DE954783C

DE954783C - Cooling water regulator for refrigeration systems with control depending on the refrigerant pressure

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Publication number: DE954783C
Application number: DEH21598A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1954-09-26
Filing date: 1954-09-26
Publication date: 1956-12-20

Description

Kühlwasserregler für Kälteanlagen mit vom Kältemitteldruck abhängiger Steuerung Die Erfindung betrifft einen Kühlwasserregler für Kälteanlagen mit vom Kältemitteldruck abhängiger Steuerung.Cooling water controller for refrigeration systems with refrigerant pressure dependent Control The invention relates to a cooling water regulator for refrigeration systems with from Refrigerant pressure dependent control.

Derartige Regler bestehen aus einem Druckkörper, der mit dem Kältemittel in Verbindung steht und der unter dem Einfluß einer Rückstellkraft so weit unter Vorspannung gesetzt wird, daß je nach dem Druck-bzw. Temperaturverlauf des Kältemittels von dem Druckkörper aus ein Ventil den Wasserverbrauch, d. h. also die gewünschte Wassermenge, einregelt.Such regulators consist of a pressure body, which with the refrigerant is in connection and under the influence of a restoring force so far below Bias is set that depending on the pressure or. Temperature profile of the refrigerant from the pressure hull a valve shows the water consumption, d. H. so the one you want Amount of water, regulates.

Die Federvorspannung bei solchen Reglern ist über besondere Einstellmittel regelbar, um eine Umstellung des Keglers auf verschiedene Kältemittel mit steil oder flach verlaufender Verdampfungskennliiiie durchzuführen.The spring preload in such regulators is via special adjustment means adjustable to switch the bowler to different refrigerants with steep or with a flat evaporation characteristic.

Derartige Einstellmittel haben jedoch den Nachteil, daß ein solcher Regler entweder bei Einstellung für eine flach verlaufende Verdampfungskurve innerhalb eines gegebenen Temperaturbereiches wohl einwandfrei arbeiten kann, dann aber bei Umstellung auf eine steiler verlaufende Verdampfungskurve nicht mehr so empfindlich arbeitet. Wird der Regler auf ein Kältemittel mit steil verlaufender Verdampfungskurve ausgelegt, so daß er jetzt innerhalb des geforderten Temperaturbereiches einwandfrei regelt, dann würde dieser bei Umstellung auf ein Kältemittel mit flacher. Verdampfungskurve außerordentlich träge arbeiten.However, such adjustment means have the disadvantage that such Controller either when set for a flat evaporation curve within can work properly within a given temperature range, but then at Switching to a steeper evaporation curve is no longer so sensitive is working. If the controller switches to a refrigerant with a steep evaporation curve designed so that it is now perfectly within the required temperature range regulates, then this would be when switching to a refrigerant with a flat. Evaporation curve work extremely sluggishly.

An Hand eines Zahlenbeispieles sind diese Vorgänge noch besonders erkennbar. Bei einem bestimmten Kältemittel soll der Regler für eine Temperatur zwischen 25 bis 3o° C bei einem Druck von 3 bis 3,6 atü ansprechen. Bei einem anderen Kältemittel würde für die gleiche Temperatur aber der Arbeitsbereich des Reglers bei einem Druck von z. B. 5,7 bis 6,5 atü liegen und bei einem weiteren Kältemittel z. B. bei 4,7 bis 5,7 atü.Using a numerical example, these processes are still special recognizable. For a certain refrigerant, the controller should be for a temperature respond between 25 to 30 ° C at a pressure of 3 to 3.6 atmospheres. With another Refrigerant would be for the same temperature but the working range of the Regulator at a pressure of z. B. 5.7 to 6.5 atmospheres and another refrigerant z. B. at 4.7 to 5.7 atmospheres.

