DE10205857C1 - Doppelabsperr- und Regelarmatur - Google Patents

Abstract

Eine Doppelabsperr- und Regelarmatur (1) als Gassicherheits- und Regelstrecke mit zwei in einem Gehäuse (4) mit einem großvolumigen Mittelraum (6) untergebrachten Ventilen (2, 3), deren beide Ventilteller (13, 16) und die Anker (19, 20) axial verschiebbar und koaxial zueinander angeordnet sind und bei Erregung der jeweiligen Magnetspule (21, 22) des zweistufigen Magneten (25) gegen die Kraft der Schließfedern (14, 17) von den getrennt angeordneten Ventilsitzen (8, 9) wahlweise abgehoben werden, wobei die Kraft der Schließfeder (17) durch eine Abstützung (18) aufgenommen und in das Gehäuse (4) rückgeführt wird. Die Doppelabsperr- und Regelarmatur ist strömungsgünstig, kompakt und für eine Ventilprüfung, die mit Ventilabfolgeschaltung arbeitet, indem der Mittelraum (6) nacheinander mit dem Gaseintrittsraum (5) und mit dem Gasaustrittsraum (7) verbunden wird, vorgesehen und wegen des Ringkanals (10) und des großen Mittelraums (6) für den Zündgasanschluss größerer Nennweiten geeignet und kommt zwischen Anker und Ventilteller ohne Schubstangenabdichtung aus.

Description

Die Erfindung betrifft eine Doppelabsperr- und Regelarmatur mit zwei in einem Ge­ häuse untergebrachten Ventilen, deren beide Ventilteller und die mit den Ventiltel­ lern formschlüssig verbundenen Anker axial verschiebbar und koaxial zueinander angeordnet sind, wobei jeder der beiden Ventilteller bei Erregung der jeweiligen Magnetspule durch axiale Hübe in Öffnungsrichtung gegen die Druckkraft der je­ weiligen Schließfeder, die jeweils getrennt voneinander am Gehäuse abgestützt sind, von ihrem zugehörigen Ventilsitz abheben.

Eine derartige Doppelabsperr- und Regelarmatur ist aus der DE 195 25 384 A1 be­ kannt, wobei die beiden Ventilteller in einem Gehäuse auf einer gemeinsamen Achse übereinander angeordnet sind und das Reglerstellglied die Ventilöffnung des ausgangsseitigen Ventils mitbenutzt. Die Ventilteller wirken jeweils mit einem eige­ nen Ventilsitz zusammen und sind für die Funktionsart mit getrennt angesteuerten d. h. nacheinander öffnenden Ventilen jeweils Teil zweier voneinander unabhängiger Stellglieder, von denen das ausgangsseitig wirkende Stellglied im eingangsseitigen Stellglied koaxial geführt ist. Für die Funktionsart mit gemeinsam angesteuerten d. h. gleichzeitig öffnenden Ventilen, wird der in DE 195 25 384 A1 und EP 0 757 200 B1 beanspruchte Hohlanker zu einem aus nichtmagnetischem Werkstoff bestehenden dünnwandigen Napf, der vom massiven Anker des ausgangsseitigen Ventils mitge­ nommen wird und somit gleichzeitig das eingangsseitige Ventil öffnet.

Kennzeichnend für die Ventilgehäuse in der DE 195 25 384 A1 und EP 0 757 200 B1 ist der sich zwischen dem ein- und ausgangsseitigen Ventilteller ausbildende Zwischenraum, wodurch die axiale Bauhöhe vergrößert wird.

Aus der DE 298 10 473 U1, der DE 198 26 074 C1 und der DE 198 26 076 C1 sind Doppelabsperr- und Regelarmaturen bekannt, die der gemeinsam angesteuerten Funktionsart zuzurechnen sind und durch das Zusammenlegen des eingangssei­ tigen Ventilsitzes mit dem ausgangsseitigen Ventilsitz gekennzeichnet sind, womit axiale Bauhöhe gewonnen und ein einfacher Zusammenbau erzielt wurde.

Durch das Zusammenlegen der Ventilsitze schrumpft der Zwischenraum (Mittel­ raum) im Gehäuse auf den Hohlraum zwischen dünnwandigem Hohlanker und dem innenliegenden Vollanker mit ausgangsseitigem Ventilteller zusammen und es geht der Durchflussquerschnitt für den Zündgasbetrieb zwischen den beiden Ventiltellern verloren, was zusammen mit gemeinsam angesteuerten Ventilen die Anwendungs­ breite der Gasarmatur einschränkt. Zündgasbetrieb erfordert das alleiniges Öffnen des eingangsseitigen Ventils bei geschlossenem ausgangsseitigen Ventil.

Die Ventilprüfung oder Ventildichtheitskontrolle, die bei Zündgasbetrieb auch das Zündgasventil mit einschließt, gehört ab einer bestimmten Brennerleistung zum Sicherheitsstandard und wird für kleinere Brennerleistungen empfohlen. Da aus wirtschaftlichen Gründen zunehmend auf den Einsatz einer anzuflanschenden, ohne Ventilansteuerung auskommenden Ventilprüfeinrichtung verzichtet wird und für diese Prüfung ein bereits zur Brennerausstattung gehörender Gasdruckwächter für die Überwachung eines Mindestgasdruckes zum Einsatz kommt, müssen die Ventilteller eine Schaltabfolge durchführen, um den Mittelraum einmal mit dem Gaseingangsdruck und einmal mit dem Umgebungsluftdruck zu beaufschlagen, der einmal über und einmal unter dem eingestellten Wert des Gasdruckwächters liegt. Bei geschlossenen Ventilen wird einmal ein Druckanstieg und einmal ein Druckab­ fall mit Hilfe des Gasdruckwächters überwacht. Dabei beeinflusst die Größe des Zwischenraums und die dort herrschenden Temperaturverhältnisse die Zuverlässig­ keit der Prüfung. Der bei den Lösungen nach DE 298 10 473 U1, der DE 198 26 074 C1, der DE 198 26 076 C1 und der DE 201 05 055 U1 vorhandene teilweise sehr kleine Zwischenraum, der stark von der Magnettemperatur beeinflusst wird, erfor­ dert daher einen Sonderaufwand bei der Ventilprüfung, wie er in der DE 200 15 703 U1 beschrieben ist.

Um die Anwendungsbreite auf getrennt angesteuerte Ventile zu erweitern, wurde in der DE 201 05 055 U1 auf den bekannten Magnetantrieb aus dem Datenblatt für "Sicherheits-Magnetventile, zweistufig ZRD/5, ZRLE/5 und ZRDLE/5" der Firma Karl Dungs GmbH & Co, Urbach, vom Oktober 1997 zurückgegriffen, der zwei überei­ nander angeordnete Magnetspulen mit getrennten unabhängigen Magnetkreisen umfasst und so abgewandelt, dass die vorhandenen, getrennt ansteuerbaren Anker nunmehr jeweils einem Ventilteller zugeordnet sind. Das unabhängige Ansteuern der beiden Ventilteller erfordert bei der zweistufig ortsfest ausgebildeten Magnet­ schlusshülse, in der beide Anker unabhängig voneinander ihren vollen Hub ausfüh­ ren, eine bei Magnetantrieben unübliche Durchführungsabdichtung für die Verbin­ dungsstange von ausgangsseitigem Ventilteller und zugeordnetem Anker. Die Ab­ dichtkräfte an der Verbindungsstange beeinflussen zwangsläufig beim Öffnen eines Ventiltellers die Dichtkraft des anderen.

Gegenüber der DE 195 25 384 A1 liegt der erkennbare Vorteil der bekannten Aus­ führungsarten nach der DE 298 10 473 U1, der DE 198 26 074 C1 und der DE 198 26 076 C1 sowie der DE 201 05 055 U1 in der Verringerung der Druckverluste bei vergleichbarem Gasdurchfluss, weil durch das Anordnen gemeinsamer Ventilsitze der Durchströmung mehrere verlustreiche Umlenkungen erspart bleiben.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Doppelabsperr- und Regelarmatur der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass auch bei Zusammenlegung ebenengleicher Ventilsitze ein im Gehäuse angeordneter, großvolumiger Mittelraum für den Zündgasbetrieb ausführbar ist, dass der zweistufige Magnetantrieb auch ohne Durchführungsabdichtung auskommt, dass eine Ventilprüfung mit Ventilschalt­ abfolge durchführbar ist und dass insgesamt eine betriebssicherere und kostengün­ stigere Einheit entsteht.

Diese Aufgabe wird durch eine Armatur mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Der ausgangsseitige Ventilteller ist topfförmig ausgebildet, um bei voll geöffnetem Stellglied der Regeleinrichtung ungehindert schließen zu können. In dem zum rohr­ förmigen, eingangsseitigen Ventilteller ausgebildeten Kreisringquerschnitt ist erfin­ dungsgemäß ein dünnwandiges Rohrstück mit angeformter Innenschulter zur Auf­ nahme, Abstützung und Weiterleitung der Schließfederkraft für das ausgangsseitige Ventil angeordnet. Im Öffnungsbereich der beiden Ventilteller ist die Rohrwand der Abstützung an mehreren Stellen großflächig durchbrochen, um einerseits Öffnungen für den Gasdurchfluss zu schaffen und andererseits ausreichend große Stegquer­ schnitte auszubilden, um im Bereich der Innenwand des Ringkanals die Schließfe­ derkraft kraft- und formschlüssig ins Gehäuse einzuleiten.

Durch die erfindungsgemäße Abstützung wird erreicht, dass sich beide Schließfe­ dem am Gehäuse und am Dichtflansch der Ventilteller abstützen, was die Voraus­ setzung schafft, den ausgangsseitigen Ventilteller einschließlich des formschlüssig angelenkten Ankers samt Schließfeder und Abstützung durch beispielsweise Ver­ rasten in das Gehäuse einzubauen und danach das vollständige, eingangsseitige Stellglied aufzustecken, wobei die Abstützung als Führung dient. Diese erfinderi­ sche Lösung erlaubt eine wirtschaftliche Herstellung der Gasarmatur und erspart die Durchführungsabdichtung aus der DE 201 05 055 U1.

Im Gegensatz zur Unabhängigkeit der beiden Ankerhübe der DE 201 05 055 U1 ist bei den erfindungsgemäßen Ankerausführungen eine vorteilhafte Abhängigkeit der beiden Anker gegeben, da sich bei Geschlossen- und Offenstellung des Ankers für das eingangsseitige Ventil für den Anker des ausgangsseitigen Ventils jeweils zwei unterschiedlich lange Öffnungshübe ergeben.

Für die Ventilprüfung wird das eingangsseitige Ventil mit vollem Hub kurzzeitig ge­ öffnet und wieder geschlossen. Anschließend wird das ausgangsseitige Ventil kurz­ zeitig geöffnet und wieder geschlossen. Dies geschieht mit kurzem Hub. Da nur ein Druckausgleich mit ganz geringem Gasdurchfluss erzielt werden muss, ist ein kur­ zer Hub dafür völlig ausreichend. Nach unbeanstandeter Ventilprüfung wird vom Feuerungsautomaten das Zündgas freigegeben und das eingangsseitige Ventil öff­ net wieder mit seinem vollen Hub. Das Zuschalten des Hauptgasstromes nach Zün­ dung des Brenners geschieht dann durch Öffnen des ausgangsseitigen Ventils, dessen voller Hub der Summe aus dem vollen Hub des eingangsseitigen Ventils und dem kurzen Hub des ausgangsseitigen Ventils entspricht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Ebenso können die vorstehend genannten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination Verwendung finden.

Mit 1 ist eine Doppelabsperr- und Regelarmatur bezeichnet, deren zwei in Serie geschalteten Ventile 2 und 3 in einem gemeinsamen Gehäuse 4 untergebracht sind. Die auf nahezu gleichen Ebenen liegenden, konzentrischen Ventilsitze 8 und 9 unterteilen das Gehäuse 4 in einen Gaseintrittsraum 5, einen Mittelraum 6 sowie in einen Gasaustrittsraum 7. Ein Ringkanal 10 verbindet den Gaseintrittsraum 5 mit dem Mittelraum 6 und die Ventilöffnung 11 verbindet den Gaseintrittsraum 5 mit dem Gasaustrittsraum 7.

Das eingangsseitige Ventil 2 besteht aus einem röhrenförmigen Ventilteller 13 mit aufvulkanisiertem Dichtwerkstoff 12 und der eingangsseitigen Schließfeder 14 sowie dem Anker 20, dem Stützring 38, der ruhenden Dichtung 39 sowie der Antiklebscheibe 34, deren Abstand zur Anlagefläche 36 des Gegenankers 26 den vollen Hub 23 für das eingangsseitige Ventil ergibt. Der äußere Magnetkreis für die Magnetspule 21 wird gebildet durch die Lochscheiben 27 und 30 sowie einer Teillänge des Magnetgehäuses 28. Der Anker 20 ist an seinem gehäuseseitigen Ende mit einer den Magnetfluss für den Anker 19 steuernden Kontur ausgestattet.

Das ausgangsseitige Ventil 3 besteht aus dem topfförmigen Ventilteller 16 mit dem aufvulkanisierten Dichtwerkstoff 15, dem formschlüssig angelenkten Anker 19 und der ausgangsseitigen Schließfeder 17, die mit ihrem ruhenden Ende in der Abstützung 18 gegengelagert ist. Der dargestellte Abstand der Antiklebscheibe 35 zur Anlagefläche 37 des Ankers 20 ergibt den kurzen Hub 24. Die Abstützung 18 ist mit dem Gehäuse 4 über mehrere Zuganker 18a verrastet und mit Öffnungen 18b für den Gasdurchtritt ausgestattet. Der äußere Magnetkreis für die Magnetspule 22 wird gebildet von einer Teillänge des Magnetgehäuses 28, der Lochscheibe 31 und der Platte 29, die auch das Gehäuse 4 dicht abschließt.

Die beiden Ventile 2 und 3 sind bezüglich einer gemeinsamen Achse a koaxial zueinander angeordnet.

Der Magnetantrieb 25 wird durch den Gegenanker 26 und das mit ihm fest verbundene, nichtmagnetische Rohr 32 gegen die Platte 29 gezogen, wobei das Rohr 32 durch eine Dichtung 33 eingangsdruckseitig nach außen abgedichtet ist.

Mittels einer bekannten Regeleinrichtung 40 ist das Stellglied 41 bei geöffneten und durchströmten Ventilen 2, 3 soweit geöffnet, dass der eingestellte Gasausgangsdruck konstant gehalten wird. Der Mittelraum 6 ist reglerseitig durch den Membrangehäusedeckel 42 gasdicht verschlossen. Die Achse des Stellgliedes 41 ist mit der Achse a deckungsgleich.

Nicht dargestellt sind die für derartige Doppelabsperr- und Regelarmaturen gebräuchlichen Anschlussflansche mit Rohrinnengewinde und der üblicherweise vor die Ventilsitze einzubauende Gasfilter.

Claims (6)

1. Doppelabsperr- und Regelarmatur (1) mit zwei in einem Gehäuse (4) mit Mittelraum (6) untergebrachten Ventilen (2, 3), deren beide Ventilteller (13, 16) und die mit den Ventiltellern formschlüssig verbundenen Anker (19, 20) axial verschiebbar und koaxial zueinander angeordnet sind, wobei jeder der beiden Ventilteller (13, 16) bei Erregung der jeweiligen Magnetspule (21, 22) durch die axialen Hübe (23, 24) in Öffnungsrichtung gegen die Druckkraft der jeweiligen Schließfeder (14, 17), die jeweils getrennt am Gehäuse (4) abgestützt sind, von ihrem zugehörigen Ventilsitz (8, 9) abheben, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (4) zwischen den auf nahezu gleichen Ebenen, getrennt angeordneten Ventilsitzen (8, 9) einen Ringkanal (10) aufweist, der bei geschlos­ senem Ventilteller (16) und bei mit vollem Hub (23) geöffnetem Ventilteller (13) den Mittelraum (6) mit dem Gaseintrittsraum (5) verbindet und bei geschlos­ senem Ventilteller (13) und bei mit kurzem Hub (24) geöffnetem Ventilteller (16) den Mittelraum (6) über die Ventilöffnung (11) mit dem Gasaustrittsraum (7) verbindet und dass im Ringkanal (10) zwischen den beiden Ventilsitzen (8, 10) die Einleitung und Rückführung der Druckkraft der Schließfeder (17) des ausgangsseitigen Ventils (3) in das Gehäuse (4) erfolgt.

2. Doppelabsperr- und Regelarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einleitung und Rückführung der Druckkraft der Schließfeder (17) im Ringkanal (10) über Zuganker (18a) der Abstützung (18), die Öffnungen (18b) für die freie Durchströmung aufweist, erfolgt.

3. Doppelabsperr- und Regelarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (19) bei alleiniger Erregung der Magnetspule (22) nur einen kurzen Hub (24) ausführt und dass bei alleiniger Erregung der Magnetspule (21) der Anker (20) den vollen Hub (23) ausführt und dass der Anker (19) bei nachfolgender Erregung der Magnetspule (22) den vollen Hub (24) durchfährt.

4. Doppelabsperr- und Regelarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetanker (20) an seinem ventilseitigen Ende eine die Magnetfluss­ linien für den Anker (19) steuernde Form mit der Wirkung einer vollständigen, aber einteiligen Magnetschlusshülse aufweist.

5. Doppelabsperr- und Regelarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetspule (22) für den kurzen Hub (24) des Ankers (19) ausgelegt ist und dass die Magnetspule (21) für das gemeinsame Öffnen der beiden Anker (19, 20) gegen die Druckkräfte der beiden Schließfedern (14, 17) ausgelegt ist.

6. Doppelabsperr- und Regelarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (41) der Regeleinrichtung (40) in Geschlossenstellung mit radialem Spalt in die Ventilöffnung (11) eintaucht.