PL195660B1 - Nasadka termostatyczna zaworu grzejnika - Google Patents

Abstract

1. Nasadka termostatyczna zaworu grzejni- ka posiadajaca obudowe z umieszczonym w niej elementem termostatycznym z prze- strzenia tloczna zmieniajaca objetosc w zalez- nosci od temperatury, element uruchamiajacy wspólpracujacy z elementem termostatycznym oraz uklad zabezpieczajacy posiadajacy spre- zyne, znamienna tym, ze sprezyna (18) umieszczona jest pomiedzy elementem termo- statycznym (11), a czescia obudowy (3), przy czym sprezyna (18) dziala w kierunku elementu uruchamiajacego (15), a element termostatycz- ny (11) znajduje sie w czesci nosnej (10) sluza- cej jako podpora dla sprezyny (18). PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest nasadka termostatyczna zaworu grzejnika posiadająca obudowę, z umieszczonym w niej elementem termostatycznym z przestrzenią tłoczną zmieniającą objętość w zależności od temperatury, element uruchamiający współpracujący z elementem termostatycznym oraz układ zabezpieczający posiadający sprężynę nadciśnieniową.

Tego rodzaju nasadki termostatyczne znane są opisu patentowego DE27 48 412 A1. Są one rozpowszechnione na rynku w milionach egzemplarzy.

Nasadki termostatyczne tego typu umieszcza się również na zaworach grzejników ogrzewania podłogowego. Zwykle zawór grzejnika posiada popychacz, który jest wypychany na zewnątrz zaworu przez sprężynę znajdującą się w zaworze, zaś element uruchamiający nasadki termostatycznej naciska na popychacz zaworu z przeciwnej strony. Im silniej wciśnięty jest popychacz, tym bardziej zamknięty jest zawór. Przyjmując, że wzrost temperatury powoduje zwiększenie objętości elementu termostatycznego, element uruchamiający przesuwa się w kierunku popychacza zaworu grzejnika hamując dopływ cieczy stanowiącej nośnik ciepła.

Może jednak zajść sytuacja, w której zawór grzejnika będzie zamknięty, a wzrastająca temperatura pomieszczenia powoduje, dalszy wzrost objętości elementu termostatycznego. Wzrost temperatury może być spowodowany na przykład bezpośrednim nasłonecznieniem lub też faktem przebywania w danym pomieszczeniu dużej ilości osób. Taki nieprzewidziany wzrost objętości elementu termostatycznego może spowodować uszkodzenia nasadki termostatycznej lub samego zaworu grzejnika. Aby temu zapobiec element uruchamiający wyposażono w sprężynę, która ściska się na skutek wzrostu temperatury. Dzięki temu siła wywoływana przez wzrost temperatury może zostać zrównoważona ciśnieniem sprężyny. Konieczne jest jednak aby element uruchamiający posiadał pewną długość osiową, aby umożliwić skrócenie długości sprężyny. Fakt ten prowadzi do wydłużenia konstrukcji nasadki termostatycznej.

Celem nasadki termostatycznej zaworu grzejnika według wynalazku jest zmniejszenie długości osiowej nasadki termostatycznej.

W nasadce termostatycznej według wynalazku zadanie to rozwiązano tak, że sprężyna umieszczona jest pomiędzy elementem termostatycznym, a częścią obudowy, przy czym sprężyna działa w kierunku elementu uruchamiającego, a element termostatyczny znajduje się w części nośnej służącej jako podpora dla sprężyny.

