DE1298803B

DE1298803B - Temperature sensitive fluid control valve

Info

Publication number: DE1298803B
Application number: DE1966S0107508
Authority: DE
Inventors: Marx Frank Ralph; Bartlett Leslie Robert
Original assignee: Sarco International Corp
Current assignee: Sarco International Corp
Priority date: 1966-12-20
Filing date: 1966-12-20
Publication date: 1969-07-03

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein temperaturempfindliches Flüssigkeits-Regelventil mit bei Normallast in dem Ventilsitz zur Anlage kommendem Ventilverschlußglied und mit thermostatischem Element, das die axiale Bewegung des Ventilverscblußglieds steuert. Die Erfindung wird besonders zur Regelung der Wassertemperatur auf der Rückflußseite eines Radiators oder Heißwasserspeichers für den Hausgebrauch verwendet.The invention relates to a temperature sensitive liquid control valve with valve closure member coming to rest in the valve seat at normal load and with a thermostatic element that controls the axial movement of the valve closure member controls. The invention is particularly useful for controlling the water temperature on the Used on the return side of a radiator or hot water tank for domestic use.

Die Erfindung schafft ein Ventil der eingangs genannten Art, dessen thermostatisches Element über die vorbestimmte Temperatur erhitzt werden kann, ohne daß in dem thermostatischen System extreme Veränderungen verursacht werden und ohne daß die übliche Sicherheitsvorrichtung in Form einer besonderen, in bestimmter Weise vorgespannten Feder erforderlich ist, die eine weitere Expansion des thermostatischen Elements zuläßt.The invention creates a valve of the type mentioned, whose thermostatic element can be heated above the predetermined temperature without that extreme changes are caused in the thermostatic system and without that the usual safety device in the form of a special, in a certain way preloaded spring is required, which further expansion of the thermostatic Elements allows.

Wie diese Aufgabe gelöst wird, ist im Hauptanspruch angegeben.How this object is achieved is specified in the main claim.

Die überbeanspruchung des thermostatischen Elements ließe sich an sich durch Verwendung eines Schiebers vermeiden, aber Schieber neigen von Haus aus zum Klemmen oder Festsetzen. Dieses Festsetzen wird durch die Erfindung einerseits vermieden, weil das Ventilverschlußglied nur bei übermäßigem Temperaturanstieg in die Ventilbohrung eindringt, und das Klemmen wird vermieden, weil am Ventilverschlußglied bzw. an der Bohrung eine elastische Dichtung vorgesehen ist.The overstressing of the thermostatic element could be avoid using a slider, but sliders are inherently inclined for clamping or fixing. This setting is on the one hand by the invention avoided because the valve closure member only in the event of an excessive rise in temperature the valve bore penetrates, and jamming is avoided because on the valve closure member or an elastic seal is provided on the bore.

Trotzdem auftretende überbeanspruchungen des Thermostaten bei extrem hohen Temperaturen führen beim erfindungsgemäßen Ventil nicht zu Zerstörungen des Thermostatbelags, weil dieser von unter Druck stehendem Dehnstoff von außen umgeben ist.Nevertheless, the thermostat is overloaded with extreme high temperatures do not lead to destruction of the valve according to the invention Thermostat lining, because it is surrounded by pressurized expansion material from the outside is.

Zum besseren Verständnis der Erfindung und um zu zeigen, wie sie verwirklicht wird, wird nun beispielsweise auf die Zeichnungen verwiesen.To better understand the invention and to show how it is put into practice reference is now made to the drawings, for example.

F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Regler der Temperatur des Rücklaufwassers; F i g. 2 zeigt einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform des Reglers der Temperatur des Rücklaufwassers; F i g. 3 zeigt im vergrößerten Maßstab den Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform des Ventiiverschlußteils; F i g. 4 zeigt im vergrößerten Maßstab den Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform des Ventilverschlußglieds und des Ventilsitzes.F i g. 1 shows a longitudinal section through a temperature regulator of the return water; F i g. 2 shows a longitudinal section through another embodiment the regulator of the temperature of the return water; F i g. 3 shows on an enlarged scale the longitudinal section of a further embodiment of the valve closure part; F i g. 4 shows, on an enlarged scale, the longitudinal section through a further embodiment the valve closure member and the valve seat.

