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Temperaturregler Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen
Temperaturregler für flüssige oder gasförmige Medien, wie z. B. Wasser, Luft, Dampf,
Gas, Milch o. dgl., bei dein ein von der Temperatur des Mediums beeinflußter, mit
einer Ausdehnungsflüssigkeit gefüllter Wärmefühler mit Hilfe der Ausdehnungsflüssigkeit
einen Arbeitskörper betätigt. Vorzugsweise bezieht sich die Erfindung auf Temperaturregler
dieser Art für erhitzer. Bei den bisher bekannten Temperaturreglern mit Wärniefiihler,
Kapillarrohr und Arbeitskörper bestand ein wesentlicher Mangel darin, daß sich der
im allgemeinen aus einer stabförmigen Hülse bestehende Wärmefühler in vielen Fällen
schwer oder garnicht einbauen ließ, weil in den Leitungen oder an den sonstigen
Einbaustellen kein Platz für den Wärmefühler vorhanden war. Besonders macht sich
dieser Nachteil bei kleineren Milcherhitzern bemerkbar, bei denen es bisher nicht
möglich war, den Wärmefühler in die verhältnismäßig kleine Milchausflußleitung einzusetzen.
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Bei Milcherhitzern und ähnlichen Apparaten ist es außerdem notwendig,
die den Wärmefühler enthaltende Leitung jeden Tag mit heißem Wasser oder Dampf durchzuspülen
und zu reinigen, wobei der Wärmefühler jedesmal ausgebaut und gesondert gereinigt
werden mußte. Durch diesen wiederholten Aus- und Einbau wurden die Kapillarrohre
des Temperaturreglers in kurzer Zeit beschädigt oder abgebrochen. Aus diesen Gründen
mußte gerade bei Milcherhitzern der Einbau von Temperaturreglern der in Rede stehenden
Art vielfach unterbleiben.
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Um diese Mängel der bekannten Temperaturregler zu beseitigen, wird
erfindungsgerniiß der Wärmefühler einerseits von der Leitungswandung einer Mediunileitung
und andererseits von einem die Leituii-sN#,7ariduii- unter Bildung eines die Ausdelinungsfliissigkeit
aufnehmenden Hohlraums umgebenden 1fantel gebildet. Hierbei werden vorzugsweise
Ausgleichseinrichtungen zur Kornpensierung von zwischen Leitungswandung und Mantel
auf= tretenden Wärmedehnungsdifferenzen vorgesehen, indem beispielsweise gemäß einer
besonders einfachen und vorteilhaften Ausführungsform ein rohrförmiger Mantel verwendet
wird, welcher mit einer Falte oder mit mehreren Falten versehen ist.
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Der Wärmefühler bildet somit gemäß der Erfindung gleichzeitig die
Durchflußleitung für das in seinem Zustand zu regelnde Medium, bei Milcherhitzern
also die I-lilchausflußleitung, während der besonders einzubauende Wärmefühler in
Fortfall kommt.
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Diese an sich bereits sehr erhebliche Vereinfachung ermöglicht die
Reinigung und Durchspülung der Durchflußleitung, ohne daß der Regler ausgebaut zu
«-erden braucht. In
vielen Fällen wird überhaupt erst durch die:.
Anordnung geihäß 'äer Erfindung die Anwendung eines Temperaturreglers mit WärmefÜhler
möglich,' dä die Ausbildung der Durchflußleitung als Wärmefühler keinen besonderen
Raum erfordert.
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Ein Weiterer Vorteil des Erfindungsgegenstandes bestellt darin, daß
die Empfindlichkeit des Temperaturreglers erhöht wird, weil die Ausdehnungsflüssigkeit
des Wärmefühlers auf einer verhältnismäßig großen Fläche unmittelbar mit der aus
einem guten Wärmeleiter, Wie Kupfer o. dgl., bestehenden Leitungswandung der Mediumleitung
in Berührung steht, so; daß sie sehr schnell von den Temperaturschwankungeli des
durchfließenden Mediums beeinflußt wird und somit das von dem Arbeitskörper betätigte
Regelobjekt entsprechend rasch steuern kann. , Da ein Ausbau des Wärmefühlers beim
Durchspülen .mit heißem Wasser oder Dampf bei Milcherhitzern oder ähnlichen Apparaten
nicht notwendig ist, die Spültemperatur aber meistens die normale Regeltemperatur
erheblich überschreitet, ist es in weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens
zweckmäßig, zwischen den Arbeitskörper und das Regelobjekt, Ventil o. dgl., eine
Pufferfeder einzuschalten, welche den Überdruck aufnimmt und Beschädigungen der
Reglerorgane verhindert.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in einer Ausführungsform beispielsweise
veranschaulicht, und zwar zeigt die dargestellte Figur im Schnitt einen Temperaturregler
mit Wärinefühler, Kap» llarrolir, Arbeitskörper und gesteuertem Ventil, wobei das
Kapillarrohr abgebrochen dargestellt ist.
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Mit i ist in der Zeichnung die Leitungswandung einer Mediumleitung,
beispielsweise der Milchausflüßleitung eines Milcherhitzers, bezeichnet. Die Leitungswandung
i besteht aus Kupfer oder aus einem sonstigen die Wärme gut -leitenden Material.
Die beiden Enden des von der Leitungswandung i gebil= Beten Durchflußrohrs können
finit normalen Verschraubungen oder mit Flanschen versehen sein, während die Weite
des Durchflußrohrs entsprechend den jeweiligen Verhältnissen verschieden groß sein
kann.
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Um die Leitungswandung i herum ist nun in einem gewissen Abstand von
derselben ein Mantel 2 derart angeordnet, daß ein ringförmiger Hohlraum 3 gebildet
Wird, welcher die Ausdehnungsflüssigkeit aufnimmt. Der Mantel 2 kann ebenfalls.
aus Kupfer o. dgl. bestehen, braucht aber nicht unbedingt aus dem gleichen Material
wie die Leitungswandung i hergestellt sein. ImlA Ausführungsbeispiel ist der Mantel
.-2 als konzentrisches Rohr um- die Rohrwandung i herumgelegt, jedoch kann die Anordnung=
auch abweichend ausgeführt sein, sofern nur ein entsprechender Hohlraum 3 gebildet
wird.
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Da bei Temperaturschwankungen des durchströmenden Mediums die Leitungswandung
stets früher wärmer wird als der Mantel 2 und umgekehrt die Wandung i auch früher
wieder kälter wird als der Mantel 2, ist es zwecks Vermeidung von Undichtigkeiten
wichtig, Ausgleichseinrichtungen vorzusehen, welche geeignet sind, die durch ungleiches
Ausdehnen bzw. Zusammenziehen von Leitungswandung i und Mantel ? entstehenden Dehnungsdifferenzen
zu. kompensieren. Zu diesem Zweck können beispielsweise die Verbindungen zwischen
Leitungswandung i und Mantel 2 nachgiebig oder federnd ausgebildet sein. Eine einfache
und zweckmäßige Ausführung der Ausgleichsorgane bestellt darin, daß der Mantel 2
mit eitler oder mehreren Falten q. versehen ist. Gegebenenfalls genügt bereits eine
einzige Falte q, es können aber auch eine beliebige Anzahl voll Falten angeordnet
werden, oder der ganze Mantel :2 kann aus einem Metallfederrohr bestehen. Diese
Falten q. gleichen die verschiedenen Dehnungen der Leitungswandung i und des Mantels
2 aus, so daß ein Undichtwerden mit Sicherheit verhindert wird.
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Bei dieser Ausbildung des Mantels 2 sind zur Befestigung des Mantels
auf der Leitungswandung i zwei Ringe 5, 6 angeordnet, in welche die Enden des Mantels
2 eingedichtet sind. Der entstandene Hohlraum 3 stellt durch einen Kanal 7 über
einen Dichtungsnippel b mit einem Kapillarrolir 9 in Verbindung. Um dein Kapillarroliranschluß
einen genügenden Halt zu geben, ist der Dichtungsnippel n in einen besonderen, auf
dem Mantel 2 befestigten Ring io eingeschraubt. Hierfür dient vorteilhaft ein den
Mantel 2 vor Ausbuchtung bewahrender Spannring, welcher, wie im Ausführungsbeispiel
der Ring io, etwa in der Mitte des Mantels 2 angeordnet ist. Im übrigen verleihen
auch die Falten q. dem Mantel 2 eine- gute Widerstandsfähigkeit, so daß er bei steigendem
Innendruck nicht nachgeben kann.-Vorteilhaft ist der Mantel 2 von einer Isolierschicht
i i umgeben, zu welchem Zweck in einem entsprechenden Abstand um den Mantel 2 ein
Isoliermantel 12 gelegt ist. - Der Isoliermantel 12 sitzt lose auf den drei Ringen
5, 6 und io, so daß er, axiale Dehnungsbewegungen der Leitungswandung i zulassen
kann. Als Isolierschicht°ii genügt eine Luftschicht, oder es wird ein isolierendes
Füllmaterial in den Raum zwischen Mantel :2 und Isoliermantel 12 eingelegt.
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Das andere Ende des Kapillarrohrs 9 ist in einen Nippel-i3 eingedichtet,
welcher mittels
einer .Muffe 14 mit einem rohrförmigen Arbeitskörper
15 verbunden ist. Das obere Ende des Arbeitskörpers 15 ist durch einen Kopf 16 abgeschlossen.
In dem Innenraum 17 des Arbeitskörpers 15 befindet sich ein oben in den Kopf 16
eingedichtetes und unten mit einem Boden. 18 versehenes Federrohr i9. Ein mit dem
Federrohrboden i8 verbundener Arbeitsstift 2o ist durch eine Bohrung des Kopfes
16 nach außen geführt. Der Hohlraum 3 des Wärmefühlers; das Kapillarrohr g und der
Innenraum 17 des Arbeitskörpers bilden somit einen zusammenhängenden Raum, welcher
mit einer geeigneten Ausdehnungsflüssigkeit gefüllt ist.
