EP3034968A1 - Anordnung zum kühlen von gegenständen - Google Patents

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EP3034968A1 EP15200874.4A EP15200874A EP3034968A1 EP 3034968 A1 EP3034968 A1 EP 3034968A1 EP 15200874 A EP15200874 A EP 15200874A EP 3034968 A1 EP3034968 A1 EP 3034968A1
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Definitions

  • the invention relates to an arrangement for cooling objects, in particular castings, comprising a liquid-containing basin with inlet and outlet, level sensor, temperature sensor and first means for controlling the temperature of the liquid in the basin and second means for supplying the liquid into the basin ,
  • immersion cooling tanks In order to cool castings, so-called immersion cooling tanks are used, which may be rectangular tanks of galvanized steel or stainless steel sheet.
  • temperature and level sensors are provided in the basin.
  • To control the temperature or the level of electromagnetically actuated valves are used.
  • the water to be cooled is fed to a heat exchanger in order to ensure the boundary conditions specified by a user.
  • an electrical temperature sensor In order to allow cooling, usually an electrical temperature sensor is used, by means of which an electromagnetic water valve is controlled.
  • the minimum fill level is monitored via level sensors and solenoid water elements operated by them.
  • heat exchangers in the form of pipe systems can be used.
  • components or means of the arrangement are to be supplied with electrical energy in order to cool to the required extent castings in the basin can.
  • electrical energy in order to cool to the required extent castings in the basin can.
  • Special precautions must be taken when installing a pool in an ex-protected area.
  • the present invention is based on the object, an arrangement of the type mentioned in such a way that it can be operated without difficulty taking into account the user requirements, the installation cost is to be reduced in comparison to known constructions.
  • the invention essentially provides that the arrangement is operated without power.
  • a self-sufficient arrangement for which electrical energy is not required.
  • the means for cooling the liquid to comprise a heat exchanger arranged in the liquid, in particular a heat exchange plate, which is connected via a mechanical valve of a mechanical temperature controller to a water-carrying line, the sensor of the temperature controller being in the liquid.
  • the heat exchanger has a water connection extending in the bottom region of the basin and, in the head region of the heat exchanger, a drain which can be closed by a check valve, if necessary.
  • the invention is characterized in that the means for supplying liquid in the basin comprise a liquid-carrying line which is connected to the inlet to the basin, wherein in the conduit a mechanical valve is arranged, which via a connecting element with a connected in the fluid of the pool existing swimmer.
  • the invention also provides a method for cooling objects in a liquid-filled tank with inlet and outlet, level sensor, temperature sensor and a first means for controlling the temperature of the liquid and a second means for supplying liquid into the basin, wherein the arrangement is de-energized is operated.
  • the first device comprises a fluid arranged in the heat exchanger, such as heat exchanger plate, which is connected to a mechanical valve of a mechanical temperature controller, the sensor is located in the liquid, wherein the valve is connected to a liquid-carrying line.
  • the second device comprises a fluid conduit or conduits connected to the inlet, wherein in the conduit a mechanical valve of the inlet is arranged, which via a connecting element, such as levers, with a present in the basin and located in the liquid float connected is.
  • the single figure is a schematic diagram of an arrangement 10 for cooling of particular castings refer.
  • the arrangement 10 comprises as an essential part of a z. B. made of galvanized steel or stainless steel sheet existing pool 12, which is filled with a liquid 14 such as water. Further, located in the basin 12, a heat exchanger in the form of a thermal plate 16, which is preferably arranged along a longitudinal side of a pool wall to cool the liquid 14 to the extent required.
  • a float valve 17 is provided, which is connected via a floating on or in the liquid 14 float 18 via in particular a lever element, depending on the filling level in the tank 12 water run after or shut off this. To convey the water, the existing water pressure in the water line is used without any additional funding is required.
  • a mechanical temperature controller preferably in the form of a thermostatic valve 20, is used, which is connected to a temperature sensor 22 located in the liquid 14 for switching the thermostatic valve 20.
  • a liquid and water connection 24 leads via a line 26 both to the float valve 17 (branch 28) and to the thermostatic valve 20 (branch 30).
  • the connected to the float valve 16 branch 28 of the line 26 opens into a present in the bottom region of the tank 12 inlet 29.
  • a line 32 From the top of the basin 12 is a line 32, which has the function of an overflow pipe and leads to a water drain 34.
  • the connection, ie the sequence is indicated by the reference numeral 31.
  • the leading to the thermostatic valve 20 line 30 opens in the bottom region of the heat exchanger 16 and the thermoplate.
  • the sequence of the heat exchanger 16 starts from the head area and leads via a line 36 to the water outlet 34th
  • the arrangement 10 may be referred to as a self-sufficient system, since no electrical energy is needed to ensure the required liquid level within the basin 12 and at the same time to adjust the temperature so that the necessary cooling of the castings to be introduced takes place.
  • the float valve 16 is opened when by means of the float 18, a liquid level is detected, which is below to be complied with.
  • the pressure applied to the float valve 16 and pressurized water in the bottom region of the basin 12 is introduced until the float 18, the float valve 16 closes.
  • the function of a float or filling valve is met, which is a controlled by a float valve, ie, a certain level of fluid is reached, the valve opens, and upon reaching the desired liquid level this closes again.
  • the water is under pressure and thus flows into the heat exchanger 16 when the thermostatic valve 20 is turned on, so the temperature sensor 22 detects a temperature in the liquid 14, which is above a desired temperature. Since the liquid 14 is introduced into the heat exchanger 16 in the bottom area and the drain is in the head area, it does not require further separate valves. However, a mechanically operating check valve may be provided in the outlet region or in the line 36.
  • the thermostatic valve 20 can also work in the classical manner, d. h., Depending on the temperature of the liquid 14 may be a lower or higher flow, so that in the tank 12, the desired liquid temperature prevails.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung (10) zum Kühlen von Gegenständen, umfassend ein Flüssigkeit (14) enthaltendes Becken (12) mit Zu- und Ablauf (29, 31), Füllstandssensor (17, 18), Temperatursensor (20, 22) sowie erste Mittel zum Temperieren der Flüssigkeit und zweite Mittel zum Zuführen von Flüssigkeit in das Becken. Dabei wird die Anordnung (10) stromlos betrieben.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Kühlen von Gegenständen, insbesondere von Gussteilen, umfassend ein Flüssigkeit enthaltendes Becken mit Zu- und Ablauf, Füllstandssensor, Temperatursensor sowie erste Mittel zum Temperieren der Flüssigkeit in dem Becken und zweite Mittel zum Zuführen der Flüssigkeit in das Becken.
  • Um Gussteile zu kühlen, werden sogenannte Tauchkühlbecken verwendet, bei denen es sich um rechteckige Behälter aus verzinktem Stahl- oder Edelstahlblech handeln kann. Um den Wärme- bzw. Füllstandszustand zu überwachen, sind im Becken Temperatur- und Füllstandssensoren vorhanden. Zur Steuerung der Temperatur bzw. des Füllstandes werden elektromagnetisch betätigte Ventile verwendet. Über eine Umwälzpumpe wird das zu kühlende Wasser einem Wärmetauscher zugeführt, um die von einem Nutzer vorgegebenen Randbedingungen sicherzustellen.
  • Um eine Kühlung zu ermöglichen, gelangt üblicherweise ein elektrischer Temperatursensor zum Einsatz, mittels dessen ein elektromagnetisches Wasserventil gesteuert wird. Über Füllstandssensoren und von diesen betätigte Magnetwassementile wird der minimale Füllstand überwacht. Zur Kühlung können Wärmetauscher in Form von Rohrsystemen zum Einsatz gelangen.
  • Somit sind Komponenten bzw. Mittel der Anordnung mit elektrischer Energie zu versorgen, um im erforderlichen Umfang Gussteile in dem Becken kühlen zu können. Hierdurch bedingt sind zum Teil aufwendige Installationsmaßnahmen erforderlich. Auch sind besondere Vorkehrungen zu treffen, wenn ein Becken in einem ex-geschützten Bereich installiert werden soll.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass diese problemlos unter Berücksichtigung der Nutzeranforderungen betrieben werden kann, wobei der Installationsaufwand im Vergleich zu bekannten Konstruktionen reduziert werden soll.
  • Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung im Wesentlichen vor, dass die Anordnung stromlos betrieben ist.
  • Erfindungsgemäß wird eine autarke Anordnung zur Verfügung gestellt, für die elektrische Energie nicht benötigt wird. Hierzu ist insbesondere vorgesehen, dass das Mittel zum Kühlen der Flüssigkeit einen in der Flüssigkeit angeordneten Wärmetauscher, insbesondere Wärmetauscheiplatte, umfasst, der über ein mechanisches Ventil eines mechanischen Temperaturreglers mit einer wasserführenden Leitung verbunden ist, wobei sich der Fühler des Temperaturreglers in der Flüssigkeit befindet.
  • Insbesondere ist vorgesehen, dass der Wärmetauscher einen im Bodenbereich des Beckens verlaufenden Wasseranschluss und im Kopfbereich des Wärmetauschers einen ggfs. von einem Rückschlagventil verschließbaren Ablauf aufweist.
  • Des Weiteren zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass die Mittel zum Zuführen von Flüssigkeit in das Becken eine Flüssigkeit führende Leitung umfassen, die mit dem Zulauf zum Becken verbunden ist, wobei in der Leitung ein mechanisches Ventil angeordnet ist, das über ein Verbindungselement mit einem in der Flüssigkeit des Beckens vorhandenen Schwimmer verbunden ist.
  • Somit werden Mittel zum Temperieren bzw. zum Regeln des Flüssigkeitsniveaus in dem Becken benutzt, die rein mechanisch arbeiten, ohne dass es elektrischer Energie bedarf. Eine Installation ohne elektrische Leitungen ist möglich. Ferner kann problemlos ein Einsatz in einem ex-geschützten Raum erfolgen.
  • Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zum Kühlen von Gegenständen in einem mit Flüssigkeit gefüllten Becken mit Zu- und Ablauf, Füllstandssensor, Temperatursensor sowie einer ersten Einrichtung zum Temperieren der Flüssigkeit und einer zweiten Einrichtung zum Zuführen von Flüssigkeit in das Becken, wobei die Anordnung stromlos betrieben wird. Dabei umfasst die erste Einrichtung einen in der Flüssigkeit angeordneten Wärmetauscher, wie Wärmetauscherplatte, der mit einem mechanischen Ventil eines mechanischen Temperaturreglers verbunden ist, dessen Fühler sich in der Flüssigkeit befindet, wobei das Ventil mit einer Flüssigkeit führenden Leitung verbunden ist. Die zweite Einrichtung umfasst eine oder die Flüssigkeit führende Leitung, die mit dem Zulauf verbunden ist, wobei in der Leitung ein mechanisches Ventil des Zulaufs angeordnet ist, das über ein Verbindungselement, wie Hebel, mit einem in dem Becken vorhandenen und in der Flüssigkeit befindlichen Schwimmer verbunden ist.
  • Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen -für sich und/oder in Kombination-, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispiels.
  • Der einzigen Figur ist eine Prinzipdarstellung einer Anordnung 10 zum Kühlen von insbesondere Gussteilen zu entnehmen. Die Anordnung 10 umfasst als wesentlichen Bestandteil ein z. B. aus verzinktem Stahl- oder Edelstahlblech bestehendes Becken 12, das mit einer Flüssigkeit 14 wie Wasser gefüllt ist. Ferner befindet sich in dem Becken 12 ein Wärmetauscher in Form einer Thermoplatte 16, die vorzugsweise entlang einer Längsseite einer Beckenwandung angeordnet ist, um die Flüssigkeit 14 im erforderlichen Umfang zu kühlen.
  • Ferner ist ein Schwimmerventil 17 vorgesehen, das über einen mit einem auf bzw. in der Flüssigkeit 14 schwimmenden Schwimmer 18 über insbesondere ein Hebelelement verbunden ist, um in Abhängigkeit von der Füllstandshöhe in dem Becken 12 Wasser nachlaufen lassen oder dieses abzusperren. Zum Fördern des Wassers wird der in der Wasserleitung vorhandene Wasserdruck benutzt, ohne dass ein weiteres Fördermittel erforderlich ist.
  • Um die Temperatur zu regeln, wird ein mechanischer Temperaturregler, vorzugsweise in Form eines Thermostatventils 20, benutzt, das mit einem sich in der Flüssigkeit 14 befindlichen Temperaturfühler 22 zum Schalten des Thermostatventils 20 verbunden ist.
  • Des Weiteren ergibt sich aus der Prinzipdarstellung, dass ein Flüssigkeits- wie Wasseranschluss 24 über eine Leitung 26 sowohl zu dem Schwimmerventil 17 (Abzweigung 28) als auch zu dem Thermostatventil 20 (Abzweigung 30) führt. Die mit dem Schwimmerventil 16 verbundene Abzweigung 28 der Leitung 26 mündet in einem im Bodenbereich des Beckens 12 vorhandenen Zulauf 29. Vom Kopfbereich des Beckens 12 geht eine Leitung 32 aus, die die Funktion einer Überlaufleitung hat und zu einem Wasserablauf 34 führt. Der Anschluss, also der Ablauf ist mit dem Bezugszeichen 31 gekennzeichnet.
  • Die zu dem Thermostatventil 20 führende Leitung 30 mündet im Bodenbereich des Wärmetauschers 16 bzw. der Thermoplatte. Der Ablauf des Wärmetauschers 16 geht vom Kopfbereich aus und führt über eine Leitung 36 zu dem Wasserablauf 34.
  • Die Anordnung 10 kann als autarkes System bezeichnet werden, da keinerlei elektrische Energie benötigt wird, um innerhalb des Beckens 12 den erforderlichen Flüssigkeitsstand sicherzustellen und gleichzeitig die Temperatur so einzustellen, dass die notwendige Kühlung der einzubringenden Gussteile erfolgt.
  • So wird dann das Schwimmerventil 16 geöffnet, wenn mittels des Schwimmers 18 ein Flüssigkeitsstand erfasst wird, der unterhalb eines einzuhaltenden liegt. In diesem Fall wird das an dem Schwimmerventil 16 anstehende und unter Druck stehende Wasser im Bodenbereich des Beckens 12 eingeleitet solange, bis der Schwimmer 18 das Schwimmerventil 16 schließt. Insoweit wird die Funktion eines Schwimmer- bzw. Füllventils erfüllt, das ein durch einen Schwimmer gesteuertes Ventil ist, d. h., wird ein bestimmter Flüssigkeitsstand unterschritten, öffnet sich das Ventil, und bei Erreichen des Soll-Flüssigkeitsstandes schließt dieses wieder.
  • Auch an dem Thermostatventil 20 steht das Wasser unter Druck an und fließt somit dann in den Wärmetauscher 16, wenn das Thermostatventil 20 durchgeschaltet ist, also der Temperaturfühler 22 eine Temperatur in der Flüssigkeit 14 erfasst, die oberhalb einer Solltemperatur liegt. Da die Flüssigkeit 14 in dem Wärmetauscher 16 in dessen Bodenbereich eingeführt wird und der Abfluss im Kopfbereich liegt, bedarf es weiterer gesonderter Ventile nicht. Allerdings kann im Auslassbereich bzw. in der Leitung 36 ein mechanisch arbeitendes Rückschlagventil vorgesehen sein.
