DE1203069B

DE1203069B - Device for controlling a fluid flow

Info

Publication number: DE1203069B
Application number: DES76942A
Authority: DE
Inventors: Frederick Arnold Simpson
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1960-12-06
Filing date: 1961-12-01
Publication date: 1965-10-14

Description

Vorrichtung zur Steuerung eines Flüssigkeitsdurchlaufes Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung eines Flüssigkeitsdurchlaufes mit Ein- und Auslaßöffnungen und mit einem Schieber, der durch die Regelbewegung eines mit bei Erwärmung innerhalb eines begrenzten Temperaturbereiches sich ausdehnendem Medium gefüllten und von der Temperatur der durchlaufenden Flüssigkeit beeinflußten Therrnostaten verschiebbar ist.Apparatus for controlling fluid flow. The invention relates to a device for controlling a liquid flow with inlet and Outlet openings and with a slide, which by the control movement of a with Heating within a limited temperature range of an expanding medium thermostats filled and influenced by the temperature of the liquid flowing through is movable.

Die bekannten zur Bewegung von Steuerschiebern benutzten, zumeist mit Paraffin gefüllten Thermostaten haben den Nachteil, daß ihr Regelbereich auf ein enges Temperaturintervall von beispielsweise 10' C beschränkt ist. Die bereits vorgeschlagene Anordnung zweier solcher Thermostaten an einem einzigen Steuerschieber, wobei beide Thermostaten denselben Temperaturwirkungsbereich hatten, diente lediglich dazu, den Schwenkbereich des mit den. Thermostaten verbundenen Steuerschiebers zu erhöhen.The known thermostats, which are mostly filled with paraffin and are used to move control slides, have the disadvantage that their control range is limited to a narrow temperature range of 10 ° C. , for example. The already proposed arrangement of two such thermostats on a single control slide, with both thermostats having the same temperature range, only served to increase the swivel range of the. Thermostat connected control slide to increase.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, den wirksamen Temperaturwirkungsbereich einer therinostatisch betätigten Vorrichtung zur Steuerung eines Flüssigkeitsdurchlaufes zu erweitern.The invention is based on the object of the effective temperature range a therinostatically operated device for controlling the flow of fluid to expand.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß bei an sich bekannter Serienschaltung zweier Thermostaten diese Thermostaten unterschiedliche Temperaturwirkungsbereiche haben, welche sich jedoch ihrerseits, zweckmäßig nur gering-fügig, überschneiden, so daß der gesamte Bereich der den Schieber steuernden Temperaturänderungen, gegebenenfalls fast bis auf die Summe der beiden Bereiche, erweitert ist.The object is achieved according to the invention in that, when two thermostats are connected in series, these thermostats have different temperature action ranges which, however, in turn, appropriately only slightly overlap, so that the entire range of temperature changes controlling the slide, possibly almost up to is extended to the sum of the two areas.

Die nachstehende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigt F i g. 1 einen Querschnitt längs der Linie B-B in F i g. 2 und F i g. 2 einen Längsschnitt entlang der Linie A-A in F i g. 1 mit teilweise ungeschnittenen Teilen.The following description of a preferred embodiment of a device according to the invention is used in conjunction with the drawing for further explanation. It shows F i g. 1 shows a cross section along the line BB in FIG. 2 and F i g. 2 shows a longitudinal section along the line AA in FIG. 1 with partially uncut parts.

