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Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung in Verbindung mit einem mit Fremdenergie angetriebenen, bei Erregung geöffneten und offengehaltenen und nach Beendigung der Erregung durch eine Rückstellkraft (Feder) unverzüglich in die Schliessstellung gehenden Ventil, insbesondere zur Verwendung in Gasfeuerungsanlagen, bei denen Gas und Luft unter Druck in eine Mischkammer geleitet werden und Mittel vorzusehen sind, die ein Eindringen des einen Mediums in die Rohrleitung des andern verhindern.
Vornehmlich bei Gasfeuerungsanlagen, bei denen, fast immer unter unterschiedlichem Druck, das Gas und die zur Verbrennung erforderliche Luft in die Mischkammer des Brenners eingebracht werden, kann es vorkommen, dass durch mehr oder weniger starkes Zusetzen der Ausgangsöffnungen für das Brennstoffgemisch das Medium, welches mit dem höheren Druck eingebracht wird, in die Rohrleitung des andern Mediums eindringt, so dass dort ein hochexplosives Gemisch entsteht. Aus diesem Grunde werden für derartige Anlagen Rücktrittssicherungen vorgeschrieben, die in die Rohrleitungen zwischen Brenner und Ventil einzubauen sind.
Ausserdem besitzen solche Anlagen in jeder Leitung einen Druckschalter, der den erforderlichen Vordruck vor dem Ventil zu melden hat und deren Meldung in einem Flammenüberwachungsgerät verarbeitet wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Anzahl der Geräte zu reduzieren und somit diese Anlagen zu verbilligen, und ausserdem den bei den modernen Ofenanlage wegen der Verkleidung wichtigen Platzbedarf zu verringern.
Erfindungsgemäss wird das Ventil für eine Doppelfunktion herangezogen, u. zw. dadurch, dass in der Zuführungsleitung der Fremdenergie zum Antrieb des Ventils eine auf den Differenzdruck des zu steuernden Mediums zwischen dem Eingang und Ausgang des Ventils ansprechende Schaltvorrichtung angeordnet ist, die bei Druckgleichheit sowie bei höherem Druck am Ausgang des Ventils als an dessen Eingang die Zufuhr der Fremdenergie zum Antrieb unterbricht.
Jedes Ventil setzt dem durchfliessenden Medium einen bestimmten Widerstand entgegen, welcher sich als Druckabfall bemerkbar macht, der bei Durchflussstillstand gleich Null ist und mit zunehmender Durchflussmenge ansteigt. Dieser Druckabfall wird von der Schaltvorrichtung gemeldet und es kann bei Bedarf die Fremdenergie dem Antrieb des Ventils zugeführt werden. Sollte bei geöffnetem Ventil wegen irgendwelcher Hindernisse hinter dem Ventil kein Durchfluss des Mediums stattfinden, entfällt zunächst der Druckabfall, d. h. auf beiden Seiten des Ventils herrscht der gleiche Druck, so dass der Druckschalter in die Nullstellung zurückgeht und dabei den Antrieb unterbricht. Das Ventil wird unverzüglich in Schliessstellung gehen und die Rohrleitung absperren. Das gleiche tritt ein, wenn aus irgendeinem Grunde eine Druckwelle von rückwärts durch die Rohrleitung kommt.
Der Ventilverschlusskörper des zu verwendenden Ventils muss mit einem möglichst hohen Anpressdruck auf seinem Ventilsitz aufliegen, zumindest muss der Anpressdruck höher sein als der Differenzdruck zwischen der beiden Medien. Ventile mit dem entsprechenden Anpressdruck sind heute überall im Handel, so dass keine Sonderanfertigung erforderlich ist. Auch bei der Schaltvorrichtung handelt es sich um ein bereits bekanntes und auf vielen Gebieten eingesetztes Gerät. Bei Ventilen mit direktem (Magnet- oder Motorantrieb) oder indirektem elektrischen elektrohydraulischen Antrieb ist ein von einer Membran betätigter Druckschalter mit zwei Druckkammern zu verwenden, dessen Kontakt in die Steuerleitung zum Antrieb einzuschalten ist.
Bei Ventilen, deren Antrieb hydraulisch oder pneumatisch erfolgt und das Arbeitsmedium über Steuerleitungen herangeführt wird, kann in der Steuerleitung ein kleines elektrisch angetriebenes Ventil vorgesehen werden, welches dann vom Druckschalter gesteuert wird, oder ein diese Steuerleitung direkt umschaltender, vom Differenzdruck am Hauptventil gesteuerter Steuerschieber angeordnet sein.
Durch eine einfache Schaltungsmassnahme ist es bei Verwendung von zwei Ventilen möglich, diese so zu verkoppeln, dass sie nur öffnen bzw. offen bleiben, wenn an beiden ein Differenzdruck zwischen Ein- und Ausgang vorhanden ist. Dadurch ist die Gewähr gegeben, dass der Gegendruck gegen das eine Ventil durch das ebenfalls schliessende andere Ventil unterbrochen wird.
Der Gegenstand der Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt Fig. 1 ein Ventil mit einer druckabhängigen Schalteinrichtung in Arbeitsstellung und Fig. 2 eine Schaltungsanordnung zweier Vorrichtungen nach Fig. 1 in einer Feuerungsanlage.
Die Sicherheitsvorrichtung in Fig. 1 besteht aus einem Ventil --1-- mit Antrieb --2-- und einer Schaltvorrichtung--3--. Das Ventil--l--besitzt einen Eingang--4--, Durchgang--5--und Ausgang --6--. Der Durchgang--5--ist durch einen Verschlusskörper--7--verschliessbar und dessen Schliessdruck wird durch eine Feder--8--bestimmt. Der Antrieb --2-- ist hier sehr vereinfacht dargestellt und soll nur zeigen, dass der Verschlusskörper--7--bei Erregung des Antriebes--2--von seinem Sitz am Durchgang--5--abgehoben wird.
Die Schaltvorrichtung --3-- besteht aus einer ersten Druckkammer--9--, Arbeitsmembran--10--, einer zweiten Druckkammer einem elektrischen Schalter --12-- und einer, die Arbeitsmembran - -10-- in Richtung erste Druckkammer--9--belastenden Feder--13--. Die erste Druckkammer - -9-- der Schaltvorrichtung --3-- ist über ein Rohr-14-mit dem Eingang --4-- des Ventils --l-- und die zweite Druckkammer --11-- über ein Rohr--15--mit dem Ausgang --6-- des Ventils --l-- verbunden. Der Schalter--12--ist in einer, dem Antrieb --2-- Fremdenergie zuführenden Leitung --16-- angeordnet.
Die am Eingang--4--ankommende und vom Ausgang --6-- des Ventils --1-- abgehende Rohrleitung für das zu steuernde Medium ist hiebei weggelassen worden.
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geschlossen. Gibt nun das nicht dargestellte Steuergerät die Fremdenergie frei, so kann diese über den Schalter --12-- und die Leitung--16--den Antrieb--2--erregen, der seinerseits den Verschlusskörper--7-- gegen die Kraft der Feder--8--vom Durchgang--5--abhebt. Das zu steuernde Medium kann nun über
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verminderter Mediumdruck herrscht, der über das Rohr --15-- auch'in der zweiten Druckkammer--11-der Schaltvorrichtung --3-- vorhanden ist.
Der verringerte Mediumdruck in der zweiten Druckkammer --11-- steht nun dem Druck in der ersten Druckkammer --9-- entgegen, wobei die Feder --13-- dieses unterstützt. Die Kraft der Feder--13---in bekannter Weise einstellbar-ist aber nur so gross, wie die Druckdifferenz zwischen beiden Druckkammern--9 und 11--, so dass dabei die Lage der Arbeitsmembran --10-- nicht verändert wird und der Schalter --12-- in Schliessstellung verbleibt. Sollte aber der Durchfluss durch den Durchgang --5-- wegen eines verstopften Ausganges am Brenner aufhören, erfolgt kein Druckabfall am Durchgang-5--. Dabei erhöht sich der Mediumdruck in Ausgang --6-- des Ventils --1-- auf den
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geeignete Massnahme blockiert werden. Ein Beispiel dafür wird in Fig. 2 gezeigt.
In Fig. 2 sind zwei Sicherheitsvorrichtungen nach Fig. 1 in einer Feuerungsanlage angeordnet, weshalb zur Vermeidung von Verwechslungen neue Bezugsziffern verwendet werden. Die Anlage besteht aus einem gasführenden Rohr --17-- und einem luftführenden Rohr-18--, die beide in einer Mischkammer eines Brenners--19--münden. Das Gas im Rohr --17-- wird von einem Ventil--20--gesteuert, dem ein Differenzdruckschalter--21--beigeordnet ist und der über ein Rohr--22--mit dem Vordruck des Ventils --20-- und ein Rohr--23--mit dessen Hinterdruck in Verbindung steht. Im Rohr--18--ist ein Ventil - 24-- mit Differenzdruckschalter --25--, Rohr --26-- für Vordruck und Rohr --27-- für Hinterdruck angeordnet.
Von einem elektrischen Anschluss --28-- geht eine Leitung --29-- zu einem Schalter --30-- des Differenzdruckschalters --21-- und weiter über einen Schalter --31-- des Differenzdruckschalters--25--zu einer die nicht näher bezeichneten Antriebe der Ventile--20 und 24-parallel schaltenden Leitung --32--. Die Rückleitung erfolgt über eine Leitung --33--.
In der Leitung--29--befindet sich zwischen Anschluss--28--und Schalter--30--ein
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verbunden.
Zur Inbetriebnahme wird der Drucktastenschalter--34--gedrückt und es kann von dem Anschluss
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geschalteten Antriebe der Ventile--20 und 24--erregt und beide Ventile öffnen. Gleichzeitig wird aber über die Leitung --38-- das Relais --37-- erregt und dieses schliesst seinen Kontakt-36-, womit durch die Leitung--35--der Drucktastenschalter--34--überbrückt wird und nun losgelassen werden kann. Solange ein Druckabfall in beiden Ventilen--20 und 24--entsteht, werden-wie zu Fig. l beschrieben-die Differenzdruckschalter --21 und 25-ihre Kontakte-30 bzw. 31-geschlossen halten. Angenommen, im gasführenden Rohr --17-- herrsche ein Fliessdruck von 200 mmWS und im luftführenden Rohr--18--ein
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sofort ansteigen.
Auf diesen Vorgang spricht der Differenzdruckschalter--21--sofort an und öffnet seinen Kontakt-30-, womit die Stromzufuhr zu beiden Ventilen-20 und 24-sowie zum Relais-37-
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In ähnlicher Weise ist es auch möglich, nur das Rohr abzusichern, welches das Medium mit dem niedrigeren Druck führt. Auch kann die Parallelschaltung der Ventile entfallen und können diese einzeln blockiert werden. Wichtig ist, dass die Sicherheitsvorrichtung, welche durch eine Fehlermeldung ihr Ventil
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schliesst, möglichst so lange geschlossen bleibt, bis der Fehler beseitigt wird, da im andern Fall bei langsamem Druckabfall im Hinterdruckraum das Ventil wieder öffnen und dann sofort schliessen würde.