DK148222B - Termostatisk aktiveret ventil - Google Patents

Description

148222

Opfindelsen angår en termostatisk aktiveret ventil, hvis af temperatur-reguleringsafvigelsen afhængige gennemstrømningskarakteristik i tilslutning til et normalt reguleringsafsnit har et gennemstrømningen begrænsende afsnit.

5 Ved en kendt termostatventil af denne art (DE-OS 29 36 027) er ventillukkestykket forsynet med en gennem ventilsædet forløbende forlængelse, som har et konisk overgangsafsnit med aftagende tværsnit og en dertil sluttende cylindrisk hals, som ender i det indre af ventilsædeboringen. Over et 10 første slaglængdeafsnit bestemmes gennemstrømnings-karakteristikken hovedsageligt af drosselspalten mellem det koniske overgangsafsnit og ventilsædet. Dette giver et normalt reguleringsafsnit, som fortrinsvis forløber tilnærmelsesvis lineært. Ved yderligere bevægelse bestemmes gennemstrømnings-15 mængden hovedsageligt af den mellem halsen og ventilsædeboringen dannede spalte. Dette giver en uafhængig af slaglængden omtrent konstant forblivende gennemstrømning. Det normale reguleringsafsnit svarer til en sådan ventils proportionalområde og strækker sig i praksis over ca. 2 °K. Gennem-20 strømningsbegrænsningen bevirkes normalt ved termostater af en slaglængdebegrænsning ved hjælp af et husfast anslag. Da den tilsvarende husdel ved den foreliggende termostatventil imidlertid af andre grunde kan indstilles aksialt, opnås den funktionsmæssige samme gennemstrømningsbegrænsning ved hjælp 25 af forlængelsen på ventillukkestykket.

2 U 8222

Den kendte gennemstrømningsbegrænsning har den fordel, hvad enten den opnås ved hjælp af en slaglængdebegrænsning eller ved hjælp af forlængelsen, i givet fald i forbindelse med en indstillelig drossel, at den maksimale gennemstrømningsmæng-5 de også ved meget stort varmebehov ikke kan overskride en bestemt værdi. Alligevel kan det ikke undgås, at ved åbning af vinduet, når rummet skal udluftes, går ventilen i den fulde åbningsstilling som følge af den derved optrædende afkøling, og den maksimale varmemængde leveres. Når brugeren 10 derfor ikke har indstillet ventilen på en mindre børværdi, afgives unødvendig varmeenergi. Et yderligere problem optræder, når der samtidigt optræder større forskelle mellem tem-peratur-børværdien og temperatur-erværdien i et anlæg med mange termostatventiler. Dette er fx tilfældet, når et anlæg 15 tages i brug, eller når børværdien om morgenen forhøjes ved med natsænkning udstyrede ventiler. I dette tilfælde forsynes nemlig fortrinsvis de nærmest pumpen liggende ventiler med varmebæreren, mens de strømningsteknisk ugunstigt anbragte radiatorer først forsynes fuldstændigt med varmebære-20 ren, når de førstnævnte ventiler allerede har droslet. Dette betyder, at radiatorerne bliver uens hurtigt varme, hvorved forsinkelsen i ugunstige tilfælde kan vare flere timer.

Opfindelsen har til hensigt at angive en termostatisk aktiveret ventil af den i indledningen beskrevne art, ved hvis 25 hjælp de skildrede fordelingsvanskeligheder kan fjernes betydeligt, og et unødvendigt energiforbrug kan nedsættes.

Denne opgave løses ifølge opfindelsen ved, at det begrænsende afsnit af gennemstrømnings-karakteristikken har en negativ gren, hvormed menes en gren med negativ hældning.

30 Den negative gren fører til, at ved stigende ventilslaglængde begrænses gennemstrømningen ikke kun til en konstant værdi, men nedsættes igen fra en øvre grænseværdi. Dette har den fordel, at ved store forskelle mellem temperaturens bør- 148222 3 værdi og erværdi er ventilerne i et anlæg kun delvis åbne, således at fx ved indkoblingen af varmeanlægget eller ved ophævelsen af natsænkningen modtager alle radiatorer samtidigt en del af den fra pumpen leverede varmebærer. De store 5 tidsmæssige forsinkelser ved opvarmningen af de enkelte radiatorer bortfalder. Også når rumtemperaturen ved åbning af vinduet falder flere or, er ventilen kun delvis åben, således at der ikke afgives unødvendig varme til rummet. Dette fører til betydelige energibesparelser. Det er især vigtigt 10 der, hvor der ingen mulighed er for eller ikke tænkes på at nedsætte termostatventilens børværdi ved åbning af vinduet, fx i offentlige bygninger. Den formindskede gennemstrømningsmængde bemærkes også ved fjernvarmeanlæg, hvor der afregnes efter brugt vandmængde.

