NL194482C - Flow-controlled switch for switching a burner on and off in a hot water system. - Google Patents

Description

1 1944821 194482

Stroming-bestuurde schakelaar voor het doen in· en uitschakelen van een brander in een warm-watersysteemFlow-controlled switch for turning on and off a burner in a hot water system

De uitvinding heeft betrekking op een stroming-bestuurde schakelaar voor het doen in- en uitschakelen van 5 een brander in een warmwatersysteem, omvattende - een klephuis met een inlaat en een uitlaat voor een te verwarmen waterstroom; - een in het klephuis tussen de inlaat en de uitlaat aanwezig zittingvlak, dat samenwerkt met - een stroomafwaarts van het zittingvlak tussen een maximaal geopende positie en een minimaal geopende positie beweegbaar, door een veer in de stroomopwaartse richting belast klepelement; 10 - een in hoofdzaak dwars op de bewegingsrichting van het klepelement gerichte, om een vast punt tussen een werkzame uitschakelstand en een onwerkzame inschakelstand draaibare tweearmige schakelhefboom, - waarvan de ene arm onder tussenkomst van een afdichtingselement door een opening in de klephuis-wand heen naar binnen, in de klephuisruimte tussen het zittingvlak en de inlaat reikt en wel zodanig dat het vrije armeinde ervan - in de werkzame uitschakelstand - aanligt tegen het stroomopwaartse kopvlak van 15 het zich dan in de minimaal geopende positie bevindende klepelement, en waarvan - de buiten het klephuis uitstekende tweede arm samenwerkt met een in de werkzame uitschakelstand van de hefboom openend schakelcontact.The invention relates to a flow-controlled switch for switching a burner on and off in a hot water system, comprising - a valve housing with an inlet and an outlet for a water flow to be heated; - a seat surface present in the valve housing between the inlet and the outlet, which cooperates with - a valve element movable downstream of the seat surface between a maximum open position and a minimum open position, loaded by a spring in the upstream direction; - a two-armed switching lever which is oriented substantially transversely to the direction of movement of the valve element and rotates about a fixed point between an active switch-off position and an inactive switch position, one arm of which through an opening in the valve housing wall is passed through an opening in the valve housing wall inside, in the valve housing space between the seat surface and the inlet, in such a way that its free end of the arm - in the operative shut-off position - rests against the upstream end face of the valve element then situated in the minimally opened position, and of which - the outside of the valve element valve body projecting second arm cooperates with a switch contact opening in the operative switch-off position of the lever.

Een dergelijke schakelaar is bekend uit het Amerikaanse octrooischrift 2.583.814. Bij deze bekende schakelaar ondervindt de schakelhefboom naar verhouding veel weerstand van het afdichtingselement (in 20 het octrooischrift met 23 aangeduid), dat in dit geval gevormd wordt door een van een rubberschijf uitstekend busvormig element dat eveneens uit rubber bestaat. Bij het uitvoeren van de schakelbewegingen door de schakelhefboom dient het busvormige element namelijk betrekkelijk sterk te worden vervormd en wordt dus een tegen de schakelbeweging in gericht moment rond het eigenlijke draaipunt (dat in het octrooischrift met 22 is aangeduid en door een schamierpen wordt gevormd) ondervonden. Dit tegenwer-25 kende draaimoment, nog vergroot door wrijving van de schamierpen, dient door de op het klepelement werkende veer te worden overwonnen en betekent in feite een vergroting van de op het klepelement uit te oefenen sluitdruk.Such a switch is known from U.S. Pat. No. 2,583,814. With this known switch, the switching lever experiences relatively much resistance from the sealing element (indicated by 23 in the patent specification), which in this case is formed by a bush-shaped element protruding from a rubber disk and also consisting of rubber. When the switching movements are carried out by the switching lever, the bus-shaped element must in fact be relatively strongly deformed and thus a moment directed against the switching movement around the actual pivot point (which is designated 22 in the patent specification and is formed by a hinge pin) is experienced . This counteracting torque, further increased by friction of the hinge pin, has to be overcome by the spring acting on the valve element and in fact means an increase in the closing pressure to be exerted on the valve element.