Zastosowanie takiej konstrukcji pozwala na zrezygnowanie z użycia sprężyny jako elementu uruchamiającego, dlatego też zbędny jest obszar obudowy w kierunku osiowym, w którym wcześniej przemieszczała się sprężyna. Sprężyna znajduje się teraz w innym miejscu tak, że pod wpływem wzrostu ciśnienia element termostatyczny przemieszcza się na zewnątrz, to znaczy oddala się od zaworu grzejnika. Dzięki temu możliwe jest oddzielenie zadania uruchomienia popychacza zaworu grzejnika od zadania zabezpieczenia przed wystąpieniem nadciśnienia, jakie spełnia nasadka termostatyczna. Obydwa zadania mogą więc zostać spełnione przy użyciu elementów dostosowanych do wykonania swoich konkretnych zadań. Dodatkową korzyścią jest ulepszenie samej regulacji nasadki termostatycznej. Można zatem użyć znanych i sprawdzonych elementów termostatycznych bez wydłużenia konstrukcji nasadki termostatycznej, ponieważ nie jest już potrzebne miejsce na ruch elementu termostatycznego wewnątrz nasadki. Nasadka termostatyczna zajmuje więc mniej miejsca, co jest nie bez znaczenia dla jej montażu i wrażenia estetycznego. Równocześnie zmniejsza się niebezpieczeństwo wszelkich uszkodzeń. Konwencjonalny element termostatyczny w formie puszki, ma ograniczoną trwałość. Dodanie podpory dla sprężyny nie jest wprawdzie wykluczone, wpłynęłoby to jednak na podniesienie kosztów wykonania. Element termostatyczny można przykleić lub zacisnąć na części nośnej, która może być wykonana z tworzywa sztucznego, co ułatwiłoby sporządzenie odpowiednich występów na których opiera się sprężyna.

Zaletą nasadki termostatycznej według wynalazku jest fakt, że sprężyna otacza element termostatyczny.

Pozwala to na zmniejszenie powierzchni konstrukcji w kierunku osiowym a równocześnie nie utrudnia spełniania przez sprężynę wszystkich jej funkcji. Fakt, że sprężyna otacza element termostatyczny powoduje, że sprężyna ma równocześnie dużą średnicę i może być naprowadzana przez element termostatyczny, tak że jej zwymiarowanie jest stosunkowo proste.

Korzystne jest, aby w nasadce termostatycznej według wynalazku część obudowy była jednocześnie częścią uchwytu obrotowego, umieszczoną na cokole.

PL 195 660 B1

Taka konstrukcja umożliwia zmianę wartości zadanej, regulowanej przez element termostatyczny. Element termostatyczny znajduje się w uchwycie obrotowym, którego obrót na cokole powoduje zmianę położenia osiowego elementu termostatycznego względem cokołu, a co za tym idzie względem zaworu grzejnika.

Szczególnie korzystne jest, aby w nasadce termostatycznej według wynalazku element uruchamiający działał na element termostatyczny poprzez sprężynę pomocniczą opierającą się o cokół.

Taka konstrukcja wpływa korzystnie na montaż nasadki zaworowej, ponieważ wszystkie elementy utrzymywane są na swoich pozycjach na skutek działania sprężyn, jak również na pracę nasadki termostatycznej, ponieważ zadaniem sprężyn umieszczonych w zaworze grzejnika jest jedynie zapewnienie, aby odpowiednie elementy zaworu grzejnika zostały przesunięte w odpowiednie pozycje.

Zaletą nasadki termostatycznej według wynalazku jest fakt, że część nośna oraz część obudowy posiadają wzdłuż swej osi współpracujący ogranicznik przesuwu sprężyny.

Sprężyna nie może zatem rozsunąć od siebie części obudowy i części nośnej dalej niż na to pozwala ogranicznik przesuwu. Dzięki temu po złożeniu nasadka termostatyczna tworzy zwartą całość.

Zaletą nasadki termostatycznej według wynalazku jest również fakt, że połączenie części nośnej z częścią obudowy jest odporne na skręcenie.

Dzięki temu wraz z uchwytem obraca się część obudowy oraz część nośna, ewentualnie element termostatyczny. Warunki podpory dla sprężyny są zachowane, a obciążenie elementu termostatycznego jest również niewielkie.

Korzystne jest, aby w nasadce termostatycznej według wynalazku element termostatyczny lub część nośna posiadały wskaźnik znajdujący się na powierzchni sąsiadującej ze stroną czołową części obudowy.

