PL195692B1 - Nasadka uruchamiająca zawór grzejnika - Google Patents

Abstract

1. Nasadka uruchamiajaca zawór grzejnika posiadajaca cokól zamocowany na obudowie zaworu, termiczny element sprezysty (na przy- klad wklad woskowy), na którego koncu znajdu- je sie nastawnik sluzacy do przestawiania po- pychacza zaworu grzejnika, elektryczny ele- ment grzejny, sasiadujacy ztermicznym ele- mentem sprezystym oraz element sterujacy, sluzacy do regulacji ogrzewania w zaleznosci od napiecia sterowniczego okreslajacego pozy- cje otwarcia zaworu, znamienna tym, ze po- siada urzadzenie pomiaru pozycji (11), które w zaleznosci od polozenia nastawnika (5) lub innego elementu regulowanego przez nastaw- nik (5) generuje sygnal polozenia, oraz ze po- siada element sterujacy (20) ustawiajacy ogrzewanie w zaleznosci od sygnalu sterujace- go i sygnalu polozenia. PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest nasadka uruchamiająca zawór grzejnika posiadająca cokół zamocowany na obudowie zaworu, termiczny element sprężysty (na przykład wkład woskowy), na którego końcu znajduje się nastawnik służący do przestawiania popychacza zaworu grzejnika, elektryczny element grzejny, sąsiadujący z elementem sprężystym oraz element sterujący, służący do regulacji ogrzewania w zależności od napięcia sterowniczego określającego pozycję otwarcia zaworu.

Taki rodzaj nasadek uruchamiających zawór wyposażonych w ogrzewane wkłady woskowe znany jest np. ze znajdującego się już na rynku termoregulatora Typ ABNM, 0-10V Danfoss A/S. Zamontowanie takiej nasadki uruchamiającej na zaworze umożliwia ustawienie poziomu otwarcia zaworu w zależności od napięcia sterowniczego zadanego przez termoregulator. W termoregulatorze tego typu napięcie sterownicze od 0 do 10V powoduje przesuw zaworu na przykład od 0 mm do 3 mm. Przesuw taki odpowiada określonej temperaturze elementu sprężystego rejestrowanej przez termiczny czujnik temperatury. Dzięki elementowi sterującemu ustawiane jest takie ogrzewanie, że odpowiadająca aktualnemu napięciu sterownika temperatura materiału sprężystego utrzymuje się na stałym poziomie.

Istotą wynalazku jest konstrukcja nasadki uruchamiającej zaworu grzejnika i takie jej udoskonalenie, które umożliwiałoby daleko idące ujednolicenie zachowania regulacyjnego we wszystkich nasadkach uruchamiających należących do jednej serii.

W nasadce uruchamiającej zawór grzejnika według wynalazku zadanie to rozwiązano tak, że posiada ona urządzenie pomiaru pozycji, które w zależności od położenia nastawnika lub innego elementu regulowanego przez nastawnik generuje sygnał położenia oraz, że posiada element sterujący ustawiający ogrzewanie w zależności od sygnału sterującego i sygnału położenia.

Rozwiązanie to wynika z faktu, że obecnie dostępne na rynku elementy sprężyste wykazują znaczne różnice tolerancji, co powoduje, że nie zawsze jednakowe temperatury prowadzą do jednakowych pozycji otwarcia zaworu. Zastosowanie urządzenia pomiaru pozycji sprawia, że ogrzewanie nie jest zależne od temperatury materiału sprężystego lecz jedynie od położenia nastawnika, które można bardzo dokładnie zmierzyć. Nie są konieczne obliczenie pośrednie kalkulacje pomiędzy temperaturą a pozycją popychacza zaworu, jak ma to miejsce w obecnych rozwiązaniach, w których mierzona temperatura wkładu woskowego określa pozycję popychacza zaworu. Chociaż regulowaną wielkością jest pozycja otwarcia zaworu, urządzenie do jej pomiaru może mieścić się całkowicie w nasadce uruchamiającej, tak że nasadka taka posiada wszystkie elementy istotne dla obwodu regulacji ogrzewania.

Korzystne jest, gdy w nasadce uruchamiającej zawór grzejnika według wynalazku pierwsza część urządzenia pomiaru pozycji połączona jest z cokołem, natomiast druga część urządzenia pomiaru pozycji połączona jest z nastawnikiem lub innym elementem regulowanym przez nastawnik, przy czym części te sąsiadują ze sobą i zmieniają swoje położenie względem siebie równolegle do osi cokołu.

Stąd też obie części urządzenia pomiaru pozycji mogą być połączone z istniejącymi już elementami cokołu, co pozwala uniknąć dodatkowych kosztów.

Zaletą nasadki uruchamiającej zawór grzejnika według wynalazku jest również fakt, że druga część urządzenia pomiaru pozycji połączona jest z przestawianym przez nastawnik elementem wyjściowym, na którego wolnym końcu znajduje się powierzchnia łącząca służąca do uruchomienia popychacza zaworu grzejnika.

Element wyjściowy może szczególnie łatwo ustawić położenie popychacza zaworu grzejnika.

Zaletą nasadki uruchamiającej zawór grzejnika według wynalazku jest także fakt, że urządzenie pomiaru pozycji jest pracującym liniowo transformatorem różnicowym, którego pierwszą cześć stanowią współosiowo ułożone uzwojenia pierwotne i wtórne, zaś drugą część stanowi rdzeń w kształcie pręta.

Zastosowanie tego typu transformatorów różnicowych jest wtym przypadku szczególnie korzystne, ponieważ ze względu na niewielkie rozmiary, mieszczą się one całkowicie w nasadce uruchamiającej.

W nasadce uruchamiającej zawór grzejnika według wynalazku korzystny jest przy tym fakt, że uzwojenia pierwotne i wtórne są przemieszczone osiowo i połączone przeciwfazowo.

Taki rodzaj połączenia zapobiega w dużym stopniu powstawaniu napięcia zakłócającego.

PL 195 692 B1

Zaletą nasadki uruchamiającej zawór grzejnika według wynalazku jest również fakt, że element sterujący posiada płytkę przymocowaną zboku i równolegle do osi cokołu, oraz że pierwsza część urządzenia pomiaru pozycji znajduje się na płytce, zaś druga część urządzenia pomiaru pozycji umieszczona jest na znajdującej się pod płytką części elementu wyjściowego.

Dzięki łącznemu zastosowaniu obydwu części urządzenia pomiaru pozycji możliwe jest dokonanie wymaganej regulacji położenia również przy zastosowaniu istniejących już części konstrukcji.

Korzystne jest ponadto, aby w nasadce uruchamiającej zawór grzejnika według wynalazku uzwojenia znajdowały się na płytce, a rdzeń w kształcie pręta umieszczony był na elemencie wyjściowym.

Połączenia uzwojeń mogą znajdować się bezpośrednio na płytce, ponieważ nie są obciążone mechanicznie.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony bliżej w korzystnym przykładzie wykonania na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia przekrój podłużny nasadki uruchamiającej; Fig. 2 przedstawia uproszczony przekrój poprzeczny nasadki uruchamiającej według Fig. 1; Fig. 3 przedstawia schemat połączeń transformatora różnicowego służącego jako urządzenie pomiaru pozycji; Fig. 4 przedstawia przekrój układu uzwojeń urządzenia pomiaru pozycji według Fig. 3; Fig. 5 przedstawia fragmentarycznie element wyjściowy wraz z rdzeniem w kształcie pręta; Fig. 6 przedstawia płytkę drukowaną urządzenia nastawczego.

W przedstawionym przykładzie wykonania nasadka uruchamiająca posiada cokół 1 z urządzeniem mocującym 2, służącym do zamocowania na obudowie zaworu. Termiczny element sprężysty 3 połączony jest poprzez swoją obudowę 4 z cokołem 1. Do dolnej strony termicznego elementu sprężystego 3 przylega nastawnik 5 w kształcie tłoka, który poprzez element przesuwny 6 posiadający co najmniej jeden element wyjściowy 7 naciska na powierzchnię łączącą 8 znajdującą się na wolnej stronie elementu przesuwnego 6 i oddziaływującą w zamontowanej nasadce uruchamiającej na popychacz zaworu grzejnika.

Z elementem sprężystym 3 sąsiaduje elektryczny element grzejny H, np. opornik Ohma. Przez ogrzewanie zmienia się temperatura elementu sprężystego 3, a w konsekwencji jego objętość. Odpowiednio też przesuwa się nastawnik 5, aco za tym idzie zmienia się stopień otwarcia zaworu. Przez wtyczkę 9, zaznaczoną linią przerywaną na rysunku, przekazywane jest napięcie zasilające, ogrzewające opornik oraz, ustawiane przez regulator lub manualnie, napięcie sterownicze, determinujące stopień otwarcia zaworu. W skład instalacji elektrycznej wchodzi również płytka 10, przytwierdzona do nieruchomych części nasadki sterującej oraz urządzenie pomiaru pozycji 11, generujące sygnał położenia w zależności od położenia nastawnika 5.

Urządzenie pomiaru pozycji 11 składa się z pierwszej części 12, przymocowanej do płytki 10 oraz drugiej części 13 umieszczonej na ramieniu 14 elementu wyjściowego 7. Urządzenie pomiaru pozycji 11 jest pracującym liniowo transformatorem różnicowym, którego pierwszą część 12 tworzy uzwojenie pierwotne 15 oraz dwa przeciwfazowo łączone uzwojenia wtórne 16 i 17 a druga część 13 składa sięz rdzenia przesuwnego w kształcie pręta, równoległego do osi cokołu, np. kołka stalowego. Na rysunku Fig. 4 pokazano, że uzwojenia 15, 16 i 17 są cylindrami, posiadającymi pustą przestrzeń 18 dla przeprowadzenia drugiej części 13 urządzenia pomiaru pozycji 11, którą jest rdzeń przesuwny. Jak widać na rysunku Fig. 6, płytka 10 posiada wycięcie 19, w którym umocowana jest pierwsza część 12 urządzenia pomiaru pozycji 11, którym jest transformator różnicowy. Wszystkie elementy sterujące celowo zgromadzono na jednej płytce 10, co nie zostało przedstawione szczegółowo na rysunku.

