestehen die verstellbaren, membranbewegenden Einrichtungen aus einem abgewandelten Deckel 27A, der ein vom Hand der Öffnung 28 aus nach innen ragendes Rohr 40 hat, wobei die Bohrung des Rohres ein Gewinde trägt, in das eine Schraube 41 eingreift, deren inneres Ende das äussere Ende der ) Spindel 20 erfasst.

Beim Gebrauch erfolgt die Verstellung dieser Einrichtungen zum Bewegen der Membrane 15 gegen ihre Hilfskraft durch Drehen der Schraube 41 unter Benutzung eines an deren Aussenende angebrachten Schlitzes. Diese Ausfiihrungsform kann als Radiatorauslassventil Anwendung finden.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE * '

1J Steuerventil für strömende Flüssigkeiten mit einem Ventilkörper, in dem sich eine Kammer befindet, mit der eine Zulauf- und eine Ablauföffnung in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Membrane (15) mit ihrem Umfang in dieser Kammer (11) befestigt ist und ein Teil von ihr bewegt werden kann, um die Verbindung zwischen der Zulauföffnung (12) und der Ablauföffnung (13) zu unterbrechen, wobei die Membrane (15) normalerweise durch eine Hilfskraft in eine Lage gebracht wird, die diese Verbindung gestattet und wobei axial zur Membrane (15) Einrichtungen zum Bewegen des beweglichen Teils der Membrane (15) angeordnet sind.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zulauföffnung (12) kammerseitig einen in die Kammer (11) hineinragenden Bund (14) hat, wobei die innere Endfläche dieses Bundes (14) ringförmig ist und als Dichtungssitz dient, an dem die Aussenflache der Membrane (15) anliegt, um das Einströmen von Flüssigkeit in die Kammer (11) zu sperren, wobei die Membrane (15) zumindest einen Teil einer Wand dieser Kammer (11) bildet, wobei die Membrane (15) Teil einer Baugruppe ist, deren Rest sich in einem offenendigen Kanal (16) befindet, der sich von der Kammer (11) aus über diese Membrane (15) hinaus erstreckt, und wobei'das offene Ende dieses Kanals (16) durch einen Deckel (27 oder 27A) verschlossen ist, der an diesem Körper (10) befestigt werden kann.

3· Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass

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die Membrane (15) einen äusseren Umfangssteg (17) hat und die Meiabranbaugruppe eine Spindel (20) umfasst, die sich axial von der Innenseite dieser Membrane (15) aus bis über den Steg (17) hinaus erstreckt, wobei eine ringförmige Scheibe (21) den Steg (17) an einem Absatz (22) an der Verbindung zwischen der Kammer (11) und dem Kanal (16) festhält, wobei diese Spindel (20) durch das Loch in der ringförmigen Scheibe (21) hindurchgeht, wobei eine Druck-Schraubenfeder (23) zwischen dieser ringförmigen Scheibe (21) und einer an der Spindel angrenzend an ihr äusseres Ende befestigten Endscheibe (24) um die Spindel (20) herum angeordnet ist, und wobei die Enden der Feder (23) auf den einander zugewandten Flächen dieser beiden Scheiben (21, 24) aufsitzen.

4. Ventil nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass die Membrane (15) einen praktisch kegelstumpfförmigen Längsschnitt aufweist, wobei sich der äussere Umfangssteg (17) am Ende grosseren Durchmessers ihrer konischen Wand befindet, wobei eine konische Verlängerung (19) axial zu ihrer Kreisfläche in Richtung zur Bohrung des Bundes (14) herausragt, und wobei sich die Spindel (20) axial von der Innenseite der Kreisfläche aus in der Richtung weg von der konischen Verlängerung (19) erstreckt.

5· Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die den Kanal (16) und den Deckel (27 oder 27A) abgrenzenden Teile des Körpers (10) sämtlich rohrförmig sind und der

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Deckel(27 oder 27A) auf der Aussenseite des Körpers (10) überlappt, ein Innengewinde hat, das in ein Aussengewinde am Körper (10) fasst und eine in seiner kreisrunden Endfläche koaxial angeordnete öffnung (28) aufweist.

6. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die verstellbaren, meinbranbewegenden Einrichtungen aus einem zylindrischen Schaft (30) vorgegebener Länge bestehen, der an seinem inneren Ende das aussere Ende der Spindel (20) erfasst und angrenzend an sein und im Abstand von seinem äusseren Ende einen Umfangssteg (31) aufweist, dessen äussere ringförmige Fläche an der Innenfläche der kreisrunden Endwand des Deckels (27) am Rand der öffnung (28) anliegt, durch die das äussere Ende des Schafts (30) hindurchgeht, wobei die Verstellung dieser Einrichtungen zum Bewegen der Membrane (15) gegen oder durch ihre Hilfskraft dadurch erfolgt, dass man den Deckel (27) schraubt, um diesen Deckel (27) gegenüber dem Körper (10) vorwärts oder rückwärts zu bewegen, um die Endscheibe (24) und mit ihr die Spindel (20) zur Bewegung zu veranlassen, wodurch die Feder (23) zusammengedrückt oder entspannt wird.

'7· "Ventil nach Anspruch 3₅ dadurch gekennzeichnet, dass die verstellbaren, membranbewegenden Einrichtungen aus einer Wärmeantriebsvorrichtung (35) ^mi"b zylindrischer Form bestehen, die an einem Ende einen gegenüber der Antriebsvorrichtung (35) bewegbaren, axialen Stift (36) hat, wobei die Antriebsvorrichtung (35) an diesem einen Ende einen grösseren Durchmesser hat als auf dem Rest ihrer Länge, mit der

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sie durch die öffnung (28) hindurch und aus ihre herausragt, wenn der Teil grösseren Durchmessers an diesem einen Ende an der inneren Endfläche des Deckels (27) anliegt und eine Auswärtshewegung der Antriebsvorrichtung (35) verhindert, wobei das innere Ende des Stiftes (36) mit einer Pfanne (37) verbunden ist, deren offenes Ende der Endscheibe (24) zugewandt ist und in der sich mit einem ihrer Enden auf dem Boden der Pfanne (37) aufsitzend eine zweite Druck-Schraubenfeder (38) befindet, deren anderes Ende an der Endscheibe (24) anliegt und dazu dient, die Hilfskraft zum Rucksteilen des Stiftes (36) zu liefern, und wobei die Verstellung durch eine thermostatische Substanz in der Wärmeantriebsvorrichtung (35) erfolgt, die sich bei Änderungen der Aussentemperatür ausdehnt und zusammenzieht, um den Stift (36) und damit auch die Membrane (15) vorzuschieben oder um sein Zurückziehen durch die Hilfskraft zu veranlassen, während der Deckel (27) stationär bleibt.

8. Ventil nach Anspruch 3j dadurch gekennzeichnet, dass die verstellbaren, membranbewegenden Einrichtungen einen angewandelten Deckel (27A) umfassen, bei dem sich vom Rand der öffnung aus ein einwärtsragendes Rohr (40) erstreckt, dessen Innenbohrung ein Gewinde trägt, in das eine Schraube (41) fasst, deren inneres Ende das äussere Ende der Spindel (20) erfasst, wobei die Verstellung durch Drehen der Schraube (41) erfolgt.

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