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Regulierventil, insbesondere für den Kältemitteldurchfluß von Kältemaschinen
Die Erfindung betrifft eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung von Regulierventilen,
wie sie zur Regelung des Kältemitteldurchflusses bei Kältemaschinen dienen.
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Es sind bereits Ventile dieser Art bekannt, die im wesentlichen aus
einer beweglichen Ventilnadel, die von einem Temperaturfühler über ein geeignetes
Druckorgan, eine Membran od. dgl. gesteuert wird, und einem fest mit dem Gehäuse
verbundenen Ventilsitz bestehen, wobei die Einstellung des Ventils durch eine Feder
von einstellbarer Vorspannung geregelt wird, die den Ventilteller gegen den Ventilsitz
preßt. Bei den meisten dieser bekannten Ventile sind die beweglichen arbeiten den
-Teile inne@rh.ailb@ des Ventilgehäuses so, eingebaut, daß sie nur nach Ausbau des
Ventils aus der Kältemittelleitung und nur nach einer Zerlegung des Ventilkörpers
zugänglich sind. Auch kann eine Prüfung des Ventilsitzes nur nach erfolgtem Einbau
des Ventils vorgenommen werden und ist deshalb sehr umständlich. Eine Untersuchung
des Ventils und eine Feststellung von Fehlerquellen bei Störungen sowie eine Ausbesserung
können infolge das verwickelten Gesamtaufbaues in der Regel nur von dem sachkundige,n,
Hersteller vorgenommen werden. Dabei sind diese Ventile verhältnismäßig groß und
schwer.
Um zu verhindern, daß eine Kälteanlage wegen einer Störung
im Ventil längere Zeit außer Betrieb genommen werden muß, sind schon Ventile vorgeschlagen
worden, bei denen die die Ventileinheit bildenden Organe in einer in dem Ventilgehäuse
auswechselbar angeordneten Patrone zusammengefaßt sind. Eine Nachprüfung der Ventileinheit
und eine Behebung der Störungsquelle an Ort und Stelle ist bei diesen Ventilen jedoch
nicht möglich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil so zu bauen,
daß alle oder zumindesten alle funktionswichtigen, beweglichen Teile des Ventils
als zusammengebaute Einheit aus dem Ventilgehäuse herausgenommen und auf ihre Funktionstüchtigkeit
geprüft werden können und dabei zur Behebung etwaiger Störungen zugänglich sind.
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Außer den vorgenannten Ventilen, bei denen die Ventileinheit als auswechselbare
Patrone ausgebildet ist, sind auch schon Ventile bekannt, bei denen der Einlaßstutzen
und der Auslaßstutzen einen lösbaren Teil des Ventilgehäuses bilden, der in der
Kältemittelleitung eingebaut bleiben kann, wenn das übrige Gehäuse. von diesem Teil
gelöst wird. Auch bei diesen Ventilen ist eine Prüfung der Ventileinheit nach Herausnahme
aus dem Ventilgehäuse nicht möglich, da eine die Prüfung auf Funktionstüchtigkeit
ermöglichende Verbindung der einzelnen die Ventileinheit bildenden Organe dabei
nicht erhalten bleibt.
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Es ist auch schon eine Konstruktion bekannt, bei der der Einlaßstutzen
zusammen mit dem Ventilsitz und der Ventilnadel aus dem Gehäuse herausgeschraubt
werden kann. Eine Prüfung aller funktionswichtigen und störanfälligen Teile ist
bei dieser Konstruktion jedoch nicht möglich, da diese in ihrer Gesamtheit einer
Prüfung zum Zweck der Behebung etwaiger Störungsquellen nicht zugänglich sind. Auch
weist diese Konstruktion den Nachteil auf, daß eine genaue Einstellung des Ventils
und die bei Flachmembranventilen äußerst wichtige Kontrolle des maximalen Ventilhubes
und dessen Anpassung an die jeweiligen Betriebsbedingungen, die sowohl für den Betrieb
unerläßlich als auch bei dem erstmaligen Zusammenbau des Ventils notwendig ist,
nicht möglich ist.
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Bei dem erfindungsgemäßen Ventil, das einen Austrittsstutzen am Ventilgehäuse
und einen mit dem Ventilgehäuse lösbar verbundenen, zur Halterung eines Siebes und
einer über diesem angeordneten Düse mit Ventilsitz dienenden, den Eintrittsstutzen
bildenden Nippel aufweist, wobei eine einen zwischen Sieb und Düse befindlichen
Ventilteller tragende Ventilnadel an einem an einer Steuermembran od. dgl. anliegenden,
oberhalb der Düse vorhandenen Federteller hängt, den eine sich andererseits an einem
unteren Federteller = abstützende Feder in Schließrichtung des Ventils drückt, wird
der den bekannten Ventilen anhaftende Nachteil dadurch vermieden, daß das Sieb und
die Düse mit Ventilsitz an dem den Eintrittsstutzen bildenden Nippel vorzugsweise
lösbar angebracht und der untere Federteller am Nippel geführt sind, derart, daß
der Nippel mit dem Sieb, der Düse mit Ventilsitz, dem Ventilteller, der Ventilnadel,
den beiden Federtellern und der Ventilfeder als zusammengebaute Einheit am Ventilgehäuse
an- bzw. von diesem abbaubar ist.
