DE2620640B2 - Fühl- und Einstellvorrichtung für eine Regelanordnung mit mehreren thermostatisch betätigten Ventilen - Google Patents
Fühl- und Einstellvorrichtung für eine Regelanordnung mit mehreren thermostatisch betätigten VentilenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Fühl- und Einstellvorrichtung für eine Regelanordnung mit mehreren thermostatisch betätigten Ventilen o. dgl., die je
ein Arbeitselement und eine diesem entgegenwirkende Feder aufweisen und von einem von einem Fühler
abhängigen Druck gesteuert sind, mit einem einzigen Fühler, mit einer Umsetzvorrichtung mit einem
Geberelement, das unter dem Einfluß des vom Fühler
abhängigen Druckes und einem einstellbaren Sollwertglied steht, sowie mit einem mit Flüssigkeit gefüllten
übertragungssystem.
Wenn in einem Raum mehrere Wärmetauscher-Einheiten, z. B. Warmwasser-Radiatoren, vorhanden sind,
ist es bekannt, jede Einheit >nit einem eigenen thermostatisch betätigten Ventil zu versehen, das einen
eigenen Fühler und eine eigene Sollwert-Einstellvorrichtung besitzt. Eine solche Regelanordnung hat jedoch
den Nachteil, daß bei einer Änderung der Sollwert-Tem
peratur des genannten Raumes die Sollwertfedern jedes
einzelnen Ventils verstellt werden müssen. Da die Verstellung häufig nicht gleichmäßig erfolgt, versuchen
die Wärmetauscher-Einheiten unterschiedliche Temperaturen einzuregeln, wodurch sich innerhalb des
Raumes unerwünschte Längsströmungen der unterschiedlich warmen Luft ergeben.
Es ist ferner eine Fühl- und Einstellvorrichtung der eingangs erwähnten Art bekannt (US-PS 25 13 765), bei
der ein Ventil und eine Drosselklappe in Abhängigkeit
von einem einzigen Fühler verstellbar sind. Dieser
Fühler ist vollständig mit einer leicht verdampfbaren Flüssigkeit, wie Äther, gefüllt. Durch Wärmeausdehnung des Flüssigkeitsvolumens bei Temperaturanstieg
oder durch Verstellung eines das Fühlervolumen
ändernden Sollwertgliedes wird ein Teil dieser Flüssigkeit in Verdampfungskammern gedrückt, welche durch
Heißdampf beheizt sind. Die aus dem Fühler herausgedrückte Flüssigkeitsmenge verdampft; der von dieser
Menge abhängige Druck des überhitzten Dampfes wirkt
auf die Arbeitselemente des Ventils und der Drosselklappe. Das Arbeitselement des Ventils ist mit der
Verdampfungskammer identisch. Das Arbeitselement der Drosselklappe ist über ein mit Flüssigkeit gefülltes
Übertragungssystem mit einem in einer Verdampfungskammer angaordneten Geberelement verbunden. Dieses Geberelement weist einen Wellrohrbalg auf, der an
einer gehäusefesten Wand angebracht ist und einen beweglichen Boden aufweist und zur Bildung der s
Verdampfungskammer von einem Gehäusenapf übergriffen wird Bei dieser Konstruktion wird Heißdampf
als Hilfsenergie benötigt Solcher Heißdampf steht jedoch nicht immer zur Verfügung.
