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Kälteapparat Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlaßvorrichtung
für Kälteapparate, bei denen eine durch den Druck eines Kühlmittels, z. B. Kühlwassers,
gesteuerte Membran o. dgl. die Energiezufuhr zum Apparat steuert. Sie ist im wesentlichen
dadurch gekennzeichnet, daß die die Energiezufuhr zum Apparat steuernde Membran
mittelbar oder unmittelbar ein in der Kühlwasserleitung in an sich bekannter Weise
angeordnetes Reduzierventil gleichzeitig steuert, wodurch ein besonders billiges
Reduzierventil geschaffen wird, da man sowohl für dieses Ventil wie für die Steuerung
der Energiezufuhr mit einer einzigen Membran auskommt. Der Kühlwasserdruck kann
bei dieser Anlage selbst durch eine von der Leistung des Apparates abhängige Thermostateinrichtung
bekannter Bauart geregelt werden.
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In den Abbildungen sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung
veranschaulicht, bei deren Erläuterung sich weitere kennzeichnende Merkmale der
Erfindung ergeben werden.
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Es zeigen Abb. i eine Anlaßvorrichtung für einen elektrisch betriebenen
Kälteapparat, bei dem der Betriebsstrom gleichzeitig mit dem Kühlwasser angestellt
wird und die Anlaßvorrichtung erfindungsgemäß mit einem Reduzierventil zusammenarbeitet,
Abb. 2 einen Teil der Abb. 1 von der Seite gesehen, teilweise im Schnitt, Abb.3
eine Ausführungsform, bei der der Kühlwasserdruck durch eine Thermostatvorrichtung
gesteuert wird.
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Die Vorrichtung gemäß Abb. i besteht im wesentlichen aus dem Ventilteil
_A, dem Membrangebäuse B und der Schaltvorrichtung C.
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Es bezeichnet 6o das zweckmäßig aus Messing hergestellte Ventilgehäuse
der Kühlwasserleitung, in das bei 2 das Kühlwasser eintritt. Der die Kühlwasserzufuhr
absperrende Ventilkörper 3 kann mit Hilfe einer gut gedichteten Spindel 4 auf den
Ventilsitz gedrückt werden. Der Ventilkörper 3 ist mit einem Zapfen 5 in einer Bohrung
der Spindel 4 drehbar gelagert, so daß beim Drehen der Spindel kein Schleifen des
Dichtungsmaterials auf dem Ventilsitz stattfinden kann. Das in Form eines Rohrstutzens
ausgebildete Ventilgehäuse ist ferner mit einer senkrecht zur Kühlwassereintrittsrichtung
verlaufenden Bohrung 61 versehen. An das Ventilgehäuse 6o ist ein Stutzen 62 angeschlossen,
der beispielsweise durch einen Anschlag 63 und eine Mutter 64 mit ihm verbunden
ist. Der Stutzen 62 ist unten derart ausgebildet, daß die zum Apparat führende Kühlwasserleitung
unter Umständen unter Zwischenfügung einer Drosselvorrichtung für den Kühlwasserdruck
leicht an ihn angeschraubt werden kann. An seinem oberen Ende ist der Stutzen 62
zu einem Ring 15 erweitert, auf dem eine Membran 18 ruht. Im Innern des Stutzens
62 befindet sich der Körper des Reduzierventils, der im wesentlichen aus
einer
oberen Platte 65 und einem unteren Ringe 66 besteht, die beide miteinander durch
zwei das Ventilgehäuse 6o umgreifende Bügel 67 verbunden sind (Abb. 2). Der untere
Ring enthält einen Pfropfen 68 aus einem geeigneten Dichtungsmaterial, das durch
eine Schraube 69 in ihm gesichert ist.
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An den oberen Teil des Stutzens 62 schließt sich das Membrangehäuse
an, das in seiner Gesamtheit mit B bezeichnet ist. Es besteht im wesentlichen aus
drei durch Bolzen 1q. miteinander verschraubten ringförmigen Scheiben 15, =6 und
17. Von den Außenrändern je zweier dieser Platten wird je eine elastische Membran
18 bzw. ig gehalten, die durch die Bolzen 1q. wasserdicht festgeklemmt werden. Zweckmäßig
bestehen diese Membranen aus bestem Tuchgummi, können jedoch auch aus anderem Material
hergestellt sein. Wie aus der Abbildung ersichtlich, sind die Platten 15, 16 und
17 etwas konisch ausgeführt, so daß zwischen ihnen im Innern Hohlräume, von denen
der obere beispielsweise mit 21 bezeichnet ist, entstehen, in denen sich die Membranen
bewegen können.
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Um eine gute Übertragung des bei geöffnetem Ventil auf der Membran
18. stehenden Kühlwasserdrucks auf die Membran ig und weiter zu erreichen, ist die
ringförmige Platte 16 an ihrem inneren Rand mit einem Lager für einen zylindrischen
Druckkörper oder eine Druckplatte 71
versehen, die, zwischen den beiden Membranen
18 und ig liegend, in diesem Lager aufwärts und abwärts gleiten kann. Der auf der
Membran 18 stehende Wasserdruck wird daher mit der vollen Fläche des Druckkörpers
71 auf die obere Membran ig übertragen, die ihrerseits diesen Druck weiter auf die
eigentliche Schaltvorrichtung überträgt, die in ihrer Gesamtheit mit C bezeichnet
und mit der obersten Platte 17 des Membrangehäuses B wasserdicht, z. B. durch Verschraubung,
verbunden ist, Die Schaltvorrichtung enthält eine Hülse 24, die fest mit der Platte
17 verbunden ist. Die Hülse hat an ihrem oberen und unteren Ende Lager zur Führung
einer in ihrem Innern gleitenden Stange 25. Das untere Lager wird von dem Hülsenboden
gebildet, der unten mit einer Öffnung versehen ist, durch die die Stange 25 mit
ihrem unteren verjüngten Ende in den von den Platten 17 und 16 gebildeten
Hohlraum 21 hineinragt. Das obere Lager wird von einem das obere Ende der Hülse
abschließenden Schraubbolzen 26 gebildet, der gleichfalls eine Bohrung aufweist,
durch die das obere verjüngte Ende der Stange 25 nach oben austritt. Die Stange
25 trägt im Innern der Hülse 24 an ihrem unteren Teil einen ringförmigen Ansatz
27, der gleichzeitig als Hubbegrenzungsanschlag für die Bewegung der Stange nach
unten in der Hülse und als Gegenlager für eine Feder 28 dient. Die Feder 28 legt
sich mit ihrem oberen Ende gegen den Bolzen 26 und sucht die Stange 25 abwärts,
d. h. in das Membrangehäuse B hineinzudrücken, so daß diese mit ihrem unteren Ende
in Berührung mit der oberen Membran ig gelangt. Um die Membran z9 vor Beschädigung
zu schützen und den auf sie übertragenen Wasserdruck besser auf die Stange 25 weiter
zu übertragen, ist sie in der Mitte mit einem Schutzpfropfen :z9 versehen, der aus
Metall, beispielsweise aus Messing, besteht und verhindert, daß sich der Tuchgummi
beim Arbeiten an der Stange 25 scheuert. Die vom Druckkörper 71 aufgenommene Bewegung
wird also über den Schutzpfropfen 29, d. h. über metallischen Kontakt, auf die Stange
25 übertragen.
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Am oberen Ende der Hülse 24 ist der eigentliche Schalter 3o befestigt,
der in der Form eines bekannten Quecksilberkippschalters ausgeführt ist. Der den
Schalter tragende Bägel3z liegt mit Klauen 32 gegen den oberen Rand der Hülse 24
und wird durch den Bolzen 26 fest auf die Hülse geklemmt. Der Schalter 3o ist um
den Zapfen 33 des Bügels 31 drehbar und liegt mit einer einstellbaren Schraube 34
gegen das obere Ende der Stange 25, so daß er bei deren Hinundherbewegung um den
Zapfen 33 schwingt und damit in bekannter Weise Kontakt gibt oder unterbricht.
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Zu seinem Schutz ist der Quecksilberschalter von einem Gehäuse 35
umgeben, dessen untere Platte 36 zweckmäßig aus Bakelit oder ähnlichem Isolationsmaterial
hergestellt ist und sich auf einem Absatz der Hülse 2q. stützt, »wo sie durch eine
Mutter 37 oder in anderer bekannter Weise festgehalten wird. Der obere Teil des
Gehäuses 35 besteht zweckmäßig aus Glas oder anderem durchsichtigen Isolationsmaterial,
um eine leichte Überwachung der Schaltvorrichtung zu ermöglichen. Dieser obere .Teil
kann einfach auf die untere Tragplatte 36 aufgesetzt sein. In der Deckelplatte des
Schutzgehäuses ist eine Ausnehmung vorgesehen, die den Stufenschalter der Vorrichtung,
falls solcher erforderlich ist, aufnehmen kann.
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Die obere Platte 65 des im Innern des Stutzens 62 vorgesehenen Körpers
des Reduzierventils ist durch eine durch die Membran 18 gezogene Schraube 7o fest
mit dem als Platte ausgebildeten Druckkörper 71 des Membrangehäuses B verbunden.
Der Kopf der Schraube 7o liegt gegen den Schutzpfropfen 2g der Membran ig an, so
daß der von unten auf die Platte 65 und den Druckkörper 71 wirkende V6Tasserdruck
wieder über den Schutzpfropfen 29 auf die Stange 25 übertragen wird. Der aus der
Platte 65, dem Ring 66 und den Bügeln 67 bestehende Körper wird also durch den Druckkörper
71 getragen, der seinerseits wieder von der Membran 18 getragen wird. Das Dichtungsmaterial
68 im Ring 66 ist so angebracht, daß es der vorerwähnten Bohrung 61 im Ventilgehäuse
6o derart
gegenübersteht, daß es diese Bohrung verschließen kann,
wenn der Wasserdruck auf den Druckkörper 71 einen bestimmten Wert annimmt, wodurch
die nachfolgend näher beschriebene Wirkung des Reduzierventils eintritt.
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Ist das Venti13 geschlossen, so drückt die Feder 28 der Schaltvorrichtung
C über den Schutzpfropfen 29 und Schraube 7o die Dichtung 68 von der Mündung der
Bohrung 61 fort, so daß diese offen ist. Wird nun das Ventil 3 geöffnet, so tritt
das unter dem Druck der Hauptleitung stehende Wasser am Ventilsitz vorbei und durch
die Bohrung 61 hindurch in das Innere des Stutzens 62 und von dort weiter in die
anschließende Rohrleitung zu den wärmeabgebenden Apparatteilen. Gleichzeitig drückt
das Wasser die Membran 18 aufwärts und bewegt den Druckkörper 71 und die fest mit
ihm verbundene Platte 65 sowie den Ring 66 nach oben. Die Feder 28 und der durch
die Bohrung 61 auf die Dichtung 68 wirkende Wasserdruck suchen also den Dichtungspfropfen
68 von der Bohrung 6s fortzudrücken, so daß Wasser hindurchtreten kann, während
der auf den Druckkörper 71 und die Platte 65 wirkende Druck des durch die Bohrung
61 hindurchgetretenen Wassers die Mündung der Bohrung 61 zu schließen strebt. Hierdurch
hat man es also in der Hand, durch geeignete Bemessung der Feder 28, des Druckkörpers
71 und der Bohrung 61 eine selbsttätige Drosselung der zu den wärmeabgebenden Teilen
des Apparates tretenden Wassermenge zu erreichen.
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Durch diese Ausführungsform ist ein besonders billiges Reduzierventil
geschaffen, da man die für die Schaltvorrichtung erforderliche Membran und Feder
gleich für das Reduzierventil mitgebraucht.
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In der Abb. 3 ist eine Vorrichtung mit Reduzierventil dargestellt,
die an Stelle der Bedienung von Hand mittels einer Spindel von einer Thermostatanlage
gesteuert wird. Beispielsweise kann eine solche Thermostatanlage verwendet werden,
bei der der Übergang einer Reaktionsflüssigkeit, z. B. Wasser, vom flüssigen zum
festen Aggregatzustand und der dabei auftretende Druck das Ventil der Kühlwasserleitung
steuert. Abb. 3 zeigt eine derartige Ausführungsform in Verbindung mit einem gasbeheizten
Apparat. Die Ventilvorrichtung und die Membrananordnung entsprechen denen in den
vorhergehenden Abbildungen. Die Schaltvorrichtung C ist jedoch in diesem Fall durch
eine Gasventilvorrichtung ersetzt. Das Ventilgehäuse 4o des Gashahnes ist mit der
oberen Platte 17 des Membrangehäuses verschraubt oder in anderer geeigneter Weise
gasdicht mit ihr verbunden. Das Gas tritt von der Hauptleitung in die Bohrung 43
des Ventilgehäuses und über eine in bekannter Weise ausgeführte Ventilkammer, die
durch die Ventilstange 46 gesteuert wird, durch den Stutzen 48 zur Heizflamme des
Apparates. Die von der Membran z9 gesteuerte Ventilstange 46 steuert in diesem Falle
an Stelle des OOuecksilberschalters ein Gasventil beliebiger Art, dessen Feder in
der Hülse 52 in bekannter Weise untergebracht ist. Um beim Abstellen des Apparates
durch die Thermostatwirkung ein völliges Erlöschen der Heizgasflamme zu vermeiden,
wird die von dem Ventil der Stange 46 gesteuerte Gasleitung zweckmäßig mit einem
kleinen Nebenschluß versehen, dessen Querschnitt durch eine Schraube 55 regulierbar
ist.
