DE1273457B - Gasdruckregler - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

GOSd

Deutsche Kl.: 4 c-27/01

Nummer: 1 273 457

Aktenzeichen: P 12 73 457.5-16 (M 42509)

Anmeldetag: 20. August 1959

Auslegetag: 25. Juli 1968

Die Erfindung bezieht sich auf Gasdruckregler zum Regeln einer Gasströmung, beispielsweise eines Heizgases entsprechend den Gasdrücken und der Temperatur einer besonderen Zone oder eines besonderen Raumes.

Einer der Nachteile der zur Zeit verfügbaren Anlagen für Raumheizung ist das Erfordernis, daß die Heizanlage für die schwersten Wetterbedingungen, mit denen zu rechnen war, ausreichend bemessen sein mußte, obwohl deren Kapazität nur während kurzer Zeit voll ausgenutzt wird. Infolge mangelnder Anpassungsfähigkeit einer solchen Anlage erfolgt während der normalen Winterperioden unter der Steuerung eines Thermostaten ein beständiges Ein- und Ausschalten. Abgesehen von der durch dieses Verfahren verursachten stärkeren Abnutzung der Anlage wird die Lufttemperatur im beheizten Raum während der Abschaltungspausen leicht ungleichmäßig, so daß sich die Bewohner unbehaglich fühlen.

Um die Nachteile solcher sich ein- und ausschaltenden Anlagen zu vermeiden, wurden verschiedene Versuche unternommen, um ein stetiges Arbeiten der Heizanlage zu erreichen oder wenigstens eine Annäherung daran zu erzielen. In einigen Fällen wurde dies durch eine Verkürzung des Arbeitszyklus des Ofens und durch sorgfältiges Abgleichen der Anlage durchgeführt, die sich bei einer solchen Anordnung ergebenden häufigen An- und Abschaltungen können jedoch lästig werden und nutzen die Anlage auch stärker ab. Ein weiterer Versuch, diese Aufgabe zu lösen, bestand in der Einführung eines Zweistufenventils, das sich voll öffnet, wenn ein großer Bedarf an Wärme vorliegt, und das sich in eine Stufe für schwache Befeuerung bewegt, wenn der Wärmebedarf befriedigt ist. Ferner wurde ein besonderer Regler vorgeschlagen, der, obwohl er eine beständige Regelung der Brennstoff strömung den Raumtemperaturschwankungen entsprechend bewirkt, zu einem übermäßigen Druckverlust in der Gasversorgungsanlage führt. Ein wesentlicher Nachteil dieser bereits bekannten Anordnungen war deren Mangel an Empfindlichkeit für plötzliche Temperaturänderungen, wobei diese Unempfindlichkeit aus der diesen Mechanismen innewohnenden Trägheit herrührt.

Es ist bereits ein Ventil bekannt, welches normalerweise in einer bestimmten Stellung steht, wobei ein Glied die zu den Brennern führende Öffnung schließt. Wenn eine Zündflamme brennt, so fließt ein elektrischer Strom durch eine Spule, die einen Anker in festem Eingriff mit einem mit dieser Membran verbundenen Schaft hält.

Steigt der Druck in einer Kammer bei dieser Ein-Gasdruckregler

Anmelder:
Maxitrol Company, Detroit, Mich. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Ruschke, Patentanwalt,
1000 Berlin 33, Auguste-Viktoria-Str. 65

Als Erfinder benannt:
Charles Stang jun.,

Herbert James Schlächter, Detroit, Mich.
(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 21. August 1958 (756 375), vom 22. Juli 1959 (828 792)

richtung an, so bewegt die Membran den Schaft nach unten, der die Spule, den Anker und das Ventilglied mit sich führt, so daß das Gas zu den Brennern strömen kann. Ein Regulierventilglied bewegt sich nach unten zu einer Öffnung und wird von dem Auslaßdruck, der zu den Brennern führt und der auf die Membran in bekannter Weise einwirkt, gesteuert. Diese Regulierungsfunktion hat jedoch nichts mit der elektrischen Spule zu tun, die in vollem Ausmaß Strom erhält, solange die Zündflamme brennt. Mit anderen Worten steuert die elektrische Spule nur das Glied, das in diesem Zeitpunkt vollständig zurückgezogen ist, und übt auf das eingangs erwähnte Glied überhaupt keine Wirkung aus.

