DE4431593C2 - Dampfdruck-Fühler für das Expansionsventil des Verdampfers einer Kühlanlage - Google Patents
Dampfdruck-Fühler für das Expansionsventil des Verdampfers einer KühlanlageInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Dampfdruck-Fühler
für das Expansionsventil des Verdampfers einer Kühlan
lage, mit einem ein Druckmedium enthaltenden Behälter,
mit einer Füllöffnung im Behälter, mit einem in der
Füllöffnung fluiddicht im Preßsitz befestigten ersten
Verschlußteil, der von einer Schicht aus Zinn umgeben
ist.
Bei einem bekannten Dampfdruck-Fühler, der in handels
üblichen Thermostataufsätzen von Temperaturregelventi
len an Wärmetauschern von Heizungsanlagen verwendet
wird, besteht der erste Verschlußteil aus einer mit
Zinn ummantelten Stahlkugel, die im Preßsitz in der
Füllöffnung des aus nicht rostfreiem Stahl hergestell
ten Behälters eingesetzt ist. Auf der Außenseite ist
die Kugel durch Lötzinn abgedeckt und mit der Behälter
wand verbunden. Das Anlöten der Kugel an der Behälter
wand dauert wegen der verhältnismäßig niedrigen Löttem
peratur entsprechend lange, um die Behälterwand hinrei
chend zu erwärmen, so daß das Lötzinn eine stoffschlüs
sige Verbindung mit der Behälterwand eingeht. Hierbei
besteht die Gefahr, daß sich die Füllöffnung wegen der
langandauernden Erwärmung beim Löten stärker aufweitet
als sich die Kugel ausdehnt und der Preßsitz der Kugel
in der Füllöffnung beeinträchtigt wird. Die Folge kann
ein undichter Verschluß sein, insbesondere wenn die
Verbindung zwischen der Stahlwand des Behälters und dem
Lötzinn aufgrund einer auf der Stahloberfläche vorhan
denen Oxidationsschicht nicht hinreichend fest ist.
Aus der DD 255 574 A1 ist ein Verschlußmittel für Ka
nalöffnungen bekannt, die ein unter Druck stehendes
Medium führen. Das Verschlußmittel weist einen in den
Kanal einzusetzenden ersten Verschlußteil in Form eines
Schutzstopfens auf, der das Eindringen von
Schweißrückständen in die Kanäle verhindert. Ein zwei
ter Verschlußteil wird durch einen Verschlußdeckel ge
bildet, der vor der Außenseite des ersten Verschluß
teils an der Öffnung dicht angeschweißt ist. Der
Schutzstopfen dient lediglich dazu, das Eindringen von
Schweißrückständen in den Kanal zu verhindern. Eine
fluiddichte Verbindung zwischen dem Schutzstopfen und
der Innenwand des Kanals ist hierfür nicht erforderlich
und auch nicht offenbart. Ein zunächst freier Kanalab
schnitt zwischen dem Schutzstopfen und dem zweiten Ver
schlußteil dient der Aufnahme einer Schweißwulst, die
diesen Abschnitt bis zur Anlage am Schutzstopfen füllt.
Der DE 27 44 501 A1 ist ein Verschluß zu entnehmen, bei
dem ein erster Verschlußteil in Form einer Scheibe mit
einer Umfangsnut, in der ein elastomerer Dichtungsring
angeordnet ist, oder eine gewölbte Scheibe mit ihrem
Umfangsrand in einer Bohrung unter Vorspannung anliegt.
Zusätzlich liegt wenigstens eine weitere gewölbte
Scheibe mit ihrem Umfangsrand in der Bohrung unter Vor
spannung an. Der erste Verschlußteil hält keinen hohen
Fluiddrücken stand, und die gewölbte(n) Scheibe(n)
greift bzw. greifen in Abhängigkeit von der Höhe ihrer
Druckbelastung mehr oder weniger tief in die Bohrungs
wand formschlüssig ein. Diese formschlüssige Verbindung
wird bei einem Druckwechsel zwangsläufig aufgrund einer
bleibenden Verformung der Bohrungswand an der Ein
griffsstelle undicht.
Aus der GB 20 57 098 A ist ein Verschluß bekannt, bei
dem ein harter Stopfen in eine Bohrung eingepreßt wird.
Dabei soll das weichere Material der Bohrungswand in
eine Umfangsnut des Stopfens eindringen. Hierbei ergibt
sich allenfalls nur eine reib- und formschlüssige Ver
bindung zwischen Bohrungswand und Stopfen, die bei ho
hen Fluiddrücken ebenfalls nicht hinreichend dicht ist,
zumal fraglich ist, ob das Bohrungsmaterial tatsächlich
in die Umfangsnut eindringt und nicht vor dem Stopfen
hergeschoben wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dampf
druck-Fühler der gattungsgemäßen Art anzugeben, dessen
Verschluß hinreichend dicht und fest ist.
Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß
der Behälter aus rostfreiem Stahl besteht, und daß ein
korrosionsbeständiger zweiter Verschlußteil vor der
Außenseite des ersten Verschlußteils in einem Abstand
vom ersten Verschlußteil mit der die Füllöffnung auf
weisenden Wand des Behälters dicht verschweißt ist.
Bei dieser Lösung besteht aufgrund des größeren Ab
stands zwischen den beiden Verschlußteilen nicht die
Gefahr, daß das Befestigen des zweiten, außen liegenden
Verschlußteils die Verbindung zwischen dem ersten Ver
schlußteil und der Füllöffnung beeinträchtigt, weil die
dabei erzeugte Wärme bei der Übertragung von der äuße
ren zur inneren Verbindungsstelle einen größeren weg
zurücklegen muß.
Vorzugsweise ist der erste Verschlußteil eine Kugel.
Der zweite Verschlußteil kann mit einer Kugelfläche am
Außenrand der Füllöffnung anliegen. Dies stellt sicher,
daß die Berührungsfläche zwischen dem zweiten Ver
schlußteil und der Füllöffnung gering ist, so daß die
bei der Herstellung der Verbindung zwischen dem zweiten
Verschlußteil und der Behälterwand erzeugte Wärme
schlecht von dem zweiten Verschlußteil auf die Gehäuse
wand übertragen wird.
Bei dem zweiten Verschlußteil kann es sich jedoch auch
um eine Platte handeln, die gegebenenfalls nur an ihrem
äußeren Rand in noch größerer Entfernung von dem ersten
Verschlußteil mit der Behälterwand verbunden werden
kann.
Es ist aber auch möglich, den ersten Verschlußteil als
Zylinder auszubilden. Dieser läßt sich großflächig mit
der Füllöffnung, z. B. im Reibschluß, verbinden.
Sodann kann der Zylinder massiv und der zweite Ver
schlußteil eine Platte sein. Solche Verschlußteile sind
ebenfalls leicht zu handhaben und haben eine hinrei
chende Festigkeit gegen eine mechanische Verformung.
Vorzugsweise ist dafür gesorgt, daß die Füllöffnung
einen zylindrischen Abschnitt mit kleinerem Durchmesser
und einen Abschnitt mit größerem Durchmesser aufweist
und daß der erste Verschlußteil in dem Abschnitt mit
kleinerem Durchmesser angeordnet ist. Dies stellt eben
falls einen längeren Wärmeübertragungsweg zwischen dem
zweiten Verschlußteil und dem ersten Verschlußteil si
cher.
Der zweite Verschlußteil kann eine hohe Korrosionsfe
stigkeit aufweisen, so daß der Behälter in einer ag
gressiven Umgebung benutzt werden kann, ohne daß der
äußere Verschlußteil korrodiert. Das Material des er
sten Verschlußteils kann dabei eine geringere Korro
sionsfestigkeit aufweisen, da es durch das zweite Ver
schlußteil gegenüber äußeren aggressiven Fluiden ge
schützt wird.
Vorzugsweise besteht der zweite Verschlußteil aus rost
freiem Stahl, so daß er gegenüber äußeren aggressiven
Fluiden besonders korrosionsbeständig ist.
Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachste
hend anhand von Zeichnungen bevorzugter Ausführungsbei
spiele beschrieben, wobei jede der Fig. 1 bis 7 ein
anderes Ausführungsbeispiel im Querschnitt zeigt.
