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Absperr- oder Steuerventil Die Erfindung bezieht sich auf Absperr-
oder Steuerventile mit Antrieb durch ein Druckmittel, insbesondere auf Ventile zum
Regeln der Zufuhr von gasförmigen Brennstoffen für hauswirtschaftliche Heiz- und
Kochgeräte.
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Es sind Absperr- oder Steuerventile mit Antrieb durch ein Druckmittel
bekannt, die durch eine Anordnung von zwei einander gegenüberliegenden einstellbaren
Düsen mit einem dazwischen beweglichen, vorzugsweise elektromagnetisch betätigten
Verschlußteil, das nach Wahl eine der beiden Düsen verschließt bzw. drosselt und
gleichzeitig die andere Düse öffnet, gesteuert werden.
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Bei solchen Ventilen hat der Verschlußteil gewöhnlich die Form eines
mit einem Elektromagrieten zusammenarbeitenden Ankers, wobei der Magnet von dem
elektrischen Strom erregt wird, der von einem von einer kleinen Flamme eines Schaltbrenners
erhitzten Thermoelement oder einer Thermosäule erzeugt wird. Da die auf diese Weise
erzeugte elektrische Energie sehr klein ist, so muß die Bewegung des aufliegenden
Teiles des Anker-Verschlußteiles zwischen dessen beiden Arbeitsstellungen auf eine
sehr kleine Strecke begrenzt werden, die gewöhnlich weniger als 0,127 mm
beträgt, so daß die Einstellung der Düsen in bezug auf den Verschlußteil ziemlich
genau sein muß.
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Sind die Düsen, wie üblich, einschraubbar, so kann die geringste Exzentrizität
eines der Gewinde ein Kippen der Düse bewirken, so daß undichte Stellen entstehen.
Ferner wird auch bei Verwendung von Muttern zum Befestigen der Düsen die Einstellung
der Düse beim Anziehen der Mutter verändert, selbst wenn das Düsengewinde so genau
passend wie möglich hergestellt ist.
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Die Einstellung solcher Düsen innerhalb des win-, zigen, für das ordnungsgemäße
Arbeiten des Ventils erforderlichen Bereichs ist deshalb schwierig und zeitraubend.
Die Erfindung bezweckt deshalb eine bessere Anpassung und Einstellung der Düsen.
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Um dies zu erreichen, sind bei einem solchen Absperr- oder Steuerventil
erfindungsgemäß die Düsen auf einer ebenen, im Querschnitt U-förmigen Gleitfläche
verstellbar angeordnet.
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Zweckmäßig weist dabei jede der Gleitflächen eine Bohrung auf, die
mit den Bohrungen der Düsen in Verbindung steht. Es können auch Mittel zur Führung
des Verschlußteils vorgesehen sein.
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Bei einem Ventil mit einer Membran als Antriebs-und vorzugsweise auch
Verschlußteil des Hauptventils, dient eine Haube für den Magnetantrieb der Düsenanordnung
zum Befestigen der Membran am. Gehäuse des Hauptventils. Diese Haube kann in eine
Ausnehmung des Gehäuses eingesetzt sein. Dabei weist die Ausnehmung einen Ausschnitt
auf, in den zein Ansatz der Membran eingelegt werden kann, durch den sich ein Kanal
zur Verbindung des Durchflußkanals des Hauptventils mit dem Druckraum oberhalb der
Membran erstreckt.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung
und den dazugehörigen Zeichnungen hervor, in denen ist Fig. 1 ein senkrechter
Schnitt eines erfindungsgemäßen Ventils, wobei die Schnitte des oberen und des unteren
Teiles in verschiedenen Ebenen liegen, wie in der Fig. 2 durch die Linie
1-1 angezeigt, Fig. 2 eine Draufsicht -auf die Konstruktion der Fig.
1 bei abgenommener Deckplatte, wobei ein Teil der einen Ecke als Sähnittdargestellt
ist, Fig. 3 eine Draufsicht auf das Ventilgehäuse und die Fig. 4 eine Draufsicht
auf die Membrananordnung. Die Ziffer 11 bezeichnet 'ein Ventilgehäuse mit
einem Einlaß 12 -und einem Auslaß 13, die voneinander durch eine abgewinkelte
Trennwand 14 mit einer öffnung 15 getrennt sind, um die heruni sich der Ventilsitz
16 erstreckt. An der Unterseite des Gehäuses befindet sich ein Ansatz
17, der an -dessen Unterseite - einen breiten Schlitz 18 zur
- Aufnahme. einer Befestigungsvorrichtung aufweist.
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Das Gehäuse 11 besitzt iih obeien Teil eiife große, kreisrunde, von
der Seitenwandung 19 begreidite öff-
nung, die sich
zu einer waagerechten Schulter 20 und einer senkrechten Seitenwandung 21 oberhalb
der Schulter und um diese herum erweitert, wie in der Fig. 3 dargestellt.
Auf der Schulter ruht der Rand einer Membrananordnung, die aus einer in der Hauptsache
kreisrunden Membran 22 aus einem dünnen gunimiartigen Material besteht, an derem
Mittelteil eine mit dem Sitz 16 zusammenarbeitende Verschlußscheibe
23 und eine Versteifungsplatte 24 mittels eines Nietes 25 befestigt
ist.
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Auf dem oberen Teil des Ventilgehäuses 11 befindet sich eine
Haube 26 mit einem ringfönnigen Ansatz 27, dessen Unterseite auf dem
Rand der Meinbran 22 oberhalb der Schulter 20 ruht, wobei zwischen die Membran und
der genannten Unterseite ein Dichtungsring 28 eingelegt ist. Die Haube
26 ist am Ventilgehäuse 11 mittels zweier Schrauben 29 befestigt,
die sich durch öffnungen in Ansätzen 30 all den Seiten der Haube
26 erstrecken. Die Membrananordnung wird nach unten in die Sitzlage durch
die Kraft einer kegelig ausgebildeten Feder 31 gedrückt.
- V 1-1 Die Membran 22 ist etwas größer hergestellt als die waagerechte Fläche,
die von der Seitenwandung 21 um die Schulter 20 herum begrenzt wird, so daß die
Membran an deren Rand von dieser Seitenwandung umschlossen ist, wobei das geeignete
Ausmaß des Durchhangs des Mittelteiles der Membran gleichmäßig und selbsttätig festgesetzt
wird, wenn die Membran beim Zusammenbau eingelegt wird.
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Im Raum 32 in der Haube 26 ist ein Steuerventil angeordnet,
das zwei aufeinander ausgerichtete und einander gegenüberstehende Düsen
33 und 34 aufweist, die einen rechteckigen Querschnitt besitzen und gleitbar
in einer Gleitfläche ruhen, die von parallelen, vom Boden des Raumes 32 aus
nach oben ragenden Rippen 35 und 36 gebildet wird. Die Düsen
33 und 34 sind an die flache Bodenfläche der Gleitfläche mit Hilfe der Schrauben
37 und 38 angeklemmt.
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An der Unterseite der Düse 33 befindet sich eine Bohrung
39, von der aus sich eine waagerechte Bohrung 40 zur Mündung der Düse
33 erstreckt, während die Düse 34 ähnliche Bohrungen 41 und 42 aufweist.
Die senkrechten Bohrungen 39 und 41 sind auf die Bohrungen 43 bzw. 44 in
der Gleitfläche ausgerichtete, wobei ringförmige Dichtungen 45 und 46 eingelegt
sind. Vom unteren Ende der Bohrung 44 aus zweigt ein waagerechter Kanal 47 ab, der
sich bis zur Außenseite der Haube 26 und damit in die Umgebungsluft erstreckt.
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Die andere Bohrung 43 ist auf einen abgewinkelten Durchlaß 48 ausgerichtet,
der sich im Ventilgehäuse 11 befindet und der sich nach der Fig.
3 bis zum Einlaß 12 unterhalb der Membran 22 erstreckt.
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Im Gehäuse 11 ist ferner ein ähnlicher, gegen den Durchlaß
48 um 180' versetzter Durchlaß 49 vorgesehen, der eine Drehung der Haube
26 um diesen Winkel in bezug auf das Gehäuse 11 vor dem Zusammenbau
gestattet, wenn die elektrischen Anschlüsse eine geeignetere Lage einnehmen sollen.
Die Membran 22 besitzt, wie auch der Dichtungsring 28,
zwei Ansätze
50, die sich mit den oberen Enden der Durchlässe 48 und 49 decken, wobei
nur einer dieser Ansätze, wie bei 51 dargestellt, mit einer öffnung als Vorsichtsmaßnahme
gegen ein Undichtwerden an dem unbenutzten der beiden Durchlässe 48, 49 versehen
ist. Mit den Düsen 33, 34 arbeitet ein Verschlußteil 52
zusammen, der
aus einem magnetischen Material hergestellt ist und als Anker einer elektromagnetischen
Betätigungsvorrichtung wirkt, die einen U-förmigen Kein 53 mit den Polstücken
54 und 55 an dessen Enden aufweist. Der Anker 52 besitzt ein Messerschneidengelenk
56, das am Polstück 55 anliegt, und wird von einer Feder
57 an die Düse 34 gedrückt, welche Feder 57 ein abgebogenes Drahtstück
ist, dessen eines Ende in einer Vertiefung im Anker ruht, während das andere Ende
in einem Einschnitt, der in einem vom Boden erhöhten Teil 58 vorgesehen ist,
beispielsweise durch Einpressen befestigt ist. Diese Feder ist beim Einbau vorgespannt
und wird später so zurechtgebogen, daß sie die gewünschte Kraft aufweist.
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Der Kein 53 wird in der Nähe dessen Enden und in der Mitte
des Querteiles von V-förmigen Nuten getragen, die in vom Boden der Haube
26 erhöht angeordneten Teilen vorgesehen sind, und wird von einer gebogenen
Platte 59 niedergehalten. Der Anker 52 wird von einem U-förmigen Teil
60 aus einem dünnen elastischen Metall getragen, wobei die Enden der Seitenarme
des Metallstreifens an das Polstück 54 und der Querarm des Streifens an den Anker
52
in der Nähe der Düsen 33, 34 angeschweißt sind.
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Auf jeden der Seitenarme des Kerns 53 ist eine Spule
61 aufgesetzt, welche Spulen in Serie geschaltet sind und die Anschlußlitzen
62 und 63 aufweisen. Die Anschlußlitze 62 ist bei 64 mit der
Masse verbunden, während die Anschlußlitze 63 an den Kopf einer Anschlußklemme
65 angelötet ist, die durch eine öffnung in der Seitenwandung der Haube
26 in der Mitte einer zylindrischen Aussenkung 66 an der Außenseite
der Wandung hinausragt. Die Schraube 65 ist gegen die Haube 26 mittels
einer Buchse 67
und eines U-förmigen Stücks Fibermaterials 68 zwischen
dem Schraubenkopf und einer hierfür vorgesehenen flachen Aussenkung isoliert und
mittels einer Mutter 69 und einer Isolierscheibe 70 befestigt.
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An die Haube 26 ist mittels einer auf das Außenende der Schraube
65 aufgeschraubten Mutter 71 ein Stapel Anschlußfahnen oder Lochplatten
und Isolierscheiben angeklemmt. Die Darstellung zeigt zwei Anschlußfahnen
72 und 73, die durch eine zwecks Zentrierung der Anschlußfahnen mit
Schultern versehene Isolierscheibe 74 voneinander getrennt gehalten werden, an welche
Fahnen zwei Drähte 75, 76 angeschlossen sind, die beispielsweise zu der Serienschaltung
eines Thermostaten 77 mit einer elektrischen Energiequelle führen, die hier
durch ein Thermoelement 78 dargestellt wird. Die Fig. 2 zeigt ferner zwei
weitere, durch eine isolierende und zentrierende Scheibe 81 voneinander getrennte
Anschlußfahnen 79 und 80, an die zwei Drähte 82, 83
angeschlossen
sind, die zu einer weiteren Steuervorrichtung, beispielsweise zu einem Uhrenzeitgeber
84 führen.
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Schließen sich die Kontakte des Thermostaten 77,
so durchfließt
bei der beschriebenen Schaltung der vom Thermoelement 78 erzeugte Strom den
folgenden Stromkreis: vom Thermoelement 78 aus über den Draht 75,
die Anschlußfahne 72, Masse, den Draht 62, die Spulen 61, den
Draht 63, die Schraube 65, die Mutter 71, die Anschlußfahne
80, den Draht 83, den Zeitgeber 84, den Draht 82, die Anschlußfahnen
79 und 73, den Draht 76 und den Thermostaten 77 zurück
zum Thermoelement. Wird bei der
Schaltung eine weitere Steuervorrichtung,
wie der Zeitgeber 84, nicht benötigt, so werden die Anschlußfahnen 79, 80
sowie die Isoherscheibe 81 entfernt und die Mutter 71 nachgezogen,
wonach dann der äußere Stromkreis nur den Thermostaten 77 und das Thennoelement
78 umfaßt.
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Soll andererseits noch eine weitere Steuer- oder Regelvorrichtung
in die Serienschaltung aufgenommen werden, so kann ein weiterer Satz von Anschlußfahnen
und Isolierscheiben gleich dem Satz 79 bis 81 auf die Schraube
65 aufgesetzt werden.
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An dem oberen Teil des Körpers 26 ist mittels vier Schrauben
85 eine Deckplatte 86 befestigt. Der unter dieser Platte befindliche
Raum 32 steht über eine Öffnung 87 durch den Boden der Haube
26 mit dein über der Membran 22 liegenden Raum in freier Verbindung.
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Die Zeichnung zeigt das Ventil in der geschlossenen Stellung. Es sei
angenommen, der Einlaß 12 sei an eine Quelle eines Druckmittels, beispielsweise
eines brennbaren Gases, angeschlossen. Der Elektromagnet 53, 61 ist stromlos,
der Verschlußteil 52
nimmt die durch den Federdruck 57 bestimmte Lage
ein, bei der die Düse 34 geschlossen ist. Da die Düse 33 offen ist, so ist
der Druck des Druckmittels oberhalb und unterhalb der Membran 22 der gleiche, so
daß diese von der Feder 31 auf dem Sitz 16 gehalten wird. Erhält der
Elektromagnet Strom, so wird der Verschlußteil 52 angezogen und schwenkt,
nach der Fig. 2 gesehen, im Uhrzeigersinn herum, wobei die Düse 33 geschlossen
und die Düse 34 geöffnet wird, wonach der Druck des Druckmittels unterhalb der Membran
22 wirksam wird, diese anhebt und das Hauptventil öffnet.
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Die erforderliche Feineinstellung der Düsen 33, 34 in bezug
auf den Anker 52 und des Ankers 52 in bezug auf das anziehende Polstück
54 kann leicht auf folgende Weise ausgeführt werden: Nach dem Lockern der Schrauben
37, 38, so daß die Düsen 33, 34 frei gleiten können, wird ein Lehrenblech
mit der gewünschten Dicke (0,076 bis 0,101 mm) zwischen den Anker
52 und das Polstück 54 geschoben und mit der Hand gegen den Anker
52
gedrückt, so daß dieser am Blech hart anliegt. Während der Anker
52 in dieser Lage festgehalten wird, wird die Düse 33 gegen den Anker
52 geschoben und in dieser Lage festgeschraubt. Danach wird das Lehrenblech
zwischen dem Anker 52 und dem PolstÜck 54 herausgezogen und zwischen den
Anker 52
und die Düse 34 gelegt, die danach nach links geschoben wird, um
den Anker 52 gegen die Düse 33
zu drücken, wonach die Düse 34 festgeschraubt
wird. Die Einstellung ist beendet, wenn das Lehrenblech entfernt und die Feder
57 so gebogen ist, daß sie die gewünschte Kraft aufweist. Gewöhnlich kann
zum Einstellen beider Düsen dasselbe Lehrenblech verwendet werden, wobei der Spielraum
oder Luftspalt zwischen Polstück und Anker, wenn dieser angezogen ist, ungefähr
der gleiche ist wie der Raum zwischen den Düsen und dem Anker, wenn dieser die eine
oder die andere seiner Arbeitsstellungen einnimmt. Die Führungsrippen
35, 36 sind so angeordnet, daß der Spielraum zwischen diesen und den
Düsen gerade ausreicht, um ein leichtes Anwinkeln der Düsen zuzulassen, das für
einen genauen Sitz des Verschlußteils 52 erforderlich sein kann.