DK2908036T3 - Omskiftningsarrangement til indstilling af en ventil - Google Patents

Description

Beskrivelse

Opfindelsen angår et arrangement med en ventil og et omskiftningsarrangement til indstilling af samme ifølge krav 1.

Et sådant omskiftningsarrangement kan for eksempel anvendes i anlæg til opvarmning og ventilation. Det kan i hovesagen anvendes overalt, hvor der ved hjælp af en ventil skal foretages en indstillingsbevægelse. Man kan i denne forbindelse bevæge for eksempel klapper eller tynde rørtværsnit. Uden at indskrænke den almindelige anvendelighed af omskiftningsarrangementet ifølge opfindelsen skal det nævnes, at de yderligere udførelsesformer nedenfor vedrører indstilling af ventiler i et opvarmningsanlæg med henblik på frembringelse af varmt vand. Sådanne opvarmningsanlæg kan installeres i forskellige bygninger, som for eksempel kontorbygninger, sygehuse, hoteller, udlejningshuse eller villaer. Varmeanlæggenes ventiler kan - alt efter bygningstypen - være indbygget forskellige steder i rørledninger og for eksempel være forbundet med rørledningerne. Sådanne steder kan der for eksempel være tilvejebragt varmekredsløbs-fordelere, hvor der er indrettet et større antal ventiler tæt ved siden af hinanden. I DE 31 40 472 C2 er der beskrevet en indretning, hvori en ventil kan bevæges ved indvirkning fra elektrisk strøm. Indretningen er forsynet med et legeme, der kan udvide sig afhængigt af temperaturen. På dette legeme er der anbragt en elektrisk modstand i form af et opvarmningsorgan, som med henblik på opvarmning er forbundet med en elektrisk spændingskilde. Et for eksempel ved hjælp af en termostat eller et indkoblingsur leveret signal bevirker, at den nævnte modstand tilføres strøm. Ved hjælp af den herved frembragte varme bliver et arbejdsstempel hørende til det udvidelige legeme - og hermed ventilens stødstang - indstillet. Stødstangen på i denne kendte indretnings hvilestilling lukkede ventil kan herved aflastes og ved hjælp af en ventiltjeder bevæges i en retning svarende til ’’åbning af ventilen”.

Opfindelsen har til formål at anvise et omskiftningsarrangement af den indledningsvis nævnte art, og som er således udformet, at et opvarmningsorgan kan forsynes med strøm uafhængigt af arten af den anvendte elektriske spændingskilde.

Dette formål opnås ved hjælp af alle de kendetegnende træk, som er angivet i krav 1. TRIAC og MOSFET har længe været kendte, elektroniske konstruktionsdele. En TRIAC har en styreelektrode - i det følgende omtalt som ’’port” - og to hovedelektroder. Den udgør i princippet et antiparallelkobling bestående af to tyristorer, så at den kan omkoble vekselstrøm. Det kræver, at den hver gang, vekselstrømmen har passeret nul, må tændes. En MOSFET er en feldeffekt-transistor med de tre elektroder ’’port” (styreelektrode), ’’dræn” (bortstrømning) og ’’kilde” (kilde). Den i princippet kendte virkemåde af disse to konstruktionsdele vil i det følgende ikke blive nærmere beskrevet. Fra EP 0 627 808 A2 er det også kendt at anbringe en TRIAC i række med to på række liggende MOSFET’er. Dette trykskrift vedrører et styreanlæg til en elektrisk ensretter, ved hjælp af hvilken frekvensen af strøm, som tilføres af elektriske synkronmotorer, kan ændres.

Ved anvendelse af det til arrangementet ifølge opfindelsen hørende omskiftningsarrangement kan man indstille en ventil ved opvarmning af opvarmningsorganet såvel med vekselstrøm som med jævnstrøm - og dette uden at der må ændres ved arrangementets konstruktion. Ved anvendelse af vekselstrøm kan TRIAC’en - ved brug af processoren - blive indkoblet, så at der kan passere en strøm med tilstrækkelig høj frekvens, og dette samtidigt med at også MOSFET’en i den positive halvbølge af vekselstrømmen - ved brug af processoren -indkobles, så at strøm kan passere. I den negative halvbølge af vekselstrømmen vil en diode hørende til MOSFET’en sørge for, at den nødvendige strøm kan passere. Ved anvendelse af jævnstrøm tilvejebringes den nødvendige strømpassage ved hjælp af MOSFET’en. Herved vil TRIAC’en blive tændt ved hjælp af processoren, hver gang jævnspændingskilden indkobles. Ved hjælp af processoren og ved hjælp af en føler til afføling af ventil-stødstangens stilling vil ventilen i forbindelse med dette omskiftningsarrangement dog kun blive styret i forbindelse med en bestemt brøkdel af en tidsenhed, for eksempel et sekund, så længe at stødstangen uden tydelige reguleringsindsvingninger kan indstilles mellem en øvre stilling og en nedre stilling.

Arrangementet og omskiftningsarrangementet ifølge opfindelsen forklares nedenfor i forbindelse med udførelseseksempler og under henvisning til tegningen.

Tegningen viser i:

Fig. 1 skematisk et arrangement til indstilling af en ventil i en som eksempel vist udførelsesform.

Fig. 2 et omskiftningsarrangement ifølge opfindelsen, ligeledes vist skematisk.

Den ventil, som kan indstilles ved hjælp af omskiftningsarrangementet ifølge nærværende arrangement kan dels befinde sig i en tilstand svarende til ’’strømløs åben”, dels befinde sig i tilstanden ’’strømløs lukket”. ’’Strømløs åben” betyder i denne forbindelse, at ventilen er åben, hvis opvarmningsorganet i det tilhørende indstillingsorgan ikke foretager nogen opvarmning, altså ikke forsynes med strøm. Denne tilstand er for eksempel beskrevet i DE 10 2009 040 098 Al. Tilstanden ’’strømløs lukket” svarer til den modsatte tilstand, således som det for eksempel er beskrevet i DE 31 40 472 C2. Ved indkobling af den til omskiftningsarrangementet hørende spændingskilde vil vedkommende opvarmningsorgan varme, således at ventilen overføres til vedkommende anden tilstand.

Det temperaturafhængige indstillingsorgan kan være et udvideligt organ svarende til det, der er vist i DE 31 40 472 C2, eller det kan være et organ af en legering, som kan huske formen, således som det for eksempel er beskrevet i EP 1 926 928 Bl.

Det i fig. 1 skematisk viste arrangement 1 er forsynet med et som udvideligt legeme 2 udført, temperaturafhængigt indstillingsorgan. Arrangementet 2 kan påsættes på en kun skematisk antydet ventil 3. Ventilen 3 har en stødstang 4, som står under påvirkning af en ventilfjeder, som for enkelheds skyld ikke er vist, hvilken stødstang kan indstilles i retning af dobbeltpilen 5 mellem en åben stilling og en lukket stilling. En studs 6 på ventilen 3 er som et eksempel forsynet med et gevind, hvorpå en holder 7 kan påskrues, hvilken holder tjener til fastlæggelse af et hus 8 hørende til arrangementet 1 ved ventilen 3.

Arrangementet 1 består i sig selv - det vil sige uden hus 8 og holder 7 - af det temperaturafhængige udvidelige legeme 2, et i hovedsagen grydeagtigt indstillingsorgan 9 og en trykfjeder 10. Det udvidelige legeme 2 har et arbejdsstempel 11. Ved det udvidelige legeme 2 er der desuden anbragt en som opvarmningsorgan 12 tjenende elektrisk modstand, som via en elektrisk ledning 13 og en elektrisk kontakt 14, kan tilsluttes til en spændingskilde. Som opvarmningsorgan kan der med fordel anvendes en PTC-modstand.

Arrangementet ifølge fig. 1 kan for eksempel arbejde som følger: Så snart arrangementet 1 er tilsluttet til en spændingskilde, vil opvarmningsorganet 12 varme. Det udvidelige legeme 2 udvider sig så, hvorved dets arbejdsstempel 11 vil blive sammentrykt. Det vil så medbringe indstillingsorganet 9 i retning af pilen 15. Derved vil en trykfjeder 10 blive sammentrykt. Ventilens 3 stødstang vil blive aflastet, således at ventilen ved hjælp af sin ventiltjeder åbnes. Når arbejdsstemplet 11 på det udvidelige legeme 2 har udført et i forvejen givet slag, vil opvarmningsorganet 12 blive adskilt fra spændingskilden. Derved vil det udvidelige legeme 2 afkøles, og arbejdsstemplet 11 samt indstillingsorganet 9 bevæges tilbage til deres udgangsstilling.

Ved brug af det i fig. 2 skematisk viste omskiftningsarrangement kan opvarmningsorganet 12 forsynes med såvel vekselstrøm som jævnstrøm.

Opvarmningsorganet 12 er med henblik herpå indrettet i et strømkredsløb, som forløber mellem en spændingskilde Ub og et referencepotentiale M, hvor det med fordel drejer sig om masse, henholdsvis jordpotentiale. I strømkredsløbet er en TRIAC 16 og en MOSFET 17 anbragt på række, nemlig i en foretrukken udførelsesform mellem opvarmningsorganet 12 og referencepotentialet M. TRIAC’en 16 er tilsluttet mellem opvarmningsorganet 12 og MOSFET 17. Styreelektroderne, henholdsvis portene hørende til TRIAC 16 og MOSFET 17, er forbundet med en af en spændingskilde strømforsynet processor 18. Elektroderne 19 (dræn) og 20 (kilde) hørende til MOSFET’en 17 er forbundet med hinanden ved hjælp afen diode 21, som tillader strøm at passere i retning af TRIAC’en 16. Til omskiftningsarrangementet hører også en ikke vist i hovedsagen kendt føler, som kan registrere ventil-stødstangens 4 stilling og levere hertil svarende signaler til processoren 18.

Processorens 18 spændingskilde kan være en separat spændingskilde. Det kan imidlertid også være spændingskilden Ub, som anvendes. Række-koblingen af TRIAC 16 og MOSFET 17 kan ved hjælp af tilsvarende yderligere elektroniske konstruktionsdele også være anbragt mellem spændingskilden Ub og opvarmningsorganet 12.

Omskiftningsarrangementet ifølge opfindelsen kan for eksempel aktiveres ved hjælp af et signal fra et reguleringssystem, for eksempel i forbindelse med en ’’bygningsledeteknik” (ty: Gebåudeleittechnik) eller med termostater.

Omskiftningsarrangementets arbejdsmåde beskrives i det følgende under henvisning til to eksempler, nemlig eksempel 1, hvor anvendelse af en vekselspændingskilde omtales, og eksempel 2, hvor anvendelse af en jævnspændingskilde omtales. Begge spændingskilder leverer med fordel en spænding på 24 volt. I begge tilfælde får processoren 18 også et signal fra en føler, som registrerer stillingen af ventil-stødstangen. Opvarmningsorganet 12 styres dog kun kortvarigt ved hjælp af omskiftningsarrangementet. Derved har man sikret sig, at stødstangens 4 stilling vedvarende kan indstilles uden tydelige reguleringssvingninger.

Eksempel 1 Når opvarmningsorganet 12 skal opvarmes, aktiveres processoren 18. Den leverer i henhold til vekselspændingens frekvens - fortrinsvis 50 Hz pr. halvbølge i vekselspændingen - en tændingsimpuls ved TRIAC’en 16, som herved indkobles, så at den vedvarende kan lade strøm passere. Samtidigt vil MOSFET’en 17 ved den positive halvbølge af vekselspændingen - ved hjælp af en styreimpuls fra processoren 18 - blive strømledende indkoblet, medens det under den negative halvbølge af vekselspændingen gælder, at dioden 21 sørger for den nødvendige strøm. Opvarmningsorganets 12 strømforsyning vil bestå, indtil stødstangen på den ventil, der skal indstilles, har opnået en ønsket stilling. Ved hjælp af et sådant signal, for eksempel udløst af stødstangen selv eller udløst af et en sensor i en tilhørende overvågningskobling, kan strømkredsen derefter afbrydes, så at opvarmningsorganet 12 ikke varmer mere.

Eksempel 2

Den for brug af en vekselspændingskilde beskrevne arbejdsmåde, hvad angår koblingsarrangementet, gælder i hovedsagen også ved brug af en jævnspændingskilde. Processoren 18 leverer i dette tilfælde et styresignal til MOSFET’en 17, som så tilkobler jævnspændingen og derved sikrer den nødvendige elektriske strøm. Samtidigt med indkoblingen af MOSFET’en 17 vil TRIAC’en 16 blive tændt ved hjælp af en tændingsimpuls fra processoren 18. Dette må ske hver gang, MOSFET’en 17 indkobles, så strøm kan passere igennem ved hjælp af en strømimpuls fra processoren 18, altså især efter hver ny omskiftningsprocedure.

Claims (4)

1. Arrangement, som omfatter en ventil (3), der har en stødstang (4), som kan indstilles i aksial retning under indvirkning af en ventilfjeder, og hvor der til indstilling af stødstangen (4) er fastgjort et temperaturafhængigt indstillingsorgan ved ventilen (3) med et i sin aksiale retning bevægeligt arbejdsstempel (11), hvilket indstillingsorgan kan opvarmes ved hjælp af et til en elektrisk spændingskilde tilsluttelig, elektrisk varmeorgan (12), og hvor der foreligger et kredsløbsarrangement, kendetegnet ved, at der i kredsløbsarrangementet til indstilling af ventilen (3) i strømtilføringen til opvarmningsorganet (12) er indrettet en TRIAC (16) og en MOSFET (17), som ligger på række, og hvis styreelektroder er forbundet med en processor (18), som kan afgive udløserimpulser til TRIAC’en (16) og styresignaler til MOSFET’en (17), og hvor en diode (21), som er presset fremad i retning af TRIAC’en (16), er forbundet i nævnte kredsløbsarrangement mellem dræn (19) og kilde (20) elektroderne i MOSFET’en (17).

2. Omskiftningsarrangement til en indretning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at indkoblingen på række af TRIAC’en (16) og MOSFET’en (17) er tilvejebragt mellem opvarmningsorganet (12) og et referencepotentiale (11), og at TRIAC’en (16) er forbundet med opvarmningsorganet (12).

3. Omskiftningsarrangement til en indretning ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at TRIAC’en (16) - ved anvendelse af en vekselspændingskilde - kan udløses ved hjælp af processoren (18) ved hver halvbølge i vekselspændingen.

4. Omskiftningsarrangement til en indretning ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at TRIAC’en (16) - når der anvendes en jævnspændingskilde - kan udløses én gang for her gang der ved hjælp af processoren (18) foretages en indkoblingsprocedure med henblik på opvarmning af opvarmningsorganet (12).