DE3033210A1

DE3033210A1 - Thermostatic valve for central heating systems - has sealing member provided with noise and vibration dampening roughened zone

Info

Publication number: DE3033210A1
Application number: DE19803033210
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 5650 Solingen Mattiske; Günther Ing.(grad.) 5632 Wermelskirchen Möbus; Johannes Dipl.-Ing. 5600 Wuppertal Stosiek
Original assignee: Joh Vaillant GmbH and Co
Current assignee: Vaillant GmbH
Priority date: 1980-08-29
Filing date: 1980-08-29
Publication date: 1982-04-08

Abstract

The valve is located in a pressure-charged chamber and has a sealing member and a valve seat connected to a feed and an outlet pipe. The surface (19) of the sealing member (18), which faces the feed channel (5) has a zone of defined roughness. The depth of the roughness is linearly proportional to the max. capacity of the valve. The roughness extends almost to the sealing edge (16) of the valve. An additional similar zone can be located downstream of the sealing edge.

Description

Joh. Vaillant GmbH u. Co DE 8151Joh.Vaillant GmbH u.Co DE 8151

2 7. oa so2 7. oa so

VentilValve

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein innerhalb eines druckbeaufschlagten Raumes angeordnetes Ventil gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.The present invention relates to a valve arranged within a pressurized space according to FIG the preamble of the main claim.

Aus der DE PS 22 57 196 ist ein geräuscharmes Hubventil, insbesondere für Thermostatventile, bekanntgeworden, das aus einem kegelstumpfartigen Ventilkörper besteht, der in den Zulaufkanal des Ventilsitzes hineinragt. Der Ventilkörper überkragt mit einem Ansatz den' Ventilsitz, wobei
der Kragen tagential verlaufende Schlitze aufweist» Bei
nur geringen Durchlaßspalten zwischen Ventilkörper und Ventilsitz strömt das Wasser über den Drosselspalt zwischenFrom DE PS 22 57 196 a low-noise lift valve, in particular for thermostatic valves, has become known, which consists of a truncated cone-shaped valve body which protrudes into the inlet channel of the valve seat. The valve body protrudes over the 'valve seat with an approach, wherein
the collar has slits running tangentially »at
only small passage gaps between the valve body and valve seat, the water flows through the throttle gap between

-Z-ORIGiNALiNSPECTED -Z- ORIGiNALiNSPECTED

OUJOZIUOUJOZIU

Ventilkörper und Ventilsitz ab und gelangt durch die Schlitze des überkragenden Teils in den Auslaßkanal. Durch die Kanalisierung im Bereich der Schlitze wird ein senkrechtes Auftreffen des Wasserstroms an den Gehäuseinnenraum des Ventils vermieden. Hieraus resultiert eine gewisse Geräuschminderung .Valve body and valve seat and passes through the slots in the protruding part into the outlet channel. Through the Channeling in the area of the slots is a vertical impingement of the water flow on the interior of the housing of the valve avoided. This results in a certain reduction in noise .

Weiterhin ist es aus der DE-AS 26 48 540 bekannt, ein in einen ZentralheizungskreiB angeordenetes Thermostatventil an seinem Ventilkörper im Zulaufkanal zum Ventilsitz mit den Kegel überragenden Stegen zu versehen, wobei die Stegdächer abgeflacht sind. Hieraus resultiert eine Aufteilung des zuströmenden Wasserstromes und eine Überlagerung von Teilströmen, so daß sich eine Geräuschverminderung ergibt. Dem gesamten Stand der Technik haftet der Nachteil an, daß die zugehörigen Venfcilkörper relativ aufwendig in der Fertigung sind.Furthermore, it is known from DE-AS 26 48 540, a thermostatic valve arranged in a central heating circuit to provide on its valve body in the inlet channel to the valve seat with the cone protruding webs, the web roofs are flattened. This results in a division of the inflowing water flow and an overlay of Partial flows, so that there is a reduction in noise. The entire prior art has the disadvantage that the associated Venfcilkörper are relatively expensive to manufacture.

Der vorliegenden Erfindung liegt mithin die Aufgabe zugrunde, die Geräuschempfindlichkeit von Ventilen, insbesondere von mit kleinen Öffnungsspalten arbeitenden Thermostatventilen, herabzusetzen, ohne den Pertigungsaufwand in die Höhe zu treiben.The present invention is therefore based on the object of the noise sensitivity of valves, in particular of thermostatic valves working with small opening gaps, without increasing the manufacturing effort to drift.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des gekennzeichneten Teils des Hauptanspruchs.This problem is solved with the features of the characterized part of the main claim.

Woj. l.ore Ansäet; Haltungen und besonders vorteilhafte Weiter-Woj. l.ore Ansäet; Attitudes and particularly advantageous further

- 3 ORIGINAL INSPECTED- 3 ORIGINAL INSPECTED

bildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, die Ausführungsbeispiele anhand der Figuren eins bis sechs der Zeichnung näher erläutern.
Es bedeuten:Formations of the invention can be found in the dependent claims and the following description, which explain the exemplary embodiments in more detail with reference to Figures one to six of the drawing.
It means:

Figur eins eine Schnittdarstellung eines Thermostatventils ,Figure one is a sectional view of a thermostatic valve,

* Figuren zwei bis fünf die möglichen Ausgestaltungen der Rauhigkeitszonen im Bereich des Ven-. tils und* Figures two to five show the possible configurations of the roughness zones in the area of the Ven-. tils and

Figur sechs ein Diagramm.Figure six is a diagram.

In allen Figuren bedeuten gleiche Bezugszeichen.jeweils die gleichen Einzelheiten.In all figures, the same reference symbols denote respectively the same details.

Ein Thermostatventil gemäß Figur eins besteht im wesentlichen aus einem Ventilgehäuse 1 und einem Thermostataufsatz 2 mit Einstellhandgriff 3· Das Ventilgehäuse 1 weist einen Stutzen 4 für einen Zulaufkanal 5 und einen Stutzen 6 für einen Ablaufkanal 7 auf, wobei der Zulaufkanal 5 ein Innengewinde und der Ablaufkanal 7 ein Außengewinde trägt. Mittels einer Überwurfmutter 8 ist ein weiterführendes Leitungsstück 9 angeschlossen.A thermostatic valve according to Figure one consists essentially of a valve housing 1 and a thermostat attachment 2 with adjustment handle 3 · The valve housing 1 has a nozzle 4 for an inlet channel 5 and a nozzle 6 for an outlet channel 7, the inlet channel 5 being a Internal thread and the drainage channel 7 has an external thread. By means of a union nut 8 is a further line piece 9 connected.

Im Inneren des Veritilgohäuoea 1 sind Zulaufk.;uial 5 und Ab-Inside the Veritilgohäuoea 1 are inlet channels; uial 5 and outlet

ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

laufkanal 7 über .einen Ventilsitz 10 miteinander verbunden, äer von einem Verschlußstück 11 beherrscht wird. Das Ventilverschlußstück und der Ventilsitz können, wie im Ausführungsbeispiel nach Figur eins, kreisrund sein, bei Wahl einer Hahn- oder Schieberkonstruktion können sich auch andere Figur ierungen ergeben. Der Zulauf kanal 5 ist stromauf des Ventilsitzes 10 mit einer Zone 12 definierter Rauhigkeit versehen. Eine solche Zone kann auch im Ablaufkanal stromab des Ventilsitzes 10 vorgesehen sein.channel 7 connected to one another via a valve seat 10, äer is dominated by a closure piece 11. The valve plug and the valve seat can, as in the embodiment of Figure one, be circular, if selected a tap or slide construction can also result in other figurations. The inlet channel 5 is upstream of the valve seat 10 is provided with a zone 12 of defined roughness. Such a zone can also be in the drainage channel be provided downstream of the valve seat 10.

Das Verschlußstück 11 ist von einer Betätigungsstange 13 beherrscht, die ihrerseits von einem Ausdehnungskörper angelenkt ist, der im Bereich des Handgriffs 3 angeordnet ist. Mittels einer Überwurfmutter 14 ist der Thermostataufsatz 2 an einem Gewinde des Ventilgehäuses 1 befestigt.The closure piece 11 is supported by an actuating rod 13 which in turn is articulated by an expansion body which is arranged in the area of the handle 3 is. The thermostat attachment 2 is fastened to a thread of the valve housing 1 by means of a union nut 14.

Die Figuren zwei bis fünf geben über die Art und Anordnung der Rauhi,",keitszone 12 näheren Aufschluß. So ist in der Figur zwei der Ventilsitz 10 vergrößert dargestellt, der eine linienförmige Dichtkante 16 ergibt. Der Ventilsitz besteht aus Metall, vorzugsweise aus Messing. Das zugehörige Ventilverschlußstück besteht im einzelnen aus einer zylindrischen Metallplatte 17, auf der eine Dichtungsplatte 18 befestigt ist, die aus Kunststoff besteht und gegenüber dem Material des Ventilsitzes beziehungsweise der Platte 17 weich elastisch ist.Figures two to five provide more detailed information about the type and arrangement of the Rauhi, "keitszone 12. So is in the Figure two of the valve seat 10 is shown enlarged, which results in a linear sealing edge 16. The valve seat consists of metal, preferably brass. The associated valve closure piece consists in detail of one cylindrical metal plate 17 on which a sealing plate 18 is attached, which consists of plastic and opposite the material of the valve seat or the plate 17 is soft and elastic.

Der innere Boreich 24 der Stirnfläche 19 der DichtplatteThe inner Boreich 24 of the end face 19 of the sealing plate

- 5 ORiGiWAL INSPECTED- 5 ORiGiWAL INSPECTED

18 ist mit der Zone 12 definierter Rauhigkeit versehen, indem eine entsprechende Auflage auf die Fläche 19 aufgeklebt ist. Bei geschlossenem Ventil gemäß Ausführungsbeispiel nach Figur zwei ist die Zone 12 als Kreisfläche ausgebildet, diese Zone 12 ist dem in Richtung des Pfeiles 20 zuströmenden Wassers zugewandt, befindet sich also stromauf der Dichtkante 16 des Ventilsitzes 10. Eine solche Rauhigkeitszone kann sich auch als Kreisringfläche 21 auf der Stirnseite 19 der Dichtplatte 18 befinden, diese Kreisringzone '21 ist dann der Dichtkante beziehungsweise Drosselspalt nachgeschaltet, befindet sich also stromab der engsten Querschnittsstelle im Ventil. Bei dieser Ausführung weist der Ventilsitz weder im Bereich 22 stromauf noch im Bereich 23 stromab der Dichtkante 16 eine Rauhigkeit auf. Bei besonderen Umständen können jedoch auch hier zusätzlich zu den Rauhigkeitszonen weitere Rauhigkeitszonen vorgesehen sein. Während die Rauhigkeitszone 24 kreisförmig ist und die Zone 21 kreisringförmig ausgestaltet ist, werden sich diese Figurierungen bei anderen Ventilabmessungen ändern. Die Rauhigkeitszonen, die gegebenenfalls im Bereich der Zonen 22 und 23 vorgesehen sind, werden einen Zylindermantel beziehungsweise Kegelmantel beschreiben.18 is provided with zone 12 of defined roughness, by gluing a corresponding overlay onto the surface 19. With the valve closed according to the exemplary embodiment According to Figure two, the zone 12 is designed as a circular area, this zone 12 is in the direction of the arrow 20 facing the inflowing water, is therefore located upstream of the sealing edge 16 of the valve seat 10. Such a roughness zone can also be seen as a circular ring surface 21 on the Front side 19 of the sealing plate 18 are located, this annular zone '21 is then connected downstream of the sealing edge or throttle gap, so it is downstream of the narrowest Cross section in the valve. In this embodiment, the valve seat is neither upstream nor in the area 22 Area 23 downstream of the sealing edge 16 has a roughness. In special circumstances, however, can also be used here further roughness zones can be provided in addition to the roughness zones. While the roughness zone 24 is circular and the zone 21 is designed in the shape of a circular ring, these figurations will change with other valve dimensions. The roughness zones, which are optionally provided in the area of zones 22 and 23, become a cylinder jacket or describe cone shell.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur»drei sind die Rauhigkeitszonen in das relativ weiche Material der Dichtplatte eingeprägt= Die Dichtplatte ist hier ein Preßteil, so daß die Rauhigkeitszonen durch Gestaltung des Preßwerkzeugs erzeugt werden. Beim Ausführungsbeispiel nach Figur zweiIn the exemplary embodiment according to FIG. 3, the roughness zones are embossed in the relatively soft material of the sealing plate = The sealing plate is a pressed part here, so that the roughness zones are generated by designing the pressing tool. In the embodiment of Figure two

BAD ORIGiNALORIGINAL BATHROOM

sind die Rauhigkeitszonen durch auf die Dichtplatte aufgeklebte Kreis- beziehungsweise Ringbereiche erzeugt worden. In Bereich des Zustromkanals 5 kann die Rauhigkeit durch Rollen mit einem Rändelwerkzeug erzeugt werden, gleiches gilt für die Herstellung der Rauhigkeitszone 23·the roughness zones have been created by circular or ring areas glued to the sealing plate. In the area of the inflow channel 5, the roughness can be produced by rolling with a knurling tool, the same applies to the production of the roughness zone 23

In der Figur vier sind verschiedene Möglichkeiten dargestellt, welche Ausführungsformen die einzelnen Rauhigkeitszonen aufweisen können. Die Figur vier stellt hier eine Ansieht auf das Verschlußstück dar, wobei die einzelnen Sektoren 26 bis 29 verschiedene Ausführungsformen der Rauhigkeitszonen zum Inhalt haben. Nach der Figur 26 handelt es sich um pyramidenförmige Hocker 30. Nach dem Ausführungsbeispiel der Figur 27 sind Dreikante 31 vorgesehen, die mit einer Grundfläche die Dichtebene bilden. Die Längserstreckungen der Dreikante sind so gerichtet, daß sie im Winkel abweichend von null Grad zum Radius des Verschlußstücks stehen. Damit soll vermieden werden, daß die über die Stirnseite 19 der Dichtplatte 18 abströmende Flüssigkeit durch die einzelnen Dreikante 31 lediglich aufgeteilt wird. Statt der Dreikante 31 könnten auch Zylinder gewählt werden. Der Sektor 28 zeigt die Rauhigkeitszone, dargestellt durch Kugelabschnitte 32. Der Sektor 29 zeigt die Rauhigkeitszone als Dreikantpyramiden 33· Wesentlich für die Gestaltung der einzelnen Rauhigkeitszonen ist, daß die einzelnen Erhebungen und Vertiefungen, die durch die möglichen geometrischen Figuren gestaltet werden, rein statistisch liegen und daß sich keine gebündelten Bahnen für die ablau-In the figure four different possibilities are shown which embodiments the individual roughness zones can have. The figure four represents one here Looks at the closure piece, with the individual sectors 26 to 29 different embodiments of the roughness zones purport. According to FIG. 26, these are pyramid-shaped stools 30. According to the exemplary embodiment in FIG. 27, triangular edges 31 are provided which form the sealing plane with a base. The longitudinal extensions of the triangle are directed so that they are in Angle deviating from zero degrees to the radius of the closure piece. This is to avoid the over The liquid flowing off the end face 19 of the sealing plate 18 is merely divided by the individual triangular edges 31 will. Instead of the triangle 31, cylinders could also be selected. The sector 28 shows the roughness zone, shown by spherical sections 32. The sector 29 shows the roughness zone as triangular pyramids 33 · Essential for the design of the individual roughness zones is that the individual bumps and depressions that are possible through the geometrical figures are designed, are purely statistical and that there are no bundled paths for the

- 7 ORIGINAL INSPECTED.- 7 ORIGINAL INSPECTED.

fende Flüssigkeit ergeben. Vielmehr ist angestrebt, dio einzelnen Flüssigkeitsfäden möglichst ungerich fcet gegeneinander fließen zu lassen.yielding liquid. Rather, the aim is to dio individual liquid threads as unevenly as possible against each other to let flow.

Die Rauhigkeitstiefen der einzelnen Zonen hängen im wesentlichen davon ab, wie groß der maximale Durchsatz durch den Dronselspalt zwischen der Dichtkante 16 und der Stirnseite 19 der Dichtplatte 18 ist. Je größer der maximale Durchsatz ist, um so größer wird die Rauhtiefe gewählt.The depth of roughness of the individual zones essentially depends on how large the maximum throughput through the dronsel gap between the sealing edge 16 and the end face 19 of the sealing plate 18 is. The greater the maximum throughput, the greater the selected surface roughness.

Aus der Figur fünf ist eine besondere Form eines Ventils ersichtlich, das nach Art eines Schiebers oder Hahnes aufgebaut ist. Im Bereich eines einen rechteckigen Querschnitt aufweisenden Zuströmkanals 5 weist die eine Seite des Zuströmkanals, nämlich die, an der die Drosselwirkung am stärksten eintritt, die Rauhigkeitszone 35 auf. Das Ventilverschlußstück 11 ist mittels der Stange 13 in Richtung des Pfeils 36 bewegbar. Dargestellt ist in der Figur fünf der geschlossene Zustand. Beim Bewegen des Verschlußstückes 11 wird der Zulauf- mit dem Ablaiifkanal 7 im Bereich des zurückgezogenen Endes 37 das Verschlußstück geöffnet, so daß hier die Drosselstelle gebildet wird. Die aus dem Zuströmlcanal 5 in den Ablaufkanal 7 übertretende Flüsoigk-?.! i, muß zunächst die Rauhigkeitszone 35 ,passieren, ehe die ürosselstelle erreicht wird.From the figure five, a special form of a valve can be seen, which is constructed in the manner of a slide or cock. In the area of an inflow channel 5 having a rectangular cross section, one side of the inflow channel, namely the side at which the throttling effect occurs most strongly, has the roughness zone 35. The valve closure piece 11 can be moved in the direction of the arrow 36 by means of the rod 13. The closed state is shown in FIG. When the closure piece 11 is moved, the inlet and outlet channel 7 in the area of the retracted end 37, the closure piece, is opened so that the throttle point is formed here. The liquid overflowing from the inflow channel 5 into the outflow channel 7 -?.! i must first pass the roughness zone 35 before the throttling point is reached.

Aus dem Diagramm der Figur 6 geht hervor, daß zwischen dem Querschnitt des Regelspaltes, das ist der Spalt zwischenFrom the diagram of Figure 6 it can be seen that between the cross section of the control gap, that is the gap between

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

der Dichtkante 16 und der Stirnseite 19 der Dichtkante 18 und der Rauhigkeitstiefe, ein linearer Zusammenhang gemäß der Kurve 40 besteht. Daß heißt, die Rauhigkeitstiefe folgt einem linear proportionalen Zusammenhang zum größer werdenden Regelspalt. Die maximal mögliche Rauhtiefe ist dort gegeben, wo der Durchflußwiderstand durch das Ventil aufgrund der Rauhigkeitstiefen merklich ansteigt, das Minimum der Rauhigkeit ist dadurch gegeben, daß die geräuschdämpfende Wirkung nicht mehr eintritt. Zwischen diesen Bereiohen kann das Optimum leicht gefunden werden.the sealing edge 16 and the end face 19 of the sealing edge 18 and the roughness depth, according to a linear relationship the curve 40 exists. That means that the roughness depth follows a linear proportional relationship to the increasing Standard gap. The maximum possible surface roughness is given where the flow resistance through the valve is due the roughness depth increases noticeably, the minimum of the roughness is given by the fact that the noise-dampening Effect no longer occurs. The optimum can easily be found between these ranges.

ORiGiNAL iNSFECTEDORiGiNAL iNSFECTED

Claims

Joh.Vaillanb GmbH u.Co DE 851

r Φ, a r Φ, a

-X--X-

Expectations

Arranged within a pressurized room Valve with a valve seat connected to an inflow and an outflow line and a Closure organ, characterized in that the surface (19) of the closure member (11) facing the inflow channel (5) has a more defined zone (24, 26-29) Has roughness.

2. Valve according to claim 1, characterized in that that the depth of the roughness is linearly proportional to the maximum passage area of the valve.

BATH ORIGINAL

3. Valve according to claim 1 or 2, characterized in that the roughness zone extends to just before the sealing edge (16) of the valve body.

4 · Valve according to claim 1 or 2, characterized in that, "eTrie additional zone of roughness is also provided downstream of the sealing edge (16) of the valve.

5. 'Valve according to one of claims 1 to 4, characterized

characterized in that the roughness depth upstream and downstream of the sealing edge (16) is the same.

6. Valve according to one of claims 1 to 5, characterized in that the length extension of the roughness zone upstream and downstream of the sealing edge (16) is the same.

7- valve according to one of claims 1 to 6, characterized in that the zones of roughness through an embossing process are generated.

8. Valve according to one of claims 1 to 6, characterized in that the zones of roughness through Supports on the locking piece (11) respectively are generated on the surface of the inlet channel (5) of the outlet channel (7).

- ■ 3 -

9 · Valve with an inlet duct and a Drain channel connected valve seat and a closure member, characterized in that the inlet channel (5) of the valve is stranded with a zone of defined roughness.

10. Valve according to one of ^ claims 1 to 9, characterized in that the minimum surface roughness is 0.1QO «am.

11. Valve according to one of claims 1 to 10, characterized in that the maximum surface roughness 3 »00 mm amounts to.

12. Valve according to one of claims 1 to 11, characterized in that that the mountains and Tiller dor Rauh deep are arranged statistically distributed.

15 · Valve according to one of claims 1 to 12, characterized characterized in that the zone of defined roughness consists of pyramid bodies.

14 · Valve according to one of Claims 1 to 12, characterized in that the zone of defined roughness consists of spherical segment bodies.

15 · Valve according to one of claims 1 to 12, characterized

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characterized in that the zone of defined roughness consists of cylindrical body parts.

16. Valve according to one of claims 1 to 12, characterized in that the zone of defined roughness consists of cuboid bodies.

17 · Valve according to one of claims 1 to 12, characterized

characterized in that the zone of defined roughness »consists of triangular bodies.

18. Valve according to one of claims 14 to 16, characterized in that the longitudinal axis of the zone defined roughness forming body at an angle deviating from zero degrees to the normal the sealing edge is arranged.

ORIGINAL INSPECTED