DE1501146A1 - Device for removing non-condensable gases from coolant circuits - Google Patents
Device for removing non-condensable gases from coolant circuitsInfo
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- F25B43/04—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat for withdrawing non-condensible gases
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Description
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1 B ER LI N 33 (DAH LE M)1 B ER LI N 33 (DAH LE M) HÜTTENWEG 15HÜTTENWEG 15 Telefon: 76 13 03Phone: 76 13 03
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19.März 1965March 19, 1965
Pat entanmeldungPatent registration
der Firmaof the company
THE TBANE COMPANY La Crosse, Wisconsin, U.S.A.THE TBANE COMPANY La Crosse, Wisconsin, U.S.A.
"Einrichtung zum Entfernen nicht kondensierbarer Gase aus Kühlmittelkreisläufen'*" Device for removing non-condensable gases from coolant circuits" *
Die Erfindung "bezieht sich auf Kühl systeme, und zwar insbesondere auf ein Zentrifugalkühlsystem mit neuen und verbesserten Mitteln zum Reinigen des Systems von nichtkondensierbaren Gasen.The invention "relates to cooling systems, namely particularly to a centrifugal cooling system with new and improved means for cleaning the system from non-condensable gases.
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Nichtkondensierbare Gase, wie beispielsweise Luft, die sich im oberen Teil des Kondensators des Systems sammeln, werden zur Zeit durch eine motorangetriebene Reinigungspumpe hin- und hergehender Bauart entfernt. Diese Pumpenaggregate haben mehrere Nachteile: Man benötigt eine elektrische Kraftquelle und außerdem Steuermittel zum Einschalten des Pumpenmotors. Die Verwendung einer ölgeschmierten Pumpe hat (^verunreinigungen des Kühlmittels zur Folge. Pumpt man nichtkondensierbare Gasgemische, so muß ein Ölabscheider in das Pumpensystem eingebaut werden. Weiterhin sind die We 11 en dichtungen der hin- und hergehenden Pumpe eine Quelle für das Eindringen von Außenluft.Non-condensable gases, such as air, which collect in the upper part of the condenser of the system are currently driven by a motor Reciprocating cleaning pump removed. These pump units have several disadvantages: an electrical power source is required and also Control means for switching on the pump motor. The use of an oil-lubricated pump has (^ impurities of the coolant result. If one pumps non-condensable gas mixtures, an oil separator must be used be built into the pump system. Furthermore, the we 11 are seals of the reciprocating pump a source of outside air ingress.
Hauptziel der Erfindung ist es, ein Kühlsystem mit einer neuen und verbesserten Pumpeinrichtung zu entwickeln, welche diese Schwierigkeiten ausschaltet.The main aim of the invention is to develop a cooling system with a new and improved pumping device, which eliminates these difficulties.
Dieses Ziel wird bei einer Einrichtung mit einer ReI-. nigungspumpe zum Entfernen nichtkondensierbarer Gase aus einem geschlossenen Kühlmittelkreislauf dadurch erreicht, daß die Reinigungspumpe einen Einlaß aufweist, der über eine erste Leitung mit dem Kondensator in Verbindung steht, über die ein Gemisch aus nichtkondensierbaren Gasen und verdampftem Kühlmittel geleitet wird, und daß sie mit einem Flüssigkeitsmotor verbunden ist, der mit dem Kühlsystem derart in Verbindung steht, daß die Druckdifferenz im Kühlsystem als Antriebskraft für · den Flüssigkeitsmotor ausnutzbar ist.This goal is in a facility with a ReI. Grading pump for removing non-condensable gases from a closed coolant circuit achieves that the cleaning pump has an inlet which is connected to the condenser via a first line over which a mixture of non-condensable gases and evaporated coolant is passed, and that it is connected to a liquid motor which is in communication with the cooling system in such a way that the pressure difference in the cooling system can be used as a driving force for the liquid motor.
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Gegenstand ;!er Erfindung ist weiterhin eine Reinigungspumpe in Fr eiko Ib en bauart, welche keinerlei ölschmierung erfordert und welche hermetisch in das Kühlsystem eingebaut werden kann. Bei einer Pumpe der genannten Bauart soll der Strom des Druckgases zum und vom angetriebenen Teil der Pumpe mit Hilfe eines Ventils gesteuert werden, das von der Druckdifferenz innerhalb des Systems betätigt wird.The subject of the invention is also a cleaning pump in Fr eiko Ib en type, which no requires oil lubrication and which can be hermetically installed in the cooling system. With a pump of the named design is the flow of the compressed gas to and from the driven part of the pump with the help of a Valve controlled by the pressure difference within the system.
Es ist zweckmäßig, die Pumpe so auszugestalten, daß sie automatisch in Abhängigkeit vom Anstieg des Druckes im Kondensator anspricht, welcher durch die Ansammlung nichtkondensierbarer Gase im Kondensator hervorgerufenIt is useful to design the pump so that it responds automatically depending on the rise in pressure in the condenser, which is caused by the accumulation caused by non-condensable gases in the condenser
Gegenstand der Erfindung ist außerdem eine Reinigungseinrichtung in einem Kühlsystem, welche sich durch eine Gasquelle, die außerhalb des Kühlsystems angeordnet ist, betätigen laßt.The invention also relates to a cleaning device in a cooling system, which is arranged by a gas source that is outside the cooling system is, let it be actuated.
Diese und andere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnung. Es zeigen:These and other objects and advantages of the invention will become more apparent from the following description and the attached drawing. Show it:
Fig. 1 schematisch ein typisches Zentrifulgalkühlsystem mit einer erfindungsgemäßen Reinigungseinrichtung; Fig. 1 schematically shows a typical centrifugal cooling system with a cleaning device according to the invention;
Fig. 2 hat eine der Fig. 1 entsprechende ähnliche schematisehe Ansicht mit einer abgewandelten Reinigungspumpe und einem abgewandelten Pumpensteuerventil} FIG. 2 has a similar schematic view corresponding to FIG. 1 with a modified one Cleaning pump and a modified pump control valve}
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Fig. 3 die schematische Ansicht einer weiteren abgewandelten Reinigungspumpe mit Pumpensteuerventil; 3 shows the schematic view of a further modified cleaning pump with a pump control valve;
Fig. 4 einen Querschnitt durch den Steuerventilkolben, und zwar längs der Linie A-A in Fig. 2jFig. 4 shows a cross section through the control valve piston, namely along the line A-A in Fig. 2j
Fig. 5 die schematische Ansicht einer weiteren abgeänderten Reinigungspumpe und Steuerventilkombination. Fig. 5 is a schematic view of a further modified one Cleaning pump and control valve combination.
Wie insbesondere Fig. 1 zeigt, gehören zum Kühlsystem ein Kreiselverdichter 1, ein Kondensator 2 und ein Verdampfer 3. Eine Leitung 6 verbindet den Kompressorauslaß mit dem Kondensator 2 und eine Leitung 7 den Kondensatorauslaß mit dem Einlaß des Verdampfers 3. Das Druckminderventil 77, welches sich in der Leitung 7 befindet, teilt das System in einen Hochdruckteil oberhalb des Ventils und einen Unterdrückt eil unterhalb des Ventils auf. Der Verdampfer 3 ist mit dem Kompressoreinlaß über eine Saugleitung 8 verbunden. Der Kondensator und der Verdampfer bestehen jeweils aus einem runden Gehäuse und Rohren. Der Kondensator enthält ein Rohrbündel, welches mit der Bezugsziffer 4 bezeichnet ist. Durch dieses Rohrbündel fließt das Kühlwasser. Die Flüssigkeit, welche gekühlt werden soll, fließt durch die Rohre 5 in den Verdampfer. Ein Abscheider 30 befindet sich im Verdampfer. Er dient dazu, mitgerissene Kühlflüssigkeitstropfen von dem Dampf zu trennen, welcher zum Einlaß des Saugrohres 8 strömt. Die Leitplatte im Kondensator 2 hält den oberen Teil des KondensatorsAs shown in particular in FIG. 1, the cooling system includes a centrifugal compressor 1, a condenser 2 and an evaporator 3. A line 6 connects the compressor outlet with the condenser 2 and a line 7 connects the condenser outlet with the inlet of the evaporator 3. The pressure reducing valve 77, which is in line 7, divides the system into a high pressure part above the valve and a negative part below the valve. The evaporator 3 is connected to the compressor inlet via a suction line 8. The condenser and the evaporator each consist of a round housing and pipes. The condenser contains a tube bundle, which is denoted by the reference number 4. The cooling water flows through this tube bundle. The liquid to be cooled flows through the tubes 5 into the evaporator. A separator 30 is located in the evaporator. It serves to separate entrained drops of cooling liquid from the vapor which flows to the inlet of the suction pipe 8. The baffle in capacitor 2 holds the top of the capacitor
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von.dem einströmenden komprimierten Gas fern, so daß eine Zone mit niedriger Turbulenz gebildet wird, in welcher sich nichtkondensierbare Gase sammeln. Während des Betriebes wird das Kühlgas vom Kompressor 1 unter Druck in das Kondensatorgehäuse über die Leitung 6 überführt. Kondensiertes Kühlmittel fließt vom Kondensator durch die Leitung 7 und das Druckminderventil 77 zum Verdampfer 3, wo das Kühlmittel verdampft, um den erwünschten Kühleffekt hervorzubringen. Das im Verdampfer entwickelte Kühlgas v/ird vom Kompressor über die Saugleitung 8 abgesaugt.away from the incoming compressed gas so that a zone of low turbulence is formed, in which non-condensable gases collect. During operation, the refrigerant gas from the compressor 1 transferred under pressure into the capacitor housing via line 6. Condensed coolant flows from the condenser through the line 7 and the pressure reducing valve 77 to the evaporator 3, where the refrigerant evaporates to produce the desired cooling effect. The cooling gas developed in the evaporator is v / ird sucked off by the compressor via the suction line 8.
Die Reinigungseinrichtung nach der Erfindung besteht aus einer Freikolbenpumpe 9 mit einem Gehäuse' 10, welches den Kolben 11 umgibt. Der Kolben 11 hat einen Antriebsendteil 12 von vergleichsweise großem Durchmesser und einen Pumpendteil 13 von kleinerem Durchmesser. Die Endteile 12 und 13 des Kolbens 11 formen drei Kammern 14, 15 und 16 innerhalb des Gehäuses 10. Die Pumpe 9 wird bewegt, indem das Druckgefälle, welches zwischen dem Kondensator oder dem Hochdruckteil und dem Verdampfer oder Niederdruckteil des Kühlsystems besteht, auf den Antriebsteil 12 des Kolbens 11 einwirkt. Hochdruckkühlgas wird in die Kammer 14 durch eine Einlaßöffnung 17 geleitet, welche mit dem Kondensator 2 über eine Leitung 18 in Verbindung steht. Kammer 15 an der Unterseite des Antriebskolbenteils 12 wird ständig zur Niederdruckseite des Systems über die Öffnung 19 hin entlüftet. Die öffnung 19 kann mit jedem Punkt im Niederdruckteil des Systems verbunden sein, z.B. mit derThe cleaning device according to the invention consists of a free piston pump 9 with a housing '10, which surrounds the piston 11. The piston 11 has a drive end part 12 of comparatively large diameter and a pump end portion 13 of smaller diameter. The end parts 12 and 13 of the piston 11 form three chambers 14, 15 and 16 within the housing 10. The pump 9 is moved by the pressure gradient that exists between consists of the condenser or the high-pressure part and the evaporator or low-pressure part of the cooling system, acts on the drive part 12 of the piston 11. High pressure refrigerant gas is introduced into the chamber 14 through an inlet port 17, which is connected to the condenser 2 via a line 18. Chamber 15 at the Underside of the drive piston part 12 is constantly to Low-pressure side of the system through opening 19 vented. The opening 19 can be connected to any point in the low pressure part of the system, e.g.
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Saugleitung oder dem Verdampfer 3. Aus Gründen einer bequemen Rohrverlegung ist die Öffnung 19 im dargestellen System mit dem Verdampfer 3 über die Leitung 20 verbunden. Die Verbindung zwischen der Leitung 20 und dem Verdanpfer erfolgt an einem Punkt oberhalb des Abscheiders 30 in dem Dampfraum im oberen Teil des Verdampfers.Suction line or the evaporator 3. For the sake of convenient piping, the opening 19 is shown in the System connected to the evaporator 3 via line 20. The connection between the line 20 and the evaporator takes place at a point above the separator 30 in the vapor space in the upper Part of the evaporator.
Die Kammer 14 enthält weiter eine Austrittsöffnung 21, durch die das Hochdruckgas auf Verdampferdruck entspannt wird. Die entspannten Gase werden durch einen rohrartigen Verbindungskanal 22 geleitet, welcher aus weiter unten erklärten Gründen vorzugsweise mit der Leitung 20 über eine Öffnung in der Niederdruckkammer 15 in Verbindung steht. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Hochdruckgasleitung 18 im unteren Teil des Kondensators in diesen eintritt, wo ein Minimum an nichtkondensierbarem Gas vorhanden ist. Dies geschieht, um zu vermeiden, daß nichtkondensierbare Gase in die Kammer 14 gelangen und schließlich zurück in den Verdanpfer über den Verbindungskanal 22, die Niederdruckkammer 15 und die Leitung 20 fließen.The chamber 14 further contains an outlet opening 21, through which the high pressure gas is expanded to evaporator pressure will. The expanded gases are passed through a tubular connecting channel 22, which is shown below For reasons explained, preferably with the line 20 via an opening in the low-pressure chamber 15 in connection stands. It should be noted that the high pressure gas line 18 in the lower part of the condenser in this enters where a minimum of non-condensable gas is available. This is done to prevent non-condensable gases from entering the chamber 14 and finally back to the evaporator via the connecting channel 22, the low pressure chamber 15 and the line 20 flow.
Das Ansaugen, die Kompression und das Pumpen der nichtkondensierbaren Gase zum Reinigungskondensator bei einem vorbestimmten Druck' v/erden durch den Pumpenendteil 13 des Kolbens 11 in der Kammer 16 bewerksteiligt. Nichtkondensierbare Gase und Kühlgase werden aus der Zone geringer Turbulenz im Oberteil des Kondensators durch die Leitung 24, über die Einlaßöffnung 25 in die KammerThe suction, compression and pumping of the non-condensables Gases to the purification condenser at a predetermined pressure are v / ground through the pump end portion 13 of the piston 11 in the chamber 16 accomplished. Non-condensables Gases and cooling gases pass through from the low turbulence zone in the top of the condenser the line 24, via the inlet port 25 into the chamber
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geleitet. Die Strömung durch die öffnung 25 wird durch ein Regulierventil 26 gesteuert, welches vorzugsweise als Klappenventil ausgebildet ist, das unmittelbar in der Öffnung 25 sitzt. Komprimierte Gase gelangen aus der Kammer 16 über die Auslaßöffnung 27 in die Leitung 29, welche mit dem Einlaß der Reinigungstrommel 32 in Verbindung stehen. Die Strömung durch die Auslaßöffnung 27 in die Leitung 29 wird durch ein Regulier- oder Rückschlagventil 28 gesteuert.directed. The flow through the opening 25 is controlled by a regulating valve 26, which is preferably designed as a flap valve that sits directly in the opening 25. Compressed gases pass from the chamber 16 via the outlet opening 27 into the line 29, which are in communication with the inlet of the cleaning drum 32. The flow through the outlet opening 27 into the line 29 is controlled by a regulating or check valve 28.
Das komprimierte Gas, welches in die Reinigungstrommel eintritt, ist normalerweise eine Mischung aus nichtkondensierbaren Gasen, Kühlgas und V/asserdampf. Dieses Gasgemisch wird über wassergekühl te Kühlschlangen 33 geleitet, was zur Folge hat, daß das Kühlmittel und der Wasserdampf kondensieren. Das schwerere Kühlmittel setzt sich am Boden des Behälters ab, während das Wasser an der Oberseite des Kühlmittels bleibt und durch ein von Hand zu betätigendes Ventil 34 ableitbar ist. Wenn die Höhe des Kühlmittels in der Trommel zunimmt, öffnet sich ein Schwimmerventil 35» und das flüssige Kühlmittel wird zwangsläufig durch den höheren Druck in der Reinigungstrommel wieder über eine Leitung 36 in den unteren Teil des Verdampfers geleitet. Das nichtkondensierbare Gas sammelt sich im Oberteil der Trommel und v/ird über ein Druckentspannungsventil 64 nach außen abgelassen, wenn der Druck in der Trommel einen bestimmten Wert erreicht.The compressed gas that goes into the cleaning drum occurs is usually a mixture of non-condensables Gases, cooling gas and water vapor. This Gas mixture is fed via water-cooled cooling coils 33 conducted, which has the consequence that the coolant and the water vapor condense. The heavier coolant settles to the bottom of the container while the water remains at the top of the coolant and can be diverted through a manually operated valve 34. if the level of the coolant in the drum increases, a float valve 35 'opens and the liquid coolant is inevitably caused by the higher pressure in the cleaning drum again passed through a line 36 into the lower part of the evaporator. The non-condensable Gas collects in the upper part of the drum and is vented to the outside via a pressure relief valve 64, when the pressure in the drum reaches a certain value.
Das Ansaugen und Aus schieben des Hochdruclcgases in und von der Kammer 14 durch die öffnungen 17 bzw. 21 v/irdThe suction and discharge of the high-pressure gas in and from the chamber 14 through the openings 17 and 21 v / ird
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vorzugsweise durch einen KoIbenschieber 37 gesteuert. In einem zylindrischen Ventilgehäuse ist der Kolben gelagert, welcher in seinem mittleren Teil eine ringförmige Hut 39 aufweist, die sich über den ganzen Umfang des Kolbens erstreckt. Öffnungen 40 und 41 im Ventilgehäuse fluchten mit Einlaß- und Auslaßöffnungen 17 bzw. 21. Befindet sich der Kolben 38 in seiner gezeigten äußersten rechten Stellung, ist die Einlaßöffnung 17 mit der Hochdruckgasleitung 18 über die Nut 39 im Kolben und die öffnung 40 im Ventilgehäuse in Verbindung. Der Kolben 38 wird zwischen dieser Stellung und einer extrem linken Stellung hin- und herbewegt. In der linken Stellung steht die Auslaßöffnung 21 in Verbindung mit dem Auslaßkanal 22, und zwar wiederum über die Nut 39 und die Öffnung 41 im Ventilkörper. Die Hin- und Herbewegung des Kolbens 38 kommt dadurch zustande, daß man abwechselnd Hochdruckgas auf die sich gegenüberliegenden Endflächen des Kolbens über Zuleitungen 42 und 43 einwirken läßt. Rohrartige Verbindungskanäle 42 und 43 sind mit dem Pumpenkörper 10 über Öffnungen 44 und 45 in der dargestellten Art verbunden, so daß sie intermittierend mit dem Hochdruckgas in den Kammern 14 und 16 in Verbindung stehen.preferably controlled by a piston valve 37. The piston is mounted in a cylindrical valve housing and has an annular shape in its central part Has hat 39 which extends over the entire circumference of the piston. Openings 40 and 41 in the valve housing align with inlet and outlet ports 17 or 21. Is the piston 38 in its shown extreme right position, the inlet port 17 is with the high pressure gas line 18 via the groove 39 in the piston and the opening 40 in the valve housing in connection. The piston 38 is between this position and a extreme left position reciprocated. In the left position, the outlet opening 21 is in communication with the outlet channel 22, again via the groove 39 and the opening 41 in the valve body. The back and forth movement of the piston 38 comes about in that one alternately high pressure gas on the opposite Allow end faces of the piston to act via feed lines 42 and 43. Tube-like connecting channels 42 and 43 are connected to the pump body 10 via openings 44 and 45 in the manner shown so that they are intermittent communicate with the high pressure gas in chambers 14 and 16.
Die Reinigungspumpe 9 und das Steuerventil 37 arbeiten wie folgt:The cleaning pump 9 and the control valve 37 work as follows:
Ein typischer Arbeitsvorgang möge beginnen, wenn sich der Steuerventilkolben 38 in der gezeigten Stellung befindet. Hochdruckgas unter Kondensationsdruck wirdA typical operation may begin when the control valve piston 38 is in the position shown is located. High pressure gas is under condensation pressure
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in die Kammer 14 auf der oberen Seite des Antriebskolbens 12 über die Leitung 18, die Öffnung 40, die Nut 39 und die Einlaßöffnung 17 geführt. Die Kammer 15 an der unteren Seite des Antriebskolbens 12 ist dem niedrigeren Verdampferdruck ausgesetzt. Die Kammer 16 an der Unterseite des Pumpkolbens 13 steht unter Kondensationsdruck, weil sie über die Leitung 24 mit der Oberseite des Kondensators in Verbindung steht. Diese Druckdifferenz und das IT-ächenverhältnis von Antriebskolben 12 und Pumpkolben 13 verursachen eine resultierende Kraft in Abwärtsrichtung. Der Kolben 11 bewegt sich folglich nach unten, und der Pumpkolbenteil 13 fördert komprimiertes Gas durch die Auslaßöffnung 27 und das Regulierventil 28 in die Leitung 29 und die Reinigungstrommel 32. Der Kolben 11 bewegt sich so lange abwärts, bis die obere Fläche des Antriebskolbenteils 12 an der Öffnung 44 vorbeikommt. Zu diesem Zeitpunkt wird Hochdruckgas von der Kammer 14 gegen das rechte Ende des Ventilkolbens 38 über die Verbindungsleitung 42 geführt. Da das linke Ende des Ventilkolbens 38 über den Kanal 43 auf Verdampferdruck gebracht ist, wird sich der Kolben nach links verschieben und das Hochdruckgas aus der Kammer 14 über die Öffnung 21, die Nut 39, die Öffnung 41 und den rohrförmigen Kanal 22 auf den niedrigeren Verdampfungsdruck in Kammer 15 abbauen. Die Kammer 15 steht mit dem Verdampfer über die öffnung 19 und die Leitung 20 in Verbindung. Wenn beide Kammern 14 und 15 Verdau pferdruck haben und die Kammer 16 unter dem höheren Kondensationsdruck steht, wird sich Kolben 11 nach oben bewegen. Das Entleeren der Kammer 14 über die Leitung 22 in Kammer 15into the chamber 14 on the upper side of the drive piston 12 via the line 18, the opening 40, the groove 39 and the inlet port 17 out. The chamber 15 on the lower side of the drive piston 12 is the lower one Exposed to evaporator pressure. The chamber 16 on the underside of the pump piston 13 is under condensation pressure, because it communicates via line 24 with the top of the capacitor. This pressure difference and that IT area ratio of drive piston 12 and pump piston 13 cause a resultant force in the downward direction. The piston 11 consequently moves downwards, and the pump piston part 13 conveys compressed gas through the outlet opening 27 and the regulating valve 28 in the line 29 and the cleaning drum 32. The Piston 11 moves downward until the upper surface of drive piston part 12 passes opening 44. At this point, high pressure gas from chamber 14 is against the right end of valve piston 38 out via the connecting line 42. Since the left The end of the valve piston 38 is brought to evaporator pressure via the channel 43, the piston will move move left and the high pressure gas from the chamber 14 via the opening 21, the groove 39, the opening 41 and reduce the tubular channel 22 to the lower evaporation pressure in chamber 15. The chamber 15 stands with the Evaporator via the opening 19 and the line 20 in connection. When both chambers 14 and 15 digestion pressure and the chamber 16 is under the higher condensation pressure, piston 11 will move upwards. That The chamber 14 is emptied via the line 22 into chamber 15
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hat den besonderen Vorteil,daß das Hochdruckgas, welches durch die Kammer 15 in den Verdampfer fließt, einen zeitweiligen Druckanstieg in der Kammer 15 hervorruft. Dieser Druckanstieg unterstützt die Bewegung des Kolbens 11 nach oben beim Beginn des Hubes des Pumpenkolbens 13. Kolben 11 bewegt sich so lange aufwärts, bis die Bodenfläche des Pumpkolbens 13-an der Öffnung 45 im Pumpengehäuse vorbeikommt. Zu diesem Zeitpunkt fließt Hochdruckgas über die rohrförmige Verbindungsleitung 43 zum linken Ende des Ventilkolbens Da das rechte Ende des Kolbens 38 nun über die Leitung auf Verdampferdruck gebracht ist, wird sich der Ventilkolben in seine rechte Stellung zurückbewegen, und der Arbeitszyklus kann von neuem beginnen.has the particular advantage that the high pressure gas which flows through the chamber 15 into the evaporator, causes a temporary increase in pressure in the chamber 15. This increase in pressure supports the movement of the piston 11 upwards at the beginning of the stroke of the pump piston 13.Piston 11 moves upwards as long as until the bottom surface of the pump piston 13-comes past the opening 45 in the pump housing. To this At this point, high-pressure gas flows through the tubular connecting line 43 to the left end of the valve piston Since the right end of the piston 38 is now over the line is brought to evaporator pressure, the valve piston will move back to its right-hand position and the cycle can begin again.
Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Ausführung der Reinigungspumpe gemäß Fig. 1, bei der das Pumpensteuerventil in stärkerem Ausmaß mechanisch als durch den Druck des Kühlmittelgases betätigt wird. Gleiche Kennziffern in Fig. 2 bezeichnen gleiche Elemente wie in Fig. 1. Eine zylindrische Kammer 65 befindet sich im Steuerventilkörper 80, und in dieser Kammer ist ein Hohlkolben 66 verschiebbar angeordnet. Ein Verbindungskanal 67 durch den Steuerventilkörper steht an seinem äußeren Ende mit der Hochdruckgasleitung 18 und an seinem inneren Ende mit der Einlaßöffnung 68 von Kammer 14 in Verbindung. Ein zweiter Verbindungskanal 60 durch den Steuerventilkörper steht an seinem äußeren Ende mit der Ausströmleitung 76 und an seinem inneren Ende mit der Ausström- ■ leitung 70 von Kammer 14 in Verbindung. Eine LeitungFig. 2 shows a modified embodiment of the cleaning pump 1, in which the pump control valve to a greater extent mechanically than by the pressure of the Coolant gas is operated. Identical numerals in Fig. 2 denote the same elements as in Fig. 1. One cylindrical chamber 65 is located in control valve body 80, and a hollow piston 66 is displaceable in this chamber arranged. A connecting passage 67 through the control valve body is at its outer end the high pressure gas line 18 and at its inner end with the inlet port 68 of chamber 14 in communication. A second connecting channel 60 through the control valve body is at its outer end with the outflow line 76 and at its inner end with the outflow line 70 from chamber 14 in connection. One line
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stellt eine Verbindung zur Leitung 20 her, die zum Verdampfer 3 rührt.establishes a connection to line 20 leading to the Evaporator 3 is stirring.
Eine Stange 71 sitzt am einen Ende des Pumpenl:olbans 11, von wo aus sie sich nach oben durch den hohlen Ventillcolben 66 erstreckt, in dem sie hin- und herbeweglich ist. Auf der Stange 71 sind im Abstand voneinander angebrachte Bunde 72 und 73 angeordnet, die nacheinander auf sich gegenüberliegende Anschlagflächen 75 auftreffen, die sich von einem Ende des hohlen Kolbens nach innen erstrecken, wie dies am besten aus dein Schnitt durch den Ventilkolben 66 in Fig. 4 erkennbar ist.A rod 71 sits at one end of the pump: olbans 11, from where it goes up through the hollow valve piston 66 extends in which it is movable to and fro. On the rod 71 are attached at a distance from each other Collars 72 and 73 arranged one after the other on themselves opposite stop surfaces 75 impinge, the extend inward from one end of the hollow piston, as best seen in the section through the valve piston 66 can be seen in FIG.
Die Reinigungspumpe 9 wird vom Kühlmitteldruck in der gleichen ^Jeise betätigt, wie dies im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben worden ist. Die Kammer 15 ist ständig auf Verdampferdruck über eine Öffnung 19 und die Leitung 20 entspannt. In der dargestellten Lage des Ventilkolbens 66 in Fig. 2 ist Einlaßöffnung 68 offen und Gas unter dem verhältnismäßig hohen Kondensationsdruck strömt durch die Leitung 18, den Verbindungskanal 67, die Einlaßöffnung 68 in die Kammer 14. Die Kraft, Vielehe durch diesen hohen Druck auf den Antriebskolbenteil 12 ausgeübt wird, bewirkt eine Abwärtsbewegung des Kolbens 11 während des Pumpenhubes des Pumpkolbenteils 13. Die Stange 71 wird durch den Kolben 11 nach unten bewegt, und der Bund 72 gelangt zur Anlage an der oberen Fläche der Anschläge 75 des Kolbens 66. Der Ventilkolben 66 wird dann nach unten bewegt, bis seine Seitenwand die Einlaßöffnung 68 schließt und sein oberes Ende die AuslaßöffnungThe cleaning pump 9 is from the coolant pressure in the same ^ Jeise operated as related to Fig. 1 has been described. The chamber 15 is constantly at evaporator pressure via an opening 19 and the line 20 relaxed. In the illustrated position of the valve piston 66 in Fig. 2, inlet opening 68 is open and gas under the relatively high condensation pressure flows through the line 18, the connecting channel 67, the inlet opening 68 into the chamber 14. The force, polygamy, exerted on the drive piston part 12 by this high pressure causes a downward movement of the piston 11 during the pump stroke of the pump piston part 13. The rod 71 is moved downwards by the piston 11, and the collar 72 comes to rest against the upper surface of the Stops 75 of the piston 66. The valve piston 66 is then moved downward until its side wall meets the inlet opening 68 closes and its upper end the outlet opening
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freigibt. Kammer 14 wird dann auf Verdampferdruck durch. Kammer 65, den Zwischenraum zwischen dem Bund 72 und der Innenwand des Kolbens 66, durch die Auslaßöffnung 70, den Verbindungskanal 69 und die Leitungen 76 und 20 entspannt. Haben die Kammern 14 und 15 nun Verdampferdruck und die Kammer 16 nach wie vor Kondensationsdruck, wird eine resultierende Aufwärtskraft den Kolben und die Stange 71 nach oben bewegen. Kommt der Bund 73 gegen die untere Fläche der Anschläge 75 zur Anlage, bewegt er den Kolben 66 nach oben, bis dieser die Auslaßöffnung 70 schließt und die Einlaßöffnung 68 öffnet. Der beschriebene Zyklus kann sich dann wiederholen.releases. Chamber 14 is then at evaporator pressure by. Chamber 65, the space between the collar 72 and the inner wall of the piston 66, through the outlet opening 70, the connecting passage 69 and the lines 76 and 20 relaxed. If chambers 14 and 15 now have evaporator pressure and chamber 16 still has condensation pressure, a resultant upward force acts on the piston and move the rod 71 upwards. If the collar 73 comes to rest against the lower surface of the stops 75, he moves the piston 66 upwards until it closes the outlet opening 70 and the inlet opening 68 opens. The cycle described can then be repeated.
Fig. 3 zeigt eine Abwandlung des mechanisch betätigten Steuerventils, bei welcher der Ventilkolben 66 nicht durch Bunde an der Stange 71, sondern durch eine Stift- und Schiitzanordnuns betätigt wird. Gleiche Bezugszeichen kennzeichnen gleiche Elemente, wie in den Fig. 1 und 2. Der Stift 84 erstreckt sich horizontal durch den Ventilkolben 66, wobei er in einem Schlitz 82 der Stange geführt ist. Die Arbeitsweise des Steuerventils entspricht der Arbeitsweise des Ventils gemäß Fig. 2. Lediglich die Bewegung des Ventilkolbens 66 erfolgt auf andere Art und V/eise. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, kommt das obere Ende des Schlitzes 82 gegen den Stift 84 zur Anlage und bewegt den Ventilkolben 66 nach unten, wenn die Stange 71 nach unten geht. Kolben 66 wird in die in Figur 3 dargestellte Stellung überführt, in der er die Auslaßöffnung 70 öffnet und den Hochdruckgaseinlaßkanal 68 schließt, so daß ein Druckgefälle zwischen der einen und anderen Seite des Pumpenkolbens 11 entsteht3 shows a modification of the mechanically operated control valve in which the valve piston 66 is not by collars on the rod 71, but by a pin and Schiitzanorduns is operated. Same reference numbers denote the same elements as in Figs. 1 and 2. The pin 84 extends horizontally through the valve piston 66, being guided in a slot 82 of the rod. The mode of operation of the control valve corresponds the mode of operation of the valve according to FIG. 2. Only the movement of the valve piston 66 takes place different type and way. As shown in FIG. 3, the upper end of the slot 82 comes against the pin 84 Abutment and moves the valve piston 66 down when the rod 71 goes down. Piston 66 is in the transferred position shown in Figure 3, in which he the outlet opening 70 opens and the high pressure gas inlet passage 68 closes, so that a pressure differential between the one and the other side of the pump piston 11 arises
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und diesen aufwärtsbewegt. Das untere Ende des Schlitzes 82 gelangt dann zur Anlage gegen den Stift und überführt den Ventilkolben 66 nach oben in eine Lage, in der er die Auslaßöffnung 70 schließt und die Einlaßöffnung 68 öffnet.and moves it upwards. The lower end of the slot 82 then abuts the pin and transfers the valve piston 66 upwards into a position in which it closes the outlet opening 70 and the inlet port 68 opens.
In Figur 5 ist eine abgewandelte Reinigungspumpe und Steuerventilkombination gezeigt, bei welcher Vorsorge dafür getroffen wurde, daß die Bewegung des Steuerventilkolbens durch kombinierte mechanische und pneumatische Mittel erfolgt. Gleiche Bezugszeichen kennzeichnen gleiche Elemente, wie in den Figuren 1 bis 3» Die Reinigungspumpe 9 ist im wesentlichen vom gleichen Aufbau und gleicher Arbeitsweise wie die in Fig. 1 gezeigte Reinigungspumpe. Das Steuerventil weist einen Hohlkolben 86 auf, der verschieblich in der Kammer 65 im Ventilgehäuse 80 angeordnet ist, und zwar in ähnlicher Weise, wie dies in den Fig. 2 und 3 gezeigt wurde. Die Flüssigkeitsmotoreinlaßöffnung 68, welche mit der Kammer 14 in Verbindung steht, befindet sich in einer Wand des Ventil gehäuses und ist mit der Hochdruckgasleitung 18 verbunden. Die Auslaßöffnung 70 ist in der gegenüberliegenden 7/and des Gehäuses 80 angeordnet. Sie steht mit dem Nieder druck teil des Kühlsystems über eine Rohrleitung 22, die öffnung 23, Kammer 15, öffnung 19 und die leitung 20 in der gleichen V/eise, wie dies für die Entspannung der Kammer 14 in Fig. 1 gezeigt ist, in Verbindung. Eine Vertikalnut in der 7/and des Ventil gehäuses 80 steht mit der Öffnung in Verbindung und dient dazu, den Raum unterhalb des oberen größeren Durchmesserteils des Kolbens 86 aufIn Figure 5 is a modified cleaning pump and Control valve combination shown in which provision was made that the movement of the control valve piston done by combined mechanical and pneumatic means. Identify the same reference symbols same elements as in FIGS. 1 to 3 »The cleaning pump 9 is essentially of the same construction and the same Operation like the cleaning pump shown in FIG. 1. The control valve has a hollow piston 86, which is slidably disposed in the chamber 65 in the valve housing 80, in a manner similar to this has been shown in Figs. The fluid motor inlet port 68, which is in communication with the chamber 14, is located in a wall of the valve housing and is connected to the high pressure gas line 18. The outlet opening 70 is in the opposite 7 / and des Housing 80 arranged. It is part of the low pressure of the cooling system via a pipe 22, the opening 23, chamber 15, opening 19 and the line 20 in the same V / eise, as shown for the expansion of the chamber 14 in FIG. 1, in connection. One vertical groove in the 7 / and the valve housing 80 stands with the opening in connection and serves to open the space below the upper larger diameter part of the piston 86
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Verdampferdruck zu entspannen. Die Kammer 15 wird ständig auf Verdampferdruck über die Öffnung 19 und die Leitung 20 entspannt. Das obere Ende der Ventilkammer 65 steht über eine öffnung 90 und ein Rohr 42 mit der öffnung 44 in der V/and des Gehäuses 10 der Reinigungspumpe in Verbindung. Die öffnung 44 ist so angeordnet, daß.sie dem Hochdruck in der Kammer 44 ausgesetzt ist, wenn der Antriebskolben 12 an einem Ende seines Antriebshubes ist. Ein Vorsprung 89 erstreckt sich von der oberen .Vand der Kammer 65 nach unten. Er tritt in die Bohrung des Ventilkolbens 86 ein, wenn dieser sich nach oben bewegt. In der Mitte der Oberfläche des Antriebskolbenteils 12 ist ein sich nach oben erstrekkender Vorsprung 88 angebracht, welcher bei 92 eingekerbt ist.To release evaporator pressure. The chamber 15 is constantly on the evaporator pressure via the opening 19 and the line 20 relaxed. The upper end of the valve chamber 65 projects over an opening 90 and a tube 42 with the opening 44 in the V / and of the housing 10 of the Cleaning pump in connection. The opening 44 is arranged so that it is exposed to the high pressure in the chamber 44 is when the drive piston 12 is at one end of its drive stroke. A protrusion 89 extends from the upper .Vand of the chamber 65 downwards. It enters the bore of the valve piston 86 when the latter moves upwards. In the middle of the surface of the drive piston part 12 is an upwardly extending one Protrusion 88 attached which is notched at 92.
Der Ventilkolben 86 arbeitet zusammen mit der Reinigungspumpe 9, um den Strom des unter hohem Druck stehenden Gases zu und von der Kammer 14 wie folgt zu steuern: Befindet sich der Ventilkolben 86 in der dargestellten Lage, ist die Hochdruckeinlaßöffnung 68 blockiert,und die Kammer 14 steht mit dem Niederdrückteil über die Mitte des Hohlkolbens 86 und die Auslaßöffnung 70 in Verbindung. Befinden sich beide Kammern 14 und 15 unter niedrigem Druck und Kammer 16 unter hohem Druck, entsteht eine resultierende Kraft, die auf den Kolben 11 einwirkt und ihn nach oben verschiebt. Der Freikolben 11 wird so lange nach oben, bewegt, bis der Vorsprung 60 auf den Boden des Ventilkolbens 86 auftritt und diesen nach oben in eine Lage überführt, in der die öffnung 68 freigegeben wirdThe valve piston 86 works together with the cleaning pump 9 to control the flow of high pressure gas to and from chamber 14 as follows: If the valve piston 86 is in the position shown, the high pressure inlet opening 68 is blocked, and the chamber 14 is over the middle with the depression part of the hollow piston 86 and the outlet opening 70 in communication. Are both chambers 14 and 15 under low Pressure and chamber 16 under high pressure, a resultant force arises which acts on the piston 11 and moves it up. The free piston 11 is moved upwards until the projection 60 hits the bottom of the Valve piston 86 occurs and moves it upward into a position in which the opening 68 is released
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und der Vorsprung 89 die Auslaßöffnung durch die Mitte des Kolbens 86 versperrt. Die Kerbe 92 im Vorsprung 88 gestattet das Weiterabströmen des Hochdruckgases von Kammer 14 durch die Bohrung des Kolbens 86 und die öffnung 70, nachdem der Vorsprung 88 auf den Boden des Kolbens 86 aufgetroffen ist, und bevor der Ablaßkanal durch die KoIbenbohrung durch den Vorsprung verschlossen wird. Die Einleitung von Hochdruckgas in Kamner 14 über die Öffnung 68 ruft eine resultierende Kraft auf den Kolben 11 in Abwarte richtung hervor. Der Freikolben 11 bewegt sich nach unten während des Pumphubes des Pumpkolbens 13, bis der Antriebskolben 12 die öffnung 44 fregibt. In diesem Augenblick wird Hochdruckgas von der Kammer 14 über die Öffnung 44, die rohrförmige Leitung 42 und die Kammer 90 in die Ventilkammer 65 oberhalb des Kolbens 86 überströmen. Nun ist Gas mit dem Druck des Hoch druckte ils in der Kammer 65 v/irksam, welches auf die gesamte, mit einem größeren Durchmesser versehene Oberfläche des Ventilkolbens 86 einv;irkt. Da die gesamte Fläche an der Unterseite des Kolbens 86 niedrigem Druck, welcher durch die öffnung 70 und die Nut 94 einwirkt, und hohem Druck aus der Kammer 14, welcher auf die unterste Fläche des Kolbens einwirkt, ausgesetzt ist, wird eine resultierende Kraft auf den Ventilkolben 86 in Abwärtsrichtung ausgeübt. Der Kolben 86 gleitet folglich nach unten in eine Lage, in welcher der Entspannungskanal durch die Bohrung des Kolbens 86 und die öffnung 70 geöffnet ist und in welcher die öffnung 68 blockiert ist. Der Ventilkolben 86 ist nun wiederum in der in Fig. 5 gezeigten Stellung,undand the projection 89 the outlet opening through the Blocked in the middle of the piston 86. The notch 92 in the projection 88 allows the high pressure gas to flow further from chamber 14 through the bore of piston 86 and the opening 70 after the projection 88 on the The bottom of the piston 86 has hit, and before the Drain channel through the piston bore through the projection is closed. The introduction of high pressure gas into chamber 14 via port 68 causes a resultant Force on the piston 11 in the waiting direction. Of the Free piston 11 moves downward during the pumping stroke of the pumping piston 13 until the drive piston 12 the Opening 44 frees. At this point, high pressure gas is released from the chamber 14 via the opening 44, which is tubular Line 42 and chamber 90 flow over into valve chamber 65 above piston 86. Now is gas with the pressure of the high pressure ile in the chamber 65 v / effective, which acts on the entire, larger diameter surface of the valve piston 86. Since the entire area on the underside of the piston 86 is low pressure, which through the opening 70 and the groove 94 acts, and high pressure from the chamber 14, which acts on the lowermost surface of the piston, is exposed, a resultant force is applied to the valve piston 86 in the downward direction. The piston 86 consequently slides down into a position in which the expansion channel through the bore of the Piston 86 and the opening 70 is open and in which the opening 68 is blocked. The valve piston 86 is now again in the position shown in FIG. 5, and
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der Kolben 11 kann erneut nach oben bewegt werden. Ein vollständiger Zyklus ist beendet.the piston 11 can be moved upwards again. A complete cycle has ended.
Die in Fig. 1 gezeigte Anordnung hat den Nachteil, daß das Hochdruckgas, welches von der Kammer 16 über die Öffnung 45 und die Leitung 43 zum einen Ende des Steuerventilgehäuses geleitet wird, unter Umständen über die Öffnung 45» die Kammer 15 und die Leitung 20 entweder zur Niederdruckseite des Systems oder über die Leitung 58 in die Atmosphäre gelangt. Da das Gas, welches In die Kammer 16 gepumpt ist, eine Mischung aus Kühlmitteldampf und nichtkondensierbaren Gasen ist, geht periodisch ein geringer Anteil von Kühlmitteldampf verloren, indem er über die Leitung 58 in die Atmosphäre fließt, wenn die Hochdruckgasquelle 56 verwendet wird, um den Flüssigkeitsmotor anzutreiben, und ein kleiner Teil von nichtkondensierbarem Gas gelangt zurück in den Niederdruckteil des Systems, wenn die Reinigungspumpe durch den Druck des Kühlmittels betätigt wird» Die Ausführung, welche in Fig. 5 gezeigt ist, schaltet diese unerwünschten Erscheinungen aus, indem das Rohr 43 und die Öffnung 45, welche bei der Lösung gemäß Figur 1 benötigt werden, In Fortfall gelangen. Das Verschieben des Steuerventilkolbens in eine Stellung, in der er die Hochdruckeinlaßöffnung zur Kammer 14 öffnet, erfolgt während des Saughubes des Pumpkolbens 13 durch die aufwärtsgerichtete Kraft des Vorsprungs 88 auf den Ventilkolben 86 und nicht durch das Einleiten von Hochdruckgas aus Kammer .16 in ein Ende des Ventilgehäuses.The arrangement shown in Fig. 1 has the disadvantage that the high pressure gas, which from the chamber 16 via the Opening 45 and the line 43 is passed to one end of the control valve housing, possibly via the Port 45 »the chamber 15 and line 20 either to the low pressure side of the system or via line 58 in the atmosphere gets. Since the gas pumped into the chamber 16 is a mixture of refrigerant vapor and is non-condensable gases, a small amount of refrigerant vapor is periodically lost by it Flows to atmosphere via line 58 when high pressure gas source 56 is used to power the liquid engine to drive, and a small part of non-condensable Gas returns to the low pressure part of the system when the cleaning pump is through the Pressure of the coolant is actuated »The embodiment which is shown in Fig. 5 switches this undesirable Appearances in that the tube 43 and the opening 45, which are required in the solution according to Figure 1, In Get lost. Moving the control valve piston to a position in which it opens the high pressure inlet port opens to the chamber 14 takes place during the suction stroke of the pump piston 13 by the upward force of the Protrusion 88 on valve piston 86 and not by introducing high pressure gas from chamber .16 into one end of the valve body.
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Die Pumpe ist zwar in vertikal angeordneter Lage gezeichnet, sie und das Steuerventil 37 können aber auch jede andere Stellung einnehmen. Der Druck, welcher von dem Hochdruckgas über die öffnung 21 auf den Ventilkolben 38 ausgeübt wird, bewirkt eine Reibung zwischen dem Kolben und der Innenwand des Ventilgehäuses und verhindert so unerwünschte Gleitbewegungen des Kolbens aus der in Figur 1 gezeigten Lage. Ist der Kolben 38 in die entgegengesetzte Richtung überführt, wird dieser gleiche Reibungseffekt erreicht, indem das Hochdruckgas über die öffnung 40 auf die Kolbenwand einwirkt. Dieser Reibungseffekt, welcher den Kolben 38 in der gewünschten Position hält, ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn das Kontrollventil 37 vertikal angeordnet ist.Although the pump is drawn in a vertically arranged position, it and the control valve 37 can also take any other position. The pressure exerted by the high pressure gas via the opening 21 on the valve piston 38 is exerted, causes friction between the piston and the inner wall of the valve housing and prevents thus undesirable sliding movements of the piston from the position shown in FIG. Is the piston 38 in the opposite direction, this same friction effect is achieved by pushing the high pressure gas over the opening 40 acts on the piston wall. This frictional effect, which the piston 38 in the desired position holds, is particularly important when the control valve 37 is arranged vertically.
In den Leitungen 24, 18, 20 und 36 sind von Hand betätigbare Ventile 46, 47, 48 und 49 angeordnet, welche es gestatten, die Reinigungspumpe zwecks Überholung oder Austausch zu entfernen, ohne dabei das Arbeiten des Kühlsystems zu beeinflussen.Manually operated valves 46, 47, 48 and 49 are arranged in lines 24, 18, 20 and 36, which make it possible to remove the cleaning pump for overhaul or replacement without disrupting the cooling system to influence.
Durch eine Regulierung der Flüssigkeit durch die Hochdruckgasleitung 18 und die Verdampfergasleitung 20 kann das Druckgefälle, welches auf den Antriebskolben 12 einwirkt,und somit die Geschwindigkeit der Pumpe eingestellt werden.By regulating the liquid through the high pressure gas line 18 and the evaporator gas line 20, the pressure gradient which acts on the drive piston 12, and thus the speed of the pump can be adjusted.
Um die Voraussetzungen dafür zu schaffen, daß die Reinigungspumpe 9 arbeiten kann, wenn der Zentrifuigalkompressor 1 nicht läuft, ist eine Hochdruckgasquelle 56 vorgesehen.In order to create the conditions for the cleaning pump 9 to work when the centrifugal compressor 1 is not running, a high pressure gas source 56 is provided.
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Eine Leitung 57 mit einem Ventil 55 verbindet die Gasquelle 56 mit der Hochdruckleitung IB. Die Leitung 58 führt zur Nieder druckleitung 20 und kann mit der Atmosphäre Lib er ein Ventil 59 verbunden v/erden. Soll die Reinigungspumpe unter Gasdruck laufen, wenn der Kompressor steht, schließt man die Ventile 47 und 48 und öffnet die Ventile 55 und 59. Durch das öffnen des Ventils 59 alrd die Kammer 15 nicht mit dem Niederdruckteil des Systems, sondern mit der Atmosphäre verbunden. Die Pumpe arbeitet so unter der Einwirkung des Druckgefälles zwischen der Hochdruckgas quelle und dem Atmagphärendruck, welches sich am Antriebskolben 12 auswirkt. Der Arbeitszyklus der Pumpe entspricht dem Arbeitszyklus, wie er oben bereits beschrieben wurde.A line 57 with a valve 55 connects the gas source 56 to the high pressure line IB. The line 58 leads to the low pressure line 20 and can v / earth a valve 59 connected to the atmosphere Lib. If the cleaning pump is to run under gas pressure when the compressor is at a standstill, valves 47 and 48 are closed and valves 55 and 59 are opened. By opening valve 59, chamber 15 is not connected to the low-pressure part of the system, but to the atmosphere. The pump works under the action of the pressure gradient between the high pressure gas source and the atmospheric pressure, which affects the drive piston 12. The duty cycle of the pump corresponds to the duty cycle as already described above.
Es sind auch Vorkehrungen dafür getroffen, daß die ileinlgungspumpe 9 automatisch in Abhängigkeit von einem vorbestimmten Druckanstieg im Kondensator 2 zu arbeiten beginnt. Für diesen Zweck ist ein druckabhängiges Ventil der Schnappbauart in der Hochdruckgasleitung 18 angeordnet. Das federbelastete Ventil 50 befindet sich normalerweise in geschlossener Stellung, wobei das Ventilelement 53 in der Öffnung 54 sitzt. In dieser Normalst ellung kann offenbar kein Hochdruckgas durch die Leitung 18 und das Steuerventil 37 zur Kammer 14 fließen, und die Reinigungspumpe ist außer Betrieb. Das Ventil 50 ist so ausgelegt, daß es sich bei einem vorbestimmten Druckanstieg im Kondensator infolge der Ansammlung von nicht kondensierbaren Gasen öffnet. Zu diesem Zweck ist ein Fühlorgan 60, das mit der-. selben Kühlflüssigkeit, wie sie im System verwendet wird, gefüllt ist, im Unterteil des Kondensatorgehäuses angeordiet,Precautions are also taken to ensure that the storage pump 9 automatically begins to work in dependence on a predetermined pressure increase in the condenser 2. For this purpose, a pressure-dependent snap-type valve is disposed in the high pressure gas line 18. The spring loaded valve 50 is normally in the closed position with the valve element 53 in the opening 54 is seated. In this normal position apparently no high-pressure gas can pass through the line 18 and the control valve 37 flow to chamber 14, and the cleaning pump is out of order. The valve 50 is designed so that there is a predetermined pressure rise in the condenser opens as a result of the accumulation of non-condensable gases. For this purpose, a sensing element 60, which is connected to the-. the same coolant as is used in the system, is filled, is located in the lower part of the capacitor housing,
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wo es stets in flüssiges Kühlmittel hineinragt. Ein Kapillarrohr 61 verbindet das Organ bO mit dem Raum im Oberteil des Ventilgehäuses oberhalb einer sich horizontal erstreckenden Membran 51. Die Unterseite der Membran 51 steht unter'der Einwirkung des Gesamtdruckes im Kondensator, und zwar mit Hilfe einer Rohrleitung 62, die sich vom Oberteil des Kondensators zum Raum im Unterteil des Ventil gehäuse s erstreckt. Im allgemeinen ist der Druck im Oberteil des Kondensators, welcher über das Rohr 62 übertragen wird, der Sllttigungsdruck des kondensierten Kühlmittels. Sammeln sich indessen nichtkondensierbare Gase im Oberteil des Kondensators, wird der Gesamtdruck gleich der Summe des Sättigungsdruckes des Kühlmittels und der Teildrucke der Luft und anderer nichtkondensierbarer Gase. Der zuletzt genannte Gesamtdruck wird sich naturgemäß in Abhängigkeit von der Menge der vorhandenen nichtkondensierbaren Gase verändern. Das flüssige Kühlmittel, welches aus dem Boden des Kondensators abfließt, hat eine Temperatur, die dem Sättigungsdruck entspricht, und zwar unabhängig davon, wie hoch der Gesamtdruck im Kondensator ist. Das Organ 60 mißt diese Temperatur der Kühlmittelflüssigkeit, und das Kühlmittel in Organ bO, welchee dem Kühlmittel des Systems entspricht, wird folglich stets unter einem Druck stehen, welcher dem Sättigungsdruck des Kühlmittels entspricht. Deshalb wird der Druck auf der Oberseite der Membran 51, welcher über das Kapillarrohr 61 übertragen wird, stets gleich dem Sättigungsdruck des Kühlmittels sein. Solange sich keine nichtkondensierbaren Gase Im Kondensator befinden,where it always protrudes into liquid coolant. A capillary tube 61 connects the organ bO with the space im Upper part of the valve housing above a horizontally extending membrane 51. The underside of the membrane 51 is subject to the action of the total pressure in the condenser, with the help of a pipe 62 extending from the upper part of the condenser to the space in the lower part of the Valve housing s extends. In general, the pressure is in the upper part of the condenser, which is transmitted via pipe 62, the saturation pressure of the condensed Coolant. Meanwhile, non-condensable ones collect Gases in the top of the condenser, the total pressure is equal to the sum of the saturation pressure of the coolant and the partial pressures of air and other non-condensables Gases. The last-mentioned total pressure will naturally depend on the amount of pressure present change non-condensable gases. The liquid coolant that drains from the bottom of the condenser, has a temperature that corresponds to the saturation pressure, regardless of how high the total pressure is is in the capacitor. The organ 60 measures this temperature of the coolant liquid, and the coolant in Organ bO, which corresponds to the coolant of the system, will consequently always be under a pressure which corresponds to the saturation pressure of the coolant. Therefore, the pressure on the top of the diaphragm 51, which is transmitted via the capillary tube 61, always be equal to the saturation pressure of the coolant. As long as there are no non-condensable gases in the condenser,
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entspricht der Gesamtdruck, der über die Leitung 62 geleitet wird, ebenfalls dem Sättigungsdruck des Kühlmittels, und die Feder 63 hält das Ventilelement 53 auf seinem Sitz in der Öffnung 54. Sammeln sich indessen nichtkondensierbare Gase im Oberteil des Kondensators, wird der Gecamtdruck, welcher auf die Unterseite der . Membran 51 einwirkt, auf einen Wert ansteigen, welcher gleich der Summe des Sättigungsdruckes des Kühlmittels und des Teildrucks des nichtkondensierbaren Gases ist. Da die Oberseite der Membran nach wie vor dem Sättigungsdruck des Kühlmittels ausgesetzt ist, wird ein Differenzdruck von der Größe des Teil drucks des nichtkondensierbaren Gases im Kondensator nach oben auf die Membran 51 einwirken. Übersteigt dieser Differenzdruck den Druck, welcher von der Feder 63 ausgeübt wird, bewegt sich die Membran nach oben, wobei sie die Ventilstange mitnimmt und so das Ventilelement 53 von seinem Sitz abhebt. Das Ventil bleibt offen und gestattet es dem Hochdruckgas, durch die Leitung 18 zu strömen und die Pumpe zu betätigen, bis die Pumpe den Partialdruck des nichtkondensierbaren Gases im Kondensator auf einen Wert ab gebaut hat, der geringer als der Druck der Feder 63 ist.the total pressure that is passed through line 62 also corresponds to the saturation pressure of the coolant, and the spring 63 holds the valve element 53 on its seat in the opening 54. Meanwhile, collect non-condensable gases in the upper part of the condenser, becomes the total print that is on the underside of the. Acts membrane 51, increase to a value, which equal to the sum of the saturation pressure of the coolant and the partial pressure of the non-condensable gas. Since the top of the diaphragm is still exposed to the saturation pressure of the coolant, a Differential pressure from the size of the partial pressure of the non-condensable Acting gas in the condenser upwards on the membrane 51. Exceeds this differential pressure the pressure exerted by the spring 63 moves the diaphragm upward, pressing the valve stem takes along and so lifts the valve element 53 from its seat. The valve remains open and allows the high pressure gas to to flow through line 18 and actuate the pump until the pump reaches the partial pressure of the non-condensable Gas has built in the condenser to a value that is less than the pressure of the spring 63.
Anstelle des Differenzdruckventils 50 könnte auch ein Solenoidventil verwendet werden. In einem derartigen Fall müßte das Solenoidventil durch ein Relais gespeist werden, welches von der Differenz zwischen dem Gesamtdruck im Oberteil des Kondensators- (Sättigungsdruck des Kühlmittels plus Druck des nichtkondensierbaren Gases) und dem Sättigungsdruck des Kühlmittels gebildet wird.Instead of the differential pressure valve 50, a Solenoid valve can be used. In such a case the solenoid valve would have to be fed by a relay, which is the difference between the total pressure in the top of the condenser (saturation pressure of the coolant plus pressure of the non-condensable gas) and the saturation pressure of the coolant.
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909826/0 U51909826/0 U 51
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Die oben beschriebene Reinigungseinrichtung arbeitet zufriedenstellend bei allen Kühlmitteln, wie beispielsweise bei Refrigerant 11 oder Refrigerant 113, ν;ie es üblicherweise für Zentrii'ugalkühlsysteme verwendet wird. Die Reinigungspumpe 9 und das Steuerventil 37 bestehen aus Materialien, welche sich mit dem verwendeten Kühlmittel vertragen. Der Kolben 38 im Steuerventil 37 kann aus Nylon, Teflon oder einem anderen passenden Kunststoff bestehen.The cleaning device described above works satisfactory with all coolants, such as Refrigerant 11 or Refrigerant 113, ν; ie es is usually used for centrifugal cooling systems. The cleaning pump 9 and the control valve 37 exist made of materials that are compatible with the coolant used. The piston 38 in the control valve 37 can made of nylon, Teflon or another suitable plastic.
Aus der vorangegangenen Beschreibung ergibt sich, daß die Reinigungseinrichtung nach der Erfindung die angestrebte Aufgabe erfüllt. Da die Reinigungspumpe durch das Druckgefälle innerhalb des Kühlsystems gesteuert wird, mit dem sie in Verbindung steht, ist keine äußere Kraftquelle erforderlich. Die Freikolbenpumpe erfordert keine ölschmierung und hat keine Wellendichtungen. Sie kann luftdicht in das Kühlsystem eingebaut werden, und ölabscheider, wie sie normalerweise in motorangetriebenen Pumpenkompressoren verwendet werden, sind überflüssig. Durch den Fortfall der üblicherweise verwendeten Elektromotoren zum Antrieb de3 Reinigungskompressors und durch den Fortfall des ülabscheiders werden beachtliche Kosten eingespart. Die Reinigungspumpe nach der Erfindung hat darüber hinaus den Vorteil, daß sie vergleichsweise kompakt aufgebaut ist und erheblich weniger Raum beansprucht als die bisher bekannten Reinigungspumpenmotor-Kombinat ionen. Im Rahmen der Erfindung sind selbstverständlich eine Reihe von Abänderungen möglich.From the preceding description it follows that the cleaning device according to the invention is the desired one Task completed. Since the cleaning pump is controlled by the pressure gradient within the cooling system, with which it is connected, no external power source is required. The free piston pump does not require any oil lubrication and has no shaft seals. It can be installed airtight in the cooling system, and oil separator, as they are normally used in motor-driven pump compressors are unnecessary. By eliminating the commonly used electric motors to drive the cleaning compressor and through The elimination of the oil separator saves considerable costs. The cleaning pump according to the invention has moreover, the advantage that it is comparatively compact and takes up considerably less space than the previously known cleaning pump motor combination ions. A number of modifications are of course possible within the scope of the invention.
MB: KKMB: KK
909826/CU51909826 / CU51
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