DE1282397B

DE1282397B - Thermostatically controlled valve

Info

Publication number: DE1282397B
Application number: DE1965D0049010
Authority: DE
Inventors: Carl Sorensen; Erik Svendsen
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1965-12-24
Filing date: 1965-12-24
Publication date: 1968-11-07
Also published as: CH450779A; DK124280B

Description

Thermostatisch gesteuertes Ventil Die Erfindung bezieht sich auf ein thermostatisch gesteuertes Ventil, dessen Verschlußstück von dem Arbeitselement eines wenigstens teilweise dampf-oder gasgefüllten thermostatischen Systems gegen die Kraft einer Schließfeder von seinem Sitz abhebbar ist, insbesondere auf ein Sicherheitsventil dieser Art.Thermostatically Controlled Valve The invention relates to a thermostatically controlled valve, whose closure piece from the working element an at least partially steam or gas-filled thermostatic system against the force of a closing spring can be lifted from its seat, in particular on a Safety valve of this type.

Ein typisches Beispiel für die Anwendung eines solchen Sicherheitsventils ist bei einer koksgefeuerten Kesselanlage mit Brauchwasserleitung gegeben. Hier muß dafür gesorgt werden, daß die Temperatur des Kesselwassers 95° C nicht übersteigt und zu kochen anfängt. Demzufolge erhält die Brauchwasserleitung auf der Warmwasserseite einen Abzweig, in welchem ein thermostatisch gesteuertes Sicherheitsventil eingebaut ist, dessen Fühler die Temperatur des Kesselwassers kontrolliert und beim überschreiten des Grenzwertes das Sicherheitsventil öffnet. Alsdann strömt heißes Brauchwasser über den Abfluß, und der Kessel wird durch das nachströmende kalte Brauchwasser abgekühlt.A typical example of the use of such a safety valve is given in a coke-fired boiler system with a service water pipe. here it must be ensured that the temperature of the boiler water does not exceed 95 ° C and start cooking. As a result, the domestic water pipe receives on the hot water side a branch in which a thermostatically controlled safety valve is installed whose sensor controls the temperature of the boiler water and when it is exceeded the limit value the safety valve opens. Hot water then flows in over the drain, and the boiler is powered by the incoming cold service water cooled down.

Nachteilig ist es bei einem solchen Ventil, daß es geschlossen bleibt und seine Sicherheitsfunktion nicht erfüllen kann, wenn das thermostatische System seine Füllung verliert. Ein weiterer Nachteil bei derartigen Kesseln ist es, daß zwar eine maximale Grenztemperatur überwacht wird, nicht dagegen eine minimale Grenztemperatur, daß also eine Frostsicherung fehlt.The disadvantage of such a valve is that it remains closed and can not perform its safety function when the thermostatic system loses its filling. Another disadvantage with such boilers is that a maximum limit temperature is monitored, but not a minimum limit temperature, that there is no frost protection.

Es sind bereits thermostatische Ventile bekannt, die bei Verlust der Füllung des thermostatischen Systems in die Offenstellung gehen. Dies ist grundsätzlich bei solchen thermostatischen Ventilen der Fall, die mit einer Öffnungsfeder versehen sind und beim überschreiten eines Grenzwertes der Temperatur schließen sollen. Bekannt ist auch ein thermostatisch gesteuertes Ventil mit einem Verschlußteil, der von einer Feder betätigt wird, wenn der Druck im Thermostatsystem verlorengeht und ein von diesem Druck beaufschlagter zweiter Thermostatbalg dann die Feder freigibt.There are already thermostatic valves known that when the loss Filling the thermostatic system go to the open position. This is fundamental the case with such thermostatic valves that are provided with an opening spring and should close when a temperature limit is exceeded. Known is also a thermostatically controlled valve with a closure member that is controlled by a spring is operated when the pressure in the thermostat system is lost and a The second thermostatic bellows acted upon by this pressure then releases the spring.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein thermostatisches Ventil anzugeben, das nicht nur beim überschreiten eines Temperaturgrenzwertes, sondern auch beim Verlust der Füllung des thermostatischen Systems sowie gegebenenfalls auch beim Unterschreiten eines Temperaturgrenzwertes öffnet.The invention is based on the object of a thermostatic valve indicate that not only when a temperature limit is exceeded, but also if the filling of the thermostatic system is lost, as well as possibly also opens when the temperature falls below a limit value.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein zum Primärventil parallelgeschaltetes Sekundärventil, dessen Verschlußstück von einem Arbeitselement desselben thermostatischen Systems gegen , seinen Sitz gepreßt wird.According to the invention, this object is achieved by a primary valve Secondary valve connected in parallel, the closing piece of which is operated by a working element the same thermostatic system against its seat is pressed.

