DE626098C - Thermostatisch betaetigtes Ventil fuer Temperaturregler o. dgl. - Google Patents

Description

S112667

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein thermostatisch betätigtes Ventil für Temperaturregler 0. dgl., welches insbesondere als thermostatisch betätigtes Hilfsventil zur Steuerung des Hauptventils eines Temperaturreglers dienen soll, jedoch auch für andere Zwecke verwendbar ist.

Bei Temperaturreglern o. dgl. der genannten Art führt der das Hilfsventil betätigende

ίο Thermostat bei Temperaturschwankungen verhältnismäßig langsame Bewegungen aus, welche auf die Ventilstange des Hilfsventils übertragen werden. Es soll nun aus betrieblichen Gründen erreicht werden, daß das Hilfsventil einerseits bei Erreichung der Grenztemperatur rasch, vollständig und ohne Vibrationen öffnet, andererseits dagegen zunächst langsam schließt, sodann aber fest und absolut sicher abgeschlossen bleibt, bis die plötzliche Öffnung wieder stattfindet.

Zur Lösung dieser. Aufgabe bedient sich die Erfindung einer sogenannten Schnappvorrichtung aus Hebern, Federn usw., wie sie bei Ventilen für einfachere Schnappwirkungen, durch die ein plötzliches Hinundherschlagen nach beiden Richtungen erreicht werden soll, bereits verwendet werden. Bei den bekannten Ventilen mit einer solchen, über einen toten Punkt hin und her schlagenden Schnappvorrichtung ist z. B. die Schnappvorrichtung in eine Ventilstange eingebaut, deren Enden einerseits mit dem Ventilverschlußkörper und andererseits mit dem Ventilbetätigungsorgan starr, d. h. ohne axiales Spiel, verbunden sind. Infolgedessen erfolgt bei diesen Ventilen bis zum Totpunkt der Vorrichtung gar keine Verschlußkörperbewegung, während nach Überschreitung des toten Punktes der Verschlußkörper momentan auf seinen Sitz geschlagen bzw. von demselben abgehoben wird. Gerade die schlagartige Schließung des Ventils ist sehr nachteilig. Um ein rasches Öffnen und ein langsames Schließen zu bewirken, hat man zwar bei Flüssigkeitsventilen ohne Schnappvorrichtung bereits hydraulische Stoßdämpfer vorgesehen. Bei diesen fehlt aber die plötzlich einsetzende Wirkung der Schnappvorrichtung nach Überschreiten eines Totpunktes. Auch sind hydraulische Stoßdämpfer nur in bestimmten Fällen anwendbar und können leicht versagen;

Bei elektrischen Schaltern hat man ferner bereits über einen toten Punkt hin und her kippende Schnappvorrichtungen vorgesehen, welche beiderseits derart zwischen Doppelanschlägen spielen, daß der Kontakthebel sowohl in der einen als auch in der anderen Riehtung bis zum Überkippen der Schnappvorrichtung in Ruhe bleibt und sodann plötzlich herumgeschlagen wird. Auch mit diesen Einrichtungen wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe nicht gelöst.

Die Lösung der Aufgabe geschieht vielmehr erfindungsgemäß dadurch, daß der mit dem einen Anschlagkopf der Ventilstange über einen Doppelanschlag verbundene Ventilverschlußkörper unter der Wirkung einer Feder steht, welche ihn bereits vor dem Überkippen der

Schnappvorrichtung entsprechend der Vorschubbewegung des mit dem anderen Anschlagkopf der Ventilstange ebenfalls über einen Doppelanschlag verbundenen thermostatischen Betätigungsorgans in seine Schließstellung bringt, in der er von der sodann überkippenden Schnappvorrichtung festgehalten wird.

Auf diese Weise wird durch einfache mechanische Mittel erreicht,, daß das Ventil in der ίο gewünschten Art allmählich und stoßfrei geschlossen, sodann von der Schnappvorrichtung fest zugehalten, aber dann wieder plötzlich und vollständig geöffnet wird. Der Ventilverschluß-· körper kann also nicht plötzlich auf seinen Sitz geschlagen werden, wird aber, wenn er erst aufsitzt, durch die überkippende Schnappvorrichtung in seiner Lage festgehalten, so daß ein vollkommen dichter Abschluß gewährleistet ist.