Die Vorrichtung nach F i g. 1 und 2 besitzt ein Gehäuse, das einen zylindrischen Mittelteil 1 und zwei plattenförinige Gehäusedeckel 2 und 3 umfaßt, die in nicht näher dargestellter g Weise gegen C die Stirnseite des Mittelteiles 1 gespannt sind. Der Gehäusemittelteil 1 ist mit drehschiebergesteuerten Anschlußstutzen 4 und 5 und einem ungesteuerten Anschlußstutzen 6 versehen. Da das Beispiel nach F i g. 1 und 2 einen Mischdrehschieber zur Abgabe einer Flüssigkeit mit im wesentlichen konstant bleibender Temperatur betrifft, stellen die Stutzen 4 und 5 Einlaßöffnungen für heiße bzw. kalte Flüssigkeiten dar, während der Stutzen 6 eine Auslaßöffnung für die gemischte Flüssigkeit ist. In der Mittelachse des Drehschiebers ist eine Tragachse 7 vorgesehen, die mit ihren Enden von entsprechenden Bohrungen in den Gehäusedeckeln 2 und 3 getragen wird und während des Betriebs undrehbar gegenüber dem Gehäuse festgespannt ist. Sie kann aber in ihrer Winkellage zu diesem verstellt werden, um den kontrollierbaren Temperaturbereich, der den Stutzen 6 verlassenden gemischten Flüssigkeit anzuheben oder abzusenken. Zu diesem Zwecke ist die Tragachse 7 mit einem kantigen Teil 8 versehen, der aus dem Deckel 2 herausragt und mit dem ein Verstellhebel 9 drehfest gekuppelt ist. Zum Fixieren der einmal eingestellten Winkelstellung ist eine auf das mit Gewinde versehene Ende 8 a der Tragachse 7 aufgeschraubte Spannmutter 10 vorgesehen, die über eine Unterla - gscheibe 9 a den Verstellhebel 9 fest gegen die Stirnseite des Gehäusedeckels 2 spannt. Der Hebel 9 trägt eine in der Zeichnung nicht erkennbare Zeigermarke, welche mit einer den eingestellten Temperaturbereich anzeigenden, in den Figuren nicht erkennbaren, auf der Stirnfläche des Deckels 2 angebrachten Skala zusammenwirkt.The device according to FIG. 1 and 2 has a housing which comprises a cylindrical central part 1 and two plate-shaped housing covers 2 and 3 which are clamped against C the end face of the central part 1 in a manner not shown in detail. The housing middle part 1 is provided with connecting pieces 4 and 5 controlled by rotary slide valves and an uncontrolled connecting piece 6 . Since the example according to FIG. 1 and 2 relates to a mixing rotary valve for dispensing a liquid with a substantially constant temperature, the connection pieces 4 and 5 represent inlet openings for hot and cold liquids, respectively, while the connection piece 6 is an outlet opening for the mixed liquid. In the center axis of the rotary valve, a support shaft 7 is provided, which is supported with its ends by corresponding bores in the housing covers 2 and 3 and is clamped non-rotatably with respect to the housing during operation. However, it can be adjusted in its angular position to this in order to raise or lower the controllable temperature range of the mixed liquid leaving the nozzle 6. For this purpose, the support shaft 7 is provided with an angular part 8 which protrudes from the cover 2 and to which an adjusting lever 9 is coupled in a rotationally fixed manner. For fixing the once-set angular position a of the threaded end 8 a of the support shaft 7 screwed clamping nut 10 is provided which via a docu - gscheibe 9 clamped firmly against the end face of the housing cover 2 a the adjustment lever. 9 The lever 9 bears a pointer mark which is not recognizable in the drawing and which interacts with a scale which is attached to the end face of the cover 2 and which indicates the set temperature range and is not recognizable in the figures.

Der öffnungsgrad der Einlaßstutzen 4 und 5 wird durch gebogene Schieberblätter 11 und 12 gesteuert, die untereinander durch ein Paar von Querrippen 14 verbunden sind, welche ihrerseits auf der Tragachse 7 schwenkbar sind. Die Teile 11, 12 und 14 bilden zusammen den Rotor des Drehschiebers.The degree of opening of the inlet connections 4 and 5 is controlled by curved slide blades 11 and 12, which are connected to one another by a pair of transverse ribs 14, which in turn are pivotable on the support axis 7. The parts 11, 12 and 14 together form the rotor of the rotary valve.

Die Winkelstellung des Drehschiebers in bezug auf die Tragachse wird durch zwei wachsgefüllte Thermostaten 15 und 16 gesteuert. Diese Thermostaten bestehen aus einem wachsgefüllten Kopf, einem angeschlossenen Zylinder und einem in diesem Zylinder beweglichen Kolben, wobei Kopf und Zylinder als Grundkörper des Thermostaten bezeichnet werden. Der Grundkörper des Thermostaten 15 ist auf eine Konsole 17 aufgesetzt, die mit Schrauben 17 a an die Tragachse 7 unverdrehbar angeschraubt ist. Der die Konsole durchdringende Kolben des Thermostaten 15 ist mittels einer Schraube 17 b an einem Kreuzkopf 18 befestigt, an dessen Enden Laschen 19 angelenkt sind. Diese sind ihrerseits an gabelartige Arme 21 eines Tragstückes 20 angelenkt, wobei die Arme 21 durch ein Mittelstück 22 des Tragstückes 20 verbunden sind. Die Arme 21 einerseits und das Mittelstück 22 andererseits liegen sich etwa diametral gegenüber. Das Mittelstück 22 trägt seinerseits den Grundkörper des Thermostaten 16, dessen Kolben durch das Mittelstück 22 hindurchgeht und an seinem einen Ende durch eine Schraube 17 c mit einem weiteren Kreuzkopf 18 a verbunden ist. An diesem Kreuzkopf angelenkte Laschen 13 sind ihrerseits durch Schrauben 23 a mit den Querrippen 14 des Drehschiebers verbunden. Die Kolbenbewegungen der beiden Thermostaten 1.5 und 17 addieren sich also im Sinne einer Verschwenkung des Drehschiebers.The angular position of the rotary valve with respect to the support axis is controlled by two wax-filled thermostats 15 and 16 . These thermostats consist of a wax-filled head, a connected cylinder and a piston that moves in this cylinder, the head and cylinder being referred to as the basic body of the thermostat. The base body of the thermostat 15 is placed on a bracket 17 which is screwed to the support shaft 7 non-rotatably with screws 17 a. The piston of the thermostat 15 penetrating the console is fastened by means of a screw 17b to a crosshead 18 , at the ends of which tabs 19 are hinged. These are in turn articulated to fork-like arms 21 of a support piece 20, the arms 21 being connected by a center piece 22 of the support piece 20. The arms 21 on the one hand and the middle piece 22 on the other hand are approximately diametrically opposite one another. The middle piece 22 in turn carries the base body of the thermostat 16, the piston of which passes through the middle piece 22 and is connected at one end by a screw 17 c to a further cross head 18 a. On this cross head hinged tabs 13 are in turn connected by screws 23 a with the transverse ribs 14 of the rotary valve. The piston movements of the two thermostats 1.5 and 17 therefore add up in the sense of pivoting the rotary valve.

Für die Rückführung der Thermostatkolben sind Druckfedern 25 vorgesehen, die sich einerseits auf der Konsole 17 bzw. auf dem Mittelstück 22 und andererseits auf Federtellem abstützen, die über angehängte Laschen 27, welche ebenfalls an den Kreuzköpfen 18 und 18 a angelenkt sind, die Druckfeder 25 unter Vorspannung halten.For the return of the thermostatic piston, compression springs 25 are provided, which are supported on the one hand on the console 17 or on the center piece 22 and on the other hand on spring plates, the compression spring 25 via attached tabs 27, which are also hinged to the cross heads 18 and 18 a keep under tension.

Die Thermostaten 15 und 16 haben voneinander abweichende und sich nur leicht überdeckende Temperaturwirkungsbereiche. Die drei Anschlußstutzen 4, 5 und 6 erstrecken sich in Umfangsrichtung jeweils über 30 Winkelgrade, so daß ihre einander benachbarten Steuerkanten einen Abstand von 90 Winkel-Uaden voneinander haben, während die Schieber blätter 11 und 12 sich jeweils über 60 Winkelgrade erstrecken. Die Thermostaten 15 und 16 sind jeweils so ausgelegt und angeordnet, daß jeder Thermostat den Drehschieber über etwa 30 Winkelgrade verstellt.The thermostats 15 and 16 have temperature ranges that differ from one another and only slightly overlap. The three connecting pieces 4, 5 and 6 extend circumferentially over 30 degrees, so that their adjacent control edges are spaced 90 degrees from each other, while the slide blades 11 and 12 each extend over 60 degrees. The thermostats 15 and 16 are each designed and arranged so that each thermostat adjusts the rotary valve over about 30 degrees.

In F i g. 1 ist der Drehschieber in der »Kaltstellung« gezeichnet, wobei die Tragachse 7 in einer Stellung fixiert ist, welche die Auslaßtemperatur des Gemisches innerhalb des Verstellbereiches des Schiebers auf ihrem Höchstwert hält. Die Steuerkante des Schieberblattes 11 erreicht bei dieser Stellung die Steuerkante des Anschlußstutzens 4 noch nicht und bei einer Schwenkbewegung des Drehschiebers im Uhrzeigersinne erst dann, wenn der auf den tieferen Regelbereich eingestellte Thermostat (was für den Thermostaten 15 oder den Thermostaten 16 gelten kann) voll ausgefahren ist. Auch die Freigabe des Durchtrittsquerschnittes des Anschlußstutzens 5 beginnt erst, wenn die eben erwähnte Drehschieberstellung erreicht ist.In Fig. 1 the rotary slide valve is drawn in the "cold position", the support shaft 7 being fixed in a position which keeps the outlet temperature of the mixture at its maximum value within the adjustment range of the slide valve. In this position, the control edge of the slide blade 11 does not yet reach the control edge of the connecting piece 4, and when the rotary slide is swiveled clockwise only when the thermostat set to the lower control range (which can apply to the thermostat 15 or the thermostat 16 ) is fully extended is. The clearance of the passage cross section of the connecting piece 5 only begins when the rotary valve position just mentioned has been reached.

Durch Einstellen der Tragachse 7 im Sinne einer Verstellung des Schieberblattes 11 im Gegenuhrzeigersinn aus der Stellung gemäß F i g. 1 heraus, wird die Regeltemperatur der gemischten Flüssigkeit herabgesetzt, weil die Schließung des Anschlußstutzens 4 und die öffnung des Anschlußstutzens 5 bereits bei einer niedrigeren Temperatur beginnt.By adjusting the support axis 7 in the sense of an adjustment of the slide blade 11 in the counterclockwise direction from the position according to FIG. 1 out, the control temperature of the mixed liquid is reduced because the closing of the connecting piece 4 and the opening of the connecting piece 5 already begins at a lower temperature.

Die an Hand der Zeichnung beschriebene Vorrichtung kann als Mischventil eingesetzt werden. Die Vorrichtung ist jedoch auch in der Lage, als Verteilerventil zu arbeiten, wobei die anteilmäßige Verteilung eines durch den Stutzen 6 eintretenden Flüssigkeitsstromes auf die Anschlußstutzen 4 und 5 entsprechend der Eintrittstemperatur gesteuert wird.The device described with reference to the drawing can be used as a mixing valve. However, the device is also able to work as a distributor valve, the proportional distribution of a liquid flow entering through the connection piece 6 to the connection pieces 4 and 5 being controlled according to the inlet temperature.

Claims

Patent claims: 1. Device for controlling a liquid flow with inlet and outlet openings and with a slide which can be displaced by the control movement of a thermostat which is filled with a medium that expands when heated within a limited temperature range and is influenced by the temperature of the liquid flowing through, d a d urch in that have at a known series circuit of two thermostats (15, 16), these thermostats unterschiedlicheTemperaturwirkungsbereiche, which, however, in turn, suitably only slightly overlap, so that the entire area of the slide controlled temperature changes, optionally in almost the Sum of the two areas, is expanded.

2. Apparatus according to claim 1 in the form of a rotary valve, characterized in that the one thermostat (15) on a rotationally fixed axis (7) of the rotary valve (11, 12, 14) and the other (16) on one of the piston of the first thermostat (15) pivotable about the axis, intermediate support piece (20) is provided and is connected with its piston to the rotary slide valve (11, 12, 14). Documents considered: German Auslegeschrift No. 1 112 360; British Patent Nos. 845 243, 576 779; USA. Patent Nos. 2,598,351, 2,754,062, 2,810,523, 2,894,689.