  • Das Thermostatventil 20 kann aber auch in klassischer Weise arbeiten, d. h., in Abhängigkeit von der Temperatur der Flüssigkeit 14 kann ein niedriger oder höherer Durchfluss erfolgen, damit in dem Becken 12 die gewünschte Flüssigkeitstemperatur herrscht.

Claims (10)

  1. Anordnung (10) zum Kühlen von Gegenständen, insbesondere von Gussteilen, umfassend ein Flüssigkeit (14) enthaltendes Becken (12) mit Zu- und Ablauf (29, 31), Füllstandssensor (17, 18), Temperatursensor (20, 22) sowie erste Mittel zum Temperieren der Flüssigkeit und zweite Mittel zum Zuführen von Flüssigkeit in das Becken,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Anordnung (10) stromlos betrieben ist.
  2. Anordnung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die ersten Mittel zum Temperieren der Flüssigkeit einen in der Flüssigkeit (14) angeordneten Wärmetauscher (16), insbesondere Wärmetauscherplatte, umfasst, der mit einem mechanischen Ventil (20) eines mechanischen Temperaturreglers verbunden ist, dessen Fühler (22) sich in der Flüssigkeit (14) befindet, wobei das Ventil mit einer Flüssigkeit führenden Leitung (26) verbunden ist.
  3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die zweiten Mittel eine oder die flüssigkeitführende Leitung (26, 28) umfasst, die mit dem Zulauf (29) verbunden ist, wobei in der Leitung ein mechanisches Ventil (17) des Zulaufs (29) angeordnet ist, das über ein Verbindungselement, wie Hebel, mit einem in dem Becken (12) vorhandenen und in der Flüssigkeit (14) befindlichen Schwimmer (18) verbunden ist.
  4. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass sich der Zulauf (29) im Bodenbereich des Beckens (12) befindet.
  5. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass sich der Ablauf (31) im oberen Randbereich des Beckens (12) befindet.
  6. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Wärmetauscher (16) einen im Bodenbereich des Beckens (12) verlaufenden Wasseranschluss und im Kopfbereich des Wärmetauschers einen Ablauf aufweist, in dem oder in einer sich anschließenden Leitung (36) vorzugsweise ein Rückschlagventil angeordnet ist.
  7. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Becken (12) aus verzinktem Stahlblech oder Edelstahlblech besteht.
  8. Verfahren zum Kühlen von Gegenständen, insbesondere von Gussteilen, in einem eine Flüssigkeit (14) enthaltenden Becken (12) mit Zu- und Ablauf (29, 31), Füllstandssensor (17, 18), Temperatursensor (20, 22) sowie eine erste Einrichtung zum Temperieren der Flüssigkeit und eine zweite Einrichtung zum Zuführen von Flüssigkeit in das Becken,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Anordnung (10) stromlos betrieben wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die erste Einrichtung zum Temperieren der Flüssigkeit (14) einen in der Flüssigkeit (14) angeordneten Wärmetauscher (16), insbesondere Wärmetauscherplatte, umfasst, die mit einem mechanischen Ventil (20) eines mechanischen Temperaturreglers verbunden wird, dessen Fühler (22) sich in der Flüssigkeit (14) befindet, wobei das Ventil (20) mit einer Flüssigkeit führenden Leitung (26) verbunden wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die zweite Einrichtung eine oder die Flüssigkeit führende Leitung (26, 28) umfasst, die mit dem Zulauf (29) verbunden wird, wobei in der Leitung ein mechanisches Ventil (17) des Zulaufs (29) angeordnet wird, das über ein Verbindungselement, wie Hebel, mit einem in dem Becken (12) vorhandenen und in der Flüssigkeit (14) befindlichen Schwimmer (18) verbunden wird.
EP15200874.4A 2014-12-19 2015-12-17 Anordnung zum kühlen von gegenständen Active EP3034968B1 (de)

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