15 Særlig fordelagtigt er det, når den negative gren slutter ved en nedre grænseværdi, som ligger mellem 40 og 80% af den maksimale gennemstrømning. En sådan værdi giver på den ene side en tilstrækkelig stor formindskelse af gennemstrømningen for at opnå de tilstræbte mål, men tillader på den anden 20 side stadig en sådan gennemstrømning, at opvarmningen sker på en rimelig tid indtil opnåelse af proportionalområdet.

Gunstigt er det, når den negative grens nedre grænseværdi i det mindste er lig med gennemstrømningen ved en temperaturreguleringsafvigelse på 2 °K. Derved er det ved en sædvan-25 ligvis til et normalt arbejdsområde på 2 or dimensioneret ventil sikret, at arbejdspunktet, efter at det har gennemløbet den negative gren, vender tilbage til det normale reguleringsafsnit.

Til den negative gren slutter der sig en horisontal gren.

30 Por et bestemt område af temperatur-reguleringsafvigelsen fås da konstante gennemstrømningsforhold. Til begrænsning af denne horisontale gren kan der slutte sig en positiv gren.

148222 4 Når man går ud fra en ventil, ved hvilken ventillukkestykket bærer en gennem ventilsædet forløbende forlængelse, som har et overgangsafsnit med aftagende tværsnit og en dertil sluttende hals, kan den tilstræbte gennemstrømnings-karakteri-5 stik særlig let opnås ved, at der i tilslutning til halsen er anbragt et begrænsningslegeme, hvis tværsnit er større end halsens og mindre end ventilsædeboringens, og som i lukkestillingen er anbragt med afstand fra den over for ventilsædet liggende ende af ventilsædeboringen. Så snart begræns-10 ningslegemet kommer i ventilsædeboringens område, fås en negativ gren af karakteristikken.

Når overgangsafsnittet er omtrent konisk og halsen omtrent cylindrisk, bør begrænsningslegemet ligeledes have en cylin-' drisk del. Så længe dette cylindriske legeme befinder sig i 15 ventilsædeboringen, får man den nedre grænseværdi af gennemstrømningen inden for det begrænsende afsnit.

Foran begrænsningslegemets cylindriske del kan der være koblet et konusformet afsnit. På denne måde kan den negative grens hældning formindskes.

20 I mange tilfælde er det også gunstigt, når der efter begrænsningslegemets cylindriske del er koblet et konusformet afsnit. Dette forbedrer strømningsegenskaberne og fører ved en meget stor overslaglængde til, at gennemstrømningen igen stiger.

25 Med fordel er den aksiale længde af den cylindriske hals omtrent lig med ventilsædeboringens. Herved slutter den negative gren sig umiddelbart til karakteristikkens normale del.

Opfindelsen forklares nærmere nedenstående ved hjælp af et på tegningen vist, foretrukket udførelseseksempel, der viser 30 i 148222 5 fig. 1 et længdesnit gennem en termostatventil ifølge opfindelsen, fig. 2 ventilsædeområdet i forstørret fremstilling og fig. 3 en af temperatur-reguleringsafvigelsen afhængig 5 gennemstrømnings-karakteristik.

En ventil har et hus 1, som har en indgangsstuds 2 og en udgangsstuds 3, som over en omløbermøtrik 4 er forbundet med en nippel 5.

På en husbund 6 er foden 7 af en termostatopsats 8 fastgjort 10 ved hjælp af et spændebånd 9 og en skrue 10. Et drejegreb 11 tjener til indstillingen af en børværdi. Fx har termostatopsatsen en bælgdåse med væske-damp-fyldning, hvis tryk modvirker en ved hjælp af drejegrebet 11 indstillelig børværdi-fjeder, således at der fås ligevægtsstillinger, ved hvilke 15 en ventilstift 12 forskydes.

\ I husbunden 6 er der skruet en indsats 13 fast, som optager en med en tætning 14 forsynet pakdåse 15 for gennemgangen af ventilstiften 12. I indsatsen 13 føres et ventilskaft 16, som er belastet af en tilbagestillingsfjeder 17 og bærer på 20 den nedre ende et ventillukkestykke 18. Dette arbejder sammen med et ventilsæde 19.

Fig. 2 viser, at der til ventilsædet 19 slutter sig en ventilsædeboring 20. Ventillukkestykket 18 har en gennem ventilsædet 19 forløbende forlængelse 21, som består af et ko-25 nisk overgangsafsnit 22, en cylindrisk hals 23 og et begrænsningslegeme 24. Sidstnævnte har en cylindrisk del 25, et forankoblet konusformet afsnit 26 og et efterkoblet konusformet afsnit 27.

Fig. 3 viser i et diagram over temperatur-reguleringsafvi- 148222 6 gelsen xp Kv-værdien, altså gennemstrømningen. På grund af den termostatiske styring svarer denne reguleringsafvigelse, altså differencen mellem den indstillede børværdi og ervær-dien af rumtemperaturen, til en af ventilens data, fx fjede-5 ren 17, afhængig ventilbevægelse. Karakteristikken har et normalt reguleringsafsnit A, som forløber omtrent lineært og i det væsentlige bestemmes af spalten mellem det koniske overgangsafsnit 22 og ventilsædet 19. Der slutter sig en negativ gren B til, som fås, når det konusformede afsnit 26 10 nærmer sig ventilsædeboringens 20 nedre kant. Så snart den cylindriske del 25 træder ind i boringen 20, fås den horisontale gren C. Når det konusformede afsnit 27 begynder at træde ud af ventilsædeboringen 20 foroven, fås grenen D af karakteristikken. Forlænger man den cylindriske del 25, vil-15 „le der fås karakteristikafsnittet D-j. Ventilen er dimensioneret således, at i punktet K (xp = 2 °K) opnås 80% af den maksimale gennemstrømning. Ved større temperatur-reguleringsafvigelser står der foreløbig endnu en gennemstrøm-. ningsreserve til rådighed. Derefter falder gennemstrømningen 20 imidlertid igen ifølge den negative gren B til en grænseværdi, som ligger noget over 80% af den maksimale gennemstrømning. Denne tilstand fås især ved åbning af vinduet, ved indkobling af et varmeanlæg eller ved børværdiens stigning .om morgenen ved et anlæg med natsænkning.

25, En anden udførelse er vist stiplet. Ved valg af en stærkere fjeder 17 svarer værdien xp = 2 °K til punktet K* og dermed til en gennemstrømning på 40%. Tilsvarende større er gennemstrømningsreserven, og tilsvarende længere kan den negative gren B' være. De tilsluttende grene C, D' og D-]1 svarer til 30 de i det fuldt optrukne eksempel viste.

Den tilstræbte gennemstrømnings-karakteristik kan også opnås på anden måde. Fx kan et med ventilskaftet forbundet begrænsningslegeme virke sammen med en af ventilsædeboringen uafhængig boring, som er foran- eller efterkoblet ventilsæ-35 det.

Claims (6)

148222

1. Termostatisk aktiveret ventil, hvis af temperatur-reguleringsafvigelsen (xp) afhængige gennemstrømnings-karakteristik i tilslutning til et normalt reguleringsafsnit (A) har et gennemstrømningen begrænsende afsnit 5 (B - D), kendetegnet ved, at det begræn sende afsnit (B - D) har en negativ gren (B).

2. Ventil ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den negative gren (B) slutter ved en nedre grænseværdi, som ligger mellem 40 og 80% af den maksimale gennem- 10 strømning.

3. Ventil ifølge krav 1 eller 2,kendetegnet ved, at den negative grens (B) nedre grænseværdi i det mindste er lig med gennemstrømningen ved en temperatur-reguleringsafvigelse på 2 c>k#

4. Ventil ifølge et af kravene 1-3, kendetegnet v e d, at der til den negative gren (B) slutter sig en horisontal gren (C).

5. Ventil ifølge krav 4,kendetegnet ved, at der til den horisontale gren (C) slutter sig en positiv 20 gren (D).

6. Ventil ifølge et af kravene 1-5, ved hvilken ventilluk-kestykket (18) bærer en gennem ventilsædet (19) forløbende forlængelse (21), som har et overgangsafsnit (22) med aftagende tværsnit og en dertil sluttende hals 25 (23), kendetegnet ved, at der i tilslut ning til halsen (23) er anbragt et begrænsningslegeme (24), hvis tværsnit er større end halsens og mindre end ventilsædeboringens (20), og som i lukkestillingen er