Verfahren zur Betätigung einer Mangelsicherung und Gerät zur Durchführung dieses Verfahrens Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Betätigung einer Mangelsicherung zum automa tischen Absperren der Zuleitung für ein fliessendes Medium zu einem Verbraucher, insbesondere der Gasleitung zu mindestens einem Brenner, nach einem Unterbruch in der Zufuhr des Mediums.
Solche Mangelsicherungen sind bekannt und wer den z. B. bei Gasbrennern verwendet. Setzt die Gas zufuhr zu einem Gasbrenner vorübergehend aus, so erlöscht der Brenner, so dass, wenn nicht entspre chende Vorkehrungen getroffen sind, beim Wieder einsetzen der Gaszufuhr das Gas unverbrannt beim Gasbrenner ausströmen kann, was zu Explosions- oder Vergiftungsgefahr führen kann. Diese Gefahr wird auch durch eine Wachflammensicherung des Brenners nicht ausgeschaltet, weil bei vorübergehen dem Unterbruch der Gaszufuhr auch die Wach flamme erlöscht.
Die Mangelsicherung hat also die Aufgabe, die Gasleitung zum Brenner beim Aus setzen der Gaszufuhr abzuschliessen und eine neue Gaszufuhr erst zu ermöglichen, wenn das Regulier- oder Absperrorgan des Brenners wieder geschlossen worden ist, so dass nicht grosse Gasmengen unver- brannt ausströmen können.
Die Gefahr des Ausströmens unverbrannten Gases besteht vor allem auch dann, wenn ein Brenner durch Abschliessen des Haupthahns ausgeschaltet wird und wenn der nächste Benützer den Haupthahn wieder öffnet und nicht unmittelbar danach den früher be nützten und inzwischen nicht abgestellten Brenner wieder entzündet. Das kommt zum Beispiel relativ häufig bei Backofenbrennern von Gasherden vor, indem nicht der eigentliche Brennerhahn am Gasherd, sondern der Haupthahn geschlossen wird, um den Backofen auszuschalten.
Wird bei der nächsten Be nützung des Gasherdes der Haupthahn geöffnet und irgendein anderer Herdbrenner in Betrieb genommen, so strömt das Gas beim Backofenbrenner unverbrannt aus und kann nach einiger Zeit zu einer Explosion führen. Durch die erwähnte Mangelsicherung wird jedoch ein solcher Betriebsunfall verhindert, indem erst Gas zu den einzelnen Brennern zugeleitet wird, nach dem alle individuellen Brennerhähne abgeschlossen sind. Mangelsicherungen der erwähnten Art sind vor allem auch erforderlich, wenn ein Gasgerät, z.
B. ein Waschherd, über einen Münzautomaten gespiesen wird, weil dann der Brenner des Gerätes sehr oft durch den Münzautomaten und nicht von Hand ab gestellt wird. Wirft der nächste Benützer wieder eine Münze ein, ohne jedoch den Brenner sofort in Betrieb zu nehmen, so kann insbesondere bei grösseren Brennern in sehr kurzer Zeit genügend Gas aus strömen, um eine Explosion zu bewirken. Die Man gelsicherung ist daher auch bei solchen Geräten ein unbedingtes Erfordernis.
Die bisher bekannten Mangelsicherungen sind verhältnismässig teure Geräte, so dass sich ihr Ein bau in sehr vielen Fällen, insbesondere bei normalen Haushaltgasherden nicht lohnt. Trotzdem wäre aber ihr Einbau sehr erwünscht, um die oben erwähnten, verhältnismässig sehr häufigen Backofenexplosionen zu vermeiden. Es ist das Ziel der vorliegenden Erfin dung, den Einbau einer Mangelsicherung ohne grossen Mehraufwand in alle Geräte zu ermöglichen, die mit einem in den meisten Fällen ohnehin erforderlichen Druckregler ausgerüstet sind.
Das Verfahren gemäss vorliegender Erfindung zur Betätigung einer Mangel sicherung ist dadurch gekennzeichnet, dass man das Betätigungsorgan des Regulierorgans des in der Zu leitung vorhandenen Druckreglers zur Betätigung des Abschlussorgans der Mangelsicherung benützt. Es ist also kein besonderes, das Gasgerät verteuerndes Be tätigungsorgan der Mangelsicherung erforderlich.
Die Erfindung betrifft auch ein Gerät zur Durch führung des vorgenannten Verfahrens, mit einem auf den Betriebsdruck des Mediums in dem mit dem Verbraucher verbundenen Teil der Zuleitung für das Medium ansprechenden, druckempfindlichen Organ, z. B. einer Membran, einem Kolben oder dergleichen, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass das druck empfindliche Organ zugleich das Regulierorgan eines Druckreglers und ein Abschlussorgan in der Zulei tung zum Verbraucher steuert, derart, dass das Ab schlussorgan beim Absinken des auf das druck empfindliche Organ wirkenden Druckes bzw.
Druck unterschiedes unter einen vorbestimmten Minimal wert geschlossen wird und damit die Zufuhr des Me diums in den mit dem Verbraucher verbundenen Teil der Zuleitung mindestens annähernd vollständig ver hindert. Das Gerät wirkt somit bei Absinken des Be triebsdruckes des Mediums unter den erwähnten vor bestimmten Minimalwert durch Schliessen des Ab schlussorgans als Mangelsicherung.
Dabei können das erwähnte druckempfindliche Organ sowie die Re gulier- bzw. die Abschlussorgane des Druckreglers bzw. der Mangelsicherung in ein und demselben Ge häuse untergebracht werden, welches in den Dimen sionen nicht grösser und im Aufbau praktisch nicht komplizierter ist als ein bisher üblicher Druckregler oder eine bisher übliche Mangelsicherung an sich.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Gerätes dargestellt.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen je einen schematischen Querschnitt durch eine erste, zweite und dritte Aus führungsform des Gerätes.
Das in Fig. 1 dargestellte Gerät weist ein Ge häuse 1 mit einem Einlassstutzen 2 und einem Aus lassstutzen 3 auf. Es wird z. B. bei einem Gasherd zwischen den Haupthahn und die einzelnen Brenner hähne eingeschaltet und wird im Betrieb in der durch Pfeile angedeuteten Richtung vom Gas durchflossen. In das Gehäuse 1 ist eine Membran 4 dicht ein-, gesetzt. Der über der Membran befindliche Raum des Gehäuses 1 steht über eine Atmungsöffnung 5 mit dem Aussenraum in Verbindung, während der unter halb der Membran liegende Raum des Gehäuses 1 mit dem Auslassstutzen 3 und über einem Durchlass 6 mit dem Einlassstutzen 2 in Verbindung steht.
Die Enden der Wandung des Durchlasses 6 bilden eine im Ge häuse 1 liegende Sitzfläche 7 bzw. eine im Einlass stutzen 2 liegende Sitzfläche B. Die Sitzflächen 7 und 8 arbeiten mit schematisch dargestellten Ventil tellern 9 bzw. 10 zusammen, die gemeinsam an einer mit der Membran 4 verbundenen Betätigungsstange 11 sitzen. Zwischen der oberen Gehäusewand und der Membran 4 ist eine Druckfeder 12 eingesetzt, die das Bestreben hat, die Membran und die damit ver bundenen Teile nach unten und damit den Teller 9 gegen seinen Sitz 7 zu pressen. Unterhalb des Sitzes 7 weist die Wandung des Durchlasses 6 eine kleine Bohrung 13 auf, durch welche der Durchlass 6 mit dem Auslassstutzen 3 stets in Verbindung steht.
Das in Fig. 1 dargestellte Gerät arbeitet wie folgt: Beim dargestellten, normalen Betriebszustand sind die Teller 9 und 10 von ihren Sitzen 7 und 8 ab- gehoben, und das Gas strömt vom Einlassstutzen 2 durch den Durchlass 6 in den Auslassstutzen 3 und zu den nicht dargestellten Brennern eines Gasherdes oder eines anderen Gasapparates.
Im Auslassstutzen 3 und somit unter der Membran 4 herrscht normaler Betriebsdruck, durch welchen die Membran 4 ent gegen der Wirkung der Feder 12 in die dargestellte Betriebslage angehoben wird, bei welcher, wie er wähnt, die Ventilteller 9 und 10 von ihren Sitzen abgehoben sind. Steigt der Druck auf der Sekundär seite, d. h. im Auslassstutzen 3, weiter an, so wird die Membran 4 und damit die Ventilstange 11 unter weiterer Komprimierung der Feder 12 angehoben, womit sich der Durchflussquerschnitt zwischen dem Teller 10 und seinem Sitz 8 verkleinert und sich damit der Durchflusswiderstand an dieser Stelle vergrössert.
Sinkt der Druck im Auslassstutzen 3 ab, so senkt sich die Membran 4 und damit der Ventilteller 10, womit der Durchflussquerschnitt beim Sitz 8 vergrössert und damit der Durchflusswiderstand verkleinert wird. Die Membran 4 und der Ventilteller 10 arbeiten somit als Druckregler, um die Druckschwankungen beim Verbraucher so gering als möglich zu halten.
Wird die Gaszufuhr zum Einlassstutzen 2 unter brochen, was z. B. infolge Defekts in der Gasver sorgung oder beim Abstellen des dem dargestellten Gerät vorgeschalteten Haupthahns eintreten kann, so sinkt auch der überdruck unter der Membran 4 auf Null ab, und die Feder 12 drückt die Membran 4 und damit den Teller 9 so weit nach unten, dass der Teller 9 dicht auf seinem Sitz 9 aufliegt. Setzt nun die Gaszufuhr zum Stutzen 2 wieder ein, so kann das Gas nur durch die verhältnismässig sehr kleine Öffnung 13 in den Auslassstutzen 3 ausströmen. Da gegen genügt der normalerweise auftretende Gas druck nicht, um durch direkte Einwirkung auf den Teller 9 denselben von seinem Sitz abzuheben.
Ist nun der vorher geöffnete Hahn des betreffenden Verbrauchers noch offen, so entweicht das durch die Öffnung 13 strömende Gas durch den geöffneten Verbraucher, so dass im Auslassstutzen 3 und somit unter der Membran 4 praktisch kein überdruck ent stehen kann. Auch die Membran 4 ist unter diesen Umständen nicht imstande, den Teller 9 von seinem Sitz abzuheben und die Gaszufuhr zum Verbraucher voll zu öffnen. Beim Verbraucher wird somit nur die sehr, geringe Gasmenge ausströmen, die durch die Öffnung 13 durchströmen kann. Es ist somit möglich, Explosionen zu verhindern, indem die Öffnung 13 so bemessen wird, dass keine gefährlich werdenden Gasmengen zum Verbraucher eingeleitet werden.
Sind dagegen beim Wiedereinsetzen des Gas druckes alle am Auslassstutzen 3 angeschlossenen Verbraucher ausgeschaltet bzw. abgeschlossen, so sammelt sich das durch die Öffnung 13 ausströmende Gas im Stutzen 3 bzw. in den damit verbundenen Teilen der Zuleitung, so dass der Gasdruck auch auf der Sekundärseite, d. h. unter der Membran 4, verhältnis mässig rasch ansteigt. Beim Erreichen eines gewissen Druckes hebt nun die Membran 4 den Teller 9 ent- gegen der Wirkung der Feder 12 von seinem Sitze 7 ab, womit wiederum die normale Gaszufuhr zu den Brennern einsetzt. Dabei wird, wie oben erwähnt, der Gasdruck auf der Sekundärseite durch den Teller 10 ständig geregelt.
Wie oben bereits erwähnt wurde, muss die Flä che des Ventiltellers 9 so bemessen werden, dass dieser Teller nicht durch den direkt auf ihn wirkenden, vollen primären Gasdruck geöffnet werden kann. Im übrigen gilt aber für das in Fig. 1 dargestellte Gerät auch die Bedingung, dass der Primärdruck im Einlass stutzen 2 nicht unter den eigentlichen Funktions druck des Druckreglers fallen darf. Ist das nämlich der Fall, dann vermag die Feder 12 den Teller 9 bis auf seinen Sitz 7 zu drücken und damit die Gas zufuhr zum Verbraucher überhaupt vollständig ab zuschliessen.
Die in Fig. 1 dargestellte, einfache Aus- f ührungsform eignet sich daher praktisch nur für Ver sorgungsnetze, in welcher der Vordruck nur äusserst selten unter den Nenndruck bzw. Funktionsdruck des Druckreglers sinkt, so dass die Mangelsicherung wirklich nur bei anormalen Zuständen des Ver sorgungsnetzes anspricht. Wie bereits angedeutet, zeichnet sich aber das Gerät nach Fig. 1 durch ganz besondere Einfachheit aus, indem ein durchaus übli cher Druckregler lediglich durch einen weiteren Ven tilteller 9, eine Sitzfläche 7 für denselben und einen zusätzlichen kleinen Gasdurchlass 13 ergänzt werden muss.
Der Gasdurchlass 13 könnte übrigens auch ein gespart werden, wenn der Ventilteller 9 beim Auf liegen auf seinem Sitz 7 eine geringe Undichtheit auf weist, welche eine Gasmenge entsprechender Grösse durchlässt wie die Öffnung 13. Es ist also auch un nötig, zwischen den zusätzlichen Ventilteilen 7 und 9 eine sehr zuverlässige Dichtung zu erzielen, so dass der Teller 9 und sein Sitz 7 als nicht besonders genau bearbeitete, metallische Teile ausgeführt wer den können.
Wie Fig. 1 ohne weiteres erkennen lässt, sind alle Regulierorgane frei tragend, d. h. ohne reibende Füh rungen, an der Membran 4 montiert, so dass keine von der Lage des Gerätes abhängige Reibungswider stände entstehen können. Ausserdem können die be weglichen Teile 9-11 sehr leicht ausgeführt sein, so dass ihr Gewicht im Vergleich zu den übrigen auf tretenden Kräften vernachlässigbar klein ist. Das Gerät zeichnet sich daher durch eine vollständig un abhängige Funktionsweise aus und kann somit in jeder beliebigen Lage, z. B. in einem Gasherd, mon tiert werden.
Wie oben dargelegt wurde, kann das Gerät nach Fig. 1 bei unterhalb des Funktionsdruckes des Druck reglers liegenden Primärdrücken nicht mehr arbeiten. Es wäre jedoch sehr erwünscht und ist in vielen Fällen auch unbedingt erforderlich, dass ein genügen der Gasdurchlass auch unterhalb des eigentlichen Funktionsdruckes des Druckreglers noch gewährleistet ist. Fig. 2 zeigt nun ein Gerät, welches dieser Bedin gung genügt. In Fig. 2 sind entsprechende Teile gleich bezeichnet wie in Fig. 1. Die Druckfeder 12 wirkt nicht mehr direkt auf die Membran 4, sondern auf eine Scheibe 14.
Eine zentrale Öffnung der Scheibe 14 wird mit grossem Spiel vor einer an der oberen Wand des Gehäuses 1 befestigten Stange 15 durch ragt, welche am unteren Ende eine Anschlagscheibe 16 aufweist, bis gegen welche die Feder 12 die Scheibe 14 höchstens niederdrücken kann. Der Ven tilteller 9 ist direkt mit der Membran 4 verbunden und weist einen oder mehrere nach oben ragende Teile, vorzugsweise einen Ringflansph 17, auf, wel cher beim Aufwärtsbewegen der Membran 4 bzw. des Tellers 9 von unten gegen die Scheibe 14 an schlagen können. Zwischen den Ventilteller 9 und die Scheibe 14 ist eine Druckfeder 18 eingesetzt, die bedeutend schwächer ist als die Druckfeder 12.
Die Arbeitsweise des in Fig. 2 dargestellten Ge rätes ist ähnlich der oben beschriebenen Arbeitsweise des Gerätes nach Fig. 1. Fig. 2 zeigt die Situation, bei welcher die Membran 4 mit dem Ventilteller 9 nach dem Wiedereinsetzen des Betriebsdruckes im Einlass- stutzen 2 bereits etwas angehoben wurde. Dabei hat die Membran 4 nur den Druck der verhältnismässig schwachen Feder 18 zu überwinden, so dass also der Ventilteller 9 bereits bei verhältnismässig niedrigen Primärdrücken von seinem Sitze abgehoben wird.
Steigt nun der Betriebsdruck auf der Sekundärseite, d. h. im Stutzen 3, weiter an, so wird auch der Ven tilteller 9 mit seinem Flansch 17 weiter angehoben, bis der Flansch 17 auf die Scheibe 14 auftrifft. Damit ist vorderhand ein weiteres Ansteigen der Membran und der damit verbundenen Ventilteller vermieden, weil für einen weiteren Anstieg dieser Organe die höhere Druckkraft der Feder 12 überwunden-werden müsste. Steigt der Druck auf der Sekundärseite tat sächlich so weit an, dass die Feder 12 komprimiert wird, dann tritt der Teller 10 in seinen Regelbereich ein, womit die eigentliche Funktion des Gerätes als Druckregler einsetzt.
Sinkt der Betriebsdruck erheb lich unter den Funktionsdruck des Druckreglers ab, so wird die Scheibe 14 von der Feder 12 bis an ihren Anschlag 16 gesenkt, womit der Druckwirkung der Feder 12 neutralisiert ist. Es wirkt dann nur noch der wesentlich geringere Druck der Feder 18 auf die Membran 4, so dass der Ventilteller 9 erst auf seinen Sitz hin gepresst wird, wenn der Betriebsdruck so weit abfällt, dass auch die angeschlossenen Brenner nicht mehr richtig funktionieren können, in welchem Falle ein Ansprechen der Mangelsicherung ohnehin erwünscht ist.
Ein neues Öffnen des Ventils 7, 9 ist auch beim Wiedereinsetzen des Gasdruckes auf der Primärseite nicht möglich, solange die auf der Sekun därseite angeschlossenen Verbraucher nicht wieder geschlossen sind, weil der Druck unter der. Mem brane 4 nicht genügend ansteigen kann, um den Teller 9 von seinem Sitz abzuheben.
Bein Gerät nach Fig. 2 ist es z. B. möglich, bei einem Funktionsdruck des Druckreglers von 75 mm Wasser die Mangelsicherung bereits bei einem Druck von beispielsweise 35 mm Wasser ansprechen zu lassen, so dass also die Gaszufuhr zu dem Verbraucher für alle Primärdrücke von 35 mm Wassersäule aufwärts gewährleistet ist.
Anstelle von Ventiltellern 9 und 10 können na türlich auch andere Ventilorgane verwendet werden, z. B. ein Kolben oder Schieber gemäss Fig. 3 der Zeich nung. Bei dieser Anordnung ist in die Gaszuleitung 20 eine Trennwand 21 eingesetzt, die ungefähr in der Mitte eine weite Bohrung 22 und bei der unteren An satzsteile an die Leitung 20 eine kleine Bohrung 23 aufweist. In dieser Trennwand 21 ist ein Kolben oder Schieber 24 vertikal verschiebbar eingesetzt, der mittels einer Betätigungsstange 11 mit der Membran 4 verbunden ist. Der unter der Membran 4 liegende Raum des Gehäuses 1 ist durch eine Bohrung 25 mit der Sekundärseite der Leitung 20 verbunden.
Im Kolben oder Schieber 24 ist eine Bohrung 26 vor gesehen.
Das Gerät nach Fig. 3 arbeitet wie folgt: Bei der dargestellten Lage, die sich beim normalen Betrieb einstellt, fliesst das Gas von der Primärseite durch die Bohrungen 22 und 26 nach der Sekundärseite zu dem Verbraucher. Steigt der Gasdruck auf der Sekundär seite, so hebt die Membran 4 den Kolben 26 an, wodurch sich die Durchlassquerschnitte an den Enden der Bohrung 26 verringern, so dass der Druck auf der Sekundärseite wieder auf seinen normalen Wert ge bracht wird.
Bei fallendem Sekundärdruck gehen Membran 4 und Kolben 24 unter dem Druck der Feder 12 nach unten, so dass sich der Durchfluss- querschnitt vergrössert und somit wiederum der Druck auf der Sekundärseite seinem Sollwert angenähert wird. Setzt die Gaszufuhr bzw. der Gasdruck auf der Primärseite und somit auch auf der Sekundärseite aus, so werden die Membran 4 und der Kolben 24 ganz nach unten gedrückt, so dass die Bohrung 22 durch den Kolben 24 vollständig abgeschlossen wird, während nun die Bohrung 26 des Kolbens mit der kleinen Bohrung 23 der Trennwand 21 in Verbin dung steht.
Kehrt der Gasdruck auf der Primärseite zurück, so kann der Gasdruck auf der Sekundärseite so lange nicht genügend ansteigen, um die Mem bran 4 und den Kolben 24 wieder anzuheben, als die angeschlossenen Verbraucher nicht abgestellt sind. Sind dagegen alle Verbraucher abgestellt, dann steigt der Druck auch auf der Sekundärseite wieder an und bringt das Gerät nach kurzer Zeit in die dar gestellte Betriebslage.
Wie anhand der Fig.2 dargelegt wurde, ist es erwünscht, den Funktionsbereich der Membran 4 in zwei Teilbereiche einzuteilen. Im einen Funktions bereich, in welchem das Gerät als Mangelsicherung arbeitet, soll auf die Membran eine verhältnismässig geringe Federkraft wirken, während im andern Be reich, in welchem das Gerät als Druckregler arbeitet, eine verhältnismässig höhere Federkraft auf die Mem bran wirken soll. Diese Charakteristiken könnten auch auf andere Weise erreicht werden, als in Fig. 2 dargestellt. Es könnte z.
B. in der vereinfachten Aus führungsform nach Fig. 1 oder 3 eine einzige Feder 12 mit nicht linearer Charakteristik vorgesehen sein, wobei z. B. ein unterer Teil der Feder aus schwä cherem Draht bestehen oder grösseren Durchmesser aufweisen könnte als ein oberer Teil der Feder, wel- eher obere Teil erst zur Wirkung gelangt, wenn der untere Teil vollständig komprimiert ist. Es könnten z. B. auch zwei Federn vorgesehen sein, von welchen die eine als Druckfeder und die andere als Zugfeder wirkt und deren Kräfte sich derart überlagern, dass die erwünschte nicht lineare Federcharakteristik er zielt wird.
Es wäre auch möglich, zwei in entgegengesetztem Sinne wirkende Druckfedern vorzusehen. So könnte man bei der Ausführungsform nach Fig. 1 z. B. zwi schen dem Ventilteller 9 und dem Boden des Gehäu ses 1 eine zweite Druckfeder einsetzen, die bei ge schlossenem Ventilteller 9, d. h. wenn das Gerät als Mangelsicherung wirkt, die Wirkung der Druckfeder 12 auf einen passenden Betrag reduziert, während die kompensierende Wirkung dieser zweiten Feder prak tisch nicht mehr ins Gewicht fällt, wenn das Gerät als Druckregler wirkt.
Um das Gewicht der beweglichen Teile des Ge räts noch weiter zu reduzieren, kann nur ein einziger Ventilteller entsprechend dem Ventilteller 10 nach Fig. 1 vorgesehen sein, welcher zwischen zwei ihm zugeordneten Sitzen hin und her bewegt werden kann.
Anstelle einer Membran 4 könnte auch ein Kol ben verwendet werden, besonders wenn das Gerät als Druckregler und Mangelsicherung für eine Flüssig keit, z. B. einen flüssigen Brennstoff, dienen soll.
Die dargestellten und vorstehend beschriebenen Geräte haben auch den erheblichen Vorteil, dass im Falle einer Undichtheit zwischen dem unter der Mem bran 4 und dem über derselben liegenden Raum des Gehäuses 1 der Ventilteller 9 bzw. der Kolben 24 ebenfalls in ihre Schliessstellung gehen können. Die Undichtheit kann entweder durch einen Defekt der Membran, z. B. einen Riss oder eine durch chemische Einflüsse entstandene Undichtheit, oder durch eine Undichtheit des Gehäuses 1 bei der Einspannung der Membran 4 verursacht werden.
Ist als druckempfin- liches Organ ein Kolben vorgesehen, so kann die Undichtheit durch Mangel an Dichtungsmittel, z. B. Fett oder durch Abnützung des Kolbens, verursacht sein. In einem solchen Falle würde z. B.
Gas durch die undichte Stelle und durch die Atmungsöffnung 5 des Gehäuses dauernd austreten, was zur Entstehung von explosiven oder giftigen Gemischen führen kann und was jedenfalls einen unerwünschten Gasverlust mit sich bringt. Dieser Nachteil wird nun bei den erläuterten erfindungsgemässen Geräten ebenfalls ver mieden, indem infolge des ziemlich grossen Durch flusswiderstandes des Gases durch die Öffnung 5 über der Membran 4 ein Gegendruck entsteht, wel cher besonders bei bedeutenden Undichtheiten so weit steigt, dass die auf die Membran 4- wirkende Druck differenz nicht mehr genügt, um ie Schliesswirkung der Feder 12 bzw. 18 aufzuheben, so dass das Ab schlussorgan 9 bzw.
24 in seine Schliesslage gebracht wird. Damit wird die ausströmende Gasmenge auf die durch die Überbrückungsöffnung 13 bzw. 23 fliessende Gasmenge beschränkt, die ohnehin so be messen ist, dass keine gefährlichen Gasansammlungen entstehen können. Zugleich wird aber auch die Undicht- heit angezeigt, indem auch nach Abschfuss aller Ver braucher das Abschlussorgan des Gerätes gar nicht mehr geöffnet werden kann, weil nicht mehr ein ge nügender Druckunterschied entstehen kann, um die Membran 4 anzuheben.
Damit wird eine sofortige Reparatur jeder bedeutenden Undichtheit nötig, und es ist ausgeschlossen, das G; rät trotz mangelhafter Dichtung weiter zu benützen und damit den regulären Betrieb und Personen zu gefährden. Es ergibt sich dabei auch der weitere Vorteil, d@ass jede bereits in folge eines Fabrikationsfehlers auftretende Undicht- heit bei der Kontrolle in der Fabrik sofort erkannt wird und behoben werden kann.
The present invention relates to a method for actuating a safety device to automatically shut off the supply line for a flowing medium to a consumer, in particular the gas line to at least one burner, after an interruption in the supply of the Medium.
Such deficiencies are known and who the z. B. used in gas burners. If the gas supply to a gas burner is temporarily interrupted, the burner goes out, so that if the appropriate precautions are not taken, when the gas supply is restarted, the gas can escape unburned from the gas burner, which can lead to the risk of explosion or poisoning. This danger is not switched off by a flame safety device on the burner, because if the gas supply is temporarily interrupted, the flame also goes out.
The deficiency protection therefore has the task of closing the gas line to the burner when the gas supply is set off and only allowing a new gas supply when the regulating or shut-off element of the burner has been closed again, so that large amounts of gas cannot flow out unburned.
The risk of unburned gas escaping especially if a burner is switched off by closing the main tap and if the next user opens the main tap again and does not immediately re-ignite the burner that was previously used and has not been switched off. This happens relatively often, for example, with oven burners on gas stoves, in that not the actual burner tap on the gas hob, but the main tap is closed to switch the oven off.
If the main tap is opened the next time the gas stove is used and any other stove burner is put into operation, the gas at the oven burner will flow out unburned and after a while it can lead to an explosion. However, the above-mentioned deficiency safeguard prevents such an operational accident in that gas is first fed to the individual burners after all individual burner taps are closed. Defect safeguards of the type mentioned are especially necessary when a gas appliance, e.g.
B. a washing stove is fed via a coin-operated machine, because then the burner of the device is very often placed by the coin-operated machine and not by hand. If the next user inserts a coin again without starting the burner immediately, then in particular with larger burners, enough gas can flow out in a very short time to cause an explosion. The Man gelsicherung is therefore an absolute requirement for such devices.
The previously known deficiency safeguards are relatively expensive devices, so that their installation is not worthwhile in many cases, especially with normal household gas stoves. Nevertheless, their installation would be very desirable in order to avoid the relatively very frequent oven explosions mentioned above. It is the aim of the present inven tion to enable the installation of a deficiency protection without great additional effort in all devices that are equipped with a pressure regulator that is required anyway in most cases.
The method according to the present invention for actuating a deficiency protection device is characterized in that the actuating member of the regulating member of the pressure regulator present in the supply line is used to actuate the closing member of the deficiency protection device. So there is no special, the gas device expensive Be actuating organ of the deficiency protection required.
The invention also relates to a device for implementing the aforementioned method, with a responsive to the operating pressure of the medium in the part of the supply line for the medium connected to the consumer, pressure-sensitive organ, for. B. a membrane, a piston or the like, which is characterized in that the pressure-sensitive organ at the same time controls the regulating member of a pressure regulator and a closure member in the feed device to the consumer, such that the closure member when the pressure-sensitive organ drops acting pressure or
Pressure difference is closed below a predetermined minimum value and thus the supply of the medium in the part of the supply line connected to the consumer is at least almost completely prevented. When the operating pressure of the medium falls below the specified minimum value mentioned above, the device thus acts as a protection against deficiency by closing the closing element.
The mentioned pressure-sensitive organ and the regulating or closing organs of the pressure regulator or the deficiency protection can be housed in one and the same Ge housing, which is not larger in the dimensions and practically not more complicated in structure than a previously common pressure regulator or a previously common protection against deficiencies.
In the drawing, exemplary embodiments of the device according to the invention are shown.
1 to 3 each show a schematic cross section through a first, second and third imple mentation of the device.
The device shown in FIG. 1 has a housing 1 with an inlet port 2 and an outlet port 3. It is z. B. turned on a gas stove between the main faucet and the individual burner taps and is traversed by gas during operation in the direction indicated by arrows. A membrane 4 is tightly inserted into the housing 1. The space of the housing 1 located above the membrane is connected to the outside space via a breathing opening 5, while the space of the housing 1 located below the membrane is connected to the outlet connector 3 and via a passage 6 to the inlet connector 2.
The ends of the wall of the passage 6 form a seat 7 located in the housing 1 or a seat B located in the inlet port 2. The seat surfaces 7 and 8 work with the schematically illustrated valve plates 9 and 10, which are jointly connected to one with the Membrane 4 connected actuating rod 11 sit. Between the upper housing wall and the membrane 4, a compression spring 12 is inserted, which tends to press the membrane and the parts connected with it downwards and thus the plate 9 against its seat 7. Below the seat 7, the wall of the passage 6 has a small bore 13 through which the passage 6 is always connected to the outlet connection 3.
The device shown in FIG. 1 works as follows: In the normal operating state shown, the plates 9 and 10 are lifted from their seats 7 and 8, and the gas flows from the inlet connector 2 through the passage 6 into the outlet connector 3 and to the not shown burners of a gas stove or other gas apparatus.
In the outlet connection 3 and thus under the membrane 4 there is normal operating pressure, by which the membrane 4 is raised against the action of the spring 12 into the operating position shown, in which, as he mentioned, the valve disks 9 and 10 are lifted from their seats. If the pressure on the secondary side increases, i. H. in the outlet connection 3, further on, the membrane 4 and thus the valve rod 11 is raised with further compression of the spring 12, whereby the flow cross-section between the plate 10 and its seat 8 is reduced and the flow resistance at this point increases.
If the pressure in the outlet connection 3 drops, the membrane 4 and thus the valve disk 10 are lowered, with the result that the flow cross-section at the seat 8 is enlarged and the flow resistance is thus reduced. The membrane 4 and the valve disk 10 thus work as a pressure regulator in order to keep the pressure fluctuations at the consumer as low as possible.
If the gas supply to the inlet port 2 is interrupted, what z. B. can occur as a result of a defect in the gas supply or when turning off the main tap upstream of the device shown, so the pressure under the membrane 4 drops to zero, and the spring 12 pushes the membrane 4 and thus the plate 9 so far down that the plate 9 rests tightly on its seat 9. If the gas supply to the connector 2 starts up again, the gas can only flow out through the relatively very small opening 13 into the outlet connector 3. Since against the normally occurring gas pressure is not enough to lift the same from its seat by direct action on the plate 9.
If the previously opened tap of the relevant consumer is still open, the gas flowing through the opening 13 escapes through the opened consumer, so that there can be practically no overpressure in the outlet connection 3 and thus under the membrane 4. Under these circumstances, the membrane 4 is also unable to lift the plate 9 from its seat and fully open the gas supply to the consumer. At the consumer, only the very, small amount of gas that can flow through the opening 13 will flow out. It is thus possible to prevent explosions by dimensioning the opening 13 in such a way that no dangerous gas quantities are introduced to the consumer.
If, on the other hand, when the gas pressure is restored, all consumers connected to the outlet connection 3 are switched off or closed, the gas flowing out through the opening 13 collects in the connection 3 or in the associated parts of the supply line, so that the gas pressure also on the secondary side, d. H. under the membrane 4, increases relatively moderately rapidly. When a certain pressure is reached, the membrane 4 now lifts the plate 9 against the action of the spring 12 from its seat 7, which in turn starts the normal gas supply to the burners. As mentioned above, the gas pressure on the secondary side is continuously regulated by the plate 10.
As already mentioned above, the area of the valve disk 9 must be dimensioned such that this disk cannot be opened by the full primary gas pressure acting directly on it. Otherwise, however, the condition also applies to the device shown in FIG. 1 that the primary pressure in the inlet port 2 must not fall below the actual functional pressure of the pressure regulator. If that is the case, the spring 12 is able to press the plate 9 down to its seat 7 and thus completely shut off the gas supply to the consumer.
The simple embodiment shown in FIG. 1 is therefore practically only suitable for supply networks in which the admission pressure only seldom falls below the nominal pressure or functional pressure of the pressure regulator, so that the deficiency protection really only occurs when the supply network is abnormal appeals. As already indicated, however, the device according to FIG. 1 is characterized by a very special simplicity, in that a completely customary pressure regulator only has to be supplemented by a further Ven tilteller 9, a seat 7 for the same and an additional small gas passage 13.
Incidentally, the gas passage 13 could also be saved if the valve disk 9, when it is placed on its seat 7, has a slight leak, which allows an amount of gas of the same size as the opening 13 to pass through. It is therefore also unnecessary between the additional valve parts 7 and 9 to achieve a very reliable seal, so that the plate 9 and its seat 7 can be designed as metal parts that are not particularly precisely machined.
As Fig. 1 readily shows, all regulating organs are cantilevered, d. H. without friction guides, mounted on the membrane 4 so that no frictional resistance depending on the position of the device can arise. In addition, the movable parts 9-11 can be made very light, so that their weight is negligibly small compared to the other forces occurring. The device is therefore characterized by a completely independent function and can therefore be used in any position, e.g. B. in a gas stove installed on it.
As explained above, the device according to FIG. 1 can no longer work at primary pressures below the functional pressure of the pressure regulator. However, it would be very desirable, and in many cases it is also absolutely necessary, that sufficient gas passage is still guaranteed below the actual operating pressure of the pressure regulator. Fig. 2 now shows a device which satisfies this condition. In FIG. 2, corresponding parts are identified in the same way as in FIG. 1. The compression spring 12 no longer acts directly on the membrane 4, but on a disk 14.
A central opening of the disk 14 protrudes with a large amount of play in front of a rod 15 fastened to the upper wall of the housing 1, which rod has a stop disk 16 at the lower end, against which the spring 12 can press the disk 14 at most. The Ven tilteller 9 is directly connected to the membrane 4 and has one or more upwardly projecting parts, preferably a ring flange 17, wel cher when moving the membrane 4 or the plate 9 from below against the disc 14 can hit. A compression spring 18, which is significantly weaker than the compression spring 12, is inserted between the valve disk 9 and the disk 14.
The method of operation of the device shown in FIG. 2 is similar to the method of operation of the device according to FIG. 1 described above. FIG. 2 shows the situation in which the membrane 4 with the valve disk 9 is already in the inlet port 2 after the operating pressure has been restored something was raised. The membrane 4 only has to overcome the pressure of the relatively weak spring 18, so that the valve disk 9 is lifted from its seat even at relatively low primary pressures.
If the operating pressure on the secondary side increases, i. H. in the connection piece 3, further on, the Ven tilteller 9 with its flange 17 is further raised until the flange 17 strikes the disc 14. This avoids a further rise in the membrane and the valve disc connected to it for the time being, because the higher pressure force of the spring 12 would have to be overcome for a further rise in these organs. If the pressure on the secondary side actually increases so far that the spring 12 is compressed, then the plate 10 enters its control range, whereby the actual function of the device as a pressure regulator begins.
If the operating pressure drops considerably below the operating pressure of the pressure regulator, the disk 14 is lowered by the spring 12 to its stop 16, whereby the pressure effect of the spring 12 is neutralized. Then only the much lower pressure of the spring 18 acts on the membrane 4, so that the valve disk 9 is only pressed onto its seat when the operating pressure drops so far that the connected burners can no longer function properly, in which If an addressing of the deficiency protection is desired anyway.
A new opening of the valve 7, 9 is not possible when the gas pressure is restored on the primary side, as long as the consumers connected to the secondary side are not closed again because the pressure is below the. Mem brane 4 can not rise enough to lift the plate 9 from its seat.
Bein device according to Fig. 2, it is z. B. possible, with a functional pressure of the pressure regulator of 75 mm of water, the deficiency protection already respond at a pressure of 35 mm water, for example, so that the gas supply to the consumer is guaranteed for all primary pressures of 35 mm water column upwards.
Instead of valve plates 9 and 10, other valve organs can of course also be used, eg. B. a piston or slide according to FIG. 3 of the drawing voltage. In this arrangement, a partition wall 21 is inserted into the gas supply line 20, which has a wide bore 22 and at the lower part to the line 20 a small bore 23 approximately in the middle. In this partition wall 21, a piston or slide 24 is inserted in a vertically displaceable manner and is connected to the membrane 4 by means of an actuating rod 11. The space of the housing 1 located under the membrane 4 is connected to the secondary side of the line 20 through a bore 25.
In the piston or slide 24 a bore 26 is seen before.
The device according to FIG. 3 operates as follows: In the position shown, which occurs during normal operation, the gas flows from the primary side through the bores 22 and 26 to the secondary side to the consumer. If the gas pressure on the secondary side increases, the membrane 4 lifts the piston 26, whereby the passage cross-sections at the ends of the bore 26 are reduced so that the pressure on the secondary side is brought back to its normal value.
When the secondary pressure falls, the diaphragm 4 and piston 24 move downward under the pressure of the spring 12, so that the flow cross-section increases and thus the pressure on the secondary side again approaches its target value. If the gas supply or the gas pressure on the primary side and thus also on the secondary side, the membrane 4 and the piston 24 are pushed all the way down so that the bore 22 is completely closed by the piston 24, while the bore 26 of the piston with the small bore 23 of the partition wall 21 is in connec tion.
If the gas pressure on the primary side returns, the gas pressure on the secondary side cannot rise enough to raise the mem brane 4 and the piston 24 again when the connected consumers are not turned off. If, on the other hand, all consumers are switched off, the pressure also rises again on the secondary side and, after a short time, brings the device into the operating position presented.
As was explained with reference to FIG. 2, it is desirable to divide the functional area of the membrane 4 into two sub-areas. In one functional area, in which the device works as a safety device, a relatively low spring force should act on the membrane, while in the other area, in which the device works as a pressure regulator, a relatively higher spring force should act on the membrane. These characteristics could also be achieved in other ways than shown in FIG. It could e.g.
B. in the simplified implementation of FIG. 1 or 3, a single spring 12 can be provided with non-linear characteristics, with z. B. a lower part of the spring could consist of weaker wire or have a larger diameter than an upper part of the spring, wel- rather the upper part only comes into effect when the lower part is completely compressed. It could e.g. B. two springs can also be provided, one of which acts as a compression spring and the other as a tension spring and the forces of which are superimposed in such a way that the desired non-linear spring characteristic is aimed at.
It would also be possible to provide two compression springs acting in opposite directions. So you could in the embodiment of FIG. B. between tween the valve head 9 and the bottom of the hous ses 1 use a second compression spring, the valve head closed with ge 9, d. H. when the device acts as a deficiency protection, the effect of the compression spring 12 is reduced to an appropriate amount, while the compensating effect of this second spring is practically no longer significant when the device acts as a pressure regulator.
In order to reduce the weight of the moving parts of the device even further, only a single valve disk can be provided corresponding to the valve disk 10 of FIG. 1, which can be moved back and forth between two seats assigned to it.
Instead of a membrane 4, a Kol ben could also be used, especially if the device speed as a pressure regulator and deficiency protection for a liquid, eg. B. a liquid fuel should serve.
The devices shown and described above also have the significant advantage that in the event of a leak between the space below the mem brane 4 and the space of the housing 1 above it, the valve disk 9 or the piston 24 can also go into their closed position. The leak can either be caused by a defect in the membrane, e.g. B. a crack or a leak caused by chemical influences, or caused by a leak in the housing 1 when the membrane 4 is clamped.
If a piston is provided as the pressure-sensitive organ, the leak can be caused by a lack of sealant, e.g. B. fat or wear of the piston. In such a case z. B.
Gas continuously escape through the leak and through the breathing opening 5 of the housing, which can lead to the formation of explosive or toxic mixtures and which in any case entails an undesirable loss of gas. This disadvantage is now also avoided in the described devices according to the invention, in that a counter pressure arises due to the rather large flow resistance of the gas through the opening 5 above the membrane 4, which increases so much, especially in the case of significant leaks, that the pressure on the membrane 4 - Acting pressure difference is no longer sufficient to cancel the closing action of the spring 12 or 18, so that the closing element 9 or
24 is brought into its closed position. Thus, the amount of gas flowing out is limited to the amount of gas flowing through the bridging opening 13 or 23, which is anyway to be measured so that no dangerous gas accumulations can arise. At the same time, however, the leakage is also indicated in that the closing element of the device can no longer be opened at all, even after all consumers have been fired, because a sufficient pressure difference can no longer arise to raise the membrane 4.
This means that any significant leakage must be repaired immediately, and the G; advises to continue to use it in spite of inadequate sealing, thereby endangering normal operation and people. There is also the further advantage that every leak that has already occurred as a result of a manufacturing defect is immediately recognized during inspection in the factory and can be rectified.