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Verriegeltes thermostatisches Einspritzventil Thermostatisah gesteuerte
Einspritzventile für Kälteanlagen sind im allgemeinen so aufgebaut, daß die Ventilnadel
durch elastische Bauelemente gesteuert wird, -die einerseits vom Verdampferdruck
und anderseits vom Druck des Temperaturfühlers beaufschlagt werden. In Abhängigkeit
von den Größenverhältnissen dieser beiden. Steuerkräfte neigen einige Ausführungen
der thermostatischen Einspritzventile dazu, bei Stillstand der Anlage durch die
zwangsläufige Erwärmung des Temperaturfühlers zu öffnen, was eine Überflutung des
Verdampfers zur Folge hat. Zur Vermeidung dieser unerwünschten Ventilöffnung sind
folgende Maßnahmen bekannt: Die Regelbewegung des Thermostaten wird bei Überschreitung
einer bestimmten Steuerkraft durch eine Kupplung unterbrochen, es wird die Ventilnadel
erst mit Einschaltung des Kompressors durch einen Elektromagneten freigegeben, oder
es ist vor der Ventilnadel ein Magnetventil angeordnet.
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Bei den beiden nachstehend beschriebenen Ventilausführungen wird die
Ventilnadel allein durch den Druck des Temperaturfühlers gesteuert. Außerdem ist
durch eine druckgesteuerte Verriegelung das Schließendes Ventils bei Stillstand
der Anlage gewährleistet.
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In der Ausführung der Abb. i ist die Düsenbohrung auf der Hochdruckseite
durch eine federbelastete Verriegelungsmem-bran verschlossen. Bei laufendem Kompressor
und damit ansteigendem Kondensatordruok hebt dieser die Verriegelungsmembran von
der Düsenbohrung ab. Das Kältemittel kann jetzt erst bis zur Düsennadel vordringen.
Die nur vom Thermostaten bewegte Nadel regelt nun die Einspritzmenge in Abhängigkeit
von der gewählten Verdampfertemperatur. Bei Stillstand des Kompressors fällt der
Druck des Kondensators sehr schnell ab, wodurch die Verriegelungsmembran die Düsenbohrung
verschließt. Eine nun erfolgende Öffnung der Ventilnadel durch den Thermostat ist
also wirkungslos.
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Das Ventil der Ausführung der Abb. i zeigt folgende Abweichungen:
Bei laufendem Kompressor wird infolge des absinkenden Verdampferdruckes
eine
Verriegelungsstange durch die federbelastete Membran angehoben und gibt damit die
Ventilnadel frei, die jetzt den Steuerimpulsen des Thermostaten folgen kann. Bei
Stillstand zieht der ansteigende Verdampferdruck die Verriegelungsstange durch die
Membran nach unten. Die Ventilnadel folgt, wobei sie sich vom Thermostaten infolge
der zwischengeschalteten Feder lösen kann.
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Die Abb. i zeigt eine Hochdruckverriegelung: Im Ruhezustand liegt
die Verriegelungsmembran 9 gegen die zum Ventilsitz auslaufende Düsenbohrung io.
Bei eingeschalteter Anlage 'hebt das bei i über ein Sieb eintretende Kältemittel
die Verriegelungsme.mbran 9 vom Sitz ab, da die Feder i i so bemessen ist, daß sie
z. B. dem einer Kondensatortemperatur von plus 25° entsprechenden Druck die Waage
hält. Das Kältemittel dringt nun innerhalb der Düsenbohrung io bis zur Ventilnadel
2 vor. Der zwischen der Steuerungsmembran 6 .und der Übertragungsmembran 7 liegende
Hohlraum steht unter dem Druck des Temperaturfühlers 4, wobei die Steuerungsmembran
6 durch eine einstellbare Feder 5 belastet ist. Bei Erwärmung des am Verdampferende
liegenden Temperaturfühlers bewirkt der damit verbundene Druckanstieg eine Durch-;biegung
der Steuerungsmembran 6 gegen die Feder 5. Die Membranen 6 und 7 sind auf das zwischen
ihnen liegende zweiteilige Zwischenstück aufvu.lkanisiert. Um den Steuerkopf der
Kälte des eigentlichen Ventils zu entziehen, ist er auf dieses halsförmig aufgesetzt.
Aus dem gleichen Grund sind die Ventilnadel 2 und der Nadelkopf 3 durch ein Zwischenrohr
8 verbunden. Da der Nadelkopf 3 mit dem zweiteiligen Zwischenstück vernietet ist,
folgt die Ventilnadel 2 den Bewegungen der Steuerungsmembran 6. Durch das Größenverhältnis
der Membranen i : 15 kann der auf die Übertragungsmembran wirkende Verdampferdruck
vernachlässigt werden. Nach dem Ausschalten der Anlage fällt im Kondensator sehr
schnell die Temperatur ab. Durch den damit verbundenen Druckabfall wird die Verriegelungsmembran
9 durch die Feder i i gegen den Ventilsitz gepreßt, und das Kältemittel kann nicht
mehr in die Düsenbohrung gelangen. Somit bleiben weitere öffnungsbeweg:ungen der
Ventilnadel wirkungslos. Da bei dieser Ausführung die Ventilnadel nur die Dosierung
regelt, das Schließen dagegen durch die Verriegelungsmembran erfolgt, verursachen
Undic'htheiten der Ventilnadel keine Störungen. Die z.. B. aus Spezialgummi ;bestehende
Verriegelungsmembran dichtet trotz kleiner Fremdkörper noch ab.
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Die Abb. 2 zeigt eine Niederdrudcverriegelung: In der zeichnerischen
Darstellung sind der Steuerkopf und die federbelastete Verriegelungsmembran9 weggelassen,
-da sie der Ausführung nach Abb. i entsprechen. Nur wird jetzt die vergrößerte Verriegelungsmembran
vom Verdampferdruck beaufschlagt. Die bei dieser Ausführung einstellbare Feder i
t ist so abgestimmt, daß sie einer dem Verdampfer.druck von beispielsweise minus
7° entsprechenden Temperatur die Waage hält. Wird nun nach Einschaltung des Kompressors
dieser Wert unterschritten, so drückt die Feder die .mit einem Bund versehene Verriegelungsstange
16 nach oben und gibt damit die ebenfalls mit einem Bund versehene Ventilnade112
frei. Zwischen dieser und dem Nadelkopf 14 ist ein Zwischenrohr 13 lose angeordnet,
das jedoch infolge der Zugfeder 15 die Bewegungen des Nadelkopfes zur Ventilnadel
überträgt. Die Ventilnadel 12 bewegt sich also entsprechend den vom Fühler 4 über
die Steuerungsmembran 6 und dem zweiteiligen Zwischenstück an den Nadelkopf 14 abgegebenen
Steuerimpulsen. Dadurch kann das bei i über ein Sieb eintretende Kältemittel über
die Düsennadel 12 durch die beiden sich überschneidenden Bohrungen 17 und 18 in
den Austrittsstutzen gelangen. Nach erfolgter Abschaltung und des damit verbundenen
Druckanstiegs des Verdampfers zieht die Verriegelungsmembran 9 die aufvulkanisierte
Verriegelung@sstange 16 nach unten. Da der Bund am Ende der Verriegelungsstange
über den Bund der Ventilnadel greift, vieht er dieselbe gegen den Sitz und schließt
damit das Ventil. Einem Öffnungsimpuls des Steuerkopfes gibt nun die Zugfeder 15
nach. Diese ist sehr schwach ibemessen, da sie nur Reibungskräfte und das Gewichst
der Ventilnadel zu überwinden hat. Infolge der Größe der Verriegelungsmembran 9
erfährt die von derselben aufgenommene Schließkraft keine wirksame Schwächung durch
die Zugfeder 15. Die Düsennadel schließt infolge der Doppelmembran ohne Kniehebel
bei einfachster Nadelführung gegen die Strömungsrichtung.
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Beide Ventilausführungen haben den Vorteil, daß eine vollNhermostatische
Steuerung erreicht wird und bei Stillstand der Anlage ein sicheres Schließen des
Ventils erfolgt. Dadurch erübrigen sich zusätzliche, z. B. elektromagnetische Absperrventile.