Ein solcher Regler soll nun aber in einer bestimmten Grenze, d. h. in einem bestimmten Temperaturbereich, der zwischen 2 bis 3° C schwanken darf, feinfühlig und möglichst trägheitslos arbeiten, d. h. den Ventilquerschnitt öffnen und schließen. Dies hat aber zur Folge, daß für jedes Kältemittel nach Möglichkeit eine weiche, genau abstimmbare Feder vorgesehen werden müßte.However, such a controller should now be within a certain limit, i. H. Sensitive in a certain temperature range, which may fluctuate between 2 to 3 ° C and work with as little inertia as possible, d. H. open and close the valve cross-section. However, this has the consequence that for each refrigerant, if possible, a soft, precisely tunable spring would have to be provided.

Wenn nun aber ein solcher Regler auf ein Kältemittel mit flacher Verdampfungskurve ausgelegt ist und auf ein Kältemittel mit steiler Verdampfungskurve übergegangen werden soll, würde die Kennlinie der bisherigen Feder nur ungenau oder gar nicht für diesen neuen Druckverlauf mit Rücksicht auf die hohen geforderten Drücke ausreichen, um mit der nötigen Genauigkeit zu regeln. Wird dagegen der Regler von vornherein auf eine höhere Dampfdruckkurve, d. h. mit steilem Federkennlinienverlauf, ausgerüstet, dann arbeitet dieser Regler bei Umstellung auf eine niedrigere Verdampfungskurve viel zu träge, da z. B. bei 0,3 atü Druckanstieg ein Temperaturunterschied von z° C vorhanden ist, während bei flacher Verdampfungskurve bei 0,3 atü Druckanstieg bereits einjTemperaturanstiegvonmehreren °C vorliegt.If, however, such a controller is designed for a refrigerant with a flat evaporation curve and a change is to be made to a refrigerant with a steep evaporation curve, the characteristic curve of the previous spring would only be imprecise or not at all sufficient for this new pressure curve, taking into account the high pressures required to regulate with the necessary accuracy. If, on the other hand, the controller is equipped from the outset to a higher vapor pressure curve, ie with a steep spring characteristic curve, then this controller works much too sluggishly when switching to a lower evaporation curve, since z. For example, with a pressure increase of 0.3 atmospheres, there is a temperature difference of z ° C, while with a flat evaporation curve, with an increase in pressure of 0.3 atmospheres, there is already a temperature increase of several ° C.

Es leuchtet ein, daß mit den bisher üblichen Reglerausführungen diesen stark schwankenden Betriebsanforderungen nicht Rechnung getragen werden kann, und es ist Aufgabe der Erfindung, hierfür Abhilfe zu schaffen und dafür zu sorgen, d'aß innerhalb eines geforderten Temperaturbereiches eine einwandfreie Umstellung solcher Kühlwasserregler auf verschiedene Verdampfungskurven möglich ist.It is clear that with the controller designs that have been customary up to now this strongly fluctuating operational requirements cannot be taken into account, and it is the object of the invention to remedy this and to ensure that there is within a required temperature range a proper conversion of such Cooling water controller on different evaporation curves is possible.

Gemäß der Erfindung wird ein solch feinfühliger und praktisch trägheitsloser Regelvorgang innerhalb einer gegebenen Temperaturgrenze dadurch erreicht, daß die Umstellung des Reglers auf eine für ein anderes Kältemittel erforderliche Federkennlinie durch andere Unterteilung der Federvorspannung des Druckkörpers in mehrere Federwege mit verschiedenem Kennlinienverlauf erfolgt.According to the invention, such a sensitive and practically inertia is less Control process achieved within a given temperature limit in that the Conversion of the controller to a spring characteristic required for a different refrigerant by differently subdividing the spring preload of the pressure hull into several spring deflections takes place with different characteristics.

Hierfür ist es möglich, der Feder für den Druckkörper eine oder mehrere Federn mit flach verlaufender Kennlinie in Reihe zu schalten, und zwar so, daß beim Übergang auf ein Kältemittel zeit stark ansteigender Verdampfungskurve dieser flach verlaufende Federanteil mehr oder weniger stillgesetzt bzw. ausgeschaltet wird, und umgekehrt. Einer der Federanteile kann dabei aus einer Schraubenfeder und der oder die weiteren Federanteile aus zusammengesetzten Scheiben- bzw. Tellerfedern nach Art einer Federsäule bestehen.For this it is possible to use one or more springs for the pressure body To connect springs with a flat characteristic curve in series, in such a way that the Transition to a refrigerant time with strongly increasing evaporation curve this flat running spring portion is more or less stopped or switched off, and vice versa. One of the spring components can consist of a helical spring and the or the other spring components from composite disc or plate springs exist in the manner of a spring column.

