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Gasventil
DieErfindung betrifft ein Gasventil mit einer Einlasskammer und einer Auslasskammer, die durch eine Hauptventilöffnung miteinander in Verbindung stehen, wobei zwecks Regelung der Durchflussmenge und des Druckes das Ventil in der Hauptventilöffnung mit einem auf Druckschwankungen in der Auslasskammer ansprechenden Betätigungsorgan in Verbindung steht und ein das Hauptventil umgehender Hilfskanal vorgesehen ist.
Es ist bei solchen Ventilen bereits bekannt, einen Hilfskanal von der Einlass- zur Auslassöffnung zu führen. Ferner ist bekannt, das Gas um die Hauptdurchlassöffnung zur Regulierzwecken herumzuführen.
Demgegenüber besteht die Erfindung darin, dass der Hilfskanal über Ventilkammern mit der Einlasskammer in Verbindung steht und unter Umgehung des Hauptventils direkt in die Auslasskammer mündet, wobei der Hilfskanal hinreichend gross für den Durchgang eines Anheizgasstromes ist und vom Hilfskanal ein Steuerkanal über eine dritte Ventilkammer abzweigt, der in eine Druckkammer mündet, deren eine Membranwand das Betätigungsorgan für das Hauptventil bildet, wobei an dem an die Ventilkammer angeschlossenen Ende des Steuerkanals zwecks Erzielung einer Verzögerung des Ansprechens les Hauptventils eine Drosselstelle angeordnet ist, so dass zunächst nur durch den Hilfskanal Anheizgas fliesst.
Der erwähnteHilfskanal führt zur Rückseite des Hauptventils und bewirkt eine Anlassströmung des Anheizgases.
In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 im Schnitt ein Gasventil nach einer Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2 - 2 der Fig. l, Fig. 3. einen Schnitt nach der Linie 3 - 3 der Fig. 1 und Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4 - 4 der Fig. 1.
Fig. l zeigt ein Gasventil mit drei Ventilgehäuseteilen 10,12 und 14. Der Gehäuseteil 10 besitzt eine Öffnung 16, die mit einem Gewinde zur Verbindung mit einer nicht gezeigten Gaszuführungsleitung versehen ist. Im Betrieb gelangt das zugeführteGas durch die Öffnung 16 in eineEinlasskammer 18, die u. a. von einer Trennwand 20 gebildet wird, die ein HauptVentil 28. 22 besitzt, wobei über dieses eine Verbindung mit einer Auslasskammer 24 herstellbar ist. Diese Auslasskammer 24 steht mit einer Öffnung 26 in Verbindung, die mit einem Gewinde zum Anschluss an eine Austrittsleitung versehen ist, die zu einem Gasbrenner für einen Heizungskessel führt.
Der eigentliche die Gasströmung drosselnde Ventilkörper 28 ist über die Spindel 32 mit einer Betätigungsmembran 30 verbunden. Der mittlere Teil der Membran trägt vorzugsweise eine Metallscheibe 34, die ein Biegen oder Knicken des mittleren Teiles der Membran verhindert. Die Anordnung ist derart getroffen, dass sich die Membran im wesentlichen wie ein Kolben auf-und abwärts bewegen kann und dadurch dieGrösse des den Umfang des Hauptventils 28 umgebenden freien Querschnittes genau regeln kann.
Die Randteile der Membran sind mit einem Deckel 12 gegen die Unterseite des Gehäuseteiles 10 geklemmt, so dass der unmittelbar unterhalb der Membran befindliche Raum eine Druckkammer 36 bildet, die einen Steuergasstrom aus dem Steuerkanal 38 erhält, so dass in der Auslasskammer 24 ein Im wesentlichen konstanter Druck herrscht.
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DerSteuerkanal 38 erhält Gas zunächst durch eine üblicheFilterscheibe 40, die in einer Vertie- fung an der Unterseite des oberen Gehäuseteiles 14 sitzt. Das durch die Filterscheibe strömende Gas
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durch eine Öffnunggeordnet ist, der mit einem Sitz 50 zusammenwirkt. Eine Feder 52 trachtet, den Ventilkörper 48 gegen den Sitz zu drucken, wogegen ein Elektromagnet 54 den Ventilkörper in der nicht dargestellten
Offenstellung halten kann.
Die in Fig. 2 gezeigte Anordnung stellt ein Zündbrenner-Absperrventil dar, das die Gasströmung zum
Zündbrenner sofort absperrt, wenn die Zündflamme aus irgendeinem Grund erloschen ist.
Dieses Zündbrenner-Absperrventil ist mit einem nicht gezeigten Thermoelement versehen, das von der Zündflamme Wärme aufnimmt und durch eine Leitung mit dem Elektromagnet 54 verbunden ist.
Die Anordnung ist derart getroffen, dass bei brennender Zündflamme das Thermoelement automatisch einen elektrischen Strom erzeugt, der genügend stark ist, um den Elektromagneten 54 so zu erregen, dass er den Ventilkörper 48 in der Offenstellung hält. Der von dem Thermoelement erzeugte Strom ist jedoch normalerweise nicht so stark, dass der Elektromagnet den Ventilkörper aus der Schliessstellung in die Offenstellung bewegen kann.
Zur Bewegung des Ventilkörpers in seine Offenstellung ist eine handbetätigte Vorrichtung 56 vorgesehen. Diese Vorrichtung weist einen handbetätigbaren Druckknopf 58 auf, der normalerweise von einer Druckfeder 60 in seiner dargestellten Stellung gehalten wird und mit einem Stössel 62 versehen ist, dessen Ende 64 gegen den mittleren Teil des Ventilkörpers 48 schlägt, wenn der Druckknopf gedrückt wird. BeiHandbetätigung des Druckknopfes wird daher der Ventilkörper 48 automatisch in die Offenstellung bewegt, um eine Gasströmung aus der Kammer 46 in die Kammer 66 zu gestatten. Die Kammer 66 kann das Brenngas an eine Hilfsleitung abgeben, die zweckmässig mit dem Ventil, beispielsweise der Gewindeöffnung 68, verbunden ist.
Die Bedienungsperson wird normalerweise den Druckknopf eine kurze Zeit, beispielsweise 20 sec lang. geckückt halten, so dass die Zündflamme in dem Thermoelement einen elektrischen Strom erzeugen wird, durch den der Elektromagnet den Ventilkörper 48 in der Offenstellung hält.
In der dargestellten Ausbildungsform ist die Ventilkammer 46 mit einem Kanal 70 verbunden (Figol) der unter Druck stehendes Brenngas an eine Ventilkammer 72 abgibt, in der ein Elektromagnet 74 angeordnet ist. Dieser ist mit geeigneten Zuleitungen und Anschlussklemmen versehen. In Fig. l sind eine Zuleitung 76 und eine Klemme 78 gezeigt. In der Anlage sind die Klemmen mit Leitungen verbunden, die von einem Thermostat kommen. Der Elektromagnet 74 ist so eingerichtet, dass er den Hilfsventilkörper 80 betätigen kann, der die Strömung des Druckgases in den kleinen Hilfskanal 82 steuert. Die Wirkungsweise ist derart, dass, wenn der erwähnte Thermostat Wärme von dem Ofen anfordert, der Elektromagnet 74 automatisch erregt wird und den Hilfsventilkörper 80 betätigt.
Das Gas strömt dann aus der Ventilkammer 72 indenHilfskanal 82 undweiter durch einen kleinen Hilfskanal 84 in der oberen Wand des Gehäuseteiles 10. Diese kleine Strömung beträgt nur einen Bruchteil der Liefermenge des Hauptventils, d. h. der bei völlig geöffnetem Hauptventil 22. 28 möglichen Strö- mungsmenge. Wie bereits angedeutet, ist diese Anheizströmung genügend stark, um dem Hauptbrenner so viel Brennstoff zuzuführen, dass er betrieben werden kann, ohne dass sich explosive Gase beim Gasbrenner ansammeln. DerHilfskanal 84 gewährleistet daher einen wesentlichen Vorteil für den Betrieb des Gasventils während der Anheizperiode.
Nach der Anheizperiode soll das Gasventil die volleLiefermenge unter dem höchstzulässigen Abgabe- druck unabhängig von beträchtlichen Schwankungen des Zuführungsdruckes abgeben. Die Druckregelung wird in dem dargestellten Ventil automatisch durch die Funktion des Druckreglers 86 (Fig. l) erzielt. Dieser Regler besitzt eine kleine Membran 88, die von einer schwachen Druckfeder 90 beaufschlagt wird. Die Membran 88 steht über eine Spindel 94 mit einem die Strömung drosselnden Auslassven-
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ge des durch die Ventilöffnung 96 tretenden Gases regelt. Dabei wird der Regler von den einander entgegengesetzten Kräften, die von dem Druck in der dritten Ventilkammer 98 einerseits und der Feder 90 anderseits ausgeübt werden, vor-und rückwärtsbewegt.
Daher bewegt sich bei jedemDruckanstieg in derVentilkammer 98 über den vorgesehenen Wert dieMembran 88 aufwärts, so dass der Auslassventilkörper 92 zu seinem Sitz bin bewegt wird und die Strömung durch dieöffnung 96 vollständig drosselt. Dadurch wird der Druck in der Ventilkammer 98 so gedrosselt oder herabgesetzt, dass die Feder 90 die Membran 88 abwärts bewegen kann, so dass in der Ventilkammer 98 ein im wesentlichen konstanter Druck aufrecht erhalten wird. Der Druck in der Ventilkammer 98 wird daher unabhängig von wesentlichen Druckschwankungen des dem Hilfskanal 82 zugeführten Mediums ziemlich genau
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gegen einen kugeligen Sitz 112, so dass kein Gas durch die Kanäle 110,111 fliesst.
Wenn jedochder
Thermostat und der Elektromagnet 74 den Ventilkörper 80 in seine Schliessstellung bewegen, sinkt automatisch der Druck in der Ventilkammer 98, so dass der Druck in der Druckkammer 36 über den
Steuerkanal 38 gegen die Unterseite der Kugel 108 wirkt und diese anheben kann, so dass das Gas in die Auslasskammer 24 abzieht. Infolge dieses Ablassens von Gas aus der Druckkammer 36, bewirkt der Druck in der Auslasskammer ein Niederdrücken der Membran 30, so dass der Ventilkörper 28 die Öffnung 22 schliesst. Wie vorstehend angedeutet, hat die Ventilkugel 108 den Zweck, ein schnelles
Schliessen den Ventils 28,22 zu bewirken, sobald der Thermostat angesprochen hat.
Ohne dieAbzugs- leitung 110 und das Rückschlagventil 108 würde der Gasabzug aus der Druckkammer 36 nur sehr langsam erfolgen, u. zw. über die Öffnung 104, so dass der Ventilkörper 28 nur langsam schliessen würde. Ohne das Rückschlagventil 108, 112, wäre die Drossel 100 während des Anheizens des Ofens nicht als Verzögerungseinrichtung wirksam.
Die Beschreibung zeigt, dass das dargestellte Ventil besondere Vorteile infolge der Ausbildung der
Hilfskanäle 84,104 und 110 hat. Die Hilfskanäle 84 und 104 haben den Vorteil, dass durch ihr Zu- sammenwirken das Ventil im Stande ist, während des Anheizens dem Brenner eine relativ kleine Brenn- stoffmenge zuzuführen, so dass der Zündbrenner und die Austrittsöffnungen des Hauptbrenners den über den
Hauptbrenner zugeführten Brennstoff besser verbrennen können, ohne dass in der Brennkammer oder im
Ofenraum Explosionen erfolgen.
Die Drosselstelle 104 hat den besonderen Vorteil, dass sie die vollständige Öffnung des Ventilkörpers 28 durch die Membran 30 automatisch so lange verzögert, bis der Hilfskanal 84 eine kurze Zeit lang diegewünschte kleineBrennstoffmenge an denBrenner abgegeben hat. DerHilfskanal 84 stört die Druckregelung während des eigentlichen Betriebes des Brenners nicht, weil die kleine, ständig dnrch den Kanal tretende Brennstoffmenge, die in die Auslasskammer 24 abgegeben wird zu gering'ist, um allein die Druckregelung zu stören. Dabei erfasst die Membran 30 automatisch jede Tendenz des aus dem Hilfskanal 84 kommenden Mediums zur Herabsetzung des Druckes in der Auslasskammer 24, so dass die Membran 30 diese Druckschwankung bei derregelung derstellung desventilkörpers 28 berücksichtigt..
Der zusätzliche Kanal 110 ist von besonderem Vorteil während des Abstellens des Brenners, da er einen raschen Druckabfall in der Druckkammer 36 bewirkt und damit die rasche Schliessbewegung des Ventilkörpers 28 fördert. Ein derartiges rasches Schliessen ist in bestimmten Anlagen erwünscht, in denen der Brenner sonst bei langsamem Drosseln der Brennstoffzufuhr zum Rückschlagen neigen würde. Der zusätzliche Kanal 110 steht mit der Ventilkammer 98 in Verbindung, so dass während der Druckbe- aufsehlagung der Unterseite der Membran 30 das Rückschlagventil 108 automatisch dicht gegen seinen Sitz 112 gedrückt wird, so dass die Drosselstelle 102 die Funktion-der Membran 30 verzögern kann.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Gasventil mit einer Einlasskammer und einer Auslasskammer, die durch eine Hauptventilöffnung miteinander in Verbindung stehen, wobei zwecks Regelung der Durchflussmenge und des Druckes das Ventil in derhauptventilöffnung mit einem auf Druckschwankungen in der Auslasskammer ansprechenden Betätigungsorgan in Verbindung steht und ein das Hauptventil umgehender Hilfskanal vorgesehen ist, da-
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kammer (18) in Verbindung steht und unter Umgehung des Hauptventils (28. 22) direkt in die Auslasskammer (24) mündet, wobei der Hilfskanal (82, 84) hinreichend gross für den Durchgang eines Anheizgasstro- mes ist und vom Hilfskanal (82,84) ein Steuerkanal (38) über eine dritte Ventilkammer (98) abzweigt, der in eineDr1.
lckkammer (36) mündet, deren eineMembranwand das Betätigungsorgan (34) für das Hauptventil (28) bildet, wobei an dem an die Ventilkammer (98) angeschlossenen Ende des Steuerkanals (38) zwecks Erzielung einer Verzögerung des Ansprechens des Hauptventils (28) eine Drosselstelle (104) angeordnet ist, so dass zunächst nur durch den Hilfskanal (82,84) Anheizgas fliesst.
2. Ventil nachAnspruch 1, dadurch g ek ennz ei chnet, dass zwischen dem Hilfskanal (82, 84) und der Einlasskammer (18) ein Hilfsventil (80) angeordnet ist.
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Gas valve
The invention relates to a gas valve with an inlet chamber and an outlet chamber, which are in communication with one another through a main valve opening, the valve in the main valve opening being in communication with an actuating element responsive to pressure fluctuations in the outlet chamber and a main valve bypassing the main valve for the purpose of regulating the flow rate and the pressure Auxiliary channel is provided.
It is already known in such valves to lead an auxiliary channel from the inlet to the outlet opening. It is also known to guide the gas around the main passage opening for regulating purposes.
In contrast, the invention consists in the fact that the auxiliary channel is connected to the inlet chamber via valve chambers and opens directly into the outlet chamber, bypassing the main valve, the auxiliary channel being sufficiently large for the passage of a heating gas flow and a control channel branching off from the auxiliary channel via a third valve chamber, which opens into a pressure chamber, one membrane wall of which forms the actuating element for the main valve, a throttle point being arranged at the end of the control channel connected to the valve chamber in order to delay the response of the main valve, so that initially heating gas only flows through the auxiliary channel.
The mentioned auxiliary channel leads to the rear of the main valve and causes a starting flow of the heating gas.
In the drawings, FIG. 1 shows in section a gas valve according to an embodiment of the invention, FIG. 2 shows a section along the line 2-2 in FIG. 1, FIG. 3 shows a section along the line 3-3 in FIG. 1 and FIG FIG. 4 shows a section along the line 4-4 in FIG. 1.
Fig. 1 shows a gas valve with three valve housing parts 10, 12 and 14. The housing part 10 has an opening 16 which is provided with a thread for connection to a gas supply line, not shown. In operation, the supplied gas passes through opening 16 into an inlet chamber 18, which u. a. is formed by a partition 20, which has a main valve 28, 22, through which a connection to an outlet chamber 24 can be established. This outlet chamber 24 communicates with an opening 26 which is provided with a thread for connection to an outlet line which leads to a gas burner for a heating boiler.
The actual valve body 28, which throttles the gas flow, is connected to an actuating membrane 30 via the spindle 32. The central part of the membrane preferably carries a metal disc 34 which prevents bending or buckling of the central part of the membrane. The arrangement is such that the membrane can move up and down essentially like a piston and can thereby precisely regulate the size of the free cross section surrounding the circumference of the main valve 28.
The edge parts of the membrane are clamped with a cover 12 against the underside of the housing part 10, so that the space located directly below the membrane forms a pressure chamber 36 which receives a control gas flow from the control channel 38, so that a substantially constant flow rate in the outlet chamber 24 There is pressure.
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The control channel 38 initially receives gas through a conventional filter disk 40 which is seated in a recess on the underside of the upper housing part 14. The gas flowing through the filter disc
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is arranged through an opening which cooperates with a seat 50. A spring 52 seeks to press the valve body 48 against the seat, whereas an electromagnet 54 pushes the valve body in FIG
Can hold open position.
The arrangement shown in Fig. 2 represents a pilot burner shut-off valve that the gas flow to
Shut off pilot burner immediately if the pilot flame has gone out for any reason.
This pilot burner shut-off valve is provided with a thermocouple, not shown, which absorbs heat from the pilot flame and is connected to the electromagnet 54 by a line.
The arrangement is such that when the pilot flame is burning, the thermocouple automatically generates an electrical current which is strong enough to excite the electromagnet 54 so that it holds the valve body 48 in the open position. However, the current generated by the thermocouple is normally not so strong that the electromagnet can move the valve body from the closed position into the open position.
A hand-operated device 56 is provided for moving the valve body into its open position. This device comprises a manually operated push button 58 which is normally held in its illustrated position by a compression spring 60 and is provided with a plunger 62, the end 64 of which strikes against the central part of the valve body 48 when the push button is pressed. Therefore, when the push button is manually operated, the valve body 48 is automatically moved to the open position to allow gas flow from the chamber 46 into the chamber 66. The chamber 66 can deliver the fuel gas to an auxiliary line which is expediently connected to the valve, for example the threaded opening 68.
The operator will normally press the push button for a short time, for example 20 seconds. Hold down so that the pilot flame in the thermocouple will generate an electrical current by which the electromagnet holds the valve body 48 in the open position.
In the embodiment shown, the valve chamber 46 is connected to a channel 70 (Figol) which emits pressurized fuel gas to a valve chamber 72 in which an electromagnet 74 is arranged. This is provided with suitable supply lines and connection terminals. In Fig. 1, a lead 76 and a terminal 78 are shown. In the system, the terminals are connected to lines that come from a thermostat. The solenoid 74 is set up such that it can actuate the auxiliary valve body 80, which controls the flow of the compressed gas into the small auxiliary channel 82. The mode of operation is such that when the mentioned thermostat requests heat from the furnace, the electromagnet 74 is automatically excited and actuates the auxiliary valve body 80.
The gas then flows from the valve chamber 72 into the auxiliary channel 82 and further through a small auxiliary channel 84 in the upper wall of the housing part 10. This small flow is only a fraction of the delivery rate of the main valve, i.e. H. the flow rate possible when the main valve 22.28 is fully open. As already indicated, this heating current is strong enough to supply the main burner with enough fuel that it can be operated without explosive gases accumulating at the gas burner. The auxiliary channel 84 therefore provides a significant advantage for the operation of the gas valve during the heat-up period.
After the heating-up period, the gas valve should deliver the full delivery quantity under the maximum permissible delivery pressure, regardless of considerable fluctuations in the delivery pressure. The pressure control is achieved automatically in the valve shown by the function of the pressure regulator 86 (Fig. 1). This regulator has a small membrane 88 which is acted upon by a weak compression spring 90. The membrane 88 stands over a spindle 94 with an outlet valve that restricts the flow.
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ge of the gas passing through the valve opening 96 regulates. The regulator is moved back and forth by the opposing forces exerted by the pressure in the third valve chamber 98 on the one hand and the spring 90 on the other hand.
Therefore, whenever the pressure in the valve chamber 98 rises above the intended value, the diaphragm 88 moves upwardly so that the outlet valve body 92 is moved to its seat and the flow through the opening 96 is completely throttled. As a result, the pressure in the valve chamber 98 is throttled or reduced in such a way that the spring 90 can move the diaphragm 88 downwards, so that an essentially constant pressure is maintained in the valve chamber 98. The pressure in the valve chamber 98 therefore becomes fairly accurate regardless of substantial pressure fluctuations in the medium supplied to the auxiliary channel 82
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against a spherical seat 112, so that no gas flows through the channels 110, 111.
However, if the
Thermostat and the electromagnet 74 move the valve body 80 into its closed position, the pressure in the valve chamber 98 automatically drops, so that the pressure in the pressure chamber 36 over the
Control channel 38 acts against the underside of ball 108 and can raise it so that the gas is drawn off into outlet chamber 24. As a result of this discharge of gas from the pressure chamber 36, the pressure in the outlet chamber causes the membrane 30 to be depressed, so that the valve body 28 closes the opening 22. As indicated above, the valve ball 108 has the purpose of a quick
To effect closing the valve 28,22 as soon as the thermostat has responded.
Without the discharge line 110 and the check valve 108, the gas discharge from the pressure chamber 36 would only take place very slowly, and zw. Via the opening 104, so that the valve body 28 would only close slowly. Without the check valve 108, 112, the throttle 100 would not be effective as a delay device while the furnace is being heated up.
The description shows that the valve shown has particular advantages due to the design of the
Auxiliary channels 84,104 and 110. The auxiliary channels 84 and 104 have the advantage that, through their interaction, the valve is able to feed a relatively small amount of fuel to the burner during the heating-up process, so that the pilot burner and the outlet openings of the main burner are
Main burner can burn fuel fed better without being in the combustion chamber or in the
Furnace room explosions occur.
The throttle point 104 has the particular advantage that it automatically delays the complete opening of the valve body 28 by the membrane 30 until the auxiliary channel 84 has delivered the desired small amount of fuel to the burner for a short time. The auxiliary channel 84 does not interfere with the pressure regulation during the actual operation of the burner, because the small amount of fuel constantly passing through the channel which is discharged into the outlet chamber 24 is too small to disrupt the pressure regulation alone. The membrane 30 automatically detects any tendency of the medium coming out of the auxiliary channel 84 to lower the pressure in the outlet chamber 24, so that the membrane 30 takes this pressure fluctuation into account when regulating the position of the valve body 28.
The additional channel 110 is of particular advantage when the burner is switched off, since it causes a rapid pressure drop in the pressure chamber 36 and thus promotes the rapid closing movement of the valve body 28. Such rapid closure is desirable in certain systems in which the burner would otherwise tend to kick back if the fuel supply was throttled slowly. The additional channel 110 is connected to the valve chamber 98 so that the check valve 108 is automatically pressed tightly against its seat 112 while the underside of the membrane 30 is pressurized, so that the throttle point 102 can delay the function of the membrane 30.
PATENT CLAIMS:
1. Gas valve with an inlet chamber and an outlet chamber, which are in communication with one another through a main valve opening, the valve in the main valve opening being connected to an actuating element responsive to pressure fluctuations in the outlet chamber and an auxiliary channel being provided bypassing the main valve for the purpose of regulating the flow rate and the pressure is there-
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chamber (18) is in communication and, bypassing the main valve (28, 22) opens directly into the outlet chamber (24), the auxiliary channel (82, 84) being sufficiently large for the passage of a heating gas flow and from the auxiliary channel (82, 84) a control channel (38) branches off via a third valve chamber (98), which into a Dr1.
Leak chamber (36) opens, one membrane wall of which forms the actuating element (34) for the main valve (28), with a throttle point at the end of the control channel (38) connected to the valve chamber (98) in order to delay the response of the main valve (28) (104) is arranged so that initially heating gas only flows through the auxiliary channel (82, 84).
2. Valve according to claim 1, characterized in that an auxiliary valve (80) is arranged between the auxiliary channel (82, 84) and the inlet chamber (18).