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Das von dem Arbeitskörper zu betätigende Regelobjekt kann aus einem
beliebigen Ventil, aus einer Drosselklappe oder einem sonstigen Absperrorgan oder
auch aus einem elektrischen! Kontakt bzw. Schalter bestehen. Im Ausführungsbeispiel
ist ein in einem Ventilgehäuse 2i angeordnetes Einsitzventil 22 vorgesehen, dessen
Betätigungsstange 23 mit dem Arbeitsstift 2o zusammenarbeitet. Zur Abdichtung undEntlastung
des Einsitzventilkegels 22 dient ein Federrohr 24, dessen oberes Ende in eine mit
dein Gehäuse 2r verschraubte Hülse 25 eingedichtet und dessen unteres Ende mit einem
Boden 26 versehen ist. Die Betätigungsstange 23 ist durch die Hülse 2.5 durchgeführt
und unten finit denn Federrohrboden 26 fest verbunden. Ein in den Ventilrauen
27 hineinragendes Rohrstück 28 verhindert das Eindringen von Schmutz in das Innere
des Federrohrs 24.
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Die lichte Weite des Federrohrs 24 wird vorteilhaft etwas größer als
die lichte Weite des Ventildurchgangs 29 gewählt. Dadurch wird die Anordnung einer
besonderen; dem Arbeitsstift 2o entgegenwirkenden Rückdruckfeder überflüssig gemacht,
da der im Ventilraum 27 herrschende Druck bestrebt ist, das Einsitzventit 22 zu
schließen bzw. bei umgekehrt angeordneternVentil zu öffnen. Ein oberhalb des Ventilkegels
an einem Schraubstopfen 3o angeordneter Anschlagstift 31 oder auch ein an der Betätigungsstange
23 vorgesehener Bund 32 dient zur Begrenzung des Ventilhubes.
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In weiterer Ausgestaltung des Temperaturreglers ist zwischen dem Arbeitsstift
2o des Arbeitskörpers 15 und der Betätigungsstange 23 des Ventils oder sonstigen
Regelobjekts eine Pufferfeder 33 angeordnet. Die Pufferfeder 3.3 soll nach vollständiger
öffnung bzw. nach vollständigem Abschluß desVentils eine weitere durch Überdruck
der Ausdehnungsflüssigkeit hervorgerufene Bewegung des Arbeitsstiftes 2a aufnehmen.
Sie muß also derart bemessen sein, daß sie bei den normalen Steuerbewegungen als
im wesentlichen starres Verbindungsglied wirkt.und nur bei Überdruck nach Erreichung
der Ventilanschläge nachgibt. DiePuAerfeder33 stützt sich einerseits gegen den Fe;derrölirboden
26 und andererseits gegen einen Federteller 34, welch letzterer im Ruhezustand der
Feder 33 auf dem Bodenring 35 einer mit dem Federrohrboden 26 fest verbundenen'
Hülse 3.6 aufliegt. Die Hülse 36 dient als Schutzkapsel und als Führung für die
Pufferfeder 33.
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Schließlich kann hierbei eine besonders einfache und billig herstellbare
Reguliervorrichtung zur Einstellung des Reglers auf verschiedene Temperaturen dadurch
vorgesehen werden, daß der Abstand zwischen dem Arbeitsstift 2o und clean Federteller
34, mit welchem das obere Ende des Arbeitsstiftes 2o zusammenarbeitet, mittels einer
Schraubhülse 37 veränderlich gemacht wird. Zu diesem Zweck ist die Schraubhülse
37 beispielsweise auf die die Pufferfederhülse 36 umgebende Hülse 25 aufgeschraubt,
während ihr unteres Ende drehbar, aber nicht verschiebbar mit dein Kopf 16 des Arbeitskörpers
15 verbunden ist. Um bei den Bewegungen der verschiedenen Teile einen Luftausgleich
zu ermöglichen, ist die Regulierhiilse 37 finit einer Bohrung 38 versehen.
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Die Einstellung der Regulierhülse 37 kann an einer Skala
39 erfolgen, welche an der Hülse 25 angebracht ist. Es versteht sich, daß
auch andere Arten von Regulierskalen vorgesehen -#verden können.
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Der vorstehend beschriebene Temperaturregler wirkt in der Weise, daß
sich die Ausdehnungsflüssigkeit in dein Holilratun 3 hei einer Temperatursteigerung
des strömenden Mediums ausdehnt und den Arbeitsstift 2o vorschiebt, so daß das Ventil
z. B. geöffnet wird. Umgekehrt weicht der Arbeitsstift 20 bei einem Temperaturabfall
zurück und erlaubt dem Ventil, sich wieder zu schließen. Durch Drehen der Regulierhülse
37 kann der Arbeitsstift 2o dein Federteller 34 genähert werden, wodurch eine niedrigere
Regeltemperatur erreicht wird, und umgekehrt kann der Abstand der Teile 2o und 34
vergrößert werden, um eine höhere Regeltemperatur zu erhalten.