Temperaturregler für elektrisch beheizte Wärineaustanschvorrichtangen. Es ist bekannt, bei elektrisch beheizten Wärmeaustauschvorrichtungen, z. B. Flüssig- keitserhitzern, Reizöfen und dergleichen die Heizleistung durch einen von der Wärme beeinflussten Temperaturregler, welcher den elektrischen Strom nach Bedarf ein- oder ausschaltet oder Widerstände in den Strom kreis schaltet, zu regeln. Man hat zur Be tätigung der Schaltvorrichtung auch mit einer durch Wärme ausdehnbaren Flüssigkeit gefüllten Membranvorrichtung benutzt.
Der artige Membranvorrichtungen zeigen jedoch den Nachteil, dass die von Temperaturände rungen hervorgerufene Bewegung über einen zu grossen Temperaturbereich verteilt ist und daher in dem Temperaturbereich, in dem die Regelung erfolgen soll, zu gering ist. Da durch erfolgt die Unterbrechung zumal starker Ströme zu allmählich, es bilden sich Luft bogen, und die Unterbrechungsstellen werden selbst bei Anordnung unter Öl zerstört.
Nach der Erfindung ist der Temperatur regler gekennzeichnet durch die Verbindung eines Schnellschalters für elektrischen Strom mit einer Membranvorrichtung (Membran kapsel, Bourdonschen Röhre oder dergleichen), die mit einer bei der Regeltemperatur ver dampfenden Flüssigkeit gefüllt ist, und die so beschaffen und angeordnet ist, dass sie bei der Regeltemperatur den Schnellschalter betätigt. Als ganz besonders geeignet für die Verbindung mit der Membranvorrichtung hat sich eine mit Quecksilber gefüllte Kipp- röhre erwiesen.
Eine solche Röhre erfordert wenig Schaltenergie und sehr geringe Nei gungsänderungen, so dass schon ein kleiner Hub der Membrankapsel eine sichere Strom unterbrechung bewirkt. Infolge der geringen Bewegung der Kippröhre wird es möglich, mehrere Kippröhren so anzuordnen, dass sie nacheinander durch die Membranvorrichtung oder einen blembranvorrichtunssatz betätigt werden können, wodurch übermässige Strom stösse in den Leitungen vermieden werden. Es können auch in einer Quecksilberröhre mehrere nacheinander in Tätigkeit kommende Kontakte angeordnet sein, welche die Strom unterbrechung oder Schwächung in Stufen bewirken.
Beispielsweise kann man bei einem Flüssigkeitserhitzer mehrere Heizkörper pa rallel an die Quecksilberröhre schalten, die nacheinander ein- und ausgeschaltet werden. Mindestens den zuletzt abzuschaltenden Heiz' kürper wird man zweckmässig möglichst frei von Selbstinduktionen wählen, so dass die bei Ausschaltung der andern Heizkörper auftretenden Stromstösse unschädlich gemacht werden.
Die Membranvorrichtung kann in an sich bekannter Weise als einfache, auf einer Seite oder auf beiden Seiten mit einer beweglichen Membran versehene Dose aus gebildet sein, welche der zu regelnden Tem peratur ausgesetzt ist, oder es kann ein mit der verdampfenden Flüssigkeit gefüllter Hohlkörper, welcher der zu regelnden Tem peratur ausgesetzt ist, durch ein Röhrchen mit der die bewegliche Membran enthalten den Membrankapsel verbunden sein, so dass der Dampfdruck, welcher in der erwärmten Kapsel entsteht, durch das Röhrchen auf die Uembrankapsel übertragen wird und die Membran bewegt.
Die Abbildungen der anliegenden Zeich nung zeigen beispielsweise zwei Ausführungs formen des Erfindungsgegenstandes, und zwar Fig. 1 und 2 eine solche mit einer Kippröhre, Fig. 3 eine andere mit zwei Kippröhren.
Bei den dargestellten Ausführungsformen ist angenommen, dass das Meinbrangerät eine reit bei der Regeltemperatur verdampfender Flüssigkeit gefüllte Einschiebkapsel 1 ist, die einen festen Wandungsteil 3 und einen elastischen Membranboden 2 besitzt. Ein oben seitlich mit einem Einführungsschlitz für die Kapsel versehenes Gehäuse 4 dient zur Aufnahme der Kapsel, sie ruht darin mit ihrem AIembranboden auf einem durch die Feder 6 nach oben gedrückten pilzartigen Stössel 5, der durch eine Öffnung des Ge häusebodens hindurchreicht und dessen Hub durch einen Stift 7 begrenzt wird.
Am Boden des Gehäuses ist ein Winkel 8 be festigt, in dessen Gabelung uni den Stift 9 drehbar ein Hebel 10 gelagert ist, der durch den Stift 11 gelenkig mit dem Stössel 5 ver bunden ist. Das Ende des Hebels trägt eine Schraube 14, welche zur Befestigung der Metallfassung 12 mittelst des an dieser angebrachten Winkels 15 und zur Einstellung ihrer Neigung dient. In diese Hülse 12 ist die KippKühre fest eingesetzt. Die Kippröhre besteht aus einem Glasrohr 13 mit zwei unten angesetzten Näpfchen 16, 17. in welche Platindrähte eingeschmolzen sind, die mit den biegsamen Leitungslitzen 18, 19 ver bunden sind; die Verbindungsstellen sind durch übergezogene Gummischläuche 20, 21 geschützt.
Im Glasrohr 13 befindet sich eine bestimmte Menge Quecksilber, die so bemessen ist, dass sie bei horizontaler Lage der Rühre als grosser Tropfen die beiden Näpfchen 16,<B>17</B> ausfüllt und sie miteinander verbindet, so dass die Litzen 18 und 19 durch die Platindrähte und das Quecksilber mit einander leitend verbunden sind, aber ander seits so, dass schon bei geringerer Abwärts bewegung der Metallfassung 12 (wodurch die Röhre 13 eine geneigte Lage einnimmt, weil das Ganze sieh um 9 dreht) der Queck silbertropfen nach dieser Fassung zu läuft und die Verbindung zwischen 16 und 17 unterbrochen wird.
Mittelst der Flanschen 22 und 23 kann die ganze Vorrichtung am Boden eines Gefässes oder dergleichen, welches durch eineu elektrischen Heizkörper beheizt ist, befestigt werden, wodurch der Deckel der Kapsel 3 in wärmeleitende Berührung mit dem Boden des Gefässes tritt und die Temperatur dieses Bodens den Inhalt der Kapsel beeinflussen kann. In die Stromzu führung zum Heizkörper des Gefässes ist die Kippröhre 13 geschaltet.
Die Vorrichtung arbeitet in folgender Weise: Wenn die Temperatur des elektrisch be heizten Gefässes, gegen dessen Boden die Kapsel 3 anliegt, über die Regeltemperatur steigt, so wird die Kapsel so heiss, dass die in ihr enthaltene Flüssigkeit Dämpfe ent wickelt, welche dein Membranboden 2 und damit auch den Stössel 5 nach unten drücken. Dadurch kommen der Hebel<B>10,</B> die Fassung 12 und die Röhre 13 in eine derartig ge neigte Lage, dass das Quecksilber zur Seite läuft und die Verbindung zwischen 16 und 17 unterbrochen wird, wodurch die Strom zuführung zum Heizkörper des Gefässes unter brochen wird.
Wenn sodann die Temperatur des Gefässes wieder unter die Regeltempe ratur sinkt, erkaltet die Membrankapsel wieder, ihr Inhalt wird wieder flüssig, der Membranboden hebt sich wieder, womit sich alle Bewegungen des Hebelwerkes und der Röhre in umgekehrter Richtung vollziehen und die Verbindung zwischen den Näpfchen 16, 17 durch das zurückrollende Quecksilber wieder hergestellt wird.
Die Ausführungsform der Fig. 3 unter scheidet sich von der vorbeschriebenen ledig lich dadurch, dass mittelst der Schraube 14 am Hebel 10 zwei Kippröhren befestigt sind, die in die bezüglichen Stromkreise zweier in demselben Gefäss angeordneter Heizkörper geschaltet sind. Die Neigung der beiden Kippröhren ist verschieden, so dass die eine Röhre erst nach der andern in eine solche Lage kommt, dass Stromunterbrechung ein tritt. Hierdurch wird der Strom stufenweise ausgeschaltet, es werden heftige Stromstösse in den Leitungen vermieden und die Kipp röhren entlastet.
Es können noch mehr Kippröhren am gleichen Hebelarm angebracht' werden, auch können mehrere vollständige Vorrichtungen, die infolge Füllung der Kapseln 3 mit verschiedenen Flüssigkeiten bei verschiedenen Temperaturen arbeiten, unter dem Boden des Gefässes angebracht werden.
Temperature regulator for electrically heated heat exchange devices. It is known to use electrically heated heat exchange devices, e.g. B. liquid heaters, stimulating ovens and the like to regulate the heating power through a temperature regulator influenced by the heat, which switches the electrical current on or off as required or switches resistors into the electrical circuit. It has also been used to actuate the switching device with a membrane device filled with heat expandable liquid.
Such membrane devices, however, have the disadvantage that the movement caused by changes in temperature is distributed over a temperature range that is too large and is therefore too small in the temperature range in which the regulation is to take place. Since the interruption of strong currents occurs too gradually, there are air arcs, and the interruption points are destroyed even when arranged under oil.
According to the invention, the temperature regulator is characterized by the connection of a quick switch for electrical current with a membrane device (membrane capsule, Bourdon tube or the like) which is filled with a liquid that evaporates at the control temperature, and which is designed and arranged so that she actuates the quick switch at the control temperature. A tilting tube filled with mercury has proven to be particularly suitable for the connection to the membrane device.
Such a tube requires little switching energy and very small changes in inclination, so that even a small stroke of the membrane capsule causes a reliable power interruption. As a result of the slight movement of the tilting tube, it is possible to arrange several tilting tubes in such a way that they can be operated one after the other by the membrane device or a membrane device set, thereby avoiding excessive current surges in the lines. Several contacts that come into operation one after the other can also be arranged in a mercury tube, which cause the current to be interrupted or weakened in stages.
For example, with a liquid heater, several heating elements can be connected in parallel to the mercury tube, which are switched on and off one after the other. At least the radiator to be switched off last will expediently be selected as free of self-induction as possible, so that the current surges that occur when the other radiators are switched off are rendered harmless.
The membrane device can be formed in a manner known per se as a simple, on one side or on both sides provided with a movable membrane can, which is exposed to the temperature to be regulated, or it can be a hollow body filled with the evaporating liquid, which the The temperature to be regulated is exposed to the membrane capsule through a tube with which the movable membrane contains the membrane capsule, so that the vapor pressure that arises in the heated capsule is transmitted through the tube to the membrane capsule and moves the membrane.
The figures of the accompanying drawing show, for example, two execution forms of the subject invention, namely Fig. 1 and 2 one with a tilt tube, Fig. 3, another with two tilt tubes.
In the embodiments shown, it is assumed that the Meinbranger device is a slide-in capsule 1 which is filled with liquid that evaporates at the control temperature and has a solid wall part 3 and an elastic membrane base 2. A housing 4 provided on the side with an insertion slot for the capsule is used to hold the capsule, it rests therein with its AIembranboden on a mushroom-like plunger 5 pushed up by the spring 6, which extends through an opening of the housing bottom and its stroke through a Pin 7 is limited.
At the bottom of the housing an angle 8 be fastened, in the fork uni the pin 9 is rotatably mounted a lever 10, which is articulated by the pin 11 with the plunger 5 a related party. The end of the lever carries a screw 14 which is used to fasten the metal frame 12 by means of the angle 15 attached to it and to adjust its inclination. The KippKühre is firmly inserted into this sleeve 12. The tilting tube consists of a glass tube 13 with two pans 16, 17 attached below, in which platinum wires are melted, which are connected to the flexible wire strands 18, 19 ver; the connection points are protected by covered rubber hoses 20, 21.
In the glass tube 13 there is a certain amount of mercury which is dimensioned such that, when the stirrer is in a horizontal position, it fills the two cups 16, 17 as a large drop and connects them to one another so that the strands 18 and 19 are conductively connected to each other by the platinum wires and the mercury, but on the other hand in such a way that even with a slight downward movement of the metal socket 12 (whereby the tube 13 assumes an inclined position because the whole thing rotates around 9) the mercury drops after this Version is running and the connection between 16 and 17 is interrupted.
By means of the flanges 22 and 23, the entire device can be attached to the bottom of a vessel or the like, which is heated by an electric heater, whereby the lid of the capsule 3 comes into thermally conductive contact with the bottom of the vessel and the temperature of this bottom the contents the capsule can affect. In the Stromzu lead to the radiator of the vessel, the tilt tube 13 is switched.
The device works in the following way: If the temperature of the electrically heated vessel, against the bottom of which the capsule 3 rests, rises above the control temperature, the capsule becomes so hot that the liquid contained in it develops vapors, which develop your membrane bottom 2 and thus also press the plunger 5 downwards. As a result, the lever <B> 10 </B> the socket 12 and the tube 13 come in such a tilted position that the mercury runs to the side and the connection between 16 and 17 is interrupted, whereby the power supply to the radiator of the The vessel is interrupted.
When the temperature of the vessel then falls below the normal temperature, the membrane capsule cools down again, its contents become liquid again, the membrane base rises again, which means that all movements of the lever mechanism and the tube are carried out in the opposite direction and the connection between the cells 16 , 17 is restored by the rolling back mercury.
The embodiment of FIG. 3 differs from the above-described only Lich in that two tilting tubes are attached to the lever 10 by means of the screw 14, which are connected to the relevant circuits of two heating elements arranged in the same vessel. The inclination of the two tilting tubes is different, so that one tube only comes into such a position after the other that the current is interrupted. This means that the electricity is switched off in stages, violent current surges in the lines are avoided and the load on the tilting tubes is relieved.
Even more tilting tubes can be attached to the same lever arm, and several complete devices, which work as a result of filling the capsules 3 with different liquids at different temperatures, can be attached under the bottom of the vessel.