DE2206854A1 - Steuervorrichtung mit einem Gasventil-Betätigungsglied, einem Elektroschalter-Betätigungsglied und einer temperaturempfindlichen Vorrichtung - Google Patents

Description

Patentanwalt· .

Dr.-Ing. Wilhelm Reicfel Dipl-Ing. V/clicjeng McM

6 Frankfurt a. M. 1
Parksiiaße 13

6976

UNITED GAS INDUSTRIES LIMITED, London, WC2, England

Steuervorrichtung mit einem Gasventil-Betätigungsglied, einem Elek^roschalter-Betätigungsglied und einer temperatur$mpfindlichen Vorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung mit einem Gaaventil-BetMtigungsglied, einem Elektroschalter-Betätigungsglied und einer temperaturempfindlichen Vorrichtung. Die Erfindung ist somit auf eine Steuervorrichtung gerichtet, die sowohl ein Gasventil, als auch einen elektrischen Schalter betätigen kann.

Die Erfindung schafft eine Steuervorrichtung mit einem Gasventil, einem elektrischen Schalter, einer in Abhängigkeit von einer temperaturempfindlichen Vorrichtung bewegbaren Einrichtung und einem mechanischen Gestänge oder Gelenk, das in Abhängigkeit von der Bewegung der bewegbaren Einrichtung sowohl das Gasventil, als auch den elektrischen Schalter betätigt, j

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-Vorzugsweise enthält.das mechanische Gestänge oder Gelenk eine Steuerbereich-Einstellvorrichtung, wodurch der abgefühlte Bereich der Temperaturen, bei denen das Ventil und der Schalter betätigt werden, eingestellt werden kann.

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Diese Steuerbereichs-Einstellvorrichtunc kann eine Feder enthalten, die der Antriebsbewegung des Gestänges entgegenwirkt, sowie eine nockenbetätigte Vorrichtung zur Einstellung der Vorspannung der Feder. Der Nocken der nockenbetätigten Vorrichtung kann durch eine Bedienungsvorrichtung manuell gedreht werden, um einen gewünschten Bereich von Temperaturen festzulegen. Das mechanische Gestänge oder Gelenk kann eine Schnappvorrichtung enthalten, die entweder nur auf den elektrischen Schalter oder auf diesen Schalter und das Gasventil einwirkt.

Die Steuervorrichtung findet ihre bevorzugte Anwendung in einer Absorptionskälteanlage, die sowohl eine elektrische Heizvorrichtung, als auch einen Gasbrenner aufweist, welche unter jeweiligen Ausschluß der anderen Einrichtung eingesetzt werden können. Das Gasventil kann einen "Flammendetektor" enthalten, der verhindert, daß Gas dem Brenner zugeführt wird, wenn keine Flamme vorhanden ist. Die Steuervorrichtung weist in diesem Fall eine "Rücksteil"-Möglichkeit auf, wodurch der "Flammendetektor" während der anfänglichen Zündung des Brenners überbrückt wird. Die »Rückstell»-Möglichkeit kann durch einen Druckknopf verwirklicht werden, der in bezug auf die Bedienung svor richtung zur Drehung des Steuerbereich-Einstellnockens konzentrisch angeordnet werden kann.

Das Gasventil weist vorzugsweise einen Ventilkörper auf, der durch eine mit dem mechanischen Gestänge oder Gelenk in Antriebsverbindung stehende Ventilstange oder einen Stößel von einem Ventilsitz abhebbar ist. Der elektrische Schalter weist vorzugsweise zwei Kontakte auf, von denen der eine durch einen Stößel bewegbar ist, der durch die Schnappvorrichtung berührt wird.

Die Erfindung wird nun an Hand der beiliegenden Abbildungen ausführlich beschrieben, wobei alle aus der Beschreibung und den Abbildungen hervorgehenden Einzelheiten oder Merkmale zur Lösung der Aufgabe im Sinne der Erfindung beitragen können und mit dem Willen zur Patentierung in die Anmeldung aufgenommen wurden. Es zeigen: _;

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Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch eine Ausführungsform der kombinierten Steuervorrichtung und

Fig. 2 eine Ansicht einer Modifikation eines Teils der Steuervorrichtung von Fig. 1.

Es wird nun zunächst auf die Fig. 1 Bezug genommen. Die kombinierte Steuervorrichtung ist zur Verwendung in einer Absorptionskälteanlage vorgesehen. Derartige Kälteanlagen arbeiten in einem Zyklus, der einen Heizvorgang einschließt, welcher entweder durch elektrische Widerstandsheizeinrichtungen oder Gasbrenner als Wärmequelle in Gang gesetzt v/erden kann. Die dargestellte kombinierte Steuerung steuert die Heizeinheit, gleichwelcher Art oder Ausführung die verwendete Heizquelle ist, ohne daß man irgendwelche Veränderungen im Inneren vorzunehmen braucht.

Die Steuervorrichtung enthält ein Gasventil 11, welches die Gasströmung von einem Einlaß 12 zu einem Auslaß 13 beeinflußt, der die Gasbrenner versorgt. Das Ventil 11 ist auf einer Stange

14 befestigt, welche durch eine biegsame gasdichte Abdichtung

15 hindurch in eine gasfreie Kammer 16 verläuft.

Eine thermische Einrichtung, von der ein Teil bei 18 gezeigt ist, besteht aus einer Kapillar-Ausführung, wobei ein Temperaturabfühlkolben (nicht gezeigt) in der Kälteanlage oder in dem Kühlmedium so positioniert ist, daß er deren bzw. dessen Temperatur abfühlt. Das die Kapillarrohre ausfüllende Medium bewirkt, daß sich ein Balg 19 in Abhängigkeit von der abgefühlten Temperatur ausdehnt oder zusammenzieht, wobei bei steigender Temperatur ein Auflager 20 nach oben und bei fallender Temperatur nach unten bewegt wird.

Ein L-förmiger Hebel 22 ist bei 23 an der ortsfesten Konstruktion schwenkbar gelagert, und ein Arm desselben steht in Berührung mit dem Auflager 20, so daß er um den Lagerpunkt 23

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verschwenkt wird, wenn sich die abgefühlte Temperatur verändert. Der andere Arm dieses Hebels liegt an der Stange 14 des Ventils 11 an. Wenn daher die Temperatur ansteigt, wird gemäß Fig. 1 die Stange 14 kontinuierlich nach rechts bewegt. Das Ventil wird dadurch von seinem Sitz abgehoben, so daß mehr Gas zu den Brennern gelangen kann. Die Gasströmungsmenge wird daher vergrößert, wenn die Temperatur ansteigt, um den Kühleffekt bzw. die Kühlleistung zu vergrößern, in dem Bestreben, die Temperatur zu verringern. V/enn dagegen die Temperatur in Abhängigkeit von der erhöhten Kühlleistung abfällt, bewegt sich die Stange 14 nach links, um das Ventil allmählich zu schließen. Die abgefühlte Temperatur wird dadurch innerhalb eines vorbestimmten Bereichs gehalten.

Die Steuervorrichtung weist ferner einen elektrischen Steuerschalter 25 auf, der so geschaltet ist, daß er die elektrische Stromversorgung zu der elektrischen V/iderstandsheizvorrichtung steuert. Einer der Kontakte dieses Schalters ist an einem Federarm befestigt, der in Berührung mit einem Stößel steht, welcher sich in die Kammer 16 hinein erstreckt. Der L-förmige Hebel 22 trägt einen Fortsatz 28, an dem das eine Ende einer U-förmigen Schnapp-Blattfeder 29 befestigt ist. Das andere Ende der Blattfeder 29 ist an einem schwenkbar gelagerten Glied 30 neben dem Stößel 26 angebracht. Wenn die abgefühlte Temperatur ansteigt, bewegt sich der Hebel 22, wobei er den Fortsatz 28 mitführt. Die anfängliche Bewegung wird durch entsprechende Verbiegung der Blattfeder 29 aufgenommen, so daß das schwenkbar gelagerte Glied 30 nicht bewegt v/ird. Bei einer vorbestimmten Temperatur bewegt sich jedoch der Fortsatz 28 in eine Totpunkt-Position in bezug auf die Blattfeder 29, die daraufhin umschnappt, wobei sie das schwenkbar gelagerte Glied schnell nach links in die in Fig. 1 gezeigte Position bewegt. Im Verlauf dieser Bewegung wird das schwenkbar gelagerte Glied 30 von dem Stößel 26 getrennt, und der Federarm schließt die Kontakte des Schalters 25, was zur Folge hat, daß der KUhleffekt eintritt bzw. der Kühlvorgang gestartet wird. Wenn dies

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stattgefunden hat, bewirkt ein Abfall der abgefühlten Temperatur, daß die Blattfeder 29 in ihre Ausgangsposition zurückschnappt, wobei sie das Glied.30 nach rechts drückt und eine Öffnung der Kontakte bewirkt. Die Bewegung des schwenkbar gelagerten Gliedes 30 ist durch Anschläge begrenzt, die z.B. durch eine Öffnung im äußeren Gehäuse gebildet sind, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist. Wenn sich die Schalterkontakte in der geschlossenen Position.befinden, berührt der schwenkbar gelagerte Arm 30 nicht den Stößel 26. Dies ist deshalb notwendig, weil während der Funktion der Blattfeder 29 eine kurze Zeitspanne der Unsicherheit vorhanden ist, in der die Blattfeder "zittern" kann, und es ist von Bedeutung, daß dieses "Zittern" (dither) nicht auf die Kontakte übertragen wird. Wenn, jedoch die Kontakte geöffnet sind, hat dieses "Zittern" keine Bedeutung, da es nicht ausreicht, um die Kontakte vorzeitig zu schließen.

Es ist somit ersichtlich, daß die eine thermische Einrichtung 18 und der eine Hebel 22 gleichermaßen das Gasventil 11 und den elektrischen Schalter 25 betätigen. Wenn die Kühlbzw. Kälteanlage an einer Gasquelle angeschlossen ist, bleibt der elektrische Schalter abgetrennt, und er öffnet und schließt daher unwirksam, während das Gasventil 11 die Kälteanlage steuert. Wenn andererseits die Kälteanlage an einer elektrischen Spannungsquelle angeschlossen ist, öffnet und schließt das Ventil 11 unwirksam, während der elektrische Schalter 25 den Betrieb der Kälteanlage steuert. Die Steuervorrichtungen der Kälteanlage bedürfen daher keiner Verstellung, um eine Umschaltung von einer Gasquelle auf eine elektrische Spannungsquelle zu bewirken.

Der Hebel 22 wird in Berührung mit dem Auflager 20 durch eine .Schraubenfeder 32 gedrückt bzw. geschwenkt, die sich zwischen einem den Arme des Hebels 22 und einem weiteren Hebel 33 erstreckt, der bei 34 an der ortsfesten Konstruktion schwenkbar gelagert ist. Das freie Ende des Hebels 33 steht in Berührung

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mit einem drehbaren Nocken 35, der an einer drehbaren Steuerbereich-Einstellspindel 36 befestigt ist, welche sich durch das äußere. . Gehäuse der Kammer 16 erstreckt. Eine Temperaturskala umgibt die Einstellspindel 36, so daß die Spindel 36 manuell gedreht werden kann, um einen erwünschten Betriebstemperaturbereich für die Kälteanlage auszuwählen. Bei Drehung der Spindel dreht sich der Nocken 35, der wiederum den Hebel verschwenkt, um die Zugvorspannung der Feder 32 einzustellen und dadurch den Widerstand des Hebels 22 gegen eine Bewegung sowie den Temperaturbereich, innerhalb dessen der elektrische Schalter 25 und das Gasventil 11 öffnen und schließen. Es wird bemerkt, daß die eine Steuerbereich-Einstellspindel die Betriebsweise des Gasventils und elektrischen Schalters gemeinsam einstellt.

Dem Gasventil 11 ist ein elektromagnetisches Flammen-Detektorventil 40 zugeordnet. Ein Thermoelement (nicht gezeigt) ist neben den Gasbrennern angeordnet, um deren Temperaturanstieg abzufühlen. Das elektrische Signal von,dem Thermoelement be-

- tätigt ein Solenoid 41, das einen Anker 42 anzieht. An dem Anker 42 ist eine Ventilplatte 43 befestigt, die neben einem Ventilsitz in Reihe zu dem Ventil 11 positioniert ist. Eine Schraubenfeder 44 sucht die Platte 43 gegen den Ventilsitz zu drücken, um das Ventil geschlossen zu halten. Wenn durch das Thermoelement das Vorhandensein einer Flamme abgefühlt wird, wird das Solenoid erregt, und der Anker und die Ventilplatte werden in der rechts gelegenen Stellung gehalten, so daß das Flammen-Detektorventil geöffnet gehalten wird und das Gas das Hauptventil 11 erreichen kann.

Ein Sparbrenner zur Zündung der Hauptbrenner wird über ein Kontrollventil 46 versorgt, das an einem Stößel 47 befestigt ist, welcher sich in die Kammer 16 hinein erstreckt. Ein elektrischer Zündschalter 49 ist so geschaltet, daß er eine Zündvorrichtung zum Anzünden des Sparbrenners (nicht gezeigt) betätigen kann, und er wird seinerseits durch einen weiteren Stößel 50 betätigt, der sich ebenfalls in die Kammer 16 hinein erstreckt.

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Ein zweiter L-förmiger Hebel 51 in der Kammer 16 ist bei 52 an der ortsfesten Konstruktion schwenkbar gelagert, und ein Arn dieses Hebels steht in Anlage mit den beiden Stößeln 47 und 50. Der andere Arm des Rebels 51 liegt an einer Rückstellstange 53 an, die sich zentral durch die Steuerbereich-Einstellspindel 36 hindurch erstreckt sowie aus der anderen Seite der Spindel hervorsteht. Eine Feder 54'ist zwischen einem am äußeren Ende der Rückstellstange befestigten Knopf und der Einstellspindel 36 eingespannt, um die Rückstellstange nach oben zu drücken, wie dies in Fig. 1 zu sehen ist. Wenn die Kälteanlage mit Gas betrieben wird, wird zum Einschalten der Knopf entgegen dem Druck dieser Feder manuell niedergedrückt, wodurch der eine Arm des Hebels 51 in Funktion tritt, um das Sparbrennerventil 46 zu öffnen und den Zündschalter 49 zu betätigen. Dieser eine Arm des Hebels 51 arbeitet ferner mit einem Bund oder Ring 56 auf der Stange 14 zusammen, um die Stange nach recht zu drücken und das Gasventil 11 zu öffnen. Ein Fortsatz der Stange 14 kommt in Anlage mit dem Ventil 43, um auch dieses Ventil in die geöffnete Stellung zu schieben, dieser Fortsatz ist jedoch nicht lang genug, um das Ventil 43 beim normalen Betrieb des Ventils 11 unter der Steuerung des Hebels 22 zu öffnen. Der Sparbrenner wird dadurch gezündet, und er zündet wiederum die Hauptbrenner. Der Rückstellknopf wird einige Sekunden lang unten gehalten, so daß die Brenner genügend V/ärme erzeugen können, um das Thermoelement zu betätigen und dadurch die Flammen-Abfühlventile 40, 43 geöffnet zu halten. Hierauf wird der Rückstellknopf freigegeben, der Zündschalter wird geöffnet und das Steuerventil 46 schließt sich. Die Kälteanlage arbeitet dann unter der Steuerung der thermischen Einrichtung 18 und des Haupt-Gasventils 11. Die Anziehungskraft des Solenoids 41 auf den Anker 42 reicht nicht aus, um den Anker aus der geschlossenen Stellung herauszuziehen, sondern sie kann denselben nur in der geöffneten Stellung halten, wenn er einmal in diese Position durch die manuelle Betätigung des Hebels gebracht worden ist.

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Wenn die Kälteanlage elektrisch betrieben wird, braucht nan den Knopf nicht niederzudrücken, aber wenn dies einmal zufällig geschehen sollte, tritt kein Schaden auf, da kein Gas vorhanden ist.

Es wird bemerkt, daß in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel das Gasventil eine Modulationsarbeitsweise aufweist (d.h., es nimmt Stellungen zwischen den geöffneten und geschlossenen Positionen in Abhängigkeit von der abgefühlten Temperatur ein), während der elektrische Schalter 25 mit Schnappwirkung arbeitet. In gewissen Ausführungen von Kälteanlagen ist es erwünscht, daß auch das Gasventil mit Schnappwirkung arbeitet (d.h. es sjllte zwischen vollständig geöffneten und Bereitsschaftspositionen wechseln). Fig. 2 zeigt die Abänderung der Konstruktion von Fig. 1, die notwendig ist, um dieses Ziel zu erreichen. Der Hebel 22 und der Fortsatz 28 betätigen eine Schnappfeder 29, wie beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel. Das schwenkbar gelagerte Glied 30 der Fig. 1 ist jedoch durch einen längeren Hebel 30' ersetzt, der den Stößel 26 des Schalters 25 in der gleichen Weise betätigt, wie dies oben in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben wurde. Die untere Verlängerung des Gliedes 30' kommt jedoch nun in Anlage mit der Stange 14, um das Gasventil 11 zu betätigen. Das Gasventil 11 wird demzufolge zur gleichen Zeit wie der elektrische Schalter 25 durch einen Schnappvorgang betätigt.

Bei einer Variation der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele verlaufen die Einstellspindel 36 und Rückstellstange 53 nicht konzentrisch, sondern sind nebeneinander angeordnet. Eine andere Variation weist ein Flammen-Detektorventil oder Abfühlventil in einer Quecksilberdampfausführung auf.

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Claims (10)

- S Patentansprüche

1.) Steuervorrichtung mit einem Gasventil-Betätigungsglied, einem Elektroschalter-Betätigungsglied und einer Temperaturabfühlvorrichtung,

gekennzeichnet durch ein mechanisches Gelenk (22, 28, 30), das durch die Temperaturabfühlvorrichtung (18) betätigbar ist, um beide Betätigungsglieder (14, 26) in Abhängigkeit von der Bewegung der Temperaturabfühlvorrichtung (18) in Funktion zu setzen.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Federeinrichtungen (32), die so angeordnet sind, daß sie der Betätigungsbewegung des mechanischen Gelenks (22, 28, 30) entgegenwirken, und durch Einrichtungen (33, 35) zur Einstellung der Zug- oder Druckspannung der Federeinrichtungen, wodurch die Temperatur oder der Bereich von Temperaturen einstellbar ist, bei der bzw. denen die Betätigungsglieder (14, 26') betätigt werden.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 2,

g e k e η η zeichnet durch Bedienungseinrichtungen zum Einstellen der Zug- oder Druckspannung .

4. Steuervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das mechanische Gelenk (22, 28, 30) einen L-förmigen schwenkbar gelagerten Hebel {22) enthält, dessen einer Arm in Eingriff mit der Temperaturabfühlvorrichtung (18, 20) und dessen anderer Arm in Eingriff mit den Federeinrichtungen (32) steht.

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5. Steuervorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch geke η η zeichnet , daß der andere Arm des Hebels (22) in Anlage mit einer Stößelstange (14) steht, die das Gasventil-Betätigungselement aufweist.

6. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet durch einen manuell betätigbaren Hebel (51), der ein Sparventil (46), das Gasventil (11) und eine elektrische Zündeinrichtung (49) betätigt.

7. Steuervorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der manuell betätigbare Hebel (51) und die manuellen Federeinstelleinrichtungen (36) durch einen von zwei konzentrischen Druckknöpfen (36, 53) betätigbar sind.

8. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das mechanische Gelenk (22, 28, 30) eine Schnappfeder (29) enthält, über die das Elektroschalter-Betätigungsglied (26) betätigbar ist.

9· Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das mechanische Gelenk (22, 28, 30) eine Schnappfeder (29) enthält, über die das Elektroschalter-Betätigungsglied und das Gasventil-Betätigungsglied betätigbar sind.

10. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für eine Absorptions-Kühleinheit mit einer elektrischen Widerstandsheizeinrichtung und einem Gasbrenner,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung ohne die Notwendigkeit einer Verstellung bei einer elektrischen Betriebsweise oder einer Betriebsweise mit Gas arbeitet.

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