Poniżej objaśniono sposób pracy nasadki uruchamiającej według wynalazku.

Czujnik rejestruje temperaturę pomieszczenia i porównuje ją z temperaturą zadaną określaną przez termostat. Różnica ta jest wielkością delta T. Na podstawie algorytmu w oprogramowaniu urządzenia obliczana jest pożądaną wysokość przesuwu zaworu, odpowiadająca podwyższeniu lub obniżeniu przepływu wody w instalacji grzewczej, koniecznemu do korekcji wielkości delta T. Urządzenia elektroniczne rejestrują rzeczywistą wysokość przesuwu zaworu i według niej regulują natężenie prądu w elemencie grzejnym H, który ogrzewa lub schładza wkład woskowy powodując ruch popychacza zaworu grzejnika. Regulacja będzie przebiegać cyklicznie, poprzez pomiar pozycji otwarcia zaworu, porównanie tej pozycji z pozycją zadaną i podwyższenie lub obniżenie dopływu ciepła, aż do osiągnięcia pożądanej wysokości przesuwu popychacza zaworu lub do momentu zadania nowej temperatury pomieszczenia.

PL 195 692B1

Wewnętrzna budowa nasadki uruchamiającej może posiadać dowolną formę. Bez znaczenia jest fakt, czy chodzi o zawór otwarty (Typ NO) lub o zawór zamknięty (Typ NC). Różnice tolerancji poszczególnych elementów sprężystych 3 również nie odgrywają żadnej roli, ponieważ są one wyrównywane przez regulację położenia nastawnika 5. To samo dotyczy różnej temperatury otoczenia, której zmiany zakłócały dotąd zachowanie nastawcze elementów sprężystych. W niektórych przypadkach wystarczy gdy urządzenie pomiaru pozycji 11 posiada jedynie uzwojenie wtórne. Urządzenie pomiaru pozycji 11 może również pracować w inny sposób, np. optycznie.

Claims (7)

1. Nasadka uruchamiająca zawór grzejnika posiadająca cokół zamocowany na obudowie zaworu, termiczny element sprężysty (na przykład wkład woskowy), na którego końcu znajduje się nastawnik służący do przestawiania popychacza zaworu grzejnika, elektryczny element grzejny, sąsiadujący z termicznym elementem sprężystym oraz element sterujący, służący do regulacji ogrzewania w zależności od napięcia sterowniczego określającego pozycję otwarcia zaworu, znamienna tym, że posiada urządzenie pomiaru pozycji (11), które w zależności od położenia nastawnika (5) lub innego elementu regulowanego przez nastawnik (5) generuje sygnał położenia, oraz że posiada element sterujący (20) ustawiający ogrzewanie w zależności od sygnału sterującego i sygnału położenia.

2. Nasadka uruchamiająca zawór grzejnika według zastrz. 1, znamienna tym, że pierwsza część (12) urządzenia pomiaru pozycji (11) połączona jest z cokołem (1), natomiast druga część (13) urządzenia pomiaru pozycji (11) połączona jest z nastawnikiem (5) lub innym elementem regulowanym przez nastawnik (5), przy czym części te sąsiadują ze sobą i zmieniają swoje położenie względem siebie równolegle do osi cokołu.

3. Nasadka uruchamiająca zawór grzejnika według zastrz. 2, znamienna tym, że druga część (13) urządzenia pomiaru pozycji (11) połączona jest z regulowanym przez nastawnik (5) elementem wyjściowym (7), na którego wolnym końcu znajduje się powierzchnia łącząca (8), służąca do uruchomienia popychacza zaworu grzejnika.

4. Nasadka uruchamiająca zawór grzejnika według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienna tym, że urządzenie pomiaru pozycji (11) jest pracującym liniowo transformatorem różnicowym, którego pierwszą część (12) stanowią współosiowo ułożone uzwojenia pierwotne (15) i wtórne (16) i (17), zaś drugą część (13) stanowi rdzeń w kształcie pręta.

5. Nasadka uruchamiająca zawór grzejnika według zastrz. 4, znamienna tym, że uzwojenia wtórne (16) i (17) są przemieszczone osiowo i połączone przeciwfazowo.

6. Nasadka uruchamiająca zawór grzejnika według zastrz. 2 albo 3, albo 4, albo 5, znamienna tym, że element sterujący (20) posiada płytkę (10), przymocowaną bocznie i równolegle do osi cokołu(1) oraz, że pierwsza część (12) urządzenia pomiaru pozycji (11) znajduje się na płytce (10), zaś druga część (13) urządzenia pomiaru pozycji (11) umieszczona jest na znajdującej się pod płytką części elementu wyjściowego (7).

7. Nasadka uruchamiająca zawór grzejnika według zastrz. 6, znamienna tym, że uzwojenia (15), (16) i (17) znajdują się na płytce (10), a rdzeń w kształcie pręta umieszczony jest na elemencie wyjściowym (7).