Es wäre auch denkbar, die Unterteilung des gesamten Federvermögens so vorzunehmen, daß die einzelnen Federanteile parallel geschaltet sind und beim Übergang von einem Einstellbereich in den anderen der nächstfolgenden Federanteile selbsttätig zu- oder abschaltbar ist. Bei einer solchen Ausführung kann es sich empfehlen, insbesondere bei Verwendung ineinandergestellter Schraubenfedern, die eine der Schraubenfedern über gegebenenfalls einstellbare Anschläge im Gehäuse an ihrem freien Ende abzustützen. Schließlich wäre es auch noch denkbar, für die verschiedenen Meßbereiche bei Verwendung einer Schraubenfeder deren Windungen mit unterschiedlicher Steigung und/oder verschiedenem Durchmesser auszuführen, so daß sich praktisch verschiedene Federkennlinien innerhalb einer einzigen Feder durch Aufeinanderlegen einzelner Windungen ergeben, ähnlich mehreren in Reihe geschalteten Federn mit verschiedener Kennlinie. Auch Scheiben- bzw. Tellerfedern lassen sich nach diesen Gedankengängen aufbauen.It would also be conceivable to subdivide the entire spring capacity make so that the individual spring components are connected in parallel and at Transition from one setting range to the other of the next following spring components can be switched on or off automatically. With such a design it can be recommend, especially when using nested coil springs, the one of the coil springs via optionally adjustable stops in the housing to support their free end. Finally, it would also be conceivable for the different ones Measuring ranges when using a helical spring whose turns with different Run slope and / or different diameter, so that practically different Spring characteristics within a single spring by placing individual ones on top of one another Windings result, similar to several springs connected in series with different Curve. Disk springs or disc springs can also be based on these lines of thought build up.

Wie im einzelnen die Erfindung ausführbar ist, zeigen mit den für sie wesentlichen Teilen die Ausführungsbeispiele in der Zeichnung, und zwar Fig. r einen Schnitt durch einen Kühlwasserregler und Fig. 2 eine weitere Ausführung, ebenfalls im Schnitt. In dem Gehäuse r befindet sich, gegebenenfalls über ein Deckelteil 2 einsetzbar, der Druckkörper 3, der über den Anschluß 4 mit dem betreffenden Kältemittel in Verbindung steht. Das Gestänge 5 ist mit dem Boden des Druckkörpers 3 in an sich bekannter Weise verbunden und durch das Gehäuse r hindurchgeführt, um in nicht dargestellter Weise die Ventilquerschnitte für die Einstellung des Wasserdurchganges od. dgl. zu beeinflussen.How in detail the invention can be carried out, show with the for they essential parts of the embodiments in the drawing, namely Fig. r shows a section through a cooling water regulator and FIG. 2 shows a further embodiment, also in the cut. In the housing r is located, possibly via a cover part 2 can be used, the pressure body 3, which via the connection 4 with the relevant refrigerant communicates. The linkage 5 is in itself with the bottom of the pressure body 3 connected in a known manner and passed through the housing r to in not shown Way, the valve cross-sections for setting the water passage od. Like. to influence.

