WO2007090521A1 - Elektronisch gesteuertes regelventil - Google Patents

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WO2007090521A1
WO2007090521A1 PCT/EP2007/000609 EP2007000609W WO2007090521A1 WO 2007090521 A1 WO2007090521 A1 WO 2007090521A1 EP 2007000609 W EP2007000609 W EP 2007000609W WO 2007090521 A1 WO2007090521 A1 WO 2007090521A1
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WO
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control valve
valve according
electronically controllable
controllable control
support tube
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PCT/EP2007/000609
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English (en)
French (fr)
Inventor
Zbigniew Ryszard Huelle
Original Assignee
Dr. Huelle Energie-Engineering Gmbh
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/30—Expansion means; Dispositions thereof
    • F25B41/31—Expansion valves
    • F25B41/34—Expansion valves with the valve member being actuated by electric means, e.g. by piezoelectric actuators
    • F25B41/355—Expansion valves with the valve member being actuated by electric means, e.g. by piezoelectric actuators by electric heating of bimetal elements, shape memory elements or heat expanding elements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Definitions

  • the invention relates to an electronically controlled control valve according to the preamble of claim 1.
  • control valves include refrigeration and thermal engineering; These include air-conditioning technology, drying technology and other areas of application.
  • an electronically controllable control valve in particular for refrigeration is known, which has a main tube which has two formable as inlet and outlet end pieces and an elastic center piece, which for changing its shape and thus the flow cross section from the outside Pressure can be applied.
  • the main tube is surrounded in the region of the elastic middle piece by a perforated support tube, which in turn is surrounded by a jacket tube at a distance, so that between the center piece and the jacket tube to the environment is sealed tight shell space is formed.
  • This shell space is a filling medium in the saturated state.
  • This filling medium is heated by means of a heating element to produce a desired vapor pressure to change the shape of the elastic center piece.
  • the change in shape of the elastic center piece is detected by means of an inductive or capacitive encoder.
  • the measuring signals of the encoder are evaluated to control or regulate the valve.
  • the object of the present invention is to provide a comparison with the control valve according to DE 38 38 756 C1 improved control valve. This object is solved by the features of claim 1.
  • FIG. 1 shows the basic structure of an electronically controlled control valve according to the invention with a valve and a pressure generator
  • FIG. 6 a, b is a drawer with heating elements in a view from above and in vertical section for the arrangement of FIG. 5,
  • FIG. 7a shows a support tube with hose, 7b, the valve of the control valve partially in section
  • valve 9 a, b another embodiment of the valve partially in longitudinal section and in a cross section
  • FIG. 12 shows a variant of the embodiment of FIG. 11,
  • Fig. 14 is a view in which the pressure generator in addition to
  • Pressure chamber of the valve is arranged
  • FIG. 15 shows the control valve according to FIG. 1 with a modified version of the valve
  • 16 a, b, c is a view similar to FIG. 11 with thermal insulation for the pressure generator and the valve, - A -
  • FIG. 17 shows the embodiment according to FIG. 12 with another embodiment of the thermal insulation
  • FIG. 18 shows the embodiment according to FIG. 13 with another embodiment of the thermal insulation
  • FIG. 20 shows the control valve according to FIG. 19 with thermal insulation only for the pressure generator with the immersed heating element and temperature measuring element immersed in the liquid phase
  • FIG. 21a, b a further embodiment of the control valve partially in
  • FIG. 22 shows a heating modified embodiment of the control valve according to FIG. 14 and FIG.
  • Fig. 23 a, b a modified embodiment of the control valve according to
  • the drawing shows a control valve 1 with a main pipe 2 with a
  • the elastic portion 8 consists of a hose.
  • the tube 8 serves as a throttle point and is to change its shape and thus the flow cross-section of a shell space 12 from pressurizable.
  • the jacket space 12 is formed as a pressure chamber and is filled with filling medium, the pressure of which is dependent on its temperature.
  • the jacket space communicates with the pressure generator 10 in operative connection.
  • the jacket space or the pressure chamber 12 is formed between an extension 14 of the main pipe 2 and a perforated support tube 16.
  • the tube is clamped between the extension 14 and the support tube 16 end.
  • the pressure generator is connected via a connecting tube 18 with the jacket space 12.
  • the support tube 16 serves to support the hose 8 at higher pressure on the inside of the hose and to limit the deformation of the hose during compression (squeezing) under the action of the hydraulic pressure in the pressure generator to regulate the flow through the hose. Further, the attachment of the hose on the support tube, so that the two parts, support tube and hose, can be used as a unit for further assembly.
  • the support tube 16 preferably has the same inner and outer diameter over its length (FIGS. 1 to 20). However, the support tube can also be centrally widened or narrowed, cf. 8, 9, 21.
