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| S t r ö m u n g s s c h a l t e r. |
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Strömungsschalter,
der im Haupt-oder Nebenzweig eines strömenden, gasförmigen oder flüssigen Mediums
gelegen ist und unter dem Einfluß des kinetischen Druckes der durch den Zweig strömenden
Menge eine elektrische Schaltung tätigt und ggf. bei Unterschreitung eines Mindestdruckes
die weitere Strömung des Mediums unterbindet.
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Derartige Schalteinrichtungen sind in mannigfache Ausbildungsformen
bekannt. Diese gebräuchlichen Strömungsschalter besitzen im allgemeinen Aufbau gemeinsame
Merkmale und zwar ein im Stromkreis des Mediums gelegenes, messendes Organ, z. B.
eine Blende, Klappe oder Stößel, bzw. in einem toten Nebenzweig der Strömungsleitung
einen Schwimmer oder eine Membrane, und ferner ein mechanisch mit ersterem verbundenes
schaltendes Organ, ggf. mit mehreren Kontaktstellen.
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Die in einem toten Nebenzweig angeordneten Schalteinrichtungen sind
keine Strömungsschalter im Sinne der Erfindung, ihre Funktion beruht auf dem mittel-oder
unmittelbar gegen das messende Organ ausgeübten statischen Druck des Mediums. Diese
letzteren Einrichtungen sind zur Auslösung einer Schaltoperation in Abhängigkeit
der durch einen Leitungsquerschnitt strömenden Menge nur bedingt geeignet.
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Die Anwendung solcher behalter beschränkt sich zumeist auf Einrichtungen
die eine großräumigere Bauweise zulassen. Auch arbeiten letztere Einrichtungen nicht
als Sperrventil, welche bei Unterschreitung eines Mindestdruckes die Strömungsleitung
verschließen.
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Die anderen, auch als Ventile wirkenden Strömungsschalter, besitzen
indessen den Nachteil, daß die, zwischen dem messenden und schaltenden Organ gelegene
Übertragungseinrichtung auf irgend einem Wege, zumeist über eine mit Stopfbuchsen
versehene Bohrung, durch die das strömende Medium führende Leitung hindurch geleitet
werden muß. Es versteht sich, daß diese Durchtrittsstellen oft die Funktionsfähigkeit
derartiger Schalteinrichtungen beeinträchtigen und daher sehr sorgfältig in ihren
Passungen gehalten und zusammengebaut werden müssen. Der Aufwand an Arbeitszeit
zur Erstellung eines solchen, auch als Ventil wirkenden Strömungsschalters, ist
daher besonders hoch.
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Aufgabe der Erfindung war es, einen als Ventil für die Strömungsleitung
wirkenden Schalter zu schaffen, wobei unterhalb eines statischen Mindestdruckes
des Mediums in der Strömungsleitung letztere verschlossen bleibt und bei Überschreiten
des Druckes und bei Erreichen
eines vorgegebenen kinetischen Druckes
des strömenden Mediums, mindestens eine Schaltoperation getätigt wird, wobei zwischen
dem messenden und schaltenden Organ gelegene Gestänge oder Übertragungseinrichtungen
vermieden werden.
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Gemäß der Erfindung besitzt das Strömungsventil einen magnetischen
Ventilstößel oder trägt einen permanenten Magneten, während im Ventilgehäuse ein
durch einen Magneten beeinflußbarer elektrischer Schalter gelegen ist, der bei vorgegebener
Näherung des Stößels mindestens einen Kontakt öffnet oder schließt.
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Durch diese erfinderische Maßnahme werden die, bei den bekannten,
als Ventil wirkenden Strömungsschaltern auftretenden Nachteile vollkommen vermieden.
Wird beim überschreiten einer hydrostatischen Druckschwelle der Ventilstößel von
seinem Sitz gehoben, so nähert sich das magnetische Feld des Stößels dem im Gehäuse
gelegenen, magnetisch beeinflußbaren Schalter. Wird ein von der Feldstärke des Magneten
abhängiger Abstand erreicht, so spricht der magnetisch beeinflußbare Schalter an
und öffnet oder schließt einen oder mehrere elektrische Kontakte. Bei dieser, nach
der Erfindung gestalteten Einrichtung, können keine undichten Stellen, auch bei
langjähriger Betriebszeit auftreten. Außerdem ist das so gestaltete Strömungs-und
Rückschlagventil in seinem Aufbau sehr einfach und gegenüber den bekannten Einrichtungen
mit einem weitgehendst geminderten Arbeitsaufwand zu erstellen. Die Schaltgenauigkeit
ist gegenüber dem gleichen Zweck dienenden Einrichtungen wesentlich besser, weil
Reibungen durch Gestänge u. dgl. nicht auftreten können.
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Nach einem weiteren Merkmale der Erfindung sind im oder am Ventilgehäuse
mehrere und in der Hubrichtung des Stößels hintereinander gelegene, durch einen
Magneten beeinflußbare Schalter gelegen.
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Durch diese zusätzliche erfinderische Maßnahme wird es möglich, daß
in Abhängigkeit vom kinetischen Druck des strömenden Mediums eine Stufenschaltung
getätigt wird. So kann, z. B. das Strömungsventil so eingerichtet sein, daß nach
einem Hub von 3 mm des Stößels die erste Schaltung und nach weiteren 2 mm die zweite
Schaltung usw. getätigt wird.
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Der Stößel des nach der Erfindung gestalteten Strömung-und Rückschlagventils
ist vorzugsweise mit einer Feder belastet, wobei letztere, nach einem weiteren Merkmale
der Erfindung, auf den öffnung-bzw. Schließdruck des Ventils eingestellt werden
kann.
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In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsformen des nach der Erfindung
gestalteten Strömungsventils beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigen
: Fig. l ein Strömungsventil mit einer Schaltstufe, im Schnitt.
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Fig. la das gleiche Ventil in der Seitenansicht, teilweise geschnitten.
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Fig. 2 ein Strömungsventil mit mehreren Schalt stufen, im Schnitt.
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Fig. 2a das gleiche Ventil in der Seitenansicht, teilweise geschnitten.
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Auf der das strömende Medium führenden Rohrleitung l ist, in bekannter
Art, z. B. mittels einer Überwurfmutter 2 und einer Dichtung 3 der Ventilkörper,
bestehend aus dem Ventilunterteil 4 und Oberteil 5 aufgesetzt. Ober-und Unterteil
sind durch eine Verschraubung 6 miteinander verbunden, wobei eine Dichtung 7 den
Ventilraum 8 gegen den Außenraum hermetisch abschließt. Das strömende Medium tritt
bei 9 in den Ventilkörper ein und steigt durch die Nuten 10 im Ventilstößel 11 zum
Ventilsitz 12. Der Ventilteller 13 ist im vorliegenden Beispiel durch eine Feder
14 belastet, welche den Fluß des Mediums nach Überwindung ihrer Andruckkraft frei
gibt. Im gegebenen Falle gelangt sodann das Medium in die Kammer 8 und von dort
über die Kanäle 15,16 zum Auslaß 17, z. B. in einen durch die Wand 18 gebildeten
Kammerraum 19.
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Im vorliegenden Beipiel ist der Ventilstößel mit einer Bohrung versehen,
in dem ein stabförmiger Magnet 20 untergebracht ist. Oberhalb des Ventilstößels
ist das Ventilgehäuse bei 21 ebenfalls eingebohrt, wobei in dieser Höhlung ein in
einer Glashülse 22 magnetisch beeinflußbarer Schalter 23 gelegen ist. Wenn der Stößel
11, 13 durch das strömende Medium aus seiner Ruhelage gehoben wird und einen vorgegebenen
Weg"h"zurückgelegt hat, wird durch die magnetische Kraft der Anker 24 der Kontaktfeder
25 angezogen, wobei der Schalter 23 schließt.
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Eine ähnliche Anordnung ist aus den Fig. 2 und 2 a ersichtlich. Hier
sind die Abweichungen von Fig. 1 und la im Ventilgehäuse 3 in Hubrichtung des Stößels
übereinander gestaffelte Schalter 26,27 und 28 angeordnet. Wird der Stößel unter
dem Druck des strömenden Mediums
um das Maß"h'1"angehoben, so wird
Schalter 26 betätigt. Bei einer Hubhöhe"h2"des Stößels tritt der Schalter 27 und
bei einer Öffnungsweite"h3"der Schalter 28 in Funktion. Fällt der Druck des strömenden
Mediums, so wird unter der Last der Feder der Stößel auf seinen Sitz zu zurückbewegt.
In diesem Falle öffnen und schließen die Schalter in ihrer umgekehrten Reihenfolge.
Fällt hingegen der Druck des strömenden Mediums unter einem Schwellwert, so schließt
das Ventil und eine weitere Strömung wird somit unterbunden.
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Der nach der Erfindung gestaltete Strömungsschalter kann in mannigfache
Einrichtungen zur Anwendung kommen. Bei einem Durchlauferhitzer können die magnetisch
beeinflußbaren Schalter die Aufgabe haben, die Heizung dann einzuschalten, wenn
ein gewisser Wasserdurchsatz gewährleistet ist. Auch besteht die Möglichkeit, die
Heizung in mehreren Stufen und in Abhängigkeit von der das Gerät durchströmenden
Wassermenge direkt oder indirekt zu schalten.
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Eine andere Anwendungsmöglichkeit besteht darin, das Gerät als Wächter
zu benutzen. So können mit den Schaltern Kontrollampen, Zähl-und Meßwerte verbunden
sein, welche die durch den Strömungschalter fließende Menge anzeigen.
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Der nach der Erfindung gestaltete Strömungsschalter kann im Rahmen
der kennzeichnenden Merkmale mannigfach abgeändert und ausgebildet sein. Die gezeigten
Schaltkontakte können eine andere Form besitzen und auch, z. B. statt rechtwinklig
zum Hub des Stössels parallel zum letzteren gelegen sein. Für die Funktion des Ventils
ist es nicht unbedingt notwendig, den Stößel mit einer
Feder zu
belasten. In vielen Fällen wird die Eigenschwere des Stößels ausreichen bei einem
Mindestdruck des Mediums das Ventil zu schließen. Auch kann der Ventilsitz als magnetischer
Anker ausgebildet sein, so daß der Stößel erst bei einem relativ hohen statischen
Druck von seinem Sitz abgehoben und sodann den Querschnitt der Leitung schlagartig
frei gibt.