DK171688B1 - Ventil til et anlæg med et varmebærende medie - Google Patents

Description

DK 171688 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.

30 Det er også vigtigt, at det varmebærende fluidum forbliver i varmevekslerne i så lang tid, at en rimelig mængde varme kan nå at blive afgivet til rummene i det bygværk, der skal holdes opvarmet af varmevekslerne, hvilket man sikrer ved hjælp af en i de enkelte forgreninger i anlægget anbragt 35 differenstrykventil, der kan regulere strømningen af det varmebærende fluidum.

DK 171688 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 171688 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 en af et differenstryk styret membran 10 til at regulere differenstrykket af det varmebærende medie over en indstilbar forindstilling samt den af sædet og tætningen bestående termostatventil mellem indgangen og membranen, og at termostatventilen er indrettet til uafhængigt af den indstilbare forindstilling at kunne afbryde strøm-15 ning mellem indgangen og udgangen.

Membranen 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.

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

DK 171688 B1 4

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

En udførelsesform for en ventil 8 ifølge opfindelsen er vist i fig. 2 og består af et hus 9, der indeholder en kombination af en differenstrykventil 10, en indstilbar forindstilling 11, og en termostatventil 12, hvilke tre dele 35 10, 11 og 12 alle er af i og for sig kendte konstruktioner.

DK 171688 B1 5

Huset 9 har en langsgående boring 13 med en indvendig væg 14, og på tværs deraf en indgang 15 og en udgang 16 for mediet.

5 Differenstrykventilen 10 omfatter en membranmekanisme med en membran 17 eller bælg af elastisk materiale, der er anbragt i en første bøsning 18, som er placeret i den med husets 9 akse 19 koaksiale boring 13.

10 Membranen 17 kan beskrives som et kort rør, hvis ene ende med radial afstand er krænget hen over den anden ende, hvorefter den radialt yderste del er fastspændt tæt til en indvendig væg 20 i den første bøsning 18. Den radialt inderste del af membranen 17 er fastgjort til en skive eller 15 kop 21. Ved koppens forskydning hen og tilbage i retning af husets 9 akse 19 vil membranen 17 krænges om sig selv i større eller mindre grad, hvorved den radialt yderste del kan blive længere eller kortere og derved rulle hen over nogle spalter 22, der forløber aksialt og er fordelt langs 20 omkredsen af den første bøsning 18.

Den første bøsning 18 har udfor spalterne 22 en rundtgående reces 23. Endvidere er der mellem en første tværvæg 24 og koppen 21 indskudt en skruefjeder 25. En første kanal 26 25 fører fra indgangen 15 til et rum 27 under membranen 17.

Det vil af fig. 2 kunne forstås, at et medie, der ledes ind gennem indgangen 15, vil strømme gennem den første kanal 26 og udøve en kraft mod membranens 17 overside i rummet 27, 30 så koppen 21 presser fjederen 25 sammen.

Mediet kan også fra indgangen 15 strømme gennem en åbning 28 med et sæde 28a, som er udformet i en anden tværvæg 29 i den første bøsning 18, og strømme videre gennem i det mind-35 ste én langsgående, anden kanal 30, der forløber til et rum 31, hvori spalterne 22 er anbragt.

DK 171688 B1 6

Ved en passende dimensionering af membranens 17 areal i forhold til fjederens 25 kraft kan der ved membranens rulning hen over spalterne 22 frembringes et ønsket differens-5 tryk over forindstillingen 11 og et lukkeorgan bestående af sædet 28a og en dermed samvirkende tætning 32 (se senere).

Den indstilbare forindstilling 11 kan indstilles til en bestemt gennemstrømningsåbning ved drejning om aksen 19 og 10 kan derefter låses fast i sin indstilling. Den kan for eksempel være udformet på følgende måde.

I huset ene ende er der i boringen 13 indskruet en skruebøsning 33, hvori et låselegeme 34 er fastholdt i hovedsa-15 gen uforskydeligt i retning af husets 9 akse 19, men drejeligt om nævnte akse. Låselegemet 34 er fastholdt mod kraften af en fjeder 35, der er indspændt mellem et bryst ved den frie ende af låselegemet 34 og et anlæg på et som en bøsning tildannet stilleorgan 36 ved den frie ende af 20 skruebøsningen 33. Skruebøsningen 33 og stilleorganet 36 har i et radialt plan samvirkende tænder 37, der har en kort aksial udstrækning. I en af fjederen 35 frembragt låsestilling for stilleorganet 36 forhindrer tænderne 37 en relativ drejning af delene 33, 36, hvorved også låselegemet 25 34 er forhindret i at dreje. I en anden stilling, hvor stilleorganet 36 mod kraften af den koniske fjeder 35 er trukket aksialt ud i forhold til skruebøsningen 33, er indgrebet mellem tænderne 37 derimod ophævet. I et andet radialt plan er der samvirkende tænder 38 på stilleorganet 36 30 og låselegemet 34, hvormed stilleorganet 36 kan dreje låselegemet 34 i huset 9, når stilleorganet 36 er trukket aksialt ud fra skruebøsningen 33, idet tænderne 38 til dette formål har tilstrækkelig aksial udstrækning.

35 Den mod det indvendige af huset 9 vendende ende af låsele gemet 34 har aksialt fremspringende tappe 39, der griber ind i spor 40 i en kopformet bøsning 41, så bøsningen 41 kan drejes i boringen 13 ved hjælp af låselegemets 34, når dette drejes ved hjælp af stilleorganet 36.

7 DK 171688 B1 5 Ved den kopformede bøsnings 41 munding er randen på for eksempel halvdelen af omkredsen afskåret på en sådan måde, at den resterende halvdel 41a af randen strækker sig forbi indgangen 15 i huset 9 og aflukker denne, når låselegemet 34 er drejet til en stilling, hvor den nævnte halvdel 41a 10 på den kopformede bøsning 41 er ud for indgangen 15. Ved en drejning på mindre end 180° af låselegemet 34 og den kopformede bøsning 41 om deres længdeakse, der falder sammen med husets 9 længdeakse 19, kan der åbnes delvist for strømning gennem indgangen 15, og ved en drejning på 180“ 15 til den i fig. 2 viste stilling kan der åbnes i fuldt omfang for nævnte strømning.

Ved denne konstruktion kan forindstillingen 11 indstilles ved først at trække stilleorganet 36 aksialt ud fra skrue-20 bøsningen 36, og derefter at dreje stilleorganet 36 til en ønsket vinkel om husets 9 akse 19, hvorved også den kopformede bøsning 41 drejes som følge af indgrebet mellem tappene 39 og sporene 40, så arealet af gennemstrømningsåbningen ved indgangen 15 reguleres til den tilstræbte størrelse.

25

Termostatventilen 12 er af almindelig kendt konstruktion.

Den kopformede bøsning 41 og låselegemet 34 omslutter en spindel 42, der er omgivet af en skruefjeder 43, som med sin ene ende afstøtter sig mod låselegemet 34 i huset 9 og 30 med sin anden ende mod bunden af den kopformede bøsning 41.

Uden for huset 9 er spindlen 42 forbundet med en på tegningen ikke vist termostatdåse, som kan forskyde spindlen 42 i sin længderetning i afhængighed af den omgivende temperatur 35 og imod kraften fra fjederen 43. Spindlen 42 har inde i den kopformede bøsning 41 endvidere den ovennævnte tætning 32, DK 171688 B1 8 der ved anlæg mod sædet 28a kan aflukke åbningen 28 i den første bøsnings 18 tværvæg 29 uanset indstillingen af dif-ferenstrykventilen 10 og den indstilbare forindstilling 11.

5

Claims (7)

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 (15) og en udgang (16), en af en termostatdåse forskydbar spindel (42) med en tætning (32), der i afhængighed af termostatdåsens udvidelse/sammentræk-ning og mod kraften af en fjeder (43), som omgiver spindlen 10 (42), kan aflukke henholdsvis åbne en åbning (28) med et sæde (28a) i en tværvæg (29) i huset (9) mellem indgangen (15) og udgangen (16), kendetegnet ved, at ventilen (8) yderligere har en af et differenstryk styret membran (17, 21) til at regulere differens trykket af det var-15 mebærende medie over en indstilbar forindstilling (11) samt den af sædet (28a) og tætningen (32) bestående termostatventil (12) mellem indgangen (15) og membranen (17, 21), og at termostatventilen (12) er indrettet til uafhængigt af den indstilbare forindstilling (11) at kunne afbryde strøm-20 ning mellem indgangen (15) og udgangen (16).

2. Ventil ifølge krav 1, kendetegnet ved, at differenstrykventilens (10) membran (17) er anbragt i en første bøsning (18), der er anbragt i huset (9) og lejret 25 koaxialt om dettes akse (19), at en fjeder (25) er lejret mellem membranen (17) og bunden af den første bøsning (18), at en første kanal (26) fra indgangen (15) fører til oversiden af membranen (17), at i det mindste én anden kanal (30) fører fra åbningen (28) til undersiden af membranen 30 (17), der er indrettet at kunne rulle hen over spalter (22) i den første bøsning (18) til i det mindste delvis aflukning af spalterne (22), og at huset (9) ud for spalterne (22) har en rundtgående reces (23), der er åben mod udgangen (16). 35

3. Ventil ifølge krav 1, kendetegnet ved, at DK 171688 B1 10 den indstilbare forindstilling (11) omfatter en i huset (9) koaxialt om dettes akse (19) lejret kopformet bøsning (41), hvis mundingsrand er afskåret på en sådan måde, at den resterende halvdel (41a) kan strække sig forbi indgangen (15) 5. en given drejningsstilling af den kopformede bøsning (41).

4. Ventil ifølge krav 3, kendetegnet ved, at et låselegeme (34) er fastholdt uforskydeligt i retning af hu- 10 sets (9) akse (19), men drejeligt om aksen (19), af en i husets (9) ene ende indskruet skruebøsning (33), at skruebøsningen (33) er omgivet af et stilleorgan (36), at der i et radialt plan på skruebøsningen (33) og stilleorganet (36) er samvirkende tænder (37) med lille aksial udstræk-15 ning, som i en låsestilling for stilleorganet (36) forhindrer indbyrdes drejning mellem skruebøsningen (33) og stilleorganet (36), at låselegemet (34) og stilleorganet (36) i et andet radialt plan har samvirkende tænder (38), hvor tænderne på låselegemet (34) har en forud fastsat aksial 20 længde, så stilleorganet (36) i en fra låsestillingen udtrukken anden stilling kan dreje låselegemet (34) i huset (9).

5. Ventil ifølge krav 4, kendetegnet ved, at 25 låselegemet (34) har aksialt fremspringende tappe (39), der griber ind i spor i omkredsen af den kopformede bøsning (41).

6. Ventil ifølge et af kravene 3-5, kendetegnet 30 ved, at stilleorganet (36) holdes i låsestillingen af en fjeder (35), der er indskudt mellem et bryst på den frie ende af låselegemet (34) og et anlæg på stilleorganet (36).

7. Ventil ifølge krav 1, kendetegnet ved, at 35 termostatventilen (12) omfatter en spindel (42), der strækker sig ud gennem den kopformede bøsning (41) og låselege- DK 171688 B1 11 met (34), at spindlen (42) er omgivet af en fjeder (43), der er indspændt mellem låselegemet (34) og bunden af den kopformede bøsning (41), og at spindlen (42) på den ende, der rager ind i den kopformede bøsning (41), har den nævnte 5 tætning (32), der er indrettet til at ligge an mod sædet (28a) og aflukke åbningen (28)„