DE375465C

DE375465C - Control device for refrigeration machines

Info

Publication number: DE375465C
Application number: DEW54255D
Authority: DE
Original assignee: GUSTAVE ADOLF WEGNER
Current assignee: GUSTAVE ADOLF WEGNER
Priority date: 1920-01-09
Filing date: 1920-01-09
Publication date: 1923-05-14

Description

Regelvorrichtung für Kältemaschinen. Die Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung für Kältemaschinen, in denen eine Flüssigkeit von niederem Siedepunkt zur Verclampfung gebracht wird, und besteht darin, claß das Regelorgan am Anfang des Verdampfers unter dem Einfluß eines Druckreglers steht, und daß ein Absperrorgan am Ende des Verdampfers 'unter dem Einfluß eines innerhalb des Strömungsweges des Kältemittels angeordneten thermostatischen Reglers steht. Das Zusammenwirken dieser beiden Anordnungen erfüllt die Aufgabe der Erfindung, nur trockenes Gas zur Pumpe gelangen zu lassen und also ein Mitreißen von Flüssigkeitsteilchen zur Pumpe zu verhindern.Control device for refrigeration machines. The invention relates to a control device for chillers in which a liquid with a low boiling point is conducive to evaporation is brought, and consists in the claß the control element at the beginning of the evaporator is under the influence of a pressure regulator, and that a shut-off device at the end of the Evaporator 'under the influence of one within the flow path of the refrigerant arranged thermostatic controller is. The interaction of these two arrangements fulfills the object of the invention to allow only dry gas to reach the pump and thus to prevent liquid particles from being carried along to the pump.

Bisher bekannte Vorrichtungen' ähnlichen Zweckes besaßen die Nachteile, daß entweder eine Vorrichtung fehlte, die ein Austret--zn von übersättigten Dämpfen aus dem Verdampfer nach der Pumpe hätte verhindern können, oder daß sie permanente Öffnungen von solcher Größe hatten, daß ein genaues Arbeiten mit der betreffenden Vorrichtung nicht möglich war. Auch besaßen diese älteren Einrichtungen infolge dieser Fehler eine so sehr verlangsamte Verdampfung der Flüssigkeit in dem Verdampfer, daß die erhöhte Austrittstemperatur des Gases nicht imstande war, den Thermostaten am Auslaßende und somit auch das Einlaßventil zu beeinflussen. Es konnte sich daher Flüssigkeit in dem Verdampfer ansammeln. Teile dieser Flüssigkeitsmenge wurden dann häufig zusammen mit dem Dampf von der Pumpe angesaugt. Diese Nachteile werden durch die selbsttätige Regelungsvorrichtung vermieden, deren neue Anordnungen unten. angegeben sind. Gemäß der Erfindung hängt die Menge des flüssigen Gefriermittels, welches zum Verdampfer durch ein Einlaßventil zuführbar ist, gänzlich von der Ablieferungsmenge an trockenem Gas ab, die durch ein Auslaßventil hindurchgelassen wird. Das Einlaßventil ist derart gebaut, daß es der Flüssigkeit gestattet, bei einem gewissen, zuvor bestimmten Druck einzuströmen, unter welchem Druck sie innerhalb des Verdampfers vollkommen verdampfen kann. Das Auslaßventil regelt die Menge des ausströmenden Gases mittels der Tätigkeit des Thermostaten, der durch die Temperatur des ausströmenden Gases beeinflußt wird. Durch teilweises Schließen des genannten Auslaßventils wird der Druck des Verdampfers über den Expansionsdruck steigen und auf diese Weise das Einlaßventil schließen. Dieses wird wieder geöffnet, sobald durch Öffnen des Auslaßventils der Verdampfungsdruck auf seinen früheren Stand zurückfällt.Previously known devices for a similar purpose had the disadvantages that either a device was missing to prevent the escape of supersaturated vapors from the evaporator after the pump could have prevented, or made it permanent Openings of such a size had that an accurate working with the concerned Device was not possible. Also owned these older facilities as a result this error such a very slowed down evaporation of the liquid in the evaporator, that the increased exit temperature of the gas was unable to control the thermostat at the outlet end and thus also affect the inlet valve. It could therefore Build up liquid in the evaporator. Portions of this amount of liquid were then often sucked in together with the steam by the pump. These disadvantages are due to the automatic control device avoided their new arrangements below. specified are. According to the invention, the amount of liquid freezing agent depends on which can be fed to the evaporator through an inlet valve, entirely from the delivery quantity of dry gas which is allowed to pass through an exhaust valve. The inlet valve is constructed in such a way that it allows the liquid to, at a certain, predetermined Pressure to flow in, under what pressure it is completely inside the evaporator can evaporate. The outlet valve regulates the amount of gas flowing out by means of the action of the thermostat, which is determined by the temperature of the escaping gas being affected. By partially closing said outlet valve, the Pressure of the evaporator rise above the expansion pressure and in this way the inlet valve conclude. This is opened again as soon as the exhaust valve is opened Evaporation pressure falls back to its previous level.

Zur Veranschaulichung dieser Erfindung diene die beiliegende Zeichnung. In dieser ist Abb. i eine Teildarstellung eines gemäß vorliegender Erfindung eingerichteten Kühlelements; Abb.2 ist eine schematische Darstellung einer Kühlvorrichtung gemäß vorliegender Erfindung; Abb. 3 ist ein senkrechter Schnitt durch das am Austrittsende des Kühlelements befindliche Ventil; Abb.4 ist eine abgeänderte Ausführungsform dieses Ventils; Abb. 5 veranschaulicht das Eintrittsventil im Schnitt.The accompanying drawings serve to illustrate this invention. In this Fig. I is a partial representation of one set up according to the present invention Cooling element; Fig.2 is a schematic representation of a cooling device according to present invention; Figure 3 is a vertical section through the one at the exit end the cooling element located valve; Fig.4 is a modified embodiment this valve; Fig. 5 illustrates the inlet valve in section.

Die Kühlmaschine besteht wie gewöhnlich aus einem Kompressor i, welcher durch. eine Rohrleitung 2 mit einem Kondensator 3 und durch eine Rohrleitung 4 mit dem Kühlelement bzw. der Kühlschlange 5 verbunden ist. Bei der in Abb. 5 dargestellten Ausführungform besteht das Einlaßventil aus einem durch die beiden Gußstücke 6 und 7 gebildeten Gehäuse, von denen (las erstere, nämlich der Teil 6, den Eintrittsstutzen 8 und den Austrittsstutzen 9 enthält. Zwischen diesen beiden ist das von einer Feder i i beeinflußte Ventil io angeordnet, welches mit einem kolbenartigen Teil 12 in einen ZZ-linder 13 geführt ist. Der Kolben 12 steht unter dein Drucke der eintretenden Flüssigkeit und bestimmt zusammen finit anderen \Vorrichtungen die Stellung des Ventils. Die Gehäuseteile 6 und 7 sind durch Bolzen 14 miteinander verbunden, und der Teil 7 bildet eine Kammer 15, die von der Austrittsseite des Gehäuseteils 6 durch eine Membran 16 getrennt ist. An der einen Seite dieser Membran ist eine Platte 17 angeordnet, gegen welche der Stift 18 des Ventilkolbens io drückt, während auf ifer anderen Seite des Diaphragmas innerhalb der Kammer 15 eine Scheibe 19 angeordn#,t ist, die im Eingriff mit einer Feder 20 steht. Letztere ist mittels einer Stellschraube 21 einstellbar.The refrigerator is as usual from a Compressor i, which through. a pipe 2 with a condenser 3 and through a pipe 4 is connected to the cooling element or the cooling coil 5. at the embodiment shown in Fig. 5, the inlet valve consists of a through the two castings 6 and 7 formed housing, of which (read the former, viz the part 6, the inlet nozzle 8 and the outlet nozzle 9 contains. Between These two the valve io influenced by a spring i i is arranged, which is guided with a piston-like part 12 in a ZZ cylinder 13. The piston 12 is under the pressure of the entering liquid and determined together finite other devices \ the position of the valve. The housing parts 6 and 7 are through Bolts 14 connected to each other, and the part 7 forms a chamber 15 which is of the The exit side of the housing part 6 is separated by a membrane 16. On the one Side of this membrane is a plate 17, against which the pin 18 of the Valve piston pushes io while on the other side of the diaphragm inside a disk 19 is arranged in the chamber 15, which is in engagement with a spring 20 stands. The latter can be adjusted by means of an adjusting screw 21.

N,\'enn dieses Druckregulierventil durch Einstellung der Feder 21 auf einen bestimmten Druck geregelt ist, die einem bestimmten Siedepunkt des flüssigen Kühlmittels entspricht, so wird, was leicht ersichtlich ist, eine bestimmte Temperatur in dein Kühlelement so lange aufrechterhalten, als das Kühlmittel unter demselben Druck und in gesättigtem Zustande in dem Kühlelement verbleibt. Weiin der Druck so gewählt ist, daß die Temperatur der Flüssigkeit in der Kühlschlange mehrere Grade niedriger ist wie der das Kühlelement umgebende Raum bzw. Stoff, so wird <las Kühlmittel verdampft und der das Kühlelement umgebende Raum bzw. Stoff gekühlt. Es ist jedoch ersichtlich, daß der Unterschied in der Temperatur zwischen denn Siedepunkt des Kühlmittels in der Schlange und der Teniheratur des zu kühlenden Raumes bzw. Stoffes von verschiedenen Faktoren abhängt, wie z. B. von der äußeren Temperatur, von der Länge der Kühlschlange und der Isolierung des zu kühlenden Raumes bzw. Behälters für die zu kühlenden Stoffe. Diese Einflüsse müssen in Betracht gezogen und das Druckregulierventil so eingerichtet werden, daß beständig eine genügende Menge des Kühlmittels in das Kühlelement bzw. die Kühlschlange einfließt. Es sei hier erwähnt, claß, wo gleiche Bedingungen vorherrschen, wie z. B. für zwei oder mehrere Kühlelemente bzw. Kühlschlangen, die in demselben Rauine angeordnet sind, ein l"egiilierventil für eine Anzahl von Kühlelementen bzw. Kühlschlangen ausreichen wird.N, \ 'enn this pressure regulating valve by adjusting the spring 21 is regulated to a certain pressure, which has a certain boiling point of the liquid Coolant, it becomes, as can easily be seen, a certain temperature in your cooling element as long as the coolant under it Pressure and in a saturated state remains in the cooling element. The pressure is white is chosen so that the temperature of the liquid in the cooling coil is several degrees is lower than the space or material surrounding the cooling element, then <read Coolant evaporates and the space or substance surrounding the cooling element is cooled. However, it can be seen that the difference in temperature between the boiling point the coolant in the line and the equipment of the room to be cooled or Substance depends on various factors, such as: B. from the external temperature, on the length of the cooling coil and the insulation of the room or container to be cooled for the substances to be cooled. These influences must be taken into account and that Pressure regulating valve can be set up so that a sufficient amount of the Coolant flows into the cooling element or the cooling coil. It should be mentioned here claß, where the same conditions prevail, such as z. B. for two or more cooling elements or cooling coils, which are arranged in the same room, a leveling valve will be sufficient for a number of cooling elements or cooling coils.

\achrlein ein im wesentlichen beständiger Druck an der Eintrittsstelle der Kühlschlange 5 hergestellt worden ist, wird es nunmehr nötig, die Austrittsstelle des Kühlelementes bzw. der Kühlschlange so zu regeln, daß nur ein vollständig verdampftes bzw. trockenes G4s zu dem Kompressor zurückgelangen kann, oder in anderen Worten, daß nur solches Gas austreten darf, welches auf die Temperatur erwärmt worden ist, die der das Kühlelement. umgebenden Temperatur entspricht. Dies wird dadurch erreicht, daß an der Austrittsstelle des Kühlelements bzw. der Kühlschlange ein Ventil angeordnet ist, welches die Menge der verdampften Flüssigkeit bzw. des Gases regelt, welches die Kühlschlange verläßt und das seinerseits durch einen Thermostaten beeinflußt wird, der unmittelbar unter dem Einfluß der Temperatur der abziehenden Dämpfe bzw. Gase steht. Thermostaten verschiedener Bauart mögen für diesen Zweck Verwendung finden.\ achrlein an essentially constant pressure at the point of entry the cooling coil 5 has been established, it is now necessary, the exit point to regulate the cooling element or the cooling coil so that only a completely evaporated or dry G4s can get back to the compressor, or in other words, that only such gas may escape which has been heated to the temperature, that of the cooling element. surrounding temperature. This is achieved by that a valve is arranged at the exit point of the cooling element or the cooling coil is, which regulates the amount of vaporized liquid or gas, which leaves the cooling coil and this in turn is influenced by a thermostat which is directly affected by the temperature of the vapors or Gases. Various types of thermostats may be used for this purpose Find.

Die in Abb.3 dargestellte Ausführungsform des Ventils besteht aus den beiden Gußstücken 22 und 23, welche durch Bolzen 2-. zu einem Gehäuse zusammengeschraubt sind. Das Gußstück 22 enthält den Einlaßstutzen 25, während das Gußstück 23 den Auslaßstutzen 26 enthält. In dem Teil 23 ist eine Abteilung bzw. Kammer 27 gebildet, welche zwischen zwei Ventilsitzen und Öffnungen 28 ein Ventil 29 enthält, das auf einer Feder 3o ruht, gegen deren anderes Ende mittels einer Platte 31 eine Stellschraube 32 drückt.The embodiment of the valve shown in Fig.3 consists of the two castings 22 and 23, which by bolts 2-. screwed together to form a housing are. The casting 22 contains the inlet port 25, while the casting 23 the Outlet port 26 contains. In the part 23 a department or chamber 27 is formed, which contains a valve 29 between two valve seats and openings 28, which on a spring 3o rests against the other end by means of a plate 31 an adjusting screw 32 presses.

Der Thermostat, welcher dieses Ventil regelt, befindet sich mit demselben in einem gemeinsamen Gehäuse, durch welches das abziehende Gas strömt. Bei der dargestellten Ausführungsform besteht der Thermostat aus einem glockenförmig oder ähnlich gestalteten Gehäuse 33, welches von innen mittels eines Gewindestutzens 3,4 in eine Öffnung des oberen Gehäuseteils 22 eingeschraubt ist, wobei eine Schulter 35 des Thermostatgehäuses 33 sich gegen den Rand der Öffnung legt.The thermostat that regulates this valve is located with the same in a common housing through which the withdrawing gas flows. In the illustrated Embodiment consists of the thermostat from a bell-shaped or similar Housing 33, which from the inside by means of a threaded connector 3, 4 into an opening of the upper housing part 22 is screwed, with a shoulder 35 of the thermostat housing 33 lies against the edge of the opening.

Der Gewindestutzen 34. wird durch eine von oben aufgeschraubte Mutter 36 festgehalten, und zur Abdichtung ist unterhalb derselben ein Packungsring 37 vorgesehen. In dein Gewindestutzen 34 des Thermostatgehäuses ist ein Schraubenstöpsel 38 angeordnet, uni die Öffnung, durch welche das in dem Thermostaten enthaltene Mittel, z. B. Ammoniak, eingefüllt wird, zu verschließen. Das Thermostatengehäuse ist am unteren Ende durch ein Diaphragma 39 geschlossen, das zwischen einem ringförmigen Sitz 4o des Gehäuses und einer Platte 4.1 mittels Schraubenbolzen 42 eingespannt ist. - Die eine Fläche des Diaphr agmas ist der in dem Thermostaten enthaltenen Flüssigkeit ausgesetzt, während die gegenüberliegende Fläche im Eingriff mit einer Scheibe 43 steht, die auf einem Stift 44 ruht, welcher sich am anderen Ende auf die Oberfläche des Ventils 29 stützt. Eine Scheibe 45 ist auf der inneren Fläche des Diaphraginas derart angeordnet, daß der Ausschlag des Diaphragmas nach innen durch einen flanschartigen Teil .46 des Diaphragmagehäuses begrenzt ist. Der Ausschlag der gegenüberliegenden Scheibe 43 wird durch einen tellerartigen Teil der Platte 41 begrenzt.The threaded connector 34 is secured by a nut screwed on from above 36, and a packing ring 37 underneath it for sealing purposes intended. In your threaded connector 34 of the thermostat housing is a screw plug 38 arranged, uni the opening through which the contained in the thermostat Means, e.g. B. ammonia, is filled to close. The thermostat housing is closed at the lower end by a diaphragm 39, which is between an annular Seat 4o of the housing and a plate 4.1 by means of screw bolts 42 is clamped. - One face of the diaphragm is that in the thermostat exposed liquid while the opposite surface is in engagement stands with a disc 43 which rests on a pin 44, which is on the other End on the surface of the valve 29 is based. A disk 45 is on the inner one Surface of the diaphragm arranged so that the rash of the diaphragm after is limited inside by a flange-like part .46 of the diaphragm housing. Of the The deflection of the opposite disk 43 is caused by a plate-like part the plate 41 is limited.

Im Betriebe ist die Feder 30 so eingestellt, daß sie das Ventil 29 bei einer Temperatur zu schließen beginnt, die gleich oder ein wenig niedriger ist wie die Temperatur des die Kühlelemente bzw. Kühlschlangen umgebenden Raumes oder Stoffes. Diese Schließbewegung wird eintreten, sobald als die Flüssigkeit in dem Thermostaten durch das von dem Kühlelement 5 abziehende Gas auf eine Temperatur abgekühlt worden ist, die gleich ist der Temperatur des Raumes. Dadurch wird der Druck in dem Thermostaten allmählich so weit verringert, bis der innere Druck des Thermostaten durch den Druck der Feder 30 ausgeglichen ist, und wenn der Druck im Thermostaten noch weiter abnimmt, wird das Ventil 29 allmählich geschlossen. Das Gas, welches von Kühlelementen oder Kühlschlangen abzieht, die in Räumen angeordnet sind, «-elche z. B. auf einer Temperatur von - io° C gehalten werden sollen, wird den Druck in dem Thermostaten auf eine viel niedrigere Stufe bringen als Gas, welches von Kühlelementen in einem Raum ausgeht, der bei Gefriertemperatur gehalten wird. Es muß daher die Gegendruckfeder im ersteren Falle viel schwächer sein als im letzteren, und aus diesem Grunde ist die Einstellschraube 32 ein wichtiges Mittel für die Regulierung der Temperatur, bei welcher das Gas von dem Thermostaten hindurchgelassen wird.In operation, the spring 30 is set so that it begins to close the valve 29 at a temperature which is equal to or slightly lower than the temperature of the space or material surrounding the cooling elements or cooling coils. This closing movement will occur as soon as the liquid in the thermostat has been cooled by the gas being withdrawn from the cooling element 5 to a temperature which is equal to the temperature of the room. This gradually reduces the pressure in the thermostat until the internal pressure of the thermostat is balanced by the pressure of the spring 30 , and when the pressure in the thermostat continues to decrease, the valve 29 is gradually closed. The gas that is withdrawn from cooling elements or cooling coils that are arranged in rooms, «-elche z. B. to be kept at a temperature of - 10 ° C, will bring the pressure in the thermostat to a much lower level than gas that emanates from cooling elements in a room that is kept at freezing temperature. The counter-pressure spring must therefore be much weaker in the former than in the latter, and for this reason the adjusting screw 32 is an important means of regulating the temperature at which the gas is passed by the thermostat.