Es ist auch schon bekannt, eine gemeinsame Einstellvorrichtung für mehrere Ventile vorzusehen, die
pneumatisch oder elektrisch arbeitet Aber auch dies erfordert eine zusätzliche Hilfsenergie.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fühl-
und Einstellvorrichtung für eine Regelanordnung mit is
mehreren thermostatisch betätigten Ventilen anzugeben die für alle Ventile gemeinsam ist, aber ohne
Hilfsenergie arbeitet
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß der Fühler nur teilweise mit Flüssigkeit gefüllt ist und nach dem Dampfdruckprinzip arbeitet, daß das
einstellbare Soiiwertglied eine am Gebereiemenl angreifende Sollwertfeder ist und daß da* Übertragungssystem mit den Arbeitselementen mehrerer
Ventile verbunden ist
Bei einer Temperaturänderung ändert sich der Dampfdruck des nur teilweise mit Flüssigkeit gefüllten
Fühlers gemäß der Dampfdruckkurve. Dies führt unmittelbar zu einer Verlagerung des Geberelements
und damit zu einer gleichzeitigen Verstellung aller angeschlossenen Ventile. Ein ähnlicher Effekt ergibt
sich, wenn die gemeinsame Sollwertfeder verstellt wird. Da die Temperatur durch den Dampfdruck und die
Stellgröße durch den Flüssigkeitsdruck und beides nicht durch eine Volumenänderung dargestellt wird, kann sich
die Verstellung bei allen Ventilen gleichmäßig auswirken. Die Ventilstellungen werden durch ein Kraftgleichgewicht zwischen dem Flüssigkeitsdruck auf der Fläche
der Arbeitselemente und den Gegenkräften bestimmt, die durch die Federn, welche den einzelnen Ventilen
bzw. deren Arbeitselementen zugeordnet sind, hervorgerufen werden. Hierbei ist es gleichgültig, wieviel
Arbeitselemente an die Fühl- und Einstellvorrichtung angeschlossen sind; wenn beispielsweise statt zwei vier
Arbeitselemente angeschlossen sind, vollführt das Geberelement einfach den doppelten Hub; der temperaturabhängige Dampfdruck wire automatisch aufrechterhalten, indem die doppelte Flüssigkeitsmenge
verdampft. Daher kann von einer Baugröß? eine — innerhalb gewisser Grenzen — beliebige Anzahl von
Ventilen gleichzeitig im Sollwert verstellt werden.
Mit besonderem Vorteil ist dafür gesorgt, daß die
Sollwertfvder im Dampfdruckraum angeordnet, ist sowie gleichsinnig mit dem Dampfdruck wirkt und daß
eine weitere Feder vorgesehen ist, die das Geberelement entgegen dem Dampfdruck belastet. Dies ergibt
eine platzsparende Konstruktion. Außerdem wird sichergestellt, daß ein Arbeitselement nicht überlastet
werden kann, wenn die zugehörige Federkraft fortfällt, z. B. bei der Montage oder bei einer Reparatur.
Bei einer anderen Ausführungsform ist dafür gesorgt, daß die Sollwert-Einstellfeder im Geberelement angeordnet ist und entgegen dem Dampfdruck wirkt Auch
dies ergibt eine platzsparende Ausführung, wobei die Sollwert-Einstellfeder gleichzeitig die Funktion der
Überlastungs-Schjtzfeder übernimmt.
Eine weitere Vereinfachung ergibt sich, wenn das Geberelement von ein* m Dampfdruckraum umgeben
ist, dadurch, daß der Dampfdruckraum teilweise mit Flüssigkeit gefüllt is; und gleichzeitig als Fühler dient.
Ein zusätzliches Fühlerelement kann dann entfallen.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, bei dem das Geberelement einen Wellrohrbalg aufweist, der an
einer gehäusefesten Wand angebracht ist und einen beweglichen Boden aufweist, und bei dem zur Bildung
des Dampfdruckraums ein mit der gehäusefesten Wand verbundener Gehäusenapf den Wellrohrbalg übergreift,
ist dafür gesorgt, daß sich die Sollwert-Einstellfeder zwischen dem beweglichen Boden und einer Stützplatte
erstreckt, die durch eine von einem Dichtungsbalg umgebene Einstellvorrichtung abgestützt ist Dies ergibt
ein Gcberelement mit einem verhältnismäßig großen Volumen und einer verhältnismäßig großen Volumenänderung.
Eine Alternative ist dadurch charakterisiert, daß der
bewegliche Boden und die im Dampfdruckraum angeordnete Stützplatte je einen Außenflansch, einen
sich etwa ?xM erstreckenden Verbindungsabschnitt und einen zur gehäusefesten Wand ν; setzten Mittelteil
besitzen, die Sollwert-Einstellfeuer sieh zwischen dem
Außenflansch der Stützplatte und dem Mittelteil des beweglichen Bodens und der Dichtungsbalg sich
zwischen der Stirnwand des Gehäusenapfes unä dem Mittelteil der Stützplatte erstrecken und ein Drehgriff
vorgesehen ist der eine den Gehäusenapf übergreifende Umfangswand, eine Stirnwand und einen von dieser
nach innen bis zum Mittelteil der Stützplatte vorspringenden, zentrischen Gewindestutzen aufweist, der in
einer von der Stirnwand des Gehäusenapfes nach innen vorstehenden Gewindebuchse gehalten ist
Bei einer anderen Alternative ist es vorteilhaft, wenn die im Geberelement angeordnete Stützplatte einen
Außenflansch, einen sich etwa axial erstreckenden Verbindungsabschnitt und einen zum beweglichen
Boden versetzten Mittelteil besitzt, die Sollwert-Einstellfeder sich zwischen dem Außenflansch der Stützplatte und dem beweglichen Boden und der Dichtungsbalg sich zwischen dem Mittelteil der Stützplatte und
der gehäusefesten Wand erstrecken und ein Drehgriff vo gesehen ist, der eine Stirnwand und eine den
Gehäusenapf übergreifende Umfangswand mit einem Innengewinde besitzt, in das eine einen Druckstift der
Einstellvorrichtung tragende, durch gehäusefeste Streben gegen Drehung gesicherte Schraubplatte eingreift.
