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Temperaturregler, insbesondere für Milcherhitzer.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Temperaturregler mit einem Wärmefühlersystem, das unter Inanspruchnahme von zwei kombiniert arbeitenden Wärmefühlern das Heizdampfventil einer Heiz-oder Erhitzereinrichtung steuert. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Temperaturregler von Erhitzern für Milch oder ähnliche Stoffe.
Bei den bisher bekannten Temperaturreglern dieser Art stehen beide Wärmfühler des Wärmefühlersystems lediglich mit einem heizenden Wärmeübertragungsmittel in Berührung, wobei der eine Wärmefühler an der Eintrittsseite des Wärmeübertragungsmittels und der andere Wärmefühler an der Austrittsseite des Wärmeübertragungsmittels in die Erhitzereinriehtung eingebaut ist. Das Wärmefühlersystem des Temperaturreglers wird also bei dieser Anordnung der beiden Wärmefühler einerseits von der Eintrittstemperatur und anderseits von der Austrittstemperatur des Heiz-oder Wärmeübertragungsmittels beeinflusst, während die Temperatur des zu erhitzenden oder erhitzten Stoffes keinerlei Einfluss auf die Temperaturregeleinrichtung ausüben kann.
Bei mit Dampf beheizten Milcherhitzern, z. B. bei dampfbeheizten Trommelmileherhitzern, sind ferner Temperaturregler bekannt, die lediglich einen einzigen Wärmefühler haben, der unmittelbar in die Milchausflussleitung eingebaut ist. Diese bekannte Anordnung genügt bei dampfbeheizten Milcherhitzern ebensowenig wie die erstgenannte Anordnung den hohen Anforderungen, die an die Arbeitsgenauigkeit eines Temperaturreglers für Milcherhitzer gestellt werden, weil hiebei zwar die Milchtemperatur voll berücksichtigt wird, aber sonstige äussere Einflüsse ausser acht gelassen werden.
Die Erfindung beseitigt die Nachteile der bekannten Temperaturregler dadurch, dass von zwei kombiniert arbeitenden Wärmefühlern eines Wärmefühlersystems der eine Wärmefühler in die Dampfzuleitung und der andere Wärmefühler in die Milchausflussleitung eingebaut wird. Dadurch wird erreicht, dass zwar als Grundlage für die Temperaturregelung ein in die Milchausflussleitung eingebauter Wärmefühler beibehalten ist, aber der in die Dampfzuleitung eingebaute zweite Wärmefühler ausserdem etwaige nachteilige Schwankungen der Dampftemperatur ausgleichen kann. Infolge des gleichzeitig von dem Heizdampf und von der erhitzten Milch ausgeübten regelnden Einflusses können daher Temperaturschwankungen bei Milcherhitzern, die hauptsächlich auf Mengenschwankungen von Dampf und Milch zurückzuführen sind, noch besser als bisher vermieden werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird der vom Dampf beeinflusste Wärmefühler vorzugsweise in einem zwischen dem Dampfventil und dem Erhitzer eingeschalteten Dampfgefäss angeordnet, das als Stauraum oder Dampfpuffer oder Drossel ausgebildet ist, indem z. B. ein siebartig durchlöchertes Zwischenrohr, Lochplatten oder ähnliche, die Dampfgeschwindigkeit abdrosselnde und ausgleichende Organe in dem zwischengeschalteten Dampfstauraum angeordnet sind. Dieser Einbau des vom Dampf beeinflussten Wärmefühlers unterstützt die Arbeit des Wärmefühlersystems, indem die nachteiligen Schwankungen der Dampfgeschwindigkeit und des Dampfdruckes ausgeglichen werden.
Im übrigen wird zu diesem Zweck vorzugsweise bereits vor das Dampfventil ein die Vorregelung übernehmender Druckregler geschaltet.
Eine andere Ausführungsform benutzt einen Wärmefühler, der auf der einen Seite mit dem heizenden Stoff, wie Dampf, und auf der andern Seite mit dem zu erhitzenden Stoff, wie Milch, in Berührung steht, wodurch beide Einflüsse über einen einzigen Wärmefühler auf den Temperaturregler
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wirken können. Weitere Ausführungsformen ergeben sich durch Kombinationen der genannten Ausführungen.
In der Zeichnung ist die Erfindung in zwei Ausführungsformen beispielsweise veranschaulicht, u. zw. zeigt Fig. 1 im Teilschnitt einen Temperaturregler mit einem vom Dampf und einem von der Milch beeinflussten Wärmefühler, Fig. 2 stellt schematisch den Einbau und die Gesamtanordnung eines Temperaturreglers nach Fig. 1 bei einem dampfbeheizten Trommelmileherhitzer dar, und Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung einen zugleich vom Dampf und von der Milch beeinflussten Wärmefühler eines Temperaturreglers für einen dampfbeheizten Milcherhitzer.
Die nachstehend beschriebenen Temperaturregler für Milcherhitzer benutzen Wärmefühler mit einer Füllung von Ausdehnungsflüssigkeit. Bei dem in Fig. 1 und 2 veranschaulichten Temperaturregler sind nun zwei mit ihren Ausdehnungsflüssigkeitsräumen in Zusammenhang stehende Wärmefühler vorgesehen, von denen der erste Wärmefühler in die Dampfzuleitung und der zweite Wärmefühler in die Milchausflussleitung eingebaut ist. Der vom Dampf beeinflusste Wärmefühler ist hiebei in einem besonderen Dampfstaugefäss untergebracht.
Wie die Gesamtanordnung in Fig. 2 zeigt, strömt der Dampf durch eine Dampfzuleitung 1 in Richtung der Pfeile in die Apparatur ein. Zunächst ist in die Dampfleitung 1 ein Druckregelventil 2 eingeschaltet, das eine Vorregelung des Dampfes bewirkt, da der Dampfdruck gerade in Molkereien vielfach erheblichen Schwankungen ausgesetzt ist. Sodann gelangt der Dampf in ein Temperaturregel- ventil J, im folgenden kurz als Dampfventil bezeichnet. Zwischen das Dampfventil 3 und den Dampf- eintrittsstutzen 4 des Milcherhitzers ist ein Dampfgefäss 6 geschaltet, in das der Wärmefühler 7 (s. Fig. l) eingebaut ist.
In die Milchaustrittsleitung 8 des Milcherhitzers 5 ist ein zweiter Wärmefühler 9 eingebaut, dessen mit Ausdehnungsflüssigkeit gefüllter Arbeitsraum durch ein Kapillarrohr 10 mit dem ebenfalls mit Ausdehnungsflüssigkeit gefüllten Arbeitsraum des ersten Wärmefühlers 7 in Verbindung steht. Zur Messung der Temperatur ist in die Milchausflussleitung 8 noch ein Wärmefühler 11 eingebaut,
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vorgesehen.
Die besondere Ausbildung des Temperaturreglers ist aus Fig. 1 ersichtlich. Danach besteht das Dampfgefäss 6 aus einem Gehäuse 18, das vorzugsweise unter Zwischenschaltung eines Isolierraumes 19 von einem Isoliermantel20 umkleidet ist. Der Isolierraum 19 kann einfach mit Luft oder mit beliebigem Isoliermaterial gefüllt sein. Durch die Isolierung soll verhindert werden, dass sich im Dampfgefäss oder Reglerraum Dampf niederschlägt und dadurch ein Absinken von Druck und Temperatur eintritt.
In dem vom Gehäuse 18 umschlossenen Raum 2j des Dampfgefässes 6 ist ein siebartig mit Löchern versehenes Rohr 22 eingesetzt, u. zw. derart, dass der aus dem Dampfventil 3 kommende Dampf in den
Innenraum 23 des gelochten Rohres 22 einströmt und von dort durch die Löcher des Rohres 22 in den äusseren Gefässraum 21 übertritt, aus dem er dann durch den Austritt oder Erhitzereintritt 4 in den
Erhitzer abströmt. Die Anzahl und die Grösse der im Rohr 22 vorgesehenen Löcher ist vorzugsweise so bemessen, dass der gesamte Lochquerschnitt etwas kleiner als der Austrittsquerschnitt 4 ist. Dadurch soll vor allem eine gewisse Stauung des einströmenden Dampfes erzielt werden, um die Dampfzuführung und Wärmeabgabe gleichmässig zu gestalten und auf diese Weise auch die Temperaturregelung zu er- leichtern.
Zu diesem Zweck ist der Wärmefühler 7 in das Innere 2. 3 des gelochten Rohres 22 eingebaut.
Unmittelbar auf dem Wärmefiihler sitzt auch der Arbeitskörper 24, dessen Arbeitsstift 25 ebenfalls unmittelbar auf die Ventilstange 26 des deckelartig auf das Dampfgefäss 6 aufgesetzten Dampfventils 3 einwirkt. Das Dampfventil 3 ist beispielsweise als Doppelsitzventil mit Ventilkegeln 27 ausgebildet, kann aber natürlich auch als Einsitzventil ausgebildet sein. Die Ventilstange 26 steht unter der Wirkung einer Ventilfeder 28, deren Spannung mittels eines Sehraubstopfens 29 einstellbar ist und die bestrebt ist, das Ventil entgegen der Wirkung des thermostatischen Arbeitskörpers 24 zu öffnen.
An dem unteren Ende des Dampfgefässes 6 ragt der Wärmefühler 7 oder dessen Gehäuse 30 nach aussen und ist mit einem Anschluss 31 für das vom Wärmefühler 9 kommende Kapillarrohr 10 versehen. Die Einstellung der gewünschten Temperatur kann durch eine Regelvorrichtung mit Teilung 32 geschehen.
Durch die Anordnung des Wärmefühlers 7 mit dem Arbeitskörper 24 in dem gelochten Rohr 22 und die unmittelbare Verbindung mit dem Ventil 3 ergibt sich eine sehr gedrungene und raumsparende Ausbildung. Die Anordnung ermöglicht auch eine weitere Steigerung der Empfindlichkeit und eine Erhöhung der Leistung des Thermostaten, indem an den Ausdehnungsflüssigkeitsraum des Wärmefühlers 7 ein Wärmefühlerrohr 33 bei 34 angeschlossen ist, das in spiralförmigen Windungen in dem das gelochte Rohr 22 umgebenden Raum 21 untergebracht ist. Die Wärmefühlerspirale 33 kann je nach der Ventilgrösse eine beliebige Länge erhalten, so dass sie, da sie ebenfalls mit Ausdehnungsflüssigkeit gefüllt ist, die Wirkung des Wärmefühlers 7 entsprechend verstärkt und ergänzt.
Durch die Anordnung der Wärmefühlerspirale 33 um das gelochte Rohr 22 herum ergibt sich eine günstige Raumausnutzung.
Ein gemäss Fig. 1 und 2 ausgebildeter Temperaturregler für Trommelmilcherhitzer arbeitet folgendermassen :
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Wenn die Temperatur des einströmenden Heizdampfes steigt, so dehnt sich die Flüssigkeit in dem Wärmefühler 7 und in der Wärmefühlerspirale 33 aus, wodurch der Arbeitskörper 24 mittels seines Arbeitsstiftes 25 die Ventilkegel 27 des Dampfventils 3 entgegen der Wirkung der Feder 28 in ihre Schliessstellung bewegt. Beim Sinken der Dampftemperatur drückt die Feder 28 das Ventil sofort wieder entsprechend auf. Diese Regelimpulse werden nun durch den in die Milchausflussleitung 8 eingebauten zweiten Wärmefühler 9 berichtigt, d. h. verstärkt oder abgeschwächt.
Durch besonders empfindliche Ausbildung des Wärmefühlers 9 kann auf diese Weise der geringste Temperaturwechsel der ausfliessenden Milch eine entsprechende Korrektur der von der Dampftemperatur ausgeübten Regelimpulse im Sinne einer weiteren oder geringeren Öffnung oder Schliessung des Dampfventils 3 herbeiführen.
In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit einem Wärmefühler veranschaulicht, der die Wand eines die Milch enthaltenden Raumes umgibt und seinerseits in einem mit Dampf gespeisten Raum angeordnet ist, so dass er von der Innenseite durch die Milch und von der Aussenseite durch den heizenden Dampf beeinflusst wird. Fig. 3 zeigt einen Milchbehälter 41, an dessen Wand 42 die Milch durch ein Rührwerk od. dgl. emporgeschleudert wird. Der Milchbehälter 41 ist in einem Dampfbehälter43 angeordnet, der durch eine in Richtung der eingezeichneten Pfeile durchströmte Leitung 44 mit dem heizenden Dampf gespeist wird. Um Druckschwankungen des in die Vorrichtung einströmenden Dampfes zu verhindern, ist auch hier ein genau arbeitender Druckregler oder Druckminderer 45 vorgesehen.