Der Druckkörper 3 steht dabei unter dem Einfluß einer Rückstellkraft in Form einer Feder 6, beispielsweise einer Schraubenfeder. Um den Meßbereich bzw. den Regelbereich und darüber hinaus auch den Regler für verschiedene Kältemittel verändern bzw. verwenden zu können, ist es erforderlich, die Vorspannung der Rückstellkraft 6 in bestimmten gegebenen Grenzen zu verändern. Hierfür kann eine scheibenförmige Einstellschraube 7 dienen, die über einen - Gehäuseschlitz 8 auf einem Gewinde 9 in axialer Richtung des Gehäuses r verstellbar angeordnet ist.The pressure body 3 is under the influence of a restoring force in the form of a spring 6, for example a helical spring. To determine the measuring range or the control range and also the controller for various refrigerants to be able to change or use, it is necessary to adjust the bias of the restoring force 6 within certain given limits. A disk-shaped Adjusting screw 7 are used, which have a housing slot 8 on a thread 9 is arranged adjustable in the axial direction of the housing r.

Diese Anordnung hat den besonderen Vorteil, daß durch die deutlich sichtbaren Höhenänderungen der Scheibe 7, gegebenenfalls mit einer Markierung, innerhalb des Schlitzes nach Art einer Skala to sofort der jeweilige Meß- bzw. Regelbereich erkennbar ist.This arrangement has the particular advantage that through the clearly visible changes in height of the disc 7, optionally with a marking, within of the slot in the manner of a scale to immediately the respective measuring or control range is recognizable.

Um die Federvorspannung den verschiedenen Verdampfungskurven für den Übergang auf das eine oder andere Kältemittel anpassen zu können, ohne daß sich dabei Schwankungen innerhalb des zu fordernden Temperaturbereiches für die Durchführung des Regelvorganges ergeben dürfen, ist der Federweg, d. h. das Federvermögen der Rückstellkraft des Druckkörpers 3, unterteilt, und zwar in dem Ausführungsbeispiel in Fig. r .wird eine Schraubenfeder 6 beispielsweise für den steil ansteigenden Druckverlauf gewählt und in Reihe hierzu für eine flach verlaufende Verdampfungskurve über die Abstützscheibe xr ein weiterer Federanteil zugeschaltet, der hier aus einzelnen Scheibenfedern x2 besteht. Diese Scheibenfedern können noch über einen zylindrischen Ansatz 13 des Gewindes 9 eine Führung erhalten. Es ist selbstverständlich denkbar, auch die gesamte Federanordnung aus solchen Scheibenfedern zeit verschiedenem Kennlinienverlauf aufzubauen.In order to be able to adapt the spring preload to the various evaporation curves for the transition to one or the other refrigerant without fluctuations within the temperature range required for carrying out the control process, the spring deflection, i.e. the resilience of the restoring force of the pressure body 3, is divided, namely in the embodiment in Fig. r. A helical spring 6 is chosen, for example, for the steeply increasing pressure curve and in series with this for a flat evaporation curve via the support disc xr a further spring component, which here consists of individual disc springs x2. These disc springs can also be guided via a cylindrical extension 13 of the thread 9. It is of course conceivable to build up the entire spring arrangement from such disc springs with a characteristic curve that varies over time.

In dem Ausführungsbeispiel in Fig. 2 ist eine Federanordnung für den Druckkörper 3 gezeigt, bei der die Unterteilung in der Weise erfolgt, daß die Federanteile parallel zueinander geschaltet sind. In dem Ausführungsbeispiel ist für eine solche Federunterteilung von zylinderförmigen Schraubenfedern ausgegangen. Es ist jedoch auch denkbar, andere Federanordnungen zu wählen, beispielsweise Federpakete, Drehstäbe od. dgl., auch in Verbindung mit Scheiben- oder Tellerfedern.In the embodiment in Fig. 2, a spring arrangement for the Pressure body 3 shown in which the Subdivision is done in such a way that that the spring components are connected in parallel to one another. In the embodiment Cylindrical helical springs are used as the basis for such a spring subdivision. However, it is also conceivable to choose other spring arrangements, for example spring assemblies, Torsion bars or the like, also in connection with disc or disc springs.

Die äußere Feder in dem Ausführungsbeispiel in Fig. 2 soll ebenfalls die stärkere Feder 6 für das Kältemittel mit steil ansteigender Verdampfungskurve sein, und die Feder endet vor Erreichen der Einstellscheibe 7 gegebenenfalls in der dargestellten Lage ohne Vorspannung. Sie kann einen besonderen Ring 14 aufweisen, um eine genaue Berührungsebene sicher= zustellen. Es ist aber auch denkbar, gegebenenfalls über diesen Ring 14, beispielsweise durch topfförmige Ausbildung 15, dafür zu -sorgen, daß sich dieser Ring gegenüber einem Ansatz 16 im Gehäuse i unter Vorspannung der Feder 6 abstützt. Dieser Ansatz 16 kann dabei in Pfeilrichtung 17 einstellbar sein, und auf diese Weise ist es möglich, die Vörspannung der Feder 6 zusätzlich zu ändern, um gegebenenfalls den Übergang der verschiedenen Einstellbereiche noch in seiner Grundeinstellung od. dgl. zu beeinflussen.The outer spring in the exemplary embodiment in FIG. 2 is also intended to be the stronger spring 6 for the refrigerant with a steeply rising evaporation curve, and the spring ends before reaching the adjusting disk 7 in the position shown without any pretension. It can have a special ring 14 in order to ensure an exact contact plane. However, it is also conceivable, if necessary via this ring 14, for example by means of a cup-shaped configuration 15, to ensure that this ring is supported against a projection 16 in the housing i under the pretension of the spring 6. This approach 16 can be adjustable in the direction of the arrow 17, and in this way it is possible to additionally change the pre-tensioning of the spring 6 in order, if necessary, to influence the transition of the various setting ranges in its basic setting or the like.

Innerhalb der Feder 6 befindet sich die weitere Feder 12 in Form einer Schraubenfeder, und diese wird zunächst von der Einstellscheibe 7 in ihrer Vorspannung geändert, sofern die Scheibe 7 über den Ausschnitt 8 in dem Gehäuse i über das Gewinde -9 nach oben oder unten verschoben wird. Sobald die Scheibe 7 den Ring 14 erreicht, wird die Feder 6 zugeschaltet, und der Übergang in den nächsten Meßbereich beginnt durch die Additiön dieser beiden Federteile. Es ist auch denkbar, die Feder 6 mit unterschiedlicher Steigung und/oder verschiedenen Windungsdurchmessern auszuführen. Dies hätte eine Wirkung ähnlich der der Federanordnung in Fig. i zur Folge.Within the spring 6 is the further spring 12 in the form of a Helical spring, and this is initially biased by the adjusting washer 7 changed, provided the disc 7 over the cutout 8 in the housing i over the thread -9 is moved up or down. As soon as the disc 7 reaches the ring 14, the spring 6 is switched on and the transition to the next measuring range begins through the addition of these two spring parts. It is also conceivable to use the spring 6 perform different pitch and / or different winding diameters. This would result in an effect similar to that of the spring arrangement in FIG.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Cooling water regulator for refrigeration systems with refrigerant pressure-dependent control and means for changing the spring tension of the pressure hull for the changeover to different refrigerants with steep or flat evaporation characteristics, characterized in that the spring tension of the pressure hull includes several spring paths with different characteristics.

2. Cooling water regulator according to claim i, characterized in that the spring for the Pressure body one or more springs with a flat characteristic curve in series are switched that when transitioning to a refrigerant with a steeply increasing evaporation curve this flat spring portion is more or less shut down, and vice versa.

3. Cooling water regulator according to claim i and 2, characterized in that one of the Spring components from a helical spring and the other spring component (s) composite discs or. Disc springs exist.

4. Cooling water regulator according to Claim i, characterized in that the subdivision of the spring takes place in such a way that the spring components connected in parallel. and when transitioning from a setting range in the other the next spring part can be switched on or off automatically.

5. Cooling water regulator according to claim 4, characterized in that, for example for two adjustment ranges two helical springs with different axial diameters are nested, one of which only after a certain one has been exceeded Adjustment path is switchable (Fig. 2).

6. Cooling water regulator according to claim i and 5, characterized in that the switchable spring (6) extends over optionally adjustable stops (i6) supported in the housing.

7. Cooling water regulator after a of the preceding claims, characterized in that for the different measuring ranges inside - a helical spring whose coils have different pitches and / or have diameter.