SK158395A3 - Thermostatic valve for a radiator - Google Patents

Description

TERMOSTATICKÝ VENTIL PRE RADIÁTOR

Oblasť techniky

Vynález sa týka termostatického ventilu pre radiátor, v ktorom je na axiálne posúvanie pomocou termostatického prvku upravené zdvíhadlo, ktoré posúva uzatvárací člen prostredníctvom kolíka, upraveného v axiálnom pretiahnutí.

Doterajší stav techniky

Termostatický ventil tohto druhu je známy z DE-PS 35 29 614.

Komerčne dostupný termostatický ventil pre radiátory tohto druhu pozostáva z puzdra ventilu, ktoré má na ovládanie uzatváracieho členu ventilu kolík vybiehajúci cez upchávku a hornej časti termostatu, ktorá obsahuje termostatický prvok, ktorý posúva zdvíhadlo, a ktorý je upevnený na puzdre ventilu pomocou základne, pričom zdvíhadlo pôsobí v súčinnosti s kolíkom. Vo väčšine prípadov má termostatický ventil náplň sýtej pary (takže funguje v závislosti od tlaku pary, závislého od teploty) alebo kvapalnú náplň (takže funguje v závislosti od tepelnej rozpínavosti závislej od teploty).

Pre riadiacu funkciu je dôležitá velkosť tzv. zosilnenia, t.j. posunutia uzatváracieho členu termostatického ventilu v závislosti od zmeny teploty v “C. Väčšie zosilnenie znamená väčšie úspory energie a komfort. Zosilnenie je závislé predovšetkým od použitého materiálu náplne, ale aj od velkosti a typu kapsule, ako je podrobnejšie uvedené nižšie. Najpriaznivejšie zosilnenie komerčne dostupných termostatických ventilov je asi 0,38 mm/’C v prípade parnej náplne a asi 0,2 až 0,25 mm/’C v prípade kvapalnej náplne.

Podstata vynálezu

Vynález je založený na úlohe vytvoriť termostatický ventil pre radiátor v úvode popísaného . druhu, ktorý má väčšie zosilnenie. Hlavne v prípade termostatického ventilu s kvapalnou náplňou je žiaduce dosiahnuť podobné zosilnenie, aké je bežne možné s kapsulou s parnou náplňou.

Táto úloha je vyriešená podlá vynálezu pomocou znakov uvedených v nároku 1.

V tejto konštrukcii sa axiálny pohyb zdvíhadla využíva na presunutie zosilňovacieho prvku v smere jeho pôsobenia. To vytvára vzájomný pohyb medzi zdvíhadlom a kolíkom, takže celkový pohyb uzatváracieho člena je väčší ako pohyb zdvíhadla.

Z US-PS 4 995 587 je už známe, že uzatvárací člen ventilu môže byť nahradený elektrickou stimuláciou piezoelektrického prvku. Medzi prvkom a uzatváracím členom je zosilňovač zdvihu, majúci elastomérnu výplň medzi väčším a menším piestom. Takýto zosilňovač zdvihu však nemôže byť použitý na termostatický ventil pre radiátor z dôvodu teplotnej závislosti takéhoto elastoméru.

Podlá nároku 2 rampy môžu mať na zohladnenie konštrukčných charakteristík rozdielny sklon, napríklad s ohľadom na priestorové požiadavky alebo samosvornosť.

Vyhotovenie podľa nároku 3 pracuje s dvoma závitmi, ktorých rozdielne stúpanie zaisťuje dodatočnú axiálnu zložku, ktorá vedie k nárastu zosilnenia. Pretože sa pohybujú otáčavo, udržiavajú si všetky časti sústrednú orientáciu s ohľadom na os zdvíhadla a kolíka.

Vyhotovenie podľa nároku 4 je odporúčané, pretože časti sú uzatvorené priestorovo úsporným spôsobom v priestore, ktorý je v termostatickom ventile vždy prístupný, alebo môže byť byť problémov sprístupnený.

Znaky nároku 5 popisujú velmi jednoduchý vodiaci systém pre medzičlen.

V uskutočnení podlá nároku 6 môže mať základňa hornej časti termostatu ďalšiu funkciu.

V konštrukcii podlá nároku 7 sa dodatočný axiálny pohyb získava priečnym pohybom šupátka, ktorého pohyb je určený dvoma rampami s rozdielnym sklonom.

