Temperaturgesteuertes Regelventil Die Erfindung betrifft ein temperatur gesteuertes Regelventil für Brenner für flüs sige oder gasförmige Brennstoffe.
Bei Vorrichtungen dieser Art, die ein aus dehnungsfähiges Betätigungselement als Teil der thermostatisehen Steuereinrichtung ver wenden, ist es wünschenswert, das Betäti- gungselement. koaxial zu dem von ihm be tätigten Ventil anzuordnen, so dass die Teile der Vorrichtung auf einem möglichst kleinen Raum untergebracht werden können.
Bis her ist bei Vorrichtungen, die eine solche axiale Ausrichtung der Teile aufweisen, das ausdelitLUngsfähige Element unmittelbar mit dem Ventil verbunden worden, um die Bewe gung direkt zu übertragen, und infolgedessen trat bei Annäherung an die Steuertemperatur eine starke Drosselung der Brennstoffzufuhr ein.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die Arbeitsweise eines temperaturgesteuerten Regelventils mit axial ausgerichtetem Ventil und au.5clehnungsfähigem Betätigungselement dadurch zu verbessern, dass die Drosselung des Brennstoffes bei einer Annäherung an die Steuertemperatur vermindert wird.
hin weiteres Ziel der Erfindung ist. es, die Bewegung des ausdehnungsfähigen Betäti gungselementes vergrössern zu können, wäh rend gleichzeitig die axiale Anordnung der Teile beibehalten wird. Die Erfindung sieht deshalb ein Hebel- systein zwischen dem Ventilteller und dem ausdehnungsfähigen axial dazu ausgerichteten Betätigungselement vor, das eine grössere Be wegung des Ventiltellers in Abhängigkeit von kleinen Bewegungen des ausdehnungsfähigen Teils bewirkt, wobei die gesamte Vorrichtung vorteilhaft in einem Raum untergebracht wer den kann, der nicht grösser ist, als der von bisher bekannten Vorrichtungen eingenommene Raum.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungs- gegenstandes wird im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben.
Fig. 1 ist ein Aufriss, teilweise im Schnitt, eines temperaturempfindlichen Regelventils gemäss der Erfindung.
Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie II-11 der Fig.1 und Fig.3 eine schaubildliche Ansicht eines Einzelteils.
In der Zeichnung ist das temperatur gesteuerte Regelventil dargestellt, welches ein Gehäuse 10 enthält, das mit einer Einlass- öffnung 12 für den flüssigen oder gasförmigen Brennstoff versehen ist und eine Abschluss kappe 14 aufweist, die auswechselbar durch Schrauben 16 befestigt ist. Die Abschlusskappe 14 hat eine becherförmige Gestalt und bildet mit dem Innern des Gehäuses 10 eine Ventil kammer 17, die mit der Einlassöffnung 12 sowie mit einer Auslassöffnung 18 in Verbin dung steht, die in der Kappe 14 vorgesehen ist.
Die Seite des-Gehäuses 10, die der Abschluss kappe 14 gegenüberliegt, trägt eine Kappe 20, die ein Lager für eine Einstellachse 22 und die übliche Skalenscheibe 24 bildet.
Das soweit beschriebene temperaturge steuerte Regelventil kann z. B. hinter der Frontplatte eines Gasherdes für den Haushalt angeordnet sein, wobei die Scheibe 24 durch die Frontplatte hindurchragt, so dass sie be quem betätigt werden kann. Die temperatur empfindliche Vorrichtung enthält im vorlie genden Fall einen Fühler 28, der in dem Ofen des Herdes angeordnet sein kann und durch eine Kapillarröhre 30 mit dem Innenraum eines ausdehnungsfähigen und zusammenzieh- baren Betätigungselementes 32 in Verbindung steht, das in der Abschlusskappe 14 angeord net ist.
Wie dies bei Vorrichtungen dieser Art üblich ist, trägt das Betätigungselement 32 einen hohlen Zapfen 34, der durch eine Öff nung in der Abschlusswand der Abschluss kappe 14 hindurchgeht. Eine Mutter 36 ist auf den Zapfen 34 aufgeschraubt, um das Betätigungselement 32 an der Abschlusskappe 14 zu befestigen. Die den Fühler 28, das Rohr 30 und das Betätigungselement 32 enthaltende Anordnung ist mit einer geeigneten Flüssig keit gefüllt, die bei Temperaturänderungen an dem Fühler 28 dazu dient, das Betätigungs element 32 in an sich bekannter Weise auszu dehnen oder zusammenzuziehen.
