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Regelventil, insbesondere für Kältemaschinen. Die Kältemaschinen,
mit verflüssigten Gasen arbeiten gewöhnlich mit Überhitzung, d. h. es wird nur trockenes
Gas zum Kompressor zugelassen. Zu diesem Zweck wird ein Aufspeicherungsbehälter,
welcher dem Verdampfer nachfolgt, zwischen diesem letzteren und dem Kompressor angeordnet,
um die flüssigen Teilchen auszuscheiden, welche sich noch im Gas befinden können.
Eine Pumpe drückt das noch flüssige Gas aus dem Aufspeicherungsbehälter in die Rohrschlangen
des Verdampfers. Anderseits ist es sehr wesentlich, daß nur das verflüssigte Gas
von dem Kondensator zum Verdampfer mit Ausschluß von. noch gasförmigen Teilen hindurchgeht.
Somit kann die Regelung des Entspannungsventils nur von einem sehr geübten Maschinenwärter
bez)bachtet werden und verlangt eine dauernde Aufsicht.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine selbsttätige Vorrichtung,
welche gleichzeitig eine genaue Abmessung des in die Rohrschlangen des Verdampfers
tretenden verflüssigten Gases bewirkt und in bestimmten Fällen eine verstärkte Zirkulation
des aus dem Aufspeicherungsgefäß kommenden, noch flüssigen Gases in den Rohrschlangen
zu bilden gestattet. Diese Anordnung wird durch die Zusammenwirkung einer selbsttätig
wirkenden Düsennadel gebildet, welche durch einen mit Kälteflüssigkeit gefüllten
Behälter und eine Feder zur Wirkung kommt, und zwar mit einem zweiten. Entspannungsventil,
wobei eine Zwischenkammer zwischen den beiden Ventilen angeordnet ist, damit der
Druckabfall in zwei Stufen verwirklicht und selbsttätig auf einen bestimmten Betrag
eingestellt wird.
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Die Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsbeispiele.
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Abb. i zeigt .das erste, in. welchem das Entspannungsventil. zu gleicher
Zeit die Zirkulation des durch eine besondere Leitung aus dem Aufspeicherungsgefäß
kommenden, noch flüssigen Gases bewirkt.
Abb.2 zeigt die zweite
Ausführungsform, welche insbesondere für einen Verdampfer bestimmt ist, der von
unten nach oben durchströmt wird.
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Ein Behälter i besitzt ,einen Stutzen 2 für die Zuleitung des aus
dem Kondensator kommenden verflüssigten Gases und enthält einen Behälter 3, welcher
an seinem oberen Teil offen ist und in der Mitte eine Stange ¢ besitzt, welche ihn
durch Lager 5 und 6 führt. An dem unteren Teil der Stange 4 befindet sich ein bewegliches
Nadelventil?, welches sich auf den Sitz 8 durch die Wirkung einer schwachen Feder
g anpreßt. In seinem aberen Teil trägt der Behälter ,3 eine durchlöcherte Wandung,
welche zum Befestigen des Behälters an der Stange 4 bestimmt ist. Eine Feder i o
ist in den Raum i i angeordnet, und ihre Kraft ist genügend, um den Schwimmer 3
freischwebend im Gleichgewicht zu halten und ihn in die dargestellte Lage nur fallen
zu lassen, wenn er mit dem verflüssigten Gas fast angefüllt ist. Ein Filter 12 hindert
die Unreinigkeiten usw. daran, in die kleinen Kanäle 13 zu gelangen, die das verflüssigte
Gas zum Kanal 14 führen. Letzterer mündet in die Kammer 15, welche- durch den Kanal
16 fortgesetzt ist. Letzterer nimmt die Form des kegelförmigen Kanals 17 an, welcher
in die Kammer 18 führt. Ein Stutzen i g ermöglicht den Anschluß der Kammer 18 an
die Rohrschlange des Verdampfers. Eine ringförmige Kammer 2o ist um den Kanal 16
herum angeordnet und steht mit dem Stutzern. 21 in Verbindung, welcher das noch
flüssige Gas aus dem hinter dem Verdampfer befindlichen Aufspexcherungsbehälter
zuführt. Eine Düsennade122 ermöglicht, die Düsenöffnung 17 mehr oder weniger zu
drosseln. 25 ist ein Venturirohr oder ähnliches.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist die folgende:
Das verflüssigte Gas., welches vom Kondensator durch den Stutzen 2 kommt, fließt
durch die Öffnungen 23 in den Behälter 3 und füllt denselben an. Sobald dieser
Behälter überfließt, füllt das verflüssigte Gas den Raum 24, welcher um den Behälter
3 herum vorhanden ist, aus und steigt, bis der Behälter 3 durch den Auftrieb so,
weit entlastet wird, däß er durch die Feder io gehoben werden kann. Dabei nimmt
er die Düseamadel7 mit, wodurch eine bestimmte Menge des verflüssigten Gases durch
den Kanal 14 -in die Kammer 15 gelangt. Nach diesem Abfließen steigt das relative
Gewicht des Behälters 3 in dem Maße, wie der Flüssigkeitsspiegel in dem Raum 24
erniedrigt wird. Der Behälter 3 senkt sich schließlich wieder und drückt die Feder
i o zusammen, wodurch die Nadel ? auf den Sitz aufgestützt wird, Die schwache Feder
9 wird dabei durch den Kopf der Nadel zusammengedrückt, wodurch der Stoß
beim Aufstützen gedämpft wird.
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Beim andauernden Zufluß des verflüssigten Gases durch den, Stutzen
2 folgen sich die Arbeitsstufen der öffnung und der Schließung des Kanals 14, wobei
jedoch nur das verflüssigte Gas durch die Düse 7 mit Ausnahme jedes gasfärmigen
Teiles hindurchfließen kann.
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Nach denn Zufließen 1n die Kammer 15 geht das verflüssigte, Gas durch
den. Kanal 16 und 17 zu der Kammer 18. Ein Stutzen 21 führt in die ringförmige,
Kammer 2o das noch flüssige Gas, welches vom Aufspeicherungsbehälter hinter dem
Verdampfer fließt. Die große Geschwindigkeit des Ausfließens von verflüssigtem Gas
in der Düse 17 reißt in das Rohr 25 das aus dem Stutzen 21 kommende noch flüssige
Gas, und die gesamte Flüssigkeit wird durch den Stutzen i g zu den R,)hrschlangen
des Verdampfers geführt. Ein wesentlicher Umstand für eine die Wärmeübertragung
begünst#gende intensive Zirkulation ist, daß in der Kammer 15 ein erhöhter Dru!c;k
infolg e der Wirkung der--Nadel 22 erhalten wird. Diese letztere verschließt teilweise
die Düse 17 und steigert so den Druck in der Kammer 15 bis auf den erforderlichen
Grad.
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Es soll z. B. eine Animonialr-Ultemaschine angenommen werden; .deren
Spannung im Kondensator g Atm. und im Verdampfer ri/2 Atm. -betragen -soll, was
dem normalen - Betrieb entspricht. Wenn die Entspannung lediglich an der Düsenöffnung
8, 14 bewirkt wäre, so hätte der Behälter 3 eine Druickdifferenz-von 71/2Atm. für
i qcm zu überwinden. Da nun dieser Behälter in eine Flüssigkeit eintaucht, deren
Dichte nur o,630 ist, so müßte dieser Behälter sehr voluminös sein. Die beschriebene
Vorrichtung gestattet, in der Kammner 15 einen Druck von 7i/2 Atm. aufrechtzuerhalten,wodurch
für die erste Entspannungsstufe eine Druckdifferenz von nur 11/2 Atm. entsteht.
Es ist dies somit ein Druck, der um fünfmal geringer ist als für den Fall der direkten
Entspannung, und die Folge ist, dar das Vollumen des- Behälters um vier Fünftel
in bezug auf das- vermindert wird, welches er haben müßte, wenn die Entspannung
in einer einzigen Arbeitsstufe bewirkt wäre. Ein Manometer an der Kammer 15 gestattet
in Verbindung mit der Düsennadel: 22, den Druck auf der richtigen Höhe zu halten.
