Thermustatisch gesteuertes Ventil Die Erfindung bezieht sich auf ein thermostatisch ge steuertes Ventil, wobei ein Verschlusstück von dem Ar- beitselement- eines wenigstens teilweise dampf- oder gas gefüllten thermostatischen Systems gegen die Kraft einer Schliessfeder von seinem Sitz abhebbar ist, insbesondere auf ein Sicherheitsventil dieser Art.
Ein typisches Beispiel für die Anwendung eines sol chen Sicherheitsventils ist bei einer. koksgefeuerten Kes selanlage mit Brauchwasserleitung gegeben. Hier muss dafür gesorgt werden, dass die Temperatur des Kessel wassers 9511 C nicht übersteigt und zu kochen anfängt.
Demzufolge erhält die Brauchwasserleitung auf der Warmwasserseite einen Abzweig, in welchem ein thermo- statisch gesteuertes Sicherheitsventil eingebaut ist, dessen Fühler die Temperatur des Kesselwassers kontrolliert und beim Überschreiten des Grenzwertes das Sicher heitsventil öffnet. Alsdann strömt heisses Brauchwasser über den Abfluss ab und der Kessel wird durch das nachströmende kalte Brauchwasser abgekühlt.
Nachtei lig ist es: bei einem solchen Ventil, dass es geschlossen bleibt und seine Sicherheitsfunktion nicht erfüllen kann, wenn das thermostatische System seine Füllung verliert. Ein weiterer Nachteil bei derartigen Kesseln ist es, dass zwar eine maximale Grenztemperatur überwacht wird, nicht dagegen eine minimale Grenztemperatur, dass also eine Frostsicherung fehlt.
Es sind bereits thermostatische Ventile bekannt, die bei Verlust der Füllung des thermostatischen Systems in die Offenstellung gehen. Dies ist grundsätzlich bei sol chen thermostatischen Ventilen der Fäll, die mit einer Öffnungsfeder versehen sind beim überschreiten eines Grenzwertes der Temperatur schliessen sollen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde; ein ther- mostatisches Ventil anzugeben, das nicht nur beim Über schreiten eines Temperaturgrenzwertes, sondern auch beim Verlust der Füllung des thermostatischen Systems sowie gegebenenfalls auch beim Unterschreiten eines Temperaturgrenzwertes öffnet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch ein zu einem Primärventil parallel geschaltetes Sekundär ventil, dessen Verschlusstück von einem Arbeitselement desselben thermostatischen Systems gegen seinen Sitz ge presst wird.
Bei einem solchen Aufbau ist das Sekundärventil in allen normalen Betriebszuständen und auch beim An sprechen des Primärventils geschlossen, stört also dessen Arbeitsweise nicht. Wenn dagegen die Füllung des ther- mostatischen Systems, an dem beide Ventile ange schlossen sind, verloren geht, öffnet das Sekundärventil, während das Primärventil geschlossen bleibt. Infolge des Öffnungszustandes kann keine Überhitzung beispiels weise des überwachten Kessels auftreten. Ausserdem zeigt der Öffnungszustand, z. B. durch das abfliessende Wasser, an, dass ein Fehler vorliegt.
Das Sekundärventil öffnet sich vorzugsweise nicht nur beim Verlust der Füllung, sondern auch bei Unter schreiten eines vorgegebenen Grenzwertes der vom ther- mostatischen System überwachten Temperatur. Ein sol cher Grenzwert lässt sich beispielsweise mit Hilfe einer das Verschlusstück des Sekundärventils beeinflussenden Öffnungsfeder erreichen. Wenn diese Feder einstellbar ist, kann der untere Grenzwert auch variiert werden. Beim Unterschreiten des Grenzwertes öffnet dann das Ventil, wodurch wiederum ein Fehler, beispielsweise der Ausfall der Feuerung, angezeigt werden kann.
Vorzugsweise wird die Öffnungsfeder so bemessen, dass das Sekundärventil öffnet, wenn der Druck im thermostatischen System dem Dampfdruck bei Raum temperatur entspricht. Sobald daher der Kessel auf Raumtemperatur abgekühlt ist, wird das Fehlen der Feuerung angezeigt.
Selbstverständlich kann die Anzeige des Fehlers (Überschreiten der oberen Grenztemperatur, Verlieren der Füllung. Fehlen der Steuerung) auch fernübertragen werden, sei es, dass die Fernübertragung direkt von der Betätigung des Ventils abgenommen wird, sei es dass die durch das das Ventil durchströmende Wasser betätigt wird.
Eine besonders raumsparende Bauform ergibt sich, wenn die Verschlusstücke von Primär- und Sekundär ventil mechanisch in Reihe liegen und von demselben Arbeitselement beeinflusst sind. Insbesondere kann der Ventilsitz des Sekundärventils durch die Stirnseite einer Bohrung im Verschlusstück des Primärventils gebildet sein.
Bei einer anderen Ausführungsform werden Primär ventil und Sekundärventil mechanisch unabhängig von einander durch zwei an demselben thermostatischen System angeschlossene Arbeitselemente betätigt. Bei die ser Bauform können zwei übliche Ventile. nämlich ein Öffnungsventil und ein Schliessventil miteinander kom biniert werden. um den angestrebten Zweck zu erreichen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zweier Aus führungsbeispiele näher erläutert, und zwar zeigen Fig. 1 in einem Schaltplan die Anordnung des erfin dungsgemässen Ventils in einer Kesselanlage; Fig. 2 im Längsschnitt ein erfindungsgemässes Ventil mit einem Arbeitselement, und Fig. 3 ein erfindungsgemässes Ventil mit zwei Ar beitselementen.
In Fig. 1 ist ein Kessel 1 veranschaulicht. der einen mit Koks versorgten Feuerungsraum 2. einen Wasser mantel 3 und eine Brauchwasser-Rohrleitung 4 aufweist. An den Wassermantel sind der Vorlauf 5 und der Rück lauf 6 einer Zentralheizungsanlage angeschlossen. An die Rohrleitung 4 ist die Kaltwasserzuleitung 7 und die Warmwasserableituna 8 angeschlossen. Diese Leitungen stehen unter dem Druck des Wasserversorgungsnetzes. Beim öffnen eines Ventils 9 kann der Verbraucher war mes Wasser entnehmen.
Von der Leitung 8 zweigt eine Ablaufleitune 10 ab. in welche ein thermostatisch ge steuertes Ventil 11 eingeschaltet ist. das von einem Füh ler 12 im Wassermantel gesteuert ist.
Wenn dieses Ventil<B>11</B> beispielsweise so eingestellt ist. dass es öffnet. wenn die Fühlertemperatur 950 C überschreitet, fliesst heisses Wasser über die Ablauflei- tunn 10 weg und es strömt kaltes Wasser durch die Rohrleitung 4 nach, wodurch die Kesseltemperatur wirksam herabgesetzt wird. Die vorliegende Erfindung befasst sich mit Ventilen. die in der bekannten Schaltung an die Stelle des Ventils 11 treten können.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist im Ven tilgehäuse 13 ein fester Ventilsitz 14 vorgesehen, der mit dem Verschlusstück 15 zusammenwirkt und das Primär ventil bildet. Auf dem Gehäuse 13 befindet sich oben ein Aufsatz 16, das Verschlusstück 15 steht einerseits unter dem Druck einer Schliessfeder 16, die in einem Aufsatz 17 untergebracht ist und deren Spannkraft mit Hilfe eines Federtellers 18 verstellt werden kann. Das Verschluss- stück 15 steht andererseits unter dem Einfluss eines Ar beitselements 19 eines thermostatischen Systems 20, das ausserdem ein Kapillarrohr 21 und einen Fühler 22 auf weist.
Letzterer entspricht dem Fühler 12 in Fig. 1. Das thermostatische System ist teilweise mit Flüssigkeit ge füllt, derart, dass sich ein Dampfraum im Fühler 22 bil det. Die bewegliche Druckplatte 23 des Arbeitselements 19 ist über einen Balg 24 mit dem feststehenden Teil verbunden. An der Druckplatte stützt sich über Zwi schenglieder ein Schaft 25 ab. Der bis hierher beschrie bene Ventilaufbau ist bekannt. Erfindungsgemäss ist der Schaft 25 nicht fest mit dem Verschlusstück 15 verbunden, sondern greift nur kraft schlüssig an ihm an.
Das obere Ende des Schaftes 25 ist als Verschlusstück 26 eines Sekundärventils ausge bildet, das mit einem am Verschlusstück 15 ausgebilde ten Ventilsitz 27 zusammenwirkt. Der Ventilsitz 27 be findet sich an der Stirnfläche einer Axialbohrung 28 im Verschlusstück 15, die über Querbohrungen 29 mit dem Eintrittsraum des Ventils in Verbindung stehen. Eine Öffnungsfeder 30 hat die Tendenz, dass Sekundärventil zu öffnen.
Beim überschreiten einer eingestellten Grenztempe- ratur überwindet die Kraft des Arbeitselements 19 die Kraft der Schliessfeder 16 und das Primärventil öffnet in üblicher Weise. Wenn die Flüssigkeitsfüllung aus dem thermostatischen System 20 ausläuft, wirkt nur noch die Öffnungsfeder 30 und öffnet das Sekundärventil, wenn der Druck im thermostatischen System 20 infolge Tem peraturabsenkung soweit abnimmt, dass die Kraft der Feder 30 überwiegt. In allen Fällen kann Flüssigkeit durch das Ventil abströmen, was einerseits der Sicher heitsfunktion entspricht und anderseits einen Fehler anzeigt.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 sind in einem Ventilgehäuse 30 nebeneinander zwei Ventile angeord net. Ein Primär- oder Öffnungsventil 31 besitzt einen festen Ventilsitz 32. ein Verschlusstück 33, eine Schliess- feder 34 mit einstellbarer Federplatte 35 sowie einem Arbeitselement 36 mit Druckplatte 37 und einem Balg 38. Ein Sekundär- oder Schliessventil 39 besitzt einen festen Ventilsitz 40, ein Verschlusstück 41, eine öff- nunLrsfeder 42 mit einstellbarem Federteller 43 und ein Arbeitselement 44 mit Druckplatte 45 und Balg 46.
Die Eintrittsräume 47 und 48 der beiden Ventile sind über einen Kanal 49 miteinander verbunden, die Austritts räume 50 und 51 der beiden Ventile über einen Kanal 52. Beide Arbeitselemente 36 und 44 sind über Kapillar rohre 53 an einen gemeinsamen Fühler 54 angeschlossen, der dem Fühler 12 in Fig. 1 entspricht und der nur teil weise mit Flüssigkeit gefüllt ist. Beide Arbeitselemente und der Fühler bilden ein gemeinsames thermostatisches System 55. Die beiden Federn 34 und 42 sind durch einen gemeinsamen Aufsatz 56 abgedeckt.
Wenn die Temperatur am Fühler 54 einen mit Hilfe der Federplatte 35 eingestellten Grenzwert überschreitet. öffnet das Primärventil 31 in bekannter Weise. Wenn aus dem thermostatischen System 55 Flüssigkeit ent weicht, öffnet das Sekundärventil 39. da nur noch die Kraft der Feder 42 wirkt. Wenn die Temperatur am Fühler 54 unter einen mit Hilfe der Federplatte 43 ein stellbaren Grenzwert unterschreitet, überwiegt die Kraft der Feder 42 und öffnet das Sekundärventil 59. In allen drei Fällen strömt Flüssigkeit durch das Ventil der Fig. 3 wodurch die Sicherheitsfunktion erfüllt und eine Fehler anzeige gegeben wird.