DE1923370B1

DE1923370B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Fuellen eines thermostatischen Systems

Info

Publication number: DE1923370B1
Application number: DE19691923370
Authority: DE
Inventors: Eric Weidner
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1969-05-07
Filing date: 1969-05-07
Publication date: 1970-06-25
Also published as: GB1306133A; FR2042463B3; JPS5031630B1; SE354355B; US3636992A; FR2042463A7

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Füllen eines thermostatischen Systems mit einer vorgegebenen Menge eines kondensierbaren Mediums aus einem Vorratsbehälter, insbesondere für druckbegrenzte Ventile, und auf eine Füllvorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Es ist bekannt, thermostatische Systeme, die z. B. aus einem Temperaturfühler und einem damit über ein Kapillarrohr verbundenen Arbeitselement bestehen, mit einem kondensierbaren Medium zu füllen. Zu den kondensierbaren Medien gehören unter anderem Schwefeldioxid und halogenisierte Kohlenwasserstoffe, wie Chlormethyl oder die unter der Handelsbezeichnung Freon bzw. Frigen vertriebenen Stoffe. Sie bilden im Arbeitsbereich eine Flüssigkeits-Dampf-Füllung, deren Dampfdruck: temperaturabhängig ist.

Die üblichen Füllmethoden erlauben es jedoch nicht, sehr kleine Mengen eines kondensierbaren Mediums mit genauer Dosierung in ein thermostatisches System einzufüllen. Druckbegrenzte thermostatische Systeme enthalten beispielsweise bei der tiefsten Arbeitstemperatur nur einen Tropfen Kondensat, der kurz oberhalb des Temperatur-Arbeitsbereichs vollständig verdampft sein muß, damit bei einem weiteren Anstieg der Temperatur das System keinen übermäßigen Druckbeanspruchungen unterworfen ist. Ist die Füllmenge nur geringfügig kleiner, wird der Arbeitsbereich beschränkt, ist die Füllmenge nur geringfügig größer, entstehen unzulässige Druckbeanspruchungen. Ein typisches Beispiel für ein solches druckbegrenztes Ventil ist ein Expansionsventil für Kälteanlagen, dessen Fühler beim Versand tropischen Temperaturen ausgesetzt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Füllverfahren anzugeben, mit dessen Hilfe es möglich ist, einem thermostatischen System auch kleinste Mengen des kondensierbaren Mediums in genauer Dosierung zuzuführen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Medium in überhitztem Zustand einem Meßbehälter zugeführt wird, bis in diesem ein vorgegebener erster Druck herrscht, und dann von dort in das thermostatische System abgelassen wird, bis im Meßbehälter ein vorgegebener, kleinerer, zweiter Druck herrscht.

Da der Meßbehälter ein definiertes Volumen hat, entspricht die vorgegebene Druckänderung einer genau definierten Menge des kondensierbaren Mediums. Das Verfahren ist reproduzierbar und läßt genau erkennen, welche Menge des Mediums jeweils aus dem Meßbehälter entfernt worden ist.

Das Überströmen des überhitzten Mediums in das thermostatische System, kann allein auf Grund des Druckunterschiedes zwischen dem Druck im Meßbehälter und dem Druck bzw. Partialdruck im thermostatischen System erfolgen. Eine besonders rasche Arbeitsweise erzielt man, wenn wenigstens ein Teil des thermostatischen Systems beim Füllen derart gekühlt wird, daß das Medium dort kondensiert.

Des weiteren ist es zweckmäßig, wenn das Medium im Vorratsbehälter in flüssigem Zustand unter Druck aufbewahrt und vor Eintritt in den Meßbehälter entspannt wird. Das Medium liegt nach der Entspannung in genügend überhitztem Zustand vor, damit ,das Abmeßverfahren ordnungsgemäß verlaufen kann. Hierbei kann der Meßbehälter auf Raumtemperatur gehalten, braucht also nicht beheizt zu werden.

Eine Füllvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung zwischen dem Vorratsbehälter und einem Füllkopf zum Anschluß des thermostatischen Systems ein Meßbehälter mit Einlaßventil, Auslaßventil und einem Druckmesser angeordnet ist. In Abhängigkeit von der Anzeige des Druckmessers kann dann das Einlaßventil zum Füllen des Meßbehälters geöffnet und geschlossen und das Auslaßventil zur Abgabe des Mediums geöffnet und geschlossen werden.

Dieser Vorgang läßt sich sogar automatisieren, wenn der Druckmesser Kontakte betätigt, die bei dem vorgegebenen ersten Druck das Einlaßventil schließen und gegebenenfalls das Auslaßventil öffnen sowie bei dem vorgegebenen zweiten Druck das Auslaßventil schließen und gegebenenfalls das Einlaßventil öffnen. Beispielsweise kann an einer Füllstraße im Taktverfahren gearbeitet werden, wobei jeweils diejenige Zeit, die zum Auffüllen des Meßbehälters benötigt wird, benutzt wird, um das gefüllte thermostatische System durch ein noch ungefülltes System zu ersetzen.

Zweckmäßigerweise ist zwischen Vorratsbehälter und Einlaßventil ein Reduzierventil geschaltet. Dieses Reduzierventil besorgt die zur Überhitzung erstrebte Entspannung. Außerdem ist es vorteilhaft, daß die Leitung vom Dampfraum des Vorratsbehälters abgeht, so daß das Reduzierventil nur Dampf zu verarbeiten hat.

Der Ausdruck »Druckmesser« ist sehr allgemein zu verstehen. Er kann beispielsweise aus zwei Einzelpressostaten gebildet sein, von denen der eine das Einlaßventil und der andere das Auslaßventil steuert. Wenn das Reduzierventil die Eigenschaft hat, den Druck auf der Austrittsseite konstant zu halten, übernimmt dieses Ventil einen Teil der Funktion des Druckmessers.

Das Verfahren eignet sich auch zum Füllen solcher thermostatischer Systeme, die außer dem genannten kondensierbaren Medium noch ein anderes Medium enthalten, z. B. ein nicht-kondensierbares Medium.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines schematisch in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es .soll ein thermostatisches System 1 gefüllt werden, das einen Fühler 2, eine Membrandose 3 an einem Ventil 4 und ein Kapillarrohr 5 aufweist. Ein zweiter Kapillarstutzen 6 dient zum zeitweiligen Anschluß an einen Füllkopf 7. Der Füllkopf 7 ist über eine Leitung 8 mit einem Vorratsbehälter 9 verbunden, der kondensierbares Medium 10 in flüssiger Form enthält. Die Leitung 8 geht vom Dampfraum

11 dieses Behälters, ab, führt über ein Reduzierventil

12 und enthält zwischen einem Einlaßventil 13 und einem Auslaßventil 14 einen Meßbehälter 15, an den ein Druckmesser 16 angeschlossen ist. Der Fühler 2 ist in einem Kühlbehälter 17 untergebracht, der den Fühler auf einer niedrigen Temperatur hält. Es sei angenommen, daß sämtliche Teile der Anlage auf Raumtemperatur gehalten sind, während der Fühler durch den Kühlbehälter 17 auf einer erheblich niedrigeren Temperatur gehalten ist.

Zum Füllen des Systems 1 wird zunächst bei geschlossenem Ventil 14 das Ventil 13 geöffnet. Es strömt dann dampfförmiges Medium über das Reduzierventil 12, entspannt sich und baut allmählich einen Druck im Meßbehälter 15 auf. Wenn der

Druckmesser 16 einen Druck p_x anzeigt, wird das Ventil 13 von Hand oder automatisch geschlossen.

Es sei angenommen, daß das thermostatische System 1 nur mit dem kondensierbaren Medium 10 zu füllen ist. Das System ist daher zunächst evakuiert und in diesem Zustand an den Füllkopf 7 angeschlossen worden. Nunmehr wird das Ventil 14 geöffnet. Das Medium strömt nunmehr in das System 1. Es geschieht einmal unter dem Einfluß des Druckunterschiedes und zum anderen deshalb, weil das Medium im gekühlten Fühler 2 kondensiert. Nach kurzer Zeit ist der Druck im Meßbehälter 15 auf den Druck p, abgefallen. In diesem Augenblick wird das Ventil 14 von Hand oder automatisch geschlossen.

Da die dem Behälter 15 entnommene Menge des Mediums sich im wesentlichen im System 1 befindet (geringfügige Dampfspuren im Leitungsabschnitt zwischen Meßbehälter 15 und System 1 können vernachlässigt werden), kann der Füllstutzen 6 vom Füllkopf 7 verschlossen und abgenommen werden. Alsdann kann dieses Spiel mit einem neuen System wiederholt werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Füllen eines thermostatischen Systems mit einer vorgegebenen Menge eines kondensierbaren Mediums aus einem Vorratsbehälter, insbesondere für druckbegrenzte Ventile, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium in überhitztem Zustand einem Meßbehälter zugeführt wird, bis in diesem ein vorgegebener erster Druck (P₁) herrscht, und dann von dort in das thermostatische System abgelassen wird, bis im Meßbehälter ein vorgegebener, kleinerer, zweiter Druck (p₂) herrscht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil des thermostatischen Systems beim Füllen derart gekühlt wird, daß das Medium dort kondensiert.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium im Vorratsbehälter in flüssigem Zustand unter Druck aufbewahrt und vor Eintritt in den Meßbehälter entspannt wird.

4. Füllvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung (8) zwischen dem Vorratsbehälter (9) und einem Füllkopf (7) zum Anschluß des thermostatischen Systems (1) ein Meßbehälter (15) mit Einlaßventil (13), Auslaßventil (14) und einem Druckmesser (16) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmesser (16) Kontakte betätigt, die bei dem vorgegebenen ersten Druck (P₁) das Einlaßventil (13) schließen und gegebenenfalls das Auslaßventil (14) öffnen sowie bei dem vorgegebenen, kleineren, zweiten Druck (p₂) das Auslaßventil schließen und gegebenenfalls das Einlaßventil öffnen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Vorratsbehälter (9) und Einlaßventil (13) ein Reduzierventil (12) geschaltet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung

(8) vom Dampfraum (11) des Vorratsbehälters

(9) abgeht.

Hierzu 1 Elatt Zeichnungen COPY