  • the main tube 2 is divided in the region of the extension 14 in two mutually connectable shell parts 20, 22, these two shell parts 20, 22 are displaceable relative to each other before the final assembly.
  • With 23 is designated a weld.
  • the support tube 16 and the tube 8 have outwardly facing edge-side annular flanges 24, 24 'and 26, 26'.
  • the annular flanges 26, 26 'of the tube 8 engage over the annular flanges 24, 24' of the support tube 16 outside and are between the annular flanges 24, 24 'of the support tube 16 and the lateral wall parts 28 and 30 of the extension 14 of the main tube 2 and the two shell parts 20, 22 fixed by clamping or pressing.
  • the pressure generator 10 can be heated by a heating device 32.
  • the pressure generator 10 is formed with its chamber 34 as a closed space and filled with a liquid phase 50 and vapor phase 52 of a filling medium.
  • the pressure generator is in horizontal installation of the control valve axially to the pressure chamber (see Fig. 1) or above or below the pressure chamber 12 (see Fig. 11, 12 and 13) or with vertical installation of the control valve laterally adjacent to the pressure chamber 12 (see. Fig. 14, 22).
  • the support tube 16 may be formed cylindrically or else centrally outwardly or inwardly curved, cf. Fig. 8, 9, 21.
  • the support tube 16 may be provided with stiffening elements 36, cf. Fig. 9. These stiffening elements may be perforated.
  • edge flanges 24, 24 'of the support tube 16 and 26, 26' of the tube 8 and the wall portions 28, 30 of the extension 14 of the main tube 2 can be arranged perpendicular or angularly pointing outwards with respect.
  • the mutually facing sides of the edge flanges 24, 24 "of the support tube 16 and 26, 26 'of the tube 8 and the wall parts 28, 30 of the extension 14 are preferably corrugated.
  • the two shell portions 20, 22 of the extension 14 of the main pipe 2 can be joined together by soldering, welding or gluing after assembly under compression of the annular flanges of support tube and hose.
  • the heating of the pressure generator takes place with heating elements 35 (compare FIGS. 3, 4, 20), which are arranged in the liquid phase of the filling medium, for example in immersion tubes 37 (see FIG. 17), which are inserted into the pressure generator 10 are.
  • the pressure generator 10 and the valve 9 itself can be surrounded by an insulating layer 43, wherein for the pressure generator and the valve different insulation 43 ', 43 "can be provided.
  • Pressure generator 10 for acting on the hose are the main components of the electronically controllable control valve 1 and form an inseparable system.
  • the valve throttle body consists, as already described above, of four essential parts, the perforated support tube 16, the elastic tube 8, and the shell parts 20 and 22 of the extension 14 of the main tube. 2
  • the perforated support tube 16 is once used to support the hose 8 at higher pressure on the inside of the hose and secondly to limit the deformation of the hose during compression under the action of the hydraulic pressure in the pressure generator 10, which is used to control the flow through the hose 8. Furthermore, the support tube 16 is used to attach the tube 8 in the tubular extension 14th As already described above, the support tube 16 may be formed purely cylindrical or centered outwardly or inwardly. The bulge inward has the effect of a prefabricated and appropriately sized throttle point. If the axial stability of the support tube is impaired by this shape of the support tube, support elements 36 in the form of shell-shaped components can be provided between the annular flanges 24 of the support tube 16, cf. Fig. 9.
  • the jacket space 12 between the perforated support tube 16 and the shell parts 20, 22 is connected to the pressure chamber 34 of the pressure generator 10 and spatially forms part of the internal volume of the pressure generator.
  • This jacket space 12 is normally filled with a portion of the liquid phase of the filling medium, which is specifically selectable for the operation of the pressure generator 10. With this liquid phase of the filling medium, which communicates through the holes in the support tube 16 with the outer surface of the tube 8, the tube 8 is compressed when increasing the pressure in the pressure generator 10, whereby the throttling effect is generated.
  • the already mentioned filling medium is in a liquid and a vapor phase.
  • the pressure in this closed space pressure chamber 34 is a function of the temperature in that space, which is affected by at least one heating element 35. In this way the pressure in this room is regulated.
  • the pipe joint 18 between the pressure chamber 34 of the pressure generator 10 and the jacket space 12 between the support tube 16 of the valve 9 and the two shell parts 20, 22 causes this shell space in the valve to a subspace of the pressure generator 10 and that in this shell space, the same pressure prevails in the pressure generator. That way is it is possible to adjust the pressure on the outside of the tube 8 so that the tube is compressed according to the need and the flow through the valve 9 is throttled accordingly.
