NO126576B - - Google Patents

Description

Termostatisk varmeutvekeler-regulatorvenlil for automatisk omkobling for varme -

eller kjøleregulering.

For varmeeffektregulering i varmeut-vekslere, f. eks. konvektorer, er det kjent å

bruke termostatiske ventiler, som avhengig

av en målt temperatur regulerer mengden

av oppvarmningsmediet, f. eks. varmt vann

som strømmer til varmeforbrukeren. Temperaturen måles som oftest ved en væske-eller damptrykkmåler som via et kapillar-rør står i forbindelse med et ekspansjons-element, f. eks. en fjærrørbelg. De defor-masjoner i ekspansjonselementet som er

avhengig av temperaturen, overføres me-kanisk til den bevegelige ventildelen. Slike

termostatiske regulatorventiler er utformet

som lukkeventiler, dvs. når varmebehovet

er dekket, lukkes ventilen.

Liknende anordninger brukes ved kjø-leanlegg. Forskjellen er bare at regulatorventilen her ved en temperaturøkning i det

rom som skal kjøles, må la det strømme

mer kjølemiddel til kjøleaggregatet, og

derfor er utført som åpneventil.

Hvis et rom ved hjelp av samme varmeutveksler skal varmes opp under en periode og avkjøles under en annen periode,

må det ved bruk av termostatiske regulatorventiler både sørges for en lukkeventil

og en åpneventil. Dette medfører innvik-lede og kostbare installasjoner, noe som

virker særlig uheldig ved oppvarmingsan-legg for beboelsesrom, som om sommeren

skal kunne kobles om til kjøling.

Til ovennevnte formål er det kjent å

bruke regulatorventiler, som ved hjelp av

en ekspansjonsbelg eller membranboks og

under påvirkning av en ekspansjonstempe-raturmåler styrer en dobbeltventil for både

varmeregulering og kjøleregulering med jevn styrekraft, hvorved dobbeltventilens ene del virker som lukkeventil for varmeregulering og dens annen del som åpneventil for kjøleregulering, og hvor omkoblingen fra varme- til kjøleregulering eller omvendt skjer for hånd ved hjelp av et betjeningshåndtak h,vis dreining via en passende mekanisme, f. eks. en skruedrift, fører til en forskyvning i lengderetning av den bevegelige ventildelen, slik at denne settes i varme- henholdsvis kjølereguler-ende stilling. Da varmemediet har en temperatur på minst 30—35° C og kjølemediets temperatur ligger under 15—20° C, forelig-ger det en temperaturdifferanse på minst

10—20° C mellom de to driftstyper, og dette

er tilstrekkelig for å fullføre omstillingen automatisk idet f. eks. den bevegelige ven-tildel står i forbindelse med ytterligere en

ekspansjonsbelg, som utsettes for mediets temperatur, og som ved temperaturspran-get mellom oppvarmning og avkjøling setter ventilens bevegelige del i den ene eller den annen innstilling.

Uavhengig av om en ventil kobles om til oppvarmning eller avkjøling for hånd, eller automatisk, har de kjente regulatorventiler den ulempe at det termostatiske ekspansjonsorgan styrer ventilens bevegelige del, hvorved enten styrekraften eller styrevegen blir sterkt begrenset og under-tiden ikke strekker til for en påklagelig regulering selv ved tilstrekkelig medium-mengde.

Foreliggende oppfinnelse avser å styre ventilen ved hjelp av en servokraft, som ut-vinnes ved selve ventilen og som igjen styres av det termostatiske ekspansjonsorgan. Oppfinnelsen vedrører en termostatisk varmeutvekslerventil for automatisk omkobling til varme- eller kjøleregulering med en membranboks som står under en nominell verdi-innstilling og ved hjelp av en vesketemperaturmåler registrerer romstemperaturen, og med en styreventil med to strupeorganer som samtidig arbeider i motsatt retning, slik at det ene er virksomt ved oppvarmning og det andre ved avkjøl-ing, karakterisert ved at membranboksen styrer en hovedventil for mediet under påvirkning av differansen i romstemperaturen til den nominelle verdi ved hjelp av servokraft i åpen-lukket regulering, hvorved servokraften dannes ved trykkfall, idet gjennomstrømningskanalen er et venturi-rør og regulatorhuset har et hulrom som ved hjelp av en membran er delt i to kamre, hvor det hersker overtrykk henholdsvis undertrykk. Membranen trykker mot hovedventilen, som står under mottrykk, og overtrykkskammeret er via en fast strupeanordning koblet til et sted med høyt statisk trykk i gjennomstrømningskanalen. Den med to motsatt-virkende strupeorganer utstyrte styreventil, er koblet til et sted med lavere statisk trykk i gjennomstrøm-ningskanalen, og sistnevnte styreventil styres direkte av membranboksen. Mottrykket i hovedventilen kan fremkalles ved hjelp av en fjær, fortrinnsvis ved en annen membran.

