DE10114249A1

DE10114249A1 - Doppelventil

Info

Publication number: DE10114249A1
Application number: DE10114249A
Authority: DE
Inventors: Guntram Erbe; Erwin Hochstuhl; Kunibert Neu; Karl Anton Wissler; Martin Wetzel
Original assignee: Siemens Building Technologies AG
Current assignee: Siemens Building Technologies AG
Priority date: 2001-03-22
Filing date: 2001-03-22
Publication date: 2002-09-26
Also published as: US20040129321A1; EP1370786A1; WO2002081953A1; US7000635B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Doppelventil mit einem Ventilgehäuse (1) zur Aufnahme von zwei Doppeltellerstellgliedern (30, 31), wobei die Doppeltellerstellglieder unterschiedliche Tellerdurchmesser (12, 13) aufweisen und die Anströmung der beiden Stellglieder (30, 31) im Ventilgehäuse (1) durch ein Fluid identisch ist. DOLLAR A Das Ventilgehäuse (1) ist einstückig ausgeführt und eine Antriebsfunktion der beiden Stellglieder (30, 31) ist nicht mit dem fluiddurchströmten Innenraum des Ventilgehäuses (1) verbunden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Doppelventil nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Bekannt sind Doppelsitzventile beispielsweise aus der DE 31 46 590, wo Doppelsitzventile beschrieben werden, bei denen die lichten Innendurchmesser der Ventilsitze relativ stark unterschiedlich ausgelegt sind. Dadurch wird bei anstehendem Druck zwischen den Ventiltellern die öffnende Kraft des oberen, einen grösseren lichten Innendurchmesser aufweisenden, Ventiltellers grösser als die schliessende Kraft am unteren Ventilteller.

In der Gasanwendung hat sich als Sicherheits- und Regelstrecke vor dem Wärmeerzeuger, z. B. einem Gasgebläsebrenner, auf breiter Basis das Mehrfachstellgerät durchgesetzt, weil es in einer Baueinheit die geforderten Sicherheitsfunktionen - mindestens zwei Sicherheitsabsperrventile in Reihe - enthält, oder Zusatzfunktion anzubauen ermöglicht. Diese kompakte Bauweise bietet neben den wirtschaftlichen Vorteilen vor allem bezüglich der einzuhaltenden Sicherheitsvorschriften für den Anwender eine hohe Gewähr für die Sicherheits- und Überwachungsfunktionen.

Diese Mehrfachstellgeräte finden sich in der Gasanwendung sowohl im kleinsten als auch im grössten Leistungsbereich. Auch wenn Sicherheitsfunktionen mit Regel- oder Steuerungsfunktionen kombiniert werden, bleiben das Stellglied und die vorgeschriebene Schliessfeder die bestimmenden Bauteile, die das sichere Schliessen gewährleisten.

Sind bei den kleinen Mehrfachstellgeräten für Leistungen < 50 kW die Einzeltellerstellglieder für die beiden Ventile und den Regler das kennzeichnende Konstruktionsmerkmal, so sind es eindeutig die Doppeltellerstellglieder, die bis in die grossen Leistungen hinauf, die Konstruktionen der Gehäuse bestimmen. Das Doppelstellglied erlaubt vor allem bei den Nennweiten grösser DN 50 bei gleicher Gehäusebaulänge und ohne Durchflussverlust zwei Absperrventile einzubauen.

Bekannt sind Doppelmagnetventile, die den Nennweitenbereich von DN 40 bis DN 125 abdecken und mit Magnetantrieben ausgerüstet sind. Auch bekannt sind Doppeltellerstellglieder, aber aus Einzelventilgehäusen, die zu Mehrfachstellgeräten zusammengebaut werden können. Dadurch wird erreicht, dass die Anströmung der beiden Stellglieder identisch ist, was bei Gehäusetypen anderer Hersteller nicht gegeben ist. Werden beispielsweise derartige Gehäuse als Druckgussteile ohne Einlegekerne hergestellt, so werden sie, in Durchflussrichtung betrachtet, mittensymmetrisch ausgeführt mit der Folge, dass die beiden Doppeltellerstellglieder einmal von innen und einmal von aussen vom Gas angeströmt werden, was je nach Ausführung der beiden Tellerdurchmesser am Doppeltellerstellglied einmal zu öffnend und einmal zu schliessend wirkender Kraft durch den Gaseingangsdruck führt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Doppelventil mit einem Ventilgehäuse für zwei Stellglieder anzugeben, welches diese Nachteile vermeidet.

Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die in den unabhängigen Ansprüche angegebenen Merkmale gelöst.

Kern der Erfindung ist es somit, dass das Ventilgehäuse einstückig ausgeführt ist und dass eine Antriebsfunktion der beiden Stellglieder nicht mit dem fluiddurchströmten Innenraum des Ventilgehäuses verbunden ist.

Um bei einstückigen Gehäusen für beide Stellglieder die gleichen Bedingungen für eine schliessend wirkende Gaseingangsdruckkraft zu schaffen, muss auf eine Gussherstellung mit Einlegekernen zurückgegriffen werden. Im Gegensatz zu den mittensymmetrischen Ventilgehäusen besitzen die neuen Gehäusetypen nur eine Durchflussrichtung bezogen auf das Stellglied.

Den grössten Vorteil bieten diese Gehäuse dann, wenn als Antriebe komplette Funktionseinheiten eingesetzt werden, die neben der reinen Funktion des automatischen Öffnens und selbsttätigen Schliessenlassens noch Regelfunktionen übernehmen können. Wird zudem das Ventilgehäuse in sich als in Geschlossenstellung in Durchflussrichtung und nach aussen dichtes Sicherheitsbauteil konzipiert, können alle Antriebs- und Regelfunktionen auf die eingangs- und/oder ausgangsseitige Stellgliedachse aufgebaut werden.

Diese bewusste Trennung vom Gasraum des Ventilgehäuses und den Antrieben, die somit in der Umgebungsatmosphäre arbeiten, schafft für den Monteur vor Ort durch Gewichtseinsparung und Handhabung des kleineren Ventilvolumens beim Einbau in die Leitung grosse Vorteile, die mit grösser werdender Nennweite zunehmen.

Der Austausch oder der Wechsel von Antriebsfunktionen wird gegenüber den bekannten Ventilen erleichtert, da nicht in den Gasraum eingegriffen werden muss, wodurch eine ansonsten vorgeschriebene Dichtheitsprüfung beim Antriebstausch entfällt.

Die gesamte Logistik lässt sich vereinfachen, da der Anwender selbst die Art und den Ort für den Antrieb bestimmt ohne dafür ein Komplettgerät zuvor beim Hersteller zu bestellen. So sind pneumatisch oder hydraulisch angetriebene Stellmotoren mit Zusatzfunktionen wie Pilotregler, Gleichdruckregler, Nulldruckregler, Sollwertregler oder Verbundregler als Standardantriebe heute im Einsatz. Und hier zeigt sich, dass der modulare Aufbau eine hochflexible Gestaltung des Mehrfachstellgerätes ermöglicht. Sind dann diese Antriebe noch für das gesamte Ventilgehäuse-Sortiment geeignet, ist ein Höchstmass an Logistikvorteilen erreicht.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Einige bevorzugte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Vorrichtung bzw. des erfindungsgemässen Verfahrens werden anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert.

Dabei zeigen:

Fig. 1 das erfindungsgemässe Ventilgehäuse zum Aufbau eines Mehrfachstellgerätes im Längsschnitt;

Fig. 2 die Seitenansicht des Ventilgehäuses mit einem angeflanschten Universaladapter;

Fig. 3 die Seitenansicht des Ventilgehäuses mit einem angeflanschten Zündgasanschlussflansch.

Das in Fig. 1 gezeigte Ventilgehäuse 1, das in der durch den Pfeil 2 markierten Richtung durchflossen wird, bildet drei Räume aus. Den mit dem Eingangsdruck p_e beaufschlagten Eingangsraum, den zwischen den beiden Stellgliedern 30, 31 befindlichen Mittelraum, in dem sich bei Betrieb der Mittelraumdruck p_m ausbildet, sowie dem Ausgangsraum nach dem ausgangsseitigen Stellglied 31, in dem der Ausgangsdruck p_a oder der dem Brenner zugeleitete Brennerdruck gemessen wird.

Das Ventilgehäuse 1 ist gekennzeichnet durch die beiden Achsen 10 der Doppeltellerstellglieder 30, 31, wobei jede Achse einen grossen Ventilsitzdurchmesser 3 und einen kleinen Ventilsitzdurchmesser 4 aufweist, dergestalt, dass der kleine Teller 12 durch den lichten Innendurchmesser des Sitzes 4 durchpasst. Die Durchmesserdifferenz zwischen grossem und kleinem Ventilsitzdurchmesser bildet eine Kreisringfläche aus, die durch den Eingangsdruck (oder Mittelraumdruck) eine das Stellglied schliessende Kraft erzeugt. Diese Kraft wird durch eine nahezu biegeschlaffe Unterteilung des grossen Tellers 13 so aufgeteilt, dass die Ventilsitze 3 und 4 annähernd den gleichen Schliesskraftanteil durch den jeweilig anstehenden Gasdruck erhalten. Für die Erfüllung der für Gassicherheitsventile vorgeschriebenen Dichtheitsprüfung in Gegenflussrichtung sind pro Stellgliedachse zwei Schliessfedern 7 eingebaut, um den notwendigen Sperrdruck am Ventilsitz zu erzeugen. Die Teller sind sitzseitig mit einem aufvulkanisiertem Dichtwerkstoff ausgestattet.

Durch die Pfeile 11 wird die Öffnungsrichtung für die Antriebe dargestellt. Es sind Antriebe mit stossender Kraft erforderlich, die auf die Schubstange 14 einwirkt, wobei dann die Formschlusselemente 16 die Kraft auf den kleinen Teller 12 übertragen. Über die Hülse 15 wird die Kraft auf den grossen Teller 13 weitergeleitet, der sich auf das Schliessfederpaket 7 abstützt. Die Schubstange 14 ist in den weit auseinanderliegenden Lagerstellen 6 und 8 geführt, so dass das Doppeltellerstellglied gegenüber den Ventilsitzen den geringsten Taumel aufweist. Die Lagerstelle 6 besitzt zusätzlich Dichtelemente, um die atmosphärische Dichtheit des Ventilgehäuses sicherzustellen.

Die Gehäusedeckel 9 verschliessen das Ventilgehäuse nach oben und die beiden Deckel 5 ermöglichen den Einbau der Stellglieder und der Federpakete auf der Bodenseite des Ventilgehäuses. Durch statische Dichtungen (nicht dargestellt) sind alle Deckel zum Ventilgehäuse hin abgedichtet.

Ein im Eingang des Ventilgehäuses eingesetztes Sieb soll das Einbringen von gröberen Verunreinigungen, die die Funktion des Ventils beeinflussen können, verhindern.

Eine Gassicherheits- und Regelstrecke muss überwacht werden können, was durch den direkten Anbau von Prüfgeräten an das Ventilgehäuse des Mehrfachstellgerätes wesentlich verbessert wird.

Der in Fig. 2 gezeigte Universalflansch 18 trägt diesen Anforderungen dadurch Rechnung, dass auf der Vorderseite des Flansches zwei Druckwächter aufgebaut werden können, wobei einer über den Gasanschluss 21 den Gaseingangsdruck (Gasmangelsicherung) und der andere über einen der beiden Anschlüsse 20 den Mittelraumdruck überwachen kann. Vorgesehen ist ebenfalls die direkte Montage eines Ventilprüfsystems (Dichtheitskontrolle der geschlossenen Stellglieder) über den Anschluss 21 und den benachbarten Anschluss 20.

Ist ein Ventilprüfgerät montiert, so muss zum Anbau eines Gasdruckwächters beispielsweise zur Gasmangelüberwachung auf eine der beiden Seitenfläche 22 ausgewichen werden.

Der Universalflansch ist so ausgebildet, dass Überwachungsgeräte verschiedener Hersteller angebaut werden können. Am Druckmessanschluss 23 kann der Ausgangsdruck oder Brennerdruck abgenommen und/oder überwacht werden.

Dem Universalflansch gegenüber ist in Fig. 3 mit dem gleichen Befestigungsbild 19 (eine der vier Befestigungsschrauben ist gekennzeichnet) ein Flansch am Ventilgehäuse befestigt, der den Anschluss einer Zündgasleitung zum Brenner ermöglicht. Der Zündgasflansch 24 stellt eine Verbindung zwischen dem Mittelraum des Ventilgehäuses und dem Zündgasventil über eine im Gewindeanschluss 25 einzuschraubende Gasleitung her. Der mit einem Stopfen 26 verschlossene Gewindeanschluss ist als Impulsanschluss für einen auf die eingangsseitige Stellgliedachse platzierten Antrieb mit Reglerfunktion vorgesehen.

Je nachdem, ob es sich um eine linke oder rechte Gasstrasse handelt kann der Universalflansch gegen den Zündgasflansch ausgetauscht werden. Für die gesamte Produktfamilie werden sowohl der Universalflansch als auch der Zündgasflansch unverändert übernommen.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.

Claims

1. Doppelventil mit einem Ventilgehäuse (1) zur Aufnahme von zwei Doppeltellerstellgliedern (30, 31), wobei die Doppeltellerstellglieder unterschiedliche Tellerdurchmesser (12, 13) aufweisen und die Anströmung der beiden Stellglieder (30, 31) im Ventilgehäuse (1) durch ein Fluid identisch ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (1) einstückig ausgeführt ist und dass eine Antriebsfunktion der beiden Stellglieder (30, 31) nicht mit dem fluiddurchströmten Innenraum des Ventilgehäuses (1) verbunden ist.

2. Doppelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsfunktion der beiden Doppeltellerstellglieder (30, 31) von der gleichen Seite des Ventilgehäuses (1) erfolgt.

3. Doppelventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsfunktion der beiden Doppeltellerstellglieder (30, 31) an das Ventilgehäuse (1) angeflanscht ist.

4. Doppelventil nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse durch Deckel (9) auf der Antriebsseite und durch Deckel (5) auf der Unterseite dicht verschlossen ist.

5. Doppelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (1) an der Aussenseite so ausgestaltet ist, dass mindestens ein Flansch (18, 24) montierbar ist.

6. Doppelventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch ein Universalflansch (18) oder ein Zündgasflansch (24) ist.

7. Doppelventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der Aussenseite des Ventilgehäuses (1) ein Universalflansch (18) und ein Zündgasflansch (24) angeordnet ist.

8. Doppelventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass je nach Einbaurichtung des Ventilgehäuses (1) der Universalflansch (18) und der Zündgasflansch (24) auf einer unterschiedlichen Seite des Ventilgehäuses (1) angeordnet sind.