DE608724C - Temperaturregler - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Temperaturregler mit einem ein Regelorgan betätigenden Thermostaten, der aus zwei Körpern von verschiedenem Ausdeh-S nungskoeffizienten besteht. Die Steuerung des Regelorgans wird in an sich bekannter Weise auf hydraulischem Wege unter Zwischenschaltung von Federbälgen bewirkt.

Es besteht bei einem derartigen Tempera-ίο turregler die Gefahr einer Überlastung der Übertragungsorgane bei einer übermäßigen Temperatursteigerung. Bei den bekannten Flüssigkeitsthermostaten müssen aus diesem Grunde besondere Sicherheitsvorrichtungen angeordnet werden, welche die Apparatur komplizieren und verteuern. Die Erfindung bezweckt, diesen Mangel zu beseitigen.

Das wesentliche Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Fühlerstange des Thermostaten derart mit einem das Druckmittel enthaltenden Federbalg zusammenarbeitet, daß der Federbalg bei einer durch Temperatursteigerung hervorgerufenen Dehnung des Thermostaten ausgezogen wird, während er bei einem Temperaturabfall zusammengedrückt wird. Hierbei sind Mittel vorgesehen, um einen Übergang der Wärme von dem Thermostaten auf den Federbalg zu verhindern.

Durch diese Ausbildung des Temperaturreglers wird erreicht, daß niemals eine schädliche Überlastung der Übertragungsorgane eintreten kann, so daß Beschädigungen oder Zerstörung des Apparates bzw. der Regelorgane mit Sicherheit ohne weitere Vorkehrungen verhindert werden. Denn wenn, beispielsweise die Temperatur des Kessels, in den der Thermostat eingebaut ist, unvermutet weit über die Regelgrenzen steigt, so wird lediglich das Druckmittel mehr und mehr entlastet, während bei einem der bekannten Flüssigkeitsthermostaten die Übertragungsflüssigkeit immer stärker unter Druck käme, so daß bei letzteren Sicherheitsvorrichtungen zur Aufnahme des Überdrucks bei Überhitzung des Thermostaten unbedingt notwendig sind. Nach unten ist dagegen eine Überschreitung der Regelgrenzen kaum oder nur in geringem Maße möglich, so daß die Komprimierung des Druckmittels keine schädliehe Höhe erreichen kann.

In der Zeichnung ist die Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen veranschaulicht, und zwar zeigt

Abb. ι die eine Ausführungsform des Reglers in einem senkrechten Schnitt in Verbindung mit einem durch den Wärmefühler gesteuerten Ventil.

Abb. 2 zeigt die zweite Ausführungsform des Reglers in einem senkrechten Schnitt in Verbindung mit einem durch den Wärmefühler gesteuerten Zugregler.

Bei dem in Abb. 1 dargestellten Regler besteht der Wärmefühler aus einem sehr guten Wärmeleiter, z. B. aus einem Kupferrohr ι, und einem schlechten, sich nur sehr

