CN1608232A - 恒温器阀帽 - Google Patents

Abstract

本文提出了一种恒温器阀帽(1)，它有一个恒温器元件(7)，该恒温器元件有一个容积随温度而变的压力腔(8)，该恒温器阀帽还有一个与恒温器元件(7)的伸展区(14)配合工作的操作元件(17)和一安全机构。人们希望保持小的占地需要。为此，该安全机构在伸展区(15)外具有一个高压伸展区(12)。

Description

恒温器阀帽

技术领域

本发明涉及恒温器阀帽，它有一个具有一压力腔的恒温器元件、一个操作元件和一个安全机构，该压力腔的容积随温度而变，该操作元件与恒温器元件的伸展区有效连接。

背景技术

这样的恒温器阀帽例如由DE19917781A1公开了。

散热器阀以各种形式配备有恒温器阀帽，该恒温器阀帽根据室温来控制载热介质如热水流经散热器的流动。为此，散热器阀在打开方向上被预紧。恒温器阀帽的操作元件在关闭方向上压动散热器阀里的一个杆。如果压力腔的容积在温度较高时增大，则操作元件被从恒温器元件中压出来，操作元件随后压动该杆并且散热器阀被关闭。相反，如果压力腔的容积在温度降低时被缩小，则作用于操作元件的压力减小并且散热器阀又可以打开。

偶尔会出现这样的情况，即散热器阀已经完全关闭，而较高的温度将继续增大压力腔的容积。由于操作元件无法继续移向散热器阀，所以设置一个安全机构。该安全机构提供了一种避让可能性，其中，恒温器元件一直伸展，但它或其它元件不会受损。在这种情况下，人们也充分利用伸展区的可变形性，但在这里，操作元件无法再移开，而是恒温器元件本身移动。这主要适用于填充有液体的恒温器元件的情况下。当充满蒸汽时，恒温器元件的尺寸通常如此确定，即它能承受出现在高温下的较高压力，但又不受损。例如，在正常情况下出现5巴压力，而在高温下出现10巴压力。

在恒温器阀帽且尤其是散热器恒温器阀帽中，人们尽力争取使结构尺寸较小。这一方面出于外观考虑，另一方面，阀帽不应该太多地从散热器上突入房间中。

但是，对小型结构的要求与这样的技术必要性是矛盾的，即要为高温下的恒温器元件提供避让空间。

发明内容

本发明的任务是保持小的占地需要。

在上述类型的散热器恒温器阀帽中，如此完成该任务，即安全机构具有一个在伸展区外的高压伸展区。

利用这样的实施形式，人们不再依赖在高温时通过使伸展区变形来造成恒温器元件的体积增大。该伸展区通常具有较小的直径，因此，对体积增大来说需要相当大的行程距离。如果在另一个部位上通过变形来实现恒温器元件的体积增大并且为此恒温器元件具有高压伸展区，则例如可以使较大直径变形并且在体积变化一样时有小得多的行程就够了。因此，恒温器阀帽的结构长度明显缩小。较大的直径通常很顺利地就能做到。恒温器阀帽尤其被设置用在散热器上。但它也可以被用在其它加热装置上如空调中。

操作元件最好安置在恒温器元件的一个由内壁限定出的内陷部中，并且高压区设置在一道限定出恒温器元件的外边界的壁上。就是说，恒温器元件具有杯状内陷部，其壁即所谓的“内壁”以各种方式由波纹套构成。如果只是要增大体积，则可以为了增大体积而总是只采用较小的内陷部直径。而如果为了增大体积采用恒温器元件壁的其它部分，则在确定尺寸时的选择余地就大得多。体积增大可以在行程值小许多的情况下实现。

当高压伸展区形成在恒温器元件的一外周壁上时，这尤其是适用的。在那里，存在着最大直径，即如果人们要使恒温器元件的外周壁增大一小段，则得到了比围绕内陷部的内壁的相应缩小大得多的体积增大。

高压伸展区最好由恒温器元件的外周壁的波纹部构成。这是一个允许在恒温器元件外周壁上改变长度的比较简单的可行方式。此外，波纹部的另一优点是，波纹部提了较大的有效面积，通过这个面积，可以实现压力羌与周围环境的热交换。因此，恒温器元件可以快速地跟随室温。对于加热介质的预行温度通过散热器阀中的热力管路对恒温器元件的填充物的温度产生作用来说，该波纹可被视为“冷却肋”，可通过这些冷却肋来实现更好的向周围环境的散热。