Wie bereits erwähnt, muß die Temperatur des Kühlmittels in dem Kühlelement 5 niedrig genug gehalten werden, um den zu kühlenden Raum bzw. Stoff leicht auf die gewünschte Temperatur abzukühlen. Jede weitere Erwärmung des zu kühlenden Raumes bzw. Stoffes wird eine verstärkte Verdampfung des Kühlmittels zur Folge haben, und wärmeres Gas wird über den Thermostaten hinwegstreichen, wodurch das Ventil 29 mehr geöffnet wird und eine größere Menge Gas zum Kompressor strömt.As already mentioned, the temperature of the coolant must be in the cooling element 5 can be kept low enough so that the room or material to be cooled can easily be raised to cool down to the desired temperature. Any further heating of the room to be cooled or substance will result in increased evaporation of the coolant, and warmer gas will sweep over the thermostat, causing the valve 29 more is opened and a larger amount of gas flows to the compressor.

Anderseits wird eine Abkühlung des zu kühlenden Raumes bzw. Stoffes unter die Temperatur, für welche die Feder 30 eingestellt worden ist, zur Folge haben, daß ein kühleres Gas über den Thermostaten hinwegstreicht. Dies wird eine Drosselung des Ventils 29 bewirken. Da im Falle von Ammoniak die Temperaturdifferenz von i ° C unter den Bedingungen, unter welchen die Vorrichtung arbeitet, einen Druckunterschied von etwa 1/8 Atm. an dem Diaphragma ausmacht, so ist es ohne weiteres klar, daß mittels dieser Vorrichtung eine im wesentlichen gleiche Temperatur aufrechterhalten werden kann.On the other hand, a cooling of the space or substance to be cooled below the temperature for which the spring 30 has been set, will result in a cooler gas sweeping over the thermostat. This will cause the valve 29 to throttle. Since, in the case of ammonia, the temperature difference of i ° C under the conditions under which the device operates, a pressure difference of about 1/8 atm. on the diaphragm, it is readily apparent that substantially the same temperature can be maintained by means of this device.

Die in Abb. 4 dargestellte Ausführungsform arbeitet im wesentlichen gleich der in Abb. 3 veranschaulichten. Die entsprechenden Teile sind in Abb.4 mit denselben Bezugszeichen unter Hinzufügung eines »a« bezeichnet. Der Unterschied besteht im 'wesentlichen nur in der Bauart des Thermostaten, welcher bei der in Abb. 4 dargestellten Ausführungsform ein harmonikabalgartiger Hohlkörper 39a ist. Die Anordnung dieses Diaphragmas ist durch einen inneren Flansch 41a begrenzt. Ein derartiger Thermostat wird in der Regel durch die Expansion einer nicht gefrierenden Flüssigkeit, wie z. B. Alkohol, betätigt.The embodiment shown in Fig. 4 essentially works same as that illustrated in Fig. 3. The corresponding parts are shown in Fig.4 with denotes the same reference number with the addition of an "a". The difference consists essentially only in the design of the thermostat, which is used in the in Fig. 4 shown embodiment is a harmonic bellows-like hollow body 39a. The arrangement of this diaphragm is limited by an inner flange 41a. A Such a thermostat is usually caused by the expansion of a non-freezing Liquid, such as B. alcohol operated.

Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß der Zutritt der nötigen Menge des Kühlmittels vollständig von dem Thermostaten geregelt wird, welcher in dem Wege der austretenden Dämpfe oder Gase angeordnet ist und durch die Temperatur der letzteren derart beeinflußt wird, daß er das Auslaßventil und dadurch den Druck in dem Kühlelement regelt, wodurch schließlich das Einlaßventil betätigt wird, ohne jedoch ein Austreten übersättigter Dämpfe aus den Kühlschlangen zur Pumpe zu gestatten.From the above description it can be seen that the access is necessary Amount of coolant is fully controlled by the thermostat, which is in by the way of the escaping vapors or gases and by the temperature the latter is influenced in such a way that it controls the outlet valve and thereby the pressure regulates in the cooling element, whereby finally the inlet valve is operated without however, to allow supersaturated vapors to escape from the cooling coils to the pump.

Claims

PATENT CLAIM: Control device for refrigeration machines in which a Liquid with a low boiling point is made to evaporate, characterized in that that the Regelorgark (io) at the beginning of the evaporator under the influence of a pressure regulator and a shut-off element (29) at the end of the evaporator under the influence of an inside of the flow path of the refrigerant arranged thermostatic controller.