  • the pressure in the valve is advantageously exerted by the liquid phase of the filling medium in the pressure generator 10.
  • the length and the cross section of the connecting tube 18 are determined experimentally. In order to reduce the heat loss from the pressure generator 10 to the valve 9, this connecting pipe 18, depending on the material, must have a certain minimum length.
  • the connecting tube 18 may also be wound.
  • the jacket parts 20, 22 of the extension 14 can be formed as a separate cylinder 44, which can be pushed over the free ends of the wall parts 28, 30 and tightly connected to the wall parts, wherein the connection can be made by gluing or welding 45, cf. , Fig. 21.
  • the free ends of the wall parts 28, 30 may have inwardly projecting annular bends 46, 46 'on which the cylinder 44 rests in the mounted position.
  • the annular flanges 24,24 'of the support tube 16 are connected to the annular bends 46, 46' and the annular flanges 26, 26 'of here a metal foil 8 'existing elastic member or hose with the annular flanges 24, 24' of the support tube 16 is connected.
  • the cylinder 44 is provided with a connection 48 for connecting the Mantelrau- mes 12 with the pressure generator 10.
  • the free ends of the annular flanges 26, 26 'of the elastic section 8, 8' may have inwardly projecting annular angled portions 64, 64 'formed between the annular angled portions 46, 46' of the wall portions 28, 30 and the end surfaces 66, 66 'of the annular flanges 24, 24 'of the support tube 16 are arranged sealed, cf. Fig. 23.
  • the elastic section 8, 8 'can consist of a single-layer or multi-layered film of plastic or metal or a combination of these materials.
  • FIGS. 15 to 19 54 are air gaps, and 56 and 58 are a measuring coil and magnetic material in FIG. 15.
  • reference numeral 60 denotes a support of the pressure generator and 62 a contact point for the heating elements and the temperature sensor.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektronisch gesteuertes Regelventil, für die Kältetechnik und Wärmetechnik, mit einem Hauptrohr, das zwei als Einlass und Auslass dienende Endteile und ein elastisches Teilstück aufweist, das zur Veränderung seiner Form und damit des Strömungsquerschnitts von einem Mantelraum aus mit Druck beaufschlagbar ist, wobei der Mantelraum mit einem Füllungsmedium gefüllt ist, dessen Druck von seiner Temperatur abhängig ist, und mit einer elektronisch steuerbaren Drucksteuereinrichtung in Wirkverbindung steht. Der Mantelraum (12) ist zwischen einer Erweiterung (14) des Hauptrohres (2) und einem gelochten Stützrohr (16) gebildet. Das elastische Teilstück besteht aus einem Schlauch (8), der zwischen der Erweiterung und dem Stützrohr endseitig abgedichtet fixiert ist. Die Drucksteuereinrichtung ist durch einen separaten Druckgenerator (10) gebildet, der über ein Verbindungsrohr (18) mit dem Mantelraum (12) in Verbindung steht.

Description

Elektronisch gesteuertes Regelventil
Die Erfindung betrifft ein elektronisch gesteuertes Regelventil gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Zum Anwendungsbereich solcher Regelventile gehören die Kältetechnik und die Wärmetechnik; hierzu zählen die Klimatechnik, die Trocknungstechnik und andere Anwendungsbereiche.
Durch die DE 38 38 756 C1 ist ein elektronisch steuerbares Regelventil, insbesondere für die Kältetechnik bekannt, welches ein Hauptrohr aufweist, das zwei als Einlass und Auslass ausbildbare Endstücke und ein elastisches Mittelstück aufweist, das zur Veränderung seiner Form und damit des Strömungsquerschnitts von außen mit Druck beaufschlagbar ist. Das Hauptrohr ist im Bereich des elastischen Mittelstückes von einem gelochten Stützrohr umgeben, das wiederum von einem Mantelrohr mit Abstand umgeben ist, so dass zwischen Mittelstück und Mantelrohr ein zur Umgebung hin dicht abgeschlossener Mantelraum gebildet ist. In diesem Mantelraum befindet sich ein Füllungsmedium im gesättigten Zustand. Dieses Füllungsmedium ist mit Hilfe eines Heizelementes aufheizbar zur Erzeugung eines gewünschten Dampfdruckes zur Veränderung der Form des elastischen Mittelstückes. Die Formänderung des elastischen Mittelstückes wird mit Hilfe eines induktiven oder kapazitiven Gebers erfasst. Die Messsignale des Gebers werden zur Steuerung bzw. Regelung des Ventils ausgewertet.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein gegenüber dem Regelventil nach der DE 38 38 756 C1 verbessertes Regelventil anzugeben. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Aufgabenlösung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele dargestellt sind, näher erläutert werden.
