DE1078362B - Regler mit Druckmesswerk - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf Regler mit einem Druckmeßwerk, das mit dem Stellglied durch ein Gestänge gekuppelt ist, das durch eine lösbare Abstützung unter Vorspannung gehalten wird und nach Freigabe das Stellglied in Sicherheitsstellung gelangen läßt. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Temperaturregler, der mit einem Temperaturfühler und einer Regelvorrichtung zum Regeln des Zuflusses eines strömenden Mediums, z. B. Heizöl zu einem Brenner, versehen ist.

Es sind Temperaturregler bekannt, bei denen ein Ausdehnungskörper, ζ. B. ein druckmittelgefüllter ausdehnungsfähiger Behälter, gegen eine Feder arbeitet und die beim Absinken der Temperatur eine Heizquelle einschalten. Wenn bei solchen Temperaturreglern das Fühlersystem undicht wird oder zu Bruch geht, so wird ein Absinken der Temperatur vorgetäuscht und die Heizquelle eingeschaltet, was zu einem unzulässigen Ansteigen der Temperatur führen kann. Es wurden daher bereits Sicherheitsvorrichtungen angegeben, die eine Sicherungsfeder enthalten, welche bei Übertemperaturen und sich daraus ergebendem Durchschmelzen einer Schmelzsicherung freigegeben wird und die Heizquelle absperrt. Hierbei erfolgt vor der Absperrung eine Betätigung des Reglers in einem die Wärmezufuhr erhöhenden Sinne, so daß Schäden in der Gesamtapparatur auftreten können. Ferner wurde für auf Übertemperatur ansprechende Regler ein flüssigkeitsgefüllter Temperaturfühler mit einer Feder vorgeschlagen, welche bei Undichtwerden des Behälters eine im Sinne der Absperrung der Heizquelle wirkenden Expansion ähnlich wie bei Übertemperatur ergibt. Schließlich sind auch bereits Temperaturregler mit einer Spannfeder bekannt, die den Steuerhebel für das Stellglied mit dem Meßwerk verbindet.

Bei der Erfindung wird ein Ansprechen der Sicherheitsvorrichtung nicht nur bei Schadhaft- oder Undichtwerden des Temperaturfühlers, sondern auch bei Unterschreiten einer bestimmten Minimaltemperatur angestrebt, hei der z. B. der Zufluß von Heizöl zu einem Brenner unterbrochen wird. Hierzu wird gemäß der Erfindung die in an sich bekannter Weise das Meßwerk auswägende Feder gegen einen verklinkten Hebel abgestützt, dessen Klinke bei Unterschreiten des Regelbereiches durch die rückläufige Bewegung des Meßwerkes auslösbar ist. Der. erfindungsgemäße Regler weist auf Grund der oben angegebenen Einrichtungen den besonderen Vorteil auf, daß das Regelmittel sofort betätigt und der Zufluß abgesperrt wird, wenn der Temperaturfühler schadhaft wird, während die bekannten Sicherheitsvorrichtungen erst auf Übertemperatur, ansprechen.

An Hand der Zeichnung wird im folgenden ein Regler mit Druckmeßwerk

Anmelder:

Robertshaw-Fulton Controls Company,
Greensburg, Pa. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. W. Reiche!, Patentanwalt,
Frankfurt/M. 1, Parkstr. 13

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 24. März 1955

Woodford Decatur Miller und William Smith Kunzler,

Youngwood, Pa. (V. St. A.),
sind als Erfinder genannt worden

Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Die Figur stellt die Ansicht eines Temperaturreglers gemäß der Erfindung im Längsschnitt dar.

In der Zeichnung ist ein Regelgerät mit einem Gehäuse 10 mit Einlaßöffnung 12 und Auslaßöffnung 14 für den Brennstoff dargestellt. Die Einlaßöffnung 12 und die Auslaßöffnung 14 stehen über eine Ventilkammer 16 miteinander in Verbindung, die in dem Gehäuse 10 angebracht ist und einen ringförmigen Ventilsitz 18 aufweist. Ein Absperrteil 20 ist in der Ventilkammer 16 so angebracht, daß er umkehrbare Bewegungen in bezug auf den Ventilsitz 18 zwischen der geöffneten und der geschlossenen Stellung ausführen kann.

