DK158014B - Elektrotermisk indstillingsorgan - Google Patents

Description

DK 158014 B

i

Opfindelsen angår et elektrotermisk indstillingsorgan af den i krav l's indledning angivne art.

Et sådant indstillingsorgan er kendt fra De offentliggørelsesskrift nr. 3 028 532. Det tjener til vedvarende 5 omstilling af et indstillingsled, eksempelvis en ventil eller en luftklap, i afhængighed af en vedvarende regulators indstillingssignal. Ved hjælp af indstillingssignalet bliver fordampningsrummet opvarmet mere eller mindre ved hjælp af et elektrisk varmeelement for at 10 opnå en til den tilførte elektriske varmeydelse svarende indstilling af det med stødstangen forbundne indstillingsled. Hvis der nu ved reduktion af den elektriske varmeydelse strømmer kold væske tilbage i fordampnings-rummet, kan dejtte_jjjdXøse en-piudsel.ig kondensation af 15 den J^QtM-arnp'ede væske, begunstiget af virkningen af den ρΊ fordampningsrummet indvirkende kantraf'jed'er. ~~En deri ved betinget pludselig tilbagestilling er dog uønsket, — _fordi den drager en vedvarende regulering i tvivl.

For at undgå et sådant fænomen har e1r fFa'Df^S-S ^Q-28-20 532 kendt indstillingsorgan et fortrængningslegeme med ^ en stempelring, som tætner fordampningsrummet fra det øvrige med fordampningsvæske fyldte rum. Det i afhængighed af fordampningen forskydelige fortrængningslegeme forhindrer ganske vist en væskeudveksling imellem 25 fordampningsrummet og de øvrige rum, men stempelringen forårsager imidlertid som følge af gnidning ved cylindervæggen en hysterese eller gør denne større.

Desuden kendes fra CH-PS 479 809 et indstillingsorgan, hvis elektrisk opvarmede fordampningsrum ved hjælp af 30 et åbent forbindelsesrør er forbundet med arbejdsrum met, som har en foldebælg. Ved dette kendte indstillings-organ er der tilvejebragt et andet elektrisk varmelegeme, ved hjælp af hvilket arbejdsrummet hele tiden bliver opvarmet med konstant ydelse. Derved skal et sammen- 2

DK 158014B

brud af dampfasen være umulig. Ulempen ved et sådant indstillingsorgan er på den ene side den større udgift til fremstilling og på den anden side det yderligere vedvarende forbrug af elektrisk energi.

5 Opfindelsen har til formål at tilvejebringe et elektro- termisk indstillingsorgan, som ved en enkelt opbygning ikke blot forhindrer en pludselig kondensation, men også en ved friktion forårsaget hysterese.

Dette formål opnås ifølge opfindelsen ved, at det ind-10 ledningsvis angivne elektrotermiske indstillingsorgan er ejensdaBimmeligt ved det i krav l's kendetegnende del angivne. ___^

Ved anbringelsen af det radiale mellemrum^ilTv&r^den — - .indtil det sted bestående friktion imellem fortrærigp-15 ningslegemet og indervæggen af den dåseagtige del i praksis ophævet. Den kapillaragtige dimensionerrritpir'F"^"'' mellemrummet f^rhJ^adrlfrF-i" vidtgående grad en uønsket a'rwé'vek"sTing imellem fordampningsrummet og arbejdsrummet. Tilslutningffi'm af den .yderligere d åsæra g t i g e del, 20 stim omslutter foldebælgen, ved den 'førstnævnte dåseag tige del muliggør en kompakt konstruktion af indstillingsorganet med et mindst muligt og derfor inertifattigt væskevolumen, da såvel fordampningsrummet som arbejdsrummet kan slutte sig umiddelbart til det radiale 25 mellemrum. Foldebælgens levetid er større, da denne bliver trykpåvirket udefra i stedet for indefra. Ved en anordning, ved hvilken foldebælgen bliver trykpåvirket udefra, kan fyldningsmængden med fordampningsvæske desuden gøres mindre, da den dåseagtige del, som omslut-30 ter foldebælgen, kan anbringes i umiddelbar nærhed af bælgens udad rettede folder. Det kapillaragtige radiale mellemrum har desuden den fordel, at indstillingsorganet arbejder stillingsuafhængigt, da en ufuldstændig

DK 158014B

3 forskydning af fordampningsvæsken forhindres som følge af tyngdekraftens virkning.

Ved de i krav 2 og 3 angivne udførelsesformer opnås en høj styrke af fortrængningslegemet med ringe mate-5 rialebehov. Som følge af det ringe materialebehov op nås også en lille termisk træghed.

Udførelses formerne i krav A og 5 bidrager til, at friktionen mellem fortrængningslegemet og den dåseagtige del holdes mindst mulig.

10 Ved en i krav 6 angiven udførelsesform kan det elektri ske varmelegeme være udformet således, at det omfatter fordampningsrummets længde ved den første vandring af stødorganet og det dermed forbundne fortrængningslegeme.

