DE10018757A1 - Gasarmatur zum Regeln des Druckes und zum Absperren eines Gasstromes - Google Patents
Gasarmatur zum Regeln des Druckes und zum Absperren eines GasstromesInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Gasarmatur zum Regeln des Druckes und zum Absperren eines Gasstromes in einer Gasleitung. DOLLAR A Zwei Stellglieder (3a, 3b) sind hintereinander angeordnet und werden von je einer Membran (10a, 10b) betätigt. Jede Membran (10a, 10b) bildet in einem Membrangehäuse (12a, 12b) eine erste Kammer (13a, 13b) und eine zweite Kammer (14a, 14b). Eine Stelldruckleitung (15) ist einerseits stromauf der Stellglieder an die Gasleitung, andererseits an die ersten Kammern (13a, 13b) angeschlossen. DOLLAR A Erfindungsgemäß weist jedes Stellglied (3a, 3b) je zwei Schließkörper (7a, 7b) auf, die mit Sitzen (8a, 8b) Durchlässe bilden, wobei einer der Schließkörper (7a, 7b) vom Gasstrom in Schließrichtung und der andere in Öffnungsrichtung belastet ist. Der Stelldruck in beiden ersten Kammern (13a, 13b) wird in Abhängigkeit vom Ausgangsdruck geregelt. Die zweiten Kammern (14a, 14b) werden mit dem Druck des Gasstromes zwischen den beiden Stellgliedern beaufschlagt. Mit der Gasarmatur ist eine feinfühlige Regelung über einen großen Bereich möglich.
Description
Die Erfindung betrifft eine Gasarmatur zum Regeln des Druckes und zum Ab
sperren eines Gasstromes nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Derartige Gasarmaturen werden vor Gasverbrauchseinrichtungen, insbesonde
re Industriebrennern verwendet. Diese Gasarmatur ermöglicht im Gefahrenfall
ein Absperren des Gasstromes. Gleichzeitig wird der Druck des Gasstromes
geregelt.
Bei den aus der Praxis bekannten Gasarmaturen wird der Druck in der ersten
Kammer des stromab liegenden Stellgliedes in Abhängigkeit vom Druck des
Gasstromes stromab des Stellgliedes, d. h. vom Ausgangsdruck mit Hilfe eines
Servorreglers geregelt. Die Membran betätigt in Abhängigkeit vom Ausgangs
druck das Stellglied, so daß der Druck des Gasstromes geregelt wird.
Der Ausgangsdruck muß in Abhängigkeit vom Lastzustand der Gas
verbrauchseinrichtung in einem möglichst großen Bereich geregelt werden. Die
bekannte Gasarmatur hat den Nachteil, daß die Regelungsgüte nicht ausrei
chend feinfühlig und der Regelbereich begrenzt ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht demgemäß darin, eine Gasarmatur der ein
gangs genannten Art so zu verbessern, daß eine Regelung über einen breiten
Bereich und ein optimales Regelverhalten ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird bei einer Gasarmatur der eingangs genannten Art durch die
kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Diese Lösung hat den Vorteil, daß durch die zweistufige Absenkung des Ein
gangsdruckes auf einen Zwischendruck und von dem Zwischendruck auf den
gewünschten Ausgangsdruck eine feinfühlige Regelung über einen großen Be
reich möglich wird.
Vorzugsweise sind die Stellglieder in einem gemeinsamen Gehäuse angeord
net, das einen Einlaß und einen Auslaß aufweist, wobei zwischen den beiden
Stellgliedern ein Zwischendruckraum gebildet wird, der direkt mit den zweiten
Kammern verbunden ist.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird der Stelldruck in den ersten
Kammern mittels eines einzigen Servo-Reglers geregelt. Da für beide Stellglie
der nur ein Servo-Regler benötigt wird, ist der Platzbedarf relativ gering.
Vorzugsweise befindet sich in der Stelldruckleitung ein Druckverstärker. Der
erhöhte Druck in der Stelldruckleitung ermöglicht es, die Stellglieder mit verrin
gertem Aufwand zu betätigen.
Vorzugsweise ist an die ersten Kammern je eine Rückführleitung angeschlos
sen, die an ein Steuerventil angeschlossen ist und die im Gasstrom zwischen
den Stellgliedem endet.
Bei einer anderen Ausführungsform ist jedes Stellglied mit einem Magnetventil
versehen, dessen Magnetanker an dem von der Membran abgewandten Ende
der Stange angreift. Die Magnetventile dienen zum Schließen der Stellglieder.
Die Regelung des Drucks erfolgt mit Hilfe der Membran, in der gleichen Weise
wie bei der ersten Ausführungsform.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbei
spiels der erfindungsgemäßen Gasarmatur im Zusammenhang mit der Zeich
nung näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt in:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der wesentlichen Komponenten einer er
findungsgemäßen Gasarmatur;
Fig. 2 eine vergrößerte schematische Darstellung einer Stelleinrichtung 2 aus
Fig. 1;
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform der erfin
dungsgemäßen Gasarmatur.
Fig. 1 zeigt die wesentlichen Komponenten einer Gasarmatur zum Regeln des
Druckes und zum Absperren eines Gasstromes in schematischer Darstellung.
Eine Gasleitung 1 führt zu einer nicht dargestellten Gasverbrauchseinrichtung,
beispielsweise einem Industriebrenner. In der Gasleitung ist eine Stelleinrich
tung 2 angeordnet, die in Fig. 2 vergrößert dargestellt ist. Zwei Stellglieder 3a,
3b sind hintereinander in einem Gehäuse 4 mit einem Einlaß 5 und einem Aus
laß 6 angeordnet. Beide Stellglieder 3a, b weisen je zwei Schließkörper 7a, 7a',
7b, 7b' die im Gehäuse 4 mit Sitzen 8a, 8a', 8b, 8b' Durchlässe bilden. Die
Schließkörper sind mittels einer Stange 30a, 30b mit einer Membran 10a, 10b
verbunden. Justierfedern 31a und 31b dienen dazu, den Abstand der Schließ
körper 7a und 7b auf den Sitzabstand einzujustieren. Zwischen den Stellglie
dern 3a, 3b befindet sich eine Zwischendruckkammer 9. Jede Membran 10a,
10b bildet in einem Membrangehäuse 12a, 12b eine erste Kammer 13a, 13b
und eine zweite Kammer 14a, 14b. Jedes Stellglied 3a, 3b wird von der
Membran 10a, 10b, gegen die Kraft einer Schließfeder 11a, 11b betätigt.
Nach Fig. 1 ist an die Gasleitung 1 stromauf der Stelleinrichtung 2 eine Stell
druckleitung 15 angeschlossen, in der sich ein Druckverstärker 16 befindet,
dem ein Feinfilter 17 vorgeschaltet ist, um Partikel im Teilgasstrom abzuschei
den. Dem Druckverstärker 16 ist eine erste Drossel 18 nachgeschaltet, die ei
nen definierten Mengenstrom erzeugt. Der Druckverstärker 16 erhöht den Ein
gangsdruck auf einen Stelldruck, der der ersten Kammer 13a des in Strömungs
richtung ersten Stellgliedes 3a über ein erstes Steuerventil 19 in Form eines
2/2-Wegeventil zugeführt wird. Mit Hilfe dieses Ventils kann der Teilgasstrom
der Stelldruckleitung 15 bei Bedarf unterbrochen werden. Von der ersten Kam
mer 13a geht eine Abzweigleitung 20 ab, die zu der ersten Kammer 13b des in
Strömungsrichtung zweiten Stellgliedes 3b führt.
Von der Abzweigleitung 20 geht eine Regelleitung 21 ab, in der sich ein zweites
Steuerventil 22 in Form eines 3/2-Wegeventils befindet und die zu einem Servo-
Stellglied 24 eines an sich bekannten Servo-Reglers 25 führt. Um einen defi
nierten Mengenstrom zu gewährleisten, ist in der Regelleitung eine zweite
Drossel 23 angeordnet.
Das Servo-Stellglied 24 wird von einer Regelmembran 26 betätigt, auf die der
Druck in der Gasleitung 1 stromab der Stelleinrichtung 2, d. h. der Ausgangs
druck einwirkt, und zwar entgegen der Kraft einer Sollwertfeder 27. Der Aus
gangsdruck wird der Reglermembran 26 wahlweise intern über die Leitung 28a
oder extern über die Leitung 28b zugeführt.
Die zweiten Kammern 14a, 14b, die im Membrangehäuse 12a, 12b von den
Membranen 10a, 10b begrenzt werden, stehen unter dem Druck des Gasstro
mes, der sich zwischen den beiden Stellgliedern 3a, 3b in der Zwischendruck
kammer 9 einstellt.
Mit dem Servo-Regller 24 wird gleichzeitig der Stelldruck in den beiden ersten
Kammern 13a, 13b geregelt, so daß der gerätetechnische Aufwand relativ ge
ring ist.
Das zweite und das zweite Steuerventil 23 sowie der Druckverstärker sind
elektrisch auf an sich bekannte Weise ansteuerbar. Wenn die Steuerventile
entsprechend angesteuert werden, wird der Gasstrom in der Gasleitung 1 ab
gesperrt. Eine Rückführleitung 29 führt über das zweite Steuerventil 22 in einer
Schaltstellung von den ersten Kammern 13a, 13b in die Zwischendruckkammer
9 und ermöglicht beim Schließvorgang einen schnellen Druckabbau in den
ersten Kammern 13a, 13b.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist jedes Stellglied mit einem an sich be
kannten Magnetventil 32a, 32b versehen. Der Magnetanker 33a, 33b greift an
der Stange 34a, 34b an. Wenn die Magnetventile 32a und 32b erregt werden,
wird der Gasstrom abgesperrt. Beide Stellglieder sind in einem gemeinsamen
Gehäuse 4 angeordnet, so daß es sich um eine sehr kompakte Gasarmatur
handelt.
Die Regelung des Stelldruckes in den ersten Kammern 13a, 13b erfolgt auf die
gleiche Weise wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1.
Die Stange 34 ist auf bekannte Art und Weise hohl ausgeführt. Über eine Öff
nung 35 wird der Eingangsdruck in die erste Kammer 13a, 13b geleitet und
dient als Stelldruck. Die Stange 34 bildet somit eine Steuerleitung 15. In der
Stange ist ausserdem auf nicht dargestellte Weise eine Drossel und ein erstes
Steuerventil 19 integriert.
Die ersten Kammern 13a, 13b sind über die Regelleitung 21, in der ein zweites
Steuerventil 22 eingebunden ist, mit einem Servoregler 25 verbunden. Das
Steuerventil ist in diesem Fall als Magnetventil ausgebildet. Wenn das Steuer
ventil bei einer Absperrung des Gasstromes umgeschaltet wird, erfolgt eine
Druckentlastung der ersten Kammern 13a, 13b über eine Rückführleitung 29,
die in dem Zwischdruckraum 9 zwischen den Stellgliedern endet. Wie bei der
ersten Ausführungform sind die zweiten Räume 14a, 14b mit der Zwischen
druckkammer 9 verbunden.
Es handelt sich bei beiden Ausführungsformen um ein eingangs- und aus
gangsseitig druckausgeglichenes System, da ein Schließkörper 7a, 7b vom
Gasstrom in Schließrichtung und der andere Schließkörper 7a', 7b' in Öffnungs
richtung belastet wird. Durch die Tandemwirkung der Stellglieder 3a, 3b wird
der Eingangsdruck in zwei Stufen abgesenkt, und zwar vom Eingangsdruck im
Einlaß auf einen Zwischendruck und vom Zwischendruck auf den gewünschten
Ausgangsdruck im Auslaß. Es ist eine feinfühlige Regelung über einen großen
Bereich < 8 : 1 möglich.
Im Rahmen der Erfindung sind ohne weiteres Abwandlung möglich. So kann
jedes Stellglied in einem eigenen Gehäuse angeordnet sein.
Claims (6)
1. Gasarmatur zum Regeln des Druckes und zum Absperren eines Gas
stromes in einer Gasleitung (1) mit zwei hintereinander angeordneten
Stellgliedern (3a, 3b), die je einen Schließkörper (7a, 7b) aufweist, der
mit einem Sitz (8a, 8b) zusammenwirkt und der mittels einer Stange
(30a,b; 34a,b) mit einer Membran (10a, 10b) verbunden ist, auf die die
Kraft einer Schließfeder (11a, 11b) einwirkt, wobei die Membran (10a,
10b) in einem Membrangehäuse (12a,, 12b) eine erste Kammer (13a,
13b) und eine zweite Kammer (14a, 14b) bildet, wobei die erste Kammer
(13a, 13b) mit einer Stelldruckleitung (15), verbunden ist, die stromauf
der Stellglieder (3a, 3b) an die Gasleitung (1) angeschlossen ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß jedes Stellglied einen zweiten Schließkörper (7a', 7b') aufweist, wo
bei einer der beiden Schließkörper eines Stellgliedes vom Gasstrom in
Schließrichtung und der andere in Öffnungsrichtung belastet ist, daß der
Stelldruck in den beiden ersten Kammern (13a, 13b) in Abhängigkeit vom
Druck stromab der Stellglieder (3a, 3b) geregelt wird und daß die zweiten
Kammern (14a, 14b) mit dem Druck des Gasstromes zwischen den bei
den Stellgliedem beaufschlagt werden.
2. Gasarmatur nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stellglieder (3a, 3b) in einem gemein
samen Gehäuse (4) angeordnet sind, das einen Einlaß (5) und einen
Auslaß (6) aufweist, wobei zwischen den beiden Stellgliedern (3a, 3b) ein
Zwischendruckraum (9) gebildet wird, der direkt mit den zweiten Kam
mern (14a, 14b) verbunden ist.
3. Gasarmaturen nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß mittels eines Servo-Reglers (25) der Stelldruck in den beiden ersten
Kammern (13a, 13b) geregelt wird.
4. Gasarmaturen nach Anspruch 1 und 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich in der Stelldruckleitung (15) ein Druckverstärker (16) befindet.
5. Gasarmaturen nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß jede erste Kammer (13a, 13b) an eine
Rückführleitung (29) angeschlossen ist, in der sich ein Abschaltventil (22)
befindet, wobei die Rückführleitungen (29) im Gasstrom zwischen den
Stellgliedern münden.
6. Gasarmaturen nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß jedes Stellglied mit einem Magnetventil
(32a, 32b) versehen ist, dessen Magnetanker (33a, 33b) an dem von der
Membran (10a, 10b) abgewandten Ende der Stange (30, 34) angreift.
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DE2000118757 DE10018757A1 (de) | 2000-04-15 | 2000-04-15 | Gasarmatur zum Regeln des Druckes und zum Absperren eines Gasstromes |
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