Vyhotovenie podlá nároku 8 vytvára zosilňovač zdvihu z púhych niekolkých súčastí. Dorazový člen podlá nároku 9 predchádza nadmernému priečnemu zaťaženiu hlavy zdvíhadla. Podlá nároku 10 je kolík schopný pôsobiť priamo na kĺzadlo a môže byt zaťažený nanajvýš v priečnom smere pôsobením trenia.

V uskutočnení podlá nároku 11 je vylúčené priečne zaťaženie kolíka, pretože je prítomný axiálne vedený medzičlen.

Vo vyhotovení podlá nároku 12 je taktiež hlava zdvíhadla vo velkom rozsahu zabezpečená voči priamemu zaťaženiu. Ak sa to požaduje, môže byť zaistené axiálne vedenie hlavy zdvíhadla pomocou dvoch dorazových členov podlá nároku 13.

Podlá nároku 14 môže byť základňa hornej časti termostatu použitá na plnenie ďalších funkcií aj s použitím šupátka.

Ľahké nastavovanie podlá nároku 15 je vhodné na prispôsobenie zosilňovača zdvihu najmä konštrukčným vzťahom. Nároky 16 a 17 poskytujú zodpovedajúce návrhy pre lahké nastavovanie. Alternatíva pri použití zosilňovacieho prvku s dvoma závitmi spočíva v rozdelení zosilňovacieho prvku podlá nároku 18.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález je detailnejšie vysvetlený ďalej s pomocou výkresov výhodných príkladov uskutočnenia, na ktorých predstavuje obr. 1 pozdĺžny rez prvým uskutočnením termostatického ventilu pre radiátor podlá vynálezu, obr. 2 čiastočný rez modifikáciou obr. 1, obr. 3 čiastočný rez druhou modifikáciou obr. 1, obr. 4 čiastočný rez treťou, modifikáciou obr. 1, obr. 5 pozdĺžny rez alternatívnou konštrukciou termostatického ventilu pre radiátor podlá vynálezu a obr. 6 čiastočný rez modifikáciou obr. 5.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Termostatický ventil znázornený na obr. 1 má puzdro i ventilu so sedlom 2 ventilu a uzatvárací člen 3. Ten je upevnený na driek 4, na ktorý pôsobí smerom nahor vratná pružina 5 a ktorý je v mechanickom spojení s kolíkom 6. Kolík je vyvedený cez upchávku 7, ktorá je upravená v medzere 8. a uzatvára hore puzdro ventilu.

Horná časť 9 termostatu má základňu 10, ktorá je uvolnitelne upevnená k objímke 11 puzdra 1 ventilu. Horná časť termostatu ďalej obsahuje kapsulu K, naplnenú kvapalinou, ktorá je vo svojej polohe držaná oporným členom 12 a koncovou doštičkou 13 . Jej axiálna poloha sa môže meniť pomocou otočného gombíka 14, ktorý je naskrutkovaný na závite 15 základne 10, kvôli nastaveniu žiaducej hodnoty teploty. Zdvíhadlo 16 je obklopené mechmi 17 a obsahuje bezpečnostnú pružinu 18. Pri zmenách teploty sa zdvíhadlo axiálne posúva a pomocou pohyblivej doštičky 19 a prostredníctvom spojovacieho člena 20 unáša hlavu 21. Spojovací člen má ramená 22, ktoré zaberajú za oporný člen 12 ako zuby vidlice a bránia otáčaniu hlavy 21.

Podlá vynálezu je vytvorený zosilňovač 23 zdvihu. Má zosilňovací prvok 24, ktorý má pomerne strmú rampu 25 a pomerne menej strmú rampu 26.. Strmšia rampa je tvorená prvým nesamosvorným závitom 27 na zosilňovacom prvku 24 . ktorý spolupôsobí so zodpovedajúcim protizávitom 28 na základni 10. Druhá rampa 26 je tvorená miernejším nesamosvorným druhým závitom 29 s opačným smerom otáčania zosilňovacieho prvku 24., ktorý spolupôsobí so zodpovedajúcim protizávitom 30 na medzičlene 31. Medzičlen 31 má čap 32 nevalcového priečneho prierezu, ktorý zaberá do vodidla 33 komplementárneho priečneho prierezu v hlave 21 zdvíhadla 16. Pretože hlava je držaná tak, že sa neotáča, je tiež medzičlen 31 zaistený voči otáčaniu. Na spodnej strane medzičlena 31 je v pravom uhle k osi zdvíhadla spojovacia plocha 34, proti ktorej leží kolík 6. Koncová plocha 35 hlavy 21 pôsobí zhora na koncovú plochu 36 prstencového zosilňovacieho prvku 24.

