DK171356B1 - Ventil til et anlæg med et varmebærende medie - Google Patents

Description

DK 171356 B1

VENTIL TIL ET ANLÆG MED ET VARMEBÆRENDE MEDIE

Denne opfindelse vedrører en ventil til et anlæg med et 5 varmebærende medie, der strømmer gennem et antal varmevekslere i anlægget, hvilken ventil har en termostatventil med et hus omfattende en indgang og en udgang, en af en termostatdåse forskydbar spindel med en tætning, der i afhængighed af termostatdåsens udvidelse/sammentrækning og mod 10 kraften af en fjeder, som omgiver spindlen, kan aflukke henholdsvis åbne en åbning med et sæde i en tværvæg i huset mellem indgangen og udgangen.

Fra US patentskrift nr. 5 178 324 kendes et centralvarme-15 anlæg med en lignende ventil, hvilket anlæg er udformet på en sådan måde, at man kan kontrollere strømningen i hele anlægget, i en enkelt del af anlægget eller i flere zoneopdel te afsnit af anlægget.

20 Dette anlæg omfatter flere med hver sin ventil forsynede varmevekslere, der er beregnet til at blive anbragt i et antal af i det mindste én i hvert sit rum i et bygværk, og hvor ventilerne er anbragt i anlæggets rørføring.

25 I centralvarmeanlæg er det vigtigt, at vandet fordeles rundt i anlægget i et forudberegnet forhold, så det dimensionerede varmebehov ved de enkelte varmevekslere tilgodeses . 1 2 3 4 5 6

Det er også vigtigt, at det varmebærende fluidum forbliver 2 i varmevekslerne i så lang tid, at en rimelig mængde varme 3 kan nå at blive afgivet til rummene i det bygværk, .der skal 4 holdes opvarmet af varmevekslerne, hvilket man sikrer ved 5 hjælp af en i de enkelte forgreninger i anlægget anbragt 6 differenstrykven.til, der kan regulere strømningen af det varmebærende fluidum.

DK 171356 B1 2

Derudover er det vigtigt, at differenstrykket over de enkelte varmevekslere er så lille, at der ikke opstår støj i ventilerne, idet støjen direkte eller ved forplantning i 5 rørsystemet kan give anledning til gener.

I de enkelte rum styrer man strømningen af det varmebærende fluidum gennem varmeveksleren eller hver varmeveksler ved hjælp af termostatventiler, der i afhængighed af temperatu-10 ren i rummet kan åbne mere eller mindre for strømningen gennem varmeveksleren henholdsvis varmevekslerne, så varmeafgivelsen til rummet kan holdes inden for de grænser, der er betinget af termostatventilernes nøjagtighed og den temperatur, der ønskes opretholdt af rummets bruger ved ind-15 stillingen af termostatventilen eller -ventilerne.

Når der er monteret ordinære termostatventiler på en rørstreng, der leder det varmebærende medie fra en varmeveksler til de følgende varmevekslere, vil hver af disse termo-20 statventiler være afhængig af de andre. Hvis der således er monteret ti termostatventiler på en rørstreng, og de ni er lukket, vil differenstrykket over den åbne termostatventil blive øget. Dette resulterer i en øget strømning gennem den tilknyttede varmeveksler, og den øgede strømning kan også 25 medføre støjgener.

Denne situation kan for eksempel opstå på årstider, hvor der på grund af solindfald ikke er behov for varme. Hvis der tilmed åbnes et vindue i det lokale, hvor den åbne ter-30 mostatventil befinder sig, vil den omhandlede varmeveksler aftage en væsentlig større strømning end den ellers ville.

Det er ligeledes vanskeligt at opnå indbyrdes balance mellem de enkelte rørstrenge i bygværket, da strømningen æn-35 drer sig afhængigt af differenstrykket. Denne ulempe løses idag ved på hver rørstreng at montere en ekstra ventil, der DK 171356 B1 3 justeres nøje for at sikre balancen mellem rørstrengene.

Det er derfor formålet med den foreliggende opfindelse at forbedre en ventil af den beskrevne art, så man kan undgå 5 de anførte ulemper ved et varmeanlæg.

Dette formål opnås ved en ventil af den ovennævnte art, hvilken ventil ifølge opfindelsen er særegen ved, at ventilen yderligere har et af et differenstryk styret stempel 10 til at regulere differenstrykket af det varmebærende medie over en indstilbar forindstilling samt den af sædet og tætningen bestående termostatventil mellem indgangen og stemplet, og at termostatventilen er indrettet til uafhængigt af den indstilbare forindstilling at kunne afbryde strømning 15 mellem indgangen og udgangen.

Stemplet i ventilen ifølge opfindelsen holder således et konstant differenstryk over den indstilbare forindstilling og over sædet og tætningen tilsammen.

20

Derved opnås, at man kan indstille ventilen ifølge opfindelsen til kun at lade en forud fastsat maksimal mængde af det varmebærende medie strømme gennem ventilen uafhængigt af de øvrige varmevekslere og trykforholdene i anlægget.

25 Hvis differenstrykket øges, for eksempel på grund af, at en eller flere eller alle de øvrige ventiler på en rørstreng lukkes, vil det ikke medføre en forøgelse af strømningen i den enkelte varmeveksler.

30 Desuden vil der i visse tilfælde kunne opnås en støjreduktion, idet trykket/strømningen reduceres i tre trin, hvor det i almindelige termostatventiler foretages i et .eller to trin. 1

Det vil heller ikke være nødvendigt at montere en ekstra ventil til at balancere de enkelte rørstrenge indbyrdes.

4 DK 171356 B1

De uselvstændige krav angiver hensigtmæssige foranstaltninger ved ventilen ifølge opfindelsen.

5 Ventilen ifølge opfindelsen vil blive forklaret nærmere i den efterfølgende detaljerede beskrivelse under henvisning til tegningen, hvor:

Fig. 1 viser skematisk et almindeligt kendt varmeanlæg 10 med to strenge, og fig. 2 viser et snit gennem en udførelsesform for en ventil ifølge opfindelsen.

15 På fig. 1 er vist et varmeanlæg med to rørstrenge, hvoraf den ene er en hovedledning 1, der fører et varmebærende medium, såsom vand, fra en på tegningen ikke vist varmekilde i varmeanlægget, og den anden rørstreng er en returledning 2, der fører mediet tilbage til kedlen.

20

Fra et afgreningspunkt 3 udgår en første sideledning 4, der leder mediet frem til et antal varmevekslere 5, der hver er sluttet til den første sideledning 4 ved forbindelsespunkter 6 og til en anden sideledning 7, som fører mediet til-25 bage til returledningen 2.

Hver varmeveksler 5 er forsynet med en ventil 8 ifølge opfindelsen, der er indrettet til at styre strømningen af det varmebærende medie gennem de respektive varmevekslere 5.

30 På fig. 2 vises en udførelsesform for ventilen ifølge opfindelsen, hvilken udførelsesform omfatter et hus 9, der indeholder en kombination af en differenstrykventil 10, en indstilbar forindstilling 11 og en termostatventil 12.

Differenstrykventilen 10 omfatter en første, kopformet bøs- 35 DK 171356 B1 5 ning 14, som er placeret i en boring 16, der er koaksial med husets 9 akse 15. Den første, kopformede bøsning 14 er forbundet til en anden, kopformet bøsning 14a, der er anbragt på en sådan måde, at bundene i de to bøsninger vender 5 bort fra hinanden. Bunden i den anden, kopformede bøsning 14a danner en tværvæg 24 i ventilen 8.

I rummet mellem bundene i de to kopformede bøsninger 14, 14a er lejret et stempel 13, der er aftrappet i diameter, 10 hvoraf delen med den mindste diameter befinder sig inde i den første, kopformede bøsning 14, og delen med den største diameter er inde i den anden, kopformede bøsning 14a. Trinnet mellem de to diametre danner dermed et første areal 13a på stemplet 13 i et ringformet rum ved overgangen mellem de 15 to kopformede bøsninger 14, 14a. Den del af stemplet 13, der er indesluttet i den første, kopforraede bøsning 14, afgrænser et rum 26, hvor arealet af stemplets 13 endeflade er betegnet med 13b på tegningen. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Endvidere er der mellem bunden eller tværvæggen 24 i den 2 anden, kopformede bøsning 14a og forsiden af stemplet 13 3 indskudt en skruefjeder 25. Fjederen 25 er fastholdt cen 4 treret på stemplets 13 forside ved hjælp af en rundtgående 5 udtagning eller aftrapning, hvorved der af fjederen 25 dels 6 radialt uden for denne afgrænses en cirkelring med et are 7 al, der betegnes med 13c, og dels inden for fjederen en 8 cirkel med arealet 13d. Stemplet 13 har også fra forsiden 9 radialt uden for fjederen 25, det vil sige fra arealet 13c 10 til den nævnte endeflade 13b, en gennemgående boring 22.

11 12

Huset 9 har på tværs af boringen 16 en indgang 20 og en ud 13 gang 21 for mediet, og den anden, kopformede bøsning 14a er 14 langs omkredsen udstyret med en langsgående kanal 28, der 15 strækker sig fra indgangen 20 og hen til det ovennævnte 16 ringformede rum med arealet 13a på stemplet 13.

DK 171356 B1 6

Det vil af fig. 2 kunne forstås, at et medie, der ledes ind gennem indgangen 20, vil kunne strømme gennem boringen 22 og udøve en kraft mod stemplets 13 endeflade 13b i rummet 26, så stemplet 13 presser fjederen 25 sammen.

5

Mediet kan også fra indgangen 20 strømme gennem en åbning 27 med et sæde 27a, som er udformet i bunden eller tværvæggen 24 af den anden, kopformede bøsning 14a, og strømme videre ind i det af fjederens 25 vindinger omsluttede rum 29.

10

Arealet af mellemrummet 19 mellem fjederens 25 vindinger ændrer størrelse i afhængighed af fjederens 25 længde, idet arealet forøges, når fjederen forlænges, og arealet formindskes, når fjederen 25 presses sammen af stemplet 13.

15 Hvis fjederen presses fuldstændigt sammen, så vindingerne ligger an mod hverandre, kan arealet endda helt blive lukket, så gennemstrømning er forhindret.

Fra mellemrummet 19 kan mediet strømme ud af den anden, 20 kopformede bøsning 14a gennem en åbning 23, der munder ud i udgangen 21.

Ved en passende dimensionering af stemplets 13 arealer 13a, 13b, 13c og 13d i forhold til fjederens 25 kraft kan der 25 ved stemplets forskydning og den deraf forårsagede ændring af arealet af mellemrummet 19 mellem fjederens 25 vindinger frembringes et ønsket differenstryk over indgangen 20 og termostatsædet 27a med en tilhørende tætning 42.

30 Den indstilbare forindstilling 11 kan indstilles til en bestemt gennemstrømningsåbning ved drejning om aksen 15 og kan derefter låses fast i sin indstilling. Den kan. for eksempel være udformet på følgende måde. 1 I husets 9 ene ende er indskruet en skruebøsning 33, hvori en cirkulærcylindrisk prop 34 er fastholdt uforskydeligt i DK 171356 B1 7 retning af husets 9 akse 15, men drejeligt om nævnte akse.

Der er også tilvejebragt et som en bøsning udformet stille-organ 35 ved den frie ende af skruebøsningen 33. Skruebøsningen 33 og stilleorganet 35 har i et radialt plan samvir-5 kende tænder 36, der har en kort aksial udstrækning. I en låsestilling for stilleorganet 35 forhindrer tænderne 36 en relativ drejning af delene 33, 35, hvorved også proppen 34 er forhindret i af dreje. I en anden stilling, hvor stilleorganet 35 mod kraften af en konisk fjeder 37, der er ind-10 spændt mellem et bryst på proppen 34 og et anlæg i stilleorganet 35, er trukket aksialt ud i forhold til skruebøsningen 33, er indgrebet mellem tænderne 36 derimod ophævet.

I et andet radialt plan er der samvirkende tænder 38 på stilleorganet 35 og proppen 34, hvormed stilleorganet 35 15 kan dreje proppen 34 i skruebøsningen 33, når stilleorganet 35 er trukket aksialt ud fra skruebøsningen 33, idet tænderne 38 på proppen 34 til dette formål har tilstrækkelig aksial udstrækning.

20 Den ende af den cirkulærcylindriske prop 34, der vender ind i huset 9, ligger an mod ydersiden af bunden eller tværvæggen 24 i den anden, kopformede bøsning 14a. Proppen 34 er udformet med en skrå flade 39, der udgår fra den nævnte ende, idet skæringen mellem enden og den skrå flade 39 forlø-25 ber langs en korde 40 på den ene side af proppens akse 15, strækker sig skråt gennem proppens akse 15 og ender i en flade 41, der er vinkelret på aksen 15.

Indgangen 20 har et forud fastsat areal, og i den på fig. 2 30 viste stilling af proppen 34 er der uhindret strømning gennem indgangen 20 og åbningen 27 i bunden eller tværvæggen 24 af den anden, kopformede bøsning 14a. Ved at dreje proppen 34 en vinkel på 180° om sin akse i skruebøsningen 33 og dermed i forhold til huset 9 og indgangen 20, vil indgangen 35 20 blive blokeret. Det vil forstås, at man ved drejninger, som er mindre end 180° fra den viste stilling, vil blokere DK 171356 B1 8 mindre eller større dele af indgangen 20, så man kan udvælge et ønsket strømningsareal gennem indgangen 20 og til åbningen 27.

5 Termostatventilen 12 er af almindelig kendt konstruktion.

Dens indretning omfatter en spindel 30, der er omgivet af en skruefjeder 31, som med sin ene ende af støtter sig mod et låselegeme 32 i huset 9 og med sin anden ende mod bunden af den første, kopformede bøsning 14 i huset. Uden for hu-10 set 9 er spindlen 30 forbundet med en ikke vist termostatdåse, som kan forskyde spindlen 30 i dens længderetning i afhængighed af den omgivende temperatur og imod kraften fra fjederen 31. Spindlen 30 har endvidere den ovennævnte tætning 42, der kan aflukke åbningen 27 med sædet 27a i bunden 15 eller tværvæggen 24 af den anden, kopformede bøsning 14a uanset indstillingen af differenstrykventilen 10 og den indstilbare forindstilling 11. 1

Claims (8)

1. Ventil til et anlæg med et varmebærende medie, der strømmer gennem et antal varmevekslere (5) i anlægget, 5 hvilken ventil (8) har en termostatventil (12) med et hus (9) omfattende en indgang (20) og en udgang (21), en af en termostatdåse forskydbar spindel (30) med en tætning (42), der i afhængighed af termostatdåsens udvidelse/sammentræk-ning og mod kraften af en fjeder (31), som omgiver spindlen 10 (30), kan aflukke henholdsvis åbne en åbning (27) med et sæde (27a) i en tværvæg (24) i huset (9) mellem indgangen (20) og udgangen (21), kendetegnet ved, at ventilen (8) yderligere har et af et differenstryk styret stempel (13) til at regulere differenstrykket af det varme-15 bærende medie over en indstilbar forindstilling (11) samt den af sædet (27a) og tætningen (42) bestående termostatventil (12) mellem indgangen (20) og stemplet (13), og at termostatventilen (12) er indrettet til uafhængigt af den indstilbare forindstilling (11) at kunne afbryde strømning 20 mellem indgangen (20) og udgangen (21).