Es zeigt
Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau eines erfindungsgemäßen elektronisch gesteuerten Regelventils mit einem Ventil und einem Druckgenerator,
Fig. 2a-d die Bauteile des Ventils einzeln dargestellt,
Fig. 3a, b Schnitte durch den bei dem Regelventil verwendeten Druckgenerator,
Fig. 4 a, b einen Einschub mit Heizelementen für den Druckgenerator in einer Ansicht von oben und einem senkrechten Schnitt,
Fig. 5 a, b Schnitte durch die Kammer des Druckgenerators mit der Position von Heizelementen,
Fig. 6 a, b einen Einschub mit Heizelementen in einer Ansicht von oben und im senkrechten Schnitt für die Anordnung nach Fig. 5,
Fig. 7 a ein Stützrohr mit Schlauch, Fig. 7 b das Ventil des Regelventils teilweise im Schnitt,
Fig. 8 eine modifizierte Ausführungsform des Ventils,
Fig. 9 a, b eine weitere Ausführungsform des Ventils teilweise im Längsschnitt und in einem Querschnitt,
Fig. 10 eine Darstellung zur Erläuterung der Montage des Ven- tils,
Fig. 11 a, b, c eine Ausführungsform des Regelventils in verschiedenen Schnitten, bei dem der Druckgenerator oberhalb einer Druckkammer des Ventils angeordnet ist,
Fig. 12 eine Variante zur Ausführung nach Fig. 11 ,
Fig. 13 eine Ausführungsform, bei der der Druckgenerator unterhalb der Druckkammer des Ventils angeordnet ist,
Fig. 14 eine Darstellung, bei der der Druckgenerator neben der
Druckkammer des Ventils angeordnet ist,
Fig. 15 das Regelventil nach Fig. 1 mit einer modifizierten Aus- führung des Ventils,
Fig. 16 a, b, c eine Darstellung analog Fig. 11 mit Wärmedämmung für den Druckgenerator und das Ventil, - A -
Fig. 17 die Ausführungsform nach Fig. 12 mit einer anderen Ausführung der Wärmedämmung,
Fig. 18 die Ausführung nach Fig. 13 mit einen anderen Ausfüh- rung der Wärmedämmung,
Fig. 19 die Ausführung des Regelventils nach Fig. 14 mit einer anderen Wärmedämmung,
Fig. 20 das Regelventil nach Fig. 19 mit Wärmedämmung nur für den Druckgenerator mit eingezeichnetem in der flüssigen Phase eingetauchtem Heizelement und Temperaturmesselement,
Fig. 21a,b eine weitere Ausführungsform des Regelventils teilweise im
Längsschnitt und in einem Querschnitt,
Fig. 22 eine hinsichtlich Heizung modifizierte Ausführungsform des Regelventils nach Fig. 14 und
Fig. 23 a, b eine modifizierte Ausführungsform des Regelventils nach
Fig. 21.
Gleiche und einander entsprechende Bauteile sind in den Figuren der Zeichnung mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Die Zeichnung zeigt ein Regelventil 1 mit einem Hauptrohr 2 mit einem
Einströmanschluss 4 und einem Ausströmanschluss 6 sowie mit einem Ventil
9, das ein elastisches Teilstück 8 des Hauptrohres 2 umfasst und mit einem Druckgenerator 10. Das elastische Teilstück 8 besteht aus einem Schlauch.
Der Schlauch 8 dient als Drosselstelle und ist zur Veränderung seiner Form und damit des Strömungsquerschnitts von einem Mantelraum 12 aus mit Druck beaufschlagbar. Der Mantelraum 12 ist als Druckkammer ausgebildet und ist mit Füllungsmedium gefüllt, dessen Druck von seiner Temperatur abhängig ist. Der Mantelraum steht mit dem Druckgenerator 10 in Wirkverbin- düng.
Der Mantelraum bzw. die Druckkammer 12 ist zwischen einer Erweiterung 14 des Hauptrohres 2 und einem gelochten Stützrohr 16 gebildet. Der Schlauch ist zwischen der Erweiterung 14 und dem Stützrohr 16 endseitig eingeklemmt. Der Druckgenerator ist über ein Verbindungsrohr 18 mit dem Mantelraum 12 verbunden. Das Stützrohr 16 dient zur Abstützung des Schlauches 8 bei höherem Druck auf die Innenseite des Schlauches und zur Begrenzung der Verformung des Schlauches beim Zusammendrücken (Quetschvorgang) unter Einwirkung des hydraulischen Drucks im Druckgene- rator zur Regelung des Durchflusses durch den Schlauch. Ferner erfolgt die Befestigung des Schlauches am Stützrohr, so dass die beiden Teile, Stützrohr und Schlauch, als Einheit zur weiteren Montage benutzt werden können. Das Stützrohr 16 weist vorzugsweise über seine Länge den gleichen Innen- und Außendurchmesser auf (Fig. 1 - 20). Das Stützrohr kann aber auch mit- tig ausgeweitet oder eingeengt ausgebildet sein, vgl. Fig.8, 9, 21.
