DEC0007461MA

DEC0007461MA -

Info

Publication number: DEC0007461MA
Authority: DE

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 21. April 1953 Bekanntgemacht am 24. Mai 1956Registration date: April 21, 1953. Advertised on May 24, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Nach einem Vorschlag von Höpler sind seit längeren Jahren Flüssigkeitsumlaufthermostaten im Gebrauch. Bei ihnen wird die Flüssigkeit eines Bades auf konstanter Temperatur gehalten und umgewechselt. Sie werden zur Konstanthaltung der Temperatur bei Beobachtungen und Messungen physikalischer, chemischer und biologischer Vorgänge benutzt.Following a suggestion from Höpler, liquid circulation thermostats in use for longer years. With them the liquid becomes one Bath kept at constant temperature and changed. They are used to keep the Temperature when observing and measuring physical, chemical and biological processes used.

Sollen Temperaturen unterhalb der Zimmertemperatur konstant gehalten werden, so ist die Zuführung von Kälte erforderlich, die die Temperaturflüssigkeit kühlt. Die gekühlte Temperaturflüssigkeit wird dann durch einen Heizkörper geheizt, dessen Stromzufuhr durch ein Kontaktthermometer geregelt wird. Zur Kühlung hat man bisher entweder einen Einsatztopf verwendet, in den Eis oder sonstige Kühlmittel eingebracht wurden, oder man hat kaltes Wasser durch eine eingesetzte Kühlschlange geführt. Das Durchleiten von Kühlwasser ergibt verhältnismäßig geringe Temperaturkonstanz, weil Menge und Temperatur des Wassers nicht geregelt sind. Die Benutzung von Eis gestattet nur kurzzeitige Versuche und ist verhältnismäßig teuer.If temperatures below room temperature are to be kept constant, the feed is necessary of cold required, which cools the temperature liquid. The cooled temperature liquid is then heated by a radiator, whose power is supplied by a contact thermometer is regulated. So far, either an insert pot has been used for cooling, in the ice or other coolants were introduced, or one has cold water through an inserted cooling coil guided. The passage of cooling water results in a relatively low temperature constancy, because the amount and temperature of the water are not regulated. The use of ice permitted only short-term attempts and is relatively expensive.

Bei dem Flüssigkeitsumlaufthermostat nach der Erfindung wird zur Konstanthaltung tieferer Temperaturen die Badflüssigkeit durch den Verdampfer einer Kältemaschine gekühlt und die erzeugte Kälte durch Heizung auf die Solltemperatur geregelt. In the liquid circulation thermostat according to the invention, lower temperatures are kept constant the bath liquid is cooled by the evaporator of a refrigeration machine and the generated Cold controlled by heating to the target temperature.

Es ist zwar eine Einrichtung bekannt, bei der mit einem Kühlaggregat, dessen Motor von einem Thermostaten geregelt wird, die Flüssigkeit eines Bades auch bei tieferen Temperaturen konstant gehalten werden soll. Diese Anordnung vermag jedoch die Temperaturkonstanz nicht zu erzielen,Although there is a device known in which with a cooling unit, the motor of a Thermostat is controlled, the liquid in a bath is kept constant even at lower temperatures shall be. However, this arrangement cannot achieve temperature constancy,

609 527/320609 527/320

C7461Ia/17aC7461Ia / 17a

die für die Zwecke des Umlaufthermostaten nach der Erfindung erforderlich ist und die nach der Erfindung durch die Anwendung von Kühlung und Heizung erreicht wird.which is necessary for the purposes of the circulation thermostat according to the invention and which according to the Invention is achieved through the use of cooling and heating.

: 5 Dieser Hauptgedanke der Erfindung kann in der Weise ausgeführt werden, daß dem Verdampfer der Kältemaschine abhängig von dem Temperaturfühler der Temperierflüssigkeit des Thermostaten abwechselnd expandierendes Kühlmittel aus dem: 5 This main idea of the invention can be carried out in such a way that the evaporator of the Refrigeration machine dependent on the temperature sensor of the bath fluid of the thermostat alternately expanding coolant from the