Hinter diesem Druckminderer sitzt in der Dampfleitung 44 ein Temperaturreglerventil 46 mit einem Arbeitskörper 47, der durch ein Kapillarrohr 48 mit dem Regelkörper 49 des Thermostaten in Verbindung steht. Der Regelkörper 49 ist in bekannter Weise mit einer Teilung 50 versehen, mit deren Hilfe die gewünschte Regeltemperatur eingestellt werden kann. Der Regelkörper 49 steht ferner durch ein Kapillarrohr 51 mit einem Wärmefühler 52 in Verbindung, der in Form eines Spiralrohres von aussen um die Wand des Milchbehälters 41 gewickelt ist. Die Fühlerspirale 52 soll sich eng und fest an die Behälterwandung 42 anschmiegen, damit die Milchtemperatur durch die Wand 42 gut auf den Wärmefühler und die in diesem enthaltene Ausdehnungsflüssigkeit übertragen wird.
Gegebenenfalls kann das Wärmefühlerrohr 52 auf die Wand 42 aufgelötet oder in entsprechend ausgekehlte Rinnen der Wand eingesetzt oder in sonstiger Weise dicht befestigt werden. Die Fühlerspirale 52 kann in beliebiger Stärke und Länge ausgeführt sein und dementsprechend empfindlich arbeiten. Beispielsweise wird eine lichte Weite von 4 bis 5 mm für das Spiralrohr gewählt und die Länge derart bemessen, dass z. B. bereits bei einem halben Grad Celsius Temperaturdifferenz eine vollständige Öffnung oder Schliessung des Temperaturreglerventils 49 und dazwischen eine entsprechende Drosselung oder weitere Öffnung stattfindet.
Die Fühlerspirale 52 wird derart um den Behälter 41 gewickelt, dass die einzelnen Windungen des Spiralrohres einen gewissen Abstand voneinander haben, derart, dass der Heizdampf im Raum 43 zwischen den Spiralrohrwindungen auf die freigelassenen Abschnitte der Behälterwandung 42 einwirken und die Milch beeinflussen kann.
Vorzugsweise ist die um den Milehbehälter 41 gewickelte Fühlerspirale 52 am oberen Ende des Behälters 41, wo die an der Behälterwandung 42 emporgeschleuderte Milch austritt, angeordnet, da vor allem die Temperatur der Milch am Austritt massgebend ist und an dieser Stelle lediglich Dampf auf die Milch einwirkt.
Um den Apparat bequem in den Dampfbehälter 43 einsetzen zu können, kann im Dampfbehälter ein bei 53 angedeuteter Schlitz vorgesehen sein, der ein Einschieben und Durchführen des Wärmefühleranschlusses'mit dem Regelkörper 49 usw. von oben her gestattet. Diese an sich in verschiedener Weise ausführbare Schlitzanordnung wird dann nach dem Einschieben der Vorrichtung dampfdicht abgeschlossen.
In Ausgestaltung der Erfindung kann beispielsweise noch ein weiterer, in der Zeichnung durch gestrichelte Linien angedeuteter Wärmefühler 54 vorgesehen sein, der in die Milchaustrittsleitung eingebaut wird. Durch ein Kapillarrohr 55 ist dieser Wärmefühler 54 mit dem Regelkörper 49 und mit dem übrigen thermostatisehen System verbunden, so dass eine weitere Berichtigung der Regelimpulse bewirkt werden kann. In dieser und ähnlicher Weise sind verschiedene weitere Abänderungen der Erfindung möglich.
Der in Fig. 3 der Zeichnung veranschaulichte Temperaturregler für Milcherhitzer arbeitet wie folgt : Steigt oder sinkt die Dampftemperatur im Raum 43 über oder unter eine bestimmte Grenze, so überträgt die sich entsprechend ausdehnende oder zusammenziehende Ausdehnungsflüssigkeit im Wärmefühler 52 Impulse auf den Arbeitskörper 47, der das Reglerventil im Sinne einer Schliessung oder Öffnung betätigt. Da die Milchtemperatur den Wärmefühler 52 ebenfalls beeinflusst, so wird jeder Impuls der Ausdehnungsflüssigkeit bereits unmittelbar im Entstehen berichtigt, beispielsweise verstärkt oder abgeschwächt. Durch entsprechende Anordnung des Wärmefühlers oder der Wärmefühler kann man die anteiligen Einflüsse des Dampfes und der Milch nach Wunsch bemessen.
Beispielsweise wird der im Ausführungsbeispiel dargestellte Wärmefühler 52 dem Einfluss der Dampftemperatur etwas mehr unterworfen sein als dem Einfluss der Milchtemperatur, was wiederum durch Einbeziehung des Wärmefühlers 54 ausgeglichen werden kann.