DE2151420C3 - Temperature controller - Google Patents
Temperature controllerInfo
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- DE2151420C3 DE2151420C3 DE19712151420 DE2151420A DE2151420C3 DE 2151420 C3 DE2151420 C3 DE 2151420C3 DE 19712151420 DE19712151420 DE 19712151420 DE 2151420 A DE2151420 A DE 2151420A DE 2151420 C3 DE2151420 C3 DE 2151420C3
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B1/00—Details of electric heating devices
- H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
- H05B1/0202—Switches
- H05B1/0208—Switches actuated by the expansion or evaporation of a gas or liquid
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- Measuring Fluid Pressure (AREA)
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Description
Die Erfindung betrifft einen Temperaturregler mit einem mediumsgefüllten, insbesondere flüssigkeitsgefüllten Temperaturfühler und einem auf das von diesem zu regelnde System einwirkenden membranartigen oder entsprechend wirkenden Organ (nachfolgend »Membrane« genannt), welches auf seiner einen Seite dem sich mit steigender Temperatur des Temperaturfühlers ausdehnenden regelnden Medium, insbesondere Flüssigkeit und auf seiner anderen Seite einem Außendruck ausgesetzt ist.The invention relates to a temperature regulator with a medium-filled, in particular liquid-filled Temperature sensor and a membrane-like acting on the system to be controlled by this or correspondingly acting organ (hereinafter referred to as "membrane"), which on its one The regulating medium, which expands as the temperature of the temperature sensor rises, in particular liquid and is exposed to external pressure on its other side.
Derartige Temperaturregler werden vielfach zur Steuerung und Regelung eingesetzt, z. B. in einem Elektrothermostaten zum Betätigen eines Schalters, welcher einen Stromkreis ein- oder ausschaltet. Die Arbeitsweise ist hierbei etwa derart, daß bei steigen-Such temperature regulators are widely used for control and regulation, z. B. in one Electric thermostats for operating a switch that turns a circuit on or off. the The way of working here is such that with increasing
der Temperatur die sich im Fühler befindliche Flüssigkeit ausdehnt und einen Hub der Membrane erzeugt, der zum Betätigen des Schalters herangezogen wird. Dieser schaltet bei sinkender Temperatur am Fühler beispielsweise einen Schaltkreis ein und bei steigenderthe temperature of the liquid in the sensor expands and creates a stroke of the membrane, which is used to operate the switch. This switches on a circuit when the temperature at the sensor drops, for example, and when it rises
Temperatur am Fühler den Schaltkreis ab.Temperature at the sensor.
Ein Nachteil der bekannten Regler besteht darin, daß bei einem Bruch der den Temperaturfühler mit der Membrandose verbindenden Leitung, insbesondere in Form einer Kapillare, oder bei sonstiger Un-A disadvantage of the known controller is that if the temperature sensor breaks with the line connecting the diaphragm box, in particular in the form of a capillary, or otherwise
is dichtheit die Membrane zusammensinkt und dadurch die Anlage einschaltet und dauernd eingeschaltet läßt,is tightness the membrane collapses and thereby the system switches on and leaves it switched on continuously,
was z. B. bei Feuerungsanlagen sehr gefährlich ist.what z. B. is very dangerous in combustion systems.
Es ist ein Steuerventil für elastische DruckmedienIt is a control valve for elastic media
bekannt (deutsche Offenlegungsschrift 2 034 766), beiknown (German Offenlegungsschrift 2 034 766), at
ao der eine unter Federdruck stehende Schnappmembrane einerseits durch Preßluft und andererseits durch die Außenatmosphäre beaufschlagt wird. Steigt der Drurk der Preßluft an, wird die Schnappmembrane aus ihrer nach der Preßluft- bzw. Druckfederseite aus-ao the snap membrane under spring pressure is acted upon on the one hand by compressed air and on the other hand by the outside atmosphere. The rising When the compressed air is pressed, the snap-on membrane is moved out of its to the compressed air or compression spring side.
