DE1241219B - Thermostatically operated poppet valve - Google Patents

Description

Thermostatisch betätigtes Tellerventil Die Erfindung bezieht sich auf ein thermostatisch betätigtes Tellerventil, dessen Ventilteller mit einem quer in die Leitung hineinragenden und in Strömungsrichtung trichterförmig verlaufenden, den Ventilsitz bildenden Gehäusewandteil zusammenwirkt.Thermostatically actuated poppet valve The invention relates to on a thermostatically operated poppet valve, the valve disc with a transverse protruding into the line and funnel-shaped in the direction of flow, the valve seat forming housing wall part cooperates.

Es ist Aufgabe der Erfindung, bei einem thermostatisch betätigten Tellerventil dieser Art den Durchmesser des Ventiltellers und damit die Ventiltellerfläche so gering wie möglich zu machen und trotzdem die Strömungseigenschaften wie die Durchflußmenge und den Druckabfall des Ventils gegenüber bekannten Konstruktionen dieser Art nicht zu verschlechtern.It is the object of the invention in a thermostatically operated Disk valve of this type the diameter of the valve disk and thus the valve disk area to make as low as possible and still the flow properties like the Flow rate and the pressure drop of the valve compared to known designs this type does not deteriorate.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Tellerventil der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die gekrümmte Fläche des Übergangs von dem quer zur Leitung verlaufenden Gehäusewandteil in den Trichter einen allmählich zunehmenden Krümmungsradius besitzt und das in Strömungsrichtung weisende Ende des Trichters divergierend ausgebildet ist, wobei der Ventilteller in Schließlage nahe der engsten Stelle des Ventilsitzes aufliegt. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, einen Trichterdivergenzwinkel zwischen 3° und 30°, vorzugsweise von etwa 6°, zu wählen. Eine besonders günstige Steuerwirkung durch den Ventilteller ergibt sich, wenn der Ventilteller von der Zufiußseite aus mit dem Gehäusewandbereich von allmählich zunehmendem Krümmungsradius zusammenwirkt.This task is based on a poppet valve of the type mentioned at the beginning Type solved according to the invention in that the curved surface of the transition from the housing wall part running transversely to the line gradually increasing in the funnel Has the radius of curvature and the end of the funnel pointing in the direction of flow is divergent, the valve disk in the closed position close to the narrowest Place of the valve seat rests. It has proven useful to use a funnel divergence angle between 3 ° and 30 °, preferably from about 6 ° to choose. A particularly cheap one The control effect by the valve disk results when the valve disk of the Influx side out with the housing wall area of gradually increasing radius of curvature cooperates.

Bei Versuchen wurde gefunden, daß ein erfindungsgemäß aufgebautes thermostatisch gesteuertes Tellerventil im Vergleich zu gleichartig aufgebauten bekannten Ventilen mit kegelförmigem Ventilsitz eine um etwa 65111o kleinere Ventiltellerfläche aufweisen kann, ohne daß dabei die Strömungseigenschaften des Ventils geändert werden. Durch diese erfindungsgemäß ermöglichte Verkleinerung der Ventiltellerfiäche und damit auch des Ventiltellerdurchmessers werden aber, wie sich weiter herausgestellt hat, störende Resonanzen des Ventiltellers und damit mögliche Beschädigungen des Ventils bzw. der Abstützung des Thermostaten am Ventilgehäuse vermieden. Es wurde nämlich gefunden, daß die Schwingungskräfte, die unter bestimmten Druckverhältnissen vor dem Ventil auftreten, eine Funktion des Flächeninhalts der der Strömung zugewandten Fläche des Ventiltellers sind.Experiments have found that a constructed according to the invention thermostatically controlled poppet valve compared to similarly constructed known valves with a conical valve seat have a valve disk area which is about 65111o smaller can have without changing the flow properties of the valve. This reduction in size of the valve disk surface and area made possible according to the invention However, this also results in the valve disk diameter, as it turned out further has disruptive resonances of the valve disk and thus possible damage to the Valve or the support of the thermostat on the valve housing avoided. It was namely found that the vibrational forces under certain pressure conditions occur in front of the valve, a function of the area of that facing the flow Area of the valve disk.

Es ist bei aridersgearteten Ventiltypen, z. B. bei Schieberarmaturen u. dgl. an sich bereits bekannt, den Auslaß des Ventils divergierend auszubilden. Bei diesen bekannten Ventilkonstruktionen tritt aber das der Erfindung zugrunde liegende Problem, nämlich Resonanzschwingungen des Ventiltellers zu vermeiden, nicht auf, so daß diese bekannten Ausführungen nicht unmittelbar mit der erfindungsgemäßen Maßnahme vergleichbar sind.It is in arider-type valve types, z. B. for gate valves and the like already known per se to design the outlet of the valve in a diverging manner. In these known valve constructions, however, this is the basis of the invention underlying problem, namely avoiding resonance vibrations of the valve disk, does not on, so that these known designs are not directly related to the invention Measure are comparable.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention is described below with reference to schematic drawings explained in more detail using an exemplary embodiment.