Dzięki temu można rozpoznać lub zasygnalizować sytuacje, w których wystąpiło nadciśnienie. Powstanie nadciśnienia oznacza, że zawór jest zamknięty, a mimo tego rośnie temperatura. Z reguły gdy jest zbyt ciepło użytkownik próbuje zamknąć zawór przez obrót uchwytu. W takich sytuacjach spowodowałoby to tylko zamknięcie nasadki, nie doprowadziłoby natomiast to zmiany aktualnej temperatury, czego zasygnalizowanie umożliwia wskaźnik.

Szczególnie korzystne jest, aby w nasadce termostatycznej według wynalazku wskaźnik zaznaczony był kolorem.

Może to być na przykład kolor czerwony. Odepchnięcie elementu termostatycznego od zaworu pod wpływem nadciśnienia prowadzące do jego wysunięcia na zewnątrz części obudowy można uwidocznić kolorowym, na przykład czerwonym oznaczeniem.

Korzystne jest również, aby w nasadce termostatycznej według wynalazku element uruchamiający na swoim przeciwnym do elementu termostatycznego końcu posiadał kołnierzowe rozszerzenie średnicowe.

Może ono mieć formę nasadzonej płyty lub też może tworzyć jeden element z elementem uruchamiającym. Rozszerzenie średnicowe może spełniać różne funkcje. Może na przykład stanowić powierzchnie przylegania dla popychacza zaworu lub też dla sprężyny pomocniczej. Szczególnie korzystne jest, gdy powiększenie średnicowe stanowi osłonę izolacyjną dla ciepła emitowanego przez zawór grzejnika do elementu termostatycznego. W tym przypadku temperatura pomieszczenia wpływa korzystnie na element termostatyczny. Rozszerzenie średnicowe można również pokryć warstwą odbijającą promieniowanie elektromagnetyczne wykonaną na przykład z aluminium, co umożliwiłoby dodatkową osłonę przed ciepłem.

Zaletą nasadki termostatycznej według wynalazku jest fakt, że element uruchamiający jest sztywny.

Dzięki temu działanie elementu termostatycznego na element uruchamiający lub wystąpienie nadciśnienia nie spowoduje deformacji elementu uruchamiającego. Dlatego też wszystkie zmiany objętości elementu termostatycznego mogą zostać przekazane bezpośrednio do zaworu grzejnika. Element uruchamiający może być sporządzony na przykład z tworzywa sztucznego przez formowanie wtryskowe.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony bliżej w korzystnym przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig.1 przedstawia przekrój nasadki termostatycznej zaworu grzejnika odpowiadający temperaturze 22°C, stanowiącej zadaną temperaturę, regulowaną przez nasadkę, a fig.2 przedstawia przekrój nasadki termostatycznej zaworu grzejnika odpowiadający temperaturze 32°C, a więc sytuacji mającej miejsce przy wystąpieniu nadciśnienia, co zostanie wyjaśnione poniżej.

PL 195 660 B1

Nasadka termostatyczna 1 posiada obudowę 2 składającą się z uchwytu obrotowego 3 oraz cokół 4. Uchwyt obrotowy 3 jest połączony z cokołem 4 za pomocą gwintu 5. Obrót uchwytu obrotowego 3 powoduje zmianę jego pozycji osiowej względem cokołu 4.

Cokół 4 posiada króciec przyłączowy 6 posiadający zazębienie 7, za pomocą którego może być przymocowany do nie przedstawionego na rysunku zaworu grzejnika. Do unieruchomienia króćca przyłączowego 6 na zaworze grzejnika służy otaczająca króciec przyłączowy 6 nakrętka złączna 8, która przez obrót na gwincie 9 może przemieścić się osiowo w kierunku króćca przyłączowego 6.

W uchwycie obrotowym 3 znajduje się część nośna 10 z elementem termostatycznym 11. Element termostatyczny 11 posiada przestrzeń tłoczną 12, ograniczoną radialnie od wewnątrz przez jednostronnie otwartą rurkę mieszkowatą 13. W przeciwieństwie do elementu termostatycznego 11, stanowiącego sztywną puszkę, ściana rurki mieszkowatej 13 może ulec deformacji.

W rurkę mieszkowatą 13 wetknięty jest trzpień 15, który po zamontowaniu nasadki termostatycznej 1 na zaworze grzejnika stanowi element uruchamiający. Trzpień 15 posiada na swoim przeciwnym do elementu termostatycznego końcu rozszerzenie średnicowe 16, tworzące powierzchnię przylegania dla sprężyny pomocniczej 17, opierającej się o cokół 4 i naciskającej na trzpień 15 w kierunku elementu termostatycznego 11. Sprężyna pomocnicza 17 jest dość mała, a co za tym idzie wytwarzane przez nią siły są niewielkie. Rozszerzenie średnicowe 16 stanowi również osłonę termiczną. Ciepło wysyłane z obszaru zazębienia 7 jest izolowane od elementu termostatycznego 11. Osłona termiczna może być dodatkowo ulepszona poprzez zastosowanie odbijającej światło warstwy, wykonanej na przykład z aluminium.

Część nośna 10 otoczona jest sprężyną 18, znajdująca się pomiędzy kołnierzem 19 stanowiącym element części nośnej 10, a kołnierzem 20 stanowiącym element uchwytu obrotowego 3 i naciska na element termostatyczny 11 w kierunku cokołu 4. Ruch elementu termostatycznego 11 w kierunku cokołu 4 jest ograniczony przez układ oporowy składający się z pierwszego ogranicznika przesuwu 25 stanowiącego element części nośnej 10 i drugiego ogranicznika przesuwu 26 stanowiącego element uchwytu obrotowego 3. Układ ten ogranicza przesuw sprężyny 18 w kierunku osiowym.

Połączenie części nośnej 10 oraz uchwytu obrotowego 3 jest odporne na skręcanie, co nie zostało przedstawione na rysunku.

Na rysunku fig.1 przedstawiono normalny stan pracy nasadki termostatycznej 1, w którym sprężyna 18 osiąga swoją największą długość. Uchwyt obrotowy 3, część nośna 10 oraz element termostatyczny 11 tworzą całość, której pozycja osiowa może ulec zmianie przez obrót uchwytu obrotowego 3 na cokole 4. Powoduje to również zmianę zadanej wartości temperatury, regulowanej przez element termostatyczny 11.

Przestrzeń tłoczna 12 wypełniona jest cieczą której objętość zmienia się w zależności od temperatury. Spadek temperatury powoduje zmniejszenie się objętości przestrzeni tłocznej. Sprężyna pomocnicza 17 może wówczas wepchnąć trzpień 15 w element termostatyczny 11. Ruch ten może być wspomagany przez ciśnienie sprężyny odwodzącej znajdującej się w nie przedstawionym bliżej na rysunku zaworze grzejnika. Zawór grzejnika jest otwarty tym silniej, im bardziej trzpień 15 jest wetknięty w przestrzeń tłoczną 12.

Wzrost temperatury powoduje zwiększenie się objętości cieczy w przestrzeni tłocznej 12, a trzpień 15 przesuwa się w dół zgodnie z rysunkiem fig. 1. Rurka mieszkowata 13 może się wówczas trochę zdeformować. Ruch trzpienia 15 prowadzi do silniejszego zamknięcia zaworu grzejnika.

Gdyby jednak zawór grzejnika był zamknięty, jak przedstawiono na rysunku fig. 2, a temperatura nadal wzrastała, na przykład na skutek intensywnego nasłonecznienia pomieszczenia lub przez fakt jednoczesnego przebywania w danym pomieszczeniu wielu osób, postrzeganych jako źródło ciepła, wtedy wzrost ciśnienia w przestrzeni tłocznej 12 wywoływany przez wzrost objętości cieczy mógłby prowadzić do uszkodzenia elementu termostatycznego 11 i/lub zaworu grzejnika.

W konstrukcji nasadki zaworowej 1 według wynalazku zwiększenie objętości cieczy w przestrzeni tłocznej 12 prowadzi do wypchnięcia trzpienia 15 z elementu termostatycznego 11. Ponieważ trzpień 15 nie może się dalej wysunąć, gdyż zawór grzejnika jest zamknięty, sprężyna 18 ściska się a element termostatyczny 11 wysuwa się osiowo wraz ze swoją częścią nośną 10 z uchwytu obrotowego 3, co można rozpoznać między innymi po tym, że odległość „a pomiędzy dnem rurki mieszkowej 13, a leżącą na przeciw czołową stroną elementu termostatycznego 11, przedstawiona na rysunku fig.2 jest większa niż na rysunku fig. 1.