»5 gebogenen Lage allmählich flachgedrückt, bis sie bei einem bestimmten Preßluftdruck ihre Totpunktlage überrchr-jitet und hierbei nach der Gegenseite ausgebogen wird. Hierdurch wird ein Ventil derart umgesteuert, daß die Arbeitsluft zur Leerlaufschaltung eines Kompressors geliefert wird. Bei einem Undichtwerden der Preßluftleitung würde die Schnappmembrane in ihre Ursprungsstellung zurückkehren und die Leerlaufschaltung des Kompressors rückgängig machen. »5 curved position gradually flattened until it is at a certain compressed air pressure overrchr-jitet their dead center and thereby bent to the opposite side will. As a result, a valve is reversed in such a way that the working air to the idle circuit of a Compressor is delivered. If the compressed air line leaks, the snap-on membrane would return to its original position and reverse the compressor idling.
Es ist des weiteren ein automatisches Ventilaggregat (USA-Patentschrift 3 592 215) bekannt, das mit zwei weiteren Membranen zusammenwirkt, von denen die eine ein gasförmiges Arbeitsmedium und die andere ein gasförmiges Reservemedium steuert, der-There is also an automatic valve unit (US Pat. No. 3,592,215) known with two other membranes cooperate, one of which is a gaseous working medium and the one other controls a gaseous reserve medium that-
art, daß bei einem Nachlassen des Druckes des Ar beitsmediums selbsttätig auf das Reservemedium umgeschaltet wird. Dieses bekannte Ventilaggregat ist verhältnismäßig aufwendig und zur Lösung der der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe ungeeignet.kind, that when the pressure of the work medium decreases, it automatically switches to the reserve medium will. This known valve unit is relatively expensive and to solve the present invention underlying task unsuitable.
Ein Druckregler mit Sicherheitseinrichtung im Falle eines Membranbruches oder Druckmangels ist ferner durch die deutsche Offenlegungsschrift 1 953 945 bekannt, bei der eine ein Ventil gemeinsam mit einer Feder steuernde Membrane auf ihrer einen Seite von dem durch das Ventil gesteuerten Druck und auf ihrer Rückseite von Atmosphärendruck beaufschlagt wird. Bei einem Bruch der Membrane gleichen sich die Drücke beiderseits derselben aus, wodurch das von der Membrane gesteuerte Ventil geschlossen wird.A pressure regulator with safety device in the event of a diaphragm rupture or insufficient pressure is also known from the German Offenlegungsschrift 1 953 945, in which a valve is common with a spring controlling membrane on one side of the pressure controlled by the valve and is subjected to atmospheric pressure on its rear side. Same if the membrane breaks the pressures on both sides of the same, whereby the valve controlled by the membrane is closed.
Ähnlich wirkende Druckdosen sind durch die französische Patentschrift 1 201 054 und durch die Zeitschrift Zmsr 5 (1962), Seiten 223 bis 229 bekannt.Similar acting pressurized cans are described in French patent specification 1 201 054 and in the magazine Zmsr 5 (1962), pages 223 to 229 known.
Alle diese vorbeschriebenen Regler sind als Druckregler ausgebildet und lassen sich als Temperaturregler nicht ohne weiteres verwenden.All of these regulators described above are used as pressure regulators designed and can not be easily used as a temperature controller.
Bekannt ist auch eine Flüssigkeit enthaltende Druckdose mit einer faltenbalgartigen Membrane, bei der ein in die Membrane hineinragender Verschlußkörper mit einer zum Füllen der Druckdose dienenden, nachträglich verschlossenen Hohlfalte versehen ist.A liquid containing one is also known Pressurized can with a bellows-like membrane, in which a closure body protruding into the membrane provided with a subsequently closed hollow fold which is used to fill the pressurized can is.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Temperaturregler der eingangs genannten Art sicherzustellen, daß der Regler in seinem ganzen Arbeitsbereich zwischen einer niedrigen und einer hohen Temperatur voll funktionsfähig ist, andererseits jedoch - unabhängig von der Temperatur - dann in eine Sicherheitsstellung übergeht, wenn das die Temperatur am Temperaturfühler übertragende System undicht wird oder zu Bruch geht.The invention is based on the object, in a temperature controller of the type mentioned at the outset ensure that the regulator is between a low and a high range in its full range of operation Temperature is fully functional, but on the other hand - regardless of the temperature - then into a Safety position is overridden if the system transmitting the temperature to the temperature sensor leaks becomes or breaks.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Membrane als an sich bekannte Schnappmembrane ausgebildet und nach der einen Seite des regelnden Mediums durch Unterdruck so weit vorgespannt ist, daß sie auch bei höchster Temperatur am Temperaturfühler innerhalb des Arbeitsbereiches des Temperaturreglers um einen Sicherheitshub noch unterhalb (diesseits) einer Null-Lage bleibt und erst bei einem Undichtwerden des den Temperaturfühler mit der mediumbeaufschlagten Seite der Membrane verbindenden Systems durch Ausgleich beider Seiten auf Außendruck die Null-Lage überschreitet und dadurch das zu regelnde System - z. B. mittels elektrischen Schalters schnappartig abregelt.This object is achieved according to the invention in that the membrane is a known snap membrane formed and biased so far on one side of the regulating medium by negative pressure is that it is within the working range of the temperature sensor even at the highest temperature Temperature controller by a safety stroke still below (this side) a zero position and only at leakage of the temperature sensor connecting the side of the membrane exposed to the medium System by balancing both sides on external pressure exceeds the zero position and thereby the system to be controlled - e.g. B. by means of an electrical switch snaps down.
Damit wird gegenüber dem Stand der Technik der Vorteil erzielt, daß der Regler nach einem Bruch des mediumsgefüllten Temperaturfühlers selbsttätig eine Sicherheitsstellung einnimmt. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des Temperaturreglers wird im folgenden beschrieben.This has the advantage over the prior art that the controller after a break of the medium-filled temperature sensor automatically assumes a safety position. A particularly preferred one Embodiment of the temperature controller is described below.
In der Zeichnung zeigtIn the drawing shows
Fig. 1 das Gesamtschema einer mit einer erfindungsgemäßen Membrane ausgestatteten Anlage,1 shows the overall diagram of one with one according to the invention Membrane equipped system,
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der Membrane, 2 shows an enlarged representation of the membrane,
Fig. 3 ein Schema für die Wirkungsweise der Membrane undFig. 3 shows a scheme for the operation of the membrane and
Fig. 4 ein Diagramm für die Arbeitsweise der Membrane.Fig. 4 is a diagram showing how the membrane works.
Ein mit einer Flüssigkeit gefüllte! Fühler 10 bekannter Bauart ist durch ein Kapillarrohr 11 mit einem Regler 12 (Temperaturweggeber) verbunden. Der Regler 12 weist einen Anschlußteil 13 mit einer mit dem Kapillarrohr 11 verbundenen Bohrung 14 auf, die in den Innenraum 15 einer Membrandose 16 mündet, der durch eine Membrane 17 nach außen abgeschlossen ist. Die Membrane 17 betätigt einen Stößel 18, der einen elektrischen Schalter 19 öffnet oder schließt.One filled with a liquid! Feeler 10 better known Construction is connected by a capillary tube 11 to a controller 12 (temperature travel sensor). Of the Regulator 12 has a connection part 13 with a bore 14 connected to the capillary tube 11, which opens into the interior 15 of a diaphragm can 16, which is closed by a membrane 17 to the outside is. The membrane 17 actuates a plunger 18 which opens an electrical switch 19 or closes.
In der Schemazeichnung nach Fig. 3 sind der Fig. 1 entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Wände der Membrandose 16 sind starr ausgebildet, so daß diese an dem Ausdehnungsspiel der den Fühler und den Innenraum 15 der Membrane ausfüllenden Flüssigkeit nicht teilnimmt. Die Membrane 17 besteht gemäß Fig. 3 im wesentlichen aus drei konzentrisch zueinander angeordneten Teilen, nämlich einem starren äußeren Ringteil 20, einem federnden Ringteil 21 und einem starren zentrischen Teil 22, wobei der Teil 20 an seinem Umfange bei 23 gelenkartig mit der Außenwand der Membrandose 16 und der federnde Ringteil 21 wirkungsmäßig gelenkartig mit den Teilen 20 und 22 an den Umfangslinien 24 und 25 verbunden ist.In the schematic drawing of FIG. 3 are the Parts corresponding to FIG. 1 are provided with the same reference numerals. The walls of the diaphragm can 16 are rigidly designed, so that this on the expansion play of the sensor and the interior 15 of the membrane filling liquid does not participate. The membrane 17 consists essentially of FIG. 3 of three concentrically arranged parts, namely a rigid outer ring part 20, one resilient ring part 21 and a rigid central part 22, the part 20 at its circumference 23 articulated with the outer wall of the diaphragm box 16 and the resilient ring part 21 in terms of effect articulated is connected to the parts 20 and 22 at the circumferential lines 24 and 25.
In der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 ist der federnde Teil 21 durch einen Ring mit wellenförmigem Querschnitt verwirklicht. Die einzelnen Abschnitte 16,20,21 und 22 gehen hiebei stetig ineinander über und sind vorzugsweise aus einem einzigen Materialstück gefertigt. Die Wirkungsweise ist jedoch grundsätzlich die gleiche wie diejenige des Schemas nach F i g. 3.In the embodiment of FIGS. 1 and 2 is the resilient part 21 realized by a ring with a wave-shaped cross-section. The individual sections 16, 20, 21 and 22 go steadily into one another and are preferably made of a single one Piece of material manufactured. However, the mode of operation is basically the same as that of the scheme according to FIG. 3.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist im einzelnen den Fig. 3 und 4 zu entnehmen. Normalerweise herrscht nach dem ZusammenbauThe mode of operation of the device described can be seen in detail in FIGS. 3 and 4. Usually prevails after assembly
ίο von Fühler 10, Kapillarrohr 11 und Regler 12 im Innern 15 der Membrandose ein Unterdruck, so daß die Membrane 17 durch den Außendruck P0 (Atmosphärendruck multipliziert mit der wirksamen Membranfläche) entgegen ihrer Eigenfederung Pf in dieίο from sensor 10, capillary tube 11 and regulator 12 inside 15 of the diaphragm box a negative pressure, so that the membrane 17 by the external pressure P 0 (atmospheric pressure multiplied by the effective membrane area) against its natural spring P f in the
gestrichelte Lage 17' (Fig. 3) gedrückt wird. Der Umfang 23 wirkt hierbei als Festachse für den als Hebel wirkenden Ringteil 20, wodurch der Abstand D0 konstant gehalten wird.dashed position 17 '(Fig. 3) is pressed. The circumference 23 acts here as a fixed axis for the ring part 20 acting as a lever, whereby the distance D 0 is kept constant.
Steigt die Temperatur im Fühler 10 und dehnt sichIf the temperature in the sensor 10 rises and expands
so dadurch die Flüssigkeit aus, wird ein bei einem von der Temperatur abhängigen Druck P1 ein Gesamtdruck P1 = P1 + P. auf die Membrane in deren Lage 17' ausgeübt, so daß der Ringteil 20 aus dessen Lage 20' um den Rand 23 als Achse gekippt wird und sichso that the liquid is exerted at a temperature-dependent pressure P 1, a total pressure P 1 = P 1 + P. is exerted on the membrane in its position 17 ', so that the ring part 20 from its position 20' around the edge 23 is tilted as an axis and itself
as der Null-Lage 0-0 der Membrane nähert. Der federnde Ringteil 21 wird hierbei durch Zusammendrücken mehr oder weniger vorgespannt, wobei der Durchmesser Dx des Innenteiles 22 ganz oder im wesentlichen ganz konstant gehalten wird, während sich der Durchmesser D, entsprechend dem Schwenkhub Jt des Außenteiles 20 verkürzt.as approaches the zero position 0-0 of the membrane. The resilient ring part 21 is pretensioned to a greater or lesser extent by being compressed, the diameter D x of the inner part 22 being kept completely or essentially completely constant, while the diameter D is shortened according to the pivoting stroke Jt of the outer part 20.
