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Schwimmergesteuertes Ventil für Kompressionskältemaschinen Die Erfindung
bezieht sich auf ein schwimmergesteuertes Ventil für Kompressionskältemaschinen
mit im Bereiche des Schwimmerkörpers nach oben hin erhöhter Kapsel. Erfindungsgemäß
ist auf dem tiefer liegenden Teil der oberen Kapselhälfte der Erregermagnet einer
elektrischen Lüftvorrichtung befestigt. Hierdurch gelingt es, die Kapselabmessungen
für das Ventil sehr klein zu halten und gleichzeitig bei günstiger Raumausnutzung
eine sehr gute Auflage für den Erregermagneten zu schaffen. Es ist bei Regelventilen
von Kältemaschinen schon bekannt, die obere Kapselhälfte des Ventils im Bereiche
des Schwimmerkörpers zu erhöhen. Hierbei handelt es sich jedoch nicht um Ventile
mit elektrischer Luftvorrichtung. Bei einer anderen bekannten Anordnung wird ein
zur Ventilsteuerung dienender Elektromagnet dadurch erregt, daß in einem entfernt
von dem Ventil angeordneten Kältemittelbehälter ein Schwimmerkörper einen Anker
mehr oder weniger in eine Erregerspule hineintauchen läßt, die mit der Erregerspule
des Ventils in Reihe geschaltet ist. Hierbei sitzt die dem Schwimmer zugeordnete
Spule auf der dazugehörigen Gefäßkapsel und umschließt eine im mittleren Bereich
dieser Kapsel angeordnete Erhöhung, in die der schwimmergesteuerte Anker hineinragt.
Hier handelt es sich also nicht um ein direkt schwimmergesteuertes Ventil und auch
nicht um eine elektrische Lüftvorrichtung für ein solches Ventil. Weitere für die
Konstruktion des Schwimmerventils wesentliche Merkmale werden im folgenden bei der
Beschreibung der Ausführungsbeispiele erörtert.
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Fig. z zeigt schematisch zunächst ein Schaltbild einer Kompressionskältemaschine,
die zum Einbau in einen Haushaltskühlschrank bestimmt ist. Mit i ist der den nicht
dargestellten Kompressor antreibende Elektromotor bezeichnet. Dieser besitzt eine
Hauptwicklung 2 und eine Hilfsphasenwicklung 3 ; mit q. ist das vom Strom der Hauptwicklung2
durchflossene Hilfsphasenschaltrelais bezeichnet. Dieses schließt bei Überschreiten
einer bestimmten Stromstärke seinen Kontakt 5
und schaltet die Hilfsphasenwicklung
3 ein. 6 ist ein Motorschutzautomat, der an seinem Kontakt 7 den Motor i bei Überschreiten
einer bestimmten Stromstärke vom Netz 8, 9 abschaltet; parallel zum Kompressorantriebsmotor
i liegt ein Lüftermotor io, der in an sich bekannter Weise dazu dient, dem nicht
dargestellten Kondensator und der Kompressormotorkapsel Kühlluft zuzuführen. Mit
12 ist eine im Kühlschrank angeordnete Glühbirne bezeichnet; i i ist der zugehörige
Schalter. Zum abwechselnden Ein- und Ausschalten der Anordnung dient der von einem
beweglichen Balg 21 eingestellte Schalter 13, der an seinem Kontakt 14. beispielsweise
in Abhängigkeit von der Verdampfertemperatur die Kältemaschine ein- und ausschaltet.
Mit 2o ist die Erregerwicklung des in dieser Figur nicht dargestellten Schwimmerlüftmagneten
bezeichnet. Diese Wicklung wird vom Strom der Hauptphase 2 durchflossen. Bei Überschreiten
einer bestimmten Stromstärke wird durch den von der Wicklung 2o abhängigen Magneten
das schwimmergesteuerte Ventil geöffnet.
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Bei der dargestellten Schaltung wird so gearbeitet, daß der Hauptphasenstrom
des Motors schon während des Anlaßvorganges eingeschaltet ist. Sobald nämlich der
Schalter 13 seinen Kontakt 14 schließt, liegt die Hauptphasenwicklung 2 an Spannung.
Die Hilfsphasenwicklung 3 wird für den Anlaßv organg mit Hilfe des Relais q. zugeschaltet,
welches unter Wirkung des beim Einschalten auftretenden hohen Anlaßstromes den Kontakt
5 schließt. Die Erregerwicklung :2o des Schwimmerlüftmagneten liegt in Reihe zur
Hauptphasenwicklung 2. Diese Erregerwicklung ist also ebenso wie die Hauptplzasenwicklung
sowohl beim Anlaßvorgang als auch während des Betriebes vom Strom durchflossen.
Der Schwimmerlüftmagnet und seine Erregerwicklung sind so bemessen, daß der hohe
Anlaßstrom ausreicht, das Schwimmerventil zu lüften. Nach Beendigung des Anlaßvorganges
dagegen fließt in der Hauptphasenwicklung 2 und der Erregerwicklung 2o der kleinere
Betriebsstrom, welcher infolge der besonderen Bemessung des Lüftmagneten nun nicht
mehr ausreicht, das Ventil weiter geöffnet zu halten. Infolgedessen schließt sich
das Ventil nach Beendigung des Anlaßvorganges und arbeitet von nun ab während des
Betriebes in der üblichen Weise in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsstand im Schwimmergehäuse.
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Eine konstruktive Ausführungsform für das Schwimmerlüftventil ist
in den Fig.2 bis q. dargestellt. Die Schwimmerkapsel besteht aus zwei Teilen 31
und 32, die an der Stoßstelle miteinander durch Schweißung fest verbunden sind.
Vom Kondensator her ist eine Leitung 33 in das Innere der Kapsel geführt; durch
diese Leitung tritt das Kältemittelkondensat in den Schwimmerbehälter ein. Mit 34
ist die vom Schwimmerbehälter zum Verdampfer führende hältemittelleitung bezeichnet;
sie ist in einen Körper 35 eingesetzt, in welchem auch die Ventilnadel 38 gelagert
ist. Das Kältemittel gelangt in die Kanäle 36 und 37 des Körpers 35 und wird bei
geöffnetem Ventil durch die Leitung 34 zum Verdampfer abgelassen. Die Ventilnadel
38 ist mit Hilfe eines Stiftes 39 in einem Schwenkhebel d.o gelagert. Dieser Schwenkhebel
ist seinerseits mit Hilfe eines Drahtbügels 46 in der aus der Figur ersichtlichen
Weise in einem Halter 47 drehbar gelagert, der oben auf dem Körper 35 befestigt
ist. Der Schwenkhebel .lo trägt auf der einen Seite ein Gegengewicht 41 und auf
der anderen Seite die aus zwei gleichen Teilen zusammengesetzte Schwimmerkugel .h4.
Die Schwimmerkugel besitzt zwei Einprägungen q.2 und 43, in welche entsprechende
Teile des Schwimmerhebels 40 passen; die Kugel ist also mit dem Schwimmerhebel selbst
nicht starr durch Verschweißen, Verschrauben o. dgl. verbunden. Der notwendige Halt
zwischen der Kugel und dem Schwenkhebel 4o ergibt sich dadurch, daß die beiden Arme
des Schwenkhebels 4.o bei 51 miteinander verschweißt sind. Die- obere Hälfte 31
der Schwimmerkapsel ist an der der Kugel d..4 zugewendeten Seite hin erhöht, um
die erforderlichen Schwimmerbewegungen zu ermöglichen. An der tiefer liegenden Stelle
des oberen Kapselteiles ist der Elektromagnet 2o montiert. Der Eisenkörper dieses
Elektromagneten 48, 49, 50 ist U-förmig ausgebildet, und zwar so, daß die
beiden Schenkel .I9 und 5o sich außerhalb der Schwimmerkapsel in den Bereich des
Schwimmerkörpers erstrekken. Sobald der Erregerstrom, welcher durch die Spule 20
fließt, einen bestimmten Wert überschreitet, wird die Schwimmerkugel 4-1 nach oben
gezogen und dadurch die Ventilnadel 38 von ihrem Sitz angehoben. Das aus den Figuren
ersichtliche besonders grolle Übersetzungsverhältnis a : b macht es möglich, die
Abmessungen . der Anordnung, insbesondere die Größe der Schwimmerkugel gegegenüber
den bisher bekannten Anordnungen erheblich zu verkleinern, ohne daß sich die öffnungs-
und Schließkräfte am Ventil dadurch verringern. Mit 45 ist ein Sieb bezeichnet,
«-elches verhindert, daß Verunreinigungen aus der Kapsel zum Ventil gelangen.
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Eine andere praktische Ausführungsform des Schwimmerventils, welche
sich durch besondere konstruktive Einfachheit auszeichnet,
ist in
den Fig. 5 bis 7 dargestellt. Soweit die Einzelteile dieser Figuren mit denen des
vorher beschriebenen Ausführungsbeispiels übereinst ;mmen, sind dieselben Bezugszeichen
verwendet. Die Ventilkugel besteht bei diesem Ausführungsbeispiel aus den beiden
gleichen Teilen 61 und 62; der Schwenkhebel 63 ist hier als einfacher Draht
ausgeführt, der in die Kugel in der aus der Figur ersichtlichen Weise hereingesteckt
und bei 66 mit der Kugelhälfte 61 verschweißt ist. Der Hebel 63 ist in einem Bügel
64 festgesch-,veißt, der mit Hilfe des Stiftes 65 in dem Haltebügel 47 drehbar gelagert
ist.
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Die in.den Fig. 2 bis 7 dargestellten praktischen Ausführungsformen
von Schwimmerventilen können auch mit Vorteil in den Fällen verwendet werden, wo
die Erregerwicklung 2o vom Hilfsphasenstrom des Kompressorantriebsmotors durchflossen
wird-. Man kann die neuen Ventilkonstruktionen fernerhin aber auch in solchen Fällen
anwenden, bei denen eine elektromagnetische Schwimmeranhebevorrichtung überhaupt
nichtvorhanden ist. Auch in diesen Fällen -gelingt es, durch die beschriebenen neuartigen
Konstruktionen die Größenabmessungen bei -Schwimmerkonstruktionen erheblich zu verringern,
ohne ihr einwandfreies Wirken zu beeinträchtigen.