PL212429B1 - Zawór termostatyczny - Google Patents

Abstract

Wynalazek dotyczy zaworów sterujących, w szczególności zaworów termostatycznych do urządzeń grzewczych (grzejników radiacyjnych, grzejników konwekcyjnych itd.). Proponowany zawór termostatyczny zawiera ruchomy drążek, który oddziałuje z głowicą termostatyczną (5) na jednym końcu oraz z mniejszym ramieniem dźwigni wzmacniającej skok, przy czym większe ramię dźwigni (11) wzmacniającej skok oddziałuje z zaworem, który jest montowany z odstępem w stosunku do gniazda, przestrzeń niezawierająca cieczy jest oddzielona od przestrzeni zawierającej ciecz za pomocą hermetycznej, sprężystej membrany rolowanej, zaś dźwignia wzmacniająca skok przechodzi przez wspomnianą membranę rolowaną. Celem wynalazku jest zwiększenie dokładności, z jaką zawór termostatyczny steruje natężeniem przepływu nośnika ciepła poprzez wyeliminowanie wpływu ciśnienia nośnika ciepła oraz również poprawienie niezawodności przez zredukowanie sił na ruchomych elementach poprzez użycie membrany rolowanej dla celów uszczelnienia.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zawór termostatyczny, a w szczególności zawór termostatyczny stanowiący urządzenie sterujące dla grzejników (grzejników radiacyjnych, grzejników konwekcyjnych, itd.).

Zawory termostatyczne są znane, na przykład, z RU 2182998, RU 2112270, RU 2191943, RU 2191310, DE 352961 oraz DE 19510530.

Z opisu DE 3529614 znany jest zawór termostatyczny posiadają cy obudowę , na której zamontowano trzpień tak, aby wystał na zewnątrz poprzez dławik celem uruchamiania jednostki zamykającej zaworu, górną część termostatyczną zawierającą jednostkę termostatyczną (TSU) przemieszczany w ten sposób popychacz, przy czym gł owica popychacza oddział uje z trzpieniem. Jednostka TSU może posiadać wypełnienie w postaci nasyconej pary wodnej i wtedy działa ona w funkcji ciśnienia pary wodnej (które jest funkcją temperatury), w postaci cieczy (i wtedy działa ona w funkcji rozszerzalności cieplnej tej cieczy) lub w postaci materiałów woskowatych. Trzpień wykonuje ruch postępowo-zwrotny pod wpływem działania TSU, przemieszczając zawór z położenia otwartego do położenia zamkniętego. Sprężyna kompensacyjna chroni zawór przed zniszczeniem. Uwzględniając użyteczną trwałość zaworu (wiodący producenci gwarantują około jednego miliona operacji), uszczelki trzpienia, które są wykonane jako gumowe pierścienie o kołowym przekroju poprzecznym są najbardziej podatne na uszkodzenia z powodu zużycia powodowanego przez tarcie gumy o metalowy trzpień oraz potęgowanego przez zanieczyszczenia zawarte w nośniku ciepła. Ponieważ uszkodzenie uszczelek prowadzi do wycieku nośnika ciepła i zalania pomieszczenia, istnieje potrzeba okresowego nieprzekraczania wartości T = 1°C/1 MPa (10 bar), co w przypadku P = 1 MPa (10 bar) stanowi 50% błąd dokładności utrzymywania temperatury 2°C. W rozwiązaniu tym występują problemy z uszczelnieniem trzpienia, które pociągają za sobą ewentualne wycieki oraz, ponadto, zależność charakterystyki zaworu od wartości ciśnienia roboczego.

Z opisu DE 10119257 znany jest zawór zawierający ruchomy trzpień, który oddziałuje z głowicą termostatyczną i rozciąga się przez łącznik, oraz zawór osadzony z odstępem w stosunku do gniazda. Oś symetrii ruchomego trzpienia pokrywa się z osią symetrii głowicy termostatycznej i łącznika, zaś przestrzeń nie zawierająca cieczy jest uszczelniona sprężystą membraną falistą.

W tym rozwią zaniu ruchomy trzpień przemieszczając się wraz z membraną o przesuw równy przesuwowi trzpienia, oddziela się od podstawy, do której przylegał w skrajnie górnym położeniu a odcinek oddzielonej membrany jest poddawany działaniu siły pochodzą cej od ciś nienia cieczy, zaś, jako że ciśnienie może osiągnąć wartość 1013,25 kPa (10 atm), na głowicę termostatyczną, poprzez ruchomy trzpień, zaczyna oddziaływać znaczna siła, w ten sposób powstrzymując głowicę ze względu na jej cechy konstrukcyjne przed zamknięcia zaworu.

Rozwiązania znane ze stanu techniki są zawodne ze względu na duże zużycie oraz, ponadto, ich charakterystyka jest zależna od różnic ciśnienia w przewodach zasilających nośnika ciepła.

Celem wynalazku jest opracowanie rozwiązania o poprawionej dokładności sterowania objętościowym przepływem nośnika ciepła przez zawór termostatyczny ze względu na wyeliminowanie wpływu ciśnienia nośnika ciepła oraz uwolnienie ruchomego trzpienia od bezpośredniego wpływu ciśnienia cieczy.

Zawór termostatyczny zawierający ruchomy trzpień, który jest usytuowany w przestrzeni niezawierającej cieczy, jest w kontakcie z głowicą termostatyczną i rozciąga się przez łącznik, oraz zawór osadzony z odstępem w stosunku do gniazda, przy czym oś symetrii ruchomego trzpienia pokrywa się z osią symetrii głowicy termostatycznej i łącznika, zaś przestrzeń niezawierająca cieczy jest uszczelniona sprężystą membraną falistą, według wynalazku charakteryzuje się tym, że jest on zaopatrzony we wzmacniacz skoku w postaci dźwigni, która jest zamontowana na osi usytuowanej w przestrzeni niezawierającej cieczy, przy czym krótkie ramię dźwigni jest w kontakcie z ruchomym trzpieniem, długie ramię dźwigni jest w kontakcie ze sprężyną i jest połączone z zaworem, oraz długie ramię dźwigni rozciąga się przez falistą membranę.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia zawór termostatyczny w widoku w przekroju.

Zawór termostatyczny zawiera obudowę 1, wlot 2, wylot 3, łącznik 4, głowicę termostatyczną 5, ruchomy trzpień 6, zawór 7, gniazdo 8, falistą membranę 9, sprężynę 10, wzmacniacz skoku w postaci dźwigni 11 posiadającej różne ramiona, oś 12 oraz przestrzeń 13 niezawierającą cieczy.

PL 212 429 B1

W zaworze termostatycznym według wynalazku, ruchomy trzpień 6, który oddziałuje z głowicą termostatyczną 5, rozciąga się przez łącznik 4, przy czym oś symetrii ruchomego trzpienia 6 pokrywa się z osią symetrii głowicy termostatycznej 5 i łącznika 4.

Ruchomy trzpień 6 oddziałuje z krótkim ramieniem dźwigni 11 wzmacniacza skoku, która jest zamontowana na osi 12 położonej wewnątrz przestrzeni 13 niezawierającej cieczy. Na długim ramieniu dźwigni 11 wzmacniacza skoku osadzono zawór 7, z odstępem w stosunku do gniazda 8 w celu zapewnienia zaworowi 7 większego przesuwu niż przesuw ruchomego trzpienia 6.

Oś 12 przejmuje siłę pochodzącą od ciśnienia cieczy (nośnika ciepła), która pojawia się na falistej membranie 9, w ten sposób uwalniając ruchomy trzpień 6 od bezpośredniego działania ciśnienia cieczy.

Jako że współczynnik tarcia tocznego nie przekracza 0,05, siła, z jaką dźwignia 11 naciska na oś 12, wytwarza nieznaczny moment sił tarcia, gdy dźwignia 11 obraca się wokół osi 12 i jedynie nieznacznie obciąża głowicę termostatyczną 5, w ten sposób znacząco zwiększając okres użytkowania zarówno głowicy termostatycznej 5 jak i samego zaworu termostatycznego.

Gdy dźwignia 11 obraca się, falista membrana 9 w miejscu, gdzie szczelnie przylega do dźwigni 11, nie porusza się wzdłuż jej osi; dochodzi jedynie do odkształceń falistej membrany 9.

Niniejszy zawór termostatyczny działa w następujący sposób.

Gdy temperatura w pomieszczeniu wzrasta, głowica termostatyczna 5 oddziałuje na ruchomy trzpień 6, przemieszczając go w kierunku pionowym. Ruchomy trzpień 6, poprzez oddziaływanie z krótkim ramieniem dź wigni 11 wzmacniacza skoku, przenosi ruch ruchomego trzpienia 6 na dł ugie ramię dźwigni 11 wzmacniacza skoku, w ten sposób powodując przesuw zaworu 7 w kierunku gniazda 8 celem zmniejszenia odstępu pomiędzy nimi. Objętościowy przepływ cieczy (nośnika ciepła) poprzez zawór termostatyczny a tym samym poprzez urządzenie grzewcze maleje w celu przywrócenia temperatury w pomieszczeniu zgodnie z dostosowaną wartością. Gdy temperatura opada względem dostosowanej wartości, głowica termostatyczna 5 przestaje oddziaływać na ruchomy trzpień 6 a zespół zawór - dźwignia wzmacniacza skoku - ruchomy trzpień powraca do położenia początkowego za pomocą sprężyny 10, która przenosi siłę poprzez dźwignię 11 wzmacniacza skoku na ruchomy trzpień 6 i zawór 7.

Szczelność przestrzeni 13 niezawierającej cieczy w obudowie 1 wzdłuż ruchomej jednostki (długiego ramienia dźwigni 11 wzmacniacza skoku) jest zapewniona przez sprężystą membranę falistą 9, która umożliwia zminimalizowanie siły wytwarzanej na dźwigni 11 wzmacniacza skoku.

Przedmiotowy zawór termostatyczny jest łatwy do zastosowania na dużą skalę przy użyciu zatwierdzonych jednostek konstrukcyjnych i rozwiniętych technologii.

Claims (1)

1. Zawór termostatyczny zawierający ruchomy trzpień, który jest usytuowany w przestrzeni niezawierającej cieczy, jest w kontakcie z głowicą termostatyczną i rozciąga się przez łącznik, oraz zawór osadzony z odstępem w stosunku do gniazda, przy czym oś symetrii ruchomego trzpienia pokrywa się z osią symetrii gł owicy termostatycznej i łącznika, zaś przestrzeń niezawierają ca cieczy jest uszczelniona sprężystą membraną falistą, znamienny tym, że jest on zaopatrzony we wzmacniacz skoku w postaci dź wigni (11), która jest zamontowana na osi (12) usytuowanej w przestrzeni (13) niezawierającej cieczy, przy czym krótkie ramię dźwigni (11) jest w kontakcie z ruchomym trzpieniem (6), długie ramię dźwigni (11) jest w kontakcie ze sprężyną (10) i jest połączone z zaworem (7), oraz długie ramię dźwigni (11) rozciąga się przez falistą membranę (9).