Es ist zu bemerken, daß infolge des Durchganges unter schwacher Druckdifferenz 'durch
die Düsenöffnungen 8, 14 das Ausfließen des verflüssigten Gases im wesentlichen
ununterbrochen ist. Diese Tatsache wurde durch Experiment bestätigt und bewirkt,
da.ß jeder Stoß, -wenn die Düsennadel- sich auf ihren Sitz bewegt, verhindert
wird.
Es ist ferner zu bemerken, daß der Durchgang durch das Rohr 25 den Strahl regelt,
welcher aus der .Düse 17 kommt, wodurch durch Gegenwirkung die RegeImäßigkeit des
Ausfließens durch die Öffnung 8, 14 noch gesteigert wird. Es ist ersichtlich, daß
durch die Vorrichtung gleichzeitig die beiden bis jetzt unabhängigen Arbeiten bewirkt
werden können, nämlich die Regelung des eingeführten verflüssigten Gases und die
Erzielung einer erhöhten Zirkulation, wodurch die Leistung der Kältemaschinen wesentlich
erhöht wird.
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Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß der Verdampfer
vorn unten nach oben durchflossen wird, die Vorrichtung jedoch keinen zusätzlichen
Zufluß des noch hinter dem Verdampfer flüssigen Gases @erhält. Das verflüssigte
Gas kommt aus dem Kondensator durch den Stutzen 2 in den Behälter i mit dem Behälter
3, und das Spiel dieses Behälters unter der kombinierten 'Wirkung seines Ge#Vichtes
und der Feder io gestattet das Öffnen und Schließen der ersten Düsennadel 7 in bezug
auf den Sitz 8, so daß die Flüssigkeit durch den Raum i i, das Filter 12 und die
Kanäle 13 und 1 4. in die Kammer 15 fließt.
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Diese Kammer 15 enthält in ihrem unteren Teil einen Kanal 15', welcher
durch die Nadel 16" verschlossen ist. Eine Feder 17" preßt die Nadel 16" auf den
Sitz des Kanals 15'. Diese Feder kann mehr .oder weniger durch die Muffe 21 gespannt
werden, indem man das Geicinde 22 in einem entsprechenden Gewindeteil ein- und ausschraubt.
Zwischen dem Raum i i und der Kammer 15 ist ferner ein Durchgang für das verflüssigte
Gas i4' vorgesehen, welcher stets geöffnet ist. Der Querschnitt dieses Durchganges
ist derart, daß ein sehr geringer Dürchfluß, welcher unterhalb des normalen Bedarfs
ist, stets gesichert bleibt. Die Einregelung beeinflußt somit nur die erforderliche
zusätzliche Menge und kann somit wesentlich empfindlicher gemacht werden. Dieser
Durchgang 14! läßt für das verflüssigte Gas einen Durchgang von bestimmter Größe.
Man kann jedoch denselben bei großen Maschinen mit einer Düsennadel versehen, um
ihn auf die erforderliche Größe einstellen. zu können.
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Die '\virlzungstveise dieser Vorrichtung ist ähnlich derjenigen nach
Abb. i, wobei der Bebäiter 3 in gleicher Weise arbeitet und die erste Entspannung
bewirkt. Nach dem Anlan-en in die Kammer 15 hat das verflüssigte Gas keinen anderen
Ausgang als den Kanal 15'. Da jedoch dieser durch die Düsennadel 16" verstopft ist,
so bildet sich in dieser Kammer dauernd ein mehr oder weniger bedeutender Druck,
welcher bestrebt ist, die Düsen :nadel16" von dem Sitz zu entfernen. Die Feder 17
", welche durch die Teile 21, 22 entsprechend gespannt ist, bietet Widerstand gegen
das Abheben der Düsennadel! 16" und preßt dieselbe an den Sitz mit solcher Kraft,
daß in der Kammer 15 der erforderliche überdruck aufrechterhalten wird. Sobald diese
Druckgrenze überschritte;, ist, wird die Nadel i 6" nach unten gedrückt, und das
verflüssigte Gas geht durch die Kammer 20 in die Kammer 18 und von da zu den Rohrschlangen
des Verdampfers mittels des Stutzens ig über.