Wenn die Vorrichtung gleichzeitig als Fühler dient, sollte der Drehgriff Luftdurchtrittsöffnungen aufweisen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher
erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine schematische Darstellung der gesamten Regelanordnung,
F'g 2 eine Vorderansicht einer Fühl- und Einstellvorrichtung gemäß der Erfindung,
Fig.3 eine Seitenansicht, teilweise im SchniW der
Vorrichtung der F i g. 2 und
F i g. 4 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fühl- und Einstellvorrichtung.
In einem Raum befinden sich gemäß F i g. 1 mehrere
Heizkörper 1,2 und 3, die an eine Warmwasser-Vorlaufleitung 4 und eine Rücklaufleitung 5 angeschlossen sind.
Die Verbindung mit der Vorlaufleitung geschieht jeweils über ein Ventil 6, dessen Ventilschaft 7 einen
Betätigungsaufsatz 8 aufweist. Dieser besitzt ein Arbeitselement 9, welches durch einen äußeren Topf IO
und einen Wellrohrbalg 11 begrenzt ist, und eine Feder
12, die sich am Boden des Wellrohrbalges und an einem
gehäusefesten Flansch abstützt. Die Ventile 6 und die zugehörigen Arbeitselemente 8 aller drei Heizkörper
sind identisch aufgebaut. Sie sind untereinander und mit einer Fühl- und Einstellvorrichtung 13 über Kapillarrohre 14 verbunden. Die Fühl- und Einstellvorrichtung ist
beispielsweise für eine Wändmontage bestimmt.
Der Aufbau dieser Fühl- und Einstellvorrichtung 13 wird nunmehr in Verbindung mit den Fig.2 und 3
erläutert. Auf einer quadratischen gehäusefesten Wand 15. die auch der Befestigung dient, ist ein Gehäusenapf
16 befestigt, welcher in der Mitte seines Bodens 17 eine Gewindehülse 18 aufweist. In diese ist ein Gewindestutzen
19 eingeschraubt, der von der Stirnwand 20 eines Drehgriffs 21 vorspringt, die ihrerseits eine den
Gehäusenapf umschließende Umfangswand 22 mit Luftdurchtrittsschlitzen 23 besitzt. Ein Wellrohrbalg 24
ist an seinem einen Ende mit der gehäusefesten Wand 15 und an seinem anderen Ende mit einem beweglichen
Boden 25 verbunden, der einen AuBenflansch 26, einen
sich axial erstreckenden Verbindungsabschnit 27 und einen Mittelteil 28 aufweist. Eine Feder 29 mit fest
vorgegebener Vorspannung erstreckt sich zwischen der gehäusefesten Wand 1 und dem Außenflansch 26. Eine
einstellbare Sollwertfeder erstreckt sich zwischen dem Mittelteil 28 des beweglichen Bodens 25 und dem
Außenflansch 31 einer Stützplatte 32, die ebenfalls einen axialen Verbindungsabschnitt 33 und einen Mittelteil 34
aufweist. Dieser Mittelteil stützt sich auf der Stirnfläche des Gewindestutzens 19 ab. Ein Dichtungsbalg 35 ist an
einem Ende mit diesem Mittelteil 34 und am anderen Fnde mit dem Boden 17 des Gehäusenapfes verbunden.
Das Kapillarrohr 14 mündet in ein Gebereiement 36. das vom Wellrohr 24. dem beweglichen Boden 25 und
der gehäusefesten Wand 15 begrenzt ist und zusammen mit den Kapillarrohren und den Arbeitselementen 9 der
Ventile 6 ein geschlossenes, mit Flüssigkeit gefülltes System bildet. Ein Dampfdruckraum 37 wird durch das
Wellrohr 24, den beweglichen Boden 25. den Dichtungsbalg 35. den Gehäusenapf 16 und die gehäusefeste Wand
15 begrenzt. Dieser Raum ist mit einer kleinen Menge verdampfbarer Flüssigkeit gefüllt, die von der durch die
Schütze 23 zutretenden Luft über den aus Metall bestehenden Gehäusenapf 16 erwärmt wird und
demzufolge im Dampfdruckraum 37 einen der Temperatur entsprechenden Dampfdruck erzeugt.