In den Figuren sind die gleichen Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same parts are given the same reference numerals Mistake.

Nach der F i g. 1 umfaßt der Temperaturbegrenzer ein Ventilgehäuse 1 mit einer Einlaßkammer 2 und einer Auslaßkammer 3. Diese beiden Kammern sind durch eine Wand 4 getrennt, die den Ventilsitz 5 mit der Bohrung 6 enthält, die es ermöglicht, daß Wasser aus der Einlaßkammer 2 in die Auslaßkammer 3 gelangt. Das Ventilgehäuse 1 enthält eine mit der Auslaßkammer 3 in Verbindung stehende obere Kammer 7, auf die ein glockenähnliches Gehäuse 8 aufgesetzt ist. Ein thermostatisches Element 9 liegt teils im Gehäuse 8 und teils in der oberen Kammer 7 und besteht aus einem Gehäuse 12 mit einem zylindrischen Mantel, einer oberen Abschlußkappe 10 und einer unteren Abschlußkappe 11. In der oberen Abschlußkappe 10 ist eine Stoßstange 13 gleitbar gelagert, deren oberes Ende in. einer Bohrung in dem glockenähnlichen Gehäuse 8 liegt und an einer mit Flanschen ausgestatteten Brücke 14 anliegt. Diese Brücke überspannt eine im: Querschnitt nicht kreisförmige Nabe 8 A des Gehäuses 8 und wird durch eine überwurfmutter 15 festgehalten. Die Brücke 14 kann sich auf der Nabe 8A nicht verdrehen. Die mit einem Zurückhaltering 15A ausgestattete überwurfmutter 15 weist ein Innengewinde 15 B auf, das mit einem entsprechenden Gewinde 8 B des Gehäuses 8 zusammenarbeitet.According to FIG. 1, the temperature limiter comprises a valve housing 1 with an inlet chamber 2 and an outlet chamber 3. These two chambers are separated by a wall 4 which contains the valve seat 5 with the bore 6 which allows water to flow from the inlet chamber 2 into the outlet chamber 3 got. The valve housing 1 contains an upper chamber 7 which is in communication with the outlet chamber 3 and on which a bell-like housing 8 is placed. A thermostatic element 9 is located partly in the housing 8 and partly in the upper chamber 7 and consists of a housing 12 with a cylindrical jacket, an upper end cap 10 and a lower end cap 11. In the upper end cap 10, a bumper 13 is slidably mounted The upper end lies in a bore in the bell-like housing 8 and rests against a bridge 14 equipped with flanges. This bridge spans a hub 8 A of the housing 8 which is not circular in cross section and is held in place by a union nut 15 . The bridge 14 cannot twist on the hub 8A. The union nut 15 equipped with a retaining ring 15A has an internal thread 15 B which cooperates with a corresponding thread 8 B of the housing 8.

Oben ist auf den mit der überwurfmutter 15 um das Gehäuse 8 verdrehbaren Ring 15A eine (nicht dargestellte) Temperaturskala eingraviert, die mit einer (nicht dargestellten) Anzeigemarke am oberen Umfang der nicht drehbaren Brücke 14 zusammenarbeitet. Seitlich ragt aus dem Flansch der Brücke 14 ein Anschlag 14 A, während sich von dem Ring 15 A ein Zapfen 15 C nach unten erstreckt. Die überwurfmutter 15 kann aus einer Lage, in der der Zapfen 15C an der einen Seite des Anschlags 14A anliegt, in weniger als einer Umdrehung in eine andere Lage gedreht werden, in der der Zapfen 15 C an der anderen Seite des Anschlags 14A anliegt.A temperature scale (not shown) is engraved on top of the ring 15A, which can be rotated around the housing 8 with the union nut 15, which works together with an indicator mark (not shown) on the upper circumference of the non-rotatable bridge 14 . A stop 14 A protrudes laterally from the flange of the bridge 14, while a pin 15 C extends downward from the ring 15 A. The union nut 15 can be rotated from a position in which the pin 15C rests on one side of the stop 14A to another position in which the pin 15C rests on the other side of the stop 14A in less than one revolution.

Am unteren Ende der Stoßstange 13 ist eine Kappe 16 festgemacht. Im Innern des Thermostatgehäuses 12 befindet sich eine Menge eines thermostatischen Stoffs 17, der durch einen Faltenbalg 18, dessen Enden mit der Kappe 16 und der oberen Abschlußkappe 10 verbunden sind, eingeschlossen wird. Das Thermostatgehäuse 12 wird durch eine auf der Wand 4 des Ventilgehäuses aufsitzende und an der unteren Abschlußkappe 11 angreifende Rückführfeder 19 nach oben gedrückt. Auf die untere Abschlußkappe 11 ist ein Ventilverscblußteil 20 geschraubt, der die Form eines in Richtung der Bohrung 6 des Ventilsitzes 5 verlaufenden Langkolbens hat. Das entweder aus Metall oder Kunststoff gegossene Ventilverscblußteil20 umfaßt einen in einer ringsumlaufenden Nut gelegenen und aus ihr vorragenden Ring 21, der zur Abdichtung in der Bohrung 6 dient. A cap 16 is fastened to the lower end of the bumper 13. Inside the thermostat housing 12 there is a quantity of a thermostatic substance 17 which is enclosed by a bellows 18, the ends of which are connected to the cap 16 and the upper end cap 10. The thermostat housing 12 is pressed upwards by a return spring 19 seated on the wall 4 of the valve housing and engaging the lower end cap 11. A Ventilverscblußteil 20 is screwed onto the lower end cap 11, 6 of the valve seat has the shape of a in the direction of the bore 5 extending elongated piston. The valve closure part 20, which is cast either from metal or plastic, comprises a ring 21 which is located in a circumferential groove and protrudes from it and which serves to seal in the bore 6.

Im Betrieb verursacht eine Veränderung der Temperatur der das Thermostatgehäuse 12 umgebenden Flüssigkeit eine Volumenänderung des thermostatischen Stoffs 17. Da die Stoßstange 13 an der Brücke 14 anliegt, bewirkt die Temperaturänderung eine Bewegung des Thermostatgehäuses 12, zusammen mit dem Ventilverschlußteil 20, um sich so der Volumenänderung des das Gehäuse 12 füllenden thermostatischen Stoffs 17 anzupassen. Aus alledem ergibt sich, daß die Bewegung des Ventilverschlußteils 20 in der axialen Richtung der Bohrung 6 erfolgt und daß beim Ansteigen der Temperatur der in dem Ventil befindlichen Flüssigkeit bis zu einem bestimmten Wert sich das Ventilverschlußtei120 hinreichend weit nach unten bewegt, daß der Ring 21 mit der Bohrung 6 in dichtender Berührung gelangt und den Durchfluß von Flüssigkeit durch die Bohrung 6 absperrt. Ein weiteres Ansteigen der Temperatur des thermostatischen Elements, das entweder als Folge äußerer Einflüsse auftreten könnte oder weil das Ventilverschlußteil, z. B. wegen Verschmutzung, die Bohrung 6 nicht vollständig absperrt, würde zur Folge haben, daß sich das Ventilverschlußteil weiter in der Bohrung 6 nach unten bewegt, wobei der Ring 21 weiterhin die Bohrung 6 gegen den Durchfluß von Flüssigkeit abdichtet. Auf diese Weise kann das thermodynamische Element über die vorbestimmte Temperatur erhitzt werden, ohne daß in dem thermostatischen System extreme Veränderungen verursacht werden und ohne daß die übliche Sicherheitsvorrichtung in der Form einer besonderen, in bestimmter Weise vorgespannten Feder erforderlich ist, die eine weitere Expansion des thermostatischen Elements zuläßt.In operation, a change in the temperature of the liquid surrounding the thermostat housing 12 causes a change in volume of the thermostatic substance 17. Since the bumper 13 rests against the bridge 14, the temperature change causes the thermostat housing 12 to move, together with the valve closure part 20, to accommodate the change in volume of the thermostatic substance 17 filling the housing 12. From all of this it follows that the movement of the valve closure part 20 takes place in the axial direction of the bore 6 and that when the temperature of the liquid in the valve rises to a certain value, the valve closure part 20 moves sufficiently far down that the ring 21 with it the bore 6 comes into sealing contact and blocks the flow of liquid through the bore 6. A further increase in the temperature of the thermostatic element, which could occur either as a result of external influences or because the valve closure part, e.g. B. due to contamination, the bore 6 does not shut off completely, would have the consequence that the valve closure part moves further down in the bore 6, the ring 21 continues to seal the bore 6 against the flow of liquid. In this way, the thermodynamic element can be heated above the predetermined temperature without causing extreme changes in the thermostatic system and without the usual safety device in the form of a special, in a certain way pretensioned spring is required, which further expansion of the thermostatic Elements allows.

Wegen der Schraubverbindung der überwurfmutter 15 mit dem Gehäuse 8 werden durch ein Verdrehen der überwurfmutter die Höhenlager der Brücke 14 und der Stoßstange 13 und damit die Temperatur, bei der das thermostatische Element das Ventil schließt, verändert.Because of the screw connection of the union nut 15 with the housing 8, the height bearings of the bridge 14 and the bumper 13 and thus the temperature at which the thermostatic element the valve closes, changed.

Der in der F i g. 2 dargestellte Temperaturregler unterscheidet sich von dem in der F i g. 1 dargestellten lediglich in der Anordnung des Ventilverschlußteils und der damit verbundenen Teile. Das Ventilgehäuse 30 weist eine Schulter 31 auf, an der ein Dichtungsring 32 anliegt. Die untere Abschlußkappe 33 des thermostatischen Elements 9 hat eine mit einem Gewinde ausgestattete, eine Füllöffnung darstellende Bohrung 34, die durch eine Schraube 35 verschlossen ist. Das Ventilverschlußtei136 besteht mit einem ringförmigen Ventilkopf 37, der durch eine Druckfeder 38 nach oben gedrückt wird, aus einem Stück. Der Ventilkopf 37 hat eine abgeschrägte Umfangsfläche 39. Der Ventilkopf 37 ist mit vier in Kreuzform angeordneten Lappen 40 (in der F i g. 2 sind nur zwei davon sichtbar) ausgestattet, die auf dem inneren Umfang des Rings 32 gleiten können, um das Ventilverschlußteil axial zu führen.The one shown in FIG. The temperature controller shown in FIG. 2 differs from that in FIG. 1 shown only in the arrangement of the valve closure part and the parts connected therewith. The valve housing 30 has a shoulder 31 on which a sealing ring 32 rests. The lower end cap 33 of the thermostatic element 9 has a bore 34 which is equipped with a thread and represents a filling opening and which is closed by a screw 35. The valve closure part 136 consists of an annular valve head 37, which is pressed upward by a compression spring 38, in one piece. The valve head 37 has a beveled peripheral surface 39. The valve head 37 is provided with four lobes 40 arranged in a cross shape (only two of them are visible in FIG. 2) which can slide on the inner circumference of the ring 32 around the valve closure part to guide axially.

Wenn sich im Betrieb das thermostatische Element 9 nach unten bewegt, kommt die untere Abschlußkappe 33 mit den Lappen 40 in Berührung und nimmt das Ventilverschlußtei136 mit nach unten. Wenn es für Zwecke der Instandhaltung erforderlich ist, das thermodynamische Element auszubauen, während der Temperaturregler an ein gefülltes System ohne Entleerung dieses Systems angeschlossen bleibt, kann dies durch den Ausbau des Gehäuses 8 und der mit ihm verbundenen Teile erfolgen. Die Feder 38 entfernt das Ventilverschlußteil 36 von der Bohrung 6 und bringt den Ventilkopf 37 zur Anlage an dem Dichtungsring 32, wodurch die Kammern 3 und 7 voneinander getrennt werden, und keine Flüssigkeit kann mehr aus dem gefüllten System, an das die Kammern 2 und 3 angeschlossen sind, über den Temperaturbegrenzer nach außen entweichen. Wenn sich die Teile 32 und 37 des Ventils in ihrer Offenlage befinden, hat die Flüssigkeit freien Zugang durch das Regelventil zu dem thermostatischen Element.When the thermostatic element 9 moves downwards during operation, the lower end cap 33 comes into contact with the tabs 40 and takes the valve closure part with it downwards. If it is necessary for maintenance purposes to remove the thermodynamic element while the temperature controller remains connected to a filled system without emptying this system, this can be done by removing the housing 8 and the parts connected to it. The spring 38 removes the valve closure part 36 from the bore 6 and brings the valve head 37 into contact with the sealing ring 32, whereby the chambers 3 and 7 are separated from one another, and no more liquid can escape from the filled system to which the chambers 2 and 3 are connected are connected, escape to the outside via the temperature limiter. When the parts 32 and 37 of the valve are in their open position, the liquid has free access through the control valve to the thermostatic element.

Die F i g. 3 zeigt einen Teil eines Ventilverschlußteils 50, das bei den Temperaturreglern nach den F i g. 1 und 2 an Stelle der Ventilverschlußteile 20 und 36 verwendet werden kann. Das Ventilverschlußteil 50 umfaßt eine Metallstange, mit der ein Endteil 51 aus einem biegsamen Material, z. B. Silikon-Gummi, verbunden ist. Das Endteil hat einen Flansch 52 von solchem Durchmesser, daß er in dem Ventilsitz 53 dicht anliegt.The F i g. 3 shows part of a valve closure part 50 which is used in the temperature regulators according to FIGS. 1 and 2 instead of the valve closure parts 20 and 36 can be used. The valve closure part 50 comprises a metal rod, with an end portion 51 made of a flexible material, e.g. B. silicone rubber connected is. The end portion has a flange 52 of a diameter such that it fits into the valve seat 53 fits tightly.

Die F i g. 4 zeigt einen Ventilsitz 60, der bei den Temperaturreglern nach den F i g. 1 und 2 an Stelle des Ventilsitzes 5 verwendet werden kann. Der Ventilsitz 60 besteht aus weichem Material, z. B. aus Nylon oder Polytetrafiuoräthylen, und hat eine nach innen gerichtete ringförmige Lippe 61, die so dimensioniert ist, daß sie an einem Ventilverschlußtei162 aus hartem Material, üblicherweise aus Metall, dicht anliegt.The F i g. 4 shows a valve seat 60 which is used in the temperature regulators according to FIGS. 1 and 2 can be used in place of the valve seat 5. The valve seat 60 is made of soft material, e.g. Made of nylon or polytetrafluoroethylene, and has an inwardly directed annular lip 61 which is dimensioned so that it rests tightly against a valve closure part 162 made of a hard material, usually made of metal.

Claims

Claims: 1. Temperature-sensitive liquid control valve with a valve closure member coming into contact with the valve seat at normal load and with a thermostatic element which controls the axial movement of the valve closure member, characterized in that the thermostatic element (9) consists of a cylindrical housing (12) with a upper and a lower end cap (10, 11) and a bumper (13) which is slidably mounted in the upper end cap (10) and extends through this in order to come to rest on a bridge member (14), and from a bellows (18) arranged inside the housing (12) around the bumper (13), the upper end of which is tightly fastened to the upper end cap (10) of the housing (12) and the lower end of which is connected to a closure cap (16) is tightly connected, which in turn is fixed to the lower end of the bumper (13), and further characterized in that the valve closure member (20, 36) through the lower end cap (11) is axially movable and that the space between the housing (12) and the bellows (18) is filled with thermostatic expansion material (17) which changes its volume under the influence of the fluid flowing around the housing (12) on the outside and thereby axially displaces the housing (12) and the valve closure member (20, 36), with the valve closure member (20, 36) and the valve bore (61, FIG. 4) an elastic seal is provided and the valve bore (6), valve closure member (20, 36) and stroke are coordinated with one another in such a way that the valve bore (6) remains closed when the temperature rises above normal load.

2. Valve according to claim 1, characterized in that the valve closure member (20) consists in a manner known per se from a piston with a ring (21) sealing the valve bore (6).

3. Valve according to claim 1 or 2, characterized in that the valve seat in in a manner known per se made of a softer material than the valve closure member (62) and that the valve seat has an inwardly directed, annular lip (61) which bears sealingly against the valve closure member (62) (FIG. 4).

4. Valve according to claim 1 or 2, characterized in that the valve closure member (50) at its end (51) has a radially projecting flange (52) made of flexible Has material which rests in a sealing manner in the valve bore (53) (FIG. 3).