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Automatisches Absperrventil für Kältemaschinen Gegenstand der Erfindung
ist ein automatisches Absperrventil, das dazu dient, bei vollautomatischen Kühlanlagen
die Abschaltung der Verdampfer, die eine bestimmte Temperatur und den dazugehörigen
Druck erreicht haben, selbsttätig zu bewirken. Die Betätigung des Ventils erfolgt
durch den Druck des das Ventildurchströmenden Gases.
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Bisher bekanntgewordene Ausführungsarten ähnlicher Ventile arbeiteten
in der Weise, daß -durch den Druckdes Kältemittels eine gewisse öffnung des Ventils
herbeigeführt wurde, durch die dann beispielsweise die Kälteflüssigkeit in den Verdampfer
übertreten konnte. Das Ventil stellte sich in der Praxis auf * eine mittlere Durchgangsöffnung
ein, die geeignet war, gerade so viel Kältemittel in den Verdampfer übertreten zu
lassen, als zur Kälteerzeugung notwendig war. Zum Abschließen der Saugleitungen,
nachdem die Temperatur an der Kältestelle erreicht war, eigneten sich derartige
Ventile nicht, einerseits, weil der Querschnitt verhältnismäßig groß sein mußte,
was bei der verhältnismäßig empfindlichen Mechanik nicht ohne weiteres zu bewerkstelligen
war, andererseits, weil diese Ventile nie ganz geöffnet oder geschlossen waren,
sondern die obenerwähnte Zwischenstellung einnahmen. Die Absperrung der Saugleitung
soll jedoch im gegebenen Zeitpunkt möglichst vollkommen und gasdicht erfolgen, um
die gewünschte Wirkung, beispielsweise das Abschalten eines Verdampfers aus dem
Kältemittelkreislauf in möglichst weitgehendem Maße zu erzielen.
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Durch den vorliegenden Erfindungsgegenstand soll die bisherige Drosselwirkung
der Ventile durch eine öffnungs- und Schließungsbewegung ohne Zwischenstellung ersetzt
werden, und zwar unter Zuhilfenahme zweier verstellbarer Federn, von denen die eine
den Öffnungspunkt, die andere den Schließungspunkt beeinflußt in der Weise, daß
entsprechend den, Verhältnissen an der Kühlstelle die meiden Punkte unabhängig voneinander
einregulierbar sind.
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Dadurch ist es möglich, bei der in Betrieb befindlichen Kühlanlage
die den Temperaturen an den Kühlstellen entsprechenden Drücke an den einzelnen Verdampfern
einzuregulieren, so daß die für die Kühlhaltung des Kühlgutes notwendige Temperatur
automatisch eingehalten werden kann.
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Auf der beifolgenden Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise
dargestellt. In Abb. i ist eine Kühlanlage mit zwei Verdampfern schematisch dargestellt.
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Abb. 2 zeigt einen Schnitt durch,das automatische- Absperrventil.
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Zur Erläuterung der Wirkungsweise des Ventils nehme man an, daß in
Abb. i die Verdampfer i und 2 mit verschiedenen Verdampfungsendtemperaturen und
dementsprechend auch mit verschiedenen Enddrücken arbeiten. Das Kältemittel fließt
den beiden Verdampfern durch die Flüssigkeitsleitung 9
zu.
io und ii sind die zu den Verdampfern gehörigen Regulierorgane für den Zulauf der
Flüssisgkeit zum Verdampfer. In die Saugleitung 6 sind nun bei- 3 und q. die automatischen
Absperrventilä eingebaut.
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Zu Betriebsbeginn sind die Ventile 3 und 4 infolge der durch die hohe
Temperatur bedingten hohen Drücke in den Verdampfern geöffnet. Hat nun beispielsweise
der Verdampfer i nach entsprechender Laufzeit der Maschine die für die Lagerung
des Kühlgutes erforderliche Temperatur erreicht, so wird das Ventil die Saugleitung
absperren, so daß der Verdampfer aus dem Kreislauf ausgeschaltet ist. Der Kompressor
8 arbeitet dann nur mehr auf den Verdampfer :2 so lange, bis auch dort die richtige
Temperatur erreicht ist. Dann schaltet das automatische Absperrventil d. auch diesen
Verdampfer noch ab. Um das Aggregat außer Betrieb zu setzen, kann ein gewöhnlicher
Druckschalter 5 an die Saugleitung angeschlossen sein, der die elefctrische_ Stromzuführung
zum Motor unterbricht, wenn in der Saugleitung 6 ein bestimmter Unterdruck erreicht
ist. Dies wird dann eintreten, wenn die automatischen Absperrventile 3 und 4 geschlossen
sind, so daß der Kompressor 8 die Saugleitung 6 leersaugen kann.