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In der das Ventilgehäuse 6o in dem Stutzen 62 haltenden Mutter 64
ist eine Hülse 8o, die eine Druckkammer 81 enthält, mittels einer Schraubmutter
oder in anderer geeigneter Weise befestigt. In diese Druckkammer mündet die Druckleitung
82, die vom nicht dargestellten Fühlkörper des Thermostaten kommt, der beispielweise
am Verdampfer des Apparates angebracht sein kann. Die eine Wand der Kammer 81 ist
nachgiebig, im Ausführungsbeispiel in Form eines Balges 83, ausgebildet. Die Leitung
82 und Kammer 81 sind mit der den Druck vom Fühlkörper des Thermostaten übertragenden
Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, gefüllt. In den Balg 83 ist ein hohler Kolben
84 lose eingesetzt, der von einer Feder 85 umgeben ist, die sich mit ihrem anderen
Ende gegen das Ventilgehäuse 6o stützt. Im Innern des Hohlkolbens 84 liegt eine
Feder 86, die einen Dichtungspfropfen 87, der beispielsweise aus Gummi besteht,
gegen den Rand 88 der Mündungsstelle eines Rohres 89 drückt. Die Lagerung des Dichtungspfropfens
87 im Hohlkolben 84 kann in beliebiger bekannter Art erfolgen. Das Rohr 89 führt
Kühlwasser und ist in die Bohrung des Ventilgehäuses 6o derart, z. B. durch Verschraubung,
eingesetzt, daß zwischen der äußeren Rohrwand und der Bohrung des Ventilgehäuses
ein Ringraum go entsteht, von dem die zum Reduzierventil führende Bohrung 61 ausgeht,
die der der Abb. z und 2 entspricht. Diese Vorrichtung wirkt wie folgt Sobald der
außerhalb des Kühlschrankes liegende Haupthahn der Kühlwasserleitung geöffnet ist,
tritt das Kühlwasser mit dem Druck der Hauptleitung an der Stelle 2 in das Ventilgehäuse,
durch das Rohr 8g und um dessen offene Mündung 88 herum in den Ringraum go. Von
hier tritt es weiter durch die Bohrung 61 an dem vom Bügel 67 getragenen Pfropfen
68 vorbei in das Innere des Stutzens 62, in dem der Kühlwasserdruck, wie für die
vorhergehenden Abbildungen beschrieben, auf die Membran 18 wirkt, so daß einerseits
das Ventil der Gasheizung geöffnet, anderseits der Kühlwasserdruck gedrosselt wird,
bevor das Kühlwasser zu den wärmeabgebenden Apparatteilen tritt.
Der
Apparat kommt also in Betrieb. Ist nun die Temperatur im Verdampfer oder an, der
Stelle, von der der Fühlkörper der Thermostateinrichtung beeinflußt wird, unter
einen gewissen Wert gesunken, 'so daß der Thermostat den Abstellimpuls für die Antriebsvorrichtung
des Apparates gibt, so preßt der steigende Druck in der Druckkammer 8T den Kolben
84 und den Dichtungspfropfen 87 entgegen dem Kühlwasserdruck und dem Druck der Feder
85 gegen die Mündung des Rohres 89, die dadurch abgesperrt wird, so daß der
Druck im Stutzen 62 fällt. Die Membran 18 fällt daher nach unten, und die Beheizung
wird, wie oben erwähnt, abgestellt. Um bei übermäßigem Druck in der Druckleitung
82 und der Druckkammer 81 eine Beschädigung der Vorrichtung zu verhindern, ist der
Abschlußpfropfen 87 gegen die Feder 86 im Hohlkolben 84 gelagert, so daß der Kolben,
dem Druck in der Kühlkammer folgend, sich noch weiterbewegen kann, wenn die Mündung88
bereits abgeschlossen ist.
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Sobald dann die Reaktionstemperatur des Thermostaten wieder steigt,
so daß er den Impuls auf Wiederanstellen der Vorrichtung gibt, vermindert sich der
Druck in der Kammer 81. Die Feder 85 und der Kühlwasserdruck drücken daher den Kolben
84 von der Mündung 88 ab, so daß das Kühlwasser wieder in den Mantelraum go und
den Stutzen 62 eintreten kann, wodurch sich, wie beschrieben, die Beheizung selbsttätig
wieder anstellt.
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Um den Thermostaten abstellen zu können, was z. B. erwünscht sein
kann, wenn man vorübergehend zu Schnellkühlzwecken besonders tiefe Temperaturen
haben will, ist die Thermostatvorrichtung von einer Nebenschlußieitung gz umgangen.
Diese Leitung ist durch ein mittels einer Spindel 92 von Hand bedienbares Ventil
93 abschließbar. Wird dieses Ventil geöffnet, so tritt der Kühlwasserdruck
unter Umgehung der Thermostateinrichtung und des Rohres 89 vöm Eintrittsstutzen
2 unmittelbar in den Mantelraum go und von hier weiter durch Bohrung 61 in den Stutzen
62.