Bei einem solchen Aufbau ist das Sekundärventil in allen normalen Betriebszuständen und auch beim Ansprechen des Primärventils geschlossen, stört also dessen Arbeitsweise nicht. Wenn dagegen die Füllung des thermostatischen Systems, an dem beide Ventile angeschlossen sind, verlorengeht, öffnet das Sekundärventil, während das Primärventil geschlossen bleibt. Infolge des Öffnungszustandes kann keine überhitzung beispielsweise des überwachten Kessels auftreten. Außerdem zeigt der Öffnungszustand, z. B. durch das abfließende Wasser, an, daß ein Fehler vorliegt.With such a structure, the secondary valve is normal in all Operating states and also closed when the primary valve responds, disturbs so not its mode of operation. If, on the other hand, the filling of the thermostatic system, to which both valves are connected is lost, the secondary valve opens, while the primary valve remains closed. As a result of the opening state there is no overheating of the monitored boiler, for example. Also shows the opening state, e.g. B. by the draining water, that there is an error.

Das Sekundärventil öffnet sich nicht nur beim Verlust der Füllung, sondern auch bei Unterschreiten eines vorgegebenen Grenzwerts der vom thermostatischen System überwachten Temperatur. Ein solcher Grenzwert läßt sich beispielsweise mit Hilfe einer das Verschlußstück des Sekundärventils beeinflussenden Öffnungsfeder erreichen. Wenn diese Feder einstellbar ist, kann der untere Grenzwert auch variiert werden. Beim Unterschreiten des Grenzwertes öffnet dann das Ventil, wodurch wiederum ein Fehler, beispielsweise der Ausfall der Feuerung, angezeigt werden kann.The secondary valve not only opens when the filling is lost, but also when the temperature falls below a specified limit value from the thermostatic System monitored temperature. Such a limit value can be used, for example With the help of an opening spring influencing the closure piece of the secondary valve reach. If this spring is adjustable, the lower limit can also be varied will. If the value falls below the limit, the valve opens, which in turn an error, for example the failure of the furnace, can be displayed.

Vorzugsweise wird die Öffnungsfeder so bemessen, daß das Sekundärventil öffnet, wenn der Druck im thermostatischen System dem Dampfdruck bei Raumtemperatur entspricht. Sobald daher der Kessel auf Raumtemperatur abgekühlt ist, wird das Fehlen der Feuerung angezeigt.Preferably, the opening spring is dimensioned so that the secondary valve opens when the pressure in the thermostatic system equals the vapor pressure at room temperature is equivalent to. Therefore, once the kettle has cooled to room temperature, the absence will be the furnace.

Selbstverständlich kann die Anzeige des Fehlers (überschreiten der oberen Grenztemperatur, Verlieren der Füllung, Fehlen der Steuerung) auch fernübertragen werden, sei es, daß die Fernübertragung direkt von der Betätigung des Ventils abgenommen wird, sei es, daß die durch das das Ventil durchströmende Wasser betätigt wird.Of course, the display of the error (exceeding the upper limit temperature, loss of filling, lack of control) can also be transmitted remotely be it that the remote transmission is taken directly from the actuation of the valve will, be it that the water flowing through the valve is actuated.

Eine besonders raumsparende Bauform ergibt sich, wenn die Verschlußstücke von Primär- und Sekundärventil mechanisch in Reihe liegen und von demselben Arbeitselement beeinflußt sind. Insbesondere kann der Ventilsitz des Sekundärventils durch die Stirnseite einer Bohrung im Verschlußstück des Primärventils gebildet sein.A particularly space-saving design results when the locking pieces of the primary and secondary valve are mechanically in series and by the same working element are influenced. In particular, the valve seat of the secondary valve by the The end face of a bore can be formed in the closure piece of the primary valve.

Bei einer anderen Ausführungsform werden Primärventil und Sekundärventil mechansich unabhängig voneinander durch zwei an demselben thermostatischen System angeschlossene Arbeitselemente betätigt. Bei dieser Bauform können zwei übliche Ventile, nämlich ein Öffnungsventil und ein Schließventil, miteinander kombiniert werden, um den angestrebten Zweck zu erreichen.In another embodiment, the primary valve and the secondary valve mechanically independent of each other by two on the same thermostatic system connected working elements operated. With this design, two common Valves, namely an opening valve and a closing valve, combined with one another to achieve the intended purpose.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt F i g.1 in einem Schaltplan die Anordnung des erfindungsgemäßen Ventils in einer Kesselanlage, F i g. 2 im Längsschnitt ein erfindungsgemäßes Ventil mit einem Arbeitselement und F i g. 3 ein erfindungsgemäßes Ventil mit zwei Arbeitselementen.The invention is described below on the basis of two exemplary embodiments explained in more detail. It shows F i g.1 in a circuit diagram the arrangement of the invention Valve in a boiler system, F i g. 2 shows a valve according to the invention in longitudinal section with a work item and F i g. 3 shows a valve according to the invention with two working elements.

In F i g. 1 ist ein Kessel 1 veranschaulicht, der einen mit Koks versorgten Feuerungsraum 2, einen Wassermantel 3 und eine Brauchwasser-Rohrleitung 4 aufweist. An den Wassermantel sind der Vorlauf 5 und der Rücklauf 6 einer Zentralheizungsanlage angeschlossen. An die Rohrleitung 4 ist die Kaltwasserzuleitung 7 und die Warmwasserableitung 8 angeschlossen. Diese Leitungen stehen unter dem Druck des Wasserversorgungsnetzes. Beim Öffnen eines Ventils 9 kann der Verbraucher warmes Wasser entnehmen. Von der Leitung 8 zweigt eine Ablaufleitung 10 ab, in welche ein thermostatisch gesteuertes Ventil 11 eingeschaltet ist, das von einem Fühler 12 im Wassermantel gesteuert ist.In Fig. 1 illustrates a boiler 1 which has a furnace 2 supplied with coke, a water jacket 3 and a service water pipeline 4 . The flow 5 and return 6 of a central heating system are connected to the water jacket. The cold water supply line 7 and the hot water discharge line 8 are connected to the pipeline 4. These lines are under the pressure of the water supply network. When a valve 9 is opened, the consumer can withdraw warm water. From the line 8 branches off a drain line 10, in which a thermostatically controlled valve 11 is switched on, which is controlled by a sensor 12 in the water jacket.

Wenn dieses Ventil 11 beispielsweise so eingestellt ist, daß es öffnet, wenn die Fühlertemperatur 95° C überschreitet, fließt heißes Wasser über die Ablaufleitung 10 weg, und es strömt kaltes Wasser durch die Rohrleitung 4 nach, wodurch die Kesseltemperatur wirksam herabgesetzt wird. Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit Ventilen, die in der bekannten Schaltung an die Stelle des Ventils 11 treten können.For example, if this valve 11 is set to open, when the sensor temperature exceeds 95 ° C, hot water flows through the drain pipe 10 away, and cold water flows in through the pipe 4, which increases the boiler temperature is effectively reduced. The present invention is concerned with valves that can take the place of valve 11 in the known circuit.

Bei dem Ausführungsbeispiel der F i g. 2 ist im Ventilgehäuse 13 ein fester Ventilsitz 14 vorgesehen, der mit dem Verschlußstück 15 zusammenwirkt und das Primärventil bildet. Auf dem Gehäuse 13 befin-.det sich oben ein Aufsatz 16, das Verschlußstück 15 steht einerseits unter dem Druck einer Schließfeder 17, die in einem Aufsatz 17 untergebracht ist und deren Spannkraft mit Hilfe eines Federtellers 18 verstellt werden kann. Das Verschlußstück 15 steht andererseits unter dem Einfluß eines Arbeitselements 19 eines thermostatischen Systems 20, das außerdem ein Kapillarrohr 21 und einen Fühler 22 aufweist. Letzterer entspricht dem Fühler 12 in F i g.1. Das thermostatische System ist teilweise mit Flüssigkeit gefüllt derart, daß sich ein Dampfraum im Fühler 22 bildet. Die bewegliche Druckplatte 23 des Arbeitselements 19 ist über einen Balg 24 mit dem feststehenden Teil verbunden. An der Druckplatte stützt sich über Zwischenglieder ein Schaft 25 ab. Der bis hierher beschriebene Ventilaufbau ist bekannt. Erfindungsgemäß ist der Schaft 25 nicht fest mit dem Verschlußstück 15 verbunden, sondern greift nur kraftschlüssig an ihm an. Das obere Ende des Schaftes 25 ist als Verschlußstück 26 eines Sekundärventils ausgebildet, das mit einem am Verschlußstück 15 ausgebildeten Ventilsitz 27 zusammenwirkt. Der Ventilsitz 27 befindet sich an der Stirnfläche einer Axialbohrung 28 im Verschlußstück 15, die über Querbohrungen 29 mit dem Eintrittsraum des Ventils in Verbindung stehen. Eine Öffnungsfeder 30 hat die Tendenz, das Sekundärventil zu öffnen.In the embodiment of FIG. 2, a fixed valve seat 14 is provided in the valve housing 13, which cooperates with the closure piece 15 and forms the primary valve. An attachment 16 is located at the top of the housing 13; The closure piece 15, on the other hand, is under the influence of a working element 19 of a thermostatic system 20, which also has a capillary tube 21 and a sensor 22. The latter corresponds to the sensor 12 in FIG. 1. The thermostatic system is partially filled with liquid in such a way that a vapor space is formed in the sensor 22 . The movable pressure plate 23 of the working element 19 is connected to the fixed part via a bellows 24. A shaft 25 is supported on the pressure plate via intermediate links. The valve structure described up to this point is known. According to the invention, the shaft 25 is not firmly connected to the closure piece 15, but only engages it in a force-locking manner. The upper end of the shaft 25 is designed as a closure piece 26 of a secondary valve which cooperates with a valve seat 27 formed on the closure piece 15. The valve seat 27 is located on the end face of an axial bore 28 in the closure piece 15, which are connected to the inlet chamber of the valve via transverse bores 29. An opening spring 30 has a tendency to open the secondary valve.

Beim überschreiten einer eingestellten Grenztemperatur überwindet die Kraft des Arbeitselements 19 die Kraft der Schließfeder 16, und das Primärventil öffnet in üblicher Weise. Wenn die Flüssigkeitsfüllung aus dem thermostatischen System 20 ausläuft, wirkt nur noch die Öffnungsfeder 30 und öffnet das Sekundärventil. In gleicher Weise öffnet das Sekundärventil, wenn der Druck im thermostatischen System 20 infolge Temperaturabsenkung so weit abnimmt, daß die Kraft der Feder 30 überwiegt. In allen Fällen kann Flüssigkeit durch das Ventil abströmen, was einerseits der Sicherheitsfunktion entspricht und andererseits einen Fehler anzeigt.When a set limit temperature is exceeded, the force of the working element 19 overcomes the force of the closing spring 16, and the primary valve opens in the usual way. When the liquid filling runs out of the thermostatic system 20, only the opening spring 30 acts and opens the secondary valve. In the same way, the secondary valve opens when the pressure in the thermostatic system 20 decreases as a result of the temperature drop to such an extent that the force of the spring 30 predominates. In all cases, liquid can flow out through the valve, which on the one hand corresponds to the safety function and on the other hand indicates an error.

