DE700522C - Waermeregelventil - Google Patents

Description

• Wärmeregelventil Die Erfindung bezieht sich auf ein Wärmeregelventil, bei dem zwei der zu regelnden Flüssigkeit ausgesetzte und gegeneinanderwirkende Membranrohre, von denen eines durch eine im Regelbereich verdampfende Ausdehnungsflüssigkeit oder sonstige Dehnungsflüssigkeit beeinflußt ist, auf ein Steuerglied wirken, das die zu regelnde Flüssigkeit, z. B. Kühlwasser oder Öl von Brennkraftmaschinen, über :einen Hauptkanal durch einen Wärmeaustauscher oder an diesem vorbei durch einen Nebenkanal leitet. Diese bekannten Ventile haben den Übelstand, daß der Druck in dem Hauptkanal infolge des Durchfiußwiderstandes des Wärmeaustauschers höher ist als in dem Nebenkanal und daß deshalb die durch den Nebenkanal strömende Flüssigkeitsmenge größer ist, als es der Stellung des Steuergliedes, z. B. eines Doppelventils oder Schiebers, und damit dem Wärmezustand der zu regelnden Flüssigkeit entspricht.
• Die Erfindung beseitigt diesen Mangel dadurch, daß, der Durchfluß im N ebenkanal von einem frei beweglichen Kolben beherrscht wird, der einerseits dem Druck der Flüssigkeit des Hauptkanals und andererseits dem des Nebenkanals ausgesetzt ist und den Durchgangsquerschnitt des Nebenkanals entsprechend den auf ihn wirkenden Drücken verändert. Hierdurch wird erreicht, daß die von dem flauptsteuerglied in den Hauptkanal und in den Nebenkanal durchgelassenen Flüssigkeitsmengen der Stellung des Steuergliedes und der Membrandose und somit der Temperatur der zu regelnden Flüssigkeit genau entspricht.
• Die wirksamen Flächen beider Enden des Kolbens sind zweckmäßig einander gleich. Diese Ausführungsform ist besonders einfach und leichtgängig und arbeitet daher besonders genau.
• Von besonderem Vorteil ist die Ausführung des Kolbens aus zwei ineinandergeführten Teilen, von denen der dem Nebenkanal zugewandte Teil gegenüber dem anderen Teil nach einem seine Bewegung begrenzenden

  Anschlag ain Gehäuse gcgeli fed->rl;raft vcr-

  schieObar ist. Ificrdurch wird errciclit, dal;

  bei zu stztr%:in @rucl;anstig, ;#. B. 134i C iier-

  Sc11,e"ituIlg von "_1-, in i ' f0I,##

  Hatiptt;anal i#1#,:

  Einfrieren s oder Dickwerdens d°@r zti i'egcll@-

  den Fliissill;cit im @V ärnieatist ascller d; r

  deal @:ebelli>anailigel@:all@@@e 1e11 11a C11ge13111

  und den Durch gans öiincn kann.

  Bei i11-17 anderen Ati5ftlhl°lillgslorl11 l;@lilll

  auch statt dessen in dem Nebelil;ailal ein den

  Kolben in c1-17 Scllliei'_sstclhing tilngelicndci'

  kleiner Natdurclllaf@ vorgesehen seile.

  Die wirksarncn Querscluli ttsilächen dei- voll

  deii -Ienibrando3eii es..cuert:@n Ventilteller

  des 1lanpt@tetiel'lieC@LS Silld z:@-tta;lnÄt@is

  gleich den tt-irksanieil "uerschiiitteci der Me:n-

  brandosen, so dah (las St"tiergliud ;lebst d;-,n

  -lE@nibl'a ndOSeil ilileSCi110s@e;üe.11 Lustctnd

  ebenso -:"1e in1e.oilI1(:Len lust-trld `#2--cnÜber

  den wechselnden Flüssigl;(itsdr@iel;cn stets iiu

  Gleich--wicht ist.