Die Abmessungen sind nun derart getroffen, daß innerhalb des Arbeitsbereiches A (Fig. 4), z. B. zwischen den Temperaturen 7", und 7"2, die Membrane einen Hub H ausführt, indem sich der Mittelteil 22 der Membrane aus der Lage 22' der Null-Lage 0-0 bis auf einen Sicherheitsabstand e nähert und der federnde Teil 21 entsprechend entspannt wird. Erst bei einem weiteren Temperaturanstieg AT von T2 nach T1, der normalerweise außerhalb des Arbeitsbereiches A der Anlage liegt, würde die Null-Linie durch die Membrane (entsprechend Punkt X0 des Diagramms Fig. 4) erreicht werden.The dimensions are now made such that within the working area A (Fig. 4), for. B. between the temperatures 7 "and 7" 2 , the diaphragm executes a stroke H , in that the middle part 22 of the diaphragm approaches the zero position 0-0 from position 22 'to a safety distance e and the resilient part 21 is relaxed accordingly. Only with a further temperature rise AT from T 2 to T 1 , which normally lies outside the working area A of the system, would the zero line through the membrane (corresponding to point X 0 of the diagram in FIG. 4) be reached.
Tritt jedoch ein Bruch des Kapillarrohres 11 oder eine sonstige Undichtheit im Flüssigkeitssystem des Fühlers 10 bzw. der Membrandose 12 ein, gleicht sich der Außendruck mit dem Druck im Innenraum 15 der Membrandose aus. Die Eigenfederung P. der Membrane verstellt dadurch die Membrane 17 aus deren Lage 17' über die Null-Lage 0-0 hinaus, wobei im Augenblick des Überschreitens der Null-Lage der zentrische Teil 22 der Membrane sprungartig um den Hub S (bis zum Punkt Λ", des Diagramms Fig. 4) vorwärtsbewegt wird und dadurch mittels des Stößels 18 den Schalter 19 öffnet. Das durch die Membrane 17 zu kontrollierende System, z. B. eine Feuerungsanlage, wird dadurch abgeschaltet.However, if the capillary tube 11 breaks or there is some other leak in the liquid system of the sensor 10 or the diaphragm can 12, the external pressure is balanced out with the pressure in the interior 15 of the diaphragm can. The self-springing P. of the diaphragm thereby displaces the diaphragm 17 from its position 17 'beyond the zero position 0-0, with the central part 22 of the diaphragm abruptly around the stroke S (up to point 4) is moved forward and thereby opens the switch 19 by means of the plunger 18. The system to be controlled by the membrane 17, for example a furnace, is thereby switched off.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf Schnappmembrane im engeren Sinne, sondern erstreckt sich auch auf Regelorgane, die eine einer solchen Membrane entsprechende erfindungsgemäße Wirkungsweise zulassen, z. B. auch auf mit einem Schnappmechanismus vereinigte Kolben od. dgl. Eine Schnappmembrane hat jedoch den besonderen Vorteil größter Einfachheit.The invention is not limited to snap diaphragms in the narrower sense, but extends also on regulating organs that have a mode of action according to the invention corresponding to such a membrane allow, e.g. B. od also on pistons combined with a snap mechanism. Like. A snap membrane however, it has the particular advantage of great simplicity.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19712151420 DE2151420C3 (en) | 1971-10-15 | 1971-10-15 | Temperature controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19712151420 DE2151420C3 (en) | 1971-10-15 | 1971-10-15 | Temperature controller |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2151420A1 DE2151420A1 (en) | 1973-04-19 |
| DE2151420B2 DE2151420B2 (en) | 1975-02-20 |
| DE2151420C3 true DE2151420C3 (en) | 1975-10-02 |
Family
ID=5822451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19712151420 Expired DE2151420C3 (en) | 1971-10-15 | 1971-10-15 | Temperature controller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2151420C3 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE29501239U1 (en) * | 1995-01-27 | 1995-03-09 | Anschütz, Rudolf, 35764 Sinn | Thermostatic control element |
-
1971
- 1971-10-15 DE DE19712151420 patent/DE2151420C3/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2151420A1 (en) | 1973-04-19 |
| DE2151420B2 (en) | 1975-02-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
| EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |