DE2150603A1 - Doppelregler zum Steuern zweier gesonderter Energiequellen in Abhaengigkeit von Schwankungen eines gemessenen Parameters - Google Patents

Description

WAHD & SON, INC. 15343 Proctor Avenue, City of Industry, California, V.St.A.

Doppelregler zum Steuern zweier gesonderter Energiequellen in Abhängigkeit von Schwankungen eines gemessenen Parameters

Für diese Anmeldung wird die Priorität vom 12. Oktober 1970 aus der USA-Patentanmeldung Serial No. 79 768 in Anspruch genommen.

Im allgemeinen Sinne bezieht sich die Erfindung auf thermostatische Steuerungsvorrichtungen, besonders auf eine Vorrichtung zum Regeln der Strömung eines gasförmigen Brennstoffs durch seine Zuführungsleitung und gleichzeitig zum Regeln einer elektrischen Stromzuführung, wobei die beiden Regelorgane in einem einzigen Gehäuse untergebracht sind und durch eine einzige Steuerspindel eingestellt werden.

Automatische Regler, wie auf die Umgebungstemperatur, auf die an einer bestimmten Stelle gemessene [Temperatur oder auf andere Parameter ansprechende Thermostaten, sind bekannt, und es ist üblich, solche Regler zu verwenden, um beispielsweise den Brenngasstrom in Abhängigkeit von Schwankungen eines gemessenen Parameters, wie der Temperatur, zu steuern. Solche Vorrichtungen haben bisher von bimetallischen Elementen und anderen -temperaturempfindlichen Vorrichtungen Gebrauch gemacht, um elektrische Regler zu steuern, die ihrerseits verschiedenartige Wärmequellen steuerten. Andere Steuervorrichtungen reagieren auf gemessene Temperaturwerte, indem sie einen Gas- oder ölstrom regelnde Ventile betätigen, Steuerkon-

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takte für elektrische Erhitzer und dergleichen regeln und auf diese Weise praktisch jede Art von Energiezuführungssystem in Betrieb halten können.

Es "besteht jedoch das Bedürfnis, einen einzigen thermostatischen Regler zur Terfügung zu stellen, der gleichzeitig zwei gesonderte Energiequellen, die normalerweise nicht als verträglich miteinander angesehen werden, steuern kann, indem er nämlich imstande ist, eine Gaszuführungsleitung und gleichzeitig eine elektrische Stromzuführung zu regeln« Ein Bedürfnis nach einem solchen Doppelregler kann z.B. "bestehen, wenn zwei verschiedene Systeme durch eine einzige Temperatursteuerung geregelt werden müssen, z.B. wenn ein System als Schutz für das andere dient, wenn die Aufgabe gestellt ist, mehrere verschiedene Methoden für die Wärmezuführung zur Verfügung zu haben, oder wenn ein Hilfssystem erforderlich ist,, um zu Zeiten der Spitzenbelastung auszuhelfen. Obwohl die Vor- und Nachteile der Verwendung von Gas oder elektrischem Strom als Energiequelle unter verschiedenen Umständen bekannt sind, kann es doch auch Fälle geben, in denen das Bedürfnis besteht, beide Energiequellen gleichzeitig zur Verfügung zu haben, wenn nämlich die charakteristischen Eigenschaften beider erforderlich sind, um einander zu ergänzen. Es kann sich dabei unter anderem um Faktoren, wie die relativen Kosten, die Verfügbarkeit, die Ansprechgeschwindigkeit und die Temperaturbereiche, handeln.

Bisher hat man die Vorteile der Steuerung zweier verschiedener, voneinander unabhängiger Energiequellen durch einen einzigen Thermostaten nicht erkannt, obwohl viele Patentschriften z.B. die Verwendung elektrischer Kontakte zum Steuern der Regelung eines Gaszuführungsventils beschreiben. Solche Kontakte finden sich im allgemeinen in Steuersystemen von Ventilbetätigungsmechanismen und dienen daher der Regelung der Gasströmung, nicht aber der Regelung der elektrischen Energiezufuhr zu einer Entnahmestelle. Man kann sagen, dass Steuersysteme dieser Art die Verwendung einer ausseren elektrischen Energiezufuhr erfordern, um die Betätigung des Gaszufüh-

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rungsventils zu steuern, wodurch sie sich von der Erfindung •unterscheiden, die die Anwendung einer äusseren Steuerungsquelle nicht erfordert. · .

Es ist auch bereits bekannt, elektrische Kontakte in Kombination mit Flüssigkeits- oder GasZuführungsventilen zu verwenden, um eine Anzeige dafür zu erhalten, ob das Tentil offen oder geschlossen ist. Solche Anzeigeschaltkreise unterscheiden sich von der Erfindung darin, dass ihre elektrischen Kontakte nicht notwendigerweise auf einen gegebenen Tarameter ansprechen oder ihm entsprechen.

Der Erfindung liegt die Aufgäbe zugrunde, eine Regelvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die imstande ist, zwei gesonderte primäre Energiequellen zu steuern, nämlich die Strömung eines gasförmigen Brennstoffs und gleichzeitig eine primäre elektrische Stromquelle, wobei beide Energiequellen durch eine gemeinsame, von Hand betätigte Steuervorrichtung geregelt werden.

Die Erfindung will ferner eine thermostatische Steuervorrichtung zum Regeln der einen oder der anderen von zwei verschiedenen Energiequellen zur Verfügung stellen, die mittels eines einzigen Steuermechanismus einstellbar ist und auf einen einzigen Detektor reagiert, der seinerseits auf den den Gegenstand der Steuerung bildenden Parameter reagiert.

Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe, zugrunde, ein thermostatisches Steuerelement zur Verfügung zu stellen, das einen Regler für die Regelung der Strömung eines gasförmigen Brennstoffs, einen Regler für die Regelung der Zufuhr elektrischer Energie, einen Steuermechanismus zum Einstellen der Anfangsbedingungen der beiden Regler und einen gemeinsamen Detektor aufweist, der auf den den Gegenstand der Steuerung bildenden Parameter reagiert und dadurch die beiden Regler betätigt.

Der Temperaturregler gemäss der Erfindung besteht aus einem Gehäuse mit zwei Hohlräumen, von denen der eine als Zuführungsleitung für-gasförmige Brennstoffe dient und ein Gassteuerventil enthält, während in dem· anderen Steuerkontakte

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für eine elektrische Stromzuführung untergebracht sind. Der Gasströmungsregler besteht aus einem Ventil, das von einem drehbar gelagerten Hebelarm getragen wird, dessen Mittelpunkt an der Hauptsteuerspindel befestigt ist und durch diese verschoben werden kann, wobei durch Drehung der Hauptsteuerspindel die Anfangsbedingungen· für den Thermostaten eingestellt werden können. Die Hauptsteuerspindel is-t in dem Gehäuse so angeordnet, dass sie sich bei der Drehung in dem einen oder anderen Drehsinn axial in der Richtung in das Gehäuse hinein bzw. in der Richtung aus dem Gehäuse hinaus verschiebt, wobei sie den Hebelarm ebenfalls verschiebt, so dass dieser das Gasleitungsventil öffntt oder schliesst. Die elektrischen Steuerkontakte bestehen aus einem Hauptkontakt und einem sekundären Kontakt, von denen der erstere in dem elektrischen Reglerhohlraum durch einen Hebelarm, auf dem er befestigt ist, verschiebbar ist. Die Hauptsteuerspindel steht auch mit diesem Hebelarm in Berührung, so dass durch die Drehung der Steuerspindel gleichzeitig die Stellung des letztgenannten Hebelarms eingeregelt wird.

Der Detektor zum Messen des zu steuernden Parameters kann ein Kapillarrohr aufweisen, das vom Ort des Detektors zu einem Balg führt, der vorzugsweise in einem der Gehäusehohlräume untergebracht ist. In dem Kapillarrohr befindet sich Quecksilber oder irgendein anderer, sich entsprechend der Temperatur ausdehnender oder zusammenziehender Stoff, so dass der Balg sich in Abhängigkeit von einem gemessenen Temperaturzustand verschiebt. Mit dem beweglichen Teil des Balgs ist eine Reglerstange verbunden, die ihrerseits mit dem sekundären Kontakt für den elektrischen Regler und ausserdem mit dem Hebelarm in Verbindung steht, der das Gasströmungsventil betätigt. Durch eine Verschiebung des Balgs wird daher der sekundäre elektrische Kontakt zu dem ersten Kontakt'hin bzw. von dem ersten Kontakt fort verlagert und gleichzeitig der mit dem Gaszuführungsventil verbundene Hebelarm so verlagert, dass er dieses Ventil öffnet oder schliesst. Obwohl beide Regler gleichzeitig in Abhängigkeit von der Verschiebung des Balgs

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arbeiten, hängt die Beziehung zwischen der Schliessung der elektrischen Kontakte zwecks Stromzufuhr zu einem Stromkreis und der Öffnung des GasStrömungsventils zwecks Zuführung von gasförmigem Brennstoff zu einem Brenner von der jeweiligen Verbindung zwischen der Reglerstange, dem elektrischen Kontakt und dem Ventilhebelarm ab; denn durch lose Kopplung in diesen Verbindungen kann man zu einer verzögerten Betätigung des einen oder des anderen Reglers gelangen. Weiterhin ist eine Einstellungsmöglichkeit der Arbeitsweise dieser beiden Regler durch eine Eichschraube für die elektrischen Kontakte und durch eine gesonderte Eichschraube für den Hebelarm, des Gasventils gegeben. Durch richtige Anordnung der Verbindungen mit der Reglerstange und durch Einstellung der Eichschraube kann man zu jeder beliebigen Beziehung zwischen der Arbeitsweise der beiden Regler gelangen, so dass der eine oder der andere als Hilfsenergiequelle verwendet werden kani$, oder dass beide Regler verwendet werden können, um gleichzeitig Energie zu liefern. Da es zur Vermeidung der Funkenbildung an den elektrischen Reglerkontakten erforderlich ist,, den Schalter als Schnappschalter auszubilden, wie es erfindungsgemäss der Fall ist, kann es zweckmässig sein, die elektrische Heizung zur "Grob"-einstellung zu verwenden, indem der elektrische Erhitzer entweder ein- oder ausgeschaltet ist, und die Gasheizung zur "Fein"-einsteilung zu verwenden, da das Gassteuerventil sich langsam verstellen lässt*

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen.

Mg. 1 ist ein Querschnitt durch einen Temperaturregler gemäss der Erfindung, von oben her gesehen, und zeigt den elektrischen Regler und den Gasregler in ausgeschalteter Stellung.

Fig. 2 ist eine Ansicht der Vorrichtung gemäss Fig. t und zeigt den elektrischen Regler und den Gasregler in eingeschalteter Stellung.

Fig. 3,-4 und 5 sind vergrösserte Ansichten eines Teils der Steuerspindel der Vorrichtung gemäss Fig. 1. Fig. 3 ist

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ein Teilschnitt durch die Steuerspindel längs der Linie 3-3· der Pig. 4; Pig. 4 ist ein Teilschnitt längs der Linie 4-4 der Pig. 3, und Pig. 5 ist eine Draufsicht nach der Linie 5-5 der Pig. 4.

In Pig. 1. und 2, in denen gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen Tersehen sind, bezeichnet 10 den. Temperaturregler -gemäss der Erfindung, der ein Gehäuse aufweist, das aus zwei Teilen zusammengesetzt sein kann, so dass zwei normalerweise nicht miteinander verträgliche primäre Energiequellen gleichzeitig von einer einzigen Steuereinheit geregelt werxlen können. Die Vorrichtung weist ein Vordergehäuse 12 mit einem Hohlraum auf, der eine Gaszuführungsleitung bildet und einen Gasregelmechanismus enthält. Das Gehäuse kann z.B„ aus Gussaluminium bestehen. An der Hinterwand des Vordergehäuses 12 ist ein Hintergehäuse 14 mit einem Hohlraum zur Aufnahme eines elektrischen Reglers befestigt, welches z.B. aus Pheholharz gefertigt sein kann.

Das Vordergehäuse 12 weist einen Vorderhohlraum 1.6 auf, der einen Strömungskanal durch das Gehäuse bildet. Der Hohlraum hat einen Gaseinlass 18 und einen Gasauslass 20, beispielsweise zum Anschluss an eine herkömmliche Gasleitung, die zu einem Brenner oder dergleichen führt. Der Hohlraum 16 ist hinten durch eine Platte 22 verschlossen, an der das hintere Gehäuse 14 befestigt ist. Der von dem Hohlraum 16 gebildete Strömungskanal enthält mindestens ein Ventil und vorzugsweise zwei Ventile zum Steuern der Gasströmung.- Das erste Ventil besteht aus einem Sitz 24 in dem Hohlraum und einem Hauptventildeckel 26, der auf dem Sitz aufliegt. Dieses erste Ventil dient zur Regelung der Gasströmung.. Das zweite Ventil besteht aus einem Sitz 28, der in dem GasStrömungskanal hinter dem Hauptventil angeordnet ist und einen Sicherheitsventildeekel 30 aufnimmt, der das Ventil.schliesst, wenn die Plamme des Gasbrenners gelöscht werden soll.

Der Ventilsitz 24; wird von dem Umfang eines erweiterten, zur Aufnahme des Ventils.bestimmten Teils 32 des Strömungskanals gebildet, in dem sich ein Gasfilter 34 befindet, das zum

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Ausfiltern von Verunreinigungen aus dem Gas dient, die das Ventil "blockieren oder verstopfen konnten. Der Ventilkopf oder Ventildeckel 26 wird vorzugsweise von der Spiralfeder 36, die sich in dem Ventilaufnahmeteil 32 zwischen dem Ventilkopf und dem Filter befindet, in die Öffnungsstellung gedrückt. Die Druckfeder kann auch dazu dienen, das Hauptventil 26 auf dem Ventilsitz 24 zu zentrieren, um eine genaue und zuverlässige Arbeitsweise des Hauptventilreglers zu gewährleisten.

Von der Seitenwand des erweiterten Teils 32 führt eine Umgehungsleitung 40 zu einem Umgehungskanal 42. In dem Umgehungskanal, der in den Hohlraum 16 zurückführt, befindet sich eine einstellbare Umgehungs-Stellschraube 44« Diese Umgehungsleitung ermöglicht, dass selbst dann eine zuvor bestimmte Gasmenge, die durch die Einstellung der Schraube 44 festgelegt wird, durch das Gehäuse 12 strömen kann, wenn das Hauptgassteuerventil 26 geschlossen ist. Die Umgehungsströmung dient dazu, ein Zündflämmchen an dem Brenner aufrechtzuerhalten, um das zugeführte Gas beim öffnen des Ventils 26 anzünden zu können, wobei"das Zündflämmchen genügend Wärme erzeugt, um das Sicherheitsventil 30 in Tätigkeit treten zu lassen. Dieses Sicherheitsventil kann z.B. eine elektromagnetische Spule 46 aufweisen, die beispielsweise durch einen in der Nähe des Zündflämmchens befindlichen thermoelektrische^ Generator erregt wird. Solange das Zündflämmchen vorhanden ist, bleibt die Magnetspule 46 in erregtem Zustande und hält das Sicherheitsventil 30 offen, wobei die Umgehungs-Stellschraube 44 normalerweise so eingestellt ist, dass das Zündflämmchen genügend Wärme für diesen Zweck erzeugt. Gegebenenfalls kann das Sicherheitsventil mit einem von Hand einstellbaren Knopf 48 versehen sein, um es von Hand öffnen zu können, so dass das Zündflämmchen angezündet werden kann, und das Ventil.so lange offenzuhalten,· bis die Sicherheitsvorrichtung durch die Wärme des Zündflämmchens erregt wird.

Durch das vordere Gehäuse 12 erstreckt sich von vorn bis hinten die Hauptsteuerspindel 50 für den vorliegenden Temperaturregler. Diese Steuerspindel trägt eine Anzeige-Skalenschei-

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"be 52 zur Einstellung des anfänglichen Arbeitspunktes für den Regler von Hand. Gegebenenfalls kann die Skalenscheibe mit Zeichen versehen sein, die so geeicht sind, dass man den gewünschten anfänglichen Arbeitspunkt leicht auswählen kann. Die Spindel 50 läuft durch eine Bohrung 54 im vorderen Gehäuse 12 hindurch und erstreckt sich durch den Hohlraum 16 und die Verschlussplatte 22 Ms in das hintere Gehäuse 14. An der Stelle, wo die Spindel 50 in das Gehäuse 12 eintritt, "befindet sich eine Hocken- und Stösselanordnung, um die Spindel "bei der Umdrehung, in Richtung ihrer Längsachse zu verschieben. Eine schräge Nockenscheibe 55 ist an dem Gehäuse befestigt, während ein Stösselarm 56 an der Spindel befestigt ist und mit ihr zusammen rotiert. Eine Druckfeder 57 umgibt die Spindel 50 und liegt an dem Nockenstössel an, so dass dieser gegen die Nockenscheibe zum Gehäuse hin gedrückt wird. Das äussere Ende· dieser Druckfeder liegt an einem Noekendeckel 58 an, der an dem Gehäuse 12 befestigt ist. In dem Gehäuse 12 kann ein Dichtungsring 59 vorgesehen sein, um die Bohrung, durch die die Spindel 50 hindurchgeht, abzudichten;

Ein Ventilhebelarm 60 ist in der nachstehend beschriebenen Weise derart an der Spindel 50 befestigt oder'wird von ihr derart· getragen, dass die durch die Rotation des FockenstöS'-sels 56 auf der Spindel verursachte Längsverschiebung der Spindel die Einstellung der Lage des Drehpunktes des Hebels ermöglicht. Ein Ende des Hebelarms 60 ist bei 62 mit dem Mittelpunkt des Hauptventils 26 verbunden, während das andere Ende des Hebelarms mit. einer Reglerstange 64 verbunden ist, die, wie nachstehend erläutert wird, in Abhängigkeit von dem gemessenen Parameter in Längsrichtung verschiebbar ist. Die Reglerstange 64 reicht durch eine Bohrung 66 in der Verschlussplatte 22 in den Hohlraum 16 hinein, und die Bohrung ist durch einen Dichtungsring 68 gegen das Eindringen von Gas in' das hintere Gehäuse 14 abgedichtet. Der Hebelarm 60 kann über die Reglerstange 64 hinausreichen und durch eine Feder 69 gegen die Reglerstange angedrückt werden. Gemäss einer anderen Ausführungsform kann der.Hebelarm so an der Stange 64 befe-

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- stigt sein, dass er sich zusammen mit dieser bewegt, wodurch die Notwendigkeit einer Druckfeder entfällt.

Aus Pig. 3 "bis 5 ist ersichtlich, dass der Grasventilhebelarm 60 in einem Drehpunkt in der Steuerspindel 50 derart gelagert ist, dass die Spindel in "bezug auf den Hebelarm rotieren kann¹ und dabei der Drehpunkt des Hebelarms in Längsrichtung verschoben wird, ohne dass der Hebelarm seitlich verlagert wird. Dies wird dadurch erreicht, dass der Hebelarm mit einer mittigen Öffnung 70 versehen ist, durch die die Spindel 50 hindurchläuft. Um den Hebelarm in bezug auf die Spindel in die richtige Lage zu bringen, erstrecken sich die beiden Querträger 72, 74 durch eine Öffnung 76 in der Spindel und klemmen den Hebelarm ein. Der Querträger 72 läuft durch die Spindel hindurch und ruht auf der Oberfläche des Hebelarms, während der Querträger 74, der parallel zum Querträger 72 auf Abstand von demselben verläuft, ebenfalls durch die Öffnung 76 in der ■ Spindel hindurchgeht und den Hebelarm abstüt-zt. Der untere Querträger 74 ruht auf der oberen Spitze einer Eichschraube 78, die sich durch die Spindel 50 hindurch erstreckt und mit G-e-'windegängen versehen ist, um sie in Richtung der Längsachse verstellen zu können. Die Schraube läuft an ihrem Oberen Ende konisch zu, und ihre Spitze greift in eine entsprechende Vertiefung im Mittelpunkt des unteren Querträgers 74 ein, so dass sie diesen Querträger trägt. Der Hebelarm 60 ruht auf dem Querträger 74 und der Querträger 72 auf dem Hebelarm 60. Das Ganze wird durch eine Spiralfeder 80 an Ort und Stelle festgehalten, die im oberen Teil der Spindel 50 untergebracht ist (vgl. Pig. 4). Diese Anordnung des Hebelarms 60 und seiner Querträger ermöglicht es, dass die Spindel in der Öffnung 70 des Hebels rotiert, ohne dass sich der Hebelarm 60 mitdreht. Die Querträger 72 und 74 können sich mit der Spindel zusammen drehen und dabei auf den entsprechenden unteren und oberen Oberflächen des Hebelarms 60 gleiten, so dass der Hebel selbst nicht rotiert.

, Die aus der Spindel 50 ausgeschnittene Öffnung 76 ist so gross, dass die Vorrichtung durch Einstellen der Schraube 78

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und entsprechende Verschiebung der Querträger 72, 74, die den Drehpunkt des Hebelarms 60 bilden, längs der Achse der Spindel 50 geeicht werden kann. Die genaue axiale lage dieses Drehpunktes bestimmt die Wirkung der Reglerstange 64 auf die Tätigkeit des Ventils 26; die Betätigung des Hauptventils 26 kann daher durch Verstellen der Eichschraube 78 und Verschieben 'der Spindel 5.0 genau gesteuert werden. Die Spindel 50 ist vorzugsweise hohl ausgebildet, und ihre Innenwandung ist mit Gewindegängen versehen, in die die Eichschraube 78 eingreift. Diese Schraube kann sich durch die Spindel von der ausgeschnittenen Öffnung 76 zum äusseren Ende hindurch erstrecken, wo sie zugänglich wird, wenn man den Skalenknopf 52 abnimmt, oder sie kann sich zwecks leichter Einstellung durch den Knopf hindurch erstrecken. Durch eine entsprechende Schrägstellung

der Nockenscheibe 55 wird erreicht, dass die dem Hebelarm 60 durch Drehung der Spindel 50 erteilte Bewegung in der Achsen-• richtung der Spindel 50 die Erzielung des gewünschten Genauigkeitsgrades in der Einstellung des Gasreglers und des elektrischen Reglers ermöglicht.

Die Spindel 50 reicht durch die Verschlussplatte 22 des vorderen Gehäuses 12 und durch die Wandung des Gehäuses 14 hindurch, um die in dem letzteren befindlichen elektrischen Kontakte betätigen zu können. Die Bohrung 54 i^s"k ^an der Stelle, wo die Spindel 50 durch die Wand 22 hindurchgeht, durch einen Dichtungsring 82 abgedichtet, um das Eindringen von Gas in das hintere Gehäuse zu verhindern. Das hintere Gehäuse 14 bildet einen rückwärtigen Hohlraum 90, in dem ein elektrischer Stromzuführungsregler untergebracht ist, der einen Hauptkontakt 92 und einen sekundären Kontakt 94 aufweist, die so angeordnet sind, dass sie sich aufeinander zu und voneinander fort bewegen können, um den elektrischen Stromkreis zu schliessen (Pig. 2) und zu öffnen (Mg. 1). Der Hauptkontakt 92 ist auf einem federnden Hebelarm 96 ange-bracht, der an einer Wand des Gehäuses 14 befestigt ist und sich in Form eines Aussenanschlusses 98 durch die Wand hin-, durch erstrecken kann. Der Hebelarm-96 liegt vermöge seiner

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Federkraft an dem Ende der Steuerspindel 50 an, die eine verjüngte, elektrisch isolierte Spitze" 100 aufweist, welche in eine entsprechende Vertiefung 102 in dem Hebelarm hineinpasst. Infolge seiner blattfederartigen Ausbildung wird der Arm 96 an die Spindel 50 angedrückt, so dass der Kontakt 92 durch längsbewegungen der Spindel 50 bei deren Umdrehung verschoben wird. Die Eichschraube 78 hat auf die Stellung des Arms 96 keinen Einfluss; es ist aber ersichtlich, dass sowohl der Hauptkontakt 92 als auch das Hauptgasventil 26 durch Drehung der Steuerspindel 50 allein in die gewünschten Lagen eingestellt werden können.

Der sekundäre elektrische Kontakt 94 wird von einem Trägerarm 104 getragen, der etwa in seinem Mittelpunkt schwenkbar auf einem Bügel 106 gelagert ist, der seinerseits an dem , Gehäuse 14 befestigt ist. Das freie Ende des Trägerarms 104 ist mit einem Ende einer S-förmigen leder 108 verbunden, deren anderes Ende an eine aus dem Gehäuse 14 herausführende zweite elektrische Leitung 110 angeschlossen ist. Das Ende des Trägerarms 104, welches den sekundären Kontakt 94 trägt, kann durch einen Arm 112 abwärts gedrückt werden, der an dem Ende des Trägerarms 104 befestigt ist und sich bis zu einer losen Kopplung auf der Stange 64 erstreckt, so dass eine Aufwärts- und Abwärtsbewegung der Stange 64 (Mg. 1) eine Verschiebung des Kontakts 94 von dem elektrischen Hauptkontakt 92 fort bzw. zu demselben hin zur Folge, hat. Die Feder 108 ist derart angeordnet, dass sie nach oben und nach unten umklappen kann, so dass der elektrische Kontakt auf- und zuschnappt; um die Kontakte zu schliessen, drückt die Stange 64 den Kontakt 94 nach unten gegen den Kontakt 92, bis die Feder· 108 umklappt und die Kontakte zusammenschnappen lässt. In ähnlicher Weise drückt die Stange 64 bei ihrer Aufwärtsbewegung den Kontakt 94 von dem Kontakt 92 fort, bis die Feder 108 wieder zurückklappt und die.beiden Kontakte auseinanderschnappen lässt. Diese Schnappanordnung verhindert die Lichtbogenbildung zwischen den Kontakten, verlängert dadurch deren Lebensdauer und ermöglicht eine positive Betätigung des Reglers. Die Ar- ·

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beitsweise der Kontakte kann mit Hilfe der Stellschraube 114 geeicht werden, die sich bis zu einer Stelle in der Nähe der Feder 108 in das Gehäuse 14 hinein erstreckt, so dass die Arbeitsweise des Schnappschalters nach Wunsch eingestellt werden

In dem Hohlraum 90 des hinteren Gehäuses 14 ist eine automatische Regel- und Konstanthaltevorrichtung untergebracht, die auf den gemessenen Parameter reagiert und die Aufgabe hat, sowohl das Hauptgasventil 26 als auch die elektrischen Kontakte 92 und 94 zu betätigen. Die Regel- und Konstanthaltevorrichtung kann z.B. aus einer (nicht dargestellten) mit Quecksilber gefüllten Detektorkugel bestehen, wobei die Ausdehnung und Zusammenziehung des Quecksilbers ein Maß für ednen Parameter, wie die Temperatur, liefert, der geregelt werden soll. Die Quecksilberkugel kann mittels einer Kapillarrohre 122 mit einem Balg 124 verbunden sein, der ein Diaphragma aufweist, welches sich in Abhängigkeit von der Ausdehnung und Zusammenziehung des Quecksilbers verschiebt. Die Reglerstange 64 ist durch einen Hebelarm oder dergleichen mit dem verschiebbaren Balgdiaphragma verbunden, so dass bei einer z.B. durch Temperaturerhöhung verursachten Ausdehnung des Quecksilbers die Stange 64 sich auf ihrer Achse in Mg. 1 nach oben hin verschiebt. Ebenso verursacht die Zusammenziehung des Quecksilbers infolge einer Abnahme der Temperatur eine Verschiebung der Reglerstange 64 längs ihrer Achse nach unten hin (Fig. 1).

Beim Betrieb wird der Thermostat z.B. auf diejenige Temperatur eingestellt, die durch die von dem Gasregler und dem elektrischen Regler gesteuerten Energiequellen innegehalten werden soll. Dies erfolgt durch Drehen der Steuerspindel 50 derart, dass die Skala 52 die gewünschte Temperatur anzeigt. Wenn die gemessene Temperatur sich auf der gewünschten Höhe befindet, ist das Hauptgasventil 26 geschlossen, und die elektrischen Kontakte 92, 94 sind offen, wie es in Fig. 1 dargestellt ist. Das Gasventil kann mittels der Eichschraube 78 so geeicht werden, dass das Schliessen des Ventils 26 in diesem Zustande gewährleistet ist, und die Kontakte· 92 und 94 können in ähnli-

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eher Weise mittels der Stellschraube 114 geeicht werden. In diesem Zustand strömt eine bestimmte Menge Gas an dem geschlossenen Ventil 26 durch die Umgehungsleitungen 40 und 42 vorbei, wobei die jeweilige Strömungsgeschwindigkeit von der Einstellung der Umgehungs-Stellschraube 44 abhängt. Dieser Umgehungsgasstrom führt dem Gasbrenner eine bestimmte Mindestmenge an Gas zu, die das Zündflämmchen aufrechterhalt, so dass dieses genügend Wärme liefert, um das Sicherheitsventil in der dargestellten offenen Stellung zu halten. Wenn die Temperatur sich auf der gewünschten Höhe befindet, zieht sich die Reglerstange 64 in Pig. 1 nach oben zurück, so dass die Feder 69- den Hebelarm 60 um die Spitze der Eichschraube 78 herum verschwenkt und der Hebelarm das Ventil 26 gegen den Ventilsitz 24 niederhält. In ähnlicher Weise ermöglicht die zurückgezogene Stellung der Stange 64, dass die Feder 108 den Kontakt 94 von dem Kontakt 92 fortdrückt, wobei die Lage des letztgenannten Kontakts durch die Spindel 50 bestimmt wird.

Wenn die zu überwachende Temperatur unter die gewünschte Höhe sinkt, bewirkt das Quecksilber in dem Detektor, dass das Balgdiaphragma die Stange 64 nach unten verschiebt (Fig. 2). Durch diese Verschiebung wird der Kontakt 94 nach unten verlagert, so dass er mit dem Kontakt 92 in Berührung kommt und der elektrische Stromkreis zwischen den Anschlüssen 98 und geschlossen wird, wodurch z.B. ein Heizstrom zu fliessen beginnt. Gleichzeitig wird durch die Abwärtsbewegung der Stange 64 die Feder 69 nach unten gedrückt und der Hebelarm 60 um die Spitze der Eichschraube 78 herum verschwenkt, so dass sich das Hauptgasventil 26 öffnet. Dies ermöglicht eine Gasströmung vom Einlass 18 durch das Filter 34 an dem Ventilsitz 24 vorbei in den Hohlraum 16 und dann weiter an dem offenen Sicherheitsventil 30 vorbei zum Auslass 20. Je weiter die gemessene Temperatur unter den eingestellten Wert sinkt, desto weiter öffnet die Stange 64 das Hauptventil 26, so dass die Gasströmung zum Brenner und damit die Heizwirkung desselben er-

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höht wird. Wenn die Temperatur auf die gewünschte Höhe steigt, kehrt die Stange 64 in die in Fig. 1< dargestellte Lage zurück,

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so dass sich die Kontakte 92, 94 öffnen und das Gasventil 26 sich schliesst.

Es wurde eine Temperatursteuervorrichtung beschrieben, die die gleichzeitige Steuerung zweier gesonderter Energiequellen mit einer einzigen Einheit mittels eines einzigen Regelmechanismus und eines einzigen Detektors gestattet. Die beiden Energiequellen können eine Gaszufuhr und eine elektrische Energiequelle sein, wie sie normalerweise als in einer einzigen Steuereinheit miteinander unverträglich angesehen werden, weil die Gefahr besteht, dass der elektrische Kontakt in der Nähe einer Gasleitung Funken bildet. Die Erfindung vermeidet diese Gefahr, indem sie die beiden Steuervorrichtungen in gesonderten Gehäusen unterbringt, stellt aber gleichseitig eine Anordnung zur Verfügung, die es möglich macht, beide Regler durch einen gemeinsamen Steuermechanismus einzustellen und in Abhängigkeit von einem einzigen Detektor arbeiten zu lassen. Die Vorrichtung kann natürlich auch verwendet werden, um z.B. eine Kühlung zu steuern oder jeden beliebigen sonstigen Parameter zu regeln.

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Claims (21)

Ward & Son, Inc. Patentansprüche

1.) Doppelregler zum Steuern zweier gesonderter Energiequel-.en in Abhängigkeit von Schwankungen eines gemessenen Parameters, gekennzeichnet durch einen ersten und einen zweiten Regler, eine einzige Steuervorrichtung zum gleichzeitigen Einstellen der beiden Regler auf die gewünschten Arbeitsbedingungen und eine auf den gemessenen Parameter reagierende Anordnung zum gleichzeitigen Betätigen der beiden Regler in der zur Rückführung des gemessenen Parameters auf die festgesetzten Arbeitsbedingungen erforderlichen Richtung, wobei die beiden Regler gemeinsam die Energiequellen so steuern, dass der Parameter auf den gewünschten Arbeitsbedingungen gehalten wird.

2. Doppelregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Regler ein Gasleitungssteuerventil (26) und der zweite Regler eine elektrische Kontaktanordnung aufweist.

3. Doppelregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die einzige Steuervorrichtung eine von Hand verstellbare Steuerspindel (50) aufweist, die sowohl mit dem Steuerventil (26) als auch mit der elektrischen Kontaktanordnung verbunden ist.

4. Doppelregler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die auf den gemessenen Parameter reagierende Anordnung eine sowohl mit dem Steuerventil (26) als auch mit der elektrischen Kontaktanordnung verbundene Reglerstange (64) aufweist.

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5. Doppelregler nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine an der Steuerspindel (50) angebrachte Eichskala (52) zum Einstellen des Steuerventils (26).

6. Doppelregler nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Umgehungsleitung (40, 42) für das Gasleitungsregelventil (26) und ein Sicherheitsventil (30) für die Gasleitung (16).

7. Doppelregler nach Anspruch 4> gekennzeichnet durch einen ersten, am einen Ende (62) mit dem Steuerventil (26) und am anderen Ende mit der Reglerstange (64) verbundenen Hebelarm (60), der in der Steuerspindel (50) derart schwenkbar gelagert ist, dass die relativen Stellungen der Reglerstange (64) und der Steuerspindel (50) bestimmen, ob das Steuerventil (26) offen oder geschlossen ist.

8. Doppelregler nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, dass die schwenkbare lagerung des Hebelarms (60) in der Steuerspindel (50) aus einer verjüngten Stelle der Steuerspindel (50), einer entsprechenden Öffnung (70) in dem Hebelarm (60), durch die die Steuerspindel (50) hindurchgeht, und einem an der verjüngten Stelle befindlichen Querträger (74) zum Festhalten des Hebelarms (60) besteht.

9. Doppelregler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerspindel (50) eine Eichschraube (78) für das Steuerventil (26) aufweist, der Querträger (74) auf einem Ende der Eichschraube (78) gelagert ist, ein zweiter Querträger (72) zusammen mit dem ersten (74) den Hebelarm (60) festhält, und eine Druckfeder (80) vorgesehen ist, die die Querträger (72, 74) auf der Schraube (78) in ihrer Stellung hält.

10. Doppelregler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Eichschraube (78) koaxial in der Steuerspindel (50) angeordnet ist, und die Steuerspindel (50) eine Öffnung (76) zur Aufnahme der Querträger (72, 74) und der Spitze der Eichschraube (78) aufweist, so dass die' Steuerspindel (50) in be-

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zug auf den Hebel (60) gedreht werden kann.

11. Doppelregler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Kontaktanordnung einen Haupthebelarm (96) und einen sekundären Hebelarm (104) aufweist, von denen jeder einen elektrischen Kontakt (92, 94) trägt, wobei der Haupthebelarm (96) mit der Steuerspindel (50) und der sekundäre Hebelarm (104) mit der Eeglerstange (64) verbunden ist, so dass die relativen Stellungen der Reglerstange (64) und der Steuerspindel (50) bestimmen, ob die elektrischen Kontakte offen oder geschlossen sind.

12. Doppelregler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der sekundäre Hebelarm (IO4) schwenkbar gelagert und an eine Schnappfeder (108) angeschlossen ist, und dass die elektrische Kontaktanordnung ferner eine Eichschraube (114) für den sekundären Hebelarm (I04) aufweist.

13. Doppelregler nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen dem Haupthebelarm (96) und der Steuerspindel (50) aus einer verjüngten Spitze (100) der Steuerspindel (50) und einer Vertiefung (102) in dem Haupthebelarm (96) besteht, die auf der Spitze (IOO) aufliegt, wobei der Haupthebelarm (96) gegen die Spitze (100) der Steuerspindel (50) gedrückt wird.

14. Doppelregler nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch einen Steuerventilhebelarm (60), der an einem Ende (62) an dem Steuerventil (26) und am anderen Ende an der Reglerstange (64) befestigt und schwenkbar in der Steuerspindel (50) derart gelagert ist, dass die relativen Stellungen der Reglerstange (64) und der Steuerspindel (50) bestimmen, ob das Steuerventil (26). offen oder geschlossen ist.

15. Doppelregler nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die schwenkbare Lagerung des Hebelarms (60) in der Steuerspindel (50) aus einer verjüngten Stelle der Steuerspindel (50), einer entsprechenden Öffnung (70) in dem Hebel-

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arm (60), durch die die Steuerspindel (50) hindurchgeht, und einem an der verjüngten Stelle befindlichen Querträger (74-) zum Festhalten des Hebelarms (60) besteht.

16. Doppelregler nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerspindel (5Ö) eine Eichschraube (78) für den Steuerventilhebelarm (60) aufweist, der Querträger (74) auf einem Ende der Eichschraube (78) gelagert ist, ein zweiter Querträger (72) zusammen mit dem ersten (74) den Hebelarm (60) festhält, und eine Druckfeder (80) vorgesehen ist, die die Querträger (72, 74) auf der Schraube (78) in ihrer Stellung hält.

17. Doppelregler nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerspindel (50) drehbar und in Längsrichtung verschiebbar gelagert ist, so dass die Stellungen des Steuerventilhebelarms (60) und des Haupthebelarms (96) gleichzeitig eingestellt werden können.

18. Doppelregler nach Anspruch 17» gekennzeichnet durch ein erstes Gehäuse (12) für das Steuerventil (26), ein zweites Gehäuse (14) für die elektrische Kontaktanordnung und einen das erste· Gehäuse (12) durchsetzenden Gasleitungskanal (16), der durch das Steuerventil (26) geöffnet und geschlossen werden kann.

19· Doppelregler nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerspindel (50) in dem ersten Gehäuse (12) untergebracht ist und sich durch dasselbe in das zweite Gehäuse (14) hinein erstreckt, und dass die Reglerstange (64) in Längsrichtung in Abhängigkeit von dem gemessenen Parameter verschiebbar in dem zweiten Gehäuse (14) untergebracht ist und sich durch dasselbe in das erste Gehäuse (12) hinein erstreckt. -

20. Doppelregler nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der gemessene Parameter die Temperatur ist, und dass der erste und der zweite Regler durch ihr Zusammenwirken in Abhän-

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gigkeit von Abweichungen von einer eingestellten Temperatur das Steuerventil (26) und die elektrischen Kontakte (92, 94) öffnen und schliessen, so dass die gesonderten Energiequellen so gesteuert werden, dass die Temperatur zu dem eingestellten Wert zurückkehrt.

21. Doppelregler nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem ersten Gehäuse (12) angrenzend an die Steuerspindel (50) eine Nockenscheibe (55) und auf der Steuerspindel (50) ein Stösselarm (56) angebracht ist, die die Steuerspindel bei der Umdrehung in !Längsrichtung verschieben.

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