Een relatief sterke sluitveer heeft echter tot gevolg, dat een schakelaar dienovereenkomstig traag reageert en het verwarmingsproces dus vertraagd wordt ingeschakeld bij het openen van de (koud)-30 waterkraan.A relatively strong closing spring, however, has the consequence that a switch responds accordingly slowly and the heating process is therefore switched on with a delay when the (cold) water tap is opened.

De uitvinding beoogt daarom een verbeterde schakelaar van het in de aanhef omschreven type te verschaffen, waarbij de schakelhefboom soepeler schakelt en met relatief kleine sluitkrachten kan worden gewerkt.The invention therefore has for its object to provide an improved switch of the type described in the preamble, wherein the switching lever switches more smoothly and can be operated with relatively small closing forces.

Volgens de uitvinding wordt dit doel bereikt, doordat het afdichtingselement, waardoorheen de schakel-35 hefboom naar binnen reikt, een O-ring is, waarvan het middelpunt tevens het vaste draaipunt van de schakelhefboom vormt, welke schakelhefboom ter plaatse van de O-ring cilindrisch is gevormd.This object is achieved according to the invention in that the sealing element, through which the switching lever extends inwards, is an O-ring, the center of which also forms the fixed pivot point of the switching lever, which switching lever is cylindrical at the location of the O-ring. is formed.

Daarbij dient te worden opgemerkt, dat de toepassing van een O-ring als afdichting rond een tweearmige schakelhefboom bij een stroming-bestuurde schakelaar op zichzelf bekend is uit het Amerikaanse octrooischrift 2.734.106. Daarbij gaat het echter om een stroming-bestuurde schakelaar op een wezenlijk ander 40 gebied, terwijl de Ο-ring in dat geval niet optimaal is toegepast. Bij de bekende toepassing is de schakelhefboom ter plaatse van de O-ring namelijk overeenkomstig de binnenomtreksvorm van de O-ring geprofileerd, waardoor de schakelbewegingen toch met relatief vee! vervormingsarbeid en dus weerstand gepaard gaan. Bovendien bevindt de schakelhefboom bij de bekende uitvoering volgens het Amerikaanse octrooischrift 2.734.106 zich aan de stroomafwaartse zijde van het "klepelement” in plaats van aan de stroomopwaartse 45 zijde, zoals bij de schakelaar volgens de uitvinding.It should be noted that the use of an O-ring as a seal around a two-armed switch lever with a flow-controlled switch is known per se from U.S. Pat. No. 2,734,106. However, this is a flow-controlled switch in a substantially different area, while the Ο-ring is not optimally applied in that case. In the known application, the switching lever at the location of the O-ring is namely profiled in accordance with the inner circumferential shape of the O-ring, as a result of which the switching movements are nevertheless made with relatively large amounts. deformation work and therefore resistance. In addition, in the known embodiment of U.S. Pat. No. 2,734,106, the shift lever is located on the downstream side of the "valve element" rather than on the upstream side, as in the switch according to the invention.

Details en voordelen van de uitvinding zullen duidelijk worden uit de volgende gedetailleerde beschrijving van twee voorkeursuitvoeringsvormen van een stromingsbestuurde regel schakelaar, onder verwijzing naar de tekening. Hierin toont: 50 Figuur 1 een vooraanzicht van een stromingsbestuurde schakelaar volgens de uitvinding, waarbij enige delen zijn verwijderd; figuur 2 een vlak aanzicht van de stromingsbestuurde klep van fig. 1; figuur 3 een doorsnedeaanzicht volgens het vlak Ill-Ill van figuur 1; en figuur 4 een doorsnedeaanzicht, gelijk aan het aanzicht van figuur 3, maar betrekking hebbend op een andere uitvoeringsvorm.Details and advantages of the invention will become apparent from the following detailed description of two preferred embodiments of a flow-controlled control switch, with reference to the drawing. Herein: Figure 1 shows a front view of a flow-controlled switch according to the invention, with some parts removed; Figure 2 is a plan view of the flow-controlled valve of Figure 1; figure 3 shows a cross-sectional view according to the plane III-III of figure 1; and figure 4 shows a cross-sectional view, similar to the view of figure 3, but relating to another embodiment.

In de verscheidene figuren worden identieke of soortgelijke delen of componenten aangeduid door middel van dezelfde verwijzingscijfers.In the various figures, identical or similar parts or components are indicated by the same reference numerals.

55 194482 255 194482 2

Allereerst wordt verwezen naar figuren 1 tot 3, waarin met het verwijzingscijfer 1 een stromingsbestuurde regelschakelaar is weergegeven, bevattende: een uit twee delen 2 en 3 samengesteld kleplichaam; een in het kleplichaam bevestigd klepelement 4, zodanig dat het klepelement langs de as X-X van het kleplichaam kan bewegen; een spiraalvormige drukveer 5 voor het belasten van het klepelement; een 5 overbrengingshefboom 6, die zich door de wand van het deel 3 uitstrekt en een binnen het kleplichaam geplaatst einde heeft, teneinde daardoor contact te maken met het klepelement 4; een pakking 7 voor het verschaffen van een afdichting tussen de hefboom en het deel 3; en een buiten het kleplichaam geplaatste microschakelaar 8, die door het andere einde van de hefboom 6 kan worden beïnvloed.Reference is first made to figures 1 to 3, in which reference numeral 1 designates a flow-controlled control switch, comprising: a valve body composed of two parts 2 and 3; a valve element 4 mounted in the valve body, such that the valve element can move along the axis X-X of the valve body; a helical compression spring 5 for loading the valve element; a transmission lever 6, which extends through the wall of the part 3 and has an end placed within the valve body, in order to thereby make contact with the valve element 4; a gasket 7 for providing a seal between the lever and the part 3; and a microswitch 8 located outside the valve body and which can be influenced by the other end of the lever 6.

De delen 2 en 3 kunnen gedeeltelijk in elkaar worden geschroefd onder tussenkomst van een afdicht-10 pakking 9; zodra zij in elkaar zijn geschroefd, definiëren zij een doorlaat, die coaxiaal is met de as X-X. Uitwendig hebben de delen 2 en 3 elk een van schroefdraad voorzien einde, respectievelijk aangegeven met verwijzingscijfer 10 en 11, voor de inbrenging in of koppeling aan een voedingspijp voor een warmtewisselaar. De richting van de stroming wordt aangegeven door middel van de pijl A in figuur 3, dat wil zeggen vanaf het deel 3 naar het deel 2 toe. het deel 3 begrenst inwendig een holte 12, die een zijwand 15 heeft met een afgeknotte kegelvorm, welke zich naar het deel 2 toe verbreedt en waarin een cirkelvormige j groef 13 is aangebracht:Parts 2 and 3 can be partially screwed into each other through the interposition of a sealing gasket 9; once screwed together, they define a passage that is coaxial with the axis X-X. Externally, the parts 2 and 3 each have a threaded end, indicated by reference numerals 10 and 11, respectively, for insertion into or coupling to a feed pipe for a heat exchanger. The direction of the flow is indicated by the arrow A in figure 3, that is to say from the part 3 to the part 2. the part 3 internally defines a cavity 12, which has a side wall 15 with a truncated cone shape, which widens towards the part 2 and in which a circular groove 13 is provided:

De steel 14 van het klepelement 4 heeft een driehoekige dwarsdoorsnede (teneinde het risico van verstopping en vastklemming te minimaliseren) en is verschuifbaar gemonteerd in een bus 15, die coaxiaal is met de as X-X en wordt ondersteund door een in een cirkelvormige uitsporing 17 aan de binnenzijde van 20 het deel 2 opgenomen drievoet 16. De kop 18 van het klepelement heeft een paddestoelvorm met een kegelvormig buitenoppervlak en is geschikt om een eerste einde van de spiraalvormige veer 5 aan te grijpen. De veer 5 is aangebracht rond de steel 14 en heeft een tweede in de bus 15 gestoken einde, zodat de kop van het klepelement elastisch naar de groef 13 toe wordt gedrukt. In deze positie maakt de kop 18 contact met de overbrengingshefboom 6 en houdt deze hefboom geactiveerd, zoals weergegeven in figuur 25 3. De reikwijdte van de veer 5 is echter zodanig, dat hij nooit de kop 18 zover wegduwt, dat de kop tegen de rand van de groef 13 aanligt, teneinde een minimale ringvormige tussenruimte voor de stroming van water tussen de kop 18 en de inwendige wand van de kamer 12 te doen overblijven.The stem 14 of the valve element 4 has a triangular cross-section (in order to minimize the risk of clogging and clamping) and is slidably mounted in a bushing 15, which is coaxial with the axis XX and is supported by a circular recess 17 on the inside of the tripod 16 included in the part 2. The head 18 of the valve element has a mushroom shape with a conical outer surface and is suitable for engaging a first end of the spiral spring 5. The spring 5 is arranged around the stem 14 and has a second end inserted into the bush 15, so that the head of the valve element is elastically pressed towards the groove 13. In this position, the head 18 makes contact with the transmission lever 6 and keeps this lever activated, as shown in Fig. 3. The range of the spring 5, however, is such that it never pushes the head 18 so far that the head touches the edge of the groove 13 in order to leave a minimal annular gap for the flow of water between the head 18 and the inner wall of the chamber 12.

De hefboom 6 wordt bij voorkeur gevormd door een staaf met een cirkelvormige dwarsdoorsnede, die is opgenomen in een in een uitbreiding 21 van het deel 3 voorzien dwarsgat 20. Het gat 20 heeft drie 30 diameters, die van binnen naar buiten toe toenemen. Het inwendige gedeelte met de kleinste diameter begrenst een opening, die groter is dan de staaf 6, zodat er aanzienlijke speling optreedt tussen de staaf en het gat. Het middengedeelte doet dienst als zitting voor de pakking 7, die de vorm heeft van een O-ring en ook dienst doet als draaipunt voor de hefboom 6. Het uitwendige gedeelte bevat aan de binnenzijde een flens vormende ring 22, die dienst doet als een stopelement voor de O-ring 7 en in positie kan worden 35 gehouden door een ringvormig stopelement 23, dat is opgenomen in een in een beschermende behuizing 24 voorziene uitsparing. De behuizing is bevestigd aan de uitbreiding 21 door middel van één of meer schroeven 25 en bevat de microschakelaar 8, waartoe toegang kan worden verkregen door middel van het verwijderen van een deksel 26.The lever 6 is preferably formed by a rod with a circular cross section, which is received in a transverse hole 20 provided in an extension 21 of the part 3. The hole 20 has three diameters, which increase from the inside to the outside. The inner part with the smallest diameter defines an opening that is larger than the rod 6, so that considerable play occurs between the rod and the hole. The middle portion serves as a seat for the gasket 7, which is in the form of an O-ring and also serves as a pivot point for the lever 6. The outer portion includes a flange-forming ring 22 on the inside, which serves as a stop element for the O-ring 7 and can be held in position by an annular stop element 23 which is received in a recess provided in a protective housing 24. The housing is attached to the extension 21 by means of one or more screws 25 and contains the microswitch 8, which can be accessed by removing a cover 26.

De hefboom 6 heeft aldus een in de holte 12 aangebrachte arm, wordt gedraaid op de O-ring 7 en treedt 40 de behuizing 24 binnen met zijn andere arm. De microschakelaar 8 is voorzien van twee contacten 27 en 28, waartussen een elektrisch circuit kan worden gesloten en geopend door middel van een door een veer 30 belaste beweegbare arm 29 en door de hefboom 6 rechtstreeks of door middel van tussenkomst van een knop 31 activeerbaar is.The lever 6 thus has an arm arranged in the cavity 12, is rotated on the O-ring 7 and 40 enters the housing 24 with its other arm. The microswitch 8 is provided with two contacts 27 and 28, between which an electrical circuit can be closed and opened by means of a movable arm 29 loaded with a spring 30 and can be activated directly or by means of a button 31 through the lever 6. .

Het met de contacten 27 en 28 verbonden elektrisch circuit is typerend het circuit voor het leveren van 45 elektrisch vermogen voor het ontsteken van de brander van een verwarmingssysteem.The electrical circuit connected to contacts 27 and 28 is typically the circuit for supplying 45 electrical power to ignite the burner of a heating system.

De werking van de hierboven beschreven stromingsbestuurde schakelaar is als volgt.The operation of the flow-controlled switch described above is as follows.

