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Die Erfindung bezieht sich auf ein thermostatisches Regelventil, insbesondere
für Dampfheizungsanlagen, bestehend aus einem mit einer Einlaß- und Auslaßöffnung
versehenen Ventilgehäuse, in welchem ein aus einem thermisch gut leitfähigen Material
bestehendes, mit einer engen Flüssigkeitsdurchlaßöffnung versehenes Schutzgehäuse
gelagert ist, in welchem wiederum ein mit einem Ventilverschluß versehener Temperaturausdehnungskörper
angeordnet ist.
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Die üblichen temperaturabhängig arbeitenden thermostatischen Regelventile,
wie sie beispielsweise in Verbindung mit Dampfheizungsanlagen verwendet werden,
enthalten balgförmige Temperaturausdehnungskörper, in welchen eine gewisse Menge
verdampfungsfähiger Flüssigkeit abgedichtet eingeschlossen ist. Derartige thermostätische
Regelventile haben jedoch den Nachteil, daß innerhalb des zu steuernden Rohrsystems
auftretende impulsartige Druckänderungen, beispielsweise Wasserstöße, sich direkt
auf den Thermostatbalg auswirken, so daß letzterer leicht beschädigt werden kann.
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Es ist deshalb bereits bekannt (deutsche Patentschrift 604 382, britische
Patentschrift 248 549 und USA.-Patentschriften 2 579 034 und 2 874 924), den mit
Ausdehnungsflüssigkeit gefüllten Thermostatbalg in einem mit einer kleinen Durchlaßöffnung
versehenen Schutzgehäuse anzuordnen, so daß der Thermostatbalg zum Teil gegen Druckstöße
gestützt ist. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß die beim Anlassen einer Dampfheizanlage
auftretenden Wasserstöße derart stark sind, daß ein derartiges Schutzgehäuse den
mit Ausdehnungsflüssigkeit gefüllten Thermostatbalg noch nicht ausreichend genug
gegen derartige Druckstöße zu schützen vermag, so daß trotz Schutzgehäuse weiterhin
Beschädigungen des relativ empfindlichen Thermostatbalges auftreten.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein thermostatisches Regelventil
insbesondere für Dampfheizungsanlagen zu schaffen, das diesen obengenannten Nachteil
nicht aufweist und das selbst beim Auftreten von sehr starken Druckstößen über lange
Zeiträume hinweg zufriedenstellend arbeitet.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß in der vollkommmen
zurückgezogenen Position des Ventilverschlußteils die Flüssigkeitsdurchlaßöffnung
durch ein ebenfalls von dem Temperaturausdehnungskörper betätigtes Verschlußelement
geschlossen ist.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß das Ende des Ventilstößels verdickt ist und daß das Verschlußelement durch die
konische Verbindungsflanke zwischen dem verdickten Kopfteil und dem verdünnten Hals
des des Ventilstößels gebildet ist.
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Um eine Dämpfung der in Dampfheizungsanlagen auftretenden Druckstöße
zu erreichen, scheint es ferner zweckmäßig, wenn das Verschlußelement mit Nebenschlußkerben
versehen ist.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sollen im folgenden näher erläutert
und beschrieben werden, wobei auf die beigefügte Zeichung Bezug genommen wird. Es
zeigen F i g. 1 bis 3 Schnittansichten einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
thermostatischen Regelventils in geschlossener, geöffneter und vollkommen zurückgezogener
Position, F i g. 4 eine Teilansicht des in den F i g. 1 bis 3 dargestellten Ventilverschlußteiles,
F i g. 5 eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
thermostatischen Regelventils in geschlossener Position und F i g. 6 eine Teilschnittansicht
einer Abwandlung des in F i g. 5 dargestellten Regelventils.
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F i g. 2 und 3 zeigen eine vorteilhaftes erstes Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen thermostatischen Regelventils, welches in verschiedenen Regelpositionen
dargestellt ist.
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Das erfindungsgemäße thermostatische Regelventill weist neben Einläß-
und Auslaßöffnungen 1, 3 eine Ventildurchlaßöffnung 4 und ein Ventilverschlußteil
5 auf. Letzteres ist mittels eines Ventilstößels 5" an einem Temperaturausdehnungskörper
6 befestigt, der eine gewisse Menge verdampfbarer Flüssigkeit enthaltende luftdichte
Kammer V aufweist.
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Der Temperaturausdehnungskörper 6 ist von einem Schutzgehäuse 8 umgeben,
das mittels einer Stiftschraube 7" an der Kappe 1 des Ventilgehäuses 1 befestigt
ist. Ein an dem Temperaturausdehnungskörper 6 befestigter Ventilstößel 5" erstreckt
sich durch eine in, der Mitte der Bodenplatte 8 a des Schutzgehäuses 8 angeordnete
öffnung, wodurch zwischen dem Ventilstößel 5" und der Bodenplatte 8 a ein enger
Ringspalt 10 gebildet wird. Am Ventilstößel 5" ist ferner der Verschlußteil
17 eines Trennventils befestigt, wobei zur Aufnahme dieses Versehlußteils 17 am
unteren Teil des Ringspaltes 10 ein Ventilsitz 10' vorgesehen ist.
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Unter normalen Bedingungen sind Ventilsitz 10' und das Verschlußteil17
voneinander getrennt, so daß der Raum innerhalb und außerhalb des Schlitzgehäuses
8 durch den Ringspalt 10 miteinander verbunden sind, wobei die Temperatur der Niederschlagsflüssigkeit
auf den Temperaturausdehnungskörper übertragen wird. Beim Auftreten von plötzlichen
Druckänderungen in der angeschlossenen Rohranlage wird in Abhängigkeit des Zusammenziehens
des Temperaturausdehnungskörpers 6 der Verbindungskanal am Ventilsitz 10' geschlossen,
so daß die Übertragung von weiteren plötzlichen Druckänderungen in das Innere des
Schutzgehäuses 8 verhindert wird und schädliche Auswirkungen auf den Temperaturausdehnungskörper
6 vermieden werden.
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Bei dem in den F i g.1 bis 3 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Regelventils fließt die unkondensierte, gasförmige Substanzen
enthaltende Niederschlagsflüssigkeit niedriger Temperatur in Abhängigkeit von der
Aufwärtsbewegung des Ventilverschlußteils 5, welches in Abhängigkeit von der Ausdehnung
des Temperaturausdehnungskörpers 6 geöffnet wird. Sobald der Ventilverschlußteil
5 entsprechend der Zusammenziehung des Temperaturausdehnungskörpers 6 geöffnet wird,
gelangt Niederschlagsflüssigkeit in den Innenraum des Schutzgehäuses 8, wodurch
der Temperaturausdehnungskörper 6 gekühlt und die Aufwärtsbewegung des Ventilstößels
5" beschleunigt wird. Wenn andererseits der Verschlußteil5 in Abhängigkeit von der
Ausdehnung des Temperaturausdehnungskörpers 6 geschlossen wird, wird Niederschlagsflüssigkeit
aus dem Innenraum des Schutzgehäuses 8 herausgedrückt und damit die Abwärtsbewegung
des Ventilstößels 5" verlangsamt. Der beim Schließen sich ergebende Stoß wird dadurch
gedämpft, was wegen des verminderten Verschleißes des Ventilverschlußkörpers 5 und
der Ventildurchlaßöffnung 4 eine hohe Lebensdauer des Regelventils zur Folge hat.
Beim
Auftreten von plötzlichen Druckänderungen - insbesondere bei stoßartigen Druckanstiegen
-wird der erste Druckanstieg auf den Temperaturausdehnungskörper 6 übertragen, wodurch
derselbe zusammengedrückt wird. Dadurch wird der Verschlußtei117 des Trennventils
so lange nach oben bewegt, bis es am Ventilsitz 10' anliegt, wodurch der
enge Ringspalt 10 abgedichtet und der Fluß von Niederschlagsflüssigkeit unterbrochen
wird. Dadurch wird jegliche Beschädigung oder dauernde Verformung des Temperaturausdehnungskörpers
6 verhindert.
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Das in F i g. 1 bis 3 dargestellte thermostatische Regelventil weist
vorzugsweise eine Mehrzahl von Nebenschlußkerben 18 auf der Verschlußfläche
des Verschlußteils 17 auf, wie sie in F i g. 4 dargestellt sind. Diese Nebenschlußkerben
18 sind so geformt, daß sie bei geschlossenem Verschlußelement 17 gegenüber
Wasserstoßschwingungen einen hohen Strömungswiderstand bilden und demzufolge derartige
Schwingungen dämpfen. Die Kerben 18 dienen ferner als Verbindungskanäle zwischen
dem Innen- und Außenraum des Schutzgehäuses 8, damit eventuelle Druckdifferenzen
zwischen den beiden Räumen sich ausgleichen können, bevor das Verschlußelement
17
erneut geöffnet wird. Plötzliche durch »Wasserstoß« bedingte Druckänderungen
erzeugen unter anderem Schwingungen mit verhältnismäßig kurzer Periode, wobei letztere
von der Dimension der zugehörigen Rohranlage abhängt.
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Die Weiterleitung der ersten plötzlichen Druckänderung wird durch
den begrenzenden Widerstand des engen Ringspaltes 10 verzögert, wobei das
Verschlußelement geschlossen wird. Sobald der im Raum zwischen dem Ventilgehäuse
1 und dem Schutzgehäuse 8 herrschende Druck verringert wird, wird das Verschlußelement
17 durch den innerhalb des Schutzgehäuses 8 herrschenden Druck nach
unten gedrückt, wodurch der enge Ringspalt 10 geöffnet wird. Nach der Wiederholung
solcher öffnungs- und Schließvorgänge des engen Ringspaltes 10 kommt das
Verschlußelement 17 in geöffneter Stellung zur Ruhe. Danach arbeitet das Regelventil
gemäß seiner eigenen Wärmeempfindlichkeitscharakteristik.
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F i g. 5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei
dem die abgedichtete Kammer V durch Verbinden des Temperaturausdehnungskörpers 6
mit der Bodenplatte 8 a des Schutzgehäuses 8 gebildet wird, wobei der Temperaturausdehnungskörper
6 die innere Wand der Kammer V darstellt. Eine bestimmte Menge verdampfbarer Flüssigkeit
wird, ähnlich wie bei dem in F i g. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiel in die
Kammer V gebracht. Das Schutzgehäuse 8 besteht aus metallischem Material
hoher Wärmeleitfähigkeit, so daß ein sehr rascher Wärmeübergang stattfindet. Eine
weitere Verbesserung des Wärmeüberganges kann - wie dies in F i g. 6 dargestellt
ist - durch Vorsehen von wärmeleitenden Rippen 8 b bewirkt werden.
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Der Temperaturausdehnungskörper 6 ist auch bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung gegen plötzliche Druckänderungen sehr gut geschützt. Bei diesem zweiten
Ausführungsbeispiel bildet das Verschlußelement 17 eine Einheit mit dem Ventilverschlußteil5.
Es kann jedoch auch entsprechend F i g. 4 ein getrenntes Verschlußelement 17 benutzt
werden. Wie oben beschrieben, kann erfindungsgemäß die Weitergabe von plötzlichen
Druckänderungen, die etwa durch »Wasserstoß« erzeugt werden und die sehr häufig
beim Anlassen einer Dampfrohranlage auftreten, mit Hilfe einer sehr einfachen und
wirtschaftlichen Vorrichtung verhindert werden, wodurch der Temperaturausdehnungskörper
vollständig geschützt ist, so daß Lebensdauer und Zuverlässigkeit verbessert sind
und die universelle Anwendung von Ventileinrichtungen mit solchen Temperaturausdehnungskörpern
möglich ist.