Et utføringseksempel av oppfinnelsen vil bli nærmere illustrert ved hjelp av tegningen. Fig. 1 i tegningen er et skjematisk snitt av en termostatisk varmeutvekslerventil for automatisk omkobling til oppvarmning og kjøling. Fig. 2—5 viser forskjellige stillinger av styreventilen for oppvarmning og kjøling. Fig. 6 viser en innbygget utføringsform av regulatorventilen i snitt. Regulatorventilen er beregnet på inn-bygging i mediets tilførselsledning umid-delbart foran en varmeutveksler. Som vist i fig. 1 består regulatorventilhuset av tre deler, en nedre del 1, en mellomdel 6 og en øvre del 16. Ventilhusets nedre del 1 har en innløpsstuss 2, en utløpsstuss 3 og et sylin-drisk midtstykke 4, i hvis akse hovedventilen 5 for åpning og lukking er anordnet. Ventilhusets midtre del 6 er bygget opp på det sylindriske midtstykket. Ventilhuspar-tiene 4 og 6 danner sammen et hulrom, som ved hjelp av en membran 7 er delt i to kamre, et undertrykkammer 8 og et overtrykk-kammer 9. Trykkfallet for de to kamre 8 og 9 fremkalles ved at gjennomstrømnings-kanalen i ventilhusets nedre del 1 smalner av fra innløpsåpningen til hovedventilen 5 ved et venturirør, og overtrykkammeret 9 er forbundet med innløpsstussen via en overtrykkanal 11 og en fast strupeanordning 12. Undertrykkammeret 8 er via en undertrykkanal 13 forbundet med gjen-nomløpskanalen som smalner av bak hovedventilen 5. For regulering av trykkfallet er overtrykkammeret 9 forbundet med undertrykkammeret 8 via en regulatorventil 14, 21, 22, som virker to veier, og en kanal 15. Overdel 16 er bygget opp på ventilhusets midtre del 6 og forsynt med en membranboks 17 for regulering av regulatorventilen 14, 21, 22. Membranboksen 17 er via et ka-pillarrør 18 forbundet med en ikke vist vesketemperaturmåler på varmeutveksleren. Innstillingen av den nominelle temperatur skjer ved hjelp av en skrue 19 som regulerer mebranboksens 17 høydestilling. Membranboksen 17 er ved en skyvestang 20 direkte tilkoblet styreventilens 14, 21, 22 strupeorganer 21, 22. Styreventilen 14, 21, 22 er vist innstilt for varmeregulering. For

automatisk omkobling til kjøling er det i overtrykkammeret 9 på en fast bøyle 23 innspent en bimetallfjær 24, som under innspenningstrykk er bøyet ned, og ved mediets avkjøling til kjøletemperatur springer i en oppadbøyet stilling og derved

ved hjelp av gaffelen 25 og sky veren 26

bringer strupeorganet 22 og derved styreventilen 14, 21, 22 i arbeidsstilling, og setter strupeorganet 21 ut av arbeidsstilling.

Anordningen virker som følger: Når hovedventilen 5 er åpen og det strømmer varmt vann til oppvarmning fra innløps-stussen 2 til utløpsstussen 3 gjennom den beskrevne regulatorventilen, oppstår det på

grunn av venturirør et 10 høyere trykk i kanalen 12 enn i kanalen 13, 15. Ved en

stigning i romstemperaturen som registre-res av vesketemperaturmåleren på kapil-larrøret 18, presser membranboksen 17 skyvestangen 20 nedad og lukker regulatorventilen 14, 21. Derved oppstår et overtrykk

i kammeret 9 i forhold til kammeret 8, slik

at membranen 7 presser på hovedventilen 5 og lukker denne. Når romstemperaturen

synker, åpner membranboksen 17 styreventilen 14, 21, slik at trykkforskjellen mellom kamrene 9 og 8 utjevnes og hovedventilen 5 åpnes igjen. Hvis gjennomstrøm-ningsdiameteren i styreventilen 14, 21 er større enn i den faste strupeanordning 12, vil trykkfallet fra kanalen 12 til kanalen 13 i det vesentlige gå via den faste strupeanordningen 12, og dette betyr at det ikke er noen trykkforskjell mellom kamrene 8

og 9, og hovedventilen 5 holdes åpen ved en tilbakeslagsfjær 27. Lukkes styreventilen 14, 21 så meget at gjennomstrømnings-diameteren blir mindre enn i den faste strupeanordningen 12, vil en tilsvarende del av det totale trykkfall gå over strupe-ventilen 14, 21 og dermed også over membranen 7, slik at hovedventilen 5 lukkes.

Omkoblingen fra oppvarmning til kjø-ling og omvendt ved hjelp av bimetallfjæren 24 skjer som følger: Når det strømmer varmemedium gjennom regulatorventilen, er bimetallfjæren 24 bøyet ned og gaffelen 25 ligger trukket ned på bøylen 23. Når styreventilen 14, 21 er helt åpen, som vist i fig! 2, ligger skyveren 26 an mot gaffelen 25 og totalåpningen av ventilen 14, 21 og 14, 22 er fordelt likt. Når romtemperaturen er for høy, kan membranboksen 17 lukke ventilen 14, 21 ved å trykke ned skyvestangen 20. Da vil skyveren 26 ligge an mot gaffelen 25, som vist i fig. 3. Da rom-mets kjøling alltid setter inn når romstemperaturen er for høy, vil styreventilen før omkoblingen alltid befinne seg i posi-sjon som vist i fig. 3. Når anlegget kobles om fra oppvarmning til kjøling, vil kjøle-middelet gå inn i innløpsstussen 2', regulatorventilhuset og mediet i kamrene 8 og 9 avkjøles og når en tilstrekkelig lav temperatur er nådd, springer bimetallfjæren 24 oppover og presser opp gaffelen 25, som da ligger mot undersiden av bæreren 23; skyveren 26 løftes, og de to ventilene 14, 21 og 14, 22 åpnes like meget, som vist i fig. 4. Hvis romstemperaturen synker igjen, løfter membranboksen 17 skyvestangen 20 og lukker styreventilen 14, 22, og slik at skyveren 26 ligger an mot den øvre delen i gaffelen 2, som vist i fig. 5. Omkoblingen fra kjøling til oppvarmning skjer når romstemperaturen blir for lav. Da inntar styreventilen stilling som vist i fig. 5. Ved omkobling til oppvarmning, kommer varmemediet i innløpsstussen 2; regulatorventilhuset og mediet i kamrene 8 og 9 varmes opp og ved tilstrekkelig høy temperatur springer bimetallfjæren 24 ned igjen og setter styreventilen på ny i den stilling som er vist i fig. 2.

Foråt den automatiske omkoblingen fra oppvarmning til kjøling skal kunne skje som beskrevet, er det nødvendig at det kan strømme en liten mengde medium gjennom gjennomstrømningskanalen når hovedventilen er lukket, idet sistnevnte arbeider med noen lekkasje eller ved at det er anordnet en renne eller liknende, som ikke kan lukkes. Skyvestangen 20 mellom membranboksen 17 og strupeorganet 21 må heller ikke være stiv, som for enkelthets skyld er vist i fig. 1. Det må tvert om være bygget inn overføringsledd, som tar opp slaget mellom strupeorganet 21 og membranboksen 17, som oppstår ved at bimetallfjæren 24 springer opp, slik at membranboksen 17 ikke påvirkes av dette slag. Fig. 6 viser et snitt av en utførelsesform ifølge oppfinnelsen, og viser de nødvendige detalj anordninger. Henvisningstallene er stort sett i overensstemmelse med fig. 1. Overføringen av slaget av membranboksen 17 på styreventilen skjer ved hjelp av et stempel 28, som membranboksen 17 trykker på med en nippel 29. En skruefjær 30 mellom tetningsskiven 31 på ventilhusets midtre del 6 og en avsats på stempelet 28, som gir tilbakeslagskraften for membranboksen 17. Ved den nedre ende av stemplet 28 er det skrudd på en gaffel 32 og strupeorganet 21 henger under press fra en fjær

33 ned i gaffelen. Når strupeorganet ved

omkobling fra oppvarmning til kjøling, løftes fordi bimetallfjæren 24 springer opp, tas dette slag opp av gaffelen 32, idet fjæren 33 trykkes sammen og kanten av strupeorganet 21 løfter seg fra gaffelen 32. Når så romstemperaturen synker, vil membranboksen 17 og dermed stemplet 28 og gaffelen 32 løftes til klaringen er opphevet. Ved videre avkjøling av romstemperaturen løftes stemplet 28 ytterligere og lukker ventilen 14, 22. Ved omkobling fra kjøling til oppvarmning springer bimetallfjæren 24 ned og gaffelen 32 og stemplet 28 trek-kes ned, idet fjæren 30 trykkes sammen, slik at nippelen 29 løfter seg fra stemplet 28 inntil membranboksen 17 ved økende

romstemperatur senkes og nippelen 29 igjen presses mot stemplet 28.

Når sirkulasjonspumpens trykk er kon-stant, kan motkraften på hovedventilens 5 være en skruefjær 27, som vist i fig. 1. Da pumpetrykket kan være forskjellig i ulike anlegg, er det hensiktsmessig også å gjøre hovedventilens motkraft avhengig av mediets trykk. Dette skjer enklest som vist i fig. 6 med en membran 35 som mot-virker membranen 7, hvorved førstnevnte membran er anordnet mellom den nedre del av ventilhuset 1 og en bunnplate 36, slik at bunnplaten 36 danner et overtrykk-kammer 37 og husets nedre del 1 et undertrykkammer 38.

Regulatorventilen arbeider fortrinnsvis som åpnings- og lukningsregulator. Dette er uheldig bare hvis åpnings- og lukningsreguleringen skjer så langsomt at det oppstår merkbare svingninger i romstemperaturen. For at dette ikke skal skje, må åpnings- og lukningsreguleringen skje tilstrekkelig hurtig. Dette kan oppnås på kjent måte ved at membranboksen 17 ikke bare er avhengig av en, men av flere veske-temperaturmålere. En hensiktsmessig an-ordning består i at det brukes to vesketem-peraturmålere, slik at de registrerer rom-mets temperatur ved inn- og utløpet av

varmeutveksleren.

Claims (3)

1. Termostatisk varmeutveksler-regulatorventil for automatisk omkobling til

varme- eller kjøleregulering med en mera-branboks som står i en nominell verdi-innstilling og ved hjelp av væsketemperatur-målere registrerer romtemperaturen, og med en styreventil med to motsattvirkende strupeorganer, slik at det ene er virksomt ved oppvarmning og det andre ved kjøling,karakterisert ved at membranboksen (17) under påvirkning av differansen mellom romtemperaturen og den nominelle verdi styrer en hovedventil (5) for mediet ved hjelp av servokraft i åpne-lukke-regulering, hvorved servokraften dannes ved trykkfall, idet gjennomstrømningskanalen (2—3) er et venturirør (10) og regulatorhuset har et hulrom som ved hjelp av en membran (7) er delt i to kamre (8, 9), hvor det hersker overtrykk henholdsvis undertrykk, slik at membranen (7) trykker mot hovedventilen (5) som står under mottrykk (27 resp. 35), og overtrykkskammeret (9) via en fast strupeanordning (12) er koblet til et sted med høyt statisk trykk (11) i gjennomløpskanalen, og den med to motsattvirkende strupeorganer (21, 22) utstyrte styreventil (14) er koblet til et sted med lavere statisk trykk (15, 13) i gjennomløps-kanalen, og sistnevnte styreventil (14, 21, 22) styres direkte av membranboksen (17).

2. Regulatorventil som angitt i påstand 1, karakterisert ved at omkoblingen for varme- kjøleregulering skjer ved en tém-peraturpåvirkelig springfjær (24), som er utsatt for mediets temperatur.

3. Regulatorventil som angitt i påstand 1, karakterisert ved at ventil-mottrykket fremkalles ved at det er anordnet en membran (35) mellom to kamre (37, 38) i re-gulatorhusets nedre del (1) over hvilken det trykkfall går som dannes ved venturi-røret (10) i innløps-stussen.