DE1204482B - Thermostatically operated valve (I) - Google Patents

Description

Thermostatisch betätigtes Ventil (I) Thermostatisch betätigte Ventile werden in großem Umfang benutzt, um den Zu- oder Abfluß eines Wärmeträgers in Abhängigkeit von der Temperatur des durch den Wärmeträger zu beeinflussenden Raumes zu regeln. Ein typisches Beispiel hierfür sind thermostatisch betätigte Heizkörperventile, die in Abhängigkeit von der Raumtemperatur geregelt werden. Bei einem Fehler im oder am thermostatischen System oder auch unter besonders ungünstigen, unvorhergesehenen Umständen, z. B., wenn der Fühler bei geöffnetem Fenster von kalter Zugluft getroffen wird, kann es vorkommen, daß das Ventil öffnet und den Wärmeträger ungehindert durch den Heizkörper treten läßt, obgleich die Raumtemperatur eine solche Heizleistung nicht erfordert. Das Heizmedium wird dann wenig gekühlt und ist beim Austritt unnötig heiß.Thermostatically operated valve (I) Thermostatically operated valve are used on a large scale to control the inflow or outflow of a heat transfer medium to be regulated by the temperature of the room to be influenced by the heat transfer medium. A typical example of this are thermostatically operated radiator valves, which are controlled depending on the room temperature. If there is an error in the or on the thermostatic system or under particularly unfavorable, unforeseen circumstances Circumstances, e.g. B. if the sensor is hit by cold drafts with the window open it can happen that the valve opens and the heat transfer medium passes through unhindered lets the radiator step, although the room temperature has such a heating power not required. The heating medium is then little cooled and is unnecessary when it emerges hot.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß diesem Mangel begegnet werden kann, wenn es gelingt, ein zweites thermostatisches System vorzusehen, das in Abhängigkeit von der Temperatur des das Ventil durchströmenden Mediums betätigt wird und bei Erreichen einer bestimmten Grenztemperatur dieses Mediums (Sicherheitstemperatur) das Ventil schließt, aber im normalen Betrieb die Wirkungsweise des ersten Systems nicht beeinflußt, sondern lediglich bei der Grenztemperatur wirksam wird.The invention is based on the knowledge that this deficiency is encountered can be if it is possible to provide a second thermostatic system that operated as a function of the temperature of the medium flowing through the valve and when a certain limit temperature of this medium is reached (safety temperature) the valve closes, but in normal operation the mode of operation of the first system is not influenced, but only becomes effective at the limit temperature.

Die Erfindung löst diese Aufgabe und erlaubt es, das zweite thermostatische System ohne Schwierigkeiten in Verbindung mit den bekannten Ventilen zu verwenden, die bisher nur in Abhängigkeit von einer einzigen Temperatur geregelt wurden, bei denen also lediglich ein Ende des Ventilstößels für den Angriff der Betätigung zur Verfügung steht.The invention solves this problem and allows the second thermostatic The system can be used without difficulty in connection with the known valves, which were previously only regulated as a function of a single temperature so which only one end of the valve stem for the attack of the actuation to Available.

Es ist bereits bekannt, ein Ventil in Abhängigkeit von zwei Temperaturen zu steuern. So ist es beispielsweise üblich, an das einzige Betätigungselement eines Thermostat-Ventils zwei Fühler anzuschließen. Hierbei überlagern sich die Einflüsse der beiden Fühler, und das Ventil bewegt sich in Abhängigkeit von der Summe beider Einflüsse. Umgekehrt ist es bei Ventilen mit Kompensationssystem, bei denen der Einfluß des Wärmeträgers auf das Dehnmedium durch ein in entgegengesetzter Richtung arbeitendes, ebenfalls vom Wärmeträger beeinflußtes System ausgeglichen wird. Hierbei unterliegt das Ventil also der Differenz der Einflüsse beider Temperaturen. Beide Reglungsarten eignen sich nicht für den vorliegenden Anwendungszweck, weil auch im normalen Regelbereich beide Temperaturen wirksam sind.It is already known to have a valve as a function of two temperatures to control. For example, it is common to have a Connect two sensors to the thermostatic valve. Here the influences overlap of the two sensors, and the valve moves depending on the sum of both Influences. The reverse is true for valves with a compensation system, where the Influence of the heat transfer medium on the expansion medium by moving in the opposite direction working system, also influenced by the heat transfer medium, is compensated. Here the valve is therefore subject to the difference between the influences of the two temperatures. Both Control types are not suitable for the present application, because too Both temperatures are effective in the normal control range.

Des weiteren sind Kondensatableitventile bekannt, die in Abhängigkeit von der Raumtemperatur regeln und außerdem beim Auftreten von Dampf sofort schließen. In den meisten Fällen sind die beiden Betätigungssysteme parallel geschaltet, so daß jeweils der Einfluß des stärkeren Systems überwiegt. Dies erfordert zumindest zwei Angriffsstellen an der Ventilspindel. Grundsätzlich handelt es sich aber um Sonderkonstruktionen, bei denen das Doppelbetätigungssystem nicht einfach als Ersatz für ein Einzelbetätigungssystem eingebaut werden kann.Furthermore, condensate drain valves are known which are dependent on from room temperature and also close immediately if steam is generated. In most cases the two actuation systems are connected in parallel, see above that in each case the influence of the stronger system predominates. This requires at least two points of attack on the valve spindle. Basically, however, it is Special constructions where the double actuation system cannot simply be used as a replacement can be installed for a single actuation system.

Erfindungsgemäß wird die eingangs geschilderte Aufgabe dadurch gelöst, daß - bei einem thermostatisch betätigten Ventil, das über ein erstes thermostatisches System mit Fühler und Arbeitselement von einer ersten Temperatur und über ein zweites thermostatisches System von der Temperatur des das Ventil durchströmenden Mediums gesteuert wird -das erste System einer Flüssigkeit Dampffüllung besitzt sowie das Arbeitselement des zweiten ebenfalls mit Fühler ausgestatteten Systems im Fühler des ersten Systems angeordnet und das zweite System mit einem Medium gefüllt ist, das bei Erreichen einer Grenztemperatur seines Fühlers sich so weit gedehnt hat, daß im ersten System Flüssigkeit aus dem Fühler in das Arbeitselement gelangt ist.According to the invention, the object described at the beginning is achieved by that - with a thermostatically operated valve that has a first thermostatic System with sensor and working element from a first temperature and via a second thermostatic system based on the temperature of the medium flowing through the valve is controlled - the first system has a liquid vapor filling as well as that Working element of the second system, also equipped with a sensor, in the sensor of the first system and the second system is filled with a medium, which has expanded so far when its sensor reaches a limit temperature, that in the first system liquid has passed from the sensor into the working element.

Bekanntlich stellt sich in einem Flüssigkeits-Dampf-System immer ein Dampfdruck ein, der der höchsten Temperatur, mit der die Flüssigkeit in Verbindung steht, entspricht. Dies ist normalerweise die Fühlertemperatur, so daß das Ventil in Abhängigkeit von der Fühlertemperatur geregelt wird. Sobald die Grenztemperatur des Wärmeträgers erreicht wird, hat sich das Arbeitselement des zweiten Systems soweit ausgedehnt, daß Flüssigkeit aus dem Fühler bis in das Arbeitselement des ersten Systems vorgedrungen ist. Dieses Arbeitselement befindet sich üblicherweise in Wärmekontakt mit dem Ventilgehäuse und damit auch mit dem Wärmeträger, so daß sich nunmehr im ersten System ein Dampfdruck entsprechend der Temperatur des Wärmeträgers, also hier der Sicherheitstemperatur, einstellt. Unterhalb dieser Temperatur kann sich das zweite System beliebig dehnen, da die Füllung des ersten Systems so getroffen ist, daß erst bei Erreichen der Grenztemperatur Flüssigkeit in das Arbeitselement des ersten Systems eintritt. Da grundsätzlich das Ventil nur vom Dampfdruck im ersten System beeinflußt wird, genügt es, in der für eine Einzelbetätigung bekannten Weise nur ein Arbeitselement an einer Stelle der Ventilspindel angreifen zu lassen.It is well known that this always occurs in a liquid-vapor system Vapor pressure, that of the highest temperature with which the liquid is in contact stands, corresponds. This is usually the sensor temperature, so the valve is controlled depending on the sensor temperature. As soon as the limit temperature of the heat carrier is reached, the working element of the second system has so far that liquid from the sensor up to into the work item of the first system has advanced. This work item is usually located in thermal contact with the valve housing and thus also with the heat transfer medium, so that there is now a vapor pressure in the first system corresponding to the temperature of the heat transfer medium, So here the safety temperature is set. Below this temperature can the second system can expand at will, since the filling of the first system is so affected is that only when the limit temperature is reached, liquid enters the working element of the first system occurs. Since basically the valve only depends on the steam pressure in the first System is influenced, it is sufficient in the manner known for a single operation to attack only one working element at one point on the valve spindle.

Eine besonders einfache Ausführungsform ergibt sich, wenn der Fühler des zweiten Systems im Arbeitselement des ersten Systems angeordnet ist und .die Verbindungsleitung zwischen Fühler und Arbeitselement des zweiten Systems innerhalb der Verbindungsleitung zwischen Fühler und Arbeitselement des ersten Systems verläuft. Eine solche Anordnung unterscheidet sich in Größe und Aussehen kaum von einem Einzelbetätigungssystem.A particularly simple embodiment is obtained when the sensor of the second system is arranged in the working element of the first system and .die Connection line between the sensor and the working element of the second system within the connecting line between the sensor and the working element of the first system. Such an arrangement hardly differs in size and appearance from a single actuation system.

Man kann die Grenztemperatur auch einstellbar machen. Wenn im zweiten System eine Flüssigkeitsfüllung vorhanden ist, kann man im Fühler des ersten Systems einen Regelbalg zur Änderung des Fühlervolumens vorsehen. Wenn im zweiten System eine Flüssigkeits-Dampf-Füllung vorgesehen ist, kann man im Fühler des ersten Systems eine auf das Arbeitselement des zweiten Systems wirkende einstellbare Feder vorsehen.You can also make the limit temperature adjustable. If in the second If there is a liquid filling in the system, this can be seen in the sensor of the first system Provide a control bellows to change the sensor volume. If in the second system a liquid-vapor filling is provided, one can use the sensor of the first system provide an adjustable spring acting on the working element of the second system.

Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit der Zeichnung erläutert. Es zeigt F i g.1 den Längsschnitt durch ein Ventil mit Fühler gemäß einer ersten Ausführungsform und F i g. 2 einen Längsschnitt durch den Fühler gemäß einer zweiten Ausführungsform.The invention is described in the following description of two exemplary embodiments explained in connection with the drawing. It shows F i g.1 the longitudinal section a valve with a sensor according to a first embodiment and FIG. 2 a longitudinal section by the sensor according to a second embodiment.

Das Ventil nach F i g. 1 hat bis auf das thermostatische Betätigungssystem einen üblichen Aufbau. In dem Gehäuse 1 ist der Ventilsitz 2 ausgebildet. Die Ventilspindel 3 mit dem Ventilkörper 4 ist in den beiden Einsätzen 5 und 6 abgedichtet geführt. Auf das obere Ende 7 der Spindel 3 wirkt die Sollwertfeder 8, deren Spannung mit Hilfe des Drehgriffes 9 eingestellt werden kann. Der Drehgriff ist auf dem Einsatz 10 verschraubbar, der in das obere Ende des Ventilgehäuses 1 eingesetzt ist; er wirkt über das Zwischenstück 11 auf die Sollwertfeder B.The valve according to FIG. 1 has a conventional structure except for the thermostatic actuation system. The valve seat 2 is formed in the housing 1. The valve spindle 3 with the valve body 4 is guided in a sealed manner in the two inserts 5 and 6. The setpoint spring 8 acts on the upper end 7 of the spindle 3, the tension of which can be adjusted with the aid of the rotary handle 9. The rotary handle can be screwed onto the insert 10 which is inserted into the upper end of the valve housing 1; it acts via the intermediate piece 11 on the setpoint spring B.

Auf das untere Ende 12 der Spindel 3 wirkt der .Dampfdruck im Arbeitselement 13 des ersten thermostatischen Systems, das durch das Wehrohr 14 und den Schraubansatz 15 begrenzt wird. Der Raum 13 ist über ein Kapillarrohr 16 mit dem Fühler 17 verbunden. Das System 17,16,13 enthält so viel Flüssib keit, daß höchstens der Fühler 17 und gegebenenfalls ein Teil des Kapillarrohres 16 damit gefüllt sind. Daher stellt sich im Raum 13 ein Dampfdruck ein, der der Fühleriemperatur, also beispielsweise der Raumtemperatur entspricht.The steam pressure in the working element acts on the lower end 12 of the spindle 3 13 of the first thermostatic system through the weir pipe 14 and the screw attachment 15 is limited. The space 13 is connected to the sensor 17 via a capillary tube 16. The system 17,16,13 contains so much liquid speed that at most the sensor 17 and possibly a part of the capillary tube 16 are filled with it. Hence arises a vapor pressure in space 13 that corresponds to the sensor temperature, for example the Corresponds to room temperature.

Erfindungswesentlich ist das zweite thermostatische System, das aus dem Fühler 18 im Arbeitselement 13, dem Kapillarrohr 19 im Kapillarrohr 16 und dem Arbeitselement 20 im Fühler 17 besteht. Der Fühler 18 steht in wärmeleitendem Kontakt mit dem Einsatzstück 15 und daher auch mit dem das Ventil durchströmenden Medium. Das zweite System ist derart mit einer Flüssigkeit oder einem Flüssigkeits-Dampf-Gemisch gefüllt, das bei Erreichen der Grenztemperatur die Dehnung des Arbeitselements 20 ein solches Maß erreicht, daß die Flüssigkeit des ersten Systems bis in den Raum 13 gedrückt wird. In diesem Raum steht die Flüssigkeit unter dem Einfluß der Temperatur des das Ventil durchströmenden Mediums. Demzufolge entsteht im Raum 13 ein Dampfdruck, der dieser Grenztemperatur entspricht. Die Kraft der Feder 8 wird überwunden, und das Ventil schließt. Bei Unterschreiten der Grenztemperatur kehrt das Arbeitselement 20 wieder in die Ausgangsstellung zurück, die Flüssigkeit wird vollständig in den Fühler 17 zurückgesaugt, und das Ventil steht erneut unter dem Einfiuß der Fühlertemperatur.The second thermostatic system, which consists of the sensor 18 in the working element 13, the capillary tube 19 in the capillary tube 16 and the working element 20 in the sensor 17, is essential to the invention. The sensor 18 is in thermally conductive contact with the insert 15 and therefore also with the medium flowing through the valve. The second system is filled with a liquid or a liquid-vapor mixture in such a way that, when the limit temperature is reached, the expansion of the working element 20 reaches such an extent that the liquid of the first system is pressed into the space 13. In this space the liquid is under the influence of the temperature of the medium flowing through the valve. As a result, a vapor pressure arises in space 13 which corresponds to this limit temperature. The force of the spring 8 is overcome and the valve closes. If the temperature falls below the limit, the working element 20 returns to the starting position, the liquid is completely sucked back into the sensor 17, and the valve is again under the influence of the sensor temperature.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 ist der Fühler 17 noch mit einem Drehgriff 21 mit Schraubgewinde 22, einem Zusatzbalg 23 und einer Feder 24 versehen. Durch Verdrehen des Knopfes 21 kann man die Grenztemperatur verändern. Wird der Zusatzbalg 23 verlängert, so ist eine kleinere Längenänderung des Arbeitselements 20 notwendig, um Flüssigkeit in den Raum 13 zu befördern, d. h. bei einem flüssigkeitsgefüllten zweiten System, daß sich eine niedrigere Grenztemperatur ergibt. Bei einem dampfgefüllten zweiten System dagegen kann man mit Hilfe des Drehgriffs 21 die Kraft der Feder 24 verstellen, d. h. der Gleichgewichtszustand zwischen Arbeitselement 20 und Feder 24, der Flüssigkeit in den Raum 13 treibt, ergibt sich bei einer anderen Grenztemperatur als vorher.In the embodiment according to FIG. 2, the sensor 17 is also provided with a rotary handle 21 with screw thread 22, an additional bellows 23 and a spring 24. The limit temperature can be changed by turning the knob 21. If the additional bellows 23 is lengthened, a smaller change in length of the working element 20 is necessary in order to convey liquid into the space 13 , that is to say in the case of a liquid-filled second system that a lower limit temperature results. In a steam-filled second system, on the other hand, the force of the spring 24 can be adjusted with the help of the rotary handle 21, ie the state of equilibrium between the working element 20 and the spring 24, which drives liquid into the space 13, results at a different limit temperature than before.

Abwandlungen der beschriebenen Konstruktionen sind in vielerlei Richtung möglich. Beispielsweise kann der Fühler 18 des zweiten Systems an einer beliebigen anderen Stelle angebracht sein, an der er mit dem das Ventil durchströmenden Medium in wärmeleitender Berührung steht. Dann kann auch das Kapillarrohr 19 auf andere Weise zum Arbeitselement 20 geführt werden. Es sind ferner Fälle denkbar, in denen das Arbeitselement 20 nicht im Fühler 17, sondern in irgendeiner anderen Erweiterung des ersten Betätigungssystems untergebracht ist.Modifications of the constructions described are possible in many directions. For example, the sensor 18 of the second system can be attached at any other point at which it is in thermally conductive contact with the medium flowing through the valve. The capillary tube 19 can then also be guided to the working element 20 in a different manner. Cases are also conceivable in which the working element 20 is not accommodated in the sensor 17, but in some other extension of the first actuation system.

Claims (4)

Patentansprüche: 1. Thermostatisch betätigtes Ventil, das über ein erstes thermostatisches System mit Fühler und Arbeitselement von einer ersten Temperatur und über ein zweites thermostatisches System von der Temperatur des das Ventil durchströmenden Mediums gesteuert wird, d a d u r c h gekennzeichnet, daß das erste System (13, 16,17) eine Flüssigkeits-Dampf-Füllung besitzt und daß das Arbeitselement (20) des zweiten ebenfalls mit Fühler (18) ausgestatteten Systems (18,19; 20) im Fühler (17) des ersten Systems angeordnet und das zweite System mit einem Medium gefüllt ist, das bei Erreichen einer Grenztemperatur seines Fühlers (18) sich so weit gedehnt hat, daß im ersten System Flüssigkeit aus dem Fühler (17) in das Arbeitselement (13) gelangt ist. Claims: 1. Thermostatically operated valve that has a first thermostatic system with sensor and working element of a first temperature and via a second thermostatic system from the temperature of the valve flowing through Medium is controlled, d u r c h denotes that the first system (13, 16,17) has a liquid-vapor filling and that the working element (20) of the second system (18,19; 20) also equipped with a sensor (18) in the sensor (17) of the first system and the second system is filled with a medium, which is stretched so far when a limit temperature of its sensor (18) is reached has that in the first system liquid from the sensor (17) into the working element (13) has arrived. 2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (18) des zweiten Systems im Arbeitselement (13) des ersten Systems angeordnet ist und die Verbindungsleitung (19) zwischeu Fühler (18) und Arbeitselement (20) des zweiten Systems innerhalb der Verbindungsleitung(16) zwischen Fühler (17) und Arbeitselement(13) des ersten Systems verläuft. 2. Valve according to claim 1, characterized in that the sensor (18) of the second system is arranged in the working element (13) of the first system and the connecting line (19) between Sensor (18) and working element (20) of the second system within the connecting line (16) between the sensor (17) and working element (13) of the first system extends. 3. Ventil nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Fühler (17) des ersten Systems ein Regelbalg (23) zur Änderung des Fühlervolumens vorgesehen ist. 3. Valve according to claims 1 or 2, characterized in that a control bellows in the sensor (17) of the first system (23) is provided to change the sensor volume. 4. Ventil nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Fühler (17) des ersten Systems eine auf das Arbeitselement (20) des zweiten Systems wirkende einstellbare Feder (24) vorgesehen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 785 618.4. Valve according to claims 1 to 3, characterized in that an adjustable spring (24) acting on the working element (20) of the second system is provided in the sensor (17) of the first system. References considered: British Patent No. 785,618.