Demzufolge nimmt der bewegliche Boden 25 eine Gleichgewichtslage ein, die nicht nur vom Dampfdruck
und der Kraftdifferenz der Federn 29 und 30 abhängt, sondern in welchen auch der im Übertragungssystem
herrschende Flüssigkeitsdruck eine Rolle spielt, der von den zusammengedrückten Federn 12 in den einzelnen
Aufsätzen 8 hervorgerufen wird. Wenn nun die Temperatur und damit der Dampfdruck sinkt, bewegt
sich der Boden 25 hauptsächlich unter dem Einfluß der
Federn 12 in Fig.3 nach links, bis ein neuer
Gleichgewichtszustand erreicht ist, in welchem sich die Federn 12 stärker ausgedehnt haben. Hierdurch werden
sämtliche Ventile um einen gleichen Betrag weiter geöffnet. Ahnliches ergibt sich, wenn der Drehgriff 21
s zum Zweck der Sollwerteinstellung verdreht wird, weil hierbei statt des Dampfdrucks die Kraft der Sollwertfeder 30 verändert wird. Dieser Funktionsmechanismus ist
unabhängig von der Zahl der angeschlossenen Arbeitselemente 9. Denn die Gleichgewichtsstellungen sind im
wesentlichen druckabhängig und nicht volumenabhän gig. Beim Anschluß einer größeren Zahl von Arbeitselementen
9 ergibt sich daher bei einem gegebenen Temperaturunterschied ein größerer Hub des beweglichen
Bodens 25.
Zur Sollwerteinstellung weist der Drehgriff 21 einen Zeiger 38 auf. Auf der gehäusefesten Wand 15 ist ein
Skalenträger 39 mit Markierungen 40 montiert.
Die axial gegenüber den Außenflanschen 26 und 31 versetzten Mittelteile 28 und 34 des Bodens 25 und der
Stützplatte 32 haben nicht nur den Vorteil, daß die gesamte Vorrichtung axial kurz ist. Sie dienen
gleichzeitig auch als Begrenzungsanschläge bzw. Widerlager, welche eine übermäßige Hubbewegung des
Bodens 25 verhindert, so daß die Wellrohrbalgen der Arbeitselemente 9 nicht überlastet werden können.
Bei der in Fig.4 veranschaulichten zweiten Ausfiihrungsform
werden für entsprechende Teile dieselben Bezugszeichen wie in den Fig. 2 und 3, jedoch um 100
erhöht, verwendet. Bei dieser Konstruktion wird nur eine einzige Feder 130 verwendet, die sowohl als
Sollwert-Einstellfeder als auch als Überlastungs-Schutzfeder dient. Sie befindet sich zusammen mit der
Stützplatte 132 im Geberelement 136. Während die Stützplatte 132 einen Außenflansch 131, einen axialen
Abschnitt 133 und einen Mittelteil 134 besitzt, ist der bewegliche Boden 125 eben. Die gehäusefeste Wand
115 ist napfförmig ausgebildet und weist einen Außenflansch 141 auf, an welchem der Wellrohrbalg 124
befestigt ist. Ein innen angeordneter Zylinder 142 begrenzt den Weg des beweglichen Bodens 125. Diese
gehäusefeste Wand ist über Streben 143 mit einem Außengehäuse 144 verbunden. Der Drehgriff 121 weist
an seiner Umfangswand 122 ein Innengewinde 145 auf. in welches eine Schraubplatte 146 eingreift, die einen
Druckstift 119 der Einstellvorrichtung trägt. Die Schraubplatte ist napfförmig gestaltet und weist drei
Aussparungen für den Durchtritt der gehäusefesten Streben 143 und einen Schlitz 147 für den Einbau des
Kapillarrohres 14 auf. Durch die Streben 143 wird die Schraubplatte drehfest gehalten. Das bedeutet, daß sic
beim Drehen des Griffes 121 axial verschoben wird und dadurch die Stützplatte 142 zur Verstellung der
Sollwert-Einstellfeder 130 axial verstellt.