In dem Gehäuse 10 ist in der Kammer 17 ein ringförmiger Ventilsitz 38 ausgebildet, der eine Öffnung 40 begrenzt, durch die der Brennstoff von dem Einlass 12 dem Auslass 18 zuströmt. Ein Ventilteller 42 befindet sich in der Ventilkammer 17, und zwar so, dass er gegenüber dem Ventilsitz 38 hin und her bewegt werden kann und mit diesem in und ausser Berührung gebracht wird, wobei dieser Teil lose auf einem hin und her bewegbaren s und drehbaren Ventilstift 44 montiert ist. Der Ventilstift 44 trägt einen Federteller 46, der eine Schraubenfeder 48 stützt, welche auf dem Gehäuse 10 aufliegt, um den Ventil- teller 42 von dem Ventilsitz 38 abzuheben.
Das eine Ende 50 des Ventilstiftes 44 ragt durch den Ventilteller 42 hindurch und ist mit Gewinde versehen, so dass es in ein rohrför miges Einstellelement 52 innen eingeschraubt werden kann.
Das rohrförmige Einstellelement 52 ist in der Mitte der Ventilkammer 17 koaxial zu dem Ventilsitz 38 und zu dem Betätigungs element 32 angeordnet und wird in dieser Lage durch eine Anzahl. (im vorliegenden Fall zwei) Hebel 54, 56 gehalten. Die Hebel 54, 56 liegen in einander entgegengesetzten Richtungen, und zwar annähernd senkrecht zu der Achse des Ventilsitzes 38 und des Be tätigungselementes 32.
Das innere Ende jedes Hebels 54, 56 ist mit einem halbkreisförmigen Einsehnitt 58 versehen, welche Einschnitte zusammen eine im wesentlichen kreisförmige Öffnung ergeben, welche zwischen den ein ander gegenüberliegenden Enden der Hebel 54, 56 liegt und dureh die das rohrförmige Einstellelement 52 hindurehgeht.
Die äussern Enden der Hebel 54, 56 sind je mit einem Ansatz 60 versehen, und jeder der Ansätze 60 greift in eine passende Öff nung ein, die in zwei einander gegenüber liegenden Platten 6? vorgesehen sind, welche an der Innenwandung der Abschlusskappe 14 durch Schrauben 64 befestigt sind. Die Öff nungen in den Platten 62 sind so gross, dass die Hebelarme 54, 56 eine Sehwenkbewegung um ihre äussern Enden zu einem weiter unten beschriebenen Zweck ausführen können. Es sei erwähnt, class die Platten 62 gegebenenfalls auch wegfallen und die Hebel 54, 56 direkt in der Abschlusskappe-14 schwenkbar gehalten sein können.
Ein Federteller 66 ist. lose auf dem rohr- förmigen Einstellelement 52 angebracht und steht in Eingriff mit. den innern Enden der Hebel 54, 56 und nimmt eine Feder 68 auf, welche das rohrförmige Einstellelement 52 um gibt, und in einem zweiten Federteller 70 liegt, der versehiebbar auf dem Ventilstift 44 neben dem Ventilteller 42 angeordnet ist.
Die Feder 68 hat daher das Bestreben, den Ventil teller 42 und die innern Enden der Hebel 54, 56 auseinanderzudrücken, so dass sie normaler weise den Ventilteller 42 gegen eine Schulter 72 des Ventilstiftes 44 und die innern Enden der Hebel 54, 56 gegen einen Flansch 74 des rohrförmigen Teils 52 drückt.
Es ist ersichtlich, dass die Schwenkbewe gung der Hebel 54, 56 eine axiale Verschie bung des Ventilstiftes 44, des Ventiltellers 42, des Einstellelementes 52, der Feder 68 und der Federteller 66, 70 als Ganzes bewirkt. Wenn jedoch die Schwenkbewegung der Hebel 54, 56 den Ventilteller 42 in Berührung mit dem Ventilsitz 38 bringt, und die Hebel 54, 56 eine weitere Schwenkbewegung ausführen, dann kommen der Ventilteller 42, der Ventil stift 44 und das rohrförmige Einstellelement 52 zum Stillstand, während der Federteller 66 sich zusammen mit den Hebeln 54, 56 wei ter bewegt und ein Zusammendrücken der Feder 68 bewirkt, ohne die andern Teile des Ventils einer zu grossen Beanspruchung aus zusetzen.
Um den Hebeln 54, 56 die erwähnte Schwenkbewegung zu erteilen, ist eine Vor richtung vorgesehen, welche den mittleren Teil derselben mit dem Betätigungselement 32 verbindet. Diese Vorrichtung besteht im vorliegenden Fall aus einem im allgemeinen U-förmigen Schubelement 76, das aus einem Material besteht, welches in Abhängigkeit von Änderungen der Raumtemperatur besonders stark deformierbar ist. Hierzu eignet sich z. B. das bekannte Bimetall, welches aus zwei übereinanderliegenden metallischen Schichten besteht, die einen verschiedenen Ausdehnungs koeffizienten aufweisen, und sich bei Ände rungen der umgebenden Temperatur verbiegt.
Diese Verbiegung dient dazu, die Ausdeh nung oder Zusammenziehung des Betätigungs elementes zu kompensieren, die sich aus Tem peraturänderungen ergibt, die an einem von dem Fühler 28 entfernten Punkt auftreten, und um die genaue Eichung des Thermo staten unabhängig von der Temperatur des Raumes aufrechtzuhalten, welcher das Ge häuse 10, 14 umgibt.
Der Bügelteil des U-förmigen Schubele mentes 76 ist mit einer zentral angeordneten öffnung 78 versehen, durch die ein Stift 80 hindurchgeht, der an dem beweglichen Teil: des ausdehnungsfähigen Betätigungselementes 32 befestigt ist. Der Bügelteil des Schubele mentes 76 liegt am beweglichen Teil des Be tätigungselementes 32 und die Enden 77 des selben berühren den mittleren Teil der Hebel 54, 56. Bei einer Ausdehnung des Betäti- ungselementes 32 wird das Schubelement 76 g o als Ganzes in Richtung auf den Ventilsitz 38 verschoben, so dass die Hebel 54, 56 um die Vorsprünge geschwenkt werden und die An ordnung, welche aus dem Ventilstift 44, dem Ventilteller 42, dem rohrförmigen Element 52 und der Feder 68 besteht, gegen den Ventil sitz 38 bewegen.
Die Enden 77 des Schub elementes 76 berühren die Hebel 54, 56 in der Nähe der Mitte dieser Hebel, um eine Ver stärkung der Verschiebung des Betätigungs elementes 32 zu bewirken und eine Verschie bung des Ventiltellers 42 um ungefähr den doppelten Abstand herbeizuführen, um den sich der bewegliche Teil des Betätigungs elementes 32 verschiebt. Um die Temperatur einzustellen, welche das Regelventil aufrechterhalten soll, wird die wirksame Länge der Verbindung zwischen dem Ventilteller 42 und den innern Enden der Hebel 54, 56 eingestallt. Zu diesem Zweck ist eine Sperrvorrichtung in Form einer biegsamen Platte 82 an dem Ende des rohr- förmigen Einstellelementes 52 befestigt, das gegen das Schubelement 76 zu liegt.
Die Platte 82 ist mit zwei seitlich herausragenden Vor sprüngen 84 versehen, von denen jeder einen gegen die Hebel hin gebogenen Endabschnitt 86 hat, der in passende öffnungen der Hebel 54, 56 eingreift. Die Sperrplatte 82 ver hindert daher eine Drehung des rohrförmigen Einstellelementes 52; sie gestattet jedoch infolge ihrer Durchbiegung eine axiale Bewe gung des rohrförmigen Einstellelementes 52 gegenüber dem Gehäuse 10, 14. Um eine freie Beweglang des Schubelementes 76 sicherzu stellen, sind die Enden 77 desselben mit Ein schnitten 87 versehen, durch die sich die Vor sprünge 84 hindurchbewegen können.
Zwischen dem Ventilstift -14 -und der Ein stellachse 22 ist eine verschiebbare, ein Dreh moment übertragende Verbindung vorgesehen. Diese Verbindung wird durch einen Flansch 88 hergestellt, der an der Achse 22 befestigt ist und radial verlaufende Schlitze 90 auf weist. Zwei Klauen 92 sind an dem Ende des Ventilstiftes 44, welches dem Gewindeteil 50 gegenüberliegt, angeordnet, so dass sie ver schiebbar durch die Schlitze 90 in dem Flansch 88 hindurchgehen. Der Knopf 24 kann daher gedreht werden, um die Einstellachse 22 zu drehen, und hierdurch den Ventilstift 44 ge genüber dem Einstellelement 52 ebenfalls zu verdrehen.
Hierdurch wird der Gewindeteil 50 des Ventilstiftes 44 in das rohrförmige Einstellelement 52 hinein- oder aus ihm her ausgeschraubt, so dass der Abstand eingestellt wird, den der Ventilteller 42 zurücklegen muss, bevor er den Ventilsitz 38 berührt. Bei Inbetriebsetzung der Vorrichtung wird die Skalenscheibe 24 in irgendeine gewünschte Einstellung gebracht. Diese Drehung dient dazu, den Gewindeteil 50 des Ventilstiftes 44 in das rohrförmige Element 52 hineinzu schrauben und bewirkt unter der Vorspan- nung der Feder 48 eine Bewegung des Ven tiltellers 42 von dem Ventilsitz 38 weg.
Der Brennstoff kann dann von dem Einlass 1-2 durch die Ventilöffnung 40 und durch die Auslassöffnung 18 der Vdrwendungsstelle; z. B. einem Ofen eines Haushaltgasherdes, zuströmen.
Wenn die Temperatur des Ofens, die von dem Fühler 28 gemessen wird, sich derjenigen nähert, auf die die Scheibe 24 eingestellt wor den ist, dehnt sich das Betätigungselement 32 aus und schiebt das Schubelement 76 in Fig. 1 nach links. Infolge der Tatsache, dass die Feder 68 stärker ist als die Feder 48, wird die letztere zusammengedrückt, und der Ven tilteller 42 bewegt. sich auf seinen Sitz 38 zti, wobei die Feder 68 die innern Enden der Hebel 54, 56 in der gleichen Stellung gegen über dem rohrförmigen Element 52 hält, die sie vor der Ausdehnungsbewegung des Be tätigungselementes 32 eingenommen haben.
Wenn die von dem Fühler 28 gemessene Temperatur denjenigen Wert erreicht, der durch die Einstellung der Scheibe 24 gegeben ist, kommt der Ventilteller 42 mit dem Ventil sitz 38 in Berührung und verhindert einen weiteren Durchtritt des Brennstoffes in die Ventilkammer 17. Es ist ersichtlich, dass am Ende der Bewegung des Ventiltellers 42 vor dem endgültigen Aufsetzen desselben eine Drosselung der Brennstoffzufuhr eintritt.
Da jedoch das Verhältnis zwischen der Verschie bung des Ventiltellers 42 und der Ver schiebung des beweglieheil Teils des Betäti gungselementes 32 etwa 2:1 beträgt, wird eine starke Drosselung der Brennstoffzufuhr verzögert, bis das ausdehnun-,rsfähige Betäti gungselement 32 sich so weit. au.sgedelint hat, dass es ein Aufsetzen des Ventiltellers 42 be wirkt.
Dem Ofen strömt daher eine ziemlich grosse Brennstoffmenge zu, bis die Regelteni- perat.ur tatsächlich erreicht. wird, und die Re geltemperatur wird daher in einer kürzeren Zeit erreicht, als es bei bekannten Vorrich tungen der Fall war, bei denen sieh der Ventil teller zusammen finit dem beweglichen Teil des Betätigungselementes bewegen kann.
Falls das Betätigungselement. 32 sieh wei ter ausdehnt, als es erforderlich ist, um ein Aufsetzen des Ventiltellers 42 zu bewirken, wie es durch ein sogenanntes überregem ein treten kann, dann erzeugt das Schubelement 76 eine weitere Schwenkbewegung der Hebel 54, 56; jedoch bewirkt eine solche Seh%venk- bewegung nur ein Zusammendrücken der Fe der 68, ohne dass die Gefahr einer Beschädi- gung irgendeines der wirksamen Teile be stellt.
Wenn die voll dem Fühler 28 gemessene Temperatur unter die durch die Scheibe 24 eingestellte Temperatur sinkt, zieht sich das Betätigungselement 32 zusammen und ge stattet ein Abheben des Ventiltellers 42 von dem Ventilsitz 38 unter der Spannung der Feder 48.
Da das Verschiebungsverhältnis 2 :1 zwischen dem Ventilteller 42 und dem Betäti gungselement 32 immer besteht, wird durch eine kleine Zusammenziehung des Betätigungs- elementes 32 eine grosse Verschiebung des Ven- tiltellcrs 42? herbeigeführt und eine grosse Brennstoffzufuhr zu dem Ofen bewirkt. In dem Ofen ist. daher sofort eine verhältnis mässig grosse Wärmemenge verfügbar, um die Regeltemperatur in einer kleinstmöglichen Zeit wieder zu erreichen, so dass die Regel temperatur möglichst genau eingehalten wer den kann.
In der obigen Beschreibung ist ein bevor zugtes Ausführungsbeispiel des Erfindungs gegenstandes beschrieben. Es ist jedoch ver ständlich, dass die Erfindung nicht auf die Einzelheiten der Konstruktion und die An ordnung der dargestellten Teile beschränkt. ist.