DE1172090B

DE1172090B - Thermostatically operated valve

Info

Publication number: DE1172090B
Application number: DENDAT1172090D
Authority: DE
Inventors: Nordborg und Knud Aage Hansen Sonderborg Helmar Trost Nielsen (Dänemark)
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Publication date: 1964-06-11

Description

Thermostatisch betätigtes Ventil Die Erfindung betrifft ein thermostatisch betätigtes Ventil, bei dem ein unter Dampfdruck stehendes, am festen Gehäuse abgestütztes Arbeitselement, eine diesem entgegenwirkende einstellbare Sollwertfeder und ein axial verstellbares Gegenlager für die Sollwertfeder koaxial zueinander an einem Ende des Stößels angeordnet sind und das Gehäuse im Bereich des Gegenlagers Durchbrüche aufweist. Gegenüber einer Konstruktion, bei der das Arbeitselement und die Sollwertfeder an verschiedenen Enden der Ventilspindel angreifen, führt die geschilderte Anordnung zu einer starken Verminderung der Ventilhöhe. Auch bietet sich die Möglichkeit, die für die Regelung benötigten Elemente in einer gemeinsamen Baueinheit unterzubringen, die beispielsweise einfach auf das Ventilgehäuse aufgesetzt wird.Thermostatically Operated Valve The invention relates to a thermostatic actuated valve, in which a standing under steam pressure, supported on the fixed housing Working element, an adjustable setpoint spring counteracting this and a axially adjustable counter bearing for the setpoint spring coaxially to one another on one Are arranged at the end of the plunger and the housing in the area of the counter bearing openings having. Compared to a construction in which the working element and the setpoint spring attack at different ends of the valve spindle, results in the described arrangement to a strong reduction in valve height. There is also the possibility of to accommodate the elements required for the control in a common structural unit, which is simply placed on the valve housing, for example.

Da das Gegenlager und die Sollwertfeder zwangläufig im Innern des das Arbeitselement abstützenden Gehäuses angeordnet sein müssen, bereitete es bisher erhebliche Schwierigkeiten, das Gegenlager für die Sollwertfeder axial zu verstellen. Bei einer bekannten Konstruktion ist das Gegenlager direkt im Gehäuse veischraubbar gehalten. Zum Verstellen des Sollwerts muß man mit den Fingern durch die Durchbrüche im Gehäuse greifen und das Gegenlager so weit verdrehen, bis die gewünschte axiale Verstellung erreicht ist. Dies ist sehr mühsam. Außerdem werden Torsionskräfte auf die Feder und damit auf das Arbeitselement übertragen.Since the counter bearing and the set point spring are inevitably inside the the working element supporting housing must be arranged, it prepared so far considerable difficulties in adjusting the thrust bearing for the set point spring axially. In a known construction, the counter bearing can be screwed directly into the housing held. To adjust the setpoint you have to put your fingers through the openings grip in the housing and turn the counter bearing until the desired axial Adjustment is achieved. This is very troublesome. In addition, torsional forces are on the spring and thus transferred to the working element.

Hinzu kommt, daß das im Innern des Gehäuses angeordnete Schraubgewinde für das Gegenlager einen relativ kleinen Durchmesser besitzt. Da die Steigung des Gewindes eine bestimmte Größe nicht überschreiten darf, da sonst die Selbstsperrung verlorengeht, kann man pro Umdrehung des Gegenlagers nur eine recht kurze axiale Verstellung erzielen. Nun ist man aber bestrebt, zur Erzielung einer kleinen Temperaturdifferenz zwischen Auf- und Zu-Stellung des Ventils eine möglichst weiche Sollwertfeder, also eine relativ lange Zylinderfeder, zu verwenden, bei der dann aber die bei der Einstellung zu ändernde Federlänge recht groß, z. B. 10 mm, ist. Eine solche axiale Verstellung läßt sich bei der bekannten Konstruktion daher nur durch mehrere Umdrehungen des Gegenlagers erzielen. Damit zusammen hängt auch die Notwendigkeit einer axialen Skala, deren Werte sehr dicht übereinanderstehen und die daher nur eine ungenaue Ablesung ermöglicht.In addition, the screw thread arranged in the interior of the housing for the counter bearing has a relatively small diameter. Since the pitch of the thread must not exceed a certain size, otherwise the self-locking is lost, one can only achieve a very short axial adjustment per revolution of the counter bearing. Now, however, the aim is to achieve a small temperature difference between the open and closed position of the valve as soft as possible setpoint spring, i.e. a relatively long cylinder spring, in which, however, the spring length to be changed in the setting is quite large, e.g. B. 10 mm. In the known construction, such an axial adjustment can therefore only be achieved by several revolutions of the counter bearing. This is also related to the need for an axial scale, the values of which are very close to one another and which therefore only enables an imprecise reading.

Nach einem weiteren Vorschlag sitzt das Gegenlager auf dem Außengewinde einer Hohlspindel und ist gegen Drehung gesichert. Die Hohlspindel wird über ein Kegelradgetriebe von einem außerhalb des Gehäuses befindlichen Handrad, dessen Achse durch einen Gehäusedurchbruch greift, in Drehung versetzt. Diese Konstruktion vermeidet zwar eine Torsionsbeanspruchung der Sollwertfeder, benötigt aber eine Vielzahl von Einzelteilen, um die Handhabung der Gegenlagerverstellung zu vereinfachen. Außerdem ist auch hierbei der Durchmesser des die Axialverschiebung bewirkenden Gewindes klein, so daß, insbesondere in Verbindung mit der Kegelraduntersetzung, zum Durchmessen des Verstellbereichs eine Vielzahl von Drehungen des Handrades erforderlich und daher wiederum eine axiale Skala mit zusammengedrängten Werten notwendig ist.According to another suggestion, the counter bearing sits on the external thread a hollow spindle and is secured against rotation. The hollow spindle is via a Bevel gear from a handwheel located outside the housing, whose axis engages through a housing opening, set in rotation. This construction avoids a torsional stress on the setpoint spring, but requires a large number of Individual parts to simplify the handling of the counter bearing adjustment. aside from that is also the diameter of the thread causing the axial displacement small, so that, especially in connection with the bevel gear reduction, for measuring the adjustment range requires a large number of turns of the handwheel and hence again an axial scale with compressed values is necessary.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Ventil der eingangs beschriebenen Art eine bequeme Handhabung der Gegenlagerverstellung auf möglichst einfache Weise zu erreichen und gleichzeitig die für den Verstellweg benötigte Zahl der Umdrehungen des Betätigungsorgans herabzusetzen.The invention is based on the object in a valve of the initially described type a comfortable handling of the counter bearing adjustment as possible easy way to achieve and at the same time the number required for the adjustment path of the revolutions of the actuator.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gegenlager selbst durch die Durchbrüche nach außen greift und an seinem Umfang ein Außengewinde trägt und daß eine in Axialrichtung festgehaltene Hülse mit Innengewinde auf das Außengewinde geschraubt ist.This object is achieved according to the invention in that the counter bearing even through the breakthroughs reaches the outside and has an external thread on its circumference carries and that a fixed in the axial direction sleeve with internal thread on the External thread is screwed.