Činnosť je nasledujúca:

Keď sa zdvíhadlo 16 posúva nahor následkom poklesu teploty, zosilňovací prvok 24 ho vplyvom vratnej pružiny 5 nasleduje, pričom sa zároveň otáča o uhol, ktorý je určený stúpaním rampy 25. Otáčanie zosilňovacieho prvku 24 dovoluje axiálne posunutie medzičlena 31, ktorého axiálny pohyb je určený rampou 26. Vzdialenosť medzi koncovou plochou 35 hlavy 21 a spojovacou plochou 34 medzičlenu 31 sa v dôsledku toho mení. Uzatvárací člen

3. sa tak posúva nielen o zdvih zdvíhadla 16 , ale tiež o väčší zdvih.

Ak napríklad závit 27 má sklon 2 mm na otáčku a závit 29 má sklon 1 mm na otáčku, dosahuje sa zväčšenie zdvihu o 50 %, čo znamená, že driek 4 ventilu sa posunie o 3 mm, keď sa kolík 6 posunie o 2 mm.

V konštrukcii znázornenej na obr. 2 je použitý modifikovaný medzičlen 31¹ . Ten nesie spojovaciu plochu 34' na výbežku z obrúsitelného materiálu. Pre úpravu na špecifickú aplikáciu môže byť požadované nastavenie vykonané skrátením výbežku 37. Nastavenie slúži na zaistenie, aby vzdialenosť koncovej doštičky 13 od spojovacej plochy 34 mala pri určitej teplote určenú dĺžku.

Konštrukcia znázornená na obr. 3 predstavuje ešte ďalší modifikovaný medzičlen 31''. Ten nesie skrutkový prvok 38, na ktorom je vytvorená spojovacia plocha 34 ' ¹ . Nastavenie môže byť vykonané pomocou tohto skrutkového prvku.

V konštrukcii znázornenej na obr. 4 zostáva medzičlen nezmenený, ale je zmenený zosilňovací prvok 24¹. Ten obsahuje vonkajšiu časť 39, ktorá nesie závit 27, a vnútornú časť 40. ktorá nesie závit 29. Obidve časti sú navzájom spojené zaskakovacím spojením 41 a sú zaistené voči otáčaniu ďalším kolíkom 42. Tak je ulahčené zostavenie a nastavenie sa vykonáva uvedením medzičlena 31 do správnej orientácie vo vnútornej časti 40.

Súčasti v konštrukcii znázornenej na obr. 5 značnou mierou zodpovedajú súčastiam na obr. 1, a preto majú zhodné vzťahové čísla. Iba súčasti zosilňovača zdvihu sú zmenené, súčasti s korešpondujúcou funkciou nesú vzťahové čísla zväčšené o 100.

Zosilňovač 123 zdvihu má zosilňovací prvok 124 v tvare kĺzadla. Na vytvorenie prvej rampy 125 je upravená šikmá plocha 127 s pomerne miernym sklonom, ktorá spolupôsobí so zodpovedajúcou šikmou plochou 128 na hlave 121 zdvíhadla 16. Na vytvorenie druhej rampy 126 sú upravené zdvojené strmšie šikmé plochy 129, 129' , ktoré spolupôsobia so zodpovedajúcimi protiplochami 131, 131¹ v základni 110. Spojovacia plocha 134 pre kolík 6 sa rozširuje na rovinu, prebiehajúcu v pravom uhle k osi zdvíhadla a je vytvorená s doštičkou 143 z .materiálu s malým trením. Na strane, na ktorej je najnižší bod rampy 125. má spojovací člen 120 zosilnenie 144, ktoré spolupôsobí s dorazovým členom 145, zabudovaným do puzdra a podobne namontovaným na základni 110 a bráni priečnemu pohybu zdvíhadla 16.

Činnosť je nasledujúca:

Keď teplota klesá a zdvíhadlo sa pohybuje smerom nahor, kolík 6. ho nasleduje účinkom vratnej pružiny 5. Zosilňovací prvok 124 sa v dôsledku toho posúva doprava pôsobením druhej rampy 126. Vzdialenosť medzi zdvíhadlom a kolíkom sa zmenšuje. Pohyb uzatváracieho člena 3 je väčší ako pohyb zdvíhadla 16.

V konštrukcii znázornenej na obr. 6 majú súčasti vykonávajúce podobnú funkciu vzťahové čísla zvÉičšené o 200 oproti obr. 1. Zosilňovač 223 zdvihu opäť má ako zosilňovací prvok kĺzadlo 224. Hlava 221 zdvíhadla 16 pôsobí koncovou plochou 235. ležiacou v pravom uhle k osi zdvíhadla na hornú stranu 236 kĺzadla. Zosilňovací prvok 224 má prvú šikmú plochu 227 na vytvorenie prvej rampy 225, ktorá spolupôsobí s protiplochou 228 medzičlena 231, a dvojicou druhých šikmých plôch 229, 229¹ na vytvorenie druhej rampy 226, ktorá spolupôsobí s druhými protiplochami 230, 230¹ základne 210. Medzičlen 231 je axiálne vedený vodiacimi plochami 246 základne 210 a nesie skrutkový prvok 238, takže môže byt nastavená spojovacia plocha 234. Na obidvoch stranách hlavy 221 sú dorazové členy 245. ktoré spôsobujú axiálne vedenie hlavy a sú spojené napríklad so základňou 210.

Činnosť je nasledujúca:

Pri posunutí zdvíhadla 16 smerom nahor sa zosilňovací prvok 224 pohybuje doprava a medzičlen 231 ho nasleduje v smere nahor. Zdvih medzičlena 231 je tu väčší ako zdvih zdvíhadla 16.

Konštrukcia, znázornená na obr. 6, poskytuje nasledujúce parametre: axiálna sila medzi zdvíhadlom 16 a zosilňovacím prvkom 224 je rádu 20 až 50 N. S dobrým mazadlom môže byt koeficient trenia znížený na 0,02. Výsledná sila trenia od 0,4 do 1,0 N je zvyčajne akceptovateľná. Ak rampa 225 tvorí uhol 30° k rovine smerujúcej v pravom uhle k osi zdvíhadla a rampa 226 tvorí uhol 60° k tejto rovine, získa sa faktor zosilnenia 1,33. Ak sa zvolia pre tieto rampy uhly 35° a 70°, získa sa faktor zosilnenia okolo

1,5. Kapsula K so zosilnením 0,23 mm/°C teda môže poskytnúť zosilnenie 0,34 mm/°C.

Závity znázornené na obr. 1 až 4 nemusia mat zvláštny tvar, naopak, v mnohých prípadoch sú zodpovedajúce časti závitov k dispozícii. Zaistenie medzičlena 31 proti otáčaniu tiež môže byť vykonané vhodným vedením v základni 10.

Je tiež možné nechať pôsobiť zdvíhadlo 16 na zosilňovací člen 24 prostredníctvom medzičlena, a spojiť kolík 6 so zosilňovacím prvkom.

Je však tiež vhodné udržiavať trenie medzi navzájom kľzajúcimi súčasťami čo najmenšie, čo môže byť dosiahnuté vhodným výberom materiálov alebo mazaním, napríklad mazacím tukom.

Claims (18)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Termostatický ventil pre radiátor, obsahujúci zdvíhadlo axiálne posúvateľné pomocou termostatického prvku, ktoré posúva uzatvárací člen prostredníctvom kolíka vyhotoveného v axiálnom pretiahnutí, vyznačujúci sa tým, že medzi zdvíhadlom (16) a kolíkom (6) je zosilňovač (23, 123, 223) zdvihu obsahujúci dve rampy (25, 125, 225; 26, 126, 226) a zosilňovací prvok (24, 124, 224) upravený medzi nimi, ktorý pri axiálnom pohybe zdvíhadla pôsobením prvej rampy vykonáva priečny alebo otáčavý pohyb, ktorý spôsobuje, pôsobením druhej rampy, zmenu vzdialenosti medzi zdvíhadlom a kolíkom.
2. 2. Termostatický ventil pre radiátor podlá nároku 1, vyznačujúci sa tým, že rampy (25, 125, 225; 26, 126, 226) majú rozdielny sklon.
3. 3. Termostatický ventil pre radiátor podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že na vytvorenie prvej rampy (25) nesie zosilňovací prvok (24) nesamosvorný prvý závit (27), ktorý spolupôsobí s prvým protizávitom (28), zaisteným voči otáčaniu a na vytvorenie druhej rampy (26) nesie druhý závit (29), ktorý spolupôsobí s druhým protizávitom (30) neotočne pridržiavaným.
4. 4. Termostatický ventil pre radiátor podlá nároku 3, vyznačujúci sa tým, že zosilňovací prvok (24) je tvorený prstencom, ktorý vonku nesie prvý závit (27) a vnútri nesie druhý závit (29), zdvíhadlo (16) má hlavu (21), neotočne pridržiavanú, ktorá leží svojou koncovou plochou (35) proti koncovej ploche (36) prstenca, a medzičlen (31), nesúci druhý protizávit (30), je vedený axiálne a neotočne v hlave (21) zdvíhadla.
5. 5. Termostatický ventil pre radiátor podlá nároku 4, vyznačujúci sa tým, že medzičlen (31,31' , 31'') nesie nevalcovitý čap (32), ktorý zaberá do vodidla (33) komplementárneho prierezu v hlave (21) zdvíhadla.
6. 6. Termostatický ventil pre radiátor podľa jedného z nárokov 3 až 5, vyznačujúci sa tým, že pri zafixovaní puzdra (1) ventilu a hornej časti (9) termostatu pomocou základne (10) je prvý závit (28) vyhotovený v základni (10).
7. 7. Termostatický ventil pre radiátor podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že zosilňovacím prvkom (124, 224) je kĺzadlo, pohyblivé naprieč k osi zdvíhadla, pričom kĺzadlo na vytvorenie prvej rampy (125, 225) nesie prvú šikmú plochu (127, 227), ktorá spolupôsobí s prvou šikmou protiplochou (128, 228), ležiacou na priľahlom prvku v ceste prenosu, a na vytvorenie druhej rampy (126, 226) nesie druhú šikmú plochu (129, 229;, 129', 229'), ktorá spolupôsobí s druhou šikmou protiplochou (130, 230; 130', 230') zaistenou k puzdru.
8. 8. Termostatický ventil pre radiátor podľa nároku 7, vyznačujúci sa tým, že priľahlý prvok je tvorený hlavou (21) zdvíhadla (16) nesúcou prvú šikmú protiplochu (28).
9. 9. Termostatický ventil pre radiátor podľa nároku 8, vyznačujúci sa tým, že na podopretie hlavy (1.21) zdvíhadla (16) je upravený dorazový člen (144) zabudovaný do puzdra na strane najnižšieho bodu prvej rampy (125).
10. 10. Termostatický ventil pre radiátor podľa nároku 7 alebo 8, vyznačujúci sa tým, že kolík (6) pôsobí na spojovaciu plochu (134) kĺzadla prebiehajúcu v pravom uhle k osi zdvíhadla.
11. 11. Termostatický ventil pre radiátor podľa nároku 7, vyznačujúci sa tým, že priľahlý prvok je tvorený medzičlenom, ktorý nesie prvú šikmú protiplochu (230, 230') a je umiestnený medzi kľzadlom a kolíkom.
12. 12. Termostatický ventil pre radiátor podľa nároku 11, vyznačujúci sa tým, že hlava (221) zdvíhadla (16) pôsobí koncovou plochou (235) prebiehajúcou v pravom uhle k osi zdvíhadla, na plochu (236) kĺzadla prebiehajúcej s ňou paralelne.
13. 13. Termostatický ventil pre radiátor podľa nároku 12, vyznačujúci sa tým, že na oporu hlavy (221) zdvíhadla (16) sú upravené dva dorazové členy (245, 245'), zabudované do puzdra na obidvoch stranách v smere pohybu kĺzadla.
14. 14. Termostatický ventil pre radiátor podľa jedného z nárokov 11 až 13, vyznačujúci sa tým, že pri zaistení puzdra (1) ventilu a hornej časti (9) termostatu pomocou základne (110, 210) sú druhá šikmá protiplocha aspoň jeden dorazový člen (145, vytvorené v základni (110, 210).
15. 15. Termostatický ventil z nárokov 1 až 14, vyznačujúci opatrený nastaviteľnou spojovacou kolík.

    (130, 23, 130', 230') a/alebo

    245, 245') zabudované do puzdra, pre radiátor podľa jedného tým, že zosilňovač zdvihu je plochou (34', 34'', 234) pre sa
16. 16. Termostatický ventil pre radiátor podľa nároku 15, vyznačujúci sa tým, že nastaviteľná spojovacia plocha (34'', 234) je tvorená skrutkovým prvkom (38, 238), neseným medzičlenom (31' ' 231) .
17. 17. Termostatický ventil pre radiátor podľa nároku 15, vyznačujúci sa tým, že nastaviteľná spojovacia plocha je tvorená výbežkom (37) schopným skrátenia, vytvoreným na medzičlene (31).
18. 18. Termostatický ventil pre radiátor podľa jedného z nárokov 3 až 6, vyznačujúci sa tým, že zosilňovací prvok (24') pozostáva z dvoch častí (39, 40) spojených zaskakovacím spojením (41), z ktorých jedna časť (39) nesie prvý závit (27) a druhá časť (40) nesie druhý závit (29).