Erforderlichenfalls kann der Dampfdruckraum 37 auch mittels eines Kapillarrohres mit einem getrennt
angeordneten Fühler verbunden sein.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentansprüche:1. Fühl- und Einstellvorrichtung für eine Regelanordnung mit mehreren thermostatisch betätigten Ventilen o. dgL, die je ein Arbeitselement und eine diesem entgegenwirkende Feder aufweisen und von einem von einem Fühler abhängigen Druck gesteuert sind, mit einem einzigen Fühler, mit einer Umsetzvorrichtung mit einem Geberelement, das unter dem Einfluß des vom Fühler abhängigen Druckes und einem einstellbaren Sollwertglied steht, sowie mit einem mit Flüssigkeit gefüllten Übertragungssystem, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (37,137) nur teilweise mit Flüssigkeit gefüllt ist und nach dem Dampfdruckprinzip arbeitet, daß das einstellbare Sollwertglied eine am Geberelement (36, 136) angreifende Sollwertfeder (30, 130) ist und daß das Übertragungssystem (14) mit den Arbeitselementen (9) mehrerer Ventile (6) verbunden ist.2. Fühl- und Einstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollwertfeder (30) im Dampfdruckraum (37) angeordnet ist sowie gleichsinnig mit dem Dampfdruck wirkt und daß eine weitere Feder (29) vorgesehen ist, die das Geberelement (36) entgegen dem Dampfdruck belastet.3. Fühl- und Einstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollwert-Einstellfeder (130) im Geberelement (136) angeordnet ist und entgegen dem Dampfdruck wirkt.4. Fühl- und Ei"stellve--ichtung, bei der das Geberelement von einem Dampfdruckraum umgeben ist, nach einem der Anspr"iche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampfdruckraum (37,137) teilweise mit Flüssigkeit gefüllt ist und gleichzeitig als Fühler dient.5. Fühl- und Einstellvorrichtung, bei der das Geberelement einen Wellrohrbalg aufweist, der an einer gehäusefesten Wand angebracht ist und einen beweglichen Boden aufweist und bei der zur Bildung des Dampfdruckraums ein mit der gehäusefes:en Wand verbundener Gehäusenapf den Wellrohrbalg übergreift, nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Sollwertfeder (30, 130) zwischen dem beweglichen Boden und einer Stützplatte (32, 132) erstreckt, die durch eine von einem Dichtungsbalg (35, 133) umgebene Einstellvorrichtung (19,119) abgestützt ist.6. Fühl- und Einstellvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Boden (2S) und die im Dampfdruckraum (37) angeordnete Stützplatte (32) je einen Außenflansch (26,31), einen sich etwa axial erstreckenden Verbindungsabschnitt (27, 33) und einen zur gehäusefesten Wand (15) versetzten Mittelteil (28, 34) besitzen, die Sollwert-Einstellfeder (30) sich zwischen dem Außenflansch der Stützplatte und dem Mittelteil des beweglichen Bodens und der Dichtungsbalg (35) sich zwischen der Stirnwand (17) des Gehäusenapfes (16) und dem Mittelteil der Stützplatte erstrecken und ein Drehgriff (21) vorgesehen ist, der eine den GehSusenapf Übergreifende Umfangswand (22), eine Stirnwand (20) und einen von dieser nach innen bis zum Mittelteil der Stützplatte vorspringenden, zentrischen Gewindestutzsn (19) aufweist, der in einer von der Stirnwand des Gehäusenapfes nachinnen vorstehenden Gewindebuchse (18) gehalten ist7, Fühl- und Einstellvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die im Geberelement (136) angeordnete Stützplatte (132) einen Außenflansch (131), einen sich etwa axial erstreckenden Verbindungsabschnitt (133) und einen zum beweglichen Boden (125) versetzten Mittelteil (134) besitzt, die Sollwert-Einstellfeder (130) sich zwischen dem Außenflansch der Stützplatte und dem beweglichen Boden und der Dichtungsbalg (135) sich zwischen dem Mittelteil der Stützplatte und der gehäusefesten Wand (115) erstrecken und ein Drehgriff (121) vorgesehen ist, der eine Stirnwand (120) und eine den Gehäusenapf (116) übergreifende Umfangswand (122) mit einem Innengewinde (145) besitzt, in das eine einen Druckstift (119) der Einstellvorrichtung tragende, durch gehäusefeste Streben (143) gegen Drehung gesicherte Schraubplatte (146) eingreift8. Fühl- und Einstellvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet daß der Drehgriff (21,121) Luftdurchtrittsöffnungen (23,123) aufweist
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