Na obwodowej ścianie części nośnej 10 na powierzchni 21 może znajdować się kolorowe oznaczenie, na przykład czerwone kółeczko, które będzie widoczne, gdy wystąpi nadciśnienie. Dzięki temu

PL 195 660 B1 użytkownik otrzymuje informację, że zawór jest zamknięty i obrót uchwytu obrotowego 3 nie wprowadziłby już żadnej zmiany w pracy zaworu. Konstrukcja, w której nadciśnienie w przestrzeni tłocznej 12 prowadzi do tego, że element termostatyczny 11 oddala się od zaworu grzejnika umożliwia rezygnacje z przestrzeni osiowej potrzebnej na ruch wymijający elementu termostatycznego 11 we wnętrzu nasadki termostatycznej 1. Dlatego można zastosować znane elementy termostatyczne 11, a mimo to uzyskać skrócenie długości osiowej nasadki termostatycznej 1.

Wykonanie dodatkowych części nasadki termostatycznej 1 jest dość łatwe. W szczególności uchwyt obrotowy 3 oraz część nośna 10 mogą mieć kształt cylindryczny. Część nośna 10 może posiadać dodatkowo ochronne przykrycie 22 strony czołowej elementu termostatycznego 11. Otwory 23 oraz 24 zapewniają dostęp powietrza do elementu termostatycznego 11.

Claims (10)

1. Nasadka termostatyczna zaworu grzejnika posiadająca obudowę z umieszczonym w niej elementem termostatycznym z przestrzenią tłoczną zmieniającą objętość w zależności od temperatury, element uruchamiający współpracujący z elementem termostatycznym oraz układ zabezpieczający posiadający sprężynę, znamienna tym, że sprężyna (18) umieszczona jest pomiędzy elementem termostatycznym (11), a częścią obudowy (3), przy czym sprężyna (18) działa w kierunku elementu uruchamiającego (15), a element termostatyczny (11) znajduje się w części nośnej (10) służącej jako podpora dla sprężyny (18).

2. Nasadka termostatyczna zaworu grzejnika według zastrz. 1, znamienna tym, że sprężyna (18) otacza element termostatyczny (11).

3. Nasadka termostatyczna zaworu grzejnika według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że część obudowy (3) jest jednocześnie częścią uchwytu obrotowego, umieszczoną na cokole (4).

4. Nasadka termostatyczna zaworu grzejnika według zastrz. 3, znamienna tym, że na element uruchamiający (15) działa na element termostatyczny (11) poprzez sprężynę pomocniczą (17) opierającą się o cokół (4).

5. Nasadka termostatyczna zaworu grzejnika według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, znamienna tym, że część nośna (10) oraz część obudowy (3) posiadają wzdłuż swej osi współpracujący ogranicznik przesuwu (25) i (26) sprężyny (18).

6. Nasadka termostatyczna zaworu grzejnika według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, znamienna tym, że połączenie części nośnej (10) z częścią obudowy (3) jest odporne na skręcanie.

7. Nasadka termostatyczna zaworu grzejnika według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, znamienna tym, że element termostatyczny (11) lub część nośna (10) posiada wskaźnik znajdujący się na powierzchni sąsiadującej (21) ze stroną czołową części obudowy (3).

8. Nasadka termostatyczna zaworu grzejnika według zastrz. 7, znamienna tym, że wskaźnik zaznaczony jest kolorem.

9. Nasadka termostatyczna zaworu grzejnika według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, albo 8, znamienna tym, że element uruchamiający (15) posiada na swoim przeciwnym do elementu termostatycznego (11) końcu kołnierzowe rozszerzenie średnicowe (16).

10. Nasadka termostatyczna zaworu grzejnika według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, albo 8, albo 9, znamienna tym, że element uruchamiający (15) jest sztywny.