Das Hauptrohr 2 ist im Bereich der Erweiterung 14 in zwei miteinander verbindbare Mantelteile 20, 22 geteilt, diese beiden Mantelteile 20, 22 sind vor der Endmontage relativ zueinander verschiebbar. Mit 23 ist eine Schweißnaht bezeichnet.
Das Stützrohr 16 und der Schlauch 8 weisen nach außen zeigende, randseitige Ringflansche 24, 24' und 26, 26' auf. Die Ringflansche 26, 26' des Schlauches 8 übergreifen die Ringflansche 24, 24' des Stützrohres 16 außen und sind zwischen den Ringflanschen 24, 24' des Stützrohres 16 und den seitlichen Wandteilen 28 und 30 der Erweiterung 14 des Hauptrohres 2 bzw. der beiden Mantelteile 20, 22 durch Klemmung oder Pressung fixiert.
Der Druckgenerator 10 ist durch eine Heizeinrichtung 32 beheizbar. Der Druckgenerator 10 ist mit seiner Kammer 34 als geschlossener Raum ausgebildet und mit einer flüssigen Phase 50 und dampfförmigen Phase 52 eines Füllmediums gefüllt.
Der Druckgenerator ist bei waagerechtem Einbau des Regelventils axial zum Druckraum (vgl. Fig. 1) oder oberhalb oder unterhalb des Druckraumes 12 (vgl. Fig. 11, 12 und 13) oder bei senkrechtem Einbau des Regelventils seitlich neben dem Druckraum 12 (vgl. Fig. 14, 22) angeordnet.
Das Stützrohr 16 kann gemäß Fig. 1 zylindrisch oder auch mittig aus- wärts oder einwärts gewölbt ausgebildet sein, vgl. Fig. 8, 9, 21.
Das Stützrohr 16 kann mit Versteifungselementen 36 versehen sein, vgl. Fig. 9. Diese Versteifungselemente können gelocht sein.
Die Randflansche 24, 24' des Stützrohres 16 und 26, 26' des Schlauches 8 und die Wandteile 28, 30 der Erweiterung 14 des Hauptrohres 2 können senkrecht oder winklig nach außen zeigend bzgl. der Axialrichtung angeordnet sein. Zur Verbesserung des Haltes sind die einander zugewandten Seiten der Randflansche 24, 24" des Stützrohres 16 und 26, 26' des Schlau- ches 8 und die Wandteile 28, 30 der Erweiterung 14 vorzugsweise geriffelt ausgebildet.
Die beiden Mantelteilteile 20, 22 der Erweiterung 14 des Hauptrohres 2 können nach dem Zusammenfügen unter Verpressung der Ringflansche von Stützrohr und Schlauch miteinander durch Löten, Schweißen oder Kleben verbunden werden. Die Beheizung des Druckgenerators erfolgt mit Heizelementen 35 (vgl. Fig. 3, 4, 20), die in der flüssigen Phase des Füllmediums bspw. in Tauch- röhrchen 37 angeordnet sind (vgl. Fig. 17), welche in den Druckgenerator 10 eingesetzt sind.
Zur Temperaturmessung dienen Temperatursensoren 39 (vgl. Fig. 3, 4, 20), die ebenfalls in der flüssigen Phase des Füllmediums bspw. in Tauch- röhrchen 41 angeordnet sind, die in den Druckgenerator 10 eingesetzt sind.
Der Druckgenerator 10 und das Ventil 9 selbst können von einer Dämmschicht 43 umgeben sein, wobei für den Druckgenerator und das Ventil unterschiedliche Dämmungen 43', 43" vorgesehen werden können.
Das Ventil 9 mit dem elastischen Schlauch 8 als Drosselstelle und der
Druckgenerator 10 zur Beaufschlagung des Schlauches sind die Hauptbestandteile des elektronisch steuerbaren Regelventils 1 und bilden ein untrennbares System. Die Ventil-Drosselstelle besteht, wie oben schon beschrieben, aus vier wesentlichen Teilen, dem gelochten Stützrohr 16, dem elastischen Schlauch 8, sowie den Mantelteilen 20 und 22 der Erweiterung 14 des Hauptrohres 2.
Das gelochte Stützrohr 16 dient einmal zur Abstützung des Schlauches 8 bei höherem Druck auf die Innenseite des Schlauches und zweitens zur Begrenzung der Verformung des Schlauches beim Zusammendrücken unter Einwirkung des hydraulischen Drucks im Druckgenerator 10, der zur Regelung des Durchflusses durch den Schlauch 8 eingesetzt ist. Ferner dient das Stützrohr 16 zur Befestigung des Schlauches 8 in der rohrförmigen Erweiterung 14. Wie oben schon beschrieben, kann das Stützrohr 16 rein zylindrisch oder mittig nach außen oder innen gewölbt ausgebildet sein. Die Auswölbung nach innen hat die Wirkung einer vorgefertigten und entsprechend dimensionierten Drosselstelle. Sollte durch diese Form des Stützrohres die Axialstabi- lität des Stützrohres beeinträchtigt sein, so können Stützelemente 36 in Form schalenförmiger Bauteile zwischen den Ringflanschen 24 des Stützrohres 16 vorgesehen werden, vgl. Fig. 9.
Der Mantelraum 12 zwischen dem gelochten Stützrohr 16 und den Man- telteilen 20, 22 ist mit der Druckkammer 34 des Druckgenerators 10 verbunden und bildet räumlich einen Teil des inneren Volumens des Druckgenerators. Dieser Mantelraum 12 wird normalerweise mit einem Teil der flüssigen Phase des Füllungsmediums gefüllt, welches für den Betrieb des Druckgenerators 10 speziell wählbar ist. Mit dieser flüssigen Phase des Füllungsmedi- ums, die durch die Löcher im Stützrohr 16 mit der äußeren Oberfläche des Schlauches 8 in Verbindung tritt, wird der Schlauch 8 bei der Erhöhung des Druckes im Druckgenerator 10 zusammengedrückt, wodurch der Drosseleffekt erzeugt wird.
In der Druckkammer 34 des Druckgenerators 10 befindet sich das schon erwähnte Füllmedium in einer flüssigen und einer dampfförmigen Phase. Der Druck in dieser einen geschlossenen Raum bildenden Druckkammer 34 ist eine Funktion der Temperatur in diesem Raum, die durch wenigsten ein Heizelement 35 beeinflusst wird. Auf dieser Weise wird der Druck in die- sem Raum geregelt.
Die Rohrverbindung 18 zwischen der Druckkammer 34 des Druckgenerators 10 und dem Mantelraum 12 zwischen Stützrohr 16 des Ventils 9 und den beiden Mantelteilen 20, 22 bewirkt, dass dieser Mantelraum im Ventil zu einem Teilraum des Druckgenerators 10 wird und dass in diesem Mantelraum der gleiche Druck wie im Druckgenerator herrscht. Auf diese Weise ist es möglich, den Druck auf der Außenseite des Schlauches 8 so einzustellen, dass der Schlauch entsprechend dem Bedarf zusammengedrückt wird und die Strömung durch das Ventil 9 dementsprechend gedrosselt wird. Der Druck im Ventil wird vorteilhafterweise von der flüssigen Phase des Füllme- diums im Druckgenerator 10 ausgeübt.
Abhängig von der Art des Füllmediums des Druckgenerators 10 und der Art der Anwendung - Kältetechnik, Wärmetechnik - werden im Druckgenerator unterschiedlich hohe Temperaturen herrschen, auch über 1000C. Um die Wärmeverluste des Druckgenerators zu reduzieren, wird dieser in eine entsprechend starke Wärmedämmschicht 43 eingebettet. Die Stärke und das Wärmedämmmaterial werden experimentell bestimmt. Einerseits muss die Wärmedämmung die Wärmeverluste reduzieren, die die Betriebskosten des Ventils 9 bestimmen, andererseits soll die Reaktionszeit des Ventils im Be- trieb dem jeweiligen Bedarf der Regelung entsprechen.
Auch die Länge und der Querschnitt des Verbindungsrohres 18 werden experimentell ermittelt. Um den Wärmeverlust vom Druckgenerator 10 zum Ventil 9 zu verringern, muss dieses Verbindungsrohr 18, abhängig auch vom Material, eine bestimmte minimale Länge haben. Das Verbindungsrohr 18 kann auch gewickelt sein.
Die Mantelteile 20, 22 der Erweiterung 14 können als ein separater Zylinder 44 ausgebildet sein, der über die freien Enden der Wandteile 28,30 über- schiebbar und mit den Wandteilen dicht verbunden ist, wobei die Verbindung durch Klebung oder Schweißung 45 erfolgen kann, vgl. Fig. 21.
Die freien Enden der Wandteile 28, 30 können einwärts ragende ringförmige Abwinklungen 46, 46' aufweisen, auf denen der Zylinder 44 in der montierten Position aufliegt. Die Ringflansche 24,24' des Stützrohres 16 sind mit den ringförmigen Abwinklungen 46, 46' und die Ringflansche 26, 26' des hier aus einer Metallfolie 8' bestehenden elastischen Teils bzw. Schlauches mit den Ringflanschen 24, 24' des Stützrohres 16 verbunden.
Der Zylinder 44 ist mit einem Anschluss 48 zur Verbindung des Mantelrau- mes 12 mit dem Druckgenerator 10 versehen.
Die freien Enden der Ringflansche 26, 26' des elastischen Teilstückes 8, 8' können einwärts ragende ringförmige Abwinklungen 64, 64' aufweisen, die zwischen den ringförmigen Abwinklungen 46, 46' der Wandteile 28, 30 und den Stirnflächen 66, 66' der Ringflansche 24, 24' des Stützrohres 16 abgedichtet angeordnet sind, vgl. Fig. 23.
Das elastische Teilstück 8, 8' kann aus einer ein- oder mehrschichtigen Folie aus Kunststoff oder Metall oder einer Kombination dieser Materialien beste- hen.
In den Fig. 15 bis 19 sind mit den Bezugsziffern 54 Luftspalte und mit 56 und 58 in der Fig. 15 eine Messspule und magnetisches Material bezeichnet. In der Fig. 20 bezeichnet die Bezugsziffer 60 eine Halterung des Druckgenera- tors und 62 eine Kontaktstelle für die Heizelemente und den Temperatursensor.
Bezugszeichenliste
1 Regelventil
2 Hauptrohr
4 Einströmanschluss
6 Ausströmanschluss
8 elastisches Teilstück
8' Metallfolie
9 Ventil
10 Druckgenerator
12 Mantelraum
14 Erweiterung
16 Stützrohr
18 Verbindungsrohr
20 Mantelteil
22 Mantelteil
23 Schweißnaht
24, 24' Ringflansch
26, 26' Ringflansch
28 Wandteil
30 Wandteil
32 Heizeinrichtung
34 Kammer
35 Heizelement
36 Versteif u ngselememt, Stützelement
37 Tauchröhrchen
37' Tauchröhrchen
39 Temperatursensor
41 Tauchröhrchen 43 Dämmschicht
43',43" Dämmung
44 Zylinder
45 Schweißung
46, 46' Abwinklung
48 Anschluss
50 flüssige Phase
52 dampfförmige Phase
54 Luftspalt
56 Messspule
58 Magnetisches Material
60 Halterung
62 Kontaktstelle
64 Abwinklung
64' Abwinklung
66 Stirnfläche
66' Stirnfläche

Claims

Schutzansprüche
1. Elektronisch gesteuertes Regelventil, für die Kältetechnik und Wärmetechnik, mit einem Hauptrohr, das zwei als Einlass und Auslass die- nende Endteile und ein elastisches Teilstück aufweist, das zur Veränderung seiner Form und damit des Strömungsquerschnitts von einem Mantelraum aus mit Druck beaufschlagbar ist, wobei der Mantelraum mit einem Füllungsmedium gefüllt ist, dessen Druck von seiner Temperatur abhängig ist, und mit einer elektronisch steuerbaren Drucksteuereinrichtung in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantelraum (12) zwischen einer Erweiterung (14) des Hauptrohres (2) und einem gelochten Stützrohr (16) gebildet ist, das elastische Teilstück aus einem Schlauch (8) besteht, der zwischen der Erweiterung und dem Stützrohr endseitig abgedichtet fixiert ist, und die Drucksteuereinrichtung durch einen separaten Druckgenerator (10) gebildet ist, der über ein Verbindungsrohr (18) mit dem Mantelraum (12) in Verbindung steht.
2. Elektronisch steuerbares Regelventil nach Anspruch 1 , dadurch ge- kennzeichnet, dass das Hauptrohr (2) im Bereich der Erweiterung
(12) in zwei miteinander verbindbare Mantelteile (20, 22) geteilt ist, die vor der Montage relativ zueinander verschiebbar sind.
3. Elektronisch steuerbares Regelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützrohr (16) und der Schlauch (8) nach außen zeigende Ringflansche (24, 24', 26, 26') aufweisen, wobei die Ringflansche (26, 26') des Schlauches (8) die Ringflansche (24, 24') des Stützrohres (16) außen übergreifen und zwischen den Ringflanschen des Stützrohres und den seitlichen Wandteilen (28, 30) der Erweiterung (14) des Hauptrohres (2) bzw. der beiden Mantelteile (20, 22) fixiert sind.
4. Elektronisch steuerbares Regelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringflansche (26, 26') des Schlauches (8) zwischen den Ringflanschen (24, 24') des Stützrohres (16) und den seitlichen Wandteilen (28,30) der Erweite- rung (14) durch Klemmung, Pressung, Klebung oder Schweißung abgedichtet fixiert ist.
5. Elektronisch steuerbares Regelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckgenerator (10) durch eine Heizeinrichtung (32) beheizbar ist.
6. Elektronisch steuerbares Regelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckgenerator (10) als geschlossener Raum ausgebildet ist und mit einer flüssigen und dampfförmigen Phase eines Füllmediums gefüllt ist.
7. Elektronisch steuerbares Regelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckgenerator (10) bei waagerechtem Einbau des Regelventils (1) axial zum Mantelraum (12) oberhalb oder unterhalb des Mantelraumes oder bei senkrechtem Einbau des Regelventils seitlich neben dem Mantelraum angeordnet ist.
8. Elektronisch steuerbares Regelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützrohr (16) zylindrisch ist oder mittig auswärts oder einwärts gewölbt ausgebildet ist.
9. Elektronisch steuerbares Regelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützrohr (16) zwi- sehen seinen Randflanschen (24) mit sich an den Randflanschen ab- stützenden Versteifungselementen (36) versehen ist.
10. Elektronisch steuerbares Regelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteif ungselemen- te (36) gelocht sind.
11. Elektronisch steuerbares Regelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Randflansche (24, 24', 26, 26') des Stützrohres (16) und des Schlauches (8) und die seit- liehen Wandteile (28, 30) der Erweiterung (14) des Hauptrohres (2) senkrecht oder winklig nach außen zeigend zur Axialrichtung angeordnet sind.
12. Elektronisch steuerbares Regelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Randflansche (24,
24', 26, 26') des Stützrohres (16) und des Schlauches (8) und die seitlichen Wandteile (28, 30) der Erweiterung (14) geriffelt sind.
13. Elektronisch steuerbares Regelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Mantelteile
(20, 22) der Erweiterung (14) nach dem Zusammenfügen unter Ver- pressung der Ringflansche (24, 24', 26, 26') von Stützrohr (16) und Schlauch (8) miteinander durch Löten, Schweißen oder Kleben verbunden werden.
14. Elektronisch steuerbares Regelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beheizung des Druckgenerators (10) mit Heizelementen (35) versehene Tauchröhr- chen (37) in den Druckgenerator eingesetzt sind.
15. Elektronisch steuerbares Regelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Temperaturmessung mit Temperatursensoren (39) versehene Tauchröhrchen (37) in den Druckgenerator (10) eingesetzt sind.
16. Elektronisch steuerbares Regelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckgenerator (10) und/oder das Ventil (9) von einer Wärmedämmung (43) oder von unterschiedlichen Wärmedämmungen (431, 43") umgeben sind/ist.
17. Elektronisch steuerbares Regelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelteile (20, 22) der Erweiterung (14) als ein separater Zylinder (44) ausgebildet sind, der über die freien Enden der Wandteile (28,30) überschiebbar und mit den Wandteilen dicht verbunden ist.
18. Elektronisch steuerbares Regelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung durch Klebung oder Schweißung erfolgt.
19. Elektronisch steuerbares Regelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden der Wandteile (28, 30) einwärts ragende ringförmige Abwinklungen (46, 46') aufweisen, auf denen der Zylinder (44) in der montierten Position aufliegt.
20. Elektronisch steuerbares Regelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Randflansche (24,24') des Stützrohres (16) mit den ringförmigen Abwinklungen (46, 46') und die Randflansche (26, 26') des Schlauches (8) mit den Rand- flanschen (24, 24') des Stützrohres (16) verbunden sind.
21. Elektronisch steuerbares Regelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (44) mit ei- nem Anschluss (48) zur Verbindung des Mantelraumes (12) mit dem
Druckgenerator (10) versehen ist.
22. Elektronisch steuerbares Regelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Teilstück (8) des Hauptrohres (2) aus einer Metallfolie (8') besteht.
23. Elektronisch steuerbares Regelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Teilstück (8, 8') aus einer ein- oder mehrschichtigen Folie aus Kunststoff oder Metall oder einer Kombination dieser Materialien besteht.
24. Elektronisch steuerbares Regelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden der Ringflansche (26, 26') des elastischen Teilstücks (8, 8') einwärts ra- gende ringförmige Abwinklungen (64, 64') aufweisen, die zwischen den ringförmigen Abwinklungen (46, 46') der Wandteile (28, 30) und den Stirnflächen (66, 66') der Ringflansche (24, 24') des Stützrohres (16) abgedichtet angeordnet sind.
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