  Die' Zeichnung zeigt ein -@tiafüfirzingsbei-

  spiel der Erfindung.

  Ein Gehäuse i entbäl( zu-ei gleich gro15@@

  Ventilsitze 2 und ;, zwischen denen e111 Y.i1l-

  lah .l für die zzi yr;°gelnd(: Flüssigl;cit, z. B.

  Wasser ocler (l, von Luftfahrzeug- oder son-

  stigen @rennkr-a@tlnascilinn, vorgesehen ist.

  Die Ventilsitze 2 und 3 sind @vechselt"_ cisc ganz

  oder teilweise durch ein Hauptsteuerglied ver-

  schließbar, das aus zwei Ventiltellern 5 und 6

  besteht, von denen der letztere auf der Spin-

  del; des Ventiltellers 5 gleitend angeorcliict

  ist. Die Spindel? ist eili2rselts 111 edier -V=;lal-

  führung S eilics Gcliäuseclecl;els t, gleitend ge-

  fagert und andrerseits in den Bodcii io

  einer -leIililralido.3e unter i lnscaaltun- einer

  ScliIilelz#-icliet'tiIi@ i l aus leicht schmelzendem

  Metall eingeschraubt und durch den Boden

  io an der zylilnh-1SClien Gebaüseivand 12 der

  Menibrandose axial geführt. Die Membran 13

  der -lembrandose weist den gleichen wirk-

  samen Querschnitt auf wie die Ventilsitze 2

  und 3. Das :Melnbranrohr ist mit

  1.1 und 15 in die. Zylinderwand 12

  dicht eingclöt(t, und diese ist durch einen

  Deckel i 6 dicht abgeschlossun. Der Men r-

  brandosendekel ist mit einem Zapfen 17 in

  den Gehäusedeckel i S des Gehäuses i ein-

  geschraubt und t-,-eist auf silier Innenseite

  einen Alischlac- IL) zllr Begrenzung des I-lubes

  des Menlbranbodens io auf, weih infolge von

  Lberhitzung der im Men1brangehause 12, 16

  untergebrachten AiIsdulintingsiCiüssigl;eit die

  Schmelzsicherung i i schmilzt und die Ver-

  bindung z;viscilen Spindel; und Boden io gc-

  lOst ist.

  Das Gehäuse i weist einen an den Ventil-

  sitz 2 anschliebenden, zu einem W,ärineatis-

  tauscher führenden Hauptkanal 2o und einen

  an den Ventilsitz 3 anschließenden Neben-

  ka1U1121, 22 auf, welche die zu regelnde Flüs-

  sigkeit unter Umgehung des W ärmeaustau-

  schers unmittelbar nach einem Flüssigkeits-

  vorratsbchälter und voll dort durch einen

  :Nachlaufkanal23, 2.1 des Gehäuses i an der

  1\-lellibraiz:lose io-16 vorbei nach der :Maschine

  zurückleiten. Der \ebenkanal 21 und der Nach-

  laiifl;anal 23, 2:1 sind durch einen Ring 25

  der Meinbrandose 12 voneinander getrennt.

  Der Ventilteller 6 wird durch eine am

  Boden t o der 11lcnibral:dose abgestützte Feder

  26 gegen edlen @ilsclllag 27 der Ventilspin-

  de17 illit einer Liraft gedrückt, die -etwa

  eitlem Flüssigkeitsdruck von 5 atü oder mehr

  entspricht.

  Der niit der Ventilspinde17 einstückig ver-

  bundene Ventilteller 5 ist finit einem Membran-

  rohr 2S dicht verbunden, dessen wirksamer

  Ouerschnitt gleich denn wirksamen Querschnitt

  der @-cntilsitze 2, 3 und des Membranrohres

  13 ist. Das Innere des Membranrohres 28,

  das an den Gehäusedeckelg dicht angelötet

  ist, stellt durch eine üffnung 29 mit der

  Aut:;eiiluft iii Verbindung. Lilie Regelfeder 30,

  die ain Gchäusedeckelg abgestützt ist, wirkt

  über Sp(2icllell 31 des Ventiltellers 5 dem

  Druck der .Ausdehnungsflüssigkeit in der

  -lcmbralido3e i o- i 6 entgegen, so daß das

  Steuerglied 5, 6 jeR-eI@S eine beliebige Zwi-

  sclieiistellung annimmt, die dem Druck der

  Ausdehnungsflüssigkeit und damit der Tem-

  peratur der zu regelnden Flüssigkeit im Nach-

  laufkana123, 2,1 entspricht. Die Federkraft

  der Feder 3o ist kleiner als die Federkraft

  der Feder 26.

  Da nun der Durchflul)widerstand im Wärme-

  austauscher und im Hauptkanal 20 größer

  ist als der 11n Nebenkanal 21, 22, so würde

  selbst bei richtiger Stellung des Steuerglie-

  des 5, 6 durch den Nebenkanal 21, 22 stets

  mehr Flüssigkeit gefördert werden, als der

  Temperatur entspricht. Die Flüssigkeit würde

  dementsprechend beispielsweise zunächst zu

  warm werden und erst allmählich durch

  weitere Verstellung des Steuergliedes 5, 6

  durch die Membran i o-16 dem gewollten

  Temperaturwert genähert werden, ohne ihn

  jedoch vollständig zu erreichen.

  Um dis zu verhüten, ist der Durchfluß in

  dem 'Ncbenkaiia12i von einem in einer Boh-

  rung 32 des Gehäuses i geführten Steuerglied

  bebcrrscht, das aus zwei iiieinandergeführten

  Koilieilbüchsen 33 und 3,1 besteht, die gegen-

  einander gegen die Wirkung einer im Innern

  untergebrachten Feder 35 bei Überschreitung

  eines Flüssigkeitsdrucks von etwa 5 atü zu-

  sammendrüekbar sind, jedoch bei gewöhn-

  lichen Drücken mit einem in den Boden der

  einen Kolbenbüchse 31 eingeschraubten Bol-

  zeli 36 mit Anschlag 37 am Boden der ande-

  ren Büchse 33 in gegenseitiger starrer Lage

  gehalten sind. Dieses Steuerglied 33, 34 steht am linken Ende unter dem Druck der Flüssigkeit im Hauptkanal2o, die durch eine öffnung 38 in die Laufbüchse 32 eintritt, und am rechten Ende unter dem Druck der Flüssigkeit im Nebenkana121 und ist unter der Wirkung dieser Drücke bis zu einem Anschlag 39 der Bohrung 32 frei beweglich. Die Kolbenbüchse 34 beherrscht den Durchgang im Nebenkana121, 22 derart, daß sie den Durchgang teilweise so weit abschließt, bis die Drücke im Hauptkana12o in der Bohrung 32 und im Nebenkanal 21 einander gleich sind. Hierdurch wird erreicht, daß die durch die Durchlässe 2 und 3 geförderten Flüssigkeitsmengen stets genau der Stellung des Steuergliedes 5, 6 entsprechen.
• Für den Fall, daß z. B. infolge Dickwerdens oder Vereisens der zu regelnden Flüssigkeit der Durchflußwiderstand und damit der Druck im Hauptkanal 20 übermäßig ansteigt, z. B. auf mehr 'als 5 atü, bewegt sich der Kolben 33, 34 bis zum Anschlag 39 und würde dann den Kana121, 22 vollkommen abschließen, so daß unter dem Druck der Umlaufpumpe Brüche eintreten könnten. (Diese Stellung des Druckausgleichkolbens 33, 34 ist in der Zeichnung gezeigt). In diesem Falle gibt jedoch die Feder 35 nach, so daß die eine Kolbenbüchse 34 sich gegenüber der anderen, 33, nach links verschieben und dadurch den Kana121, 22 öffnen kann.
• Statt dessen kann auch das Steuerglied 33, 34 einstückig ausgeführt und der Anschlag 39 so angebracht sein, daß@ es den Kanal 21, 22 nicht vollständig abschließen kann, oder es kann auch ein Notdurchlaß 4o (strichpunktiert angedeutet) im Gehäuse vorgesehen sein.
• Statt des Steuergliedes 33, 34 kann auch ein zwischen den Drücken in den Kanälen 2o und 21 schwimmender Kolben vorgesehen sein, der nicht unmittelbar als Absperrschieber dient, sondern über ein Gestänge und Hebel auf eine im Nebenkanal 21, 22 Drosselklappe wirkt.
• Für den Fall, daß: bei Verstopfung des Hauptkanals 2o das Ventil 3, 6 geschlossen ist, kann bei unzulässigem Steigen des Druckes der Ventilsitz 6 auf der Spindel 7 nach rechts gleiten und den Sitz 3 öffnen, da dann die Überdruckfeder 26 nachgibt.
• Für den Fall, daß die Temperatur im Nachlaufkana121, 22 unzulässig steigt, beispielsweise infolge Undichtwerdens der Regelmembran 13, schmilzt die Sicherung i i, so daß die Spindel? vom Membranboden io frei kommt. Die Feder 26 drückt dann das Sxeuerglied 5, 6 nach links, so daß der Kanal 21 geschlossen wird und die zu regelnde Flüssigkeit über den .Hauptkanal 2o durch - den Wärmeaustauscher gedrückt und dadurch gekühlt wird.
• Da die wirksamen Querschnitte der Membran 13 und 28 und der Ventilsitze 2 und 3 einander gleich sind, bleiben durch die Umlaufpumpe verursachte Druckänderungen der zu regelnden Flüssigkeit sowohl bei beiderseits offenem Steuerglied 5, 6 als auch bei einseitig geschlossenem Steuerglied ohne Einfluß auf die Stellung des Steuergliedes. Sollen auch atmosphärische Druckänderungen einflußlos gemacht werden, so wird die öffnung 29 und ebenso die Führungsbüchse 8 nach außen dicht geschlossen.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Wärmeregelventil, bei dem zwei der zu regelnden Flüssigkeit ausgesetzte und gegeneinander wirkende Membranrohre, von denen eines durch eine im Regelbereich verdampfende Ausdehnungsflüssigkeit oder sonstige Dehnungsflüssigkeit beeinflußt ist, auf ein Steuerglied wirken, das die zu regelnde Flüssigkeit, z. B. Kühlwasser oder Öl von Brennkraftmaschinen,, über einen Hauptkanal durch einen Wärmeaustauscher oder an diesem vorbei durch einen Nebenkanal leitet, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchfluß im Nebenkanal(21) nicht nur wärmeempfindlich, sondern auch druckempfindlich durch einen dem wärmeempfindlich gesteuerten Glied (5, 6) nachgeschalteten, frei beweglichen Kolben (33, 34) beherrscht wird, der einerseits dem Druck der Flüssigkeit des Hauptkanals (20) und andererseits dem des Nebenkanals (21) ausgesetzt ist.
2. 2. Wärmeregelventil nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der bis zu einem Anschlag (39) des Gehäuses bewegliche Kolben aus zwei ineinandergeführ= ten Teilen (33, 34). besteht und der dem Nebenkanal (21) zugewandte Teil (34) gegenüber dem Teil (33) nach seinem Anschlag gegen Federkraft (35) verschiebbar ist.
3. 3. Wärmeregelventil nach einem der Ansprüche i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Nebenkanal (21) ein den Kolben (34) in Schließstellung umgehender kleiner Notdurchlaß (40) vorgesehen ist.