-
Wärmeempfindliches Flüssigkeitsventil Die Erfindung bezieht sich auf
ein Flüssigkeitsventil, das selbsttätig die Menge der durchtretenden Flüssigkeit
in bezug auf deren Temperatur regelt. Derartige Anlagen sind besonders vorteilhaft
für Kühlwasserleitungen von Kälteerzeugungsanlagen, da sie die Menge des Kühlwassers
selbsttätig genau nach der jeweiligen Wärmeabgabe der zu kühlenden Apparatteile,
z. B. des Kondensators oder des Absorbers, einregeln. Man kommt daher mit einem
Minimum von Kühlwasser aus. Bei derartigen an sich bekannten Ventilen steuert ein
wärmeempfindlicher Körper (z. B. eine Thermostatvorrichtung beliebiger Art), der
der Temperatur des zu steuernden Kühlwassers ausgesetzt ist, ein im Lauf des Kühlwassers
liegendes Ventil. Bei den bekannten Anlagen dieser Art ist ein Durchgangskanal für
das Kühlwasser in der Ventilanlage ständig geöffnet, während ein zweiter Durchgangskanal
durch eine Ventilvorrichtung gesteuert wird, deren wärmeempfindlicher Körper über
beide Durchgangskanäle mit der Eintrittsstelle des Kühlwassers in das Ventil verbunden
ist. Insbesondere bei modernen Haushaltskühlschränken, die ohne bewegliche- Teile
arbeiten und deshalb keiner Wartung bedürfen und die von technisch ungeschultem
Personal benutzt werden, ist es von außerordentlicher Wichtigkeit, daß ein derartiges
Ventil keinerlei Störungen ausgesetzt ist, da die einzige Störung, die in solchen
Kälteanlagen. auftreten kann, eben das Versagen des zum Betriebe erforderlichen
Kühlwassers ist. Insbesondere bei solchen Anlagen ist es daher außerordentlich wichtig,
zu verhindern, daß sich das Kühlwasserventil durch Verschmutzung verstopft. Erfindungsgemäß
wird ,daher durch an sich bereits bekannte Mittel in derartigen Ventilanlagen der
Durchgangskanal mit dem stets offenen Querschnitt durch die Bewegung .des Verbindungsstückes
zwischen dem Ventilkörper und dem wärmeempfindlichen Körper beim Arbeiten des Ventils
gereinigt.
-
Die Erfindung soll näher unter Hinweis auf die anliegenden Zeichnungen
beschrieben werden, wobei sich weitere kennzeichnende Merkmale der Erfindung ergeben
werden.
-
In Abb. i ist eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
im Durchschnitt gezeigt. In der Abb. z ist ein Querschnitt durch einen Teil des
Ventils gemäß Abb. i gezeigt, 9o° um eine senkrechte Achse gegen die Darstellung
der Abb. i gedreht. Abb. 3 ist ein Querschnitt gemäß der Linie III-III der Abb.
z. In Abb. 4 und 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Abb. 6 ist ein Schnitt durch einen Teil der Vorrichtung der Abb. i.
In
der Abb. z ist ein Ventilgehäuse in seiner Gesamtheit mit io bezeichnet. Es enthält
eine Ventilkammer i i und eine Thermostatkammer_ i2. Die Zulaufleitung
13 steht über eine kurze Verbindungsleitung i¢, die durch das Ventilgehäuse
io hindurchtritt, mit einer zwischen den Kammern ii und r2 liegenden Zwischenkammer
15 in Verbindung. Der Boden dieser Kammer 15 ist abgeschlossen mit Ausnahme
einer zentralen Bohrung 16 im unteren Teil eines Schraubenzapfens 17,
der
im Gehäuse verschraubt ist. Der Schraubenzapfen 17 ist mit einer seitlichen
Durchtrittsöffnung 18 versehen. Von dieser seitlichen Durchtrittsöffnung 18 erstreckt
sich die genannte Durchtrittsöffnung 16 nach unten und eine etwas weitere Durchtrittsöffnun.g
ig nach oben durch den Schraubenzapfen 17 hindurch. Der obere Teil des Schraubenzapfens
ist als Ventilsitz ausgebildet.
-
Das obere Ende der Ventilkammer i i ist durch einen Schraubenbolzen
2o abgeschlossen. Ein zylindrisches Gleitlager 2i ist im Inneren dieses Bolzens
vorgesehen.
-
Eine Ventilstange 22 reicht von der Thermostatkammer 22 durch die
Bohrung des Schraubenzapfens 17 hindurch bis in das Gleitlager 2i des Bolzens 2o
hinein. Diese Ventilstange trägt einen Ventilkörper 23, der mit dem Ventilsitz des
Zapfens 17 zusammenarbeitet, so daß die Durchtrittsöffnung ig durch das Ventil gesteuert
wird. Der wirksame Teil dieses Ventils besteht aus einem Ring 24, aus Gummi o. dgl.,
der zwischen dem Ventilkörper 23 und dem Ventilsitz den Abschluß herstellt. Hierdurch
wird das Ventil geräuschlos. Eine Spiralfeder 25, die sich einerseits gegen den
Schraubenbolzen 2o,. andererseits gegen den Ventilkörper 23 legt, sucht das Ventil
zu schließen. Die Durchtrittsöffnung ig hat einen wesentlich größeren Durchmesser
als die Ventilstange 22, während der Durchmesser der Bohrung 16 nur unwesentlich
größer als der Durchmesser der Ventilstange ist (vgl. Abb.6). Der untere Teil der
Ventilstange 22 .dient, sobald er sich bewegt, dazu, die enge Durchtrittsöffnung
16 zu reinigen.
-
Eine Leitung 26 (Atb. 2 und 3) stellt die Verbindung zwischen der
Ventilkammer i i und der Thermostatkammer 12 her. Der untere Teil der Kammer 12
ist durch einen größeren Schraubenzapfen 27 abgeschlossen, durch den hindurch eine
mit Gewinde versehene Bohrung tritt. In diese Bohrung hinein ist eine Hohlspindel28
geschraubt. Mit ihrem Inneren ist ein außen gewellter Balg 29 o. dgl., der sich
der Länge nach ausdehnen und zusammenziehen kann, hermetisch verbunden. Dieser Balg
stellt ein Glied einer Thermostatanlage dar. Das andere Ende des Balges 29 ist hermetisch
durch eine Platte 30 abgeschlossen, die auf ihrer Außenseite mit einer Ausnehmung
3 i verbunden ist, die mit dem unteren Ende der Ventilstange 22 zusammenspielt.
Der Balg 29 ist durch eine Leitung 32, die durch die Hohlspindel 28 führt, mit einer
geeigneten Flüssigkeit, z. B. Methylchlorid, und deren Dampf gefüllt. Nach dieser
Füllung wird die Leitung 32 hermetisch geschlossen, z. B. durch Aufbringen eines
Pfropfens von geschmolzenem Metall im erweiterten äußeren Ende dieser Leitung.
-
Ein kleines Handrad 33 ist am äußerer Ende der Hohlspindel 28 mit
Hilfe eines Feststellstiftes 34 verbunden. Durch Drehen dieses Handrades 33 kann
man die Stellung des Balges 29 gegenüber der Ventilstange 22 v.-rändern. Eine Überfallmutter
35 ist dazu vorgesehen, eine Packung 36, die um die Hohlspindel 28 herum angeordnet
ist, zusammenzupressen, so daß Leckage von Flüssigkeit aus der Thermostatkammer
12, verhindert wird und ebenso sichergestellt wird, daß sich die Hohlspindel 28
nicht so leicht drehen kann, daß.sie unabsichtlich ihre richtige Einstellung verliert.
Vom unteren Teil der Thermostatkammer 12 führt die Ausflußleitung 37 aus dem Ventilgehäuse
io hinaus.
-
In. dem Ausführungsbeispiel nach Abb. :4 und 5 ist das Gleitlager
21 im Schraubenbolzen 2o mit einer spiraligen Ausnehmung 38 versehen, die mit einem
kleinen Knaggen 39 auf der Ventilstange 22 zusammenarbeitet. Die Steigung der Spirale
ist groß genug, die Längsbewegung der Ventilstange zu gestatten. Die entsprechenden
Verhältnisse s.ind@ so gewählt, daß die Stange bei ihrer Aufundabbewegung auch zu
einer Drehung gezwungen wird.
-
Eine besonders günstige Anwendungsart dieses Ventils ist seine Verbindung
mit einem Kälteapparat. Es sei angenommen, daß der Zulaufstutzen 13 mittels
einer Leitung mit der Kühlwasseranlage eines Kälteapparates verbunden ist. Das Wasser
selbst wird von einer beliebigen Stelle, beispielsweise der Hauswasserleitung, geliefert.
Das Wasser kühlt wärmeabgebende Teile des Kälteapparates, z. B: den Kondensator,
wobei es Wärme aufnimmt und dann in die Ablaufleitung übertritt. Da es wünschenswert
ist, nicht mehr Wasser zu benutzen, als für die ordnungsmäßige Kühlung notwendig
ist, ist es wichtig, den Fluß des Wassers automatisch derart zu regulieren, daß
die Temperatur des aus dem Kühlsystem in den Ablauf tretenden Wassers im wesentlichen
konstant bleibt. Denn wenn die Temperatur dieses Wassers zu hoch ist, wird man keine
ausreichende Kühlung des Apparates erhalten. Ist die Temperatur des austretenden
Kühlwassers
aber zu niedrig, so wird Wasser unnötig verschwendet.
Die richtige Einstellung der Temperatur des Kühlwassers wird in folgender Weise
erreicht: Es sei angenommen, daß das Ventil teilweise offen steht, d. h. daß ,der
Balg 29 sich so weit ausgedehnt hat, daß er die Ventilstange 22 gegen den Druck
der Feder 25 angehoben hat und infolgedessen der Ventilkörper 23 vom Ventilsitz
gehoben ist. Wasser tritt vom Kühlsystem des Apparates durch die Zuflußöffnung 13,
dann durch die Bohrungen 1.4, 18 und i9 am Ventilkörper 23 vorbei in die Ventilkammer
i i. Von hier tritt es durch die Bohrung 26 in die Thermostatkammer 12, wo es den
Balg 29 umspült, um dann durch die Auslaßöffnung 37 in den Ablauf zu treten. Dieser
Kühlwasserfluß bleibt ununterbrochen, so lange die Temperatur des; Wassers, das
in das Ventilgehäuse tritt, gleichbleibt. Es sei nun angenommen, daß die Temperatür
dieses Wassers sinkt. Dann tritt kälteres Wasser, wie oben beschrieben, in die Thermostatkammer
12 ein. Hierdurch wird der Balg 29 gekühlt und sein aus Flüssigkeit und Dampf bestehender
Inhalt. Ein Teil des im Balg enthaltenen Dampfes wird daher kondensiert, was eine
entsprechende Verringerung des Gesamtvolumens des Inhaltes zur Folge hat. Infolgedessen
zieht sich der Balg zusammen. Hierdurch erhält der Druck der Feder 25 Übergewicht
und drückt die Ventilstange 22 und den Ventilkörper 23 abwärts. Ist der Abfall der
Wassertemperatur und die daraus folgende Zusammenziehung des Balges groß genug,
so wird der Ventilkörper 23 mit seinem Gummiring 24 fest auf den Ventilsitz des
Zapfens 17 gedrückt und'' der Durchfluß durch die Bohrung 19 ganz abgeschlossen.
-
Aber auch bei völligem Abschluß des Ventils 23 wird ein gewisser geringer
Zufluß zur Kammer 12 vorhanden sein, und zwar von der Bohrung 18 aus durch die enge
Bohrung 16, den unteren Teil des Zapfens 17 an der Ventilstange 22 entlang. Die
hier durchtretende Wassermenge ist nur gering, jedoch ausreichend, etwas in dem
Kühlsystem des Apparates erhitztes Wasser in die Kammer 12 treten zu lassen. Dieses
heiße Wasser bewirkt trotz seiner geringen Menge wieder eine Verdampfung von einem
Teil der im Balg 29 enthaltenen Flüssigkeit. Der Balg dehnt sich infolgedessen aus,
hebt die Stange 22 und damit auch das Ventil 23 von seinem Sitz. Jetzt tritt also
wieder voller Wasserfluß durch das Ventil ein, wie vorstehend beschrieben, und zwar
so lange, bis die Wassertemperatur wieder so weit gefallen ist, daß das Ventil erneut
schließt. In dieser Weise dient das Ventil dazu, die Temperatur des zum Ablauf gehenden
Kühlwassers des Kälteapparates im wesentlichen auf gleicher Temperatur zu halten.
-
Die dabei auftretende mehrfache Hinundherbewegung der Ventilstange
22 durch die enge Durchtrittsöffnung 16 dient dazu, Schmutzpartikeln aus dieser
Öffnung auszustoßen, die sonst unter Umständen diesen Weg verstopfen können. In
dem Ausführungsbeispiel nach den Abb. q. und 5 ist deshalb der Ventilstange außer
der Hinundherbewegung noch eine Drehbewegung aufgedrückt,. indem der Zapfen am oberen
Ende der Ventilstange zum Gleiten in .der spiraligen Ausnehmung 38 gezwungen wird.
Wird die Stange durch die Ausdehnung des Balges 29 nach oben gedrückt, so dreht
sie sich in einer Richtung. Wird die Stange durch die Feder 25 abwärts gestoßen,
so dreht sie sich in der anderen Richtung. Diese Drehung der Stange verbessert noch
ihre Reinigungswirkung.
-
Sind Temperaturveränderungen des übertretenden Kühlwassers erwünscht,
so kann man sie dadurch erreichen, daß man die Stellung des Balges 29 gegenüber
der Ventilstange verändert. Dies erreicht man durch Drehen des Handrades 33, wodurch
die Hohlspindel 28 tiefer oder weniger tief in den Schraubenbolzen 27 hineingeschraubt
wird. Dreht man Handrad und Spindel, beispielsweise im Sinne des Uhrzeigers, so
erzwingt man die Öffnung des Ventils schon bei niedriger Temperatur, bei entgegengesetzter
Drehrichtung öffnet das Ventil bei höherer Temperatur.
-
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränkt.