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Atmungsventil für membrangesteuerte Gasdruckregler
Die Erfindung bezieht sich auf ein Atmungsventil für membrangesteuerte Gasdruckregler, bestehend aus einem auf dem Reglergehäusedeckel lösbar befestigten Ventilgehäuse und einem in ihm eingelassenen, mit einer Düse ausgestatteten, von einem Verschlussorgan beherrschten Kanal.
Derartige Atmungsventile bei membrangesteuerten Gasdruckreglern haben den Zweck, die Druckverhältnisse des Raumes oberhalb der Membranen den Druckverhältnissen der umgebenden Atmosphäre bzw. umgekehrt anzupassen. Von Atmungsventilen hängt demzufolge das Reaktionsvermögen des den Durchflussquerschnitt bestimmenden und durch Membranen im regelnden Sinn bewegten Verschlusskörpers auf gesteuerte Mengenveränderungen des durchfliessenden Mediums ab.
Es sind Atmungsventile bekannt, die, als eine Art Kugelventil ausgebildet, in der Ausgangsrichtung sperren oder, da von der Schwerkraft des kugelförmigen Verschlusskörpers abhängig, das Ausatmen hemmen. Daraus ergibt sich der Nachteil, dass ein schnelles Öffnen des Gasdruckreglerdurchganges, wie es z. B. beim Zuschalten von Hauptverbrauchsgeräten erforderlich ist, behindert wird, so dass ein Verlöschen der ZUndbrennerflamme (n) nicht ganz ausgeschlossen werden kann und als Folge davon, ein Ausströmen unverbrannten Gases mit den dadurch entstehenden Gefahren gegeben ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung diese bekannten Nachteile zu beheben und ein Atmungsventil mit dem besonderen Verwendungszweck des Gasdruckreglers entsprechend anpassbaren gin-und Auslassquerschnitt zu schaffen. Entsprechend dieser Aufgabenstellung ist vorgesehen, dass das Verschlussorgan in der Kammer des Ventilgehäuses durch einen Zentrierstift mit radialem Spiel geführt wird, wobei die Durchmesserdifferenz der Bohrung des Verschlussorganes und des Zentrierstiftes die Durchlasskapazität einer Richtung und die Durchmesserdifferenz des Verschlussorgans und der Kammer die Durchlasskapazität in der andern Richtung bestimmt und dass auf der dem Ventilsitz abgekehrten Seite des Verschlussorgans auf dem Zentrierstift oder im Ventilgehäuse ein als Widerlager für das Verschlussorgan dienender Anschlag befestigt ist.
Hiemit wird die Empfindlichkeit des Gasdruckreglers auf gesteuerte Veränderungen der Durchflussmenge durch definitiv festgelegte Ein- und Auslassquerschnittedes Atmungsventilsdeninder Anlage zu erwartenden Verhältnissen angepasst. Durch den einfachen, konstruktiven Aufbau des von den Funktionselementen des Gasdruckreglers unabhängigen Atmungsventils als eine Baueinheit, ergeben sich ferner die Vorteile der Austauschbarkeit mit Atmungsventilen derselben Type und Grössenabmessung jedoch anderer Querschnitte, um den Erfordernissen beim Einbau des Gasdruckreglers in die Anlage gerecht zu werden.
In der weiteren Ausbildung ist vorgesehen, dass der als Dreikant, Vierkant od. dgl. ausgebildete Anschlag in dem ihm zugekehrten Teil des Kanals geführt ist. Mit der Übernahme dieses Merkmals in das Atmungventil, wird das Führungselement und damit das Verschlussorgan gegen radiale Lageänderung geschützt und ein Durchströmen des zu steuernden Mediums durch den Anschlag in ausreichendem Masse gewährleistet.
In den Zeichnungen ist der Gegenstand gemäss der Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen dargestellt, u. zw. zeigen in Schnittdarstellung Fig. l einen membrangesteuerten Druckregler mit in dessen Genau- sedeckel eingeschraubtem Atmungsventil gemäss der Erfindung, Fig. 2 das für das schnelle Öffnen des Druckreglers bestimmte Atmungsventil der Fig. l in vergrössertem Massstab, Fig. 3 das für das schnelle Sperren des Druckreglers bestimmte Atmungsventil in vergrössertem Massstab mit den gleichen in Fig. 2 dargestellten Bauelementen.
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In Fig. 1 bedeuten 1 ein Reglergehäuse, 2 dessen Deckel und 3 insgesamt ein in dem Dekkel 2 lösbar befestigtes Ventilgehäuse. Das Ventilgehäuse 3 ist mit einem Schraubstutzen 4 in den Deckel 2 des Reglergehäuses l eingeschraubt. In den Fig. 2 und 3 ist mit 5 ein dem Schraubstutzen 4 gegenüberliegender, in das Ventilgehäuse 3 eingepresster Einsatz und mit 6 insgesamt ein die Verbindung des Raumes unterhalb des Reglergehäusedeckels 2 mit der Aussenluft herstellender, das Ventilgehäuse 3 durchziehender Kanal bezeichnet.
Der Kanal 6 wird gebildet durch einen Kanalteil (Bohrung) 7 im Schraubstutzen 4, einehinsichtlichderBohrung 7 im Durchmesser grössere Kammer 8 im Ventilgehäuse 3, einen der Bohrung 7 im Durchmesser gleich grossen Kanalteil (Bohrung) 9 im Einsatz 5 und einem Querkanal (Querbohrung) 10 im Einsatz 5. der mit der Aussen- luft die Verbindung herstellt. Die Bohrung 9 im Einsatz 5 und die Kammer 8 werden zentrisch durch einen in den Einsatz 5 eingepressten Zentrierstift 11 durchgriffen. Innerhalb der Kammer 8 ist gleitbar auf dem Zentrierstift 11 ein Verschlussorgan 12 angeordnet. Ein als Durchlass 13 für das zu steuernde Medium (Atemluft) ausgebildetes Spiel zwischen dem Durchmesser des Zentrierstiftes 11 und dem Verschlussorgan 12 entspricht dem als zulässig erachteten Düsenquerschnitt der bekannten Atmungsventile.
Die Fläche des Spiels zwischen dem ballig ausgebildeten Verschlussorgan 12 und der Kammer 8 ist wesentlich grösser als die zwischen dem Zentrierstift 11 und dem Verschlussorgan 12, aber nur so gross, dass beim Übertritt des zu steuernden Mediums von der Seite des höheren Drucks nach der andern Seite eine gewisse, für den nachstehend herausgestellten Flächendruck wichtige Drosselwirkung entsteht. Das Eigengewicht des Verschlussorgans 12 muss im Fall der Ausführung nach Fig. 2 so bemessen sein, dass es geringer ist als der als minimal zulässig erkannte. auf Schliessen des Atmungsventils gerichtete Flächendruck. Mit 14, 14' ist in Fig. 2 bzw. 3 ein von dem inneren Kanalende des Einsatzes 5 bzw. des Schraubstutzens 4 gebildeter Ventilsitz und mit 15 ein als Gegenwiderlager für das Verschlussorgan 12 dienender Anschlag bezeichnet.
Der auf dem Zentrierstift 11 befestigte Anschlag 15 ist als Vierkant ausgebildet und ragt zum Teil in die ihm zugekehrte Bohrung 7 bzw. 9 hinein und ist in dieser mitseinen paarweise diagonalgegenüberliegenden Kanten geführt. Der Anschlag 15 könnte auch als Dreikant oder als Nabe mit in der Bohrung 7 bzw. 9 geführten Speichen ausgebildet sein. Jedenfalls muss Vorsorge dafür getroffen sein, dass durch den Anschlag 15 keine nennenswerte Behinderung des durch ihn strömenden Mediums eintritt. Die in den Ausführungen nach Fig. 2 und 3 verwendeten Bauelemente unterscheiden sich in ihren Abmessungen oder Materialien nicht, wohl aber in der Anordnung des Ventilverschlussorgans 12 hinsichtlich der Ventilsitze 14, 14' und des Anschlages 15 und damit in ihrer Wirkungsweise voneinander.
Fig. 1 zeigt den Druckregler in Schliessstellung. In dieser Schliessstellung des Druckreglers sind die an ihn angeschlossenen Verbrauchsgeräte abgeschaltet und nimmt das Atmungsventil die in Fig. 2 gezeigte Stellung ein. Ein vollkommener Druckausgleich zwischen der Aussenluft und dem Raum unterhalb des Reglergehäusedeckels 2 ist alsdann bereits erfolgt.
Wird nunmehr ein Hauptverbrauchsgerät oder werden mehrere Verbrauchsgeräte gleichzeitig geöffnet, dann sinkt der Hinterdruck im Druckregler zwar ab, aber nicht mehr so weit, dass ein Erlöschen der Zündund/oder Brennerflammen bzw. Flamme eintritt. Mit dem Öffnen des Druckreglers erfolgt nämlich-der nunmehr grösseren Durchflussquerschnitte wegen-ein schnelles Einströmen der Aussenluft in den Raum unterhalb des Reglergehäusedeckels 2.
Wird das Hauptverbrauchsgerät oder werden mehrere Verbrauchsgeräte gleichzeitig abgeschaltet, dann geht-infolge des ansteigenden Hinterdrucks - der Druckregler in seine Schliessstellung und der dabei sich bildende Druck im Raum unterhalb des Reglergehäusedeckels 2 hebt das Verschlussorgan 12 bis zum Anschlagen an den Ventilsitz 14 am Einsatz 5 an. Da aber der Raum unterhalb des Reglergehäusedeckels 2 mit der Aussenluft über den Durchlass 13 weiterhin in Verbindung steht, wird in kurzer Zeit ein Druckabbau im Raum unterhalb des Reglergehäusedeckels 2 bis zum vollkommenen Druckausgleich mit der Aussenluft erfolgen. Das unerwünschte hohe Ansteigen des Hinterdrucks wird also nur noch kurzfristig anhalten.
Nach erfolgtem Druckausgleich fällt das Verschlussorgan 12 bis zum Aufsitzen auf den Anschlag 15 ab. Das Atmungsventil nimmt alsdann wieder die in Fig. 2 gezeigte Stellung ein.
Bei Bruch der nicht näher bezeichneten Reglermembrane kann das durch den Druckregler zu regelnde Medium (Gas) - geschlossene Verbrauchsgeräte vorausgesetzt-nur in der als maximal zulässig erkannten Menge über den entsprechend bemessenen Durchlass 13 - das Verschlussorgan 12 liegt alsdann an seinem Ventilsitz 14 an-ins Freie entweichen.
In der in Fig. 3 dargestellten Ausführung, in der-wie bereits als Vorteil herausgestellt-die gleichen Bauteile wie in der nach Fig. 2 verwendet werden können, ruht das Verschlussorgan 12 jedoch auf seinem
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Ventilsitz 14'. Die Aussenluft kann alsdann noch über den Durchlass 12, wenn auch nur langsamer, in den Raum unterhalb des Reglergehäusedeckels 2 bis zum völligen Druckausgleich einströmen. Steigt nun der Druck unterhalb des Reglergehäusedeckels 2 an, dann wird dadurch das Verschlussorgan 12 von seinem Ventilsitz 14'abgehoben und bis zum Anschlag an den nunmehr in der Bohrung 9 geführten Anschlag 15 angehoben.
Ein Druckausgleich zwischen dem Raum unterhalb des Reglergehäusedeckels 2 und der Aussenluft wird der grösseren Durchflussquerschnitte wegen sehr schnell erfolgen und schafft damit die Voraussetzung für ein schnelles Schliessen des Druckreglers. Nach erfolgtem Druckausgleich zwischen dem Raum unterhalb des Reglergehäusedeckels 2 und der Aussenluft fällt das Ventilverschlussorgan 12 auf seinen Ventilsitz 14'zurück und nimmt wieder die in Fig. 3 gezeigte Stellung ein.
Die Ausführung nach Fig. 3 hat jedoch hinsichtlich der in Fig. 2 dargestellten den Nachteil, dass bei Bruch der Arbeitsmembrane Gas in unzulässiger Menge über das Atmungsventil ins Freie entweichen würde. Um dies bei Beibehaltung des in Fig. 3 dargestellten, für schnelles Sperren des Druckreglers bestimmten Atmungsventils zu vermeiden, wäre der Druckregler noch mit einer zusätzlichen Sicherheitseinrichtung auszustatten.
PATENT ANSPRÜCHE :
1. Atmungsventil für membrangesteuerte Gasdruckregler, bestehend aus einem auf dem Reglergehäusedeckel lösbar befestigten Ventilgehäuse und einem in ihm eingelassenen, mit einer Düse ausgestalteten,
EMI3.1
gan (12) in der Kammer (8) des Ventilgehäuses (3) durch einen Zentrierstift (11) mit radialem Spiel geführt wird, wobei die Durchmesserdifferenz der Bohrung des Verschlussorgans (12) und des Zentrierstiftes (11) die Durchlasskapazität einer Richtung und die Durchmesserdifferenz des Verschlussorgans (12) und der Kammer (8) die Durchlasskapazität in der ändern Richtung bestimmt, und dass auf der dem Ventilsitz (14, 14') abgekehrten Seite des Verschlussorgans (12) auf dem Zentrierstift (11) oder im Ventilgehäuse (3)
ein als Widerlager für das Verschlussorgan (12) dienender Anschlag (15) befestigt ist.