Bei dieser Konstruktion benötigt man nur ein einziges zusätzliches Teil, nämlich den einfach zu bedienenden Drehknopf. Dieser Drehknopf ist auch das einzige drehbare Element bei dem erfindungsgemäßen Ventil. Eine Torsionsbeanspruchung der Sollwertfeder tritt nicht auf. Das für die Axialverschiebung des Gegenlagers verantwortliche Gewinde hat einen beträchtlich größeren Durchmesser als die bisherigen Konstruktionen. Es läßt sich ohne weiteres einrichten, daß das Gegenlager seinen gesamten Einstellbereich bei nur einer Umdrehung des Drehknopfes durchläuft und trotzdem das Gewinde selbstsperrend ist. Daher kann man die Einstellskala und die zugehörige Markierung direkt am Umfang von Drehknopf und gehäusefestem Teil anbringen. Die Skala erstreckt sich daher über einen größeren Bereich als bei der axialen Skala und ist daher genauer abzulesen. Letzteres wird noch dadurch unterstützt, daß Skala und Markierung immer die gleiche Axiallage relativ zueinander behalten.With this construction you only need a single additional one Part, namely the easy-to-use rotary knob. This knob is that too only rotatable element in the inventive Valve. One Torsional stress on the setpoint spring does not occur. That for the axial displacement the thread responsible for the counter bearing has a considerably larger diameter than the previous designs. It can easily be arranged that the Counter bearing its entire setting range with just one turn of the rotary knob runs through and the thread is still self-locking. Therefore you can use the setting scale and the associated marking directly on the circumference of the rotary knob and part fixed to the housing attach. The scale therefore extends over a wider range than that of the axial scale and can therefore be read more precisely. The latter is supported by that the scale and marking always keep the same axial position relative to one another.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit der Zeichnung. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung und F i g. 2 einen Längsschnitt durch den Regelaufsatz eines zweiten Ausführungsbeispiels. der Erfindung.Further features of the invention emerge from the description of two exemplary embodiments in conjunction with the drawing. It shows F i g. 1 shows a longitudinal section through a first embodiment of the invention and FIG. 2 shows a longitudinal section through the control attachment of a second exemplary embodiment. the invention.

In F i g. 1 ist die erfindungsgemäße Regelanordnung als Aufsatz auf ein Ventil mit Ventilgehäuse 1, Ventilkörper 2 und Ventilschaft 3 ausgebildet. Das Aufsatzgehäuse 4 ist mit Schrauben 5 an dem Ventilgehäuse 1 festgeschraubt. Es trägt über axial verlaufende Stützen 6 das Arbeitselement 7, dessen beweglicher Teil 8 über die Stützplatte 9 und die daran festgenietete Stange 10 mit der Kupplung 11 am verdickten Ende 12 auf die Ventilspindel 3 einwirkt.In Fig. 1 , the control arrangement according to the invention is designed as an attachment to a valve with valve housing 1, valve body 2 and valve stem 3 . The attachment housing 4 is screwed to the valve housing 1 with screws 5 . It carries the working element 7 via axially extending supports 6 , the movable part 8 of which acts on the valve spindle 3 via the support plate 9 and the rod 10 riveted to it with the coupling 11 at the thickened end 12.

Auf die Platte 9 wirkt außerdem die Sollwertfeder 13, deren unteres Ende auf dem Gegenlager 14 abgestützt ist. Das Gegenlager trägt außerhalb der Stützen 6 einen Kranz 15 mit Außengewinde; es ist scheibenförmig ausgebildet und besitzt Durchbrüche für die Stützen 6. Ein hohlzylindrischer Drehknopf 16 mit Innengewinde ist auf den Kranz 15 geschraubt. Er wird durch die Kraft der Sollwertfeder 13 mit seinem unteren Ende 17 gegen den Gehäusekranz 18 gepreßt. Ein überwurfglied 20, das mit Schrauben 21 am Gehäuse befestigt ist, hält mit seinem Innenflansch 22, der über den Kragen 23 greift, den Drehknopf 1.6 unabhängig von der Sollwertfeder 13 in der vorgegebenen Axialstellung. Die Stirnfläche 24 des Drehknopfes 16 liegt an dem Boden 25 der das Arbeitselement 7 begrenzenden topfförinigen Hülle 26 an. Im Bereich des freien Randes dieses Topfes 26 ist ein Rahmen 27 angebracht, mit dem das Arbeitselement 7 auf den Stützen 6 des Gehäuses lediglich aufliegt. Der Rahmen 27 besitzt dem Stützenquerschnitt angepaßte Vertiefungen, so daß das Arbeitselement gegen Drehung gesichert ist. Eine Axialverschiebung ist wegen der Arretierung durch den Drehknopf unmöglich. Durchbrüche 28 am oberen Ende des Drehknopfes ermöglichen den freien Luftzutritt zum Arbeitselement 7. The setpoint spring 13, the lower end of which is supported on the counter bearing 14, also acts on the plate 9. Outside of the supports 6, the counter bearing carries a ring 15 with an external thread; it is disk-shaped and has openings for the supports 6. A hollow cylindrical rotary knob 16 with an internal thread is screwed onto the rim 15. It is pressed with its lower end 17 against the housing rim 18 by the force of the setpoint spring 13. A coupling member 20 is fastened with screws 21 to the housing, holds with its inner flange 22 which engages over the collar 23, the knob 1.6 irrespective of the setpoint spring 13 in the predetermined axial position. The end face 24 of the rotary knob 16 rests on the base 25 of the cup-shaped casing 26 delimiting the working element 7 . In the area of the free edge of this pot 26 , a frame 27 is attached, with which the working element 7 only rests on the supports 6 of the housing. The frame 27 has depressions adapted to the cross section of the support so that the working element is secured against rotation. An axial displacement is impossible because of the locking by the rotary knob. Openings 28 at the upper end of the rotary knob allow free air access to the working element 7.

Die Skala ist auf einem Spannband 29 aufgedruckt, das mit Hilfe der Spannbacken 30 an beliebiger Stelle des Umfangs des Drehknopfes 16 fixiert werden kann. Die Spannbacken 30 wirken gleichzeitig als Drehbegrenzungsanschlag und wirken hierfür mit dem Gegenanschlag 31 an dem feststehenden überwurf 20 zusammen.The scale is printed on a clamping band 29 , which can be fixed at any point on the circumference of the rotary knob 16 with the aid of the clamping jaws 30. The clamping jaws 30 act at the same time as a rotation-limiting stop and, for this purpose, cooperate with the counter- stop 31 on the stationary union 20.

Das Aufsatzgehäuse 4 mit allen Einbauteilen kann unabhängig vom Ventil 1 zusammengefügt werden. Das Gewinde am Kranz 15 und Drehknopf 16 ist mit Bezug auf den einzustellenden Temperaturbereich und die Daten der Sollwertfeder 13 so ausgelegt, daß eine einzige Umdrehung des Knopfes 16 zum Bestreichen des gesamten Verstellbereichs genügt. Nach dem Zusammenbau des Aufsatzes mit dem Ventil wird eine Justierung vorgenommen, zu welchem Zweck das Spannband 29 gelöst und in einer der Justierung entsprechenden Lage wieder festgeklemmt wird. Bei der Ablesung kann beispielsweise der Anschlag 31 als Markierung dienen.The attachment housing 4 with all built-in parts can be assembled independently of the valve 1. The thread on the rim 15 and rotary knob 16 is designed with reference to the temperature range to be set and the data of the setpoint spring 13 so that a single turn of the knob 16 is sufficient to cover the entire adjustment range. After the attachment has been assembled with the valve, an adjustment is made, for which purpose the tensioning strap 29 is released and clamped again in a position corresponding to the adjustment. When reading, for example, the stop 31 can serve as a marker.

Im Betrieb wird die Ventilspindel 3 durch das Arbeitselement 7 gegen die Kraft der Sollwertfeder 13 verstellt. Durch Drehen des Knopfes 16 und entsprechende Veränderung der Sollwertfeder 13 kann die einzuregelnde Temperatur geändert werden. Auch wenn die Sollwertfeder 13 bricht oder das Arbeitselement 7 entzweigeht, ist das Ventil noch so funktionstüchtig, daß auf jeden Fall die zu regelnde Rohrleitung abgesperrt werden kann. Wenn die Sollwert-, feder 13 bricht, überwiegt die Kraft des Arbeitselements 7, und das Ventil schließt; der Drehknopf 16 bleibt an Ort und Stelle, da er durch das überwurfglied 19 zusätzlich gehalten ist. Wenn das Arbeitselement 7 undicht wird, überwiegt die Kraft der Feder 13. Durch das Drehen des Knopfes 16, gegebenenfalls nach Lösen des Spannbandes 29, kann man aber mit Hilfe des auf die Verdickung 12 wirkenden Mittelteils 32 des Gegenlagers 14 eine Spindelverstellung in die Verschlußlage gegen die Kraft der Feder 13 bewirken.During operation, the valve spindle 3 is adjusted by the working element 7 against the force of the setpoint spring 13. The temperature to be regulated can be changed by turning the knob 16 and changing the setpoint spring 13 accordingly. Even if the setpoint spring 13 breaks or the working element 7 breaks, the valve is still so functional that the pipeline to be regulated can in any case be shut off. When the setpoint, spring 13 breaks, the force of the working element 7 prevails, and the valve closes; the rotary knob 16 remains in place because it is additionally held by the union member 19. If the working element 7 becomes leaky, the force of the spring 13 predominates. By turning the knob 16, if necessary after loosening the tensioning strap 29, however, with the help of the central part 32 of the counter bearing 14 acting on the thickening 12, a spindle adjustment can be counteracted in the locking position cause the force of the spring 13.

Die Konstruktion dieses Ausführungsbeispiels ist im übrigen derart getroffen, daß ein großer Teil der einzelnen Elemente aus Kunststoff hergestellt sein kann. Dies gilt insbesondere für das Gegenlager 14 und den Drehknopf 16, bei denen die Kraft der Sollwertfeder 13 mühelos von dem Gewinde aufgenommen werden kann, da es wegen des großen Durchmessers eine relativ große Fläche besitzt.The construction of this embodiment is made such that a large part of the individual elements can be made of plastic. This applies in particular to the counter-bearing 14 and the rotary knob 16, in which the force of the setpoint spring 13 can be easily absorbed by the thread, since it has a relatively large area due to its large diameter.

In F i g. 2 ist ein Regelaufsatz gezeigt, dessen Gehäuse 33 mit Hilfe des Gewindes 34 in das zugehörige Ventil eingeschraubt wird. Wiederum ist das Arbeitselement 35 über die Gehäusewand 36 abgestützt und wirkt mit seiner beweglichen Fläche 37 auf den Ventilstößel 38. Die Sollwertfeder 39 wirkt dem Arbeitselement 35 entgegen und ist an ihrem unteren Ende auf dem Gegenlager 40 abgestützt. Dieses greift mit den Radialarmen 41 durch Schlitze in der Gehäusewand 36. An den freien Enden 42 der Radialanne sind Abschnitte eines Außengewindes angebracht. über dieses Gewinde greift die Drehhülse 43 mit seinem Innengewinde. Die topfförmige Hülle 44 des Arbeitselements 35 besitzt einen Flansch 45, über den der Kranz 46 der Drehhülse 43 greift. Der Kranz 46 wird durch die Kraft der Feder 39 an den Flansch 45 gedrückt, so daß die Axiallage der Drehhülse 43 festgelegt ist. In diesem Fall ist das Arbeitselement 35 mit der Gehäusewand 36 fest verbunden.In Fig. 2 shows a control attachment, the housing 33 of which is screwed into the associated valve with the aid of the thread 34. The working element 35 is again supported by the housing wall 36 and acts with its movable surface 37 on the valve tappet 38. The setpoint spring 39 counteracts the working element 35 and is supported at its lower end on the counter bearing 40. This engages with the radial arms 41 through slots in the housing wall 36. Sections of an external thread are attached to the free ends 42 of the radial channel. The rotary sleeve 43 engages with its internal thread via this thread. The cup-shaped casing 44 of the working element 35 has a flange 45 over which the rim 46 of the rotating sleeve 43 engages. The ring 46 is pressed against the flange 45 by the force of the spring 39 , so that the axial position of the rotary sleeve 43 is fixed. In this case, the working element 35 is firmly connected to the housing wall 36.

Für die Betriebsweise der geschilderten Regelanordnungen ist es unerheblich, ob das Arbeitselement die zu regelnde Temperatur direkt mit seiner Außenfläche mißt oder ob, wie es in F i g. 1 angedeutet ist, ein Kapillarrohr 19 zu irgendeinem Temperaturfühler führt. In diesem Fall bereitet es keine Schwierigkeiten, in dem Gegenlager 14 den Durchbruch derart zu vergrößern, daß das Kapillarrohr noch neben der Gehäusestütze 6 Platz findet oder eine entsprechende öffnung in der Gehäusewand 36 vorzusehen. Man kann dann dieses Kapillarrobi unterhalb des Drehknopfes aus dem Aufsatzgehäuse herausführen.For the mode of operation of the control arrangements described, it is irrelevant whether the working element measures the temperature to be controlled directly with its outer surface or whether, as shown in FIG . 1 is indicated, a capillary tube 19 leads to any temperature sensor. In this case, there are no difficulties in enlarging the opening in the counter bearing 14 in such a way that the capillary tube still finds space next to the housing support 6 or in providing a corresponding opening in the housing wall 36 . You can then lead this Kapillarrobi out of the attachment housing below the rotary knob.

Claims

Claims: 1. Thermostatically operated valve, in which a working element under steam pressure, supported on the fixed housing, an adjustable setpoint spring counteracting this and an axially adjustable counter bearing for the setpoint spring are arranged coaxially to one another at one end of the valve stem and the housing in the area of the Counter-bearing has openings, characterized in that the counter-bearing (14; 40) itself engages outwards through the openings and carries an external thread (15; 42) on its circumference and that a sleeve (16z 43) which is known per se and which is held in the axial direction Internal thread is screwed onto the external thread.

2. Valve according to claim 1, characterized in that the radial line of the counter bearing (14) outside of the openings are connected to one another by a ring bearing the external thread (15). 3. Valve according to claim 1 or 2, characterized in that the outer thread (42) bearing rim parts relative to the radial arms (41) are offset in the direction of the working element (35) and have a larger inner diameter than the outer diameter of the working element. 4. Valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that the axial guide of the sleeve (43) is formed exclusively by an axially fixed stop surface (45) against which it is pressed under the influence of the setpoint spring (39). 5. Valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that the working element (7) is formed on the outside of a cup-shaped element (26) which rests with the open edge on the housing (6) only rotatably and through which on the bottom of the pot (25) engaging end face (24) of the sleeve, designed as a rotary knob (16) and held in the axial direction, is secured in this support position. 6. Valve according to one of claims 1 to 4, characterized in that the working element (35) is attached to the housing and an inner flange (45) of the sleeve is pressed against the working element by the force of the setpoint spring (39). 7. Valve according to one of claims 1 to 6, characterized in that the rotary movement of the sleeve (16) is limited to an angle of at most 3601 by stops (30, 31). 8. Valve according to one of claims 1 to 7, characterized in that the set point spring (13) is held between the opposing bearing (14) and a plate (9) which is riveted to a rod (10) , the thickened end (12 ) is guided in the counter bearing and provided with a coupling for the plunger (3) . Documents considered: German Patent No. 716 500; German Auslegeschrift No. 1127 120; Austrian Patent No. 53,756; USA. Patent Nos. 1,496,333, 2,955,798.