schwer ausdehenenden hitzebeständigen und haltbaren Wärmeleiter, z.B. aus einer Stange aus Porzellan, Graphit o. dgl. Der Wärmefühler i, 2, der in den das hinsichtlich seiner Temperatur zu regelnde Medium aufnehmenden Behälter, z. B. in den Wasserraum eines Heißwasserkessels, eingeführt wird, ist durch einen Flansch 3 oder eine Verschraubung nach außen abgedichtet, wobei die Stange 2 durch das sie umgebende Rohr 1, welches mit seinem oberen Ende in dem Flansch 3 dicht befestigt ist und an seinem unteren Ende durch einen die Stange 2 tragenden Boden 4 dicht abgeschlossen ist, so abgedichtet wird, daß keine Flüssigkeit aus dem den Wärmefühler i, 2 aufnehmenden Raum nach außen gelangen kann. Auf dem Flansch 3 ist eine aus einem geeigneten Isolierstoff bestehende rohrförmige Isolierung 5 angeordnet. Durch diese wird jegliche Übertragung von Wärme aus dem den Wärmefühler 1, 2 aufnehmenden Behälter, Raum o. dgl. auf die außerhalb dieses liegenden Teile, und zwar auf das auf der Isolierung 5 ruhende Gehäuse 6 mit dem in diesem angeordneten, mit Flüssigkeit gefüllten Federbalg 7, die Feder 8, den den Federbalg 7 nach oben abschließenden Boden 9 usw. verhindert. Dadurch wird vermieden, daß die in dem Federbalg 7 befindliche Flüssigkeit großen Temperaturschwankungen ausgesetzt ist, was für das exakte Arbeiten des Reglers von größter Wichtigkeit ist. Mit dem den Federbalg 7 nach oben abschließenden Boden 9 ist bei 10 das Kapillarrohr 11 verbunden, das mit seinem anderen Ende bei 12 an dem Arbeitskörper 13 angeschlossen ist. Dieser wirkt mit seinem Arbeitsstift 14 auf die den Kegel 15 des zu steuernden Durchflußventils 16 tragende Stange 17. Diese ist in bekannter Weise gegen das Ventil 16 durch das Federrohr 18 abgedichtet, das mit seinem oberen Ende in den Ventilkörper abdichtend befestigt und nach unten durch den Boden 19 dicht abgeschlossen ist, wobei der Arbeitsstift 14 und das Federrohr 18 nach außen durch eine zwischen das Ventilgehäuse 16 und den Arbeitskörper 13 eingebaute Hülse 20 geschützt sind. In das Ventilgehäuse 16 ist eine auf dem Ventilkegel 15 von oben wirkende Gegendruckfeder 21 eingebaut, die das Bestreben hat, den Kegel 1S dauernd auf seinen Sitz 22 zu drücken.

Die Arbeits- und Wirkungsweise des vorstehend beschriebenen Reglers und in der Abb. ι dargestellten Reglers ist folgende:

Tritt eine Temperatursteigerung des Mediums ein, in welches der Wärmefühler 1, 2, 3, 4 taucht, so dehnt sich das Rohr 1, und zwar nach unten hin, aus. Hierdurch wird die Stange 2, die mit ihrem oberen Ende mittels des Tellers 23 in nachgiebiger Verbindung mit dem Boden 24 des Federbalges 7 steht, nach unten bewegt. Durch diese Bewegung wird der bis dahin gespannte Federbalg 7 ausgezogen. Durch die hierdurch entstehende Luftverdünnung in dem oberen, durch den Boden 9 und den Spiegel der in dem Federbalg 7 befindlichen Flüssigkeit gebildeten Raum 25 wird Flüssigkeit aus dem Arbeitskörper 13 durch das Kapillarrohr 11 in den Federbalg 7 gesogen. Infolgedessen wird unter der Wirkung der Feder 21 der Ventilkegel 15 und die ihn tragende Stange 17 und der Arbeitsstift 14 nach unten bewegt, wodurch der Ventildurchgang gedrosselt bzw. ganz geschlossen wird. Tritt dann wieder ein Temperaturabfall an dem Wärmefühler 1, 2 ein, so zieht sich das. Rohr 1 wieder sehr schnell zusammen. Infolgedessen wird die Stange 2 wieder nach oben und dadurch der Federbalg 7 zusammengedrückt. Hierdurch wird Flüssigkeit aus diesem durch die Öffnung 10 in den Arbeitskörper 13 befördert, wodurch der Arbeitsstift 14, die Ventilstange 17 und somit der Ventilkegel 1S entgegen der Wirkung der Feder21 .gehoben und so der Durchfluß des Ventils 15 wieder geöffnet wird. Das Schließen und Öffnen des Ventils 15 vollzieht sich infolge der großen Empfindlichkeit des Rohres 1 sehr schnell. Dies ist trotz der an sich nicht so sehr großen Ausdehnung des Rohres 1 der Fall, weil durch die jeweilige Wahl des Federbalges 7 die Übersetzung der Bewegung der Ausdehnung des Wärmefühlers 1, 2 auf den Arbeitsstift 14 des Arbeitskörpers 13 die Stange 18 und dem Ventilkegel 15 bei geringem Hub des Federbalges 7 so gestaltet werden kann, daß die Bewegung des Stiftes 14 und der Stange 18 auf Schließen oder Öffnen sehr schnell und mit großer Kraft erfolgt.

Um den Hub des Federbalges nach Bedarf regeln zu können, ist das den Federbalg 7 aufnehmende Gehäuse 6 mit einem Schlitz 26 versehen, in dem sich das an dem 10g oberen Boden 9 des Federbalges 7 bei 10 angeschlossene Kapillarrohr 11 verschieben kann. Die Regelung des Hubes des Federbalges 7 erfolgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel des Reglers durch die in dem Deckel 27 des Gehäuses 6 geführte Schraube 28. Diese kann mit dem Boden 9 des Federbalges 7 so verbunden sein, daß sie diesen sowohl zusammendrücken als auch auseinanderziehen kann. Mit der Schraube 28 ng ist ein Zeiger 29 verbunden, der über einer auf dem Deckel 27 angebrachten Skala spielt, um die jeweilige Einstellung des Federbalges 7 leicht und sicher bewerkstelligen zu können. An Stelle der Schraube 28 kann auch ein Steckschlüssel o. dgl. Verwendung finden.

Um die nachgiebige und dennoch sichere Verbindung zwischen der Stange 2 des Wärmefühlers und dem Federbalg 7 zu gewährleisten, ist in den Federbalg 7 die Feder 8 eingebaut, die sich mit ihrem einen Ende auf den an der Stange 2 befestigten Teller 23 und mit ihrem anderen Ende gegen den Kopf der ebenfalls in dem Federbalg 7 eingebauten Haube 30 legt.

Um die jeweilige Lage des Kegels 15 in dem Ventil feststellen zu können, ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel auf das Ventilgehäuse 1 eine Kapsel 31 mit einer Schauöffnung aufgesetzt, durch die man das obere Ende der Ventilstange 17 beobachten kann. Befindet sich dieses Ende z. B. bei der Markierung A₁ so ist das Ventil offen. Befindet sich das obere Ende der Stange 17 bei der Markierung Z, so ist das Ventil geschlossen.

Außer der aus der Kapsel 31 bestehenden Kontrollvorrichtung für den Ventilstand kann auch die zum Schütze des Federrohres 18 und des Arbeitsstiftes 14 dienende, zwischen den Arbeitskörper 13 und das Ventilgehäuse eingebaute Hülse 20 als Kontrollvorrichtung verwendet werden. Zu diesem Zwecke ist die Hülse 20 bei 32 durchbrochen und auf dem Arbeitsstift 14 eine Zeigerscheibe 33 befestigt, die zwischen den beiden auf der Hülse 20 angebrachten Markierungen A und Z spielen kann.

Bei der in Abb. 2 dargestellten Ausführungsform des Reglers arbeitet der aus dem Rohr ι und der Stange 2 bestehende Wärmefühler mit dem oberen Ende dieser auf den in das Gehäuse 34 eingebauten, mit Flüssig» keit gefüllten Federbalg 35 bzw. auf dessen Boden 36, der den Federbalg 35 nach unten dicht abschließt, der mit seinem oberen Ende mit dem das Gehäuse 34 nach oben abschließenden Deckel 37 dicht befestigt ist. An diesem ist ein sich in dem Federbalg 35 erstreckender Einsatz 38, 39 angeordnet, um zu verhindern, daß sich zuviel Flüssigkeit in dem Federbalg 35 befindet. Konzentrisch zu dem Einsatz 38, 39 ist ein Federrohr 40 angeordnet, das sich mit seinem unteren Ende in den Boden 39 des Einsatzes 38, 39 einsetzt und an seinem oberen Ende durch eine mit ihm dicht schließend verbundene Kappe 41 abgeschlossen ist. Der Boden 39 des Einsatzes 38, 39 ist mit einer Öffnung 42 versehen, um die Übertragung der in dem Federbalg 3 5 enthaltenen Flüssigkeit in das Federrohr 40 und auf die dieses abschließende Kappe 41 zu ermöglichen. Mit der Kappe 41 ist ein Stift 43 verbunden, der durch die Öffnung 44 in den rohrförmigen Teil des Deckels 37 tritt. Der Stift 43 ragt in einen mit dem Deckel 37 verbundenen Aufsatz 45, in dem bei 46 der zweiarmige Hebel 47 gelagert ist. In dem. Aufsatz 45 "ist eine Gegendruckfeder 48 angeordnet, die sich mit ihrem unteren Ende auf den nasenförmigen Arm des Hebels 47 legt und deren Spannung durch die Schraube 49 nach' Bedarf geregelt werden kann.

Die Arbeits- und Wirkungsweise des in der Abb. 2 dargestellten Reglers ist folgende:

Bei einer bestimmten Temperatur nehmen die verschiedenen Teile des Reglers die aus der Abb. 2 ersichtliche Lage ein. Tritt nun eine Temperatursteigerung ein, so wird der Federbalg 3 5 durch die mit dem Boden 36 dieses verbundene Stange 2 ausgezogen. Infolgedessen kann Flüssigkeit aus dem Federrohr 40 durch die Öffnung 42 in den Federbalg 3S übertreten. Hierbei wird der Stift 43 unter Wirkung der Feder 48 und des nasenförmigen Teiles des Hebels 47 nach unten bewegt und gleichzeitig der lange Hebelarm so ausgeschwungen, daß unter Vermittlung einer Kette die Feuerungsklappe eines Kessels geschlossen wird. Tritt nun infolge des Schließens der Feuerungsklappe wieder ein Temperaturabfall ein, so zieht sich das Rohr 1 wieder zusammen, wobei die Stange 2 gehoben und dadurch wieder Flüssigkeit aus dem Federbalg 3 5 durch die Öffnung 42 in das Feder- go rohr 40 gedrückt wird. Hierdurch wird der Stift 43 gehoben und der Hebel 47 entgegen der Wirkung der Feder 48 so ausgeschwungen, daß er die Feuerungsklappe für die ursprüngliche Temperatur einstellt.

Der große Vorzug des bei den beschriebenen Reglern verwendeten Thermostaten ist der, daß die mit ihm ausgestatteten Apparate ohne weiteres nach tropischen Ländern versandt werden können, obwohl diese Apparate für sehr niedrige Temperaturen arbeiten können. Das Kupferrohr 1 zieht sich bei Temperatursteigerung zurück und entlastet den Federbalg 7 und 35, während bei Flüssigkeitsthermostaten besondere Sicherheitsvorrichtun- gen angeordnet werden müssen, welche eine Überhitzung auffangen.

An Stelle des in Abb. 1 durch den Regler gesteuerten Ventils oder des in Abb. 2 durch den Regler betätigten Hebels kann, wie aus den Abb. 3, 4 und 5 ersichtlich, ein Thermometer (Abb. 3), ein elektrischer Schalter (Abb. 4), eine Drosselklappe (Abb. 5) o. dgl. treten.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Temperaturregler mit aus zwei Körpern von verschiedener Wärmedehnungszahl bestehendem Thermostaten und hydraulischer Steuerung, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlerstange (2) des

   Thermostaten (ι, 2) derart mit einem das Druckübertragungsmittel enthaltenden Federbalg (7 in Abb. ι bzw. 35 in Abb. 2) zusammenarbeitet, daß der Federbalg (7 bzw. 35) bei einer durch Temperatursteigerung hervorgerufenen Dehnung des Thermostaten (i, 2) ausgezogen wird und umgekehrt, wobei der Wärmeübergang von dem Thermostaten (i, 2) auf den Federbalg (7 bzw. 35) durch wärmeisolierende Mittel verhindert wird.
2. 2. Temperaturregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Federbalg (7 bzw. 35) in einem Gehäuse (6 bzw. 34) angeordnet ist, welches mittels eines wärmeisolierenden Verbindungsstückes (5) an dem Thermostaten bzw. dessen Träger (3) befestigt ist.
3. 3. Temperaturregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Fühlerstange (2) des Thermostaten (1, 2) und den Federbalg (7) eine zweckmäßig in den Federbalg (7) eingebaute Feder (8) geschaltet ist.
4. 4. Temperaturregler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in den Federbalg (35) ein Einsatz (38, 39) mit einem Federbalg (40) eingebaut ist, der mit dem Innenraum des Federbalgs (35) durch eine Öffnung (42) in Verbindung steht und einen das Regelorgan betätigenden Arbeitsstift (43) trägt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen