190726. lajstromszámú szabadalom • Hőhatásra működő jeladó szabályzók részére
1 190 726 2 A találmány hőhatásra működő jeladó szabályozók, rendszerint a kívánt hőmérsékletet biztosító közegek, folyamatok változtatására. A műszaki életben igen gyakran feladat egy berendezés váltakozó üzemeltetése bizonyos hőmérsékletek változásának függvényében. Ilyen feladatot jelent például a bármely energiahordozóval fűtött melegvíz kazánok esetében az állandó kilépő vízhőmérséklet biztosítása, mégpedig az energiahordozó egészéhez szükségess friss levegő hozzávetés (huzat) megfelelő változtatásával. Ismeretes a levegő-hozzávezetést függőlegesen állítható levegőcsappantyúval oly módon változtatni, hogy legalább 1 m/m nyílás legyen a kívánt hőmérsékletű víz beszívásához, vagyis folyamatos legyen az oxidáció. A huzatszabályozó rendszerint a kazán alsó ajtajába van beépítve, és függőleges elmozdítását egy lánc biztosítja. A láncot mind függőlegesen, mind vízszintesen beépített hőmérsékletérzékelő működtetheti. A hőmérsékletváltozás hatására jeladók közül — mivel találmányuk is ezen műszaki területre esik — a hő hatására térfogatukat és ezzel nyomásukat változtató folyadékos jeladókkal foglalkozunk részletesen. Ismeretes a hő hatására táguló — nyugvó közegek nyomását csőmembrán felületére átvivő jeladók, és ezen belül is két alváltozat van, ahol a hőmérséklet növekedésével táguló közeg, pl. olaj a csőmembrán külső felületére hat, illetőleg azon belül helyezkedik el (2.456.906. sz. NSZK szabadalmi leírás). Mindkét esetben a táguló közeg egy zárt rendszerben foglal helyet, a csőmembrán anyaga — a gyakori mozgást elviselő — rugalmas rézlemez, és a membránhoz van rögzítve alsó vagy felső végén egy elmozduló pecek, amely a jeladást végzi rugós ellenerővel szemben, ami a beállított hőmérséklettel arányos. E jeladók előnye, viszonylag egyszerű kivitelük, mivel nincs szükség tömítésre a táguló közeg és a külső tér között. A jeladó-érzékelő az áramló közeg útjába egy fémhüvelybe építve kerül elhelyezésre. Hátrányuk viszont sokrétű: csak növekvő hőmérséklet irányába történő elmozdulásnál tud erőt továbbítani annak irányába, továbbá maga a csőmembrán előállítása is bonyolult, pl. lezárása, forrasztása a táguló közeggel együtt — ami adott esetben alkohol, éter is lehet. A rézlemez rugalmassága is véges, elfáradás miatt váratlan törés lép fel, végül a jeladó nyomatékét korlátozza a csőmembrán mechanikai tulajdonsága. A hő hatására táguló közegeken alapuló jeladók másik ismert nagy csoportját képviselik az ún. „patronos jeladók”. A hő hatására táguló és összehúzódó folyadék olyan térben, patronban van elhelyezve, ahová segédrúd nyúlik bele. A külső teret és az érzékelő táguló teret a precízen, tükrösen megmunkált segédrudat körülvevő rugalmas — gumi — gömítés választja el. Ez a tömítés a segédrúd mindkét irányú elmozdulása esetén hatásosan tömít. Amikor nő a hőmérséklet, a segédrúd kilökődik a patronból, csökkenő hőmérsékletnél abba visszahúzódik. A segédrudat valamilyen szabályozó működtetésével, pl. rugóerővel terhelik, akkor a táguló tér nyomása nagyobb, mint a külső tér nyomása. E jeladó előnye, hogy kis méret ellenére is nagy erőt képes átadni, hátránya viszont az, hogy csak a növekvő hőmérsékletre történő elmozdulás irányába képes erőt kifejteni és továbbítani (4.288.033. és 4.285.476. lj.sz. USA szabadalmi leírások, 3.014.760 lj.sz. NSZK szabadalmi leírás). 2 ! Ismeretes olyan táguló közeg elvén működő jeladó is, amely szemben az eddigiekkel, a táguló közegváltozás mindkét irányába képes erőt kifejteni (3.833/83. sz. magyar bejelentés). Ennél a megoldásnál a táguló közeg egy fémhüvely aljában a külső tér nyomásához képest állandó nyomáson van egy, a táguló érzékelő terén kívül elhelyezett nyomórugó hatására. A táguló közeget — olaj, éter, alkohol, stb. — a külső tértől ismert módon gumikarmantyúval tömítették a hengerpalást belső felületén. Ez a berendezés képes legfeljebb a nyomórugó erejének megfelelő erőt kifejteni, a csökkenő hőmérséklet hatásárá is, de a tömítéshez kívánatos precíz megmunkálás és rugó külső elhelyezése miatti méretnövekedés mind a gyártást, mind az üzemeltetést megnehezíti; gyakori a táguló közeg „eltűnése” tömítetlenség miatt, ami veszélyezteti az elérni kívánt szabályozást. Ismeretes továbbá illó közeg, pl. parafin alkalmazása a tömítés egyszerűsítésére. A találmány célja olyan hőre táguló közeg elvén működő jeladó magalkotása volt, amely egyszerű és üzembiztos, mind a hőmérsékletnövekedés, mind az ellentétes irányba képes reprodukálható elmozdulásra, ez az elmozdulás elegendő erőt tud kifejteni ahhoz, hogy bonyolult szerkezetek közbeiktatása nélkül, pl. mechanikusan és segédenergía nélkül is működtetni tudjon szabályozó berendezéseket. E működtetett szabályozó berendezések a teljesség igénye nélkül a szilárd energiahordozó szén, fa esetében az oxidációs égés primer levegőjének szabályozása, cseppfolyós vagy gáznemű energiahordozó esetében a tüzelőanyag beadagoló állítása nyomásszabályozással, melegvizes fűtés esetén a visszafolyó hideg- és a kazánból jövő melegvizek keverőcsapját állító szabályozó berendezés, stb. lehet. A találmány szerinti célkitűzést olyan hőhatásra működő jeladó valósítja meg, amelynél a célszerűen hengeres 1 hőmérsékletérzékelőben zárt térben a hőhatásra térfogatát változtató közegben, célszerűen folyadékban van elhelyezve a 2 nyomórugó, amely hőmérsékletcsökkenés' kor fejt ki erőhatást, és a segédrúd elmozdul. A nyomóragó egyik végével a 3 segédrúd benyúló végén kialakított tárcsára, másik végén pedig a teret lezáró 4 fémperemre támaszkodik fel. A külső és a táguló közeg terét a segédrudat körülvevő 5 rugalmas tömítés választja el. A jeladó alaphelyzetében a rugó a tárcsát az ütközésig nyomja le, ekkor a jeladó zárt terében lévő táguló közeg nyomása megegyezik a külső nyomással. A növekvő hőmérséklet hatására nő a nyomás, a segédrúd ,,A” irányába kinyomódik, és ezáltal a rugó összenyomódik. A kinyomott segédrúd erőt továbbít valamely szabályozó rendszerre. Csökkenő hőmérséklet hatására a felszabaduló rugóerő fejt ki ellentétes, , ,B” irányú erőhatást a jeladóra. A találmány szerinti jeladó egyik különösen előnyös kiviteli alakja szerint a 3 jeladó segédrudat 5 tömítőgyűrűik) a 4 fémperem 5a, 5b vállai között vannak elmozdulásmentesen elhelyezve, ami a tömítés minőségét és a tömítőgyűrűk élettartamát is előnyösen befolyásolja. A találmány szerinti jeladó sok szabályozóba építhető be, előnyeit azonban minden esetben megőrzi: — gyártása egyszerű, mert csak a segédrúd felületét kell precízen megmunkálni (tükrös), — anyag- és helymegtakarítás, mivel az erőt továbbító rugó a táguló közegben van, így azonos hőmérséklettartomány (pl. 30-90 °C) is azonos szabályozó erő (lökethossz) mellett igen egyszerű és ideális méretek alakíthatók ki, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
