DE2339099A1

DE2339099A1 - Differenzdruckschalter fuer elektrisch beheizte durchlauferhitzer

Info

Publication number: DE2339099A1
Application number: DE19732339099
Authority: DE
Inventors: Heinrich Ahlswede
Original assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Current assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Priority date: 1973-08-02
Filing date: 1973-08-02
Publication date: 1975-02-13
Also published as: DE2339099B2; DE2339099C3

Description

STfEBEL ELTRON GmbH & Co. KG
3450 Holzminden / Weser

ZE 6 - Akte 9iH

Differenzdruckschalter für elektrisch beheizte Durchlauferhitzer

Die Erfindung betrifft einen Differenzdruckschalter zur Schaltung der Energiezufuhr in Abhängigkeit von der Flüssigkeitsdurchflußmenge bei elektrisch beheizten Durchlauferhitzern mit einem Gehäuse, in dem unter Verwendung u.a. einer in der Flüssigkeitsleitung dem Erhitzer vor- oder nachgeschalteten Venturidüse sowie einer im Gehäuse festgehaltenen und dieses trennenden, mit dem Schaltgestänge fest verbundenen Hubmembran bei Flüssigkeitsdurchlauf (Zapfbetrieb) je eine Kammer niederen und höheren Druckes besteht.

Solche Differenzdruckschalter weisen Ableitungen vom engsten Düsenquerschnitt sowie von dem der Düse vorgeschalteten Leistungsbereich auf. Je eine der Ableitungen führt in eine Kammer des erwähnten Gehäuses, so daß der mittels der Venturidüse in bekannter Weise in Abhängigkeit von der Durchflußmenge erzeugte, relativ niedere statische Druck dem ursprünglichen, höheren Druck (vor der Düse) im Gehäuse gegenüberwirkt und der jeweilige Differenzdruck sich in kontinuierlicher Bewegung der Membran mitsamt dem Schaltgestänge auswirkt und somit einer jeweiligen elektrischen Leistungszuschaltung dient, die der entsprechenden Durchflußmenge gerecht wird.

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Es sind als Flüssigkeitsmangel-Sicherungen wirkende Differenzdruckschalter bekannt, die eine druckabfallbewirkende Querschnittsveränderung im Strömungsbereich, in Form eines Ringspaltes, in einer von zwei Kammern eines Gehäuses verwenden, um einen Differenzdruck auf eine das Gehäuse in besagte zwei Kammern trennende Membran zu erhalten. So gibt es eine derartige Ausführung mit gelochter Membran, wobei Wasserzu- und -ablauf in der einen Kammer liegen und die Strömung über besagte Ringspaltausführung geleitet wird, deren Druckabfall bewirkender Widerstand größer ist als bei der Wasserdurchführung durch die gelochte Membran in die andere somit zum Raum relativ höheren Druckes werdende Kammer. Die Membran kommt dadurch mitsamt ihrem Schaltgestänge - gegen Federkraft - zur Bewegung, wobei sie, da mit einem Teil der Ringspaltkonstruktion fest verbunden, auch regelnd auf die Flüssigkeitsmenge einwirkt.

Differenzdruckschalter der zuletzt beschriebenen Art arbeiten nun allerdings ziemlich träge. Sie sind besonders empfindlich gegen den Betrieb sehr störender Druckschläge und arbeiten bei höheren auftretenden Fließdrücken nicht mehr exakt, da sich die konstruktionsbedingte Prallwirkung dann stark bemerkbar macht. Sie bringen nicht die Schaltmöglichkeiten, die elektrische Durchlauferhitzer mit den dort erforderlichen größeren mechanischen Schaltkräften bedingen. Deshalb verwendet man auch allgemein für '■ solche elektrischen Durchlauferhitzer die eingangs genannten Differenzdruckschalter.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Gattung der mit Venturidüse oder dergleichen ausgestatteten Differenzdruckschalter baulich zu verbessern in der Weise, daß ihr - wie schon aus den ersten beiden Absätzen dieser Beschreibung hervorgeht - ziemlich aufwendiger und damit teurer Aufbau vereinfacht wird. Der neue Schalter soll aus weniger und einfacheren Teilen bestehen und wesentliche Montageerleichterungen und Raumersparnis bringen bei Einhaltung oder sogar Verbesserung seines Schaltverhaltens.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch zufriedenstellend gelöst, daß die Venturidüse längsachsgleich an der entsprechend zentral gelochten Hubmembran-mit dieser zusammen frei beweglich - befestigt und dabei so angeordnet ist, daß zwischen ihrer Außenwandung und der Innenwandung des Gehäuses konzentrisch die Niederdruckkammer ausgebildet ist, in welche eine im Bereich engsten Düsenquerschnittes in der Düse angebrachte Querbohrung mündet, während die jenseits der Membran liegende, ihrerseits konzentrisch zur Niederdruckkammer angebrachte andere Kammer direkt mit dem Flussigkeitszulauf verbunden ist und die Düsenaustrittsöffnung direkt und konzentrisch in den Flüssigkeitsablauf mündet.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß anstelle der Hubmembran eine unter Einfluß des Differenzdruckes im Gehäuse ·

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gegen dieses flüssigkeitsdicht abgedichtet - gleitende

Kolbenscheibe, mit in gleicher Weise darin angebrachter

zentralerLochung und daran befestigter und angeordneter Venturidüse vorgesehen ist.

Dadurch kann zum Beispiel billiger Kunststoff Verwendung finden und die wegen ihrer ständigen Biegebeanspruchung erhöht verschleißanfällige Membran entfallen. Solange nicht gezapft wird, und damit kein Flüssigkeitsdurchlauf erfolgt, wird die Kolbenscheibe in ihrer oberen Stellung gehalten durch die Rückholfeder des Schaltgestänges, oder, nach einem vorteilhaften Erfindungsgedanken, durch eine an der, der Niederdruckkammer zugewandten Seite der Kolbenscheibe angreifende als Schraubdruckfeder ausgeführte Rückholfeder in der Niederdruckkammer.

Kolbenscheibe und Venturidüse können zusammen ein einheitliches Kunststoffbauteil bilden, wobei in sehr einfacher Weise die Abdichtung gegen das Gehäuse mittels sich unter Wasserdruck an dieses anlegenden, an die Kolbenscheibe angeformten Dichtlippen erfolgen kann.

Erfindungsgemäß kann die Abdichtung gegen das Gehäuse aber auch in an sich bekannter Weise mittels O-Ring erfolgen, oder aber auch in günstiger Weise mittels eines flexiblen, in Längsachsrichtung der Kolbenscheibe und der Venturidüse dehnbaren Wellrohres zwischen Kolbenscheibe und Gehäuse.

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Nach einer erfindungsgemäßen Ausbildung ist schließlich vorgesehen,

daß die Außenwandung der mit Hubmembran bzw. Kolbenscheibe zusammen sich bewegenden und dabei in einer öffnung des Gehäuses der Kammer zum Flüssigkeitsablauf gleitenden Venturidüse in dieser öffnung flüssigkeitsdicht - etwa mittels O-Ring oder Dichtlappen - abgedichtet ist.

Diese Dichtung ist in vielen Fällen geeignet, die Entstehung des Differenzdruckes zu begünstigen, obzwar eine Funktion des Schalters auch gewährleistet ist, wenn der - natürlich nicht zu große - Spalt zwischen der Außenwandung der Düse und der Wandung der Kammergehäuseöffnung nicht regulär gegen Flüssigkeit abgedichtet ist.

In den vereinfachten, teilweise schematischen Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, wobei besonders die raumsparende und einfache Konstruktion des Erfindungsgegenstandes sichtbar wird.

Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Differenzdruckschalter im Längsschnitt.

Figur 2 zeigt eine Variante des erfindungsgemäßen

Differenzdruckschalters, ebenfalls im (schematischen) Längsschnitt.

Figur 3

und stellen Einzelheiten der Abdichtung dar.

Figur 4

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Die Venturidüse 1 ist in Figur 1 längsachsgleich an der zentral gelochten Hubmembran 2 - mit dieser zusammen somit beweglich befestigt. Zwischen ihrer Außenwandung und der Gehäuseinnenwandung entsteht konzentrisch die Niederdruckkammer 3. Das komplette Gehäuase mit Anschlußstutzen 4 (Zulauf) und 5 (Ablauf) ist zum Beispiel in die Kaltwasserleitung eines elektrisch beheizten Durchlauferhitzers eingesetzt.

Wird Wasser gezapft, so setzt der Durchlauf des Wassers über Stutzen 4, Kammer 6, Lochung 7 und Düse 1 (PFEILRICHTUNG A) ein. Stutzen 5 führt zum Durchlauferhitzer. Die ursprünglich im Ruhezustand - in beiden Kammern 3,6 des Gehäsues gleichen statischen Druckverhältnisse des Wassers verändern sich nun im Durchiaufzustand. Der statische Druck des Wassers wird (in bekannter Weise durch die Düse 1 bewirkt) in und hinter der Düse wesentlich kleiner und teilt sich so über die Querbohrung 8 der Düse der besagten unteren, deshalb sogenannten Niederdruckkammer 3 mit, wo er nunmehr über die Membran 2 dem relativ größeren statischen Druck in der oberen Kammer (Hochdruckkammer 6) - etwa Zuleitungsdruck minus dortigem Fließdruck - entgegensteht, so daß Membran 2 mitsamt Schaltstange 9 (und Düse 1) ebenfalls in Pfeilrichtung A nach unten sich bewegen muß. Es findet daher in dem in Fortsetzung der Schaltstange 9 angeordneten elektromechanischen Schaltwerk (nicht gezeichnet) die Zuschaltung von Heizenergie statt. Figur 1 zeigt übrigens die unterste mögliche Stellung der Membran, welche der größtengeplantenDurchflußmenge und der höchsten zugeschaltete Heizleistung entspricht. Verringerung bzw. VerschliessUng des Zapfquerschnittes mittels Zapfventil hinter dem Durchlauferhitzer bewirken analog Verringerung bzw. Ausgleich der statischen Drücke in beiden Kammern 3, 6 und Bewegung der Membran 2 nach oben mit Ausschaltwirkung.

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In gänzlich analoger Weise funktioniert der Schalter nach Figur 2, der allerdings im Gegensatz zu Figur 1 in ¹¹AUS"-Stellung des Durchlauferhitzers (die anstelle der Membran 2 hier vorgesehene Kolbenscheibe 10 oben) gezeigt ist. Es wird also momentan kein Wasser gezapft. Kolbenscheibe 10 und Venturidüse 1 bilden hier ein einheitliches Teil aus Kunststoff. Sie bewegen sich bei Durchlaufbetrieb wiederum in Pfeilrichtung A.

In Figur 2 sind alternativ Rückholfedern 11, 12 sowohl an der Schaltkammer 9 als auch in der,Niederdruckkammer gezeigt. Die Schaltstange ist hier über eine gelochte Haube 13 mit der Kolbenscheibe 10 fest verbunden. Mit 14 ist die unbedingt erforderliche, die beiden Kammern 3a, 6a trennende O-Ringdichtung bezeichnet. Diese Dichtung kann auch, wie in Figur 3, mittels angeformter Dichtlippen 10a, dichtend unter Wasserdruck P, oder mittels dehnbarem Wellrohr 15 (Figur 4) erfolgen.

In Figur 2 ist übrigens - im Gegensatz zu allen anderen Figuren auch eine reguläre Dichtung 16 des Spaltes 17 zwischen der Düsen-Außenwandung und der Wandung der Kammergehäuseöffnung für die Düse vorgesehen.

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Claims

Patentansprüche

Differenzdruckschalter, zur Schaltung der Energiezufuhr in Abhängigkeit von der Flüssigkeitsdurchflußmenge bei elektrisch beheizten Durchlauferhitzern, mit einem Gehäuse, in dem unter Verwendung u.a. einer in der Flüssigkeitsleitung dem Erhitzer vor- oder nachgeschalteten Venturidüse sowie einer im Gehäuse festgehaltenen und dieses trennenden, mit dem Schaltgestänge fest verbundenen Hubmembran bei Flüssigkeitsdurchlauf (Zapfbetrieb) je eine Kammer niederen und höheren Druckes entsteht, dadurch gekennzeichnet , daß die Venturidüse (1) längsachsgleich an der entsprechend zentral gelochten Hubmembran (2)-mit dieser zusammen frei beweglich - befestigt und dabei so angeordnet ist, daß zwischen ihrer Außenwandung und der Innenwandung des Gehäuses konzentrisch die Niederdruckkammer (3) ausgebildet ist, in welche eine im Bereich engsten Düsenquerschnittes in der Düse (1) angebrachte Querbohrung (8) mündet, während die jenseits der Membran liegende, ihrerseits konzentrisch zur Niederdruckkammer (3) angebrachte andere Kammer (6) direkt mit dem Flüssigkeitszulauf (4) verbunden ist und die Düsenaustrittsöffnung direkt und konzentrisch in den Flüssigkeitsablauf (5) mündet.
2. Differenzdruckschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der Hubmembran (2) eine unter Einfluß des Differenzdruckes im Gehäuse - gegen diese flüssigkeitsdicht abgedichtet - gleitende Kolbenscheibe CQ, mit in gleicher Weise darin angebrachter zentraler Lochung (7) und daran befestigter und angeordneter Venturidüse (11), vorgesehen ist.

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3. Differenzdruckschalter nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine an der, der Niederdruckkammer zugewandten Seite der Kolbenscheibe angreifende, als Schraubendruckfeder ausgeführte Rückholfeder (12) in der Niederdruckkammer.
4. Differenzdruckschalter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet » daß Kolbenscheibe (10) und Venturidüse (1) ein zusammen ausgeformtes, einheitliches Kunststoffbauteil bilden.
5. Differenzdruckschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Abdichtung gegen das Gehäuse mittels sich unter Wasserdruck an dieses anlegenden, an die Kolbenscheibe (10) angeformten Dichtlippen (10a) erfolgt.
6. Differenzdruckschalter nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Abdichtung gegen das Gehäuse in an sich bekannter Weise mittels O-Ring (14) erfolgt.
7. Differenzdruckschalter nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Abdichtung gegen das Gehäuse mittels eines flexiblen, in Längsachsrichtung der Kolbenscheibe und der Venturidüse dehnbaren Wellrohres (15) zwischen Kolbenscheibe und Gehäusewandung erfolgt.

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- ίο -
8. Differenzdruckschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Außenwandung der mit Hubmembran (2) bzw. Kolbenscheibe (10) zusammen sich bewegenden und dabei in einer öffnung des Gehäuses der Kammer (3, 3a) zum Flüssigkeitsablauf (5) gleitenden Venturidüse (1) in dieser öffnung flüssigkeitsdicht - etwa mittels O-Ring (16) oder Dichtlippen - abgedichtet ist.

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