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Einrichtung zum Regeln des Durchflusses einer Flüssigkeit in Durchlauferhitzern
Die Erfindung bezieht sich auf ein durchflußabhängig regelndes, flüssigkeitsbetätigtes
Schaltgerät mit beliebig einstellbarer Schaltverzögerung. Das Schaltgerät dient
zur Regelung von Durchlauferhitzern und kann mit dem Durchlauferhitzer ein Gerät
bilden oder einen Durchlauferhitzer steuern. Des weiteren ist es als Trockengeh-
bzw. Wassermangelsicherung für elektrische Heizkörper verwendbar und kann im übrigen
als Bauelement in Schaltungen verwandt werden, die mit irgendwelcher Verzögerung
Schaltvorgänge einleiten sollen. Für die Anwendung des neuen Schaltgerätes ist es
aber immer notwendig, daß Flüssigkeiten vorhanden sind, welche das Schaltgerät betätigen.
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Ein besonderer Vorteil des neuen Schaltgerätes ist es, daß hohe Kontaktdrücke
erzielbar sind und demzufolge große Leistungen schaltbar werden.
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Es sind flüssigkeitsbetätigte Schaltgeräte, wie Schwimmer usw. bekannt,
die in Abhängigkeit von einem Wasserstand den Schaltvorgang einleiten. Würde man
derartige Schaltanordnungen z. B. als Trockengehsicherungen verwenden, so ergäbe,
sich ,der Nachteil, daß erst bei einem Mindestwasserstand die Heizkörper abgeschaltet
werden. Die
Temperäturerhöhüng der Heizkörper kann aber dann schon
so groß sein, daß diese Schaden erleiden.. Auch in Durchlauferhitzern besteht die
Aufgabe, die Heizkörper erst dann einzuschalten, --wenn ein Mindestwasserstand erreicht
ist, aber schon abzuschalten, wenn unmittelbar nachher der Wasserstand sinkt. Das
zweckmäßigste Schaltgerät für Durch-Lauferhitzer, Trockengehsicherungen und andere,
die Durchflußmenge regelnden Schaltgeräte muß also mit Verzögerungen den Ein- und
Ausschaltvorgang betätigen können.
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Die vorliegende Erfindung beschreibt ein durchflußregelndes, flüssigkeitsbetätigtes
Schaltgerät mit beliebig einstellbarer Schaltverzögerung. Die Schaltverzögerung
ist dadurch erreicht, daß der Flüssigkeitszulauf größer ist als der Ablauf und durch
den verstellbaren Ablauf der Schaftverzögerung geregelt wird. Eine derartige Anordnung
ist besonders für Durchlauferhitzer geeignet, bei denen erst eine bestimmte Flüssigkeitsmenge
vorhanden sein muß, ehe die Heizelektroden eingeschaltet werden und die weiterhin
schonabgeschaltet werden, wenn sich diese Flüssigkeitsmenge geringfügig ändert.
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Eine vorteilhafte Anordnung wird erzielt, wenn ein gleichzeitig als
Ventil wirkender Schwimmer hubbetätigte Schaltmittel beeinflußt, wie z. B. Ouecksilberkippkontakte,
Blattfederkontakte usw.
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Statt hubbetätigter Schaltmittel ist es auch möä lieh,, mittels Elektroden
den Schaltvorgang zu steuern. Es wird hierbei die stromleitende Wirkung von Flüssigkeiten
zwischen den Elektroden benutzt, um bei Überschreiten eines bestimmten Kleinstroms
beispielsweise durch ein Relais den Schaltvorgang auszulösen.
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Aus der nachfolgenden Beschreibung ist das Wesen der Erfindung noch
zu entnehmen. Dabei zeigt Abb. i ein Ausführungsbeispiel des Schaltgerätes mit einem
für die Kontaktgabe benutzten Schwimmer, welcher gleichzeitig als Ventil wirkt;
in Abb.2@ ist ein Ausführungsbeispiel des Schaltgerätes mittels Elektroden gezeigt.
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In .der Abb. i ist mit i der Flüssigkeitsbehälter bezeichnet, welcher
mit einem Deckel 2 abgeschlossen wird. Mit 3 ist eine Flunschdichtung zwischen Deckel
und Behälter bezeichnet. Das Wasser tritt durch den Zulauf ¢ oben in -den Flüssigkeitsbehälter
ein und läuft an der tiefsten Stelle ah. Im Deckel des Behälters befindet sich das
Entlüftungsventil 5, dessen innere Öffnung bei entsprechendem Wasserstand im Flüssigkeitsbehälter
durch die Schwimmerkugel 5 verschlossen wird. Der Auslaufboden 7 und das Auslaufrohr
8 sind verstellbar, letzteres durch die Mutter g. In der Abbildung ist das Schaltgerät
in Verbindung mit einem Durchlauferhitzer gezeigt. Die - Heizspirale io, welche
um das Zuflußrohr liegt; hat ihren Anschluß im Deckel an den Klemmen i i und 12.
Der Stromkreis wird über das O_uecksilberschaltrohr 13 geschlossen. Betätigt wird
dieses Schaltrohr 13 von einem auf der Schwimmerkugel betätigten Schaltstift 14,
der durch eine Führung im Entlüftungsrohr 5 --immer -seine senkrechte Lage beibehält.
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Aus diesem Aufbau ergibt sich die folgende Wirkungsweise: .Wird -über
das vorgeschaltete Durchlaßventil der Wasserzufluß freigegeben, so tritt das Wasser
über die Oberkante des Rohres 4 in den 'Behälter i ein. Es läuft nach unten und
tritt zum Teil durch die Austrittsöffnung aus. Diese Menge ist, da das Entlüftungsrohr
5 noch offen ist, beträchtlich geringer als die unter Wasserleitungsdruck eintretende
Wassermenge, so -daß der Wasserstand im Behälter i sehr schnell ansteigt. Der Vorgang
dauert so lange, bis -das Entlüftungsrohr durch die mit dem Wasserspiegel angehobene
SchwiinrizerlcügeI6 verschlossen wird. In diesem Augenblick ist der Anlaufvorgang
beendet und .die der -Solleistung entsprechende Heizspiralenfläche wasserberührt.
Der Wasseraustritt erfolgt, da der Behälter i nunmehr geschlossen ist, unter vollem
Wasserleitungsdruck, womit der stationäre Durchflußzustand erreicht ist, die Schwimmerkugel
6 betätigt über dem Schaltstift 14. das Quecksilberschaltrohr 13, und die Heizspirale
wird eingeschaltet.
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Gegenüber einer reinen Schwimmeranordnung hat diese Schaltanordnung
den besonderen Vorteil, daß der Kontaktdruck bedeutend größer wird, weil die Schwimmerkugel
ja gleichzeitig als Drosselventil wirkt. Es ist demzufolge auch möglich, Schaltungen,
welche-- vom Wasserdruck abhängig sind, auszuführen.
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Wird die Wasserzufuhr unterbrochen, so öffnet sich das Schwimmerventil
6 unter dem Einfluß des äußeren Luftdrucks, und der nunmehr wieder oben offene Behälter
i läuft leer, wodurch der Heizstrom unterbrochen bzw. das Gerät abgeschaltet wird.
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Der Auslaufboden. ? ist für sich und gemeinsam mit dem Abflußrohr
höhenverstellbar. Dies ist für sich durch die Mutter ebenfalls höhenverstellbar.
Durch diese Hilfsmittel kann der Auslaufquerschnitt sehr genau eingeregelt werden.
Vorteilhaft begrenzt der Boden 7 eine besondere Flüssigkeitskammer.
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Statt des hier geschilderten Durchlauferhitzers ist die Anwendung
des Gerätes als Bauelement aber genau so möglich, wenn nur die Wasserzufuhr parallel
zu der zu regelnden Anordnung erfolgt. Die Anwendung als Trockengehsicherung geht
aus der bewiesenen Verwendbarkeit für Durchlauferhitzer hervor.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht der Durchlauferhitzer
bzw. die Trockengehsicherung oder das Bauelement aus einem zylindrischen Behälter
nach Abb.2 und 3 mit Flüssigkeitszu- und -ablauf im Unterteil, einem etwa achsenrecht
zum Gehäuse angeordneten Überlaufrohr und einer dieses umgebenden, zweckmäßig einen
selbständigen Bauteil bildenden Elektrodenanordnung. Hierdurch wird eine Strömungsrichtung
entgegen derjenigen, die sich durch Wärmezufuhr und Konvektion ausbilden würde,
erzielt, so daß sichkeineDampfblasenandenElektrodenbilden.
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In den Abb. 2 und 3 sind die sich entsprechenden Teile mit gleichen
Ziffern benannt. Zusätzlich befinden
sich in diesen Abbildungen
die Stabelektroden 16, die Sternelektrode 17, die Druckschrauben 18, die Klemmringe
i9 sowie die Anschlußfahnen2o. Letztere dienen dem Anschluß der Stabelektrode 16
im Deckel 2. Mit 21 sind die Abdichtungen an den Durchführungsstellen der Elektroden
bezeichnet.
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Das 'Ü'berlaufrohr kann ganz aus Isolierstoff oder leitend ausgebildet
sein; es kann auch nur im oberen Teil leitend, z. B. mit einem leitenden Überzug
versehen sein. Schließlich können auch die Innenwände des Behälters i als Hilfselektrode
leitend ausgebildet sein, dann wird bei Erreichung dieser Elektrode durch den im
Behälter i ansteigenden Wasserspiegel ein erhöhter Strom aufgenommen.
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Die, Wirkungsweise der in Abb. 2 und 3 angegebenen elektrodenelektrischen
Anordnung ist dergestalt, daß zwischen den beiden unter dem Deckel angeordneten
Elektroden und der Sternelektrode bei Erreichung durch den ansteigenden Wasserspiegel
ein Stromdurchgang stattfindet. Die Größe dieses Stromes ist ein Maß für den Wasserstand
im Behälter. Werden strombetätigte Schaltmittel, wie Relais, Kontaktmeßgeräte usw.,
benutzt, so läßt sich auch dadurch die Aufgabe erfindungsgemäß lösen.