DE1295743B

DE1295743B - Flow regulator for water heaters working with two heating levels

Info

Publication number: DE1295743B
Application number: DEE30459A
Authority: DE
Inventors: Schomann Leonid; Wesbach Werner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1965-11-12
Filing date: 1965-11-12
Publication date: 1969-05-22

Description

Der Patentanmeldung P 12 81069.4-34 ist ein Durchflußregler für mit zwei Heizstufen arbeitende Durchlauferhitzer beschrieben, bei dem ein unter dem Einfluß eines dynamischen Druckunterschiedes stehendes Hubglied zum Einschalten der Heizleistung vorgesehen ist. Nach der Hauptpatentanmeldung ist an dem Hubglied ein zwei Drosselränder aufweisender Regelkörper abgestützt, und zwar derart, daß der Regelkörper nacheinander einen vorgeschalteten kleineren Drosselquerschnitt und einen größeren Regelquerschnitt steuert, wobei der den vorgeschalteten Drosselquerschnitt steuernde Drosselrand einen kleineren Durchmesser hat als die zugehörige Steueröffnung. Es wird dadurch bei kontinuierlicher Vergrößerung des Druckunterschiedes eine Regelung des Durchflusses in zwei Stufen erreicht, bei einer sprunghaften Zunahme des Durchflusses, wenn der vorgeschaltete Drosselquerschnitt freigegeben wird.The patent application P 12 81069.4-34 is a flow regulator for with two heating stages working water heater described, in which one under the Influence of a dynamic pressure difference standing lifting element for switching on the heating power is provided. According to the main patent application is on the lifting member a regulating body having two throttle edges is supported in such a way that the control body one after the other an upstream smaller throttle cross-section and controls a larger standard cross-section, which controls the upstream throttle cross-section controlling throttle edge has a smaller diameter than the associated control opening. It becomes a control with a continuous increase in the pressure difference of the flow achieved in two stages, with a sudden increase in the flow, when the upstream throttle cross-section is released.

Bei der in der Hauptpatentanmeldung gezeigten Anordnung ist vorgesehen, daß von dem Hubglied beide Heizstufen nacheinander eingeschaltet werden, wobei die Einschaltung. der zweiten Heizstufe mit der sprunghaften Vergrößerung des Durchflusses zusammenfällt. Es bereitet gewisse Schwierigkeiten, bei dem beschränkten Weg des Hubgliedes nacheinander zwei Einschaltvorgänge, nämlich für die erste und die zweite Heizstufe, auszulösen. Diese Schwierigkeiten bestehen bei der Bemessung der üblicherweise als Hubglied verwendeten Membran und von deren Federbelastung. Man muß relativ komplizierte Übertragungsvorrichtungen zwischen dem Hubglied und den Schaltern anbringen u. dgl.The arrangement shown in the main patent application provides that both heating stages are switched on one after the other by the lifting member, the Activation. the second heating stage with the sudden increase in the flow coincides. There are certain difficulties with the limited way of the Lifting member successively two switch-on processes, namely for the first and the second Heating level to trigger. These difficulties exist in the dimensioning of the usually membrane used as a lifting element and its spring loading. You have to be relatively complicated Attach transmission devices between the lifting member and the switches and the like.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Schwierigkeiten zu umgehen und die in der Hauptpatentanmeldung gezeigte Anordnung zu verbessern und zu vereinfachen.The invention is based on the object of addressing these difficulties bypass and improve the arrangement shown in the main patent application and to simplify.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß das den Regelkörper stützende Hubglied nur die erste Heizstufe schaltet und daß zur Schaltung der zweiten Heizstufe ein zusätzlicher, auf den Druckabfall im Heizkanal ansprechender Fließdruckschalter vorgesehen ist, der so eingestellt ist, daß er nur bei vergrößertem Durchfluß anspricht. Auf diese Weise erhält man größere Freiheit bei der Bemessung und Ausbildung der die Schaltvorgänge bewirkenden Glieder und der zum Schalten erforderlichen Steuerkräfte.According to the invention this is achieved in that the control body supporting lifting member only switches the first heating stage and that for switching the second Heating stage an additional flow pressure switch that responds to the pressure drop in the heating channel is provided, which is set so that it responds only with increased flow. This gives you greater freedom in dimensioning and designing the the elements causing the switching operations and the control forces required for switching.

Man kann beispielsweise vorsehen, daß der Regelkörper sich an einem im Durchlaufkanal beweglich angeordneten undichten Hubkolben abstützt, der über eine berührungslose Schalteinrichtung, z. B. einem Reedkontakt, die Ein- und Ausschaltung der ersten Heizstufe bewirkt. Mit einem solchen undichten Hubkolben in Verbindung mit einer berührungslosen Schaltvorrichtung- kann die Schaltung der ersten Heizstufe bereits bei einer relativ geringen Druckdifferenz erfolgen, bei der eine Schaltung mittels eines üblichen Membranschalters Schwierigkeiten machen würde. Andererseits kann man zur Schaltung der zweiten Heizstufe einen einfachen relativ unempfindlichen Fließdruckschalter verwenden, da dieser bei der geringen für die erste Heizstufe in Frage kommenden Druckdifferenz noch nicht anzusprechen braucht.You can for example provide that the control body is on a in the flow channel movably arranged leaky reciprocating piston supported, the over a non-contact switching device, e.g. B. a reed contact, the switching on and off the first heating stage. In connection with such a leaky reciprocating piston with a contactless switching device, the switching of the first heating stage already take place at a relatively low pressure difference at which a circuit would cause difficulties by means of a conventional membrane switch. on the other hand you can use a simple, relatively insensitive one for switching the second heating stage Use a flow pressure switch, as this is the low one for the first heating stage the pressure difference in question does not yet need to be addressed.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden unter Bezugnahme auf die teilweise schematische Zeichnung (F i g. 1 und 2) näher erläutert.An embodiment of the invention is referred to below explained in more detail on the partially schematic drawing (FIGS. 1 and 2).

In einem zylindrischen Gehäuse 19, in dem ein Teil eines noch zu erläuternden Durchlaufkanals verläuft, ist ein Ringansatz 20 vorgesehen, der eine Steueröffnung 21 mit einer Steuerkante 21' bildet. Über dem Ringansatz 20 befindet sich ein weiterer Ringansatz 22 mit einer Steueröffnung 23, deren Steuerkante mit 23' bezeichnet ist. In einem Einsatz 24 am Boden des Gehäuses 19 ist ein Regelkörper 25 geführt, der eine Ausbohrung 25' aufweist. In der Ausbohrung 25' ist eine Andruckfeder 26 untergebracht. Der Kopf des Regelkörpers 25 ist mit einem bundartigen. Drosselrand 27 versehen, dessen Durchmesser etwas kleiner ist als die Steueröffnung 21. Über dem Drosselrand 27 sitzt ein Drosselkegel 28, an den sich ein Schaft 29 anschließt. Im Drosselkegel 28 und im Schaft 29 ist ein Druckausgleichskanal 30 vorgesehen, der in der Ausbohrung 25' mündet. Der Schaft 29 des Regelkörpers 25 stützt sich am Boden 31' eines Schraubkörpers 31 ab, der in einen Hubkolben 32 eingeschraubt ist. Der Hubkolben 32 ist unter Freilassung eines Ringspaltes 33 beweglich im Gehäuse 19 angeordnet. Der Schraubkörper 31 und der Kopf des Hubkolbens 32 weisen Querbohrungen 34, 34' auf, die mit einer zentralen Bohrung 35 des Hubkolbens 32 in Verbindung stehen. An seinem unteren Rand trägt der Hubkolben 32 einen Magneten 36. Der Hubkolben 32 ist durch eine Regelfeder 37 belastet, die sich an einem einstellbaren Federteller 38 abstützt. Am Gehäuse 19 ist außen von dem Magneten 36 zu steuernder Reedkontakt 39 angebracht.In a cylindrical housing 19, in which a part of a flow channel to be explained runs, an annular shoulder 20 is provided, which forms a control opening 21 with a control edge 21 ' . Above the ring attachment 20 there is another ring attachment 22 with a control opening 23, the control edge of which is denoted by 23 '. In an insert 24 on the bottom of the housing 19 , a control body 25 is guided, which has a bore 25 ' . A pressure spring 26 is accommodated in the bore 25 '. The head of the control body 25 is with a collar-like. Throttle edge 27 is provided, the diameter of which is somewhat smaller than the control opening 21. Above the throttle edge 27 there is a throttle cone 28, to which a shaft 29 is connected. In the throttle cone 28 and in the shaft 29 , a pressure equalization channel 30 is provided, which opens into the bore 25 '. The shaft 29 of the regulating body 25 is supported on the bottom 31 ′ of a screw body 31 which is screwed into a reciprocating piston 32 . The reciprocating piston 32 is movably arranged in the housing 19 , leaving an annular gap 33 free. The screw body 31 and the head of the reciprocating piston 32 have transverse bores 34, 34 ′ which are in communication with a central bore 35 of the reciprocating piston 32. The reciprocating piston 32 carries a magnet 36 on its lower edge. The reciprocating piston 32 is loaded by a control spring 37 which is supported on an adjustable spring plate 38 . The reed contact 39 to be controlled by the magnet 36 is attached to the outside of the housing 19.

An das Gehäuse 19 ist unten über ein Druckminderventil 40 eine Kaltwasserzuleitung 41 angeschlossen. Am oberen Teil des Gehäuses 19 sind hier nur schematisch angedeutete hintereinandergeschaltete Heizkanäle 42, 42' angeschlossen, in denen sich unisolierte unmittelbar vom Wasser umspülte Heizwendeln 43, 43' befinden. Vor dem Heizkanal 42 und hinter dem Heizkanal 42' sind durch Druckübertragungsleitungen 44, 44' die beiden Kammern 45, 45' eines Membran-Fließdruckschalters 46 angeschlossen, durch den ein elektrischer Schalter 47 betätigt wird, der im Stromkreis der Heizwendel 43' liegt. Im Stromkreis der Heizwendel 43 liegen die Arbeitskontakte 48 eines Relais 49, das beim Schließen des Reedkontaktes 39 erregt wird. An den Heizkanal 42' ist eine mit einem Zapfventi150 versehene Auslaßleitung 50' angeschlossen.A cold water supply line 41 is connected to the housing 19 at the bottom via a pressure reducing valve 40. At the upper part of the housing 19 , only schematically indicated heating channels 42, 42 ' connected in series are connected in which there are uninsulated heating coils 43, 43' which are directly surrounded by water. Prior to the heating channel 42 and downstream of the heating channel 42, the two chambers 45, 45 'are pressure transmission lines 44, 44' 'of a diaphragm-flow pressure switch 46 is connected, is operated by an electric switch 47 in the circuit of the heating coil 43' is located. In the circuit of the heating coil 43 are the working contacts 48 of a relay 49, which is excited when the reed contact 39 closes. An outlet line 50 ' provided with a nozzle 150' is connected to the heating channel 42 '.

Beim Öffnen des Zapfventils 50 findet ein Wasserdurchfluß von der Zuleitung 41 durch das Gehäuse 19, die Heizkanäle 42, 42' und die Auslaßleitung 50' statt. Durch den Wasserdurchfluß entsteht beiderseits des undichten Hubkolbens 32 eine Druckdifferenz, durch die der Hubkolben 32 gegen die Wirkung der Regelfeder 37 angehoben wird. Der unter dem Einfluß der Andruckfeder 26 stehende Regelkörper 25, zu dessen Druckentlastung der Kanal 30 vorgesehen ist, folgt dem Hubkolben 32 und gelangt mit seinem Drosselrand 27 in den Bereich der Steuerkante 21' der Steueröffnung 21, so daß der Durchfluß auf einen bestimmten Wert gedrosselt ist. Dabei gelangt der Hubkolben 32 in eine solche Stellung, daß der Magnet 36 den Reedkontakt 39 einschaltet, wodurch über das Relais 49 die als erste Heizstufe wirkende Heizwendel 43 gespeist wird. Bei dem gedrosselten Durchfluß spricht der Membranschalter 46 noch nicht an.When the nozzle 50 is opened, water flows from the supply line 41 through the housing 19, the heating channels 42, 42 ' and the outlet line 50' . The flow of water creates a pressure difference on both sides of the leaky reciprocating piston 32, by which the reciprocating piston 32 is raised against the action of the control spring 37. The regulating body 25 under the influence of the pressure spring 26, for the pressure relief of which the channel 30 is provided, follows the reciprocating piston 32 and reaches with its throttle edge 27 in the area of the control edge 21 'of the control opening 21, so that the flow is throttled to a certain value is. The reciprocating piston 32 moves into such a position that the magnet 36 switches on the reed contact 39, as a result of which the heating coil 43, which acts as the first heating stage, is fed via the relay 49. With the throttled flow, the membrane switch 46 does not yet respond.

Wird das Zapfventi150 weiter geöffnet, so bleibt die Drosselung des Durchflusses in der Steueröffnung 21 noch so lange erhalten, bis der Drosselrand 27 des aufsteigenden Regelkörpers 25 aus der Steueröffnung 21 oben austritt und diese freigibt. Dadurch findet eine sprunghafte Vergrößerung des Durchflusses statt, die eine ruckartige Aufwärtsbewegung des Hubkolbens 32 zur Folge hat. Nunmehr wirkt der Drosselkegel 28 im Sinne einer Durchflußregelung mit der Steuerkante 23' der zweiten Steueröffnung 23 zusammen. Bei der sprunghaft auftretenden Vergrößerung des Durchflusses entsteht in den Heizkanälen 42, 42' ein solcher Druckabfall, daß der Membranschalter 46 unter dem Einfluß der nunmehr vergrößerten Druckdifferenz in den Membrankammern 45, 45' anspricht und den Schalter 47 schließt. Dadurch wird gleichzeitig mit der sprunghaften Vergrößerung des Durchflusses die als zweite Heizstufe vorgesehene Heizwendel 43' zusätzlich eingeschaltet.If the Zapfventi150 is opened further, the throttling of the flow in the control opening 21 is maintained until the throttle edge 27 of the rising regulating body 25 emerges from the control opening 21 at the top and releases it. As a result, there is a sudden increase in the flow, which results in a jerky upward movement of the reciprocating piston 32. The throttle cone 28 now interacts with the control edge 23 ′ of the second control opening 23 in the sense of a flow control. The sudden increase in flow occurs in the heating channels 42, 42 ' such that the membrane switch 46 responds under the influence of the now increased pressure difference in the membrane chambers 45, 45' and closes the switch 47. As a result, the heating coil 43 'provided as the second heating stage is also switched on at the same time as the sudden increase in the flow.

Trägt man in einem Diagramm (F i g. 2) als Abszisse den Öffnungsweg a des Zapfventils 50 und als Ordinate den Durchfluß = d (Wassermenge je Zeiteinheit) auf, so ergibt sich als Charakteristik des geschilderten Durchflußreglers die stufenförmig verlaufende Kurve b. Bei a1 wird die erste (43) und bei a2 die zweite Heizstufe (43') eingeschaltet. Man kann nun die Heizleistung der Heizwendel 43, 43' so auf die Durchflußwerte abstimmen, daß man von a1 bis zur Vollöffnung a des Zapfventils 50 eine konstante Auslauftemperatur, die als Kurve c dargestellt ist, erhält.If one plots the opening path a of the nozzle 50 as the abscissa and the flow = d (amount of water per unit of time) as the ordinate in a diagram (FIG. 2), the characteristic of the flow regulator described is the stepped curve b. At A1, the first (43) and a2 the second heating stage (43 ') is turned on. The heating power of the heating coil 43, 43 'can now be matched to the flow values in such a way that a constant outlet temperature, which is shown as curve c, is obtained from a1 to the full opening a of the nozzle 50.

Claims

Claims: 1. Flow controller for a water heater working with two heating levels, the heating levels of which are successively driven by a lifting member under the influence of a dynamic pressure difference z. B. a slack membrane can be switched on, with a two throttle edges having regulating body is supported on the lifting member, which successively controls an upstream smaller throttle cross section and a larger standard cross section, the throttle edge controlling the upstream throttle cross section has a smaller diameter than the associated control opening, according to patent application P 12 81 069.4-34, characterized in that the lifting element (32) supporting the control body (25) switches only the first heating stage (43) and that for switching the second heating stage (431 an additional, on the pressure drop in the heating channel (42, 42 ') responsive flow pressure switch (46) is provided, which is set so that it responds only when the flow is increased.

2. Flow regulator according to claim 1, characterized in that the regulating body is supported on a leaky reciprocating piston (32) movably arranged in the flow channel (19) , which via a contactless switching device (36/39), for. B. a reed contact that causes the first heating stage (43) to be switched on and off.