2. Ventil ifølge krav 1, kendetegnet ved, at differenstrykventilens (10) stempel (13) er omgivet af en første, kopformet bøsning (14) og en dermed forbundet an- 25 den, kopformet bøsning (14a), hvis bunde vender i modsatte retninger og er anbragt i en boring (16), der er koaksial med husets (9) akse (15), at stemplet (13) er aftrappet i diameter, hvorhos delen med den mindste diameter er anbragt i den første, kopformede bøsning (14), og at en kanal (22) 30 fører fra stemplets (13) forside til dets bagside.

3. Ventil ifølge krav 2, kendetegnet . ved, at der er anbragt en fjeder (25) mellem stemplet (13) og bunden eller tværvæggen (24) af den anden, kopformede bøsning 35 (14a) på en sådan måde, at arealet af mellemrummet (19) mellem fjederens (25) vindinger kan variere i afhængighed DK 171356 B1 10 af stemplets (13) bevægelse, hvilken bund eller tværvæg (24) har den nævnte åbning (27), som afgrænses af sædet (27a).

4. Ventil ifølge krav 3, kendetegnet ved, at den anden kopformede bøsning (14a) på sin yderside har i det mindste en langsgående kanal (28), der fra indgangen (20) fører til et ringformet rum mellem de to bøsninger (14, 14a), i hvilket rum der ved stemplets (13) aftrapning 10 er dannet et areal (13a), at stemplets (13) bagside inde i den første kopformede bøsning (14) har et areal (13b), og at fjederen (25) ved sit anlæg mod stemplet (13) inde i den anden kopformede bøsning (14a) på sin yderside afgrænser et areal (13c) og på sin inderside et areal (13d). 15

5. Ventil ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den indstilbare forindstilling (11) omfatter en cirkulærcylindrisk prop (34), der af en skruebøsning (33) er fastholdt drejeligt, men låsbart i huset (9), at proppen (34) 20 med den ind i huset (9) vendende ende ligger an mod bunden eller tværvæggen (24) af den anden, kopformede bøsning (14a) og er udformet med en skrå flade (39), der udgår fra en korde (40) på den ene side af proppens (34) akse (15), forløber skråt gennem aksen (15), forbi indgangen (20) og 25 ender i en flade (41), som er vinkelret på aksen (15).

6. Ventil ifølge krav 5, kendetegnet ved, at skruebøsningen (33) er omgivet af et stilleorgan (35), at der i et radialt plan på skruebøsningen (33) og stilleorga- 30 net (35) er samvirkende tænder (36) med lille aksial udstrækning, som i en låsestilling for stilleorganet (35) forhindrer indbyrdes drejning mellem skruebøsningen (33) og stilleorganet (35), at proppen (34) og stilleorganet (36) i et andet radialt plan har samvirkende tænder (38), hvor 35 tænderne (38) på proppen (33) har en forud fastsat aksial længde, så stilleorganet (35) i en fra låsestillingen ud- DK 171356 B1 11 •trukken anden stilling kan dreje proppen (33) i huset (9).

7. Ventil ifølge krav 6, kendetegnet ved, at stilleorganet holdes i låsestillingen af en fjeder (37), 5 der er indskudt mellem et bryst på proppen (33) og et anlæg på stilleorganet (35).

8. Ventil ifølge krav 1, kendetegnet ved, at termostatventilen (12) omfatter en spindel (30), der stræk- 10 ker sig gennem den første kopformede bøsning (14) og stemplet (13), at spindlen (30) er omgivet af en fjeder (31), der er indspændt mellem et låselegeme (32) og bunden af den første kopformede bøsning (14), og at spindlen (30) på den ende, der rager ind i det rum, der er omsluttet af fjederen 15 (25), har den nævnte tætning (42), som er indrettet til at ligge an mod sædet (27a) og aflukke åbningen (27).