DE10135115A1

DE10135115A1 - Gasarmatur

Info

Publication number: DE10135115A1
Application number: DE10135115A
Authority: DE
Inventors: Hans-Jochen Schwarz; Chung-Cheng Hang
Original assignee: HeaTec Thermotechnik GmbH
Current assignee: HeaTec Thermotechnik GmbH
Priority date: 2001-07-19
Filing date: 2001-07-19
Publication date: 2003-02-20
Anticipated expiration: 2021-07-20
Also published as: DE10135115B4

Abstract

Die erfindungsgemäße Gasarmatur (1) weist zwei Ventile (36, 37) auf, die in Reihe geschaltet sind. Das Ventil (36) ist als einfaches Auf-Zu-Ventil ausgebildet, während das Ventil (37) der Einstellung gewünschter Gasströme dient. Durch die Hintereinanderschaltung beider Ventile (36, 37) wird eine doppelte Sicherheitsfunktion erreicht. Gleichzeitig werden die Betätigungskräfte in erträglichen Grenzen gehalten, so dass die Antriebseinrichtungen (33, 34) als stromsparende Magnetspulenantriebe ausgebildet werden können. Das als Proportionalventil dienende zweite Ventil (37) weist vorzugsweise eine wesentlich geringere Schließkraft als das erste Ventil (36) auf und kann somit mit geringen Strömen in Zwischenpositionen gehalten werden. Die erfindungsgemäße Gasarmatur (1) eignet sich insbesondere zum Einsatz in batteriegestützten Steuerungen von Gasgeräten.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gasarmatur, insbesondere zum Betrieb von Gasgeräten, die eine Einstellung des Gasstroms erfordern.
Gasgeräte, wie beispielsweise Durchlauferhitzer zur Warmwasserbereitung, Gaskamine oder andere Anwendungen, werden zunehmend mit elektronischen Steuereinheiten ausgerüstet, die batteriegestützt oder netzbetrieben sind. Zum Betrieb der Gasgeräte ist eine Steuerung der Gaszufuhr erforderlich. Bei Nichtbetrieb muss die Gaszufuhr sicher gesperrt sein. Andererseits soll zum Betrieb der Gasgeräte und somit zum Öffnen entsprechender Gasventile lediglich wenig Elektroenergie erforderlich sein. Zusätzlich stellt sich häufig die Anforderung, mit möglichst einfachen Mitteln eine Einstellung der Größe des Gasstroms zu ermöglichen. Dies beispielsweise wenn der vorhandene Gasdruck schwankt, wenn der nachgeordnete Brenner in seiner Leistung regulierbar sein soll oder wenn sich die Gasqualität ändert.

Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Gasarmatur zu schaffen, die sowohl ein sicheres Freigeben und Absperren eines Gasflusses als auch die Einstellung der Größe desselben mit geringem Aufwand gestattet.

Diese Aufgabe wird mit der Gasarmatur nach Anspruch 1 gelöst:
Die erfindungsgemäße Gasarmatur weist ein Gehäuse auf, durch das sich ein Gaskanal erstreckt. In dem Gaskanal sind hintereinander zwei Ventile angeordnet, zu denen jeweils ein Ventilverschlussglied und ein Ventilsitz gehören. Beide Ventile schließen in der vorgesehenen Durchströmungsrichtung. Der vorhandene Gasdruck unterstützt somit die Schließbewegung beider Ventile.

