DE3800055A1 - Device for metering refrigerant in cooling systems - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Dosieren von Kälte mittel in Kühlsystemen.The invention relates to a device for dosing cold medium in cooling systems.
Nach dem Stand der Technik wird die Dosierung von Kältemittel in Kühl systemen mithilfe von Maschinen oder Dosiereinrichtungen durchgeführt, bei denen das zu messende Gas im flüssigen Zustand in einen Zylinder ein geführt wird. In diesen Zylinder wird ein Kolben eingepreßt, der bei einem bestimmten Vorschub ein entsprechendes Volumen an Flüssiggas ausstößt, das in das Kühlsystem eindosiert wird, das mit dem Ladezylin der vorher verbunden worden ist.According to the state of the art, the refrigerant is dosed in cooling systems carried out using machines or dosing devices, in which the gas to be measured is in the liquid state in a cylinder to be led. A piston is pressed into this cylinder a certain volume of liquid gas ejects, which is metered into the cooling system, that with the charging cylinder that was previously connected.
Da die Gasmenge nach Gewicht zu dosieren ist, ist das entsprechende Gasvolumen, das aus dem Dosierzylinder auszustoßen ist, eine Funktion der Gasdichte, bei der Ladungstemperatur einer Kühleinheit.Since the amount of gas is to be dosed by weight, this is the corresponding Volume of gas to be expelled from the dosing cylinder is a function the gas density at the charge temperature of a cooling unit.
Bei Einrichtungen, bei denen die zu dosierende Gasmenge nicht konstant ist, ist es daher erforderlich, Mittel vorzusehen, die schnell und automa tisch den Ausstoßkolbenvorschub innerhalb des Dosierzylinders auswählen und eichen, um das Dosiervolumen zu erhalten, das der gewünschten Gas masse unter unterschiedlichen Temperaturbedingungen entspricht. In facilities where the amount of gas to be metered is not constant is, it is therefore necessary to provide means that are quick and automatic select the discharge piston feed within the dosing cylinder and calibrate to obtain the dosing volume that of the desired gas mass corresponds under different temperature conditions.
Bei solchen bekannten Einrichtungen müssen Kolbendichtungs- und Packungsringe zwischen der Kolbenkammer und dem Dosierkolben vorge sehen sein. Wenn diese nicht gegen fluorierte Kohlenwasserstoffe bestän dig sind, können sie das Blockieren des Systems oder ein Leck ver ursachen, mit der Folge, daß die Dosierung ungenau wird. Ungenauigkei ten können auch durch Ausdehnung oder Brechen der Dichtringe infolge der Wirkung des Flüssiggases innerhalb des Dosierzylinders entstehen.In such known devices, piston seal and Packing rings pre-between the piston chamber and the metering piston to be seen. If they are not resistant to fluorinated hydrocarbons dig, they can block the system or cause a leak cause, with the result that the dosage becomes inaccurate. Inaccuracy can also result from expansion or breakage of the sealing rings the effect of the liquid gas within the dosing cylinder.
Jeder Versuch, die Kolbendichtungen zu schmieren, um das Blockieren oder das Brechen der Dichtungen zu verhindern, würde zu einer Verunreinigung des zu dosierenden Produktes führen, weil Kältegase im allgemeinen ausgezeichnete Lösungsmittel und in hohem Maße fettlösend sind. Diese unvermeidbare Verschmutzung wird besonders schädlich bei Kälteeinheiten mit hohen Reinheitsanforderungen für das Kältegas.Any attempt to lubricate the piston seals will cause the blockage or preventing the seals from breaking would become one Contamination of the product to be dosed because cold gases in the general excellent solvent and highly fat-dissolving are. This inevitable pollution becomes particularly harmful Refrigeration units with high purity requirements for the refrigeration gas.
Darüber hinaus haben diese bekannten aus Zylindern und Kolben und ent sprechenden Dichtungen bestehenden Einheiten eine große Anzahl von Tei len und insbesondere beweglichen Teilen und unterliegen daher bei ihrem Gebrauch einen hohen Verschleiß.In addition, these have known from cylinders and pistons and ent speaking seals existing units a large number of parts len and especially moving parts and are therefore subject to their Use high wear.