Bei dem Ausführungsbeispiel der F i g. 3 sind in einem Ventilgehäuse 30 nebeneinander zwei Ventile angeordnet. Ein Primär- oder Öffnungsventil 31 besitzt einen festen Ventilsitz 32, ein Verschlußstück 33, eine Schließfeder 34 mit einstellbarer Federplatte 35 sowie einem Arbeitselement 36 mit Druckplatte 37 und einem Balg 38. Ein Sekundär- oder Schließventil 39 besitzt einen festen Ventilsitz 40, ein Verschlußstück 41, eine Öffnungsfeder 42 mit einstellbarem Federteller 43 und ein Arbeitselement 44 mit Druckplatte 45 und Balg 46. Die Eintrittsräume 47 und 48 der beiden Ventile sind über einen Kanal 49 miteinander verbunden, die Austrittsräume 50 und 51 der beiden Ventile über einen Kanal 52. Beide Arbeitselemente 36 und 44 sind über Kapillarrohre 53 an einen gemeinsamen Fühler 54 angeschlossen, der dem Fühler 12 in F i g. 1 entspricht und der nur teilweise mit Flüssigkeit gefüllt ist. Beide Arbeitselemente und der Fühler bilden ein gemeinsames thermostatisches System 55. Die beiden Federn 34 und 42 sind durch einen gemeinsamen Aufsatz 56 abgedeckt.In the embodiment of FIG. 3, two valves are arranged next to one another in a valve housing 30. A primary or opening valve 31 has a fixed valve seat 32, a closing piece 33, a closing spring 34 with an adjustable spring plate 35 and a working element 36 with a pressure plate 37 and a bellows 38. A secondary or closing valve 39 has a fixed valve seat 40, a closing piece 41 , an opening spring 42 with an adjustable spring plate 43 and a working element 44 with pressure plate 45 and bellows 46. The inlet spaces 47 and 48 of the two valves are connected to one another via a channel 49, the outlet spaces 50 and 51 of the two valves via a channel 52. Both working elements 36 and 44 are connected via capillary tubes 53 to a common sensor 54, which corresponds to the sensor 12 in FIG. 1 and which is only partially filled with liquid. Both working elements and the sensor form a common thermostatic system 55. The two springs 34 and 42 are covered by a common attachment 56.

Wenn die Temperatur am Fühler 54 einen mit Hilfe der Federplatte 35 eingestellten Grenzwert überschreitet, öffnet das Primärventil 31 in bekannter Weise. Wenn aus dem thermostatischen System 55 Flüssigkeit entweicht, öffnet das Sekundärventil 39, da nur noch die Kraft der Feder 42 wirkt. Wenn die Temperatur am Fühler 54 einen mit Hilfe der Federplatte 43 einstellbaren Grenzwert unterschreitet, überwiegt die Kraft der Feder 42 und öffnet das Sekundärventil 39. In allen drei Fällen strömt Flüssigkeit durch das Ventil der F i g. 3, wodurch die Sicherheitsfunktion erfüllt und eine Fehleranzeige gegeben wird.When the temperature at the sensor 54 exceeds a limit value set with the aid of the spring plate 35, the primary valve 31 opens in a known manner. When liquid escapes from the thermostatic system 55, the secondary valve 39 opens, since only the force of the spring 42 acts. If the temperature at the sensor 54 falls below a limit value which can be set with the aid of the spring plate 43, the force of the spring 42 predominates and opens the secondary valve 39. In all three cases, liquid flows through the valve in FIG. 3, whereby the safety function is fulfilled and an error message is given.

Claims

Claims: 1. Thermostatically controlled valve, its closure piece from the working element of an at least partially steam or gas-filled thermostatic System can be lifted from its seat against the force of a closing spring, in particular Safety valve, not shown d u r c h a parallel Secondary valve connected to the primary valve, the closing piece of which is operated by a working element the same thermostatic system is pressed against its seat.

2. valve rjach Claim 1, characterized in that the closure piece of the secondary valve under the influence of an optionally adjustable opening spring.

3rd valve after Claim 2, characterized in that the opening spring is dimensioned so that the Safety valve opens when the pressure in the thermostatic system exceeds the steam pressure at room temperature.

4. Valve according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the closure pieces of the primary and secondary valve are mechanical lie in series and are influenced by the same work element.

5th valve after Claim 4, characterized in that the valve seat of the secondary valve through the end face of a bore is formed in the closure piece of the primary valve.

6. Valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that the primary valve and the secondary valve are actuated mechanically independently of one another by two working elements connected to the same thermostatic system. Documents considered: German Auslegeschrift No. 1135 222; U.S. Patent Nos. 2,387,792, 2,387,793.