DE2620640C3 - 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 ft.r 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 Sollwertgjied 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 mi' einem eigenen thermostatisch betätigten Ventil zu versehen, das einen
eigenen Fühler und eine eigene Sullwert-Einstellvorrichtung
besitzt. Eine solche Regelanordnung hat jedoch den Nachteil, daß bei einer Änderung der Sollwert-Temperatur
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 15 765), 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 FJhlervoIumen
oo ändernden Sollwertgliedes wird ein Teil dieser Flüssigkeit
in Verdampfungskammern gedrückt, welche durch JHeißdampf beheizt sind. Die aus dem Fühler herausge-
IirörückteaFlüssigkeitsrnenge; verdampft; der von dieser
s iivlenge abhängige Druck des überhitzten Dampfes wirkt
guf die Arbeitselemente des Ventils und der Drossel·
!klappe. 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 angeordneten Geberelement verbunden. Dieses
Geberelement weist einen Wellrohrbalg auf, der an einer gehäusefesten Wand angebracht ist und einen
beweglichen Boden aufweist und zur Bildung der Verdampfungskammer von einem Gehäusenapf übergriffen
wird. Bei dieser Konstruktion wird Heißdampf als Hilfsenergie benötigt Solcher Heißdampf steht
jedoch nicht immer zur Verfugung.
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 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 Soliwcrigiied eine am Geberelement
angreifende Sollwertfeder ist und daß das 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 A/beitselementen zugeordnet sind, hervorgerufen
werden Hierbei ist es gleichgültig, wieviel Arbeitselemente an die Fühl- und Einstellvc rrichtung
angeschlossen sind; wenn beispielsweise statt zwei vier Arbeitselemente angeschlossen sind, vollführt das
Geberelement einfach den doppelten Hub; der temperaturabhängige Dampfdruck wird automatisch aufrechterhalten,
indem die doppelte Flüssigkeitsmenge verdampft. Daher kann von einer Baugröße eine
— innerhalb gewisser Grenzen — beliebige Anzahl von Ventilen gleichzeitig im Sowwert verstellt werden.
Mit besonderem Vorteil ist dafür gesorgt, daß die Sollwertfedcr 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-Schutifeder übernimmt.
Eine weitere Vereinfachung ergibt sich, wenn das Geberelement von emerit Dampfdruckraum umgeben
ist, dadurch, daß der Dampfdruckraum teilweise mit Flüssigkeit gefüllt ist 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 Geberelement 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 a.val erstreckenden Verbindungsabschnitt und
einen zur gehäusefesten Wand ve ,«tzten Mittelteil
besitzen, die Sollwert-Einsteiifeder sicn ."wischen dem
Außenflansch der Stützplatte und dem Mittelteil des beweglichen Bodens und der Dichtungsbalg sich
zwischen der Stirnwand des Gehäusenapfes und dem Mittelte\ 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 gehallen 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 Dichtjngsbalg sich zwischen dem Mittelteil der Stützplatte und
der gehäusefesten Wand erstrecken und ein Drehgriff vorgesehen 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 schema'.ische Darstellung der gesamten Regelanordnung,
Fig 2 eine Vorderansicht einer Fühl- und Einstellvorrichtung
gemäß der Erfindung,
F i g. 3 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt der
Vorrichtung der F i g. 2 und
Fig.4 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform einer erfindiingsgemäßen Fühl- und Einstellvorrichtung.
m einem Raum befinden sich gemäß F i g, 1 mehrere Heizkörper 1,2 und 3, die an eine Warmwasser-Vorlaufleitung
4 und eine Rückläufleitung 5 angeschlossen sind.
Die Verbindung mit der Vorlaufleitung geschieht jeweils über ein Ventil 6, dessen Ventilschaft 7 einen
Betätigüngsaufsatz 8 aufweist Dieser besitzt ein Arbeitselement 9, welches durch einen äußeren Topf 10
iitid einen Wellrohrbalg 11 begrenzt ist, Und eine Feder
12, die sich am Boden des Wellröhfbälges Und an einem
gehäusefesten Flansch abstützt Die Ventile 6 und die Zugehörigen Afbeitselemente 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 F i g. 2 und 3
erläutert Auf einer quadratischen gehäusefesten Wand /5, 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 F.nd? mit einem beweglichen
Boden 25 verbunden, der einen Außenflansch 26. einen sich axial erstreckenden Verbindungsabschnitt 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
Ende mit dem Boden 17 des Gehäusenapfes verbunden.
Das Kapillarrohr 14 mündet in ein Geberelement 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 derBoden 25 hauptsächlich; ünteFdem 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; Ähnliches ergibt sich, wenn der Drehgriff 21
izurii Zweck de"f Sollwerteinstellung verdreht wird, weil
hierbei statt des Dampfdrucks die Kraft der Sollwef(feder
30 verändert wird. Dieser Funktionsmechanismus ist unabhängig von der Zahl der angeschlossenen Arbeitselemente
9. Denn die Gleichgewichtsslellungeri sind im wesentlichen druckabhängig und nicht volumenabhängig.
Beim Anschluß einer größeren Zahl von Arbeitselc menten 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 Markierungen40 montiert
Die axial gegenüber den Außenflanschen 26 und 31 versetzter. Mitielicüc 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 Ausführungsform
werden für entsprechende Teile dieselben Bezugszc^hen wie in den F i g. 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-Schulzfeder 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
4ö 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
so Schraubplatte drehfest gehalten. Das bedeutet, daß sie beim Drehen des Griffes 121 axial verschoben wird tmd
dadurch die Stützplatte 142 zur Verstellung der Soll wert-Einstellfeder 130 axial verstellt
Erforderlichenfalls ,kann der ,Dampfdruckraum 37
auch mittels eines Käpillafröhres mit einem getrennt
angeordneten Fühler verbunden sein.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
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 if».
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 Einstellvorrichtung, bei der das Gebereleme.nt von eim.m Dar ,pfdruckraum umgeben
ist, nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampft uckraum (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 gehäusefesten 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, 135) umgebene Einstellvorrichtung (19,119) abgestützt ist.
6. Fühl- und Einstellvorrichtung nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Boden
(25) und die im Dampfdruckraum (37) angeordnete Stützplatte (32) je einen Außenflansch (26,31), einen
lieh 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 Stützplätte erstrecken und ein
Drehgriff (21) vorgesehen, ist, der eine den Gehäusenapf übergreifende ÜmfangsWand (22), eine
Stirnwand (20) und einen von dieser nach innen bis zürn Mittelteil der Stützplatte vorspringenden,
zentrischen Gewindestutzen (19) aufweist, der in einer von der Stirnwand des Gehäusenapfes nach
innen vorstehenden Gewindebuchse (18) gehalten ist.
7. 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 Sol'wert-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 (ϊ16) übergreifende Umfangsv/and
(122) mit einem Innengewinde (145) besitzt, in das eine einen Druckstift (119) der Einstellvorrichtung
tragende, durch gehäusefeste Streben (143) gegen Drehung gesicherte Schraubplattt: (146)
eingreift
8. Fühl- und Einstellvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehgriff
(21,121) Luftdurchtrittsöffnungen (23,123) aufweist.
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Legal Events
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OD | Request for examination | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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