DE3144709A1 - Flow switch - Google Patents
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Abstract
Description
Strömungsschalter Flow switch
Die Erfindung betrifft einen Strömungsschalter zum Einbau in eine von einem Medium durchströmte Rohrleitung, bestehend aus einem Rohrstutzen mit einem Einlaß und einem Auslaß, aus einem mit dem Rohrstutzen verbundenen Gehäuse, aus einem zwischen Einlaß und Auslaß in einem Nebenschluß mit Spiel angeordneten und unter der Einwirkung einer Druckdifferenz verschiebbaren Schaltkolben mit einem magnetisch wirkenden Auslöseglied, aus einem in einer Hubstellung des Schaltkolbens von dem Auslöseglied betätigbaren, mit dem Gehäuse verbundenen Schalter und aus einem von dem Nebenschluß überbrückten, zur Einstellung der Druckdifferenz an dem Schaltkolben bei verschiedenen Durchflußraten durch den Rohrstutzen einstellbaren Durchlaßventil, wobei durch das Spiel im Nebenschluß auch bei geschlossener Stellung des Durchlaßventils eine Nindestdurchflußrate bestimmt wird.The invention relates to a flow switch for installation in a Pipeline through which a medium flows, consisting of a pipe socket with a Inlet and an outlet from a housing connected to the pipe socket one arranged between inlet and outlet in a bypass with clearance and under the action of a pressure difference displaceable switching piston with a magnetically acting release element, from one in a stroke position of the switching piston from the triggering member actuatable, connected to the housing switch and off one bridged by the shunt, to adjust the pressure difference on the Switching piston adjustable through the pipe socket at different flow rates Passage valve, with the play in the bypass even in the closed position of the passage valve a minimum flow rate is determined.
Bei einem bekannten Strömungsschalter ist in einem in eine Rohrleitung einbaubaren Rohrstutzen mit Einlaß und Auslaß ein Durchlaßventil angeordnet, das durch eine Nebenschlußleitung überbrückt wird, die in einem fest mit dem Rohrstuten verbundenen Gehäuse ausgebildet ist. In einem m Teil der Nebenschlußleitung, der parallel zu dem Rohrstutzen serlän£t9 befindet sich ein im wesentlichen zylindrischer Schaltkolben , der darin mit Spiel beweglich ist An dem stromabwärtigen Ende des Schaltkolbens befindet sich ein federbelasteter Magnet, und am Ende des Hubweges des Magneten ist in dem Gehause außerhalb der Nebenschlußleitung ein Reed-Kontakt angeordnet. Das Spiel dees Schaltkolbens in der Nebenschlußleitung ist so bemessene daß auch bei geschlossener Stellung des Durchlaßventils eine bestimmte Mindestdurchflußrate des Mediums durch die Rebenschlußleitung ermöglicht wird0 Das Durchlaßventil wird in Abhängigkeit von der Durchflußrate so eingestellt , daß der Schaltkolben verstellt wird9 wenn der daran anliegende Differenzdruck die Federkraft überwindet. Dabei wird auch der Magnet verstellt , so daß der Reed<Kontakt betätigt und ein Scha1 tsorgang ausgelöst wird0 Der Schaltvorgang ist dabei je nach Anwendungsfall ein Einschalt- oder Ausschaltvorgang ; beispielsweise wird ein Strömungsschalter dieser Art bei einem Zwangsdurchlaufwärmeerzeuger dazu verwendet , die Wärmezufuhr abzusperren , wenn der Wasserdurchlauf einen bestimmten Mindestwert unterschreitet, bzw. die Wärme zufuhr erst oberhalb einer bestimmten MindestRurchflußrate zuzulassen.In a known flow switch, one is in a pipeline built-in pipe socket with inlet and outlet arranged a gate valve, the is bridged by a bypass line, which is fixed in one with the Rohrstuten connected Housing is formed. In a m part of the shunt that is parallel to The pipe socket serlän £ t9 is a substantially cylindrical piston which is movable therein with play at the downstream end of the switching piston there is a spring-loaded magnet, and at the end of the stroke of the magnet a reed contact is arranged in the housing outside the bypass line. The game dees switching piston in the shunt line is dimensioned so that too a certain minimum flow rate when the gate valve is in the closed position of the medium is made possible through the connecting line adjusted depending on the flow rate so that the switching piston is adjusted will9 when the applied differential pressure overcomes the spring force. Included the magnet is also adjusted so that the reed contact is actuated and a switch is activated tsorgang is triggered 0 The switching process is on depending on the application Switch-on or switch-off process; for example, a flow switch will do this Art is used in a once-through heat generator to shut off the heat supply , if the water flow falls below a certain minimum value, or the Allow heat supply only above a certain minimum flow rate.