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Steigt nun infolge Benutzung des Kühlraumes die beispielsweise den
Verdampfer i umgebende Temperatur, so wird auch der Druck entsprechend im Verdampfer
ansteigen. Das automatische Absperrventil 3 ist nun so einreguliert, daß es den
Durchgang nach der Saugleitung 6 wieder öffnet, wenn der Druck im Verdampfer i eine
gewisse, vorher einregulierte Höhe erreicht hat. öffnet sich das Ventil 3, so pflanzt
sich der Druck auch durch die Leitung 12 nach dem Druckschalter 5 fort und bewirkt
dort die Wiedereinschaltung des Motors der Kältemaschine. Auf dieselbe Weise stellt
das Ventil q. bei Ansteigen des Druckes im Verdampfer 2 in Abhängigkeit von der
in der Kühlstelle herrschenden Temperatur die Verbindung mit der Saugleitung 6 her,
so daß auch dieser Verdampfer wieder in den Kreislauf eingeschaltet ist und die
Kühlstelle auf die richtige Temperatur gebracht werden kann.
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In Abb.2 ist das automatische Absperrventil im Schnitt dargestellt.
i ist das Ventilgehäuse. 2 ist der AnschluBstutzen für die Saugleitung. 3 ist der
Anschlußstutzen zum Verdampfer. q. ist der Ventilkegel mit einem fest damit verbundenen
Kolben 5, der in der zylindrischen Bohrung 6 geführt ist und einen gasdichten Abschluß
bewirkt. Die vom Verdampfer kommenden Gase stehen durch die Bohrung 7 mit dem Oberteil
des Ventils in Verbindung. Das Oberteil besteht aus einem Federrohr 8, in dessen
Innerem der gleiche Druck herrscht wie in der am Stutzen 3 angeschlossenen Verdampferleitung.
Das Federrohr ist abgeschlossen durch einen Deckel 9, der einen Doppelkegel 29 trägt.
Auf diesem Doppelkegel gleiten die Rollen 21 entsprechend der Bewegung des Deckels
9 bzw. des Ventilkegels 7 hin und her.
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Zur Erläuterung der Wirkungsweise des Ventils nehme man an, daß es
geschlossen ist. In dem durch das. Federrohr 8 gebildeten Raum herrscht dann der
gleiche Druck wie im Verdampfer, der sich vom Stutzen 3 her durch die Bohrung 7
ausgleicht. Wird nun dieser Druck - beispielsweise durch Temperaturerhöhung im Verdampfer
erhöht, so hebt sich der Deckel 9 des Federrohres 8 nach oben und bewegt den Doppelkegel
2-o ebenfalls in dieser Richtung. Die Rollen 21 dagegen behalten ihre Stellung so
lange bei, bis sie an den größten Durchmesser des Doppelkegels gelangen: Haben sie
diese höchste Stellung erreicht, so werden sie, durch die Spannung der Feder 22,
auf der Unterseite des Doppelkegels abrollend, nach unten: gedrückt und stoßen den
Ventilkolben-5 mit dem .daran befestigten Ventilkegel q. nach unten, so daß das
Ventil geöffnet wird. Die Rollen 21 stehen mit dem Kolben durch die Hebe123 in Verbindung.
° Wird nun umgekehrt der Druck auf der Verdampferseite erniedrigt, so verringert
sich damit auch der Druck in dem durch das Federrohr 8 gebildeten Raum, so daß der
Deckel 9 mit dem daran befestigten Doppelkegel 2o eine nach unten gerichtete Bewegung
ausführt. Dabei schiebt sich der Doppelkegel zwischen den Rollen nach unten, bis
der größte Durchmesser des Kegels die Mitte der Rollen erreicht hat. Durch die Spannung
der Feder 22 wird nun der Ventilkegel nach oben gedrückt, wodurch das. Ventil wieder
abgesperrt wird. Bringt man nun auf dem Deckel 9 eine Feder ii an, die auf den Deckel
wirkt, so hat man es in der Hand, durch Spannung oder Entspannung der Feder den
Schließungsdruck des Ventils zu erhöhen oder zu erniedrigen. Anziehen der Feder
i i erhöht den Schließungsdruck, Nachlassen der Feder erniedrigt ihn.
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Um den Öffnungspunkt des Ventils regulieren zu können, wurde nun eine
zweite Feder io angebracht, die auf den Federteller 12 drückt. Der Federteller 12
trägt auf seiner Unterseite einen Zapfen 13, der auf dem Deckel 9 sitzen kann. Die
Feder io ist in dem Gehäuse 14 geführt. Will man den öffnungspunkt des. Ventils
erhöhen, d. h. eine Öffnung erst dann zulassen, wenn der Druck im Verdampfer eine
bestimmte Höhe erreicht hat, so spannt man die Feder io mit Hilfe der Stellschraube
15
an. Wenn nun der Deckel g auf seinem Weg nach oben auf den Zapfen 13
stößt,
so tritt zu der Spannung der Feder z i noch die von der Feder io kommende Spannung
hinzu. Es ist ohne weiteres, einleuchtend, däß durch Verstellung der Stellschrauben
15 und die dadurch bewirkte Vergrößerung oder Verringerung der Spannung der Feder
io der Öffnungspunkt des Absperrventils leicht verändert werden kann. r Die in der
beigegebenen Zeichnung dargestellte Ausführungsform kann noch in verschiedener Beziehung
variiert werden. Kennzeichnend ist, daß zwei konzentrisch in der Achse des Ventilkegels
liegende Federn zur Verwendung kommen, die unabhängig voneinander wirken, wobei
die eine den Öffnungspunkt und die andere den Schließungspunkt des Ventils beeinflußt.