Die oben beschriebenen Einrichtungen ermöglichen auch nicht einen kon tinuierlichen Prozeß, wie beispielsweise an einem Fließband, bei dem Reihen von Einheiten mit spezifischen Gasmengen beladen werden, da die Kontinuität infolge von zahllosen Geräteeichungen in Abhängigkeit der Temperatur und der Volumenänderungen des zu dosierenden Gases gestört wird.The facilities described above also do not allow a con continuous process, such as on an assembly line in which Rows of units can be loaded with specific amounts of gas because the Continuity due to countless device calibrations depending on the Temperature and the volume changes of the gas to be metered disturbed becomes.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Dosiervorrichtung zum Beschicken eines Kühlsystemes mit Kältemittel zu schaffen, die einen kontinuierlichen Betrieb unabhängig von der Temperatur, dem Druck und/oder von Volumenänderungen des Gases ermöglicht, die in dem Gesamtsystem vorkommen mögen.The invention is therefore based on the object of a metering device to charge a cooling system with refrigerant that continuous operation regardless of the temperature Allows pressure and / or changes in volume of the gas in may appear in the overall system.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Dosieren von Kältemitteln in einem allgemeinen Kühlsystem zu schaffen, die automatisch die Masse des zu dosierenden Gases bei sich ändernder Betriebstemperatur ermittelt, ohne daß der Dosierprozeß unterbrochen werden muß.Another object of the invention is to provide a device for Metering refrigerants in a general cooling system to create which automatically changes the mass of the gas to be dosed as Operating temperature determined without the dosing process being interrupted must become.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Dosiervorrichtung für die Kältemittelmenge in allgemeinen Kühlsystemen zu schaffen, die keine dem Verschleiß unterliegenden beweglichen Teile aufweist, so daß eine Vorrichtung mit großer Standzeit und großer Zuverlässigkeit erhalten wird, bei der Lecks und folglich Ungenauigkeiten bei der Dosierung ver mieden werden.Another object of the invention is a metering device to create the amount of refrigerant in general cooling systems that has no moving parts subject to wear, so that receive a device with a long service life and great reliability is in the leaks and consequently inaccuracies in the dosage ver be avoided.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Dosiervorrich tung zum Dosieren der Kältegasmenge in allgemeinen Kühlsystemen, die die Gasdosierung sowohl im Flüssig- als auch im Gaszustand ermöglicht.Another object of the invention is to provide a metering device device for dosing the amount of refrigerant gas in general cooling systems gas metering enables both liquid and gas conditions.
Diese Aufgaben sind bei einer Vorrichtung zum Dosieren von Kältemitteln in einem Kühlsystem dadurch erreicht, daß die Dosiervorrichtung folgendes aufweist:These tasks are in a device for dosing Refrigerants achieved in a cooling system in that the Dosing device has the following:
- - Einen an einer Gewichtsmeßzelle einer elektronischen Waage aufge hängten Gastank;- One on a weight measuring cell of an electronic scale hung gas tank;
- - eine Gaseinlaßleitung und eine Gasauslaßleitung, mit Absperrventilen mit automatischer Steuerung, die an den Gastank mithilfe einer flexiblen Schlauchverbindung angeschlossen sind;- A gas inlet line and a gas outlet line, with shut-off valves with automatic control that connects to the gas tank using a flexible Hose connection are connected;
- - eine programmierbare Digitalanzeige, die mit einer programmierbaren Steuerung mit der Meßzelle verbunden ist, welche Elemente das Öffnen und Schließen der Einlaß- und Auslaßventile des Tankes steuern, so daß beim Öffnen des Einlaßventiles der Tank bis zu einem gewissen Druck wert angefüllt wird, und daß danach das Gasauslaßventil bei geschlossenem Einlaßventil geöffnet wird;- A programmable digital display, with a programmable Control is connected to the measuring cell, which elements are opening and closing the tank inlet and outlet valves so that when opening the inlet valve the tank up to a certain pressure value is filled, and that afterwards the gas outlet valve at closed inlet valve is opened;
- - eine Druckmeßeinrichtung in Verbindung mit dem Innenraum des Tankes, welche Druckmeßeinrichtung eine Gasheizeinrichtung für das in dem Tank enthaltene Gas einschalten und ausschalten kann, und zwar jedesmal dann, wenn der Druck einen bestimmten Maximalwert erreicht hat bzw. unter einen bestimmten Minimalwert während der Dosierungsphase oder während der Gasauslaßphase abgefallen ist; und- A pressure measuring device in connection with the interior of the Tankes, which pressure measuring device is a gas heating device for the the gas contained in the tank can turn on and off, namely every time the pressure reaches a certain maximum value has or below a certain minimum value during the Dosing phase or during the gas discharge phase has dropped; and
- - einen Temperaturfühler innerhalb des Tankes, der die Heizeinrichtung abschaltet, wenn die Gastemperatur einen bestimmten Maximalwert erreicht hat.- A temperature sensor inside the tank, which is the heating device switches off when the gas temperature reaches a certain maximum value has reached.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung ein Blockschaltbild der Erfindung.The invention will now be described with reference to the drawing explained in more detail. The drawing shows a schematic representation Block diagram of the invention.
Die in der Figur gezeigte Vorrichtung gemäß der Erfindung weist einen Gassammeltank 1 auf, der je nach Größe des Systems, bei dem er einge setzt wird, dimensioniert ist. Der Tank ist an einem Punkt über eine Gewichtsmeßzelle 2 aufgehängt, die an dem Vorrichtungsgehäuse E be festigt ist. Gewichtsmeßzellen dieser Art werden üblicherweise bei elek tronischen Waagen verwendet.The device shown in the figure according to the invention has a gas collection tank 1 , which is dimensioned depending on the size of the system in which it is used. The tank is suspended at one point via a weight measuring cell 2 , which is fastened to the device housing E. Weight measuring cells of this type are usually used in electronic scales.
Die Gewichtsmeßzelle 2 ist mit einer programmierbaren Digitalanzeige 3 mittels einer programmierbaren Steuerung 4 verbunden. Das Auslaßventil 31, das Einlaßventil 21 und der Druckfühler 7 sind ebenfalls mit der Steuerung 4 verbunden. Aus Gründen der Übersichtlichkeit der Darstel lung sind diese Verbindungen nicht eingezeichnet.The weight measuring cell 2 is connected to a programmable digital display 3 by means of a programmable controller 4 . The outlet valve 31 , the inlet valve 21 and the pressure sensor 7 are also connected to the controller 4 . For the sake of clarity of presentation, these connections are not shown.
Der Sammeltank 1 ist mit einer Heizquelle in Form eines elektrischen Wi derstandes 8, mit einem Temperaturfühler 10 und mit einem Druckfühler 7 ausgerüstet, der, im vorliegenden Beispiel, in der an den Tank 1 über ein Schlauchstück 9 angeschlossenen Auslaßleitung 30 liegt. Die Gas auslaßleitung 30 ist mit einem automatisch betätigten Auslaßventil 31 versehen, stromabwärts dessen die Leitung eine Auslaßdüse 32 aufweist, an die diejenigen Elemente angeschlossen sind, die das dosierte Gas aufnehmen.The collecting tank 1 is equipped with a heat source in the form of an electrical resistor 8 , with a temperature sensor 10 and with a pressure sensor 7 , which, in the present example, lies in the outlet line 30 connected to the tank 1 via a piece of hose 9 . The gas outlet line 30 is provided with an automatically operated outlet valve 31 , downstream of which the line has an outlet nozzle 32 to which those elements are connected which receive the metered gas.
Die Vorrichtung weist auch eine Einlaßleitung 20 mit einem automatisch betätigbaren Absperrventil 21 auf. Auch diese Einlaßleitung ist mit dem Tank 1 über ein Schlauchstück 9 verbunden.The device also has an inlet line 20 with an automatically operated shut-off valve 21 . This inlet line is also connected to the tank 1 via a piece of hose 9 .
In der ersten Betriebsphase bleibt das Auslaßventil 31 geschlossen, wäh rend das Einlaßventil 21 geöffnet ist, wodurch der Tank 1 gefüllt wird, bis der Druckausgleich mit dem Vorratssystem erzielt ist. In der zweiten Betriebsphase wird das Einlaßventil 21 geschlossen und die Anzeige 3 bei der in dem Tank 1 enthaltenen und durch die Gewichtsmeßzelle 2 regi strierten Gasmenge auf Null gestellt. In der dritten Betriebsphase wird das Auslaßventil 31 geöffnet und das Produkt fließt in das zu beaufschla gende System, wodurch eine Gasmassendifferenz in dem Tank 1 hervor gerufen wird, die durch die digitale Anzeige 3 registriert wird. Diese Mas sendifferenz wird gleichzeitig mit dem bei der Steuerung 4 eingegebenen Massenwert (in Masseneinheiten, wie beispielsweise Gramm) verglichen.In the first operating phase, the outlet valve 31 remains closed, while the inlet valve 21 is open, whereby the tank 1 is filled until the pressure equalization with the storage system is achieved. In the second operating phase, the inlet valve 21 is closed and the display 3 is set to zero in the gas quantity contained in the tank 1 and regi strated by the weight measuring cell 2 . In the third operating phase, the outlet valve 31 is opened and the product flows into the system to be acted upon, which causes a gas mass difference in the tank 1 , which is registered by the digital display 3 . This mass difference is simultaneously compared with the mass value entered in the controller 4 (in mass units, such as grams).
