DE968680C

DE968680C - Saugdruckregler

Info

Publication number: DE968680C
Application number: DEJ5913A
Authority: DE
Inventors: Hans Joergensen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1952-05-28
Filing date: 1952-05-28
Publication date: 1958-03-20

Description

AUSGEGEBEN AM 20. MÄRZ 1958

/ 5913 I a/17 a

Saugdruckregler

Vollautomatische Kühlanlagen erfordern Geräte, die die Temperatur im Kühlraum oder in dem zu kühlenden Medium konstant 'halten. Um die Temperatur konstant zu halten, kann die Kälteleistung der Kühlmaschine oder des Verdampfers entweder periodisch gesperrt oder kontinuierlich gedrosselt werden. Dies kann beispielsweise durch Absperren oder Drosseln der Maschine oder des Kältemittelkreislaufes geschehen. Das Abschalten der Maschine kommt vorzugsweise dann in Frage, wenn die Anlage mit nur einem Verdampfer arbeitet, da dann das An- und Abschalten kein Problem ist. Sind jedoch mehrere Verdampfer an eine Maschine angeschlossen, die mit verschiedenen Temperaturen arbeiten, so ist es in der Regel vorzuziehen, die Verdampfer individuell zu schalten. Dies kann durch An- und Abschalten bzw. veränderliches Drosseln entweder der Flüssigkeitsleitung oder der Saugleitung der zu regelnden Verdampfer geschehen, ao

Es sind, insbesondere bei Kompressions-Kälteanlagen, einerseits thermostatisch gesteuerte Absperrventile und andererseits druckgesteuerte Ventile sowie druckgesteuerte Drosseln als sogenannte Saugdruckregler bekannt. Die Saugdruckregler be- as zwecken eine Gleichhaltung der Verdampfungstemperatur. Die im Verdampfer erzeugte Temperaturdifferenz kann konstant gehalten werden, indem die aus dem Verdampfer über den Saugdruckregler abströmende Kältemittelmenge bei

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zunehmendem Kältemitteldruck vergrößert wird Hierdurch wird aber noch nicht ohne weiteres schon eine Gleichhaltung der Temperatur im Kühlraum erzielt, da die letztere auch, durch Schwankungen der Außentemperatur, durch öffnen der Kühlraumtür, Einbringen neuen Kühlgutes od. dgl. beeinflußt werden kann.

Der Erfindung liegt nun der Gedanke zugrunde, einen Saugdruckregler zusätzlich durch die Temperatur im Kühlraum zu beeinflussen. Erfindungsgemäß ist daher der Durchströmquerschnitt eines Saugdruckreglers, der in Abhängigkeit vom Druck in der Kältemittelleitung und gleichsinnig mit diesem steuerbar ist, zusätzlich auch in Abhängigkeit von der Temperatur im Kühlraum der Kälteanlage und gleichsinnig mit dieser steuerbar.

Ein Temperaturanstieg im Kühlraum bewirkt dann eine Vergrößerung des Durchströmquerschnitts im Saugdruckregler für das vom Verdämpfer kommende Kältemittel und damit eine Druckminderung im Verdampfer. Durch diese Druckminderung ergibt sich eine Temperatursenkung, so daß die Temperaturdifferenz zwischen dem Verdampfer und dem zu kühlenden Medium und damit auch die Kälteleistung vergrößert wird. Beim Abfallen der Temperatur im Kühlraum wiederum wird eine Verkleinerung des Durchströmquerschnitts im Saugdruckregler und damit eine Erhöhung des Verdampf erdruckes bewirkt. Dadurch wird die Temperaturdifferenz verringert, so daß sich eine Minderleistung des Verdampfers ergibt. Ein Saugdruckregler nach der Erfindung gestattet es also, zusätzlich zu der bei Saugdruckreglern bekannten Gleichhaltung des Druckes bzw. der Verdampfungstemperatur noch in Abhängigkeit von der Temperator im Kühlraum bei Temperaturabfall eine Verminderung der Kälteleistung¹ und bei Temperaturanstieg eine Erhöhung der Kälteleistung zu erhalten.

■40 Bei einer bevorzugten Ausführungsform eines Saugdruckreglers gemäß der Erfindung ist eine aus einem Behälter mit einer beweglichen Wandung bestehende Temperatursteuereinrichtung, welche von einem durch die Temperatur im Kühlraum beeinfhißten Medium mit temperaturabhängigem Volumen gesteuert wird, derart mit einer Drucksteuereinrichtung, die aus einem Behälter mit einer beweglichen Wandung besteht, welche von dem Druck in der Kältemittelleitung gesteuert wird, gekuppelt, daß eine Vergrößerung oder Verkleinerung des Volumens sowohl des einen wie des anderen Behälters- jeweils eine gleichsinnige Änderung des Durchströmquerschnitts der Kältemittelleitung zu bewirken sucht.

Die Temperatursteuereinrichtung und die Drucksteuereinrichtung können miteinander durch eine starre Verbindung ihrer beweglichen Wandungen gekuppelt sein. Die Drucksteuereinrichtung wird vorzugsweise vom Druck auf der Druckseite der Kältemittelleitung beaufschlagt. Die bewegliche Wandung des Behälters der Temperatursteuereinrichtung kann mit einem Gehäuse verbunden sein, das die Temperatursteuereinrichtung umschließt und an dem eine Verbindungsstange zur beweglichen Wandung der Drucksteuereinrichtung angreift. Zweckmäßig ist die Temperatursteuereinrichtung lösbar mit dem Saugdruckregler verbunden.

Das Sperr- oder Drosselorgan für die Kältemittölleitung kann als hohlzylindrischer Kolben mit einöm Boden ausgebildet sein, der mit der beweglichen Wandung des Behälters der Drucksteuereinrichtung gekuppelt ist. Der Boden des Sperroder Drosselorgans kann mit öffnungen versehen sein, über die die Kältemittelleitung mit dem Innern des Behälters der Drucksteuereinrichtung verbunden ist. Ferner kann das Sperr- oder Drosselorgan so ausgebildet, angeordnet und bemessen sein, daß es bei von seinem Sitz angehobenem Zustand vom Druck mindestens teilweise entlastet ist.

Ein Saugdruckregler gemäß der Erfindung kann außerhalb des Kühlraumes angeordnet sein, wobei zweckmäßig der Behälter der Temperatursteuereinrichtung mit einem im Kühlraum angeordneten Temperaturfühler verbunden ist. Der Saugdruckregler kann aber auch im Kühlraum angeordnet werden; in diesem Fall ist der Behälter der Temperatursteuereinrichtung zweckmäßig selbst als Temperaturfühler ausgebildet.

Vorzugsweise steht mindestens eine der bewegliehen Wandungen der Steuereinrichtungen unter Einwirkung der Kraft einer Gegenfeder; diese ist zweckmäßig durch eine Einstellvorrichtung willkürlich einstellbar.

Fig. ι zeigt die schematische Darstellung eines temperaturgesteuerten Saugdruckreglers nach der Erfindung an einem Verdampfer, bei dem das Ventil außerhalb des Kühlraumes angebracht und der Temperaturfühler in dem Kühlraum angeordnet ist;

Fig. 2 zeigt eine Anordnung ohne Temperaturfühler, bei der das Ventil im Kühlraum angeordnet ist. In diesem Fall kann der Fühler fehlen, daeine Druckkapsel gleichzeitig als Fünlorgan wirkt;

Fig. 3 zeigt den neuen Saugdruckregler im Schnitt.

In allen Figuren ist mit der Pfeilrichtung die Strömung des Kältemittels angedeutet, die über ein schematisch dargestelltes thermostatisches Expansionsventil zum Verdampfer und von diesem über den Saugdruckregler zurück verläuft. Mit geraden Linien in Form eines rechten Winkels ist in Fig. ι und 2 die Kühlraumwandung angedeutet. Das Ventilgehäuse 1 hat einen Anschluß 2 zum Verdampfer und einen Anschluß 3 zur Saugleitung n₅ eines Kompressors. Der Ventilsitz 4 ist absperrbar durch die Stirnfläche 5 eines Steuerkolbens 6, der einen Durchmesser 6_a hat, der dem mittleren Durchmesser 4_a des Ventilsitzes 4 entspricht, so daß der Kolben 6 praktisch druckentlastet ist. Der Steuerkolben besitzt eine Labyrinthdichtung in Form von Nuten, um ein besseres Abdichten zu erzielen. Der Druck, der im Verdampfer herrscht, überträgt sieb durch die Löcher 7 auf das Wellrohr 8, welches über eine Kapsel 9 und eine Verschraubung 24, 27 mit dem Steuerkolben 6 starr

verbunden ist. Dem Druck auf das Wellrohr 8 wirkt eine Feder io entgegen, und durch entsprechende Spannung dieser Feder mit Hilfe einer Regulier schraube 11 im Deckel 19 einer Muffe 20 kann die Feder 10 auf einen bestimmten Druck eingestellt werden.

Zusätzlich wirkt eine thermostatische Steuervorrichtung auf den Steuerkolben 6 ein. Diese besteht aus-einer Kapsel 12, in die ein mit einer Kapsel 14 starr verbundenes Wellrohr 13 eingebaut ist. In dem Innenraum 15 des Wellrohres 13, das einen vollkommenen geschlossenen Hohlraum bildet, herrscht ein Druck, der von einem Temperaturfühler 16 vermittels eines Rohres 17 übertragen wird. Dieser Druck entspricht der Temperatur, die der Fühler 16 abtastet.

Die Kapsel 14 ist über Säulen 18 mit dem Deckel 19 einer Muffe 20 starr verbunden. Die Muffe 20 besteht aus wärmeisolierendem Werkstoff, damit

so die Kälte, die in der Saugleitung herrscht, nicht auf die thermostatische Steuervorrichtung übertragen werden kann, da anderenfalls durch Temperaturbeeinflussung die thermostatische Steuervorrichtung 121, 13, 14 verändert wird.

as Der Druck in dem Raum 15 wirkt auf die innere Oberfläche des Deckels 21 und hebt diesen und damit auch die ganze Kapsel 12 bei seinem Ansteigen von dem Ventilsitz 4 ab. Diese Bewegung auf das Ventil erfolgt über die Spindel 22, die durch eine Verschraubung 23- mit der Kapsel 12 starr, aber lösbar verbunden ist. Druckveränderungen in dem Raum 15 werden auf die Büchse 9 und damit auf das Wellrohr 8 und auf den Steuerkolben 6 übertragen, da die Spindel 22 über eine Verschraubung 24, 27 mit der Kapsel 9 und dem Steuerkolben 6 gekuppelt ist. Durch entsprechende Bemessung der Wellrohre 8 und 13 und entsprechende Füllung des Fühlers 16 mit Steuerflüssigkeit kann das Ventil so abgestimmt werden, daß es die jeweils günstigste Arbeitscharakteristik erhält. Die Temperatursteuervorrichtung ist mittels Verschraubungen 26 über Deckel 19 und Muffe 20 mit der Drucksteuervorrichtung lösbar verbunden. Durch Lösen der Verschraubungen 26 sowie der Schraubverbindung 23 kann die Temperatursteuervorrichtung 12, 13, 14, 25 von der Drucksteuervorrichtung gelöst und damit entfernt werden, ohne die Drucksteuervorrichtung aus der Leitung ausbauen zu müssen. Die Temperatursteuervorrichtung kann bei Defekt wer den ohne weiteres ausgewechsel't werden. Die Drucksteuervorrichtung kann ohne Temperatursteuervorrichtung als Konstantdruckventil alsdann weiter arbeiten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Saugdruckregler für Kälteanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß sein Durchströmquerschnitt, der in Abhängigkeit vom. Druck in der Kältemittelleitung und gleichsinnig mit diesem steuerbar ist, zusätzlich auch in Abhängigkeit von der Temperatur im Kühlraum der Kälteanlage und gleichsinnig mit dieser steuerbar ist.
2. Saugdruckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatursteuervorrichtung, die aus einem Behälter mit einer beweglichen Wandung (21) besteht, welche von einem durch die Temperatur im Kühlraum beeinflußten Medium mit temperaturabhängigem Volumen gesteuert wird¹, mit der Drucksteuereinrichtung, die aus einem Behälter mit einer beweglichen Wandung (9) besteht, welche von dem Druck in der Kältemittelleitung gesteuert wird, derart gekuppelt ist, daß eine Vergrößerung oder Verkleinerung des Volumens sowohl des einen wie des anderen Behälters jeweils eine gleichsinnige Änderung des Durchströmquerschnitts der Kältemittelleitung zu bewirken sucht.
3. Saugdruckregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatursteuereinrichtung und die Drucksteuereinrichtung durch eine starre Verbindung (22) ihrer beweglichen Wandungen (9, 21) miteinander gekuppelt sind.
4. Saugdruckregler nach einem der Ansprüche ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucksteuereinrichtung vom Druck auf der Druckseite der Kältemittelleitung· beaufschlagt ist. go
5. Saugdruckregler nach einem der Ansprüche ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Wandung (21) des Behälters der Temperatursteuereinrichtung mit einem dieses umschließenden Gehäuse (12) verbunden ist, an welchem die Verbindung zur beweglichen Wandung (9) der Drucksteuereinrichtung angreift.
6. Saugdruckregler nach einem der Ansprüche ι bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatursteuereinrichtung lösbar mit dem Saugdruckregler verbunden ist.
7. Saugdruckregler nach einem der Ansprüche ι bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperr- oder Drosselorgan für die Kältemittelleitung als hohlzylind'rischer, mit einem Boden versehener Kolben ausgebildet ist und daß der Bodfen mit der beweglichen Wandung des Behälters der Drucksteuereinrichtung gekuppelt ist.
8. Saugdruckregler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden des Sperr- oder Drosselorgans (6) mit öffnungen versehen ist, über die die Kältemittelleitung mit dem Innern des Behälters (9) der Drucksteuereinrichtung verbunden ist.
9. Saugdruckregler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperr- oder Drosselorgan so ausgebildet, angeordnet und bemessen ist, daß es bei von seinem Sitz angehobenen Zustand vom Druck mindestens teilweise entlastet ist.
10. Saugdruckregler nach einem der Ansprüche ι bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß er außerhalb des Kühlraums angeordnet ist und daß der Behälter der Temperatursteuerein-

richtung mit einem im Kühlraum angeordneten Temperaturfühler verbunden ist.
11. Saugdruckregler nach einem der Ansprüche ι bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß er im Kühlraum angeordnet und der Behälter der Temperatursteuereinrichtung selbst als Temperaturfühler ausgebildet ist.
12. Saugdruckregler nach einem der Ansprüche ι bis ii, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der beweglichen Wandungen (9, 21) der Steuereinrichtungen unter Einwirkung der durch eine Einstellvorrichtung (11) willkürlich einstellbaren Kraft einer Gegenfeder (10) steht.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Französische Patentschrift Nr. 831073;

USA.-Patentschriften Nr. 2046894, 2088102, 2291503;

Zeitschrift »Air Conditioning & Refrigeration News« vom 22. Dezember 1947, Aufsatz »The Key to Air Conditioning« von James J. La S al via, Fig. 6 mit zugehöriger Beschreibung;

Prospekte der Firma Danfoss, Nordborg, Dänemark, vom März 1943 (Type TRV) und vom März 1944 (Type TSA 10);

Prospekt »FLICA-Ventile« der Firma Flitsch & Egelhof, Stuttgart-Fellbach.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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