Ved den i krav 7 angivne udformning af det radiale mel-15 lemrum udviser dette en tilstrækkelig lang strækning til at opnå en optimal termisk adskillelse imellem fordampningsrummet og arbejdsrummet.

Den ved en udførelsesform ifølge krav 8 opnåede styrke betinger desuden et så ringe materialeforbrug som muligt, 20 for at forøge indstillingsorganets reaktionshastighed.

Opfindelsen skal i det følgende nærmere beskrives med henvisning til tegningen, som viser et elektrotermisk indstillingsorgan i længdesnit.

Det i et hus 10 anbragte indstillingsorgan har en gen-25 nem en befæstigelsesflange 12 forløbende stødstang 14.

Den indre ende af stødstangen 14 er forbundet med en plade 16, imellem hvilken og beholderflangen 12 en foldebælg 18, som omslutter stødstangen 14, strækker sig.

En tilbageføringsfjeder 20 er ved den ene ende under-

DK 158014 B

4 støttet ved pladen 16 og ved den anden ende på befæ-stigelsesflangen 12.

I den modsat foldebælgen 12 liggende side af pladen 16 er der med denne forbundet et cylindrisk, som hul-5 legeme udformet fortrængningslegeme 22, hvis længst fra pladen 16 vendende overside 24 er hvælvet udad. Fortrængningslegemet 22 består af et materiale med ringe varmeledningsevne, eksempelvis af chrom-nikkel-stål. Fortrængningslegemet 22 og foldebælgen 18 er indsat 10 i en dåse, hvis første del 26 omgiver fortrængningsle gemet 22, og hvis anden del 28 omgiver foldebælgen 18.

Imellem den første cylindriske dåsedel 26 og fortrængningslegemet 22 er der dannet et kapillaragtigt, radialt mellemrum 30. Den anden cylindriske dåseagtige del 15 28 har en større diameter end den første dåseagtige del 26, da foldebælgen 18 er således beregnet, at dens virksomme tværsnitsflade svarer til fortrængningslegemets 22 tværsnitsflade.

Imellem fortrængningslegemets 22 hvælvede overside 24 20 og den ligeledes hvælvede overside 32 af den første dåsedel 26 findes et fordampningsrum 34. Rumindholdet af fordampningsrummet 34 er variabel, da fortrængnings-legemet 22 og dermed skiven 16 Samt foldebælgen 18 er forskydelige mod virkningen af fjederen 20 indtil en 25 stilling, i hvilken den hvælvede overside 24 befinder sig i stillingen 24'. I sin største udvidelse strækker fordampningsrummet 34 sig derfor over det med 34' viste område. På cylinderoverfladen af den første dåseagtige del 26 er fordampningsrummet 34' omgivet af 30 et elektrisk varmelegeme 36.

Fordampningsrummet 34, det kapillaragtige radiale mellemrum 30 og et mellem foldebælgens 18 cylinder flade og den anden dåseagtige del 28 dannede arbejdsrum 38

DK 158014 B

5 er fyldt med en fordampningsvæske 40. Den af delstykkerne 26 og 28 bestående dåse er ved en sømkant 42 tæt loddet eller svejset med befæstigelsesflangen 12. Desuden er foldebælgen 18 ved sømstedet 42 ligeledes tæt 5 loddet eller svejset med befæstigelsesflangen 12 eller den anden dåseagtige del 28. Fortrængningslegemet 22 og foldebælgen 18 er ligeledes tæt loddet eller svejset med pladen 16 ved sømsteder 44. Ved de angivne forbindelser er fordampningsrummet 34, arbejdsrummet 38 og 10 det kapillaragtige radiale mellemrum 30, som forbinder de to nævnte rum med hinanden, fra alle sider lukket udadtil.

En isoleringszone, med hvilken fordampningsrummet 34 eller 34' er termisk isolerede fra arbejdsrummet 38, 15 er vist med henvisningstallet 46. Det som hulrum udformede fortrængningslegeme 22 samt i det mindste den første dåseagtige del 46 har en meget ringe vægtykkelse, således at der over disse dele også kun kan forekomme en meget ringe varmestrømning gennem isolerings-20 zonen 46.

Fordampningsrummet 34 er således udformet, at den deri indeholdte væskemængde lige netop er tilstrækkelig til i dampformig tilstand at sikre stødstangens 14 fulde udstrækning. Fortrængningslegemets 22 cylinderflade 25 er forsynet med et gildelag for at gøre en mulig friktion imellem fortrængningslegemet 22 og den første dåseagtige del 26 så lille som mulig. Det er desuden mu ligt at anbringe små, ikke viste fremspring på fortrængningslegemets 22 cylinderflade for at begrænse friktio-30 nen på disse fremspring. Indstillingsorganets virkemå de skal forklares i det følgende: Det elektriske varmelegeme 36 bliver tilført en hele tiden foranderlig elektrisk effekt med en vedvarende regulator. Ved opvarmningen fordampes fordampningsvæsken i fordampningsrum-

DK 158014B

6 met 34, således at der på fortrængningslegemet 22 og på foldebælgen 18 udøves et tryk, ved hjælp af hvilket fortrængningslegemet samt foldebælgen 18 og den dertil fastgjorte stødstang 14 bliver bevæget i retning af 5 stillingen 14' eller 24' mod virkningen fra fjederen 20, indtil der indstiller sig en ligevægtstilstand mellem det i fordampningsrummet 34 opbyggede tryk og virkningen af fjederen 20. Indstillingen af stødstangen 14 er derfor afhængig af den til det elektriske varme-10 legeme 36 tilførte elektriske effekt.

Da foldebælgen 18's virksomme tværsnit stemmer overens med det virksomme tværsnit af fortrængningslegemet 22, bliver der ved en fortrængning ingen væskeforskydning imellem fordampningsrummet 34 og arbejdsrummet 38 gen-15 nem den kapillaragtige ringspalte 30. Som følge af en sådan udformnijiug sikres det, at der som ffnal-ge af en tilbagestilling som følge af reduceret varmeydelse ikke kan komme kold fordampningsvæske ind i fordampnings-rummet 34. Desuden sikrer isoleringszonen 46, at varme-20 tabet fra fordampningsrummet 34 eller 34' i retning mod arbejdsrummet 38 er meget ringe. Som fordampningsvæske anvendes fortrinsvis enten vand eller trichlor-fluormethan.

Den beskrevne konstruktion har ialt et meget ringe rum-25 indhold for fordampningsvæsken, hvorved indstillingsor ganets termiske inerti er reduceret til et minimum. Reaktionshastigheden af det beskrevne indstillingsorgan når ligeledes en minimal værdi.

Det særlige ved denne konstruktion består i, at der 30 imellem fordampningsrummet 34 og arbejdsrummet 38 ikke kræves nogen tætning, og at der alligevel i praksis ikke finder nogen væskeforskydning sted imellem disse to rum, når fortrængningslegemet 22 og foldebælgen 18

DK 158014 B

7 bliver forskudt.

Skønt oversiden 24 af fortrængningslegemet 22 ved det viste udførelseseksempel er hvælvet udad, er det også muligt at hvælve dette indad. Det er i hvert tilfælde 5 af betydning, at såvel oversiden 24 af fortrængnings- legemet 22 som af overfladen 32 af den dåseagtige del 26 er hvælvet ensartet for at opnå et relativt smalt fordampningsrum 34.

Claims (8)

1. Elektrotermisk indstillingsorgan med et opvarmeligt, med en fordampningsvæske fyldt fordampningsrum (34) med foranderligt rumindhold, som er beliggende mellem 5 oversiden (32) af en cylindrisk dåseagtig del (26) og oversiden (24) af et deri forskydeligt indsat cylindrisk fortrængningslegeme (22) af et termisk dårligere ledende materiale, hvorhos fortrængningslegemet (22) ved et forbindelsessted (44) er mekanisk forbundet med en 10 foldebælg (18), som afgrænser et ligeledes med fordamp ningsvæske (40) fyldt arbejdsrum (38), til hvilket er fastgjort en stødstang (14), som er påvirket af en tilbagestillingsfjeder (20), og hvorhos tværsnitsfladen af fortrængningslegemet (22) er lige så stor som den 15 virksomme tværsnitsflade af foldebælgen (18), ken detegnet ved,-at der mellem den dåseagtige del (26) og fortrængningslegemet (22) findes et kapillaragtigt radialt mellemrum (30), som forbinder fordampningsrummet (34) med arbejdsrummet (38), som er beliggende mellem 20 ydersiden af foldebælgen (18) og en yderligere dåseagtig del (28), som slutter sig til den førstnævnte dåseagtige del (26).

2. Indstillingsorgan ifølge krav 1, kendetegnet ved, at fortrængningslegemet (22) er et hulle- 25 gerne.

3. Indstillingsorgan ifølge krav 2, kendetegnet ved, at fortrængningslegemet (22) og/eller i det mindste den førstnævnte dåseagtige del (26), som omgiver fortrængningslegemet, består af et metal med 30 ringe varmeledningsevne som f.eks. chrom-nikkel-stål.

4. Indstillingsorgan ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at fortrængningsle- DK 158014 B gemets (22) cylinder flade er forsynet med et gildelag.

5. Indstillingsorgan ifølge krav 4, kendetegnet ved, at der på fortrængningslegemets (22) cylinderflade er anbragt fremspring.

6. Indstillingsorgan ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at et elektrisk varmelegeme (36) er anbragt ved det op til oversiden (32) stødende område på cylinderfladen af den førstnævnte dåseagtige del (26).

7. Indstillingsorgan ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at det kapillaragti-ge radiale mellemrum (30) er længere end fordampnings-rummets (34') største dimension.

8. Indstillingsorgan ifølge ethvert af kravene 1-7, 15 kendetegnet ved, at fortrængningslegemet (22) og den førstnævnte dåseagtige del (26) er hvælvet ensartet på oversiden.