Sollte bei dieser Konstruktion die Zündflamme erlöschen, so wird der durch die Spule fließende Strom geschwächt, wobei der Anker abfällt, so daß eine Feder ein Glied nach oben gegen die Öffnung stoßen kann, wodurch die Gasströmung zu den Brennern unterbrochen wird.

Das temperaturempfindliche Mittel der bekannten Einrichtung erzeugt also keine zusätzliche Kraft, die einer normalen oder konstanten Kraft entgegenwirkt.

Eine weitere bekannte Einrichtung stellt gleich der

vorerwähnten eine Ein- und Ausschaltanordnung dar, soweit es sich um eine Spule handelt.

Eine andere frühere Einrichtung zeigt einen Regler mit einem Ventilglied, bei dessen Bewegung eine Drosselstelle zwischen einer Einlaß- und einer Aus-

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laßöffnung in einem Gehäuse verändert wird, wobei Nachfolgend ist die Erfindung im einzelnen beiein Mittel vorhanden ist, das eine konstante Kraft spielsweise an Hand der Zeichnungen beschrieben, ausübt, die das Ventil zu öffnen sucht. Bei diesem in welchen ist

Regler ist eine temperaturempfindliche Einrichtung F i g. 1 ein senkrechter Schnitt durch einen Gasvorgesehen, die eine zusätzliche Kraft erzeugt, die der 5 druckregler nach der Erfindung, der von einer Spule Temperatur proportional ist und die dem eine kon- betätigt wird, die Einstellungsmöglichkeiten für stante Kraft ausübenden Mittel entgegenwirkt, so stärkste und schwächste Strömungen aufweist, sowie daß das Ventil der Temperatur entsprechend stufen- eine Einrichtung, die die Wirkung eines übermäßig los eingestellt werden kann. Dieser Regler weist aber hohen Einlaßdruckes aufhebt, keine auf den Auslaßdruck ansprechenden Mittel auf, io Fig. 2 ein schematisches Schaltbild einer elekdas dem eine konstante Kraft ausübenden Mittel ent- irischen Steueranordnung für den Regelstrom, mit gegenwirkt. Transistorelementen,

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die F i g. 3 ein Schaltbild einer anderen elektrischen

eingangs erwähnten Nachteile zu vermeiden und Steueranordnung, bei der ein Thyratron verwendet einen neuartigen und verbesserten Gasdruckregler zu 15 wird.

schaffen, mit dem der Nutzeffekt einer Heizanlage Die dargestellte Ausführungsform der Erfindung

und die Behaglichkeit von beheizten Räumen wesent- enthält ein Ventil in einer Brennstoffleitung, beilich erhöht werden kann. spielsweise einer Heizgasleitung, die zu einem Ofen,

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Gas- einem Heizaggregat oder einem ähnlichen Hausgerät druckregler zum Regeln einer Gasströmung derart, 20 führt. Das Ventil ist stetig zu stufenlosen Einstellundaß an der Auslaßöffnung des Reglers ein gleich- gen bewegbar, wobei die Gasmenge verändert wird, bleibender Gasdruck herrscht, mit einer feder- Ein beispielsweise aus einer Feder bestehendes Mittel belasteten Membran, die an der einen Seite mit einem drückt das Ventil ständig in die offene Stellung, bei Ventilglied verbunden ist, mit diesem zusammenwirkt der die stärkste Gasströmung erfolgt. Eine Membran und das Ventil zu öffnen sucht, erfindungsgemäß ein 25 ist in der Mitte am Ventilschaft befestigt. Die auf der federbelasteter Magnetanker gegen die andere Seite einen Seite der Membran befindliche Kammer steht der Membran gedrückt und gegen die Kraft der mit der Auslaßseite des Ventils in Verbindung. Dem Ankerbelastungsfeder mehr oder weniger zurück- normalen Arbeiten eines Reglers entsprechend sucht gezogen, wenn eine den Anker umgebende elek- der Auslaßdruck der vorherbestimmten Kraft enttrische Spule von einer Stromquelle mit Strom ver- 30 gegenzuwirken, die von einem Gewicht oder einer sorgt wird, deren Ausgang von der Temperatur ab- Feder ausgeübt wird und das Ventil zu öffnen sucht, hängt, die an einer gewünschten Stelle (z. B. im er- so daß eine Erhöhung des Auslaßdruckes eine Bewehitzten Raum eines Ofens, dessen Gasversorgung ge- gung des Ventils zur geschlossenen Stellung hin beregelt wird) von einem temperaturempfindlichen ver- wirkt, Schwankungen des Einlaßdruckes können auf änderlichen Widerstand ermittelt wird, der mit der 35 diese Weise beständig geregelt werden, um einen genannten Stromquelle über eine Verstärkereinrich- gleichbleibenden Auslaßdruck zu erzeugen. Diese tung in Verbindung steht. Regelfunktion des Gerätes bleibt beständig erhalten,

Die genannte Verstärkereinrichtung umfaßt vor- ganz gleich, welcher Grad von Anpassung verlangt zugsweise einen in den genannten Stromversorgungs- wird, wie weiter unten noch beschrieben wird. Ein kreis eingeschalteten ersten Transistor, einen mit der 40 Teil der Vorrichtung besteht aus einer elektrischen Basiselektrode des ersten Transistors in Verbindung Einrichtung, die einen weiteren veränderlichen, dem stehenden zweiten Transistor, einen den genannten vorherbestimmten Druck entgegenwirkenden Druck veränderlichen Widerstand enthaltenden Brücken- ausübt, wodurch der vorherbestimmte Druck verkreis und eine Verbindung zwischen dem genannten ändert wird, dem der Auslaßdruck beständig ent-Brückenkreis und der Basiselektrode des zweiten 45 gegenwirkt. Diese zusätzliche modulierte Kraft wird Transistors. _._ den Temperaturbedingungen im beheizten Raum oder

Die Verstärkereinrichtung umfaßt zweckmäßig ein an einem anderen Ort entsprechend verändert, so daß in den genannten Stromversorgungskreis eingeschal- bei einer Erhöhung der Temperatur die vorhertetes Thyratron, einen den genannten veränderlichen bestimmte Kraft geschwächt und bei sinkender Tem-Widerstand enthaltenden und an das Steuergitter des 50 peratur verstärkt wird. Daher bewirkt ein Ansteigen genannten Thyratrons angeschlossenen Brückenkreis, der Temperatur, daß die Regelfunktion der Einrich-Mittel zum Anlegen einer Wechselspannung an den tung bei einem niedrigeren Auslaßdruck ausgeübt genannten Brückenkreis, die eine Phasenverschie- wird, während ein Absinken der Temperatur einen bung in bezug auf die an den genannten Stromversor- höheren geregelten Auslaßdruck und damit eine stärgungskreis angelegte Spannung aufweist, und Mittel 55 kere Brennstoffströmung erfordert. Die Einrichtung zum Anlegen einer Gleichspannung an die Eingangs- kann auf die Mindestmodulation eingestellt werden, klemmen des genannten Brückenkreises, wobei das so daß jederzeit eine ausreichende Brennstoffströgenannte Thyratron auf die Momentansumme der mung aufrechterhalten wird, die die Anlage ordnungs-Gleich- und Wechselspannungen anspricht. mäßig in Betrieb hält. Die Einrichtung kann ferner

Der veränderliche Widerstand kann einen nega- 60 in Verbindung mit einem in der Leitung vorgesehenen tiven Temperaturkoeffizienten aufweisen. Absperrventil verwendet werden, das gesondert ent-

Im allgemeinen sind selektive Mittel, die die Ver- weder von einem Thermostaten oder einem Schalter bindungen zwischen den Stromquellen, dem Magnet- gesteuert wird, der von der Modulationsbetätigungsspulenkreis und dem Brückennetzwerk schließen, so- vorrichtung betätigt wird, so daß eine Überhitzung wie Mittel vorgesehen, die den zur Magnetspule 65 des Raumes verhindert wird.

fließenden Strom für eine vorherbestimmte Zeit- F i g. 1 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung

periode nach dem Schließen der genannten Verbin- mit einstellbaren Federn, die auf die Membran vordungen schwächen. herbestimmbare Mindest- und Höchstkräfte ausüben,

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und mit einer Vorrichtung, die die Wirkung eines diesem und den Federkräften hergestellt ist. Sollte übermäßig hohen Einlaßdruckes aufhebt. Die Ein- ein Temperaturanstieg bewirken, daß die Spule 185 heit ist als Ganzes mit 165 bezeichnet und weist ein Strom erhält, so sucht die sich ergebende, auf den oberes Gehäuse 166 auf, das die Spule, die Federn Tauchkern 186 ausgeübte und nach oben wirkende und zugehörige Teile enthält, sowie ein unteres 5 Kraft der von der Feder 187 ausgeübten, nach unten Gehäuse 167, das das Ventil und die Brennstoff- wirkenden Kraft zum Teil entgegenzuwirken. Obwohl durchlässe trägt. Das Gehäuse 167 ist mit einer Ein- sich der Tauchkern 186 nicht sofort von der Platte laßöffnung 168 und einer Auslaßöffnung 169 ver- 174 löst, so vermindert sich dessen auf die Platte sehen, zwischen welchen Öffnungen der von einem 174 ausgeübte, nach unten wirkende Kraft, wobei Ventilschaft 172 getragene Ventilkegel 171 angeord- 10 die Gesamtkraft vermindert wird, der der Gasdruck net ist. Das obere Ende dieses Ventilschaftes ist an in der Kammer 193 entgegenwirken muß. Deshalb einer Membran 173 befestigt, deren Rand zwischen wird der Ventilkegel 171 angehoben und erzeugt den beiden Gehäusen 166 und 167 befestigt ist. Die einen noch niedrigeren Auslaßdruck an der Öffnung Membran 173 trägt an der Oberseite einen scheiben- 169. Diese modulierende oder sich anpassende Tätigförmigen Federsitz 174, an dem das untere Ende 15 keit führt zu einer Wärmeströmung, die die Wärmeeiner Schraubenfeder 175 anliegt. Diese Feder kann Verluste des beheizten Raumes ausgleicht. Bei dieser aus später zu nennenden Gründen als Mindestkraft- modulierten Einstellung setzt sich die Regelung wie feder bezeichnet werden. Das obere Ende der Feder zuvor fort.

liegt an einer verstellbaren, ringförmigen Platte 176 Verstärkt sich der die Spule 185 durchfließende

an, die sich an der einen Seite nach oben fortsetzt, 20 Strom infolge eines Temperaturanstiegs bis zu dem wie bei 177 dargestellt. Diese Fortsetzung weist einen Punkt, an dem der Tauchkern 186 tatsächlich von oberen und einen unteren Teil 178 bzw. 179 auf, der Platte 174 abgehoben wird, so übt allein die durch welche beiden Teile sich ein Stift 180 erstreckt, Feder 175 auf die Membran 173 eine nach unten der am unteren Ende eine Sicherungsscheibe 181 wirkende Kraft aus, und die Regelung erfolgt danach trägt. Der Stift stellt die untere Fortsetzung einer 25 unter der Kontrolle dieser Mindestkraft. Stellschraube 182 dar, die in den oberen Teil des Soll die Höchstkraft eingestellt werden, so wird

Gehäuses 166 bei 183 eingeschraubt ist. Nach Ab- der einstellbare Anschlag 188 gedreht, an dem der nähme des Deckels 184 vom Gehäuse 166 kann obere Teil der Feder 187 anliegt. Soll die Mindestdurch Drehen der Stellschraube 182 die Höhe der kraft verändert werden, so wird die Einstellschraube Platte 176 und damit der Anfangsdruck der Feder 30 182 gedreht, wie bereits beschrieben. 175 vorgewählt werden. Die F i g. 2 zeigt eine elektrische Schaltung zum

Im Gehäuse 166 ist eine Spule 185 angeordnet, Regeln des eine Spule durchfließenden Stromes, die die von der Platte 176 umgeben wird, wie aus der in dem neuartigen erfindungsgemäßen Ventil ent-F i g. 1 zu ersehen ist. In der Spule 185 ruht gleitbar halten ist, in welcher Schaltung ein Thermistor oder und senkrecht bewegbar ein Tauchmagnetkern 186, 35 ein Widerstand mit negativem Temperaturkoeffiziendessen unteres Ende an der Platte 174 anliegt. Es sei ten verwendet wird.

darauf hingewiesen, daß der Magnetkern 186 an der Die Anlage ist als Ganzes mit 11 bezeichnet und

Platte 174 nicht befestigt ist, sondern sich von der umfaßt einen Verstärkerteil 12, ein allgemein mit Platte lösen kann, wenn er von der von