Die Ventilstange.kann hierbei außerdem unter der Wirkung einer weiteren Feder stehen, die das Ventil zu öffnen bestrebt ist. Diese Feder bewirkt mit der ersteren Feder zusammen eine Stoßdämpfung für die Schläge der Schnappvorrichtung in der unten beschriebenen Weise.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einem

Ausführungsbeispiel veranschaulicht, und zwar

zeigt . '

Fig. ι ein Ventil gemäß der Erfindung im Schnitt, wobei das Ventil als Hilfssteuerventil für einen Temperaturregler ausgebädet ist, und Fig. 2 . eine schematische Darstellung einer Verbindung des Hüfssteuerventils mit dem Hauptventil des Temperaturreglers. In der Zeichnung ist mit 1 der Körper eines Ventils bezeichnet, welches im Ausführungsbeispiel als Hilfssteuerventil für einen Temperaturregler ausgebildet ist. Der Ventilverschluß wird beispielsweise mittels eines kegelförmigen Verschlußkörpers 2 bewirkt, der mit einem Ventilsitz 3 zusammenarbeitet. Das Medium oder Druckmittel kann durch einen Eintrittskanal 4 in das Ventilinnere eintreten und bei geöffnetem Ventil durch den Ventilsitz 3 in einen Austrittskanal 5 strömen. Die Öffnuhgs- und Schließbewegungen des Verschlußkörpers 2 werden durch ein Betätigungsorgan 6 hervorgerufen, das im Ausführungsbeispiel aus einem axial verschiebbaren Arbeitskolbenstift eines thermostatisch beeinflußten Arbeitskörpers 7 (s. Fig. 2) besteht.

Zwischen, dem Verschlußkörper 2 und dem Betätigungsorgan 6 ist erfindungsgemäß eine über einen toten Punkt hin und her schlagende Schnapp- oder Überfallvorrichtung angeordnet. Zu diesem Zweck ist der Verschlußkörper 2 mit dem Betätigungsorgan 6 beispielsweise mittels einer Ventilstange 8 gekuppelt, die an ihrem . oberen Ende einen Anschlagkopf 9 und an ihrem unteren Ende einen Anschlagkopf 10 trägt. Der obere Anschlagkopf 9 kann zwischen zwei mit dem Verschlußkörper 2 verbundenen Anschlagflächen 11, 12 spielen, während sich der untere Anschlagkopf 10 zwischen zwei mit dem Betätigungsorgan 6 verbundenen Anschlagflächen 13, 14 bewegen kann. In einfacher Weise werden die Anschlagflächen 11, 12 bzw. 13, 14 von den oberen und unteren Innenflächen von Anschlagkäfigen 15 bzw. 16 gebildet, in deren Innenräume die Anschlagköpfe 9,10 der Ventilstange 8 eingesetzt sind. Der Boden des Anschlagkäfigs 9 trägt den Verschlußkörper 2, während der Anschlagkäfig 10 auf dem Betätigungsorgan 6 befestigt ist.

Der Verschlußkörper 2 steht unter der Wirkung einer Feder 17, die ihn gegen den Ventilsitz 3 zu drücken sucht. Gemäß Fig. 1 kann sich die Feder 17 einerseits gegen einen vorspringenden Rand des Anschlagkäfigs 15 und andererseits gegen ein Führungsstück 18 legen, welch letzteres mit"Hilfe eines abdichtenden Gewindes 19 in den Ventilkörper 1 eingesetzt ist.