F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäß aufgebautes thermostatisch gesteuertes Tellerventil; F i g. 2 zeigt einen Teilschnitt durch den gekrümmten Wandteil eines Tellerventils nach F i g. 1.F i g. 1 shows a longitudinal section through a constructed according to the invention thermostatically controlled poppet valve; F i g. 2 shows a partial section through the curved wall part of a poppet valve according to FIG. 1.

Das in F i g.1 gezeigte thermostatisch gesteuerte Tellerventil 10 umfaßt eine mit einer Öffnung versehene Querwand 11, von der aus sich ein Bügel 12 erstreckt, sowie ein Basiswandteil 13, das auf der von dem Bügel 12 abgewandten Seite mit der Querwand 11 verbunden ist und als Führung für den Thermostaten 20 sowie als Federteller wirkt. Der Bügel 12 und das Basiswandteil 13 sind an der Querwand 11 mittels Nieten oder auf andere geeignete Weise befestigt.The thermostatically controlled poppet valve 10 shown in FIG comprises a transverse wall 11 provided with an opening from which a bracket extends 12 extends, as well as a base wall part 13, which on the facing away from the bracket 12 Side is connected to the transverse wall 11 and as a guide for the thermostat 20 as well as acting as a spring plate. Of the Bracket 12 and the base wall part 13 are attached to the transverse wall 11 by means of rivets or in another suitable manner.

Die Querwand 11 beträgt einen in der Umfangsrichtung verlaufenden Flansch 14, mittels dessen man das Ventil in eine Strömungsmittelleitung einbauen kann. Bei der Verwendung des Ventils in einem Straßenfahrzeug könnte man es auf dem Zylinderblock selbst im Strömungsweg des Kühlmittels anordnen, so daß er den Strom des Kühlmittels regelt, der das Ventil in Richtung der eingezeichneten Pfeile passiert.The transverse wall 11 is one extending in the circumferential direction Flange 14, by means of which the valve can be installed in a fluid line can. When using the valve in a road vehicle you could open it arrange the cylinder block itself in the flow path of the coolant, so that he The flow of the coolant regulates the valve in the direction of the arrows happened.

An die Querwand 11 ist ein trichterförmiger Stutzen 15 angearbeitet, der den waagerechten Teil der Querwand mit einem geradwandigen, sich erweiternden Kanal 16 verbindet, welcher seinerseits in einer Öffnung 17 endet.A funnel-shaped connecting piece 15 is worked onto the transverse wall 11, the horizontal part of the transverse wall with a straight-walled, widening Channel 16 connects, which in turn ends in an opening 17.

Der durch die gekrümmte Linien begrenzte Stutzen 15 hat mehrere verschiedene Krümmungsradien, so daß ein Bereich mit stärkerer Krümmung in der Strömungsrichtung vor einem Bereich mit geringerer Krümmung liegt, wie dies in F i g. 2 näher dargestellt ist.The connecting piece 15 delimited by the curved lines has several different ones Radii of curvature, so that an area with greater curvature in the direction of flow lies in front of an area with less curvature, as shown in FIG. 2 shown in more detail is.

Der Kanal 16 führt von dem Stutzen 1.5 zu der Öffnung 17 und divergiert gegenüber der Mittelachse des Kanals unter einem Winkel von etwa 6°, so daß auf eine noch zu erläuternde Weise die Erzielung des vollen Strömungsmitteldurchsatzes gewährleistet ist.The channel 16 leads from the connection 1.5 to the opening 17 and diverges relative to the central axis of the channel at an angle of about 6 °, so that on a way still to be explained the achievement of the full flow medium throughput is guaranteed.

Die von einer Öffnung durchgelassene Wassermenge ist eine Funktion des Strömungsmitteldrucks vor und hinter der Öffnung, also des Druckabfalls. Öffnungen mit einem relativ hohen Druckabfall sind als unwirtschaftlich zu bezeichnen, denn beim Hindurchströmen des Strömungsmittels tritt ein relativ hoher Druckverlust auf, der dazu führt, daß die Öffnung von einem Volumen passiert wird, das kleiner ist als das bei einer Öffnung mit einem kleineren Druckabfall erzielbare.The amount of water allowed through an opening is a function the fluid pressure upstream and downstream of the opening, i.e. the pressure drop. openings with a relatively high pressure drop are to be described as uneconomical, because a relatively high pressure loss occurs when the fluid flows through, which results in the opening being passed by a volume that is smaller than that achievable with an opening with a smaller pressure drop.

Ein Druckverlust kann bei kurzen Rohren z. B. von der plötzlichen Abnahme der Geschwindigkeit des das Rohr passierenden Strömungsmittels herrühren, die durch die Expansion des Strömungsmittels hervorgerufen wird, welche ihrerseits bewirkt, daß innerhalb des eingeschnürten Teils des Kanals eine Stoßwirkung auf das Strömungsmittel aufgebracht wird, so daß eine starke Verwirbelung stattfindet. Wenn man einen durch gekrümmte Linien begrenzten Einlaufabschnitt im Sinne der Erfindung vorsieht, der der natürlichen Einschnürung des durch ein kurzes Rohr fließenden Wasserstroms angepaßt ist, kann man eine allmähliche Vergrößerung des Querschnitts der Strömung erzielen, um die Austrittsgeschwindigkeit zu steigern und so den Druckverlust herabzusetzen.A pressure loss can occur with short pipes, for. B. from the sudden Decrease in the velocity of the fluid passing through the pipe, which is caused by the expansion of the fluid, which in turn causes an impact within the constricted part of the channel the fluid is applied so that a strong swirl takes place. If you have an inlet section delimited by curved lines within the meaning of the invention provides the natural constriction of the flowing through a short pipe Adjusted to the water flow, one can gradually enlarge the cross-section of the flow to increase the exit velocity and thus the pressure loss to belittle.

Betrachtet man den Druckabfall längs eines Rohrs als Maß für die Wirtschaftlichkeit des Rohrs, so zeigt es sich, daß ein im Sinne der Erfindung gekrümmter Eintrittsabschnitt einen erheblich -eringeren Druckabfall verursacht als die bekannten Konstruktionen. Der Durchmesser des Kanals kann daher erheblich kleiner sein als bei den bekannten Ventilen, wobei trotzdem immer noch die gleiche oder eine größere Strömungsmittelmenge je Zeiteinheit durchtreten kann, wenn vor der Düse ein konstanter Druck herrscht.If one considers the pressure drop along a pipe as a measure of economic efficiency of the pipe, it turns out that an inlet section which is curved in the sense of the invention causes a considerably lower pressure drop than the known constructions. The diameter of the channel can therefore be considerably smaller than with the known ones Valves, still using the same or a greater amount of fluid can pass per unit of time if there is constant pressure in front of the nozzle.

Es sei bemerkt, daß der Divergenzwinkel des Kanals zwischen 3° und 30° oder mehr variieren könnte und daß sich vor allem hierdurch ein höherer Wirkungsgrad ergibt, doch hat es sich als zweckmäßig erwiesen, einen Divergenzwinkel von mindestens 6° vorzusehen. Außerdem ist es mit Rücksicht auf eine gedrängte Bauweise, eine leichte Montage und geringe Herstellungskosten sowie auf die Oberflächenreibung zweckmäßig, die Länge des Kanals in der gezeigten Weise zu begrenzen.It should be noted that the divergence angle of the channel is between 3 ° and 30 ° or more could vary and that, above all, this results in a higher degree of efficiency results, but it has proven to be useful to have a divergence angle of at least 6 ° to be provided. In addition, it is light in view of its compact design Assembly and low manufacturing costs as well as appropriate to the surface friction, limit the length of the channel in the manner shown.

Der eigentliche Thermostat 20 zum Steuern des Ventiltellers umfaßt ein Gehäuse 21, das aus einem auf Temperaturänderungen ansprechenden Teil 22 und einem Bund 23 besteht. Ein Kolben 24 kann aus dem Gehäuse 21 ausgeschoben werden, wenn in der Umgebung des temperaturempfindlichen Teils 22 eine vorbestimmte Temperatur wirksam wird.The actual thermostat 20 for controlling the valve disk comprises a housing 21 composed of a temperature change responsive part 22 and a covenant 23 exists. A piston 24 can be pushed out of the housing 21, when in the vicinity of the temperature-sensitive part 22 a predetermined temperature takes effect.

Der Durchmesser der Führungsbohrung 25, die durch einen nach oben ragenden Teil des Basiswandteils 13 gebildet wird, ist so groß, daß sie den temperaturempfindlichen Teil 22 des Thermostaten 20 gleitend aufnehmen kann. Das freie Ende des Kolbens 24 ist bei 27 abgerundet und wird von einer dazu passenden Vertiefung 28 des Bügels 12 aufgenommen. Damit das Kolbenende nicht aus der Vertiefung 28 herausspringen kann, wird es auf beiden Seiten der Vertiefung durch einen nach unten ragenden Flansch des Bügels 12 gehalten.The diameter of the guide hole 25, which is through an upward protruding part of the base wall part 13 is formed is so large that it is the temperature-sensitive Part 22 of the thermostat 20 can slide. The free end of the piston 24 is rounded off at 27 and is supported by a matching recess 28 in the bracket 12 added. So that the end of the piston does not jump out of the recess 28 can, it becomes on both sides of the recess through a downwardly protruding flange of the bracket 12 held.

Auf dem Thermostaten ist ein Ventilteller 30 mit Hilfe eines nach innen abgewinkelten ringförmigen Flansches 31 angeordnet, der sich an einer Schulter des radial nach außen vorspringenden Bundes 23 abstützt. Der Ventilteller 30 trägt ferner einen nach außen abgewinkelten ringförmigen Flansch 32 und kann mit dem Eintrittsabschnitt 15 zusammenarbeiten, um den Strömungsmittelstrom zu regeln. Der Ventilteller 30 ist mit dem Thermostaten 20 nicht starr verbunden, sondern in seiner Betriebsstellung durch eine zwischen dem äußeren Flansch 32 und dem Basiswandteil 13 angeordnete Druckfeder 33 gehalten wird. Die Feder 33 wirkt als Rückstellfeder für den Thermostaten 20 und dient zusätzlich dazu, den Ventilteller in Anlage an dem Thermostaten zu halten. Durch diese Anordnung des Ventiltellers ergibt sich eine erhebliche Senkung der Fertigungskosten, und die Montage des Ventils wird erleichtert.On the thermostat is a valve disk 30 with the help of a post arranged inside angled annular flange 31, which extends on a shoulder of the radially outwardly projecting collar 23 is supported. The valve disk 30 carries also an outwardly angled annular flange 32 and can with the inlet portion 15 work together to regulate the flow of fluid. The valve disk 30 is not rigidly connected to the thermostat 20, but in its operating position by one arranged between the outer flange 32 and the base wall part 13 Compression spring 33 is held. The spring 33 acts as a return spring for the thermostat 20 and also serves to keep the valve disc in contact with the thermostat keep. This arrangement of the valve disk results in a considerable reduction the manufacturing costs, and the assembly of the valve is facilitated.

Claims (4)

Patentansprüche: 1. Thermostatisch betätigtes Tellerventil, dessen Ventilteller mit einem quer in die Leitung hineinragenden und in Strömungsrichtung trichterförmig verlaufenden, den Ventilsitz bildenden Gehäusewandteil zusammenwirkt, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die gekrümmte Fläche des übergangs von dem quer zur Leitung verlaufenden Gehäusewandteil (11) in den Trichter (15 bis 17) einen allmählich zunehmenden Krümmungsradius besitzt (F i g. 2) und das in Strömungsrichtung weisende Ende (17) des Trichters divergierend ausgebildet ist, wobei der Ventilteller (30) in Schließlage nahe der engsten Stelle des Ventilsitzes aufliegt. Claims: 1. Thermostatically operated poppet valve whose Valve disk with a transversely protruding into the line and in the direction of flow the funnel-shaped housing wall part forming the valve seat interacts, in that the curved surface of the transition from the housing wall part (11) running transversely to the line into the funnel (15 to 17) has a gradually increasing radius of curvature (FIG. 2) and that in the direction of flow facing end (17) of the funnel is divergent, wherein the valve disk (30) rests in the closed position near the narrowest point of the valve seat. 2. Tellerventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Trichterdivergenzwinkel zwischen 3° und 30°, vorzugsweise von etwa 6°. 2. poppet valve according to claim 1, characterized by a funnel divergence angle between 3 ° and 30 °, preferably from about 6 °. 3. Tellerventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich größter Krümmung in Strömungsrichtung vor dem Bereich geringerer Krümmung liegt. 3. poppet valve according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the area of greatest curvature in the direction of flow in front of the area lesser curvature. 4. Tellerventil nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller von der Zuflußseite aus mit dem Gehäusewandbereich von allmählich zunehmendem Krümmungsradius zusammenwirkt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 859 094; deutsche Auslegeschrift Nr. 1069 973; britische Patentschriften Nr. 706 386, 779 593, 782 309, 783 968, 855177.4. poppet valve according to claim 1 to 3, characterized in that the valve disk is connected to the housing wall area from the inflow side of gradually increasing radius of curvature cooperates. Considered publications: German Patent No. 859 094; German Auslegeschrift No. 1069 973; British Patent Nos. 706 386, 779 593, 782 309, 783 968, 855177.