ίο Verflüssiger der Kältemaschine und warmes, gasförmiges Kühlmittel unmittelbar aus dem Kompressor der Kältemaschine zugeführt wird. Die Steuerung kann dabei über Magnetventile erfolgen. Um möglichst die zahlreichen im Gebrauch befindlichen Thermostaten verwenden zu können, kann die Anordnung auch so getroffen sein, daß die Temperierflüssigkeit des Thermostaten wie üblich geheizt wird. Dann fällt die Zuführung des komprimierten gasförmigen Kühlmittels im die Verdampferleitung fort.ίο Condenser of the refrigeration machine and warm, gaseous Coolant is supplied directly from the compressor to the refrigeration machine. The control can take place via solenoid valves. In order to be able to use as many thermostats as possible in use, the arrangement can also be made so that the temperature control liquid of the thermostat such as is usually heated. Then the supply of the compressed gaseous refrigerant falls in the evaporator line away.

Kältemaschine und Thermostat können baulich zu einer Einheit zusammengefaßt werden. Dies geschieht zweckmäßig in der Weise, daß der auf der Innenseite mit der Kühlschlange, ausgestattete Kessel des Thermostaten mit der Kältemaschine zusammengebaut wird. Dann können die vorhandenen Thermostaten nach Entfernung des vorhandenen Kessels in den mit der Kühlschlange ausge-statteten Kessel eingesetzt werden.The refrigeration machine and thermostat can be structurally combined into one unit. this happens expediently in such a way that the inside with the cooling coil is equipped The boiler of the thermostat is assembled with the chiller. Then the existing Thermostats after removing the existing boiler in the one equipped with the cooling coil Boilers are used.

In den Fig. 1 und 2 wird die Erfindung dargestellt und nachstehend beschrieben.In Figs. 1 and 2, the invention is illustrated and described below.

Zur Erläuterung soll zunächst auf die Funktion des Gerätes eingegangen werden, die am besten aus dem Kälteschema nach Fig. 2 erkennbar ist. In dem oberen strichpunktierten Rechteck ist das Kälteaggregat dargestellt, das im wesentlichen aus einem Kompressor 1, einem Verflüssiger 2, einem Sammelbehälter 3 für die Kühlflüssigkeit besteht. Schieber 4 haben den Zweck, das Kälteaggregat von den anschließenden Rohrleitungen abtrennen zu können, um insbesondere beim Auffüllen den Eintritt von Luft und Feuchtigkeit zu verhindern. Im unteren Teil der Füg. 2 ist das Schema eines Flüssigkeitsumlaufthermostaten dargestellt, in dessen durch die strichpunktierte Begrenzungslinie angedeuteten Kessel S .die Rohrschlange 6 für die ^: Kühlflüssigkeit sicif befindet. Die Flüssigkeit des Umlauf thermostaten wird durch eine Pumpe 7 über einen Rohr-odef Schlauchanschluß 8 demVerbraucher 9 zugeführt und gelangt dann über eine Rückleitung 10 in den Kessels zurück. Die Tem-To explain this, the function of the device should first be discussed, which can best be seen from the cooling diagram according to FIG. 2. In the upper dot-dashed rectangle, the refrigeration unit is shown, which essentially consists of a compressor 1, a condenser 2, a collecting container 3 for the cooling liquid. Slides 4 have the purpose of being able to separate the refrigeration unit from the subsequent pipelines in order to prevent the entry of air and moisture, in particular when filling. In the lower part of the Füg. 2 shows the scheme of a liquid circulation thermostat, in whose boiler S, indicated by the dash-dotted line, the pipe coil 6 for the ^: coolant sicif is located. The liquid of the circulation thermostat is fed to the consumer 9 by a pump 7 via a pipe or hose connection 8 and then returns to the boiler via a return line 10. The tem-

'· peratur der Thermostatenflüssigkeit wird durch ein Kontaktthermometer 20 in an sich bekannter Weise gemessen, dessen Kontakte die dargestellten Magnetventiie 13 und, 19, in der weiter unten beschriebenen Weise schalten. Als Verbraucher werden hier ^: Meßgeräte und sonstige Laboratoriumsapparate verstanden, bei denen die Temperatur konstant gehalten werden soll,; z. B. Viskosimeter, Refraktometer u. dgl. Die Kühlflüssigkeit fließt der Schlange 6 über eijj Filter 11, einen Trockner 12, ein Magnetventil 13'' sowie das thermostatische Expansionsventil 14 zu. Der Fühler 15 des Expansionsventils 14 fühlt die Temperatur der Rücklaufleitung 16 für die Kühlflüssigkeit ab. Die Kühlflüssigkeit fließt dem Verflüssiger 2 über ein Rückschlagventil 17 zu, vor dessen Eingang eine Leitung 18 über ein Magnetventil 19 unmittelbar zur Verdampferschlange 6 im Umlaufthermostaten abzweigt. 'The temperature of the thermostat fluid is measured by a contact thermometer 20 in a manner known per se, the contacts of which switch the illustrated magnetic valves 13 and 19 in the manner described below. Consumers are ^{understood here:} measuring devices and other laboratory apparatus in which the temperature is to be kept constant; z. B. viscometer, refractometer and the like. The cooling liquid flows to the coil 6 via a filter 11, a dryer 12, a solenoid valve 13 ″ and the thermostatic expansion valve 14. The sensor 15 of the expansion valve 14 senses the temperature of the return line 16 for the cooling liquid. The cooling liquid flows to the condenser 2 via a check valve 17, in front of whose inlet a line 18 branches off via a solenoid valve 19 directly to the evaporator coil 6 in the circulation thermostat. '

Die Wirkungsweise der dargestellten Anordnung ist folgende:The mode of operation of the arrangement shown is as follows:

Das Kontaktthermometer 20 wird auf die gewünschte, unterhalb der Zimmertemperatur liegende Temperatur eingestellt. Dann ist der Kontakt des Thermometers geschlossen, das Magnetventil 13 ist offen, das Magnetventil 19 geschlossen. Die für die Steuerung der Magnetventile. erforderliche Schaltung ist hier nicht dargestellt, sie kann in irgendeiner bekannten Weise erfolgen, falls gewünscht, kann die Genauigkeit durch Zwischenschaltung einer Verstärkerröhre, vorzugsweise· einer gittergesteuerten Gasentladungsröhre, erhöht werden.The contact thermometer 20 is set to the desired, below room temperature Temperature set. Then the contact of the thermometer is closed, the solenoid valve 13 is open, the solenoid valve 19 is closed. The one for controlling the solenoid valves. required circuit is not shown here, it can be done in any known manner, if desired, The accuracy can be increased by interposing an amplifier tube, preferably a grid-controlled one Gas discharge tube, can be increased.

Der Kompressor verdichtet das über die Rücklaufleitung 16 angesaugte gasförmige Kühlmittel und drückt es über das Rückschlagventil 17 dem Verflüssiger 2 zu. Infolge des entstehenden hohen Druckes und entsprechender Abkühlung durch einen Ventilator wird das Kühlmittel in an sich bekannter Weise verflüssigt und in dem Sammelbehälter 3 aufgespeichert. Es gelangt dann über das Filtern, den Trockner 12 und das geöffnete Magnetventil 13 zum thermostatischen Expansionsventil 14. In an sich bekannter Weise expandiert die Flüssigkeit am Ausgang des thermostatischen Expansionsventils und erzeugt in der Schlange 6 Kälte. Der Temperaturfühler 15 an der Rücklaufleitung 16 steuert die Düsenöffnung des thermostatischen Expansionsventils 14 in an sich bekannter Weise. Die Temperatur in der Rücklaufleitung 16 ist bekanntlich ein Maß für die in der Verdampferschlange 6 verbrauchte , Kälteleistung, so daß durch das thermostatische Expansionsventil die Menge der zugeführten Kühlflüssigkeit geregelt wird. Sinkt nun beim Betrieb des Gerätes die Temperatur im Kessel 5 des Thermostaten auf die eingestellte gewünschte Temperatur, dann wird der Kontakt des Kontaktthermometers 20 geöffnet, das Magnetventil 13 geschlossen und das Magnetventil 19 gleichzeitig geöffnet. Es strömt dann das warme, noch gasförmige Kühlmittel über die Leitung 18 und das Magnetventil 19 unmittelbar in die Verdampferschlange 6, die dadurch erhitzt wird und der Kühlflüssigkeit des Thermostaten ihre Wärme mitteilt. Dabei verhindert das Rückschlagventil 17 ein Rückströmen der unter Druck stehenden Kühlflüssigkeit aus dem Verflüssiger 2. Das Kontaktthermometer 20 wird alsbald seinen Kontakt wieder schließen, dadurch die Leitung 18 mit Hilfe des Magnetventils 19 sperren und gleichzeitig das Magnetventil 13 wieder öffnen. Dieses Spiel wiederholt sich nach Maßgabe der Anzeige des Kontaktthermometers 20.The compressor compresses the gaseous coolant drawn in via the return line 16 and presses it to the condenser 2 via the check valve 17. As a result of the resulting high Pressure and appropriate cooling by a fan is the coolant in itself liquefied in a known manner and stored in the collecting container 3. It then passes over the filtering, the dryer 12 and the opened Solenoid valve 13 to the thermostatic expansion valve 14. Expands in a manner known per se the liquid at the outlet of the thermostatic expansion valve and generated in the coil 6 Cold. The temperature sensor 15 on the return line 16 controls the nozzle opening of the thermostatic expansion valve 14 in a manner known per se Wise. The temperature in the return line 16 is known to be a measure of that in the evaporator coil 6 consumed, cooling capacity, so that through the thermostatic expansion valve the amount of coolant supplied is regulated. If the temperature drops when the device is in operation in the boiler 5 of the thermostat to the set desired temperature, then the Contact of the contact thermometer 20 is open, the solenoid valve 13 is closed and the solenoid valve 19 open at the same time. The warm, still gaseous coolant then flows through the line 18 and the solenoid valve 19 directly into the evaporator coil 6, which is thereby heated and communicates its heat to the coolant of the thermostat. The check valve prevents this 17 a backflow of the pressurized cooling liquid from the condenser 2. The Contact thermometer 20 will soon close its contact again, thereby also line 18 Block the solenoid valve 19 using the solenoid valve 19 and at the same time open the solenoid valve 13 again. This The game is repeated according to the display of the contact thermometer 20.

Gleichzeitig wird durch die Pumpe 7 die im Kessel 5 auf konstanter Temperatur gehaltene Flüssigkeit über die Leitung 8 dem Verbraucher 9At the same time, the pump 7 keeps the temperature in the boiler 5 at a constant temperature Liquid via line 8 to the consumer 9

527/320527/320

C 74611al17aC 74611al17a

zu- und über die Leitung io zurückgeführt, dadurch wird die Temperatur im Verbraucher in der gewünschten Höhe konstant gehalten. Es gelingt mit dieser Anordnung, die Temperatur im Mittel auf ±o,i° genau zu halten. In bestimmten Temperaturbereichen sind auch noch größere Genauigkeiten erzielbar.and fed back via the line io, thereby the temperature in the consumer in the desired height kept constant. With this arrangement it is possible to keep the average temperature to be kept to within ± o, i °. There are even greater accuracies in certain temperature ranges achievable.

Der Erfindungsgedanke ist auch durchführbar, wenn die Magnetventile 13 und 19 sowie die Rückleitung 18 weggelassen werden. Dann arbeitet das Kühlaggregat im geschlossenen, nur durch den Fühler 15 geregelten Kreislauf, jedoch wird die Flüssigkeit des Flüssigkeitsumlaufthermostaten in an sich bekannter Weise geheizt und der Grad der Heizung durch das Kontaktthermometer 20 geregelt. Dieses Kälteschema wird man insbesondere dann verwenden, wenn normale, schon bisher im Handel befindliche Umlauf thermostaten ohne Änderung verwertet werden sollen.The idea of the invention can also be carried out if the solenoid valves 13 and 19 and the return line 18 can be omitted. Then the cooling unit works in the closed, only through the Sensor 15 regulated circuit, but the liquid of the liquid circulation thermostat is in Heated in a known manner and the degree of heating controlled by the contact thermometer 20. This cooling scheme will be used especially when normal, already in Commercially available circulation thermostats are to be recycled without modification.

Fig. ι zeigt, wie die an Hand des Kälteschemas nach Fig. 2 beschriebenen Teile konstruktiv angeordnet sind. In einem aus Streben 21, 22, 23, 24 und 25 bestehenden Gehäuse sind links die Teile des Kälteaggregats, die mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind wie in Fig. 2, und rechts der Flüssigkeitsumlaufthermostat bekannter Bauart zusammengebaut. Die Rohrleitungen 16 und die über das thermostatische Expansionsventil 14 verlaufende Leitung verbinden beide Teile. Der an sich bekannte Flüssigkeitsumlaufthermostat ist nur insoweit geändert, als die Kesselwandüng die Rohrschlange 6 enthält. Bei dieser Konstruktion können also die schon im Gebrauch befindlichen zahlreichen Flüssigkeitsumlaufthermostaten gleicher Bauart ohne· weiteres verwendet werden, es ist lediglich der Kessel des vorhandenen Thermostaten zu entfernen und der Thermostat als solcher in das dargestellte Aggregat der Fig. 1 einzubauen. Es sei noch erwähnt, daß die Rahmenkonstruktion eine Isolierung 26 enthält, durch die der Temperaturabfluß vom Kessel des Thermostaten verhindert wird.Fig. Ι shows how the parts described with reference to the refrigeration diagram of FIG. 2 are structurally arranged are. In a housing consisting of struts 21, 22, 23, 24 and 25, the parts are on the left of the refrigeration unit, which are designated by the same reference numerals as in Fig. 2, and on the right the liquid circulation thermostat of known design assembled. The pipes 16 and the line running over the thermostatic expansion valve 14 connects the two parts. The on known liquid circulation thermostat is only changed insofar as the Kesselwandüng the pipe coil 6 contains. With this construction, the numerous that are already in use can Liquid circulation thermostats of the same type can easily be used, it is only Remove the boiler from the existing thermostat and move the thermostat as such into the one shown Install the unit of FIG. 1. It should also be mentioned that the frame construction is a Contains insulation 26 which prevents the temperature from flowing away from the boiler of the thermostat will.

Je nach der Art des verwendeten Kühlmittels lassen sich mit Anordnungen nach der Erfindung Temperaturen im Bereich zwischen — 30⁰ und Zimmertemperatur bei einer Genauigkeit von im Mittel ± o,i⁰¹ konstant halten. Die zuerst beschriebene Ausführungsform mit abwechselnder Zuleitung von Wärme und Kälte in den Verdampfer 6 ist besonders geeignet für die tieferen Temperaturbereiche. Depending on the type of the refrigerant used can be with arrangements according to the invention, temperatures in the range of - 30 to ⁰ and room temperature with an accuracy of ± o on average, be kept constant i ^01. The embodiment described first with alternating supply of heat and cold to the evaporator 6 is particularly suitable for the lower temperature ranges.

Claims

PATENT CLAIMS:

i. Thermostat in which the liquid in a bath is kept at a constant temperature and is changed over, so-called liquid circulation thermostat, characterized in that to keep lower temperatures constant, the bath liquid through the evaporator (6) a Refrigeration machine (1, 2, 3) cooled and the cold generated by heating to the target temperature is regulated.

2. Thermostat according to claim 1, characterized in that that heating and cooling alternate with each other.

3. Thermostat according to claim 2, characterized in that the evaporator (6) depending on the temperature sensor (contact thermometer 20) the heat transfer liquid alternately expanding coolant from the supply. liquid (2) from the refrigeration machine and warm, gaseous coolant directly from the Compressor (1) is fed to the refrigeration machine.

4. Thermostat according to Claim 3, characterized in that that the alternating switching is carried out by solenoid valves (13, 19), the can be controlled by the contact thermometer (20).

5. Thermostat according to claim 3, characterized in that when feeding the gaseous Refrigerant a return flow of the coolant present in the condenser (2) through a Check valve (17) is prevented.

6. Thermostat according to claim 1, characterized in that that the heating and cooling process act simultaneously on the bath liquid.

7. Thermostat according to claim 6, characterized in that the cold regardless of the temperature of the bath liquid is supplied, but the latter in a manner known per se heated with the help of a heating coil and the heat supply with the help of a contact thermometer (20) is regulated.

8. Thermostat according to claim 1, characterized in that that the evaporator (6) designed as a cooling coil is connected to the refrigerating machine is guided along the inside of the boiler of the thermostat (Fig. 1).

9. Thermostat according to claim 1, characterized in that that the refrigeration machine and liquid circulation thermostat are combined in a housing to form a structural unit.

10. Thermostat according to claim 1, characterized in that that one the evaporator coil

(6) containing thermostatic boiler with the refrigeration machine in a housing assembled in this way is that existing thermostats are used in the boiler (5) be able.

Referred publications:
Swiss patent specification No. 223618.

1 sheet of drawings