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Eine besonders vorteilhafte Konstruktion wird dadurch erreicht, daß
der Ventilsitz in eine Bohrung des Nippels eingeschraubt ist und die Ventilnadel
in an sich bekannter Weise einen zwischen Sieb und Düse befindlichen Ventilteller
trägt und an einem an einer Steuermembran od. dgl. anliegenden, oberhalb der Düse
angeordneten Federteller hängt, den eine sich andererseits an einem unteren, am
Nippel geführten Federteller abstützende Feder in Schließrichtung des Ventils drückt.
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Zur Einstellung des Ventils dient vorteilhaft eine seitlich im Gehäuse
gelagerte Stellschraube, deren konische Spitze gegen eine Schrägfläche des beweglichen
Federtellers drückt, der ringförmig gestaltet und längs eines zylindrischen Fortsatzes
des Nippels geführt ist. Dadurch kann die Federspannung ohne Öffnung der Leitung
und Ausbau des Ventils in einfacher Weise den jeweiligen Betriebsverhältnissen entsprechend
eingestellt werden. Nach außen wird die Stellschraube zweckmäßig durch eine Verschlußkappe
abgedichtet, die auf einem Gewindestutzen des Gehäuses aufgeschraubt wird.
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Zur Erzielung einer dauerhaften und zuverlässigen Abdichtung am Ventilsitz
werden Düse und Ventilteller vorteilhaft als Flachsitz ausgebildet und, im Gegensatz
zu den bisher üblichen Ausführungen, bei welchen nur die Nadeln gehärtet, die Düsen
dagegen aus weniger hartem Werkstoff hergestellt werden, beide gehärtet und geläppt.
Der Sitz an der Düse kann dabei sehr schmal gehalten werden, wodurch der Festsetzung
von Verunreinigungen vorgebeugt wird. Damit sich der Ventilteller leicht an den
Düsensitz anschmiegen kann, wird er lose, d. h. gelenkig mit dem Schaft verbunden.
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Durch die Verwendung eines flachen Ventilsitzes an Stelle des üblichen
konischen Sitzes wird erreicht, daß der Hubweg des Steuerorgans, also vorzugsweise
einer Membran, sehr kurz gehalten werden kann, was zur Folge hat, daß die Membran
nur einen entsprechend geringen Durchmesser erhalten muß und das Ventil sonach verhältnismäßig
klein gebaut werden kann.
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Ein Ausführungsbeispiel eines Regulierventils nach der Erfindung ist
in der Zeichnung in schematischer Weise in einer Ansicht und einem axialen Längsschnitt
dargestellt.
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Mit z ist das Ventilgehäuse bezeichnet, in welches der Nippel 2 in
üblicher Weise eingeschraubt werden kann. Das flüssige Kältemittel tritt durch eine
Bohrung 3 in den Verschlußteil q. des Nippels ein und nach Entspannung durch den
Kanal 5 wieder aus.
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Innerhalb des Nippels 2 ist das Sieb 6 angeordnet, das nach Lösung
des Verschlußteiles q. herausgenommen und gereinigt werden kann. Der Verschlußteil
4 kann als Klemmbüchse oder als Bajonettverschluß
ausgebildet sein.
so daß eine Auswechslung des Siebes jederzeit von Hand vorgenommen werden kann.
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In dem zylindrischen Ansatz 7 des Nippels sitzt die Düse 8 mit flachem
ringförmigem Ventilsitz. Durch die Düsenbohrung ist reibungsfrei die Ventilnadel
io geführt, welche den gleichfalls mit einer ebenen Dichtfläche versehenen Ventilteller
i i trägt. Der Ventilteller ist durch ein Kugelgelenk 12 so mit der Ventilnadel
verbunden, daß er sich leicht an den Sitz der Düse anschmiegen kann. Ventilteller
und Düse sind, wie erwähnt, gehärtet und geläppt. Dank dieser Anordnung wird das
Auftreten von Undichtheiten im Ventilsitz infolge von Vibrationen der Ventilnadel
oder einer Reibung der Nadel im Düsensitz oder als Folge von Erschütterungen vermieden.
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Das obere Ende der Ventilnadel io ist an dem Federteller 13 befestigt.
gegen welchen die Feder 1d. im Sinne einer Schließbewegung des Ventils drückt. Das
andere Ende der Ventilfeder stützt sich gegen den beweglichen Teller 15, welcher
einen zylindrischen Ansatz 7 des Nippels ringförmig umschließt und längs dieses
axial verschieblich geführt ist.
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Zur Einstellung der Federspannung dient die Stellschraube 16. die
in einer seitlichen Gewindebohrung des Ventilgehäuses sitzt und mit ihrer kegelförmigen
Spitze unter eine Schrägfläche des beweglichen Federtellers 15 greift. Beim Anziehen
der Schraube wird dieser nach oben geschoben und die Feder gespannt, .beim Zurückdrehen
der Schraube läßt die Federspannung nach. Nach außen ist die Stellschraube r6 durch
eine übergeschraubte Kappe 17 abgeschlossen.
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Die Betätigung des Ventils erfolgt beispielsweise in Abhängigkeit
von einem Wärmefühler 18, der durch ein Kapillarrohr ig mit einer Membrandose in
Verbindung steht, innerhalb welcher eine gegen den oberen Federteller 13 drückende
Membrane 2o derart gelagert ist, daß durch sie der Ventilteller i i mehr oder weniger
weit angehoben oder gesenkt wird.