Beide Ventile haben unterschiedliche Funktionen. Das erste Ventil (erstes Ventilverschlussglied und erster Ventilsitz) dient als Auf-Zu-Ventil, das die nötige Sicherheit erbringt. Es ist deshalb mit einem vergleichsweise starken Federmittel versehen, das eine hohe Schließkraft erzeugt. Die zugeordnete Antriebseinrichtung ist entsprechend eine Zwei- Positions-Antriebseinrichtung, die nicht zur Einstellung von Zwischenstellungen eingerichtet ist. Sie hat lediglich die Aufgabe, das Ventilverschlussglied beim Öffnen in die Offen- Position zu überführen und dort zu halten. Wird dies, wie es eine Ausführungsform der Erfindung vorsieht, mit einem Zugmagneten oder einem vergleichbaren Magnetantrieb bewirkt, kann dieser mit einem Stromstoß die zur Bewegung des Ventilverschlussglieds erforderliche Arbeit aufbringen. Ist das Ventilverschlussglied in Offen-Stellung überführt, muss der betreffende Zugmagnet lediglich mit einem verminderten Strom beaufschlagt werden, um die gewünschte Haltekraft aufzubringen. Ein in dem Magnetkreis des Zugmagneten vorhandener Arbeitsluftspalt hat hier beispielsweise sein Minimum.

Das zweite Ventil (zweites Ventilverschlussglied, zweiter Ventilsitz) ist hingegen mit einem schwächeren Federmittel versehen, so dass eine vergleichsweise geringere Schließkraft erzeugt wird. Dies eröffnet die Möglichkeit, auch Zwischenstellungen mit geringem Energieaufwand einzustellen. Die Antriebseinrichtung, die beispielsweise als Zugmagnetantrieb oder eine ähnliche elektrische oder elektromagetische Antriebseinrichtung ausgebildet ist, kann das Ventilverschlussglied bzw. die Ventilspindel nicht nur in Offen-Stellung sondern auch in Zwischenstellungen halten, in denen sich ein Gleichgewicht zwischen der aufgebrachten Antriebskraft und der Kraft des Federmittels einstellt. Damit ist die Größe des Gasstroms einstellbar (modulierbar). Die Steuereinrichtung kann über die Größe des Ansteuersignals, beispielsweise des Steuerstroms des Zugmagneten, die Ventilposition vorgeben. Damit ist eine gezielte Beeinflussung des Gasdurchflusses, beispielsweise zur Leistungsbeeinflussung, zur Anpassung an die vorhandene Gasqualität oder an unterschiedliche Eingangsdrücke möglich. Dazu kann das nachgeordnete Gasgerät beispielsweise mit einem Sensor versehen sein, anhand dessen Signals die Erfassung der an dem Brenner umgesetzten Leistung möglich ist. Die Steuereinrichtung kann somit eine Leistungsüberwachung vornehmen und anhand des Vergleichs der tatsächlichen Leistung mit einer Soll-Leistung das zweite Gasventil nachregulieren. Dies hat den Vorteil, dass eine automatische Anpassung an die Gasqualität ohne spezielle manuelle Eingriffe möglich ist. Außerdem kann ein vorgelagerter Druckregler in vielen Fällen entfallen. Zusätzlich kann die tatsächliche Leistung des Brenners an gewünschte Leistungswerte angepasst werden, beispielsweise um damit die Wassertemperatur eines Durchlauferhitzers zu steuern. Damit ist es wiederum möglich, die Vorlauftemperatur eines Durchlauferhitzers direkt zu regulieren. Zur Einstellung einer Brauchwassertemperatur kann auf Beimischung von Kaltwasser auch in der Auslaufarmatur verzichtet werden. Die Regulierung ist mit einer batteriegestützten Steuereinrichtung möglich.

Das erste als Auf-Zu-Ventil ausgebildete Ventil hat eine stärkere Schließfeder, sodass eine gute Schließwirkung erzielt wird. Auch durch Gegendruck lässt sich das Ventil kaum öffnen, so dass die Gasarmatur insgesamt in sehr hohe Sicherheitsklassen eingestuft werden kann.

Als Antriebseinrichtungen kommen insbesondere Zugmagnetantriebe in Betracht. Bei gezielter Steuerung des Spulenstroms ist die Spulenerwärmung unbeachtlich.

Die erste Antriebseinrichtung ist vorzugsweise eine Zwei-Positions-Positioniereinrichtung, die mit einem Stromstoß geöffnet und dann mit einem geringeren Haltestrom offengehalten wird. Dagegen bildet die zweite Antriebseinrichtung zusammen mit dem zweiten Federmittel vorzugsweise eine Proportional-Positioniereinrichtung. Diese muss nicht zwangsläufig eine strenge mathematische Proportionalität zwischen der Größe des Steuerstroms oder eines anderen Steuersignals und der Ventilposition bewirken. Unter einer Proportional- Positioniereinrichtung wird hier jede Positioniereinrichtung verstanden, bei der eine Vergrößerung des Eingangssignals eine weitere Öffnung des Ventils bewirkt. Die Kennlinie kann dabei auch nichtlinear sein. Das Eingangssignal kann ein Strom, eine Spannung oder eine Impulsfolge sein.

Während das Ventilverschlussglied des ersten Ventils vorzugsweise fest mit der Ventilspindel verbunden ist, ist das Ventilverschlussglied der zweiten Ventilspindel vorzugsweise mit Axialspiel an der Ventilspindel gehalten. Dies eröffnet die Möglichkeit einer Zusatzfunktion, beispielsweise in Form eines Hilfsventil, das innerhalb des Axialspiels des zweiten Ventils betätigt wird. Das Hilfsventil kann beispielsweise ein Zündgasventil sein, um vor dem Öffnen des zweiten Ventils, das als Regulierventil dient, einen definierten Zündgasstrom oder einen sich zeitlich definiert ändernden Zündgasstrom zu erzeugen. Dieser Zündgasstrom kann wesentlich geringer sein als jeder von dem zweiten Ventil noch ausreichend genau einregulierbare Gasstrom. Somit ist eine Ventilanordnung geschaffen, die im ersten Abschnitt der Bewegung der Ventilspindel die Regulierung sehr kleiner Gasströme und in einem zweiten Abschnitt des Wegs der Ventilspindel die Feinregulierung viel größerer Gasströme gestattet. Während die beiden Abschnitte des Stellwegs der Ventilspindel unmittelbar aneinander anschließen, kann zwischen dem maximalen Gasstrom am Ende des ersten Stellwegs und dem minimalen Gasstrom am Anfang des nachfolgenden zweiten Stellwegs ein Sprung L vorhanden sein. Letztendlich wird dies durch die Merkmale der Unteransprüche 7 bis 14 einzeln oder in Verbindung miteinander erreicht.

Weiterhin ist es möglich, eine Ansteuerschaltung vorzusehen, die den Spulenstrom begrenzt und reguliert. Die Stromregulierung, insbesondere die Strombegrenzung auf die gerade eben notwendigen Werte, ermöglicht einen energiesparenden Betrieb und somit die Versorgung der Antriebseinrichtungen aus einer Batterie. Außerdem kann die Ansteuerschaltung weitere Komponenten enthalten, die beispielsweise zum Zünden einer Flamme und zur Überwachung derselben erforderlich sind.

Vorteilhafte Einzelheiten von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung, der Beschreibung oder Unteransprüchen. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:
Fig. 1 das Gasventil und seine Ansteuerschaltung in schematisierter Darstellung,
Fig. 2 den zeitlichen Verlauf der Durchströmung des Gasventils vor, während und nach dem Öffnen als Beispieldiagramm,
Fig. 3-5 das Gasventil in längsgeschnittener Darstellung in drei unterschiedlichen Betriebsstellungen und
Fig. 6 die Abhängigkeit der Durchströmung des Gasventils von der Position einer zweiten Ventilspindel.
In Fig. 1 ist eine Gasarmatur 1 veranschaulicht, die von einer in der Praxis an die Gasarmatur 1 angebauten Steuereinrichtung 2 gesteuert wird. Die Steuereinrichtung 2 weist eine elektronische Ansteuerschaltung mit zwei Steuerausgängen 3, 4 und wenigstens einem Steuereingang 6 auf. Sie ist vorzugsweise batteriegestützt und dient dem Öffnen und Schließen der Gasarmatur 1, sowie deren Steuerung und kann außerdem weitere Funktionen, wie beispielsweise das Zünden und Überwachen einer Gasflamme an einem nicht weiter veranschaulichten Brenner übernehmen. Letzterer ist über die Gasarmatur 1 mit Gas versorgt.
Die Gasarmatur 1 dient sowohl als Gas-Sicherheits-Ventil als auch zur Regulierung des Gasflusses. Dazu weist sie den in den Fig. 3 bis 5 näher veranschaulichten Aufbau auf:
Die Gasarmatur weist, wie Fig. 3 veranschaulicht, ein Gehäuse 7 auf, das einen Eingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss 9, beispielsweise in Form von Gewindebohrungen aufweist. Zwischen beide erstreckt sich ein durch das Gehäuse 7 führender Kanal 11, der durch Zwischenwände 12, 13 in mehrere Kammern 14, 15, 16, 17 unterteilt ist. Das Gehäuse 7 ist beispielsweise ein Abschnitt eines Aluminium-Strangpressprofils, in dem die Kammern 14 bis 17 als Längskanäle ausgebildet sind. Jeweils ein Abschnitt des Strang-Pressprofils bildet den Hauptteil des Gehäuses 7, wobei es an beiden Schnittflächen (parallel zur Zeichenebene der Fig. 3 bis 5) durch Deckel verschlossen ist. Diese können auch Übergangskanäle zwischen den Kammern festlegen, wie beispielsweise zwischen der Kammer 16 und der Kammer 17.
In den Zwischenwänden 12, 13 sind Bohrungen 18, 19 ausgebildet, deren strömungsmäßig zu dem Eingangsanschluss 8 hinweisende Berandung jeweils einen Ventilsitz 21, 22 bildet.
Der Ventilsitz 21 ist beispielsweise eine die Öffnungsmündung umgebende Ringfläche und bildet bezügl. der Durchströmungsrichtung den ersten Ventilsitz. Der Ventilsitz 22 ist ebenfalls eine Ringfläche, die die stromaufwärtige Seite, der in Strömungsrichtung auf die Bohrung 18 folgenden Bohrung 19 umgibt und bildet somit den zweiten Ventilsitz 22.
Dem ersten Ventilsitz 21 ist ein erstes Ventilverschlussglied 23 zugeordnet, das beispielsweise als Elastomerscheibe oder als an seiner dem Ventilsitz 21 zugewandten Seite mit einer Dichtungsschicht versehene steifere Scheibe ausgebildet ist. Ein ähnliches zweites Ventilverschlussglied 24 ist dem zweiten Ventilsitz 22 zugeordnet. Beiden Ventilverschlussgliedern 23, 24 sind Ventilspindeln 26, 27 zugeordnet, die als längliche Stangen ausgebildet und die längs ihrer Axialrichtung A bewegbar gelagert sind. Dazu dienen über Dichtungsscheiben und Dichtungsringe fest an dem Gehäuse 7 gelagerte becherartige Buchsen 28, 29, die sich jeweils in koaxialer Verlängerung zu den Bohrungen 18, 19 von der äußeren Gehäusewand des Gehäuses 7 weg erstrecken. Die Buchsen 28, 29 sind gasdicht mit dem Gehäuse 7 verbunden und nehmen einen Fortsatz der Ventilspindel 26 bzw. 27 auf. Der entsprechende Teil der Ventilspindel 26 bildet mit der Magnetspule 31 eine erste Antriebseinrichtung 33 für das erste aus dem Ventilsitz 21 und dem Ventilverschlussglied 23 gebildete Ventil 36. Die obere Stirnseite der Ventilspindel 26 definiert mit einem äußeren Magnetkreis M einen Luftspalt 1, der bei vollständig geöffnetem Ventil gegen Null geht oder Null ist. Ein entsprechender Abschnitt der Ventilspindel 27 bildet mit der Magnetspule 32 eine zweite Antriebseinrichtung 34 für das zweite aus dem Ventilsitz 22 und dem Ventilverschlussglied 24 gebildete Ventil 37.
Dem ersten Ventil 36 ist ein erstes Federmittel in Form einer Druckfeder 38 zugeordnet, die sich mit einem Ende gegebenfalls über geeignete Zwischenringe und Scheiben an dem Gehäuse 7 und mit ihrem anderen Ende gegebenfalls über eine Stützscheibe 39 an der Ventilspindel 26 abstützt. Die Druckfeder 38 sitzt unter axialer Vorspannung konzentrisch auf der Ventilspindel 26 und drückt das Ventilverschlussglied 26 gegen den Ventilsitz 21. Sie spannt das Ventil 36 in Schließrichtung vor.
Die Richtung der Vorspannung stimmt somit mit einer Durchströmungsrichtung S überein, die sich bei geöffnetem Ventil 36 einstellt.
Während das Ventil 36 ein einfaches Auf-Zu-Ventil ist, ist das Ventil 37 zur Regulierung des Gasflusses und darüber hinaus einer Bereitstellung einer Zündgasmenge vorgesehen und eingerichtet. Zu letzterem Zweck weist es ein Hilfsventil 41 auf, das zum Zünden eines nachgeordneten Brenners einen feinen justier- oder regulierbaren Zündgasstrom bestimmt. Zu dem Hilfsventil 41 gehört eine koaxiale in einem Durchbruch des Ventilverschlussglieds 24 gelagerte Buchse 42, in deren Öffnung sich ein an dem unteren stirnseitigen Ende der Ventilspindel 27 ausgebildeter Ventilkegel 43 ragt. Dieser bildet gegebenfalls in Verbindung mit einer Ringschulter oder einem Bund, der an der Stirnseite der Buchse 42 aufsitzen kann, sowohl ein Ventilverschlussglied für die Buchse 42, die somit als Ventilsitz dient als auch ein Reguliermittel, um in unterschiedlichen Relativpositionen unterschiedliche Gasströme durchzulassen.
Um eine Relativbewegung zwischen dem Ventilverschlussglied 24 und der Ventilspindel 27 zu ermöglichen, ist das Ventilverschlussglied 24 mit Axialspiel auf der Ventilspindel 24 gelagert. Um das Ventilverschlussglied 24 in Schließrichtung vorzuspannen, ist außerdem ein zweites Federmittel 44 vorgesehen, zu dem eine Hauptfeder 46 und eine Hilfsfeder 47 gehören. Die Hauptfeder 46 stützt sich gegebenenfalls über Ringe, Halter und Zwischenlagen mit einem Ende an dem Gehäuse 7 und mit ihrem anderen Ende an der Ventilspindel 27 ab, um diese in Schließrichtung bezügl. der Ventile 37, 41 vorzuspannen. Bei geschlossenem Ventil drückt die Hauptfeder 47 den Ventilkegel 43 gegen die Buchse 42 und somit auch das Ventilverschlussglied 24 gegen den Ventilsitz 22. In diesem Zustand befindet sich das Ventilverschlussglied 24 an einem Ende seines Spiels auf der Ventilspindel 27. Die Hilfsfeder 47 spannt das Ventilsverschlussglied 24 zusätzlich gegen den Ventilsitz 22 vor. Sie stützt sich mit einem Ende an der Ventilspindel 27 und mit ihrem anderen Ende unmittelbar an dem Ventilverschlussglied 24 ab.
Das Federmittel 44 ist so dimensioniert, dass die Bewegung der Ventilspindel 27 von dem Ventilsitz 22 weg einer wesentlich geringeren Antriebskraft bedarf als die Bewegung der Ventilspindel 26. Die Hauptfeder 46 und die Hilfsfeder 47 sind vorzugsweise weicher als die Druckfeder 38.
Das Hilfsventil 41 und das Ventil 37 sind so dimensioniert, dass sich der Durchfluss D in Abhängigkeit von der Axialposition x der Ventilspindel 27 etwa den in Fig. 6 veranschaulichten Verlauf hat. Auf einem ersten Wegabschnitt x1 des Stellwegs öffnet zunächst nur das Hilfsventil 41, das einen beschränkten, mit zunehmender Öffnung etwas zunehmenden Gasfluss zulässt. Die Hilfsfeder 47 hält das Ventil 37 dabei noch geschlossen. Sobald das Axialspiel des Ventilverschlussglieds 24 auf der Ventilspindel 27 aufgebracht ist, öffnet auch das Ventil 37. Dies ist der zweite Teil x2 des gesamten Stellwegs x3, indem größere Gasströme reguliert werden können. Die Steigungen der Ventilkennlinle in den beiden Stellwegen x1, x2 sind vorzugsweise unterschiedlich festgelegt. Außerdem sind die Durchflussmengenbereiche unterschiedlich und müssen nicht aneinander anschließen. Zwischen einem ersten Durchflussbereich D1, der dem Stellweg x1 zugeordnet ist und einem zweiten Durchflussbereich D2, der dem Stellweg x2 zugeordnet ist, kann eine Lücke L vorhanden sein.
Die insoweit beschriebene Gasarmatur 1 arbeitet wie folgt:
In eingebautem Zustand ist die Gasarmatur 1 mit ihrem Eingangsanschluss 8 mit einer Gasquelle verbunden. Der Ausgangsanschluss 9 führt zu einem Gasverbraucher, beispielsweise einem Brenner. Im Ruhezustand sind beide Ventile 36, 37 geschlossen. Die Spulen 31, 32 sind stromlos und die Druckfeder 38 sowie das Federmittel 44 schließen die Ventile 36, 37. Das Ventil 36 ist dabei mit einer so hohen Kraft geschlossen, dass das Ventil 36 einer hohen Sicherheitsklasse angehört. An dem Eingangsanschluss 8 anstehender Gasdruck lastet zusätzlich zu der Kraft der Druckfeder 38 auf dem Ventilverschlussglied 23 und vergrößert die Schließkraft. Ein eventuell auftretender Gegendruck kann das Ventil 36 hingegen erst öffnen, wenn er den Druck an dem Eingangsanschluss 8 und die Kraft der Druckfeder 38 überschreitet. Letztere ist relativ groß bemessen.
Soll der Gasstrom freigegeben werden, wird die Spule 31 mit einem Strom beaufschlagt, der eine Magnetkraft erzeugt, die in der Lage ist, die Kraft der Druckfeder 38 zu überwinden. Dies ist in Fig. 2 in dem Diagramm zu einem Zeitpunkt T1 veranschaulicht. Wegen des noch geschlossenen Ventils 37 und des geschlossenen Hilfsventils 41 tritt noch kein Gasstrom auf. Die Bestromung der Spule 31 überführt die Ventilspindel 26 aus der Schließstellung nach Fig. 3 in eine Offenstellung, wie sie in Fig. 4 veranschaulicht ist. In dieser Position ist der Abstand der Ventilspindel 26 zu einem äußeren Magnetjoch minimal, so dass der Spulenstrom auf einen minimalen Haltestrom reduziert werden kann. Dieser genügt, um die Ventilspindel 26 in ihrer Offenstellung gemäß Fig. 4 zu halten.
Soll nun der Brenner gezündet werden, wird die Spule 32 zunächst mit einem geringen Strom bestromt. Dies erfolgt zu dem Zeitpunkt T2. Damit öffnet zunächst das Hilfsventil 41 gegen die Kraft der Hauptfeder 46. Die Bewegung der Ventilspindel 27 spielt sich noch innerhalb des Stellwegs x1 (Fig. 6) ab. Damit lässt das Hilfsventil 41 einen beschränkten Gasstrom durch, der entsprechend der Kennlinie nach Fig. 6 durch die Position der Ventilspindel 27 einregulierbar ist. Die Hilfsfeder 47 hält dabei das Ventil 37 geschlossen. In diesem Betrieb kann der Brenner gezündet werden, wobei er bei Teillast mit kleiner Flamme zündet.
Stellt die Steuereinrichtung 2 die Zündung der Flamme fest, kann sie zu einem Zeitpunkt T3 den Zündbetrieb verlassen und zu regulärem Betrieb übergehen. Dazu steuert sie die Antriebseinrichtung 34 so an, dass die Magnetspule 32 die Ventilspindel 27 über den Stellweg x1 hinaus bewegt. Sobald die Bewegung soweit fortgeschritten ist, dass das Ventilverschlussglied 24 an dem Ende seines Spiels angekommen ist, hebt es, wie Fig. 5 veranschaulicht, von seinem Ventilsitz 22 ab. Das Ventil 37 öffnet somit. Es wird der rechte Teil, der in Fig. 6 veranschaulichten Ventilkennlinie erreicht. Es kann nun durch entsprechende Ansteuerung der Magnetspule 32 jede beliebige Position der Ventilspindel 27 innerhalb des Stellwegs x2 erreicht werden. Es kann deshalb innerhalb eines Regulierbereichs R, wie er in Fig. 2 veranschaulicht ist, ein nahezu beliebiger Zeitverlauf für die Durchströmung D eingestellt werden. Die Steuereinrichtung 2 kann somit den Gasfluss entsprechend Gegebenheiten steuern, die sich aus Signalen an dem Steuerungseingang 6 ergeben. Diese Gegebenheiten können sowohl eine Wassertemperatur an dem Ausgang eines Durchlauferhitzers sein, die es beispielsweise konstant zu halten gilt. Außerdem können an dem Steuereingang 6 anderweitige Vorgabesignale anstehen.
Die erfindungsgemäße Gasarmatur 1 weist zwei Ventile 36, 37 auf, die in Reihe geschaltet sind. Das Ventil 36 ist als einfaches Auf-Zu-Ventil ausgebildet, während das Ventil 37 der Einstellung gewünschter Gasströme dient. Durch die Hintereinanderschaltung beider Ventile 36, 37 wird eine doppelte Sicherheitsfunktion erreicht. Gleichzeitig werden die Betätigungskräfte in erträglichen Grenzen gehalten, so dass die Antriebseinrichtungen 33, 34 als stromsparende Magnetspulenantriebe ausgebildet werden können. Das als Proportionalventil dienende zweite Ventil 37 weist vorzugsweise eine wesentlich geringere Schließkraft als das erste Ventil 36 auf und kann somit mit geringen Strömen in Zwischenpositionen gehalten werden. Die erfindungsgemäße Gasarmatur 1 eignet sich insbesondere zum Einsatz in batteriegestützten Steuerungen von Gasgeräten.

Claims

1. Gasarmatur (1) insbesondere zum Betrieb von Gasgeräten,
mit einem Gehäuse (7), das einen Kanal (11) begrenzt, der sich von einem Eingang (8) zu einem Ausgang (9) erstreckt und in dem hintereinander ein erster Ventilsitz (21) und ein zweiter Ventilsitz (22) angeordnet sind,
mit einem ersten Ventilverschlussglied (23), das dem ersten Ventilsitz (21) zugeordnet und auf diesen in einer von dem Eingang (8) zu dem Ausgang (9) gehenden Strömungsrichtung (S) aufsetzbar ist,
mit einem ersten Federmittel (38), das das erste Ventilverschlussglied (23) auf den ersten Ventilsitz (21) hin vorspannt,
mit einem zweiten Ventilverschlussglied (24), das dem zweiten Ventilsitz (22) zugeordnet und auf diesen in einer von dem Eingang (8) zu dem Ausgang (9) gehenden Strömungsrichtung (S) aufsetzbar ist,
mit einem zweiten Federmittel (44), das das zweite Ventilverschlussglied (24) auf den zweiten Ventilsitz (22) hin vorspannt,
wobei das zweite Federmittel (44) eine geringere Schließkraft aufbringt als das erste Federmittel (38),
mit einer ersten Antriebseinrichtung (33), die über eine erste Ventilspindel (26) mit dem ersten Ventilverschlussglied (21) verbunden ist, um dieses gegen die Kraft des ersten Federmittels (38) in eine festgelegte Offenstellung zu überführen, und
mit einer zweiten Antriebseinrichtung (34), die über eine zweite Ventilspindel (27) mit dem zweiten Ventilverschlussglied (24) verbunden ist, um dieses gegen die Kraft des zweiten Federmittels (44) entsprechend einem Ansteuersignal in verschiedene Offenstellungen zu positionieren.

2. Gasarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtungen (33, 34) Zugmagnetantriebe sind.

3. Gasarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Antriebseinrichtung (33, 34) und das erste Federmittel (38) eine Zweipositions-Positioniereinrichtung bilden.

4. Gasarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Antriebseinrichtung (34) und das zweite Federmittel (44) eine Proportional-Positioniereinrichtung bilden.

5. Gasarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ventilverschlussglied (23) bezüglich der Axialrichtung (A) der Ventilspindel (26) fest mit dieser verbunden ist.

6. Gasarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Ventilspindel (27) mit einem Hilfsventil (41) verbunden ist.

7. Gasarmatur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsventil (41) in dem zweiten Ventilverschlussglied (24) angeordnet ist.

8. Gasarmatur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ventilverschlussglied (24) in Axialrichtung (A) der zweiten Ventilspindel (27) innerhalb eines Axialspiels (x1) begrenzt beweglich an dieser gelagert ist.

9. Gasarmatur nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zu dem zweiten Federmittel (44) eine Hauptfeder (46) und eine Hilfsfeder (47) gehören, wobei die Hauptfeder (46) zwischen dem Gehäuse (7) und der zweiten Ventilspindel (27) wirkt und wobei die Hilfsfeder (47) zwischen der Ventilspindel (27) und dem zweiten Ventilverschlussglied (24) wirkt.

10. Gasarmatur nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsfeder (47) das zweite Ventilverschlussglied (24) in Schließrichtung vorspannt.

11. Gasarmatur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsventil (41) einen spielfrei mit der zweiten Ventilspindel (27) verbundenen Ventilkegel (43) aufweist, der in einer Buchse (42) einer Durchgangsöffnung angeordnet ist, so dass das Hilfsventil (41) einen Stellweg (x1) aufweist, der einen Teil des Gesamtwegs (x3) der zweiten Ventilspindel (27) einnimmt.

12. Gasarmatur nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellweg (x1) des Hilfsventils (41) Hilfsventilpositionen enthält, zu denen eine ganz geschlossene Position (P0) und eine ganz offene Position (P1) sowie Zwischenpositionen (PZ) gehören, in denen der Durchlass (D) geringer ist als in der offenen (P1) Position.

13. Gasarmatur nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellweg (x1) des Hilfsventils (41) etwa so groß ist wie das Axialspiel (x1) des zweiten Ventilverschlussglieds (24).

14. Gasarmatur nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Axialspiel (x1) des zweiten Ventilverschlussglieds (24) kleiner ist, als der Gesamtweg (x3) der zweiten Ventilspindel (27).

15. Gasarmatur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die zweite Antriebseinrichtung (34) an eine Ansteuerschaltung (2) angeschlossen ist, die den zu der Antriebseinrichtung (34) gelieferten Strom auf gewünschte Werte einreguliert.