FI90586B - Sähkökäyttöinen venttiili - Google Patents

Description

90586 Sähkökäyttöinen venttiili Eldriven ventil 5

Keksinnön kohteena on sähkökäyttöinen venttiili virtaavan aineen ohjausta ’ varten, erityisesti saniteettiventtiili, jolla on a) pesä, jolla on tulokanava ja poistokanava; 10 b) venttiilinsulkuelin, joka vaikuttaa yhdessä tulokanavan ja poistokanavan välisellä virtaustiellä sijaitsevan venttiilinistukan kanssa; 15 c) venttiilinsulkuelintä varten tarkoitettu säätölaite, joka käsittää sähköisesti kuumennettavan, paisuvasta materiaalista valmistetun elementin, joka on yhdistetty voimavaikutteisesti venttiilinsul-kuelimen kanssa; 20 d) jäähdytyskappaleen, joka on kytketty termisesti paisuvaan element tiin, ja on järjestetty myötävirtaan venttiilinistukasta kanavaan tai kanavalle, jonka läpi virtaava aine voi virrata.

Sähkökäyttöiset venttiilit, joilla ohjataan virtaavaa ainetta, erityises-25 ti vettä, ovat useimmissa tapauksissa magneettiventtiileitä. Niiden asentaminen - ainakin saniteettitiloihin - vaatii aina ns. esiohjausta, jolloin pienet ohjausaukot ovat tarpeellisia. Nämä pienihalkaisijaiset aukot kalkkeutuvat helposti, jolloin koko venttiili voi lakata toimimasta. Tämän lisäksi tällaisten magneettiventtiilien dynaamista reagointi-30 herkkyytä on vaikea hallita siten, että hydrauliset iskut talon yhdistet-tyyn johdotusjärjestelmään voidaan välttää venttiilien ollessa asennettuja saniteettitiloihin.

Patentista DE-OS 37 07 337 tunnetaan alussa mainitun tyyppinen sähkö-35 käyttöinen venttiili. Siinä venttiilinsulkuelimen avausvoiman tuottaa paisuva elementti, jota lämmitetään sähköisesti: jos paisuvaan elementtiin sisältyvä vaha lämpenee paisuvasta elementistä tulee esiin paine-tappi, jonka avulla venttiilinsulkuelin voidaan nostaa joko suorasti tai 2 90586 epäsuorasti venttiilinistukasta. Jos sähkövirta katkaistaan, paisuvan elementin vahatäytteessä vielä oleva lämpö on johdettava pois. Tämä tapahtuu tunnetussa venttiilissä jäähdytyslevyn avulla, joka on lämmön-vaihtoyhteydessä ympäröivän ilman kanssa. Koska ympäröivän ilman lämpöti-5 lat voivat vaihdella ja koska jäähdytystulokseen vaikuttavat lisäksi ympäröivän ilman kontrolloimattomat virtausolosuhteet, tunnetun venttiilin reagointiherkkyyttä virrankatkaisun jälkeen, eli sulkeutumiskarakte-ristikää, ei voida määrittää tarkasti.

10 Tämän keksinnön tavoitteena on saada aikaan alussa mainitun tyyppinen sähkökäyttöinen venttiili siten, että määritetty reagointiherkkyys voidaan taata erityisesti sulkeutumisen yhteydessä.

Tämä tavoite saavutetaan keksinnön mukaisesti siten, että jäähdytys-15 kappale on järjestetty virtaavan aineen sivutielle, jolloin sivutiellä virtaavan aineen osuutta voidaan säätää säätöventtiilillä.

Keksinnön mukaisessa sähkökäyttöisessä venttiilissä paisuvaa elementtiä ei siis enää jäähdytä ympäröivä ilma vaan itse virtaava aine. Viimeksi-20 mainitulla on - ainakin keksinnön käyttöalueella - käytännöllisesti katsoen vakio lämpötila siten, että jäähdytyskappaleen ja jäähdyttävän, virtaavan aineen välinen lämpötilaero ei ole enää sattumanvarainen. Se, että jäähdytyskappale on järjestetty myötävirtaan venttiilinistukasta virtaavan aineen virtaustielle, voi vaikuttaa jäähdytysvaikutuksen 25 välityksellä vain vaimennuskäyttäytymiseen, eli virrankatkaisun jälkeiseen käyttäytymiseen, ja vain vähäisessä määrin reagointiherkkyyteen venttiiliä avattaessa. Tämä on esitettyjen käyttöesimerkkien kannalta toivottava ominaisuus.

30 Keksinnön erityisen suositeltavassa suoritusmuodossa jäähdytyskappale on järjestetty virtaavan aineen sivutielle, jolloin sivutiellä virtaavan aineen osuutta voidaan säätää säätöventtiilillä. Jos sivutielle ohjataan suhteellisen paljon virtaavaa ainetta, myös jäähdytyskappaleen ja sitä myötä paisuvan elementin jäähdytysvaikutus on vastaavasti suurempi. 35 Sähkövirran katkaisun jälkeen vahatäytteeseen vielä sisältyvä lämpö johdetaan tällä tavoin suhteellisen nopeasti pois siten, että vahatäyte 3 90586 voi vetäytyä nopeasti kokoon. Venttiilinsulkuelin palautuu tämän jälkeen nopeasti sulkuasentoonsa. Jos sivutielle johdetaan sitävastoin suhteellisen vähän virtaavaa ainetta, sen jäähdytysvaikutus on suhteellisen heikko; tällöin kestää vastaavasti kauan, ennen kuin paisuva elementti on 5 jäähtynyt ja venttiilinsulkuelin on palannut sulkuasentoonsa. Säätövent-tiiliä säätämällä venttiilin sulkeutumiskarakteristika voidaan näin määrittää yksinkertaisella tavalla, jolloin hydraulisen iskun syntyminen venttiiliä suljettaessa voidaan estää erityisesti silloin, kun venttiili on sovitettu paikallisiin olosuhteisiin.

10

Sivutie voi olla pesässä oleva rengaskanava, joka on geometrisesti ja valmistusteknisesti helposti tuotettavissa.

Tässä tapauksessa on geometrisistä syistä suositeltavaa, että paisuva 15 elementti on järjestetty kuivaan onteloon rengaskanavan sisälle.

Jäähdytyskappaleella voi olla aaltojen avulla suurennettu pinta, ja se voi olla kytketty tangon välityksellä termisesti paisuvaan elementtiin.

20 Keksinnön suoritusmuotoesimerkkiä kuvataan seuraavassa lähemmin piirustuksen avulla; ainoassa kuvassa esitetään poikkileikkauksena kaa-viomaisesti sähkökäyttöinen vesiventtiili.

Esitetty vesiventtiili käsittää pesän 1, joka on varustettu vedentulo-25 kanavalla 2 ja vedenpoistokanavalla 3. Vedentulokanavan 2 sisäpääty on -...· reiän 4 välityksellä yhteydessä sisäisen rengaskanavan 5 kanssa. Ve- dentulokanavassa 2 olevan reiän 4 suuhun on muodostettu venttiilinistukka : : : 6, joka vaikuttaa yhdessä venttiilinsulkuelimen 7 kanssa. Venttiilinsul kuelin 7 painetaan painejousen 8 avulla venttiilinistukkaa 6 vasten 30 siten, että reikä 4, joka muodostaa läpikulun vedentulokanavasta 2 rengaskanavaan 5, on normaalisti suljettu.

Rengaskanavaan 5 saapunut vesi jaetaan käännettävän säätöventtiilin ; · 8 avulla kahteen virtaukseen. Pääosa vedestä virtaa säätöventtiilin 8 35 kaikissa kääntöasennoissa sisäkanavan 9 kautta vedenpoistokanavaan 3. -· - Vesivirtauksen toinen osa johdetaan säätöventtiilin 8 avulla koverruksen 4 90586 10 kautta rengaskanavaan 5, jolloin tämä vesivirtauksen toinen osa on voimakkaasti riippuvainen säätöventtiilin 8 kääntöasennosta. Tämän järjestelyn merkitys selvitetään jäljempänä.

5 Venttiilinsulkuelintä 7, joka säätää lopullisesti vedentulokanavan 2 ja vedentulokanavan 3 välisen vesivirtauksen, ohjaa paisuva elementti 11, kuten saniteettitermostaattiventtiilien yhteydessä on tunnettua niiden ollessa rakenteeltaan täydellisiä. Se on järjestetty onteloon 12 rengas-kanavan 5 sisäpuolelle. Ontelo 12 on kuiva, joten vesi ei virtaa sen 10 läpi.

Paisuvan elementin 11 pesä 13 sisältää tunnetulla tavalla täytteen 14, joka koostuu korkealla lämpölaajenemiskertoimella varustetusta vahasta, johon täytteeseen vaikutetaan männällä 15. Mäntä 15 on männänvarren 16 15 välityksellä, joka on johdettu paisuvan elementin 11 pesän 13 läpi aksiaalisesti - tiivistettynä - sekä rengaskanavan 5 ja pesän 1 sisäisen ontelon 12 välisen seinämän 17 läpi, yhteydessä venttiilinsulkuelimen 7 kanssa.

20 Seinämän 17 läpäiseen lisäksi - myös tiivistettynä - tanko 18, joka kytkee paisuvan elementin 11 pesän 13 termisesti jäähdytyskappaleeseen 19. Aaltojen 20 ansiosta korkean pinnan omaavaan jäähdytyskappaleeseen 19 vaikuttaa rengaskanavan 5 läpi virtaava vesi.

25 Paisuvan elementin 11 pesää 13 ympäröi koaksiaalisesti sähkökäämitys 21, jonka syöttöjohdot 22 on johdettu sopivalla tavalla pesästä 1 ulos.

Ylläkuvatun vesiventtiilin toimintatapa on seuraava: 30 Venttiilinsulkuelin 7 on normaalisti, eli kun käämityksessä 21 ei ole virtaa, venttiilinistukassa 6 olevan painejousen 8 vaikutuksen alaisena. Veden läpimeno vedentulokanavan 2 ja rengaskanavan 5 sekä täten myös vedenpoistokanavan 3 välillä on suljettu; venttiili on suljettu.

35 Jos venttiili avataan käämitys 21 saa virtaa. Kehittyvä lämpö aiheuttaa paisuvassa elementissä 11 olevan vahatäytteen 14 laajenemisen, jolloin 5 90586 sen mäntä 14 työntyy alaspäin. Männänvarsi 16 välittää tämän liikkeen venttiilinsulkuelimeen 7, jonka venttiilinistukka 6 nostaa. Vesi voi nyt virrata vedentulokanavasta 2 rengaskanavaan 5 ja sieltä säätöventtiilin 8 sisäkanavan 9 kautta vedenpoistokanavaan 3.

5 Säätöventtiiliä 8 käännettäessä tietty osa vettä virtaa lisäksi ren-gaskanavan 5 läpi ja vaikuttaa tällöin jäähdytyskappaleeseen 19.

Kun venttiili suljetaan, virransyöttö käämitykseen 21 päättyy. Paisuvan 10 elementin 11 vahatäyte 14 jäähtyy, mitä seuraa vastaava tilavuuden pienentyminen. Painejousen 8 vaikutuksesta venttiilinsulkuelin 7 siirtyy venttiilinistukkaa 6 vasten, jolloin myös mäntä 15, joka on piirustuksessa paisuvan elementin 11 pesän 13 sisäpuolella, siirtyy samanaikaisesti ylös. Vedenvirtaus vedentulokanavan 2 ja vedenpoistokanavan 3 välillä 15 lakkaa.

Se viive, jolla venttiilinsulkuelin 7 reagoi käämityksen 21 läpi vir-taavan sähkövirran katkaisemiseen, riippuu paisuvan elementin 11 jäähdytyksestä. Tämä on puolestaan riippuvainen siitä, kuinka suuri määrä 20 vettä rengaskanavan 5 läpi virtaa ja voi vaikuttaa jäähdytyskappaleeseen 19.

Jos venttiili halutaan sulkea nopeasti virrankatkaisun jälkeen, säätö-venttiili 8 käännetään sellaiseen asentoon, että rengaskanavaan 5 virtaa '· 25 suhteellisen suuri osuus vedenvirtauksesta. Tämä suhteellisen suuri vedenvirtaus jäähdyttää jäähdytyselementin 19 tällöin suhteellisen nopeasti siten, että paisuvan elementin 11 vahatäytteessä 14 oleva lämpö : poistuu nopeasti virransyötön loppuessa käämityksestä 21. Säätöventtiilin 8 tässä kääntöasennossa venttiilin inertia on suljettaessa suhteellisen 30 pieni.

Jos toivotaan taas suhteellisen hidasta reagointia venttiiliä suljettaessa, säätöventtiili 8 käännetään sellaiseen asentoon, että vettä ; - virtaa vain vähän rengaskanavan 5 läpi. Tämä merkitsee sitä, että jäähdy- ; 35 tyskappale 19 jäähtyy vain suhteellisen vähän. Kun virransyöttö käämitykseen 21 on lakannut, vahatäytteessä 14 oleva lämpö poistuu siis tällöin 6 90586 suhteellisen hitaasti siten, että venttiilinsulkuelimen 7 palautuminen kestää suhteellisen kauan.

Säätöventtiilin 8 kääntöasennolla on venttiilin kytkeytymiskäyttäytymi-5 seen vain vähäinen vaikutus, koska rengaskanavan 5 läpi ei avauksen alussa virtaa vielä vettä. Olosuhteet ovat avattaessa täsmälleen päinvastaiset kuin suljettaessa: kun jäähdytyskappaletta 19 j äähdytetään voimakkaasti, eli kun vettä virtaa suhteellisen voimakkaasti rengaskanavan 5 läpi, reagointiherkkyys on käämityksen 21 ollessa virroitettu suhteelli- 10 sen laimea, koska lämpötasapaino saavutetaan suuren lämmön poisjohtamisen vuoksi vasta myöhemmin. Paisuvan elementin 11 mäntä 15 seuraa sitävastoin männän virroitusta suhteellisen nopeasti, kun kanavan 5 läpi virtaa vain vähän vettä.

15 Kuvatun venttiilin avulla voidaan siis saavuttaa erilaisia reagointi-ominaisuuksia valitsemalla säätöventtiilin 8 kääntöasento. Erityisesti on mahdollista sulkea venttiili pehmeästi, jolloin hydrauliset iskut voidaan välttää.

20

Claims (5)

1. Sähkökäyttöinen venttiili virtaavan aineen ohjausta varten, erityisesti saniteettiventtiili, jolla on 5 a) pesä, jolla on tulokanava ja poistokanava; b) venttiilinsulkuelin, joka vaikuttaa yhdessä tulokanavan ja pois tokanavan välisellä virtaustiellä sijaitsevan venttiilinistukan 10 kanssa; c) venttiilinsulkuelintä varten tarkoitettu säätölaite, joka käsittää sähköisesti kuumennettavan, paisuvasta materiaalista valmistetun elementin, joka on yhdistetty voimavaikutteisesti venttiilinsul- 15 kuelimen kanssa; d) jäähdytyskappaleen, joka on kytketty termisesti paisuvaan element tiin, ja on järjestetty myötävirtaan venttiilinistukasta (6) kanavaan tai kanavalle (5), jonka läpi virtaava aine voi virrata, 20 tunnettu siitä, että jäähdytyskappale (19) on järjestetty virtaavan aineen sivutielle, jolloin sivutiellä virtaavan aineen osuutta voidaan säätää säätöventtiilillä (8).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen venttiili, tunnettu siitä, että sivutie käsittää pesässä (1) olevan rengaskanavan (5).

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen venttiili, tunnettu siitä, • että paisuva elementti (11) on järjestetty onteloon (12) rengaskanavan 30 (5) sisälle. ä. Jonkin ylläolevan patenttivaatimuksen mukainen venttiili, tunnettu siitä, että jäähdytyskappaleella (19) on aalloilla (20) suurennettu pinta.

5. Jonkin ylläolevan patenttivaatimuksen mukainen venttiili, tunnettu siitä, että jäähdytyskappale (19) on kytketty termisesti tangon (18) välityksellä paisuvaan elementtiin (11). 35 8 90586