Der Absperrteil 20 ist in üblicher Weise in Richtung auf den Ventilsitz 18 und damit zu seiner geschlossenen Stellung mit Hilfe einer Schraubenfeder 22 vorgespannt, die zwischen dem Absperrteil 20 und einer Deckplatte 24 wirksam ist, welche von dem Gehäuse 10 getragen wird und einen Abschluß für die! Ventilkammer 16 bildet. Ein Ventilschaft 26 erstreckt sich von dem Absperrteil 20 und durch den Ventilsitz 18 hindurch, so daß er in, beiden Richtungen in' einer Führung 28 in dem Gehäuse 10 beweglich ist. Der Ventilschaft 26 erstreckt sich außerhalb des Gehäuses 10 in eine Hülle 30' hinein, die an dem Gehäuse 10 befestigt ist. In dieser Hülle 30 ist ein Aus-

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dehnungskörper 32 angebracht, welcher hier in Gestalt eines ausdehnungsfähigen Wellrohres 34 mit einer Kapillarrohre 36 und einem Kolben 38 als Temperaturfühler gezeigt wird. Der als Temperaturfühler dienende Kolben 38 ist in dem Medium angeordnet, dessen Temperatur geregelt werden soll. Er verursacht eine Ausdehnung oder Zusammenziehung des Wellrohrteiles 34 entsprechend den Änderungen der Temperatur, welche Änderungen des Volumens einer Flüssigkeit bewirken, mit der der Ausdehnungskörper 32 gefüllt ist. Der Wellrohrteil 34 weist ein festgehaltenes Ende 40 auf, welches relativ zu dem Gehäuse 10 mit Hilfe eines Schaftes 42 einstellbar ist, und ferner einen beweglichen Teil 44, der sich entsprechend den Temperaturänderungen frei bewegen kann.

Der Einstellschaft 42 erstreckt sich durch einen Führungsteil 46, der in dem Gehäuse 10 zwischen der Einlaßöffnung 12 und der Ventilkammer 16 gebildet wird, jedoch den Durchtritt von Brennstoff zwischen diesen zuläßt. Das eine Ende des Einstellschaftes 42 greift in das relativ fest gehaltene Ende 40 des Wellrohrteiles 34 ein; das entgegengesetzte Ende erstreckt sich derart, daß es in Brührung mit einem Anschlag 48 kommt, der mit einem in das Gehäuse 10 eingelassenen Gewinde versehen ist. Ein von Hand zu betätigender Knopf 50, der an einem Ende des Anschlages 48 befestigt ist, ermöglicht eine Drehung des Anschlags 48 und damit eine umkehrbare Bewegung des Einstellschaftes 42. Der Wellrohrteil 34 bewegt sich entsprechend einer Bewegung des Einstellschaftes 42, so daß hierdurch Solltemperatur in an sich bekannter Weise eingestellt werden kann.

Ein Hebel 52, der um einen Zapfen 54 schwenkbar an der Hülle 30 befestigt ist, unterstützt den Wellrohrteil 34. Der Hebel 52 ist mit zwei Eingriffsflächen 56 und 58 versehen, die mit dem Ventilschaft 26 bzw. dem beweglichen Teil 44 in Berührung gebracht werden können. Die seitlich des Zapfens 54 angebrachte Eingriffsfläche 56 dient dazu, eine Einwirkung des Hebels 52 auf das Ende des Ventilschaftes 26 zu ermöglichen, der sich in die Hülle 30 hinein erstreckt. Diese Oberfläche ist durch einen Teil 60 des Hebels 52 gebildet, der sich senkrecht von der Fläche des Hebels 52 weg erstreckt. Die wirksame Eingriffsfläche 58 ist durch einen Teil 62 des Hebels 52 gegeben, der sich nahe dem freien Ende desselben senkrecht von der Oberfläche des Hebels 52 weg erstreckt und den beweglichen Teil 44 abstützt. Der Teil 62 des Hebels 52 ist mit einer Vertiefung 64 versehen, welche zur Aufnahme des beweglichen Teils 44 und zur Bildung einer Stützfläche für die Zentrierung einer Feder 66 dient, die koaxial zu dem Wellrohrteil 34 liegt und an der entgegengesetzten Seite des Hebels 52 angebracht ist.

An dem hinteren Teil der Hülle 30 befindet sich ein verjüngter Abschnitt 68, der zur Verhinderung einer seitlichen Bewegung der Feder 66 gegenüber dem Wellrohr 34 dient, ohne jedoch die Feder 66 irgendwie zu unterstützen. Der Bodenteil des verjüngten Abschnitts 68 ist mit einer geschlitzten Öffnung 70 versehen, welche ein Hervortreten der Feder 66 aus der Hülle 30 heraus ermöglicht, wenn ein später zu beschreibendes Gegenlager gelöst wird.

Um eine Vorspannung für den Hebel 52 bis zu einem Einwirken auf den Absperrteil 20 zu erzielen, ist eine schwenkbare Abstützung 72 für die Feder 66 vorgesehen, das sich durch die eingeschnittene öffnung 70 in der Hülle 30 erstreckt. Eine Stütze 74 ist an der Außenseite der Hülle 30 mit einer Schraube 76 befestigt und ermöglicht eine Schwenkbewegung der Abstützung 72 gegenüber der Hülle 30.

Bei normalen Betriebsbedingungen muß der Hebel 52, wie gezeigt, im Eingriff mit dem beweglichen Teil 44 sein und seinen Bewegungen folgen. Dann wird eine Temperaturregelung durch Verschwenken des Hebels 52 bewirkt, indem eine Bewegung des Absperrteils 20 infolge der Bewegung des sich verschiebenden Teils 44 entsprechend den Temperaturänderungen herbeigeführt wird. Damit der Hebel 52 so vorgespannt gehalten wird, daß er in Kontakt mit dem beweglichen Teil 44 bleibt, ist ein Anschlag vorgesehen, der die schwenkbare Abstützung 72 in ihrer wirksamen Stellung, wie gezeigt, festhält.

Der Anschlag besteht aus einer Klinke 78, die an der Außenseite der Hülle 30 vermittels einer unterstützten Zapfenanordnung 80 schwenkbar gelagert ist. Die Klinke 78 hat die Form eines Winkelhebels, dessen einer Teil 82 sich mit einem Anschlag, der an späterer Stelle beschrieben. wird, in das Innere der Hülle hinein erstreckt, während ein anderer Teil 84 sich längs der Außenseite der Hülle 30 erstreckt, um die schwenkbare Abstützung 72 aufzunehmen. Der Teil 84 der Klinke 78 ist mit einer Schulter 86 versehen, die den Rand des Riegels 88 an einem nach oben gebogenen Endteil 90 der Abstützung 72 erfaßt. Durch das Abstützen der Schulter 86 an dem Rand des Riegels 88 wird, wie gezeigt, die schwenkbare Abstützung 72 in ihrer Wirkstellung gehalten und hierdurch die Feder 66 in eine solche Stellung gebracht, daß sie den Hebel 52 gegen den beweglichen Teil 44 hält.

Bei normalen Betriebsbedingungen bleibt die schwenkbare Abstützung 72 in der eingeklinkten Stellung, wie gezeigt, hält also die Spannung der Feder 66 aufrecht und zwingt den Hebel 52, den Bewegungen des Teiles 44 zu folgen und damit die Regelung durchzuführen. Es ist jedoch erwünscht, bei ungewöhnlichen Bedingungen, wie z. B. einem Flüssigkeitsverlust des Ausdehnungskörpers 32 oder einer ungewöhnlichen Temperaturbedingung, die Regelung vollständig zu beenden und so ein zusätzliches Sicherheitsmoment zu schaffen. Die Beendigung der Regelung tritt durch Aufheben der Verbindung zwischen dem Hebel 52 und dem verschiebbaren Teil 44 ein. Hierfür sind Mittel zur Lösung der Arbeitsstellung der schwenkbaren Abstützung 72 und damit der Vorspannung der Feder 66 vorgesehen.

Um die Abstützung 72 aus ihrer Arbeitsstellung zu lösen, sind Mittel vorgesehen, welche die Klinke 78 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn drehen und damit die Schulter 86 von dem Riegel 88 an dem nach oben gebogenen Teil 90 der Abstützung 72 zurückziehen. Ein aus einer Schraube 92 bestehender Anschlag, der in dem Teil 62 des Hebels 52 mit einem Gewinde befestigt ist, dient dazu, den Teil 82 der Klinke 78, der sich in die Hülle 30 hinein erstreckt, abzufangen. Bei einem übermäßigen Ausschlag des Hebels 52 im Uhrzeigersinn, der durch außerordentliche Kontraktion des Wellrohrteils 34 bei entsprechender Vorspannung der Feder 66 zustande kommt, erfaßt die Schraube 92 den Teil 82 der Klinke 78, veranlaßt diese, sich entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn zu drehen und gibt die schwenkbare Abstützung 72 frei. Das zur Auslösung der Abstützung 72 nötige Maß an Kontraktion des Wellrohres 34 kann durch Einstellen der Schraube 92 eingestellt werden, so daß der Spielraum des beweglichen Teiles 44 verändert wird, der für eine Auslösung der Klinke 78 durch die Schraube 92 erforderlich ist.

Wirkungsweise

Beim Betrieb der beschriebenen Anordnung ist die in der Zeichnung dargestellte eingeklinkte Stellung der schwenkbaren Abstützung 72 die normale Arbeitsstellung. Falls sich die Temperatur des Fühlers 38 erhöht, so dehnt sich der Wellrohrteil 34 unter Verschiebung seines beweglichen Teiles 44 in Richtung . auf den unteren Teil der Hülle 30 aus. Da der Hebel 52 durch die Feder 66 in Betriebseingriff mit dem be- ίο weglichen Teil 44 gedrückt wird, so erfolgt eine Drehung des Hebels 52 um den Zapfen 54 entgegen dem Uhrzeigersinn. Ebenso dreht sich die Druckfläche 56 des Hebels 52, die die Kraftübertragung zu dem Ventilschaft 26 vermittelt, entgegen dem Uhrzeigersinn. Ebenso dreht sich die Druckfläche 56 des Hebels 52, die die Kraftübertragung zu dem Ventilschaft 26 vermittelt, entgegen dem Uhrzeigersinn und läßt den Schaft 26 sich in Richtung auf den unteren Teil des Gehäuses 10 bewegen. Diese Bewegung des Ventilschaftes 26 überträgt sich auf den Ventilteil 20 und bringt ihn zu einer geschlossenen Stellung, wobei der Brennstoffdurchfluß durch die Ventilkammer 16 eingeschränkt wird. Die Temperatur, bei der vollständige Schließung des Ventilteils 20 erfolgt, kann durch den Knopf 50 eingeregelt werden. Dieser Knopf bewegt bei einer Verdrehung das festgehaltene Ende 40 des Wellrohrteils 34 und verändert zugleich die Stellung des Ventilteils 20 gegenüber dem Ventilsitz 18.

Sollte sich die Temperatur des Kolbens 38 verkleinern, so tritt eine Kontraktion des Wellrohrteiles 34 ein und bewirkt eine Drehbewegung des Hebels 52 um den Zapfen 54 im Uhrzeigersinn. In diesem Fall entfernt sich der Ventilteil 20 ein größeres Stück von dem Ventilsitz 18 durch Vermittlung des Hebels 52 und läßt einen erhöhten Durchfluß an Brennstoff durch die Ventilkammer 16 zu.

Wenn fortgesetzte Kontraktion des Wellrohrteiles 34 erfolgt, so gelangt die Schraube 92 in Eingriff mit dem inneren Teil 82 der Klinke 78. Eine weitere Bewegung des Hebels 52 drückt in solcher Weise auf die Schraube 92, daß die Klinke 78 entgegen dem Uhrzeiger gedreht wird, so daß sich eine Loslösung des schwenkbaren Gegenlagers 72 von seiner Betriebsstellung ergibt. Das Loslösen des Gegenlagers 72 entspannt die Feder 66 zwischen dem Hebel 52 und dem beweglichen Teil 44 beendet die Betriebsverbindung zwischen diesen Teilen. Wenn die Betriebsverbindung zwischen dem Hebel 52 und dem beweglichen Teil 44 beendet ist, so kann der Hebel 52 den Ventilteil 20 nicht mehr betätigen, und dieser wird nun durch die Feder 22 in die völlig geschlossene Stellung bewegt. Das besondere Sicherheitsmoment in der beschriebenen Anordnung liegt in ihrem Ansprechen auf einen Flüssigkeitsverlust des Ausdehnungskörpers 32. Sollte ein Flüssigkeitsverlust eintreten, so wird das Wellrohr 34 zusammenfallen und sich hieraus. eine übermäßige Bewegung des Hebels 52 im Uhrzeigersinn und Auslösen der Abstützung 72 ergeben, in gleicher Weise wie bei dem besprochenen Fall der abnehmenden Temperatur.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Regler mit Druckmeß werk, das mit dem Stellglied durch ein Gestänge gekuppelt ist, das durch eine lösbare Abstützung unter Vorspannung gehalten wird und nach Freigabe das Stellglied in Sicherheitsstellung gelangen läßt, dadurch gekennzeichnet, daß die in an sich bekannter Weise das Meß werk (32) aus wägende Feder (66) gegen einen verldinkten Hebel (72) abgestützt ist, dessen Klinke (78) bei Unterschreiten des Regelbereichs durch die rückläufige Bewegung des Meßwerkes auslösbar ist.

2. Regler nach Anspruch 1 mit zwischen Meßwerk und Sollwert-Einstellfeder angelenktem Steuerhebel für das Stellglied, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (52) einen konisch gestalteten Teil (64) aufweist, in dessen Vertiefung ein Ansatz (44) des Meßwerkes (32) eingreift, während auf der anderen Seite die Gegenfeder (66) zentriert anliegt.

3. Regler nach Anspruch 2 mit einem Sollwerteinsteller zum Ändern der Vorspannung der Gegenfeder, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Sollwerteinsteller (50, 48) die gehäusefeste Abstützung (42) des Meßwerkes (32) verschiebbar ist.

4. Temperaturregler nach Ansprüchen 2 und 3 mit einem in Schließ richtung federbelasteten Ventil für die Steuerung der Brennstoffzufuhr, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerhebel (52) einen Ansatz (60) trägt, gegen den der Ventilstößel (26) anliegt, sowie einen einstellbaren Anschlag (92), der gegen einen zweckmäßig abgewinkelten Hebelarm (82) der Klinke (78) stößt, wenn der Regelbereich unterschritten wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 742 334, 683 487, 010.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen