DE2339099B2

DE2339099B2 - Installation of a differential pressure switch on the water side

Info

Publication number: DE2339099B2
Application number: DE19732339099
Authority: DE
Inventors: Heinrich 3451 Deensen 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: 1980-10-23
Also published as: DE2339099A1; DE2339099C3

Description

licht nicht die Schaltmöglichkeiten, die bei elektrischen Durchlauferhitzern aufgrund der dort erforderlichen großen mechanischen Schaltkräfte notwendig sind.does not light the switching options that are required for electric water heaters due to the there large mechanical switching forces are necessary.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs genannten Art hinsichtlich ihres Aufbaus so zu vereinfachen, daß sie aus wenigen und einfachen Teilen besteht, leicht zu montieren ist und einen geringen Bauraum beansprucht, ohne das Schaltverhalten zu verschlechteraThe object of the invention is to provide a device of To simplify the type mentioned in terms of its structure so that it consists of a few and simple parts exists, is easy to assemble and takes up little space without affecting the switching behavior deteriorate a

Nach der Erfindung ist die genannte Aufgabe bei ι ο einer Einrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Venturidüse längsachsgleich an dem Hubkörper befestigt ist, daß der Hubkörper bei der Eintrittsöffnung eine Lochung aufweist, daß zwischen einer Außenwandung der Venturidüse und einer is Innenwandung des Gehäuses konzentrisch die Niederdruckkammer ausgebildet ist und daß der Zulauf direkt in die andere Kammer mündet.According to the invention, the stated object is thereby achieved in a device of the type mentioned at the beginning solved that the Venturi nozzle is attached to the same axis on the lifting body that the lifting body at the Inlet opening has a perforation that is between an outer wall of the Venturi nozzle and one Inner wall of the housing, the low-pressure chamber is designed concentrically and that the inlet is direct opens into the other chamber.

Dadurch ist ein einfacher, kompakter Aufbau gegeben, wobei zusätzlich ein günstiges Schaltverhalten gewährleistet istThis results in a simple, compact structure, with an additional favorable switching behavior is guaranteed

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Hubkörper eine Hubmembran. In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist der Hubkörper eine Kolbenscheibe, die im Gehäuse flüssigkeitsdicht gleitet Bei dieser Ausführung kann der Hubkörper aus Kunststoff gefertigt sein. Eine aufgrund ständiger Biegebeanspruchung verschleißanfällige Membran entfällt In one embodiment of the invention, the lifting body is a lifting membrane. In another In an embodiment of the invention, the lifting body is a piston disk which slides in the housing in a liquid-tight manner In this embodiment, the lifting body can be made of plastic. One due to permanent There is no membrane that is susceptible to bending

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine an der der Niederdruckkammer zugewandten Seite der Kolbenscheibe angreifende, als Schraubendruckfeder ausgebildete Rückholfeder in der Niederdruckkammer angeordnet.In a further embodiment of the invention, one on the side facing the low-pressure chamber is the Return spring designed as a helical compression spring in the low-pressure chamber, engaging the piston disk arranged.

Die Kolbenscheibe und die Venturidüse sind vorteilhaft als einstückiges Kunststoffbauteil ausgebildet. Dabei kann auf einfache Weise die Abdichtung gegen das Gehäuse mittels sich unter Wasserdruck an dieses anlegenden, an die Kolbenscheibe angeformten Dichtlippen erfolgen.The piston disk and the Venturi nozzle are advantageously designed as a one-piece plastic component. In this case, the seal against the housing by means of water pressure can be applied to this in a simple manner applied sealing lips formed on the piston disk.

Die Abdichtung kann auch mittels eines O-Ringes erfolgen. Es kann auch ein flexibles, in Längsachsrichtung der Kolbenscheibe und der Venturidüse dehnbares Wellrohr zwischen der Kolbenscheibe und dem Gehäuse angeordnet sein.The seal can also be made by means of an O-ring. It can also be flexible, in the longitudinal direction the piston disk and the venturi nozzle expandable corrugated tube between the piston disk and the Housing be arranged.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Außenwandung der Venturidüse gegen das Gehäuse flüssigkeitsdicht, beispielsweise mittels eines O-Ringes oder Dichtlippen, abgedichtet.In a further embodiment of the invention, the outer wall of the Venturi nozzle is against the housing liquid-tight, for example by means of an O-ring or sealing lips, sealed.

Die genannten Abdichtmaßnahmen sind in vielen so Fällen geeignet, die Entstehung des Differenzdruckes zu begünstigen. Die Funktion des Schalters ist jedoch auch gewährleistet, wenn zwischen der Außenwardung der Düse und der Wandung des Kammergehäuses keine besondere Abdichtung vorgesehen ist Der Spalt wird dann entsprechend eng ausgelegtThe sealing measures mentioned are the same in many Cases suitable to favor the development of the differential pressure. However, the function of the switch is also guaranteed if none between the outer wall of the nozzle and the wall of the chamber housing special sealing is provided. The gap is then designed to be correspondingly narrow

In den vereinfachten, teilweise schematischen Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, wobei besonders die raumsparende und einfache Konstruktion des Erfindungsgegenstandes sichtbar wird.In the simplified, partially schematic drawings, exemplary embodiments of the invention are shown, particularly the space-saving and simple construction of the subject matter of the invention is visible will.

F i g. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Differenzdruckschalter im Längsschnitt,F i g. 1 shows a differential pressure switch according to the invention in longitudinal section,

Fig.2 zeigt eine Variante des erfindungsgemäßen Differenzdruckschalters, ebenfalls im (schematischen) Längsschnitt,Fig. 2 shows a variant of the differential pressure switch according to the invention, also in the (schematic) Longitudinal section,

F i g. 3 und F i g. 4 stellen Einzelheiten der Abdichtung dar.F i g. 3 and F i g. 4 show details of the seal.

Die Venturidüse 1 ist in F i g. I 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 Gehäuse mit Anschlußstutzen 4 (Zulauf) und 5 (Ablauf) ist zum Beispiel in die Kaltwasserleitung eines elektrisch beheizten Durchlauferhitzers eingesetztThe Venturi nozzle 1 is shown in FIG. I coaxially on the centrally perforated lifting membrane 2 - thus movable together with this - attached between their Outer wall and the inner wall of the housing, the low-pressure chamber 3 is created concentrically complete housing with connecting piece 4 (inlet) and 5 (outlet) is, for example, in the cold water pipe electrically heated water heater used

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 Gehäuses gleichen statischen Druckverhältnisse des Wassers verändern sich nun im Durchlaufzustand. 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 (Hochdnickkammer 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. F i g. 1 zeigt übrigens die unterste mögliche Stellung der Membran, welche der größten geplanten Durchflußmenge und der höchsten zugeschalteten 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.If water is drawn off, the water begins to flow through nozzle 4, chamber 6, perforation 7 and nozzle 1 (direction of arrow A). Connection 5 leads to the water heater. The static pressure ratios of the water that were originally the same - in the idle state - in both chambers 3, 6 of the housing now change in the flow state. The static pressure of the water (caused in a known manner by the nozzle 1) in and behind the nozzle is significantly lower and is divided via the cross hole 8 of the nozzle of the said lower, therefore so-called low-pressure chamber 3 with where it is now via the membrane 2 to the Relatively larger static pressure in the upper chamber (Hochdnickkammer 6) - about supply pressure minus the flow pressure there - opposes so that membrane 2 together with switching rod 9 (and nozzle 1) must also move in the direction of arrow A downwards. Heating energy is therefore switched on in the electromechanical switching mechanism (not shown) arranged in continuation of the switching rod 9. F i g. 1 shows the lowest possible position of the membrane, which corresponds to the highest planned flow rate and the highest switched-on heating power. A reduction or closure of the tap cross-section by means of a tap valve downstream of the flow heater similarly reduce or compensate for the static pressures in both chambers 3, 6 and move the membrane 2 upwards with a switch-off effect.

In gänzlich analoger Weise funktioniert der Schalter nach F i g. 2, der allerdings im Gegensatz zu F i g. 1 in »AUS«-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. The switch according to FIG. 1 works in a completely analogous manner. 2, which, however, in contrast to FIG. 1 is shown in the "OFF" position of the water heater (the piston disk 10 provided here instead of the membrane 2 at the top). So there is currently no water being drawn. Piston disk 10 and Venturi nozzle 1 here form a unitary part made of plastic. In continuous operation, they move in the direction of arrow A.

In F i g. 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-Ringrichtung bezeichnet Diese Dichtung kann auch, wie in Fig. 3, mittels angeformter Dichtlippen I0a, dichtend unter Wasserdruck P, oder mittels dehnbarem Wellrohr 15 (F i g. 4) erfolgen.In Fig. 2 alternatively return springs 11, 12 are shown both on the switching chamber 9 and in the low-pressure chamber. The shift rod is here firmly connected to the piston disk 10 via a perforated cover 13. 14 is the strictly necessary, the two chambers 3a, 6a separated O-ring direction designated This seal may also, g shown in Fig. 3, by means of molded sealing lips I0A, sealing under water pressure P, or by means of stretchable corrugated pipe 15 (F i. 4 ) take place.

In F i g. 2 ist übrigens — im Gegensatz zu allen anderen Figuren — auch eine reguläre Dichtung 16 des Spaltes 17 zwischen der Düsen-Außen wandung und der Wandung der Kammergehäuseöffnung für die Düse vorgesehen.In Fig. 2 is by the way - unlike all of them other figures - also a regular seal 16 of the gap 17 between the nozzle outer wall and the Wall of the chamber housing opening provided for the nozzle.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Wasserseitige Einrichtung eines Differenzdruckschalters zur Schaltung der Heizleistung eines Durchlauferhitzers in Abhängigkeit von der Flüssigkeitsdurchflußmenge mit einer zwischen einem Zulauf und einem Ablauf angeordneten Venturidüse, die eine Eintrittsöffnung, eine Querbohrung im Bereich ihres engsten Querschnitts und eine Austrittsöffnung aufweist, welche direkt und konzentrisch in den Ablauf mündet, und mit einem in einem Gehäuse gehaltenen, dieses in zwei konzentrische Kammern trennenden und mit einem Schaltgestänge fest verbundenen Hubkörper, wobei bei Flüssigkeitsdurchfluß durch die Venturidüse (Zapfbetrieb) in der einen an die Querbohrung angeschlossenen Kammer (Niederdruckkammer) ein niedrigerer Druck entsteht als in der anderen Kammer, dadurch gekennzeichnet, daß die Venturidüse (1) längsachsgleich an dem Hubkörper (2,10) befestigt ist, daß der Hubkörper (2,10) bei der Eintrittsöffnung eine Lochung (7, 13) aufweist, daß zwischen einer Außenwandung der Venturidüse (1) und einer Innenwandung des Gehäuses konzentrisch die Niederdruckkammer (3) ausgebildet ist und daß der Zulauf direkt in die andere Kammer mündet1. Water-side installation of a differential pressure switch for switching the heating output of a Flow heater depending on the liquid flow rate with one between one Inlet and an outlet arranged Venturi nozzle, which has an inlet opening, a transverse hole in the Area of its narrowest cross-section and an outlet opening which opens directly and concentrically into the drain, and with an in a housing held, this separating into two concentric chambers and firmly connected to a shift linkage lifting body, with Liquid flow through the Venturi nozzle (tapping operation) in one of the chambers connected to the transverse bore (low-pressure chamber) lower pressure arises than in the other chamber, characterized in that the Venturi nozzle (1) is attached to the lifting body (2,10) with the same longitudinal axis that the lifting body (2,10) at the inlet opening has a perforation (7, 13) that between an outer wall of the Venturi nozzle (1) and an inner wall of the housing, the low-pressure chamber (3) is formed concentrically and that the inlet opens directly into the other chamber

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubkörper eine Hubmembran (2) ist2. Device according to claim 1, characterized in that the lifting body has a lifting diaphragm (2) is

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubkörper eine Kolbenscheibe (10) ist, die im Gehäuse flüssigkeitsdicht gleitet3. Device according to claim 1, characterized in that the lifting body is a piston disc (10), which slides in the housing in a liquid-tight manner

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine an der der Niederdruckkammer (3a) zugewandten Seite der Kolbenscheibe (10) angreifende, als Schraubendruckfeder ausgebildete Rückholfeder (12) in der Niederdruckkammer (Za) angeordnet ist.4. Device according to claim 3, characterized in that a return spring (12) designed as a helical compression spring and acting on the side of the piston disc (10 ) facing the low-pressure chamber (3a) is arranged in the low-pressure chamber (Za).

5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenscheibe (10) und die Venturidüse (1) von einem einstückigen Kunststoffbauteil gebildet sind.5. Device according to claim 3 or 4, characterized in that the piston disc (10) and the Venturi nozzle (1) are formed from a one-piece plastic component.

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an die Kolbenscheibe (10) zur Abdichtung gegen das Gehäuse sich unter Wasserdruck an dieses anlegende Dichtlippen (lOaJangeformt sind.6. Device according to one of the preceding claims 3 to 5, characterized in that on the piston disk (10) for sealing against the housing are formed under water pressure on the sealing lips (10aJ) resting against it.

7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abdichtung gegen das Gehäuse in an sich bekannter Weise ein O-Ring (14) vorgesehen ist.7. Device according to one of the preceding claims 3 to 5, characterized in that for An O-ring (14) is provided to seal against the housing in a manner known per se.

8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abdichtung gegen das Gehäuse ein flexibles, in Längsachsrichtung der Kolbenscheibe (10) und der Venturidüse (1) dehnbares Wellrohr (15) zwischen der Kolbenscheibe (10) und dem Gehäuse angeordnet ist.8. Device according to one of the preceding claims 3 to 5, characterized in that for A flexible seal against the housing, in the longitudinal axis direction of the piston disk (10) and the Venturi nozzle (1) expandable corrugated tube (15) is arranged between the piston disk (10) and the housing.

9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwandung der Venturidüse (1) gegen das Gehäuse flüssigkeitsdicht, beispielsweise mittels eines O-Rings (16) oder Dichtlippen, abgedichtet ist.9. Device according to one of the preceding claims 1 to 8, characterized in that the Outer wall of the Venturi nozzle (1) against the housing in a liquid-tight manner, for example by means of an O-ring (16) or sealing lips, is sealed.

Die Erfindung betrifft eine wasserseitige Einrichtung eines Differenzdruckschalters zur Schaltung der Heizleistung eines Durchlauferhitzers in Abhängigkeit von der Flüssigkeitsdurchlaufmenge mit einer zwischen einem Zulauf und einem Ablauf angeordneten Venturidüse, die eine Eintrittsöffnung, eine Querbohrung im Bereich ihres engsten Querschnitts und eine Austrittsöffnung aufweist, welche direkt und konzentrisch in den Ablauf mündet, und mit einem in einem GehäuseThe invention relates to a water-side device a differential pressure switch for switching the heating power of a water heater as a function of the liquid flow rate with a Venturi nozzle arranged between an inlet and an outlet, which has an inlet opening, a transverse bore in the Area of its narrowest cross-section and an outlet opening which directly and concentrically into the Drain opens, and with one in a housing

ίο gehaltenen, dieses in zwei konzentrische Kammern trennenden und mit einem Schaltgestänge fest verbundenen Hubkörper, wobei bei Flüssigkeitsdurchfluß durch die Venturidüse (Zapfbetrieb) in der einen an die Querbohrung angeschlossenen Kammer (Niederdruckίο held this in two concentric chambers lifting body that separates and is firmly connected to a shift linkage, with liquid flowing through through the Venturi nozzle (tapping operation) in one of the chambers connected to the transverse bore (low pressure kammer) ein niedrigerer Druck entsteht als in der anderen Kammer.chamber) the pressure is lower than in the other chamber.

Eine derartige Einrichtung ist in der Literaturstelle HEA Bilderdienst 8/4133, Februar 1966, »Druckdifferenzschalter-Steuergerät für Durchlauferhitzer« be-Such a device is in the reference HEA Bilderdienst 8/4133, February 1966, "Differential pressure switch control unit for instantaneous water heater" schrieben. Diese Einrichtung ist hinsichtlich ihres Aufbaus aufwendig.wrote. This device is complex in terms of its structure.

In der DE-PS 6 84 490 ist ein Regelventil für Schleudermaschinen beschrieben. Mit diesem soll eine Flüssigkeitsströmung konstantgehalten werden. DiesIn DE-PS 6 84 490 a control valve for centrifugal machines is described. With this one should Liquid flow are kept constant. this wird dadurch erreicht, daß der Druckunterschied zwischen zwei Räumen bei einem von einer Feder bestimmten, im voraus eingestellten Wert gehalten wird. Hierfür sitzt an einem Ventilkörper ein Kolben, der mit einer Drosselöffnung versehen ist, durch die dieis achieved in that the pressure difference held between two spaces at a value determined by a spring and set in advance will. For this purpose, a piston is seated on a valve body, which is provided with a throttle opening through which the vom Zulauf zum Auslauf fließende Flüssigkeitsmenge gedrosselt ist Dies ist bei einem Differenzdruckschalter eines Durchlauferhitzers unerwünscht, da die Einstellung der Durchlaufmenge über das vom Durchlauferhitzer zugeordnete Zapfventil erfolgen soll und dieThe amount of liquid flowing from the inlet to the outlet is restricted. This is the case with a differential pressure switch an instantaneous water heater undesirable because the flow rate is to be set via the tap valve assigned by the instantaneous water heater and the tatsächliche Durchlaufmenge also von der Einstellung dieses Zapfventils abhängig sein muß.the actual flow rate must therefore be dependent on the setting of this nozzle.

In der DE-PS 5 59 856 ist eine Steuervorrichtung für einen gasbeheizten Durchlauferhitzer beschrieben. Bei dieser ist zur Erzeugung des die Steuerung bewirkendenIn DE-PS 5 59 856 is a control device for described a gas-fired water heater. In this case, the control is used to generate the control Druckgefälles ein in einem Führungsgehäuse gegen eine Feder verschiebbares Venturirohr zur Freigabe eines Nebenweges für das Wasser im Führungsgehäuse als Hilfsventil vorgesehen. Der zwischen zwei Kammern angeordnete Hubkörper ist nichtmechanisch mit derPressure drop a venturi tube which can be displaced against a spring in a guide housing to release a A bypass for the water in the guide housing is provided as an auxiliary valve. The one between two chambers arranged lifting body is not mechanically with the

Venturidüse verbunden.Venturi connected.

Außerdem sind aus der DE-PS 1 82 788 als Sicherungen bei Wassermangel wirkende Differenzdruckschalter bekannt. Diese arbeiten mit einer einen Druckabfall bewirkenden Querschnittsveränderung im Strömungsso bereich in einer von zwei Kammern eines Gehäuses. Es wird dabei ein Differenzdruck an einer das Gehäuse in zwei Kammern trennenden Membran erhalten. Es ist eine Ausführung mit gelochter Membran bekannt, wobei Wasserzulauf und Wasserablauf in der einenIn addition, DE-PS 1 82 788 discloses differential pressure switches that act as fuses in the event of a lack of water. These work with a pressure drop causing cross-sectional change in the flow area in one of two chambers of a housing. It a differential pressure is obtained at a membrane separating the housing into two chambers. It is a version with a perforated membrane known, with water inlet and water outlet in one Kammer liegen und die Strömung über einen Ringspalt geleitet wird, dessen einen Druckabfall bewirkender Widerstand größer ist als bei der Wasserdurchführung durch die gelochte Membran in die andere Kammer. Die Membran kommt dadurch mit samt ihrem SchaltgestänChamber lie and the flow is passed through an annular gap, which causes a pressure drop Resistance is greater than when water is passed through the perforated membrane into the other chamber. the The membrane comes with its shift linkage ge gegen Federkraft zur Bewegung, wobei sie auch regelnd auf die Flüssigkeitsmenge einwirkt, da sie mit einem Teil der Ringspaltkonstruktion fest verbunden ist. Ein solcher Differenzdruckschalter arbeitet ziemlich träge und ist besonders empfindlich gegen Druckschläge against spring force to move, whereby they also has a regulating effect on the amount of liquid, as it is firmly connected to part of the annular gap construction. Such a differential pressure switch works rather sluggishly and is particularly sensitive to pressure shocks ge. Bei höheren Fließdrücken arbeitet der Differenz druckschalter nicht mehr exakt, da sich die konstruktionsbedingte Prallwirkung dann stark bemerkbar macht. Ein derartiger Differenzdruckschalter verwirk-ge. At higher flow pressures the difference works The pressure switch is no longer accurate, as the construction-related impact effect is then strongly noticeable power. Such a differential pressure switch can