Voorafgaande aan het verlaten van het deel 2 passeert het aan het deel 3 toegevoerde water de tussenruimte of sleuf tussen de kop 18 van het klepelement en de rand van de groef 13, totdat de stroming een minimale snelheid bereikt, die de voor de veilige werking van de wisselaar vereiste snelheid is, 50 bijvoorbeeld 400-500 l/u. Het bereiken van deze minimum waarde voor de stromingssnelheid wordt gewaarborgd door het instellen of calibreren van de veer 5.Before leaving the part 2, the water supplied to the part 3 passes through the gap or slot between the head 18 of the valve element and the edge of the groove 13, until the flow reaches a minimum speed that the safe operation of the exchanger is required speed, 50 for example 400-500 l / h. Reaching this minimum value for the flow rate is guaranteed by adjusting or calibrating the spring 5.

Zodra deze drempelwaarde wordt overschreden, overwint de als gevolg van de toegenomen stromingssnelheid op de kop 18 van het klepelement uitgeoefende druk de kracht van de veer 5, zodat het klepelement in axiale richting naar het deel 2 wordt verplaatst en als gevolg van de kegelvormige configuratie 55 van de kamer 12 wordt de stroming door de klep bijgevolg aanzienlijk vergroot. Als gevolg van zijn eigen beweging, verbreekt het klepelememt 4 het contact met de hefboom 6, welke hefboom een geringe oscillatie rond zijn eigen draaipunt uitvoert en bijvoorbeeld beweegt naar een positie, die loodrecht staat op de X-X,As soon as this threshold value is exceeded, the pressure exerted on the head 18 of the valve element as a result of the increased flow velocity overcomes the force of the spring 5, so that the valve element is displaced axially to the part 2 and as a result of the conical configuration 55 the flow through the valve of the chamber 12 is therefore considerably increased. As a result of its own movement, the clapper blade 4 breaks the contact with the lever 6, which lever performs a slight oscillation around its own pivot and, for example, moves to a position perpendicular to the X-X,

Claims (1)