Nach Fig. 1 hat ein teilweise dargestellter Behälter 1
aus rostfreiem Stahl oder Messing oder einem anderen
Metall, der beispielsweise Dampf unter Druck enthält
und als Fühler für das Expansionsventil des Verdampfers
einer Kühlanlage dient, in einer Wand 2 eine Füllöff
nung 3. Die Füllöffnung 3 hat einen ersten zylindri
schen Abschnitt 4 mit kleinerem Durchmesser und einen
zweiten zylindrischen Abschnitt 5 mit größerem Durch
messer. In dem Abschnitt 4 mit kleinerem Durchmesser
ist ein erster Verschlußteil 6 in Form einer Kugel aus
Metall, die einen Kern aus gehärtetem Eisen und eine
äußere Schicht aus Zinn aufweist, im Preßsitz dicht
eingesetzt. Die Zinnschicht vermindert beim Einpressen
die Reibung und bewirkt eine höhere Dichtigkeit, weil
sie sich Unebenheiten der Innenseite der Füllöffnung
besser anpaßt. Vor der Außenseite des ersten Verschluß
teils 6 ist an der Füllöffnung 3 ein zweiter Verschluß
teil 7 dicht befestigt. Der zweite Verschlußteil 7 hat
ebenfalls die Form einer Kugel und besteht aus rost
freiem Stahl. Der zweite Verschlußteil 7 ist stoff
schlüssig mit der Wand 2 des Behälters 1 durch eine
umlaufende Schweißnaht 8 dicht verbunden, wobei der
Verschlußteil 7 mit seiner Kugelfläche am Außenrand der
Füllöffnung 3 anliegt. Der Abstand zwischen der
Schweißnaht 8 und der Reibschlußverbindungsstelle von
Verschlußteil 6 und Abschnitt 4 der Füllöffnung 3 ist
verhältnismäßig groß, so daß nur wenig Wärme von der
Schweißstelle in den Abschnitt 4 und die Verbindungs
stelle zwischen dem ersten Verschlußteil 6 und dem Ab
schnitt 4 übertragen wird. Desgleichen ist die Berüh
rungsfläche zwischen der Wand 2 und dem zweiten Ver
schlußteil 7 sehr gering, so daß auch wenig Wärme aus
dem Verschlußteil 7, da sich der Verschlußteil 7 beim
Schweißen erwärmt, über die Wand 2 in den Abschnitt 4
der Füllöffnung 3 übertragen wird, insbesondere wenn
der Behälter aus rostfreiem Stahl besteht, der eine
besonders geringe Wärmeleitfähigkeit hat. Der erste
Verschlußteil 6 behält daher seine dichte und feste
Lage im Abschnitt 4 der Füllöffnung 3 bei. Da der Ver
schlußteil 7 aus rostfreiem Stahl besteht, kann er auch
aggressiven Medien auf der Außenseite des Behälters
ausgesetzt werden, ohne korrodiert zu werden. Darüber
hinaus schützt der äußere Verschlußteil 7 den inneren
Verschlußteil 6 vor aggressiven Medien, so daß die Wahl
des Materials des inneren Verschlußteils 6 weitgehend
unabhängig von außerhalb des Behälters 1 vorhandenen
aggressiven Fluiden ist.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich
prinzipiell nicht von dem Ausführungsbeispiel nach Fig.
1, nur daß der den größeren Durchmesser aufweisende
Abschnitt 5a der Füllöffnung 3 konisch und der zweite
Verschlußteil 7a auf seiner Außenseite abgeflacht ist.
Hierbei ist der Weg zwischen der Schweißnaht 8 und dem
ersten Verschlußteil 6 für die Wärmeübertragung noch
etwas länger.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 unterscheidet sich
von dem nach Fig. 1 prinzipiell ebenfalls nicht, nur
daß der zweite Verschlußteil 7b als ebene Platte ausge
bildet ist, die den äußeren Abschnitt 5 der Füllöffnung
3 abdeckt, wobei die Schweißnaht 8 ebenfalls weiter
radial außerhalb der Füllöffnung 3 und mithin in einem
größeren Abstand zum ersten Verschlußteil 6 liegt.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 unterscheidet sich
von dem nach Fig. 3 nur dadurch, daß der als Kugel aus
gebildete erste Verschlußteil 6 in dem den kleineren
Durchmesser aufweisenden äußeren Abschnitt 5 eingesetzt
ist, so daß er durch die innere Schulter der abgestuf
ten Füllöffnung 3 daran gehindert wird, in das Innere
des Behälters 1 einzudringen, wenn sich der Preßsitz
beim Anschweißen des äußeren Verschlußteils 7b lösen
sollte. Darüber hinaus läßt sich der Abstand der
Schweißnaht 8 durch entsprechend große Wahl des Durch
messers des Verschlußteils 7b verhältnismäßig weit von
der Füllöffnung 3 weglegen.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 entspricht eben
falls weitgehend dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3,
nur daß der den kleineren Durchmesser aufweisende Ab
schnitt 4 der Füllöffnung 3 außen und der den größeren
Durchmesser aufweisende Abschnitt 5 innen liegt und der
zweite Verschlußteil 7d tonnenförmig oder als innen und
außen abgeflachte Kugel ausgebildet ist. Diese Ausbil
dung hat den Vorteil, daß der Innenraum des Behälters 1
bei im übrigen gleichen Abmessungen größer ist als bei
dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3. Hierbei ist zwar
der Abstand der Schweißnaht 8 von der Berührungsstelle
zwischen dem ersten Verschlußteil 6 und dem zweiten
Verschlußteil 7d etwas geringer, doch ist in der Regel
die Dauer der Ausbildung einer Schweißnaht 8, bei ent
sprechender Wahl der Materialien des Behälters 1 und
des Verschlußteils 7d entsprechend dem Ausführungsbei
spiel nach Fig. 1, und damit die Gefahr einer zur star
ken Aufweitung des Abschnitts 4 dennoch gering.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 entspricht wiederum
dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 3, nur daß
der zweite Verschlußteil 7e die Form einer Kugelschale
bzw. eines Hohlkugelabschnitts aufweist.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 entspricht wiederum
dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 3, wobei
der zweite Verschlußteil 7d als Kugelzone ausgebildet
ist, deren eine ebene Fläche dem ersten Verschlußteil 6
zugekehrt ist und wie bei dem Ausführungsbeispiel nach
den Fig. 1, 2, 5 und 6 in der Füllöffnung 3 liegt.
Die dargestellten Ausführungsbeispiele können in vieler
Hinsicht abgewandelt werden: Beispielsweise kann bei
allen Ausführungsbeispielen auch eine Lötverbindung
anstelle der Schweißnaht 8 oder eine Laser-Schweißung
oder Preßschweißung, insbesondere Widerstands
schweißung, vorgesehen sein. Statt als Kegel kann der
erste Verschlußteil auch als topfartiger oder massiver
Zylinder ausgebildet sein. Grundsätzlich ist es auch
bei allen Ausführungsbeispielen möglich, andere Mate
rialien zu wählen, sofern dadurch die erforderliche
Dichtigkeit und Festigkeit des Verschlusses gewährlei
stet ist.
Im Abschnitt 4 kann die Füllöffnung 3 auch konisch
sein, so daß sich der Querschnitt der Füllöffnung 3 im
Abschnitt 4 in Richtung auf das Innere des Behälters 1
verringert.
Claims (8)
1. Dampfdruck-Fühler für das Expansionsventil des Ver
dampfers einer Kühlanlage, mit einem ein Druckmedi
um enthaltenden Behälter (1), mit einer Füllöffnung
(3) im Behälter (1), mit einem in der Füllöffnung
(3) fluiddicht im Preßsitz befestigten ersten Ver
schlußteil (6), der von einer Schicht aus Zinn um
geben ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter
(1) aus rostfreiem Stahl besteht, und daß ein kor
rosionsbeständiger zweiter Verschlußteil (7; 7a;
7b; 7d; 7e) vor der Außenseite des ersten Ver
schlußteils (6) in einem Abstand vom ersten Ver
schlußteil (6) mit der die Füllöffnung (3) aufwei
senden Wand (2) des Behälters (1) dicht verschweißt
ist.
2. Fühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der erste Verschlußteil (6) eine Kugel ist.
3. Fühler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der zweite Verschlußteil (7; 7a; 7d;
7e) mit einer Kugelfläche am Außenrand der Füllöff
nung (3) anliegt.
4. Fühler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der zweite Verschlußteil (7b) eine
Platte ist.
5. Fühler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
der erste Verschlußteil (6) ein Zylinder ist.
6. Fühler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
der Zylinder massiv und der zweite Verschlußteil
(7b) eine Platte ist.
7. Fühler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Füllöffnung (3) einen zy
lindrischen Abschnitt (4) mit kleinerem Durchmesser
und einen Abschnitt (5; 5a) mit größerem Durchmes
ser aufweist und daß der erste Verschlußteil (6) in
dem Abschnitt (4) mit kleinerem Durchmesser ange
ordnet ist.
8. Fühler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der zweite Verschlußteil (7;
7a, 7b; 7d; 7e) aus rostfreiem Stahl besteht.
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Legal Events
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Ipc: F25B 41/06 |
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R071 | Expiry of right | ||
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