DE102013003524B4

DE102013003524B4 - Gasregelgerät

Info

Publication number: DE102013003524B4
Application number: DE102013003524.4A
Authority: DE
Inventors: Gerrit Jan Baarda
Original assignee: Pittway SARL
Current assignee: Pittway SARL
Priority date: 2013-03-04
Filing date: 2013-03-04
Publication date: 2022-07-14
Anticipated expiration: 2033-03-05
Also published as: DE102013003524A1

Abstract

Gasregelgerät (10), mit:einem Gehäuse (11), welches eine Gaseinlasskammer (12), eine Gasauslasskammer (13) und eine Gaszwischenkammer (32) bereitstellt;einem vorzugsweise als Sicherheitsventil dienenden ersten Ventil (14), wobei das erste Ventil (14) einen von einem ersten Federelement (23) beaufschlagten ersten Ventilkörper (22) aufweist, der zum Schließen des ersten Ventils (14) gegen einen ersten Ventilsitz (24) drückt und der zum Öffnen des ersten Ventils (14) vom ersten Ventilsitz (14) abhebt, und wobei das erste Ventil (14) in geschlossenem Zustand die Gaseinlasskammer (12) von der Gaszwischenkammer (32) trennt;einem vorzugsweise als Hauptgasventil dienenden zweiten Ventil (15), wobei des zweite Ventil (15) einen von einer Hauptmembran (30) und einem zweiten Federelement (31) beaufschlagten zweiten Ventilkörper (28) aufweist, der zum Schließen des zweiten Ventils (15) gegen einen zweiten Ventilsitz (29) drückt und zum Öffnen des zweiten Ventils (15) vom zweiten Ventilsitz (29) abhebt, und wobei das zweite Ventil (15) in geschlossenem Zustand die Gaszwischenkammer (32) von einer Gasauslasskammer (14) trennt, und wobei die Hauptmembran (30) eine Servodruckkammer (33) begrenzt;einem Servogasventil (16), wobei das Servogasventil (16) einen von einem dritten Federelement (36) beaufschlagten dritten Ventilkörper (35) aufweist, der zum Schließen des Servogasventils (16) gegen einen dritten Ventilsitz (37) drückt und der zum Öffnen des Servogasventils (16) vom dritten Ventilsitz (37) abhebt;einem ein Regelventil (39) aufweisenden Servodruckregler (17), wobei das Regelventil (39) einen von einer Reglermembran (41) und einem vierten Federelement (42) beaufschlagten vierten Ventilkörper (40) aufweist, der zum Schließen des Regelventils (39) gegen einen vierten Ventilsitz (48) drückt und der zum Öffnen des Regelventils (39) vom vierten Ventilsitz (48) abhebt, wobei die Reglermembran (41) einer Reglerdruckkammer (44) begrenzt;einem ersten Kanal (34), der die Servodruckkammer (33) mit der Gaszwischenkammer (32) verbindet;einem zweiten Kanal (38), der die Servodruckkammer (33) mit dritten Ventilsitz (37) verbindet;einem dritten Kanal (43), der sich zwischen dem dritten Ventilsitz (37) und dem vierten Ventilsitz (48) erstreckt;einem vierten Kanal (45), der die Reglerdruckkammer (44) mit der Gasauslasskammer (14) verbindet;dadurch gekennzeichnet, dasszumindest die Hauptmembran (30) und/oder die Reglermembran (41) und weiterhin der dritte Ventilsitz (37) gemeinsam von einem monolithischen Bauteil bereitgestellt sind;der erste, zweite, dritte und vierte Kanal (34, 38, 43, 45) in einer vom dem monolithischen Bauteil definierten Fläche bzw. Ebene liegen;der erste, zweite, dritte und vierte Kanal (34, 38, 43, 45) jeweils zumindest abschnittsweise von dem gemeinsamen, monolithischen Bauteil begrenzt sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gasregelgerät.
Aus der DE 198 21 853 C1 ist ein Gasregelgerät mit einem Gehäuse bekannt, wobei das Gehäuse einen Einlass für Gas sowie einen Auslass für Gas aufweist. Das aus diesem Stand der Technik bekannte Gasregelgerät verfügt weiterhin über ein als Sicherheitsventil ausgebildetes erstes Ventil, über ein als Hauptgasventil ausgebildetes zweites Ventil, über ein Servodruckventil und über einen ein Regelventil aufweisenden Servodruckregler.
Ein solches Gasregelgerät mit einem Gehäuse, einem als Sicherheitsventil dienenden ersten Ventil, einem als Hauptgasventil dienenden zweiten Ventil, einem Servogasventil und einem ein Regelventil aufweisenden Servodruckregler ist auch aus der DE 20 2010 015 938 U1 bekannt.
Aus der EP 2 209 057 B1 sind Details eines Servodruckreglers eines solchen Gasregelgeräts bekannt, wobei der Servodruckregler nach diesem Stand der Technik von einem eine Kurvenscheibe aufweisenden Aktuator betätigbar ist.
Aus DE 102 32 647 A1 und US 5 944 257 A ist weiterer Stand der Technik bekannt.
Obwohl die aus dem Stand der Technik bekannten Gasregelgeräte regelungsseitige Anforderungen voll erfüllen, besteht Bedarf daran, den Aufbau solcher Gasregelgeräte zu vereinfachen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Gasregelgerät zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch ein Gasregelgerät gemäß Anspruch 1 gelöst.
Der Aufbau eines Gasregelgeräts kann gegenüber dem Stand der Technik deutlich vereinfacht werden. So reduziert sich die Anzahl der zu verbauenden Einzelteile. Ferner kann der Aufbau des Gehäuses vereinfacht werden, da sowohl Hauptmembran als auch Reglermembran und dritter Ventilsitz an ein und derselben Seite des Gehäuses angeordnet und verbaut sind.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind weiterhin Dichtungen zwischen dem Gehäuseoberteil und dem Gehäuseunterteil und/oder der zweite Ventilkörper und/oder Druckabgriffspunkte von dem integrativen Bauteil bereitgestellt. Hiermit kann die Anzahl der Einzelteile des Gasregelgeräts weiter reduziert und damit der Aufbau des Gasregelgeräts weiter vereinfacht werden.
Das integrative Bauteil und damit alle von demselben bereitgestellten Elemente bzw. Funktionen sind zwischen dem Gehäuseoberteil und dem Gehäuseunterteil positioniert. Dies führt zu einem besonders einfachen Aufbau des erfindungsgemäßen Gasregelgeräts.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung, ohne hierauf beschränkt zu sein, anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

1 eine Schemaskizze eines erfindungsgemäßen Gasregelgeräts;
2 eine erste Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen Gasregelgeräts;
3 eine zweite Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen Gasregelgeräts.

Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Gasregelgerät 10, wobei 1 eine Prinzipskizze des erfindungsgemäßen Gasregelgeräts 10 und 1 und 2 teilweise Explosionsdarstellungen der konstruktiven Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gasregelgeräts 10 zeigen.
Das Gasregelgerät 10 umfasst ein Gehäuse 11, welches eine Einlasskammer 12 und eine Auslasskammer 13 für Gas bereitstellt. Das Gehäuse 11 des Gasregelgeräts 10 nimmt ein als Sicherheitsventil dienendes erstes Ventil 14, ein als Hauptgasventil dienendes zweites Ventil 15, ein Servogasventil 16 und einen Servodruckregler 17 auf. Das Ventilgehäuse 11 ist dabei von einem Gehäuseunterteil 18 und einem Gehäuseoberteil 19 definiert, wobei eine untere Öffnung 20 des Gehäuseunterteils 18 von einer Platte 21 verschlossen ist.
Das erste, als Sicherheitsventil dienende Ventil 14 verfügt über einen Ventilkörper 22, der von einem ersten Federelement 23 beaufschlagt ist, wobei das erste Federelement 23 den ersten Ventilkörper 22 des ersten Ventils 14 zum Schlie-ßen desselben gegen einen ersten Ventilsitz 24 drückt, der vom Gehäuse 11, nämlich vom Gehäuseunterteil 18, bereitgestellt ist. Um das erste Ventil 14 zu öffnen, ist der Ventilkörper 22 vom Ventilsitz 24 desselben abhebbar, nämlich dadurch, dass eine Spule 25 des Sicherheitsventils 14 bestromt wird und ein Ventilstößel 26, der den Ventilkörper 22 trägt, infolge eines sich ausbildenden magnetischen Felds unter Abheben des Ventilkörpers 22 vom Ventilsitz 24 angehoben wird.
Das als Hauptgasventil dienende zweite Ventil 15 verfügt über einen zweiten Ventilkörper 28, der mit einem zweiten Ventilsitz 29 zusammenwirkt, wobei der zweite Ventilsitz 29 des Hauptgasventils ebenso wie der Ventilsitz 24 des Sicherheitsventils vom Gehäuse 11, nämlich vom Gehäuseunterteil 18, bereitgestellt ist.
Der Ventilkörper 28 des als Hauptgasventil dienenden zweiten Ventils 15 ist von einer Hauptmembran 30 getragen. Mit der Hauptmembran 30 des zweiten Ventils 15 wirkt ein zweites Federelement 31 des zweiten Ventils 15 zusammen, wobei die vom zweiten Federelement 31 bereitgestellte Federkraft und die Druckdifferenz an der Hauptmembran 30 den zweiten Ventilkörper 28 des als Hauptgasventil dienenden zweiten Ventils 15 zum Öffnen und Schließen desselben beaufschlagen.
Dann, wenn das als Sicherheitsventil ausgebildete erste Ventil 14 geschlossen ist, trennt dasselbe die Gaseinlasskammer 12 von einer Gaszwischenkammer 32. Dann, wenn das als Hauptgasventil ausgebildete zweite Ventil 15 geschlossen ist, ist die Gaszwischenkammer 32 von der Gasauslasskammer 13 getrennt.
Die Hauptmembran 30 begrenzt auf der einen Seite die Gaszwischenkammer 32 und auf einer gegenüberliegenden Seite eine Servodruckkammer 33, wobei die Gaszwischenkammer 32 und die Servodruckkammer 33 über einen Kanal 34 miteinander verbunden sind.
Das Servogasventil 16 verfügt über einen dritten Ventilkörper 35, der von einem dritten Federelement 36 beaufschlagt ist. Der dritte Ventilkörper 35 des Servogasventils 16 wirkt mit einem dritten Ventilsitz 37 zusammen, wobei dann, wenn das Servogasventil 16 geschlossen ist, das dritte Federelement 36 den dritten Ventilkörper 35 gegen den dritten Ventilsitz 37 drückt.
Wie bereits aus der DE 20 2010 015 938 U1 bekannt ist, sind dem Sicherheitsventil 14 und dem Servogasventil 16 eine gemeinsame Spule 25 zugeordnet, so dass durch Bestromen der Spule 25 der dritte Ventilkörper 35 des Servogasventils 16 vom dritten Ventilsitz 37 desselben abgehoben werden kann.
Wie 1 entnommen werden kann, ist die Servodruckkammer 33 mit dem dritten Ventilsitz 37 über einen Kanal 38 gekoppelt.
Der Servodruckregler 17 verfügt über ein Regelventil 39 mit einem vierten Ventilkörper 40, der von einer Reglermembran 41 und einem vierten Federelement 42 beaufschlagt ist. Abhängig von der Druckdifferenz an der Reglermembran 41 und der vom vierten Federelement 42 bereitgestellten Federkraft ist der vierte Ventilkörper 40 des Reglerventils 39 entweder von einem vierten Ventilsitz 48 abgehoben oder gegen denselben gedrückt. Die Vorspannung und damit Federkraft des vierten Federelements 42 ist von einem Aktuator 27 beeinflussbar.
Zwischen dem dritten Ventilsitz 37 und dem vierten Ventilsitz 48 erstreckt sich ein weiterer Kanal 43. Eine von der Reglermembran 41 begrenzte Reglerdruckkammer 44, die bei geöffnetem Reglerventil mit dem Kanal 43 verbunden ist, ist über einen weiteren Kanal 45 mit der Gasauslasskammer 13 gekoppelt.
Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung sind zumindest die Hauptmembran 30 und/oder die Reglermembran 41 und weiterhin der dritte Ventilsitz 37 gemeinsam von einem integrativen Bauteil bereitgestellt. Für Hauptmembran 30, dritten Ventilsitz 37 und Reglermembran 41 sind demnach keine separaten Bauteile erforderlich, vielmehr werden im gezeigten Ausführungsbeispiel vorzugsweise alle drei Funktionselemente von ein und demselben Bauteil bereitgestellt.
Vorzugsweise ist auch der zweite Ventilkörper 28 des als Hauptgasventil dienenden zweiten Ventils 15, der von der Hauptmembran 30 getragen ist, von dem integrativen Bauteil bereitgestellt. Hierdurch kann die Anzahl der einzelnen Bauteile des erfindungsgemäßen Gasregelgeräts 10 weiter reduziert werden.
Vorzugsweise sind auch Dichtungen 46, die eine Abdichtung des Gehäuseoberteils 19 gegenüber dem Gehäuseunterteil 18 bereitstellen, von diesem integrativen Bauteil bereitgestellt. Hiermit kann eine noch höhere Funktionsintegration realisiert werden.
Das integrative Bauteil, welches zumindest die Hauptmembran 30, den dritten Ventilsitz 17 und die Reglermembran 41 und vorzugsweise darüber hinaus den zweiten Ventilkörper 28 und die Dichtungen 46 bereitstellt, ist zwischen dem Gehäuseoberteil 18 und dem Gehäuseunterteil 19 positioniert.
Die oben erwähnten Kanäle 34, 38, 43 und 45 sind alle zumindest abschnittsweise von dem integrativen Bauteil, welches zumindest die Hauptmembran 30, den dritten Ventilsitz 37 und die Reglermembran 41 bereitstellt, begrenzt. Sämtliche Kanäle liegen in einer von dem integrativen Bauteil definierten Fläche bzw. Ebene. Hierdurch kann das Gehäuseunterteil 18 sowie das Gehäuseoberteil 19 des Ventilgehäuses 11 besonders einfach ausgeführt werden.
Vorzugsweise stellt das integrative Bauteil auch Druckabgriffspunkte 47 bereit, die mit im Gehäuseoberteil 19 gelagerten Drucksensoren zusammenwirken. Kanäle 49, über welchen an den Druckabgriffspunkten 47 der zu messende Druck bereitgestellt werden kann, sind zumindest abschnittsweise von dem integrativen Bauteil begrenzt.
Das erfindungsgemäße Gasregelgerät zeichnet durch einen einfachen Aufbau und durch eine hohe Funktionsintegration aus. Vorzugsweise sind zumindest die Funktion der Hauptmembran 30 des Hauptgasventils 15, die Funktion des dritten Ventilsitzes 37 des Servogasventils 16 sowie die Funktion der Reglermembran 31 des Regelventils 39 des Servodruckreglers 17 von einem integrativen Bauteil gemeinsam bereitgestellt.
Vorzugsweise stellt dieses integrative Bauteil auch die Funktion des zweiten Ventilkörpers 28 des Hauptgasventils 15 und die Funktion von Dichtungen 46 zwischen dem Gehäuseoberteil 19 und dem Gehäuseunterteil 18 bereit.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführung stellt dieses integrative Bauteil weiterhin die Funktion von Druckabgriffspunkten 47 bereit.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Kanäle 34, 38, 43 und 45 zumindest abschnittsweise von diesem integrativen Bauteil begrenzt sind.
Das integrative Bauteil ist vorzugsweise aus einem elastischen Werkstoff wie zum Beispiel aus einem Gummiwerkstoff gefertigt.
Die Ventilsitze 24 und 29 von erstem Ventil 14 und zweitem Ventil 29 sind vom Gehäuse 11, nämlich vom Gehäuseunterteil 18, bereitgestellt, wobei dasselbe vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff gefertigt ist.
Der Ventilsitz 37 des Servogasventils 16 ist vom integrativen Bauteil bereitgestellt.
Der Ventilsitz 48 des Regelventils 39 des Servodruckreglers 17 ist von einem separaten Bauelement 50 gebildet, welches vorzugsweise auf einem Kunststoff gefertigt ist.
Es sei nochmals darauf hingewiesen, dass zumindest die Hauptmembran 30 und/oder die Reglermembran 41 und weiterhin der dritte Ventilsitz 37 gemeinsam von dem integrativen Bauteil bereitgestellt sind. Es ist also möglich, dass zumindest die Hauptmembran 30 und der dritte Ventilsitz 37, oder zumindest die Reglermembran 41 und der dritte Ventilsitz 37, oder bevorzugt zumindest die Hauptmembran 30 und die Reglermembran 41 und der dritte Ventilsitz 37 gemeinsam von dem integrativen Bauteil bereitgestellt sind.
Das integrative Bauteil bewirkt also eine Funktionsintegration. Das integrative Bauteil kann auch als integriertes Bauteil oder monolithisches Bauteil bezeichnet werden.
Bezugszeichenliste

10: Gasregelgerät
11: Gehäuse
12: Einlasskammer
13: Auslasskammer
14: erstes Ventil
15: zweites Ventil
16: Servogasventil
17: Servodruckregler
18: Gehäuseunterteil
19: Gehäuseoberteile
20: Öffnung
21: Platte
22: erster Ventilkörper
23: erstes Federelement
24: erster Ventilsitz
25: Spule
26: Ventilstößel
27: Aktuator
28: zweiter Ventilkörper
29: zweiter Ventilsitz
30: Hauptmembran
31: zweites Federelement
32: Gaszwischenkammer
33: Servodruckkammer
34: Kanal
35: dritter Ventilkörper
36: drittes Federelement
37: dritter Ventilsitz
38: Kanal
39: Reglerventil
40: vierter Ventilkörper
41: Reglermembran
42: viertes Federelement
43: Kanal
44: Reglerdruckkammer
45: Kanal
46: Dichtung
47: Druckabgriffspunkt
48: vierter Ventilsitz
49: Kanal
50: Bauelement

Claims

Gasregelgerät (10), mit: einem Gehäuse (11), welches eine Gaseinlasskammer (12), eine Gasauslasskammer (13) und eine Gaszwischenkammer (32) bereitstellt; einem vorzugsweise als Sicherheitsventil dienenden ersten Ventil (14), wobei das erste Ventil (14) einen von einem ersten Federelement (23) beaufschlagten ersten Ventilkörper (22) aufweist, der zum Schließen des ersten Ventils (14) gegen einen ersten Ventilsitz (24) drückt und der zum Öffnen des ersten Ventils (14) vom ersten Ventilsitz (14) abhebt, und wobei das erste Ventil (14) in geschlossenem Zustand die Gaseinlasskammer (12) von der Gaszwischenkammer (32) trennt; einem vorzugsweise als Hauptgasventil dienenden zweiten Ventil (15), wobei des zweite Ventil (15) einen von einer Hauptmembran (30) und einem zweiten Federelement (31) beaufschlagten zweiten Ventilkörper (28) aufweist, der zum Schließen des zweiten Ventils (15) gegen einen zweiten Ventilsitz (29) drückt und zum Öffnen des zweiten Ventils (15) vom zweiten Ventilsitz (29) abhebt, und wobei das zweite Ventil (15) in geschlossenem Zustand die Gaszwischenkammer (32) von einer Gasauslasskammer (14) trennt, und wobei die Hauptmembran (30) eine Servodruckkammer (33) begrenzt; einem Servogasventil (16), wobei das Servogasventil (16) einen von einem dritten Federelement (36) beaufschlagten dritten Ventilkörper (35) aufweist, der zum Schließen des Servogasventils (16) gegen einen dritten Ventilsitz (37) drückt und der zum Öffnen des Servogasventils (16) vom dritten Ventilsitz (37) abhebt; einem ein Regelventil (39) aufweisenden Servodruckregler (17), wobei das Regelventil (39) einen von einer Reglermembran (41) und einem vierten Federelement (42) beaufschlagten vierten Ventilkörper (40) aufweist, der zum Schließen des Regelventils (39) gegen einen vierten Ventilsitz (48) drückt und der zum Öffnen des Regelventils (39) vom vierten Ventilsitz (48) abhebt, wobei die Reglermembran (41) einer Reglerdruckkammer (44) begrenzt; einem ersten Kanal (34), der die Servodruckkammer (33) mit der Gaszwischenkammer (32) verbindet; einem zweiten Kanal (38), der die Servodruckkammer (33) mit dritten Ventilsitz (37) verbindet; einem dritten Kanal (43), der sich zwischen dem dritten Ventilsitz (37) und dem vierten Ventilsitz (48) erstreckt; einem vierten Kanal (45), der die Reglerdruckkammer (44) mit der Gasauslasskammer (14) verbindet; dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Hauptmembran (30) und/oder die Reglermembran (41) und weiterhin der dritte Ventilsitz (37) gemeinsam von einem monolithischen Bauteil bereitgestellt sind; der erste, zweite, dritte und vierte Kanal (34, 38, 43, 45) in einer vom dem monolithischen Bauteil definierten Fläche bzw. Ebene liegen; der erste, zweite, dritte und vierte Kanal (34, 38, 43, 45) jeweils zumindest abschnittsweise von dem gemeinsamen, monolithischen Bauteil begrenzt sind.
Gasregelgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Dichtungen (46) zwischen einem Gehäuseoberteil (19) und einem Gehäuseunterteil (18) von dem monolithischen Bauteil bereitgestellt sind.
Gasregelgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ventilkörper (28) von dem monolithischen Bauteil bereitgestellt ist.
Gasregelgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Druckabgriffspunkte (47) von dem monolithischen Bauteil bereitgestellt sind.
Gasregelgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das monolithische Bauteil aus einem elastischen Werkstoff gebildet ist.
Gasregelgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das monolithische Bauteil und damit alle von demselben bereitgestellten Elemente (28, 30, 37, 41, 46, 47) zwischen einem Gehäuseoberteil (19) und einem Gehäuseunterteil (18) an einer Seite des Gehäuses (11) positioniert sind.