Wenn die von den Bedienungspersonen bei der Steuerung 4 eingegebenen Werte und die in der Digitalanzeige 3 registrierten Werte gleich sind, wird das Auslaßventil 31 automatisch geschlossen.When the values entered by the operators in the controller 4 and the values registered in the digital display 3 are the same, the exhaust valve 31 is automatically closed.
Wenn der Druck in dem Tank 1 unter einen bestimmten Wert während des Ausfließens des Produktes durch das Auslaßventil 31 abfällt, schaltet der Druckfühler 7 die Widerstandsheizung 8 ein, die später durch den gleichen Druckfühler 7 oder durch einen Temperaturfühler 10 abgeschal tet wird, je nach dem, ob der vorprogrammierte Druck - oder der Tempe raturwert zuerst erreicht wird. Wenn der Tank 1 nicht mehr in der Lage ist, die zu beschickenden Elemente mit Gas unter Druck zu versorgen, wird das Auslaßventil 31 geschlossen und das Einlaßventil 21 geöffnet, bis der Tank 1 wieder gefüllt ist.If the pressure in the tank 1 falls below a certain value during the outflow of the product through the outlet valve 31 , the pressure sensor 7 switches on the resistance heater 8 , which is switched off later by the same pressure sensor 7 or by a temperature sensor 10 , depending on the is or Tempe raturwert reached first - whether the pre-programmed pressure. When the tank 1 is no longer able to supply the elements to be charged with gas under pressure, the outlet valve 31 is closed and the inlet valve 21 is opened until the tank 1 is filled again.
Claims (3)
einen über eine Gewichtsmeßzelle (2) einer elektronischen Waage gelagerten Gastank (1);
eine Gaseinlaß- (20) und eine Gasauslaßleitung (30), die jeweils mit einem automatisch betätigbaren Absperrventil (21, 31) versehen und über eine flexible Schlauchleitung (9) mit dem Gastank (1) verbunden sind;
eine programmierbare Digitalanzeige (3), die mit der Gewichtsmeß zelle (2) mittels einer programmierbaren Steuerung (4) verbunden ist, wobei die programmierbaren Elemente (3, 4) das Öffnen und Schließen des Einlaßventils (21) und des Auslaßventils (31) steuern, derart, daß mit dem Öffnen des Einlaßventils (21) das Füllen des Gastankes (1) und mit dem Schließen des Einlaßventils (21) sowie dem nachfolgenden Öffnen des Aus laßventils (31) die Dosierung von vorgegebenen Gasmassen bewirkt wird;
ein mit dem Tank (1) in Verbindung stehender Druckfühler (7), über den eine Heizeinrichtung (8) für das in dem Tank enthaltene Gas aus- und einschaltbar ist, jedesmal wenn der Tankdruck ein Maximum erreicht, bzw. unter ein Minimum während der Gasentnahmephase abfällt;
und einen Temperaturfühler (10) innerhalb des Tankes, durch den die Heizeinrichtung (8) abschaltbar ist, wenn die Gastemperatur einen be stimmten Maximalwert erreicht.1. Device for metering refrigerant in cooling systems, characterized in that it has the following:
a gas tank ( 1 ) supported by a weight measuring cell ( 2 ) of an electronic balance;
a gas inlet ( 20 ) and a gas outlet line ( 30 ), each provided with an automatically actuated shut-off valve ( 21 , 31 ) and connected to the gas tank ( 1 ) via a flexible hose line ( 9 );
a programmable digital display ( 3 ) which is connected to the weight measuring cell ( 2 ) by means of a programmable controller ( 4 ), the programmable elements ( 3 , 4 ) controlling the opening and closing of the inlet valve ( 21 ) and the outlet valve ( 31 ) , in such a way that with the opening of the inlet valve ( 21 ) the filling of the gas tank ( 1 ) and with the closing of the inlet valve ( 21 ) and the subsequent opening of the outlet valve ( 31 ) the metering of predetermined gas masses is effected;
a with the tank ( 1 ) in connection pressure sensor ( 7 ), via which a heating device ( 8 ) for the gas contained in the tank can be switched on and off each time the tank pressure reaches a maximum or below a minimum during the Gas extraction phase drops;
and a temperature sensor ( 10 ) inside the tank, through which the heating device ( 8 ) can be switched off when the gas temperature reaches a certain maximum value.
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