3 194482 en maakt op zijn beurt de knop 31 vrij van de microschakelaar 8. De microschakelaar kan schakelen en het elektrische circuit tussen de contacten 27 en 28 sluiten, teneinde daardoor de ontsteking van de brander van het systeem mogelijk te maken. Er blijkt, dat de paddestoelvorm van de kop van het klepelement 4 in combinatie met de afgeknotte 5 kegelvormconfiguratie van de kamer 12 het mogelijk maakt om belastingverliezen tot een minimum te beperken. De driehoekige of polygoonvorm van de dwarsdoorsnede van de steel 14 van het klepelement wordt toegepast om wrijving binnen de bus 15 op een zeer lage waarde te houden. Figuur 4 toont een door een stromingsbestuurde regetschakelaar voor sanitaire watercircuits gevormde uitvoeringsvorm. De structuur is hoofdzakelijk gelijk aan die van de in figuur 1 tot 3 weergegeven 10 uitvoeringsvorm, met uitzondering van de vorm van de kamer 12, die nagenoeg cilindervormig is en twee diameters heeft. De kop 18 van het klepelement begrenst een kleine ringvormige tussenruimte tezamen met het gedeelte van de kamer van kleinere diameter, teneinde de doorgang van ee minimumstroming te waarborgen, waarboven de hefboom 6 en de microschakelaar 8 alle inrichtingen activeren, die bestemd zijn voor het produceren van sanitair water in een boiler, ontworpen voor het niet alleen verschaffen van heet 15 water aan een primair circuit voor verwarmingsradiatoren maar ook voor het verschaffen van sanitair water aan een geschikt sanitair watercircuit. Zoals opgemerkt kan worden, oscilleert de hefboom 6 in beide uitvoeringsvormen alleen rond zijn draaipunt, maar is niet vooringesteld om axiale bewegingen uit te voeren, zodat in theorie er geen slijtage van de als draaipunt dienende O-ring optreedt en is dus in staat tot het waarborgen van een duurzame 20 volmaakte afdichting in elke positie van de hefboom 6. Desgewenst kunnen de delen 2 en 3 en de ring 22 zijn vervaardigd van messing, terwijl alle andere componenten, behalve de veer 5, vervaardigd kunnen zijn van plastic materiaal. Bij de praktische uitvoering van de uitvinding kunnen de gebruikte materialen alsmede de vorm en afmetingen, worden gekozen overeenkomstig de eisen. 25 Stroming-bestuurde schakelaar voor het doen in- en uitschakelen van een brander in een warmwater-30 systeem, omvattende - een klephuis met een inlaat en een uitlaat voor een te verwarmen waterstroom; - een in het klephuis tussen de inlaat en de uitlaat aanwezig zittingvlak, dat samenwerkt met - een stroomafwaarts van het zittingvlak tussen een maximaal geopende positie en een minimaal geopende positie beweegbaar, door een veer in de stroomopwaartse richting belast klepelement; 35. een in hoofdzaak dwars op de bewegingsrichting van het klepelement gerichte, om een vast punt tussen een werkzame uitschakelstand en een onwerkzame inschakelstand draaibare tweearmige schakelhefboom, - waarvan de ene arm onder tussenkomst van een afdichtingselement door een opening in de klephuis-wand heen naar binnen, in de klephuisruimte tussen het zittingvlak en de inlaat reikt en wel zodanig dat 40 het vrije armeinde ervan - in de werkzame uitschakelstand - aanligt tegen het stroomopwaartse kopvlak van het zich dan in de minimaal geopende positie bevindende kiepeiement, en waarvan - de buiten het klephuis uitstekende tweede arm samenwerkt met een in de werkzame uitschakelstand van de hefboom openend schakelcontact, 45 met het kenmerk, dat het afdichtingselement, waardoorheen de schakelhefboom naar binnen reikt, een O-ring is, waarvan het middelpunt tevens het vaste draaipunt van de schakelhefboom vormt, welke schakelhefboom ter plaatse van de O-ring cilindrisch is gevormd. Hierbij 1 blad tekening194482 and in turn releases the button 31 from the microswitch 8. The microswitch can switch and close the electrical circuit between the contacts 27 and 28, thereby allowing the burner of the system to be ignited. It appears that the mushroom shape of the head of the valve element 4 in combination with the truncated cone shape configuration of the chamber 12 makes it possible to minimize load losses. The triangular or polygon shape of the cross-section of the stem 14 of the valve element is used to keep friction within the sleeve 15 at a very low value. Figure 4 shows an embodiment formed by a flow-controlled control switch for sanitary water circuits. The structure is substantially the same as that of the embodiment shown in Figs. 1 to 3, with the exception of the shape of the chamber 12, which is substantially cylindrical and has two diameters. The head 18 of the valve element defines a small annular spacing together with the portion of the chamber of smaller diameter, in order to ensure the passage of a minimum flow, above which the lever 6 and the microswitch 8 activate all devices intended for producing sanitary water in a boiler, designed to provide not only hot water to a primary circuit for heating radiators but also to provide sanitary water to a suitable sanitary water circuit. As can be noted, the lever 6 in both embodiments only oscillates around its pivot point, but is not pre-set to perform axial movements, so that in theory there is no wear of the O-ring serving as pivot point and is thus capable of ensuring a durable, perfect seal in any position of the lever 6. If desired, the parts 2 and 3 and the ring 22 can be made of brass, while all other components, except the spring 5, can be made of plastic material. In the practical embodiment of the invention, the materials used, as well as the shape and dimensions, can be selected according to the requirements. 25 Flow-controlled switch for switching a burner on and off in a hot water system, comprising - a valve housing with an inlet and an outlet for a water flow to be heated; - a seat surface present in the valve housing between the inlet and the outlet, which cooperates with - a valve element movable downstream of the seat surface between a maximum open position and a minimum open position, loaded by a spring in the upstream direction; 35. a two-armed switch lever which is substantially transversely directed to the direction of movement of the valve element and rotates about a fixed point between an active switch-off position and an inactive switch position, one arm of which through an opening in the valve housing wall inside, in the valve housing space between the seat surface and the inlet, in such a way that its free end of the arm - in the operative switch-off position - rests against the upstream end face of the then positioned element in the minimally open position, and of which - the outside element valve body projecting second arm cooperates with a switch contact opening in the operative switch-off position of the lever, characterized in that the sealing element, through which the switch lever extends, is an O-ring, the center of which also forms the fixed pivot point of the switch lever , which switching lever is cylindrically shaped at the location of the O-ring d. Hereby 1 sheet drawing