在外周壁上的波纹部最好具有比在伸展区内地波纹部少的波纹。就是说，恒温器元件由一个盒构成，其中的两道壁即外侧的外周壁和内壁成波纹套状。由于外周壁完成比内壁小的长度改变，所以，在这里也可以设置较小的变形区。少量的波纹就足够了。这简化了这样的恒温器元件的制造。

最好一个过压弹簧在直径最大区域里作用于恒温器元件上。这个实施形式具有很多优点。一方面，过压弹簧远离操作元件。过压弹簧一般由金属构成，就是说，它具有较强的传热性能。如果热量被传入恒温器元件的外侧区域，则热量可以相当快速地从恒温器元件上散走。不存在热量通过操作元件进入恒温器元件内的危险。此外，支撑在最大直径区域里的优点是，过压弹簧的力作用在恒温器元件的外周壁区域里，在这里能够最佳地承受所述力。因此，人们可以将恒温器元件的“底部”的尺寸取得较小，这进一步降低了制造成本。

过压弹簧最好支承在一旋转手把里，恒温器元件就安置在该旋转手把里。旋转手把的作用是调定应通过恒温器元件控制的额定值。原则上，这通过改变恒温器元件相对散热器阀的位置来进行。如果过压弹簧支承在旋转手把里，则它与旋转手把和恒温器元件一起转动。就是说，不用担心在恒温器元件后旋转手把或者弹簧之间的相对运动。

过压弹簧最好与一个长度限定机构配合作用。该长度限定机构限定出恒温器元件的所谓“零点位置”，即恒温器元件在未出现高温时所处的位置。从该位置起，温度调整可以通过散热器阀顺利地进行。

长度限定机构最好由在旋转手把里的一个止挡构成。这是一个比较简单的实施形式。于是，旋转手把限定出恒温器元件的“零点位置”。

在一个替换实施形式里，长度限定机构可以通过在恒温器元件里的止挡构成。当恒温器元件只以一个端面固定在旋转手把里而其余部分可在旋转手把里自由移动时，上述措施是非常有利的。

过压弹簧最好从径向内侧贴在旋转手把上。因此，过压弹簧径向向外地由旋转手把支撑。这就允许使用一个弹簧，该弹簧具有比较小的固有稳定性并且此外只根据这样的力来确定尺寸，即它必须以所述力抵抗由高温引起的高压。过压弹簧可以不径向向外“翘”。实际上，本来就不用担心向内变形。

伸展区和/或高压伸展区最好具有一个滑动密封区，该滑动密封区具有恒温器元件的两个可相对移动的部分。如上所述，伸展区和高压伸展区可以各种方式由一个波纹套构成。一个替换方式在于，构成恒温器元件的盒的两个部分相对移动，同时相对密封这两个部分。

在这种情况下，最好在滑动密封区中，承受压力腔中压力的其中一个部分的可变形的壁部贴靠在另一部分的支撑壁上。这是一个尽管这两个部分有相对移动但仍然获得出色的密封性的比较简单的实施方式。压力腔里的压力越高，则可变形壁部被越紧地压到支撑壁上。

除此之外或作为替换方式，恒温器元件可以具有一个可变形的底部。一个可变形的底部也允许恒温器元件的压力腔容积的改变，而同时未对伸展区加载。

在这种情况下，最好底部由薄膜构成。薄膜应指所有的本身能够变形并且在压力减小后又返回其原始形态的元件。原则上，为此可采用几乎任何柔软材料，但优选弹性体塑料。

可以在一个可选实施例中规定，该底部具有一边缘区，该底部在该边缘区里成波纹套状。在这里，底部的变形基本上局限于边缘区范围里。而在这里，通过将边缘区构造成波纹套状而产生了可变形性。

边缘区最好在压力腔里的压力升高时可被压缩。因此，在此就获得了与在伸展区里同一形式的容积扩大。但在这里，这种容积扩大是通过在直径更大时的长度变化来完成的，因此，对于相同的体积扩大来说，比在通过使伸展区变形来扩大体积时小得多的长度变化即小得多的行程就够了。

操作元件最好由导热性差的材料且尤其是塑料、玻璃或陶瓷构成。这样一来，就避免了热量直接从散热器阀传导入压力腔里，因为热传导会不利地影响到恒温器阀帽的控制性能。

操作元件最好有一个操作端并且在该操作端和恒温器元件之间设有一个绝热的和/或热反射的保护板。操作端是这样一个端头，即恒温器阀帽以该端头作用于散热器阀确切地说散热器阀的推杆。如果在这一段和恒温器元件之间设置一个保护板，则避免了由经过在散热器阀和恒温器元件之间的空间的热传导或热辐射引起的不利的热影响。

在一个特别优选的实施形式中规定，压力腔被分成两个不同的、在空间上相互隔开一段距离的并通过一管路彼此连通的分压力腔，其中的一个分压力腔具有伸展区，而另一个分压力腔具有高压伸展区。这个实施形式特别与一个遥感件相关地是有利的，其中，真正的散热器温度测量是在一个远离散热器的位置上完成的。恒温器元件通过管路把在测量点上的压力状况传输给散热器阀。于是，高压区本身能够安装在遥感件中。

附图说明

以下，结合附图来描述本发明的优选实施例，附图所示为：

图1是散热器恒温器阀帽的截面示意图；

图2是表示工作方式的示意图；

图3是恒温器阀帽的第二实施例的截面图；

图4表示恒温器阀帽的第三实施例；

图5表示恒温器阀帽的第四实施例；

图6表示恒温器阀帽的第五实施例；

图7表示恒温器阀帽的第六实施例；

图8表示恒温器阀帽的第七实施例；

图9是带有遥感件的恒温器阀帽。

具体实施方式

用于散热器阀的恒温器阀帽1具有一个外壳2，该外壳具有一个用于与一个未详细示出的散热器阀连接的连接结构3。为了将阀帽1固定在散热器阀上，设有一个锁紧螺母4。

恒温器阀帽1具有一个旋转手把5，该旋转手把可借助螺纹6相对外壳2转动并同时改变其位置。

在旋转手把5中设有一个恒温器元件7。恒温器元件7具有一个压力腔，在该压力腔中填充有未详细示出的液体。如此形成所述液体，即其体积随着温度的升降而热胀冷缩。

恒温器元件7具有一个端面9，该端面贴靠在旋转手把5的一端面10上。恒温器元件7还具有一个底部11，该底部通过外周壁12与端面9相连。在这里，外周壁12成波纹套状，即它具有一个带有多个波纹13的波纹部，因而，外周壁12能够在一定限度内改变长度。

恒温器元件7还具有一个杯状内陷部14，该内陷部的边界由一内壁15限定。内壁15也成波纹套形状，其波纹部具有多个波纹16，在这里，波纹16的数量明显大于波纹13的数量。但是，波纹13的数量可以保持得小于过去所用的数量，这是因为，操作元件17在发生故障时无须剧烈运动。

在内陷部14中设置一个操作元件17，该操作元件在工作中与未详细示出的散热器阀的如虚线所示的推杆18配合工作。

在图1的下端上，操作元件17具有一个操作端19。操作端19可以具有一个预定的形状，以便能更好地推杆18配合。在操作端19和恒温器元件7之间设有一个保护板20，该保护板具有绝热和/或热反射的构造。该操作元件由导热性差的出来哦如塑料、玻璃或陶瓷构成。这样就避免了热量从推杆18经操作元件17被传到恒温器元件7内。通过保护板20隔断了热辐射。

恒温器元件7通过一过压弹簧21保持在旋转手把5里。在这里，过压弹簧21被夹紧在一个在旋转手把里的环绕的突起22和贴在旋转手把壁中的一个阶梯面23上的恒温器元件7之间。阶梯面23构成过压弹簧21的长度限定机构。

在“正常工作状态下”，恒温器元件7处于如图所示位置上。过压弹簧21延长到其最大长度。与此相应地，恒温器元件7的底部11或外周壁12的一个径向突出的部分24贴靠在阶梯面23上。

从该位置起，在恒温器元件7里的温度升高导致压力腔8的增大。造成这种增大的原因在于内陷部14缩小了。此外，操作元件17朝向散热器阀地从恒温器元件7中被压出来。散热器阀被关闭。

可能出现这样的情况，即在散热器阀关闭时，室温仍然在升高，例如这是由于强烈的阳光照射或者由于待在房间里的一群人的身体散热造成的。这个更高的温度被称为高温，它造成压力腔8内的压力进一步增高，如果没有附加的应对措施，这就意味着恒温器元件7或其它部件受损。为了避免这样的损害，可以如此允许压力腔8的容积进一步增大，即在延长外周壁12的情况下，恒温器元件7的底部11移向散热器阀，确切地说要克服过压弹簧21的力。一个较小的行程对底部21的运动来说就足够了，如可结合图2描述的那样。

图2a表示在常见情况下的容积增大，它实际上只局限到压力腔8的容积因内陷部14的体积缩小而增大。在给定内陷部14直径的情况下，例如需要行程值a。

如果当直径较大时造成容积增大，即在外周壁12上，则只需要行程值b。行程值b与行程值a的相比就象内陷部14的底面与由外周壁12限定的底面的比例。在这里，该比例可以为3倍或更高，尤其是5倍或更高。如果例如行程值在恒温器元件7一定的情况下必须为9.2毫米，此时安全机构只关心操作元件17被从恒温器元件7中压出来，则在外周壁12可变形时，行程值b被限制到1.6毫米的长度。由于过压弹簧21设置在恒温器元件7的最大直径的区域里，则主要带来两个优点：一方面避免了通过过压弹簧21向操作元件17传热。确切地说，通过过压弹簧21传给恒温器元件7的热量可以快速地向外散走。另一方面，如果过压弹簧21作用在外周壁12区域里，则外周壁12可以承受直接来自过压弹簧21的力。如果温度又降低，则恒温器元件7又返回其如图1所示的初始位置。为此，过压弹簧21当然必须与散热器阀的适当的回复力相应协调。

图3-8表示恒温器阀帽的其它实施例，它们原则上对应于图1所示的实施例。因此，只描述改动之处和区别。

在图3所示的恒温器阀帽中，恒温器元件7的压力腔8的容积变化是这样完成的，即恒温器元件7由两个部分构成，即一个底部25和一个头部26，这两个部分通过一滑动密封区27相互接触。在滑动密封区里设有一个O形圈28或另一个密封，它允许，当压力腔8内的压力超过一定程度并且操作元件17无法再继续运动时，底部25能够相对头部26并克服过压弹簧21的力地移动。这样的滑动密封区27原则上是可行的，因为底部25必须相对头部26所做的运动比较小。如上所述，运动限制在1-2毫米范围里或更小。

在图4中也设有一个滑动密封区27。在这里，滑动密封区27具有一个略有不同的构造。头部26具有一个可变形的壁部29，该壁部例如由弹性体材料构成。该壁部29贴在底部25的支承壁30上。它承受压力腔8内的压力的负荷。压力腔8内的压力越高，可变形壁部29被越用力地压到底部25的支承壁30上。因此，密封作用随着压力腔内的压力而增强。在这里，在底部25和头部26之间只需要稍微移动，因此，在这里，实际上在所有工况下都产生了密封性。

在图5的实施例中，如此实现压力腔8的增大，即恒温器元件7的底部由薄膜31构成，即由可变形的弹性体材料圆片构成。如果薄膜31的固有强度不足以成手预计压力，则可以设置一个支撑板32，薄膜31在无干扰情况下即没有高温度的情况下贴在该支撑板上。支撑板32由过压弹簧21保持在其位置上。如果在压力腔8内出现高压，则支撑板32被薄膜31向下压，即被压向散热器阀。

在图6的实施例中，也是只有底部可变形。恒温器元件7具有一个底板33，该底板在其正常位置上受到过压弹簧21的压迫。底板33通过双层波纹套34与外周壁12连接。如果压力腔8内的温度升高并因而需要增大容积，则在底板33向下运动时，波纹套34被压缩。

图7是一个基本上对应于图1所示实施例的实施例，其中，恒温器元件7是“颠倒”设置的。与此相应，在这里，底板11安置在旋转手把5的端面10上，端面10具有一孔35，操作元件17穿过该孔。

由于端面10的直径小于底板11的直径，所以过压弹簧21成锥形。一个限制过压弹簧21的最大偏移量和乃至限制端面10的最大行程值的止挡36设置在恒温器元件7内。在这个例子中，它成空心圆柱形。

图8表示一个与图6的实施例类似的实施例。在这里，底板也通过一波纹套34与恒温器元件7的外周壁12连接。但在这里，底板33整个位于恒温器元件7内。

图9表示一个具有遥感件40的恒温器阀帽1。在这里，恒温器元件7布置在遥感件40中并且具有带波纹部的外周壁12，因此，当分压力腔8a的温度超过预定值时，底部11在分压力腔8a的容积增大的情况下克服过压弹簧21的力地移动。一旦***作的阀关闭了，就达到了这个值。分压力腔8a通过一管路41与分压力腔8b连通，分压力腔8b安置在真正的恒温器阀帽里。分压力腔8b内的压力通过一个设置在分压力腔8内的操作元件17′，确切地说是通过设置在一个其功能与图1所示的内壁15一样的波纹套42里的操作元件17′，作用于波纹套42的底面上。操作元件17′也可以省掉。在这种情况下，它用于保持分压力腔8b的自由容积较小。

所有实施例的共同点在于，与常见的恒温器元件一样，它们也有一个伸展区，通过该伸展区，操作元件17可以朝向散热器阀地从恒温器元件7中移出来，此外，它们具有一个高压伸展区，所述高压伸展区允许在伸展区改变之外改变压力腔8的容积。高压伸展区可以由一道波纹壁、通过可移动的壁部或可变形的底部构成。按照相似方式完成的改动方案当然也包含在本发明的基本构想中。

在所有情况下，还能得到以下优点，即对具有柔软的波纹套状大面积外周壁的恒温器元件7进行以下选择，即与常见的恒温器元件相比，或多或少地填充压力腔8，由此一来，改变了恒温器元件7的增强效果。这种增强效果是操作元件17的运动与温度变化的比例。

Claims (20)

1.一种恒温器阀帽，它具有一个有一个容积随温度变化的压力腔的恒温器元件、一个与该恒温器元件的伸展区有效连接的操作元件和一个安全机构，其特征在于，该安全机构在该伸展区(15)外具有一个高压伸展区(12，27，31，34)。

2.如权利要求1所述的阀帽，其特征在于，该操作元件(17)被安装在该恒温器元件(7)的一个内陷部(14)中，该内陷部由一个内壁(15)界定，该高压伸展区设置在一道从外侧界定该恒温器元件(7)的壁(12)上。

3.如权利要求2所述的阀帽，其特征在于，该高压伸展区形成在该恒温器元件(7)的一道外周壁(12)上。

4.如权利要求3所述的阀帽，其特征在于，该高压伸展区由该恒温器元件(7)的该外周壁(12)的波纹部构成。

5.如权利要求4所述的阀帽，其特征在于，在该外周壁(12)的波纹部具有比在该伸展区内的波纹部(16)少的波纹。

6.如权利要求1-5之一所述的阀帽，其特征在于，一个过压弹簧(21)在一个最大直径区里作用于该恒温器元件(7)上。

7.如权利要求6所述的阀帽，其特征在于，该过压弹簧(21)支撑在一个旋转手把中，该恒温器元件(7)就设置在该旋转手把中。

8.如权利要求6或7所述的阀帽，其特征在于，该过压弹簧(21)与一个长度限定机构(23，36)配合工作。

9.如权利要求8所述的阀帽，其特征在于，该长度限定机构(23)由在该旋转手把中的一止挡构成。

10.如权利要求8所述的阀帽，其特征在于，该长度限定机构由一个在该恒温器元件(7)内的止挡(36)构成。

11.如权利要求7-9之一所述的阀帽，其特征在于，该过压弹簧(21)从径向的内侧起贴在该旋转手把(5)上。

12.如权利要求1-11之一所述的阀帽，其特征在于，该伸展区和/或高压伸展区具有一个滑动密封区(27)，该滑动密封区具有该恒温器元件(7)的两个可相对滑动的部分(25，26)。

13.如权利要求12所述的阀帽，其特征在于，在该滑动密封区(27)里，一个可承受该压力腔(8)内的压力的加载的部分(26)的可变形壁部(29)贴在另一部分(25)的一支撑壁(30)上。

14.如权利要求1-13之一所述的阀帽，其特征在于，该恒温器元件(7)具有一个可变形的底部(31，33)。

15.如权利要求14所述的阀帽，其特征在于，该底部(31)成薄膜状。

16.如权利要求14所述的阀帽，其特征在于，该底板(33)具有一个边缘区(34)，它在该边缘区里成波纹套形状。

17.如权利要求16所述的阀帽，其特征在于，该边缘区(34)在该压力腔(8)内的压力升高时被压缩。

18.如权利要求1-17之一所述的阀帽，其特征在于，该操作元件(17)由一个导热性差的材料且尤其是塑料、玻璃或陶瓷构成。

19.如权利要求1-18之一所述的阀帽，其特征在于，该操作元件(17)具有一个操作端(19)并且在该操作端(19)和该恒温器元件(7)之间设有一个绝热的和/或热反射的保护板(20)。

20.如权利要求1-19之一所述的阀帽，其特征在于，该压力腔被分成两个不同的、在空间上相互间隔开的并通过一个管路(41)彼此连通的分压力腔(8a，8b)，其中一个分压力腔(8a)具有该伸展区，另一个分压力腔(8b)具有该高压伸展区。

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