Der bekannte Strömungsschalter ist durch die das Durchlaßventil überbrückende Nebenschlußleitung nicht einfach zu fertigen und daher aufwendig in der Herstellung Die Aufgabe der Erfindung besteht dementsprechend darin, einen Strömungsschalter der eingangs genannten Art zu schaffen, der aus möglichst einfachen Teilen mit geringstmöglichem Aufwand gefertigt werden kann Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Nebenschluß in dem Durchlaßventil ausgebildet ist und das Durchlaßventil eine Bohrung aufweist, in der der Schaltkolben beweglich ist und die den Einlaß des Rohrstutzens über einen Verbindungskanal mit dem Auslaß verbindet.The known flow switch is by bridging the passage valve Shunt line not easy to manufacture and therefore expensive to manufacture The object of the invention is accordingly to provide a flow switch of the type mentioned to create that of the simplest possible parts with the least possible Effort can be manufactured This object is achieved according to the invention solved in that the shunt is formed in the gate valve and that Passage valve has a bore in which the switching piston is movable and which connects the inlet of the pipe socket to the outlet via a connecting channel.
Eine solche Ausbildung des Nebenschlusses und Anordnung des Schaltkolbens ermöglicht eine besonders wenig aufwendige Fertigung, da der Rohrstutzen ein Kreuzstück bilden kann, in das das Durchlaßventil und der Schaltkolben senkrecht zur Durchströmungsrichtung eingesetzt werden. Alle den Strömungsschalter bildenden Teile können dadurch als einfache Gußteile gefertigt und zusammengesetzt werden, ohne daß es der besonderen Anbringung eines Gehäuses mit der Nebenschlußleitung bedarf.Such a design of the shunt and arrangement of the switching piston enables a particularly inexpensive production, since the pipe socket is a cross piece can form, in which the gate valve and the switching piston perpendicular to the direction of flow can be used. All the flow switch forming parts can thereby as simple castings can be manufactured and assembled without being special Attachment of a housing with the shunt line is required.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Brfindung sind in Unteransprüchen gekennzeichnet. Die Zusammenwirkung des in dem Durchlaßventil beweglichen Schaltkolbens mit dem Verbindungskanal zeichnet sich dadurch aus, daß die Hub stellung des Schaltkolbens und damit auch die Auslösestellung des Auslösegliedes stets eindeutig dadurch bestimmt ist, daß durch den Schaltkolben eine unmittelbare Verbindung vom Verbindungskanal zum Einlaß hergestellt wird. Dabei erfolgt der Hub des Schaltkolbens unter der Wirkung des daran anliegenden Differenzdrucks stets bis zu einem Abström;-punkt, an dem das Medium durch den Nebenschluß zum Auslaß abströmt, wodurch der Differenzdruck abfällt und zu weiterer Verstellung nicht mehr ausreicht.Advantageous refinements and developments of the invention are characterized in subclaims. The interaction of the in the gate valve movable switching piston with the connecting channel is characterized in that the stroke position of the switching piston and thus also the release position of the release element is always clearly determined by the fact that an immediate Connection is established from the connecting channel to the inlet. This is where the hub takes place of the switching piston under the effect of the differential pressure applied to it up to a discharge point at which the medium passes through the bypass to the outlet flows away, whereby the differential pressure drops and no longer requires further adjustment sufficient.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Abbildungen dargestellt und wird nachfolgend an Hand der Bezugszeichen im einzelnen erläutert und beschrieben. Es zeigen Figur 1 eine teilweise schematische Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Strömungsschalters; Figur 2 einen Schnitt durch den Strömungsschalter nach Figur 1 entlang der Schnittlinie in Figur 1; Figur 3 eine vergrößerte , teilweise geschnittene Ansicht einer modifizierten Ausführung des Hahnkükens bei dem Strömungsschalter nach Figur 1; Figur 4 eine vergrößerte , teilweise geschnittene Ansicht einer modifizierten Ausführung des Schaltkolbens entsprechend Figur 3 bei dem Strömungsschalter nach Figur 19 und Figur 5 eine Draufsicht auf den Strömungsschalter nach Figur 1 In der Schnittdarstellung von Figur 1 erkennt man ein Kreuzstück 1 mit einem Einlaß 2 und einem Auslaß 3 und mit quer dazu verlaufenden Anschlüssen 4 und 5 Der Einlaß 2 und der Auslaß 3 sind zum Einbau in eine Rohrleitung mit Gewinde versehen Zwischen den Anschlüssen 4 und 5 ist ein Durchlaßventil 6 angeordnet , dessen Eahnkiren in gegenüberliegenden Führungsteilen des Kreuz stücks 1 abdichtend geführt und um seine Längsachse drehbar ist, Das Hahnküken hat ein erstes Ende 7 , das sich durch den Anschluß 4 hindurch nach außen erstreckt und außerhalb des Anschlusses 4 einen Stellring 8 trägt, der durch eine Feststilschraube 9 festgezogen werden kann Das Hahnküken ist im Inneren des Kreuz stücks 1 in dem Bereich, der dem Einlaß 2 zugekehrt ist , mit einer zylindrischen Ausnehmung 10 versehen, deren Durchmesser dem einlaßseitigen Innendurchmesser des Kreuz stücks 1 gleich ist und die sich über die Mitte des Hahnkükens hinaus erstreckt. Es entsteht so ein Segmentkörper 11 mit einer Abschnittsfläche 12, deren Durchmesser dem einlaßseitigen Innendurchmesser des Kreuz stücks 1 gleich ist (vgl. Figur 2). Man erkennt aus der Darstellung in Figur 2, daß der auslaßseitige Innendurchmesser des Kreuzstücks 1 kleiner ist als der einlaßseitige Innendurchmesser; der auslaßseitige Innendurchmesser entspricht dabei dem Mittenabstand der Abschnitts flächen 12 in den beiden voll geöffneten Stellungen des Segmentkörpers 11. Das Hahnküken hat ein zweites Ende 13, das in den Anschluß 5 hinein verläuft und über den Segmentkörper 11 mit dem ersten Ende 7 verbunden ist. Das zweite Ende 13 ist mit einer Verjüngung 14 versehen, die nach außen gerichtet ist und im Abstand von einem Einsatz 15 endet, der abdichtend in den Anschluß 5 eingeschraubt ist und weiter unten im einzelnen beschrieben wird. Zwischen dem Ende 13 und dem Einsatz 15 wird ein Ringkanal 16 bestimmt, der über eine Durchbohrung 17 in dem zugehörigen Führungsteil des Kreuz stücks 1 mit dem Auslaß 3 verbunden ist. Das zweite Ende 13 enthält eine Axialbohrung 18, in der ein Schaltkolben 19 verstellbar ist.An embodiment of the invention is shown in the figures and is explained and described in detail below with reference to the reference symbols. Show it Figure 1 is a partially schematic sectional view of the flow switch according to the invention; Figure 2 shows a section through the flow switch according to Figure 1 along the section line in Figure 1; Figure 3 is an enlarged, partially Sectional view of a modified version of the cock plug in the flow switch according to Figure 1; FIG. 4 is an enlarged, partially sectioned view of a modified one Execution of the switching piston according to Figure 3 in the flow switch according to 19 and FIG. 5 show a plan view of the flow switch according to FIG The sectional view of Figure 1 shows a cross piece 1 with an inlet 2 and an outlet 3 and with transverse connections 4 and 5, the inlet 2 and the outlet 3 are threaded for installation in a pipeline between the Connections 4 and 5, a gate valve 6 is arranged, the Eahnkiren in opposite Guide parts of the cross piece 1 sealingly guided and rotatable about its longitudinal axis The cock plug has a first end 7 that extends through the connection 4 extends outward and outside of the connection 4 carries an adjusting ring 8, which can be tightened by a fixed-style screw 9 The cock plug is inside of the cross piece 1 in the area facing the inlet 2 with a cylindrical Recess 10 is provided, the diameter of which corresponds to the inlet-side inner diameter of the Cross piece 1 is the same and which is about the Middle of the cock plug extends beyond. This creates a segment body 11 with a section surface 12, whose diameter is the same as the inlet-side inner diameter of the cross piece 1 is (see. Figure 2). It can be seen from the illustration in Figure 2 that the outlet side The inner diameter of the cross piece 1 is smaller than the inlet-side inner diameter; the inside diameter on the outlet side corresponds to the center-to-center distance of the section surfaces 12 in the two fully open positions of the segment body 11. The cock plug has a second end 13 which extends into connector 5 and over the segment body 11 is connected to the first end 7. The second end 13 is tapered 14, which is directed outwards and ends at a distance from an insert 15, which is screwed sealingly into the connection 5 and further below in detail is described. An annular channel 16 is formed between the end 13 and the insert 15 determined by a through hole 17 in the associated guide part of the cross piece 1 is connected to the outlet 3. The second end 13 contains an axial bore 18, in which a switching piston 19 is adjustable.
Der Schaltkolben 19 ist mit Spiel in die Axialbohrung 18 eingesetzt; der dadurch bestimmte Ringspalt 20 bildet zusammen mit dem Ringkanal 16 und der Durchbohrung 17 einen Nebenschluß, der auch bei geschlossener Stellung des Hahnkükens den Einlaß 2 mit dem Auslaß 3 verbindet.The switching piston 19 is inserted into the axial bore 18 with play; the thereby determined annular gap 20 forms together with the annular channel 16 and the Through hole 17 a shunt, which also with the closed position of the cock plug connects inlet 2 to outlet 3.
Der Schaltkolben 19 ist in Figuren 1 bis 4 in seiner Ruhestellung bei geschlossenem Durchlaßventil 6 gezeigt. Der Schaltkolben 19 erstreckt sich in dieser Stellung durch die Axialbohrung 18 hindurch über den Ringkanal 16 hinaus bis in eine Bohrung 21 in dem Einsatz 15, die mit der Axialbohrung 18 fluchtet. Ein verjüngtes Ende 22 des Schaltkolbens 19 verläuft in die Bohrung 21 hinein und trägt einen Ringmagneten 23 der in die Bohrung 21 aufgenommen ist.The switching piston 19 is in its rest position in FIGS. 1 to 4 shown with the gate valve 6 closed. The switching piston 19 extends in this position through the axial bore 18 beyond the annular channel 16 up to a bore 21 in the insert 15 which is aligned with the axial bore 18. A tapered end 22 of the switching piston 19 extends into the bore 21 and wearing a ring magnet 23 which is received in the bore 21.
An einem Federteller 24 am verjüngten Ende 23 greift eine Feder 25 an 9 die sich am gegenüberliegenden Ende eines Federgehäuses 26 abstützt9 das in dem Einsatz 15 ausgebildet ist.A spring 25 engages a spring plate 24 at the tapered end 23 at 9 which is supported at the opposite end of a spring housing 269 the in the insert 15 is formed.
Der Einsatz 15 erstreckt sich in ein Gehäuse 279 in dem ein Mikroschalter 28 angeordnet ist D dessen Schaltzunge 29 an der Außenseite des Federgehäuses 26 anliegt (vgl Figur 5) Der vorstehend beschriebene Strömungsschalter arbeitet wie folgt: In der in Figur 1 dargestellten geschlossenen Stellung des Durchlaßventils 6 besteht nur durch den Neben schluß aus dem Ringspalt 209 dem Ringkanal 16 und der Durchbohrung 17 eine Verbindung zwischen Einlaß 2 und Auslaß 59 so daß nur eine geringe Durchflußrate durch das Kreuzstück 1 erzielt wird.The insert 15 extends into a housing 279 in which a microswitch 28, D its switching tongue 29 is arranged on the outside of the spring housing 26 is applied (see Figure 5) The flow switch described above works like follows: In the closed position of the passage valve shown in FIG 6 consists only of the secondary circuit from the annular gap 209 and the annular channel 16 the through hole 17 a connection between inlet 2 and outlet 59 so that only one low flow rate through the cross piece 1 is achieved.
Mit zunehmender Durchflußrate nimmt der am Schaltkolben 19 anliegende Differenzdruck zu und schließlich wird ein Wert erreicht 9 bei dem die Kraft der Feder 25 überwunden wird Der Schaltkolben 19 führt dadurch einen Hub aus , der endet, wenn die Unterkante des Schaltkolbens 19 den Ringkanal 16 freigibt, Dadurch wird in dem Neben schluß eine direkte Verbindung zwischen dem Einlaß 2 und dem Auslaß 3 hergestellt, und der Differenzdruck fällt soweit ab , daß ein weiterer Hub des Schaltkolbens 19 nicht mehr erfolgt. Durch den Hub des Schaltkolbens 19 wird der Ringmagnet 23 in eine Stellung angehoben , in der eine Wechselwirkung mit der Schaltzunge 29 eintritt und der Mikroschalter 28 betätigt wird.As the flow rate increases, the pressure applied to the switching piston 19 decreases Differential pressure to and finally a value is reached 9 at which the force of the Spring 25 is overcome The switching piston 19 executes a stroke that ends, when the lower edge of the switching piston 19 releases the annular channel 16, this becomes in the secondary circuit a direct connection between the inlet 2 and the outlet 3 produced, and the differential pressure drops so far that another stroke of the Switching piston 19 no longer takes place. The stroke of the switching piston 19 is the Ring magnet 23 raised into a position in which there is an interaction with the switch tongue 29 enters and the microswitch 28 is actuated.
Auf diese Weise wird durch den Strömungsschalter ein Schaltvorgang bewirkt9 durch den ein jeweils bestimmter anderer Vorgang ausgelöst wird9 wenn eine bestimmte Durchflußrate in dem Kreuz stück 1 überschritten oder unterschritten wird Das Durchlaßventil 6 gestattet dadurch eine Anpassung des Strömungsschalters an einen weiten Bereich von Durchflußraten , daß mit zunehmender Durchflußrate das Durchlaßventil 6 zunehmend geöffnet wird. Beispielsweise wird bei einem Strömungsschalter dieser Art in geschlossener Stellung des Durchlaßventils 6 an dem Schaltkolben 19 der für dessen Hub erforderliche Differenzdruck von 1 bar bei einer Durchfußrate von 5 l/h erzeugt, so daß bei allen kleineren Durchflußraten kein Hub bzw. Schaltvorgang ausgelöst wird; über den Nebenschluß sind Durchflußraten bis zu ca. 50 1 /h erreichbar. In voll geöffneter Stellung des 3 Durchlaßventils 6 betragen die entsprechenden Werte 0.25 m3/h, 1.4 bar und 2.5 m3/h.In this way, a switching process is initiated by the flow switch causes9 by which a certain other process is triggered9 when a certain flow rate in the cross piece 1 is exceeded or fallen below The passage valve 6 thereby allows the flow switch to be adapted a wide range of flow rates that with increasing flow rate the Gate valve 6 is increasingly opened. For example, in the case of a flow switch, this Kind in the closed position of the gate valve 6 on the switching piston 19 of the for its stroke required differential pressure of 1 bar at a flow rate of 5 l / h generated so that no stroke or switching process is triggered at all lower flow rates will; Flow rates of up to approx. 50 l / h can be achieved via the shunt. In in the fully open position of the 3 port valve 6 are the corresponding values 0.25 m3 / h, 1.4 bar and 2.5 m3 / h.
Bei der Ausführung nach Figur 3 ist an dem zweiten Ende 13 des Hahnkükens eine auf der Höhe des Ringkanals 16 verlaufende Ringnut 30 mit Radialkanälen 31 vorgesehen, die in den Ringkanal 16 münden. Während bei der Ausführung nach Figur 1 der Abströmpunkt an der Oberkante des Hahnkükens liegt, liegt er bei der Ausführung nach Figur 3 auf der Höhe des Ringkanals 16 und entsprechend ist auch der Hub des Schaltkolbens 19 begrenzt.In the embodiment according to FIG. 3, the cock plug is at the second end 13 an annular groove 30 with radial channels 31 running at the level of the annular channel 16 provided which open into the annular channel 16. While in the execution according to figure 1 the outflow point is at the upper edge of the stopcock plug, it is during execution according to Figure 3 at the level of the annular channel 16 and accordingly the stroke of the Switching piston 19 limited.
In der in Figur 4 dargestellten Ausführung ist der Schaltkolben 19 in der unteren Stirnfläche mit einer Axialbohrung 32 versehen, die in eine Diametralbohrung 33 mündet.In the embodiment shown in FIG. 4, the switching piston 19 is provided in the lower end face with an axial bore 32, which in a diametrical bore 33 opens.
Der Abströmpunkt und damit der Hub des Schaltkolbens 19 ist hier dadurch bestimmt, daß die Diametralbohrung 33 mit dem Ringkanal 16 kommuniziert. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß der Durchtritt des Mediums durch die Axialbohrung 32 die axiale Einstellung des Schaltkolbens 19 in dem Ringspalt 20 stabilisiert.The outflow point and thus the stroke of the switching piston 19 is hereby determines that the diametrical bore 33 communicates with the annular channel 16. This execution has the advantage that the passage of the medium through the axial bore 32 is the axial Setting of the switching piston 19 in the annular gap 20 is stabilized.
Die an dem Schaltkolben 19 angreifende Feder 25 kann auch weggelassen werden.The spring 25 acting on the switching piston 19 can also be omitted will.
L e e r s e i t eL e r s e i t e
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