Um die von der Feder 17 auf die Ventilstange 8 ausgeübte Wirkung mehr oder weniger auszugleichen, kann ferner eine Feder 20 vorgesehen sein, die sich einerseits gegen das Führungsstück 18 und andererseits gegen einen auf der Ventilstange 8 befestigten Federteller 21 legt und die Ventilstange 8 im Sinne einer Öffnung des Ventils nach unten zu ziehen sucht. DerFedertellerzi kann gleichzeitig als Führungsstück dienen, welches die Ventilstange 8 in einem Rohransatz 22 eines den Ventilkörper 1 nach unten abschließenden Bodens 23 führt. Mittels eines auf dem Rohransatz 22 angebrachten Gewindes 24 kann das Ventil mit dem Arbeitskörper 7 des Betätigungsorgans 6 verbunden sein.

Ali der Ventilstange 8 greift nun vorteilhaft die Schnapp- oder Überfallvorrichtung an, welche in der verschiedensten Weise, unter anderem auch mit Hilfe eines Überfallgewichts, ausgeführt sein kann. Gemäß einer besonders einfachen und raumsparenden Ausführungsform besteht die Schnappvorrichtung aus einem oder mehreren unter Federwirkung stehenden Schnapphebeln. Beispielsweise sind zwei Schnapphebel 25, 26 vorgesehen, die um feste Drehpunkte 27, 28 verschwenkbar sind. Die Schnapphebel 25, 26 können, wie Fig. 1 veranschaulicht, kreuzweise angeordnet sein, wobei sie durch eine gemeinsame, an ihren freien Hebelenden angreifende Spannfeder 29 scherenartig zusammengezogen werden. Mittels eines Bolzens 30 sind die Schnapphebel 25, 26 derart gelenkig mit der Ventilstange 8 verbunden, daß die Ventilstange 8 bei ihrer Auf- bzw. Abwärtsbewegung die Schnapphebel 25, 26 jedesmal entgegen der Wirkung der Spannfeder 29 auseinanderklappt und über den toten Punkt bewegt, worauf die Schnapphebel unter der Wir-

kung der Spannfeder 29 auf der gegenüberliegenden Seite wieder zusammenklappen.

Die Wirkungsweise eines in der vorstehenden Weise ausgebildeten Ventils ist die folgende: Das Ventil möge sich in der in Fig. 1 veranschaulichten Stellung befinden, in der es geöffnet ist. Hierbei wird die Ventilstange 8 mittels der Schnapphebel 25, 26 von der Spannfeder 29 nach unten gezogen sowie zusätzlich durch die Feder 20 gegen das Betätigungsorgan 6 gedrückt, so daß sich der Anschlagkopf 10 gegen. die untere Anschlagfläche 14 des Anschlagkäfigs 16 legt, während der den Verschlußkörper 2 tragende Anschlagkäfig 15 durch die Feder 17 mit seiner unteren Anschlagfläche 12 gegen den Anschlagkopf 9 gedrückt wird.

Wenn nun das Betätigungsorgan 6, das im Ausführungsbeispiel aus dem Arbeitskolbenstift eines Thermostaten besteht, bei anhaltender Temperatursteigerung durch den Thermostaten vorgeschoben wird, so wird die Ventilstange 8

* entgegen der Wirkung der Feder 20 und der Schnappvorrichtung ebenfalls hochgedrückt. Entsprechend der Aufwärtsbewegung des Anschlagkopfes 9 der Ventilstange 8 kann die Verschlußfeder 17 den Anschlagkäfig 15 mit dem Verschlußkörper 2 allmählich anheben, so daß das Ventil langsam geschlossen wird. Die Schnapphebel 25, 26, die während dieser Schließbewegung unter zunehmender Spannung der Spannfeder 29 durch die Ventilstange 8 auseinandergespreizt werden, sind nun beispielsweise derart eingestellt, daß sie in dem Augenblick, in dem sich der Verschlußkörper 2 auf seinen Sitz 3 legt, über ihren toten Punkt nach oben schlagen. Die Ventilstange 8, die sich zwischen ihren beiderseitigen Anschlägen frei bewegen kann, wird hierbei von den Schnapphebeln mitgenommen, bis sich der Anschlagkopf 9 gegen die Anschlagfläche 11 des oberen Anschlagkäfigs 15 legt. Dadurch gelangt der Verschlußkörper 2 unter die Wirkung der Schnappvorrichtung, die die Schließkraft der Verschlußfeder 17 derart verstärkt, daß das Ventil vollkommen dicht abgeschlossen und in seiner Schließstellung festgehalten wird. Im übrigen wirkt sodann auch der vor dem Verschlußkörper 2 herrschende Überdruck im Sinne einer Schließung des Ventils.

Wenn das Betätigungsorgan 6 infolge einer Abkühlung des Thermostaten wieder zurückgeht, so nimmt es zunächst mit der Anschlagfläche 13 des Anschlagkäfigs 16 lediglich die Ventilstange 8 mit nach unten, während der Anschlagkopf 9 im Innern des Anschlagkäfigs 15 von der oberen Anschlagfläche 11 in Richtung nach der unteren Anschlagfläche 12 abwärts geht, ohne den Verschlußkörper 2 von dem Ventilsitz 3 abzuheben. Indessen werden bei der Abwärtsbewegung der Ventilstange 8 die Schnapphebel 25, 26 wieder gestreckt. Sobald die Schnapphebel 25,26 ihren toten Punkt überschreiten, schlagen sie nach unten in die in Fig. ι dargestellte Lage. Die Ventilstange 8, deren Anschlagkopf 9 sich inzwischen der unteren Anschlagfläche 12 des Anschlagkäfigs 15 genähert hat, wird von den Schnapphebeln25,26 mitgenommen und reißt auch den Anschlagkäfig 15 mit, so daß der Verschlußkörper 2 augenblicklich mit großer Geschwindigkeit von seinem Sitz 3 abgezogen wird. Das Ventil wird auf diese Weise schlagartig geöffnet. Ein übermäßig hartes Schlagen wird jedoch durch die Federn 17 und 20 verhindert, welche die Schlagbewegung nach beiden Richtungen hin auffangen.

Wie ohne weiteres verständlich ist, kann der Zeitpunkt, zu dem die Schnappvorrichtung jeweils*' in Tätigkeit treten soll, durch entsprechende Anordnung der Vorrichtung verschieden bestimmt werden.

Im Ausführungsbeispiel ist das vorstehend beschriebene Ventil als Hüfssteuerventil für das Hauptventil eines Temperaturreglers für eine Niederdruck-Dampfheizungsanlage ο. dgl. ausgebildet, da der Erfindungsgegenstand in Kombination mit einem solchen Hauptventil vorzugsweise verwendet wird. In Fig. 2 ist eine Anordnung dieser Art veranschaulicht.

Das Hauptventil 31 wird in Richtung der eingezeichneten Pfeile von dem Dampf durchströmt, der aus dem Vordruckraum 32 über einen durch einen Kegel 33 verschließbaren Ventilsitz 34 in den hinteren Ventilraum 35 gelangt. Der Ventilkegel 33 ist durch seine Stange 36 mit einem Metallfederbalg 37 verbunden, dessen Bodenfläche zwecks Entlastung des Ventilkegels 33 der Sitzfläche 34 gleich ist. Eine Feder 38 zieht den Kegel 33 auf seinen Sitz. Der Federbalg 37 ist in einem Impulsraum 39 angeordnet, der über eine Rohrleitung 40 mit dem Austrittskanal 5 des Hilfsventils 1 verbunden ist. Der Eintrittskanal 4 des Hilfsventils 1 steht über eine Rohrleitung 41 mit dem . Vordruckraum 32 des Hauptventils 31 in Verbindung. Ferner steht der Impulsraum 39 über eine zweckmäßig von der Rohrleitung 40 abgezweigte Leitung 42 mit dem hinteren Ventilraum 35 des Hauptventils in Verbindung, wobei aber in diese Verbindungsleitung 42 ein Drosselorgan 43 eingeschaltet ist. Vorteilhaft ist dieses Drosselorgan 43, das in einfacher Weise aus einer regelbaren Schraube bestehen kann, gemäß Fig. 1 in den Körper 1 des Hilfsventils eingebaut, indem von dem Austrittskanal 5 ein Drosselkanal 44 abgezweigt ist, der in die Leitung 42 mündet und dessen Durchtrittsquerschnitt durch das Drosselorgan 43 eingestellt werden kann. Mit dem Gewinde 24 des Hilfsventils 1 ist der Arbeits- _iao körper 7 verschraubt, der über Kapillarrohre 45, 46 von den Temperaturfühlern oder Ther-

mostaten 47,48 beeinflußt wird. 49 ist ein Schalter zur Umstellung der Thermostaten auf Tag- oder Nachtbetrieb.

Das Hilfsventill wirkt mit dem Hauptventil 31 wie folgt zusammen:

Solange das Hilfsventil 1 geschlossen ist, ist auch das Hauptventil 31 geschlossen, da der vollständig entlastete Ventilkegel 33 durch die Feder 38 auf seinen Sitz 34 gezogen wird.

Sobald nun bei einem Temperaturabfall die Thermostaten 48, 47 über die Kapillarrohre 46, 45 auf den Arbeitskörper 7 einwirken, geht das Betätigungsorgan 6 nach unten, und das Hilfsventil l öffnet sich in der oben beschriebenen schlagartigen Weise. Sofort dringt der im Vordruckraum 32 des Hauptventils herrschende Druck in den Impulsraum 39 ein, worauf sich der Metallfederbalg 37 mit der Ventilstange 36 augenblicklich hebt und den Ventilkegel 33 vollständig von seinem Sitz 34 abhebt. Das Hauptventil 31 öffnet sich daher ebenso schnell wie das Hilfsventil I.

Bei einer anhaltenden Temperatursteigerung wiederum bewirken die Thermostaten eine Hebung des Betätigungsorgans 6, wobei das Hilfsventil ι allmählich geschlossen wird. Die Verbindung zwischen dem Vordruckraum 32 und dem Impulsraum 39 wird unterbrochen, und der im Impulsraum 39 herrschende Überdruck entweicht durch die Leitung 40, den Drosselkanal 44 und die Leitung 42 in den hinteren Hauptventüraum 35, Die Geschwindigkeit des Entweichens des Überdrucks kann durch Verstellung des Drosseiorgans beliebig reguliert werden. Entsprechend dem Abnehmen des Überdrucks im Impulsraum 35 wird der Ventilkegel 33 durch die Feder 38 wieder auf seinen Sitz 34 gezogen. Der Abschluß des Hauptventils geht also ebenso wie der Abschluß des Hüfsventils allmählich und sanft vor sich.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Thermostatisch betätigtes Ventil für Temperaturregler o. dgl. mit an der Ventilstange angreifender, über einen toten Punkt hin und her kippender und beiderseits zwischen Doppelanschlägen spielender Schnappvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der mit einem Anschlagkopf (9) der Ventilstange (8) über einen Doppelanschlag (11, 12) verbundene Ventilverschlußkörper (2) unter der Wirkung einer Feder (17) steht, welche den Ventilverschlußkörper (2) bereits vor dem Überlappen der Schnappvorrichtung entsprechend" der Vorschubbewegung des mit dem anderen Anschlagkopf (10) der Ventilstange (8) über einen Doppelanschlag (13, 14) verbundenen Betätigungsorgans (6) in seine Schließstellung bringt, in der er von · der sodann ,überkippenden Schnappvorrich- 6σ tung festgehalten wird.
2. 2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge (11, 12 bzw. 13, 14) im Innern von die Anschlagköpfe (9 bzw. 10) der Ventilstange (8) aufnehmenden Anschlagkäfigen (15 bzw. i£) angeordnet sind, deren Böden mit dem Ventilverschlußkörper (2) bzw. mit dem Betätigungsorgan (6) verbunden sind.
3. 3. Ventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilstange (8) außerdem unter der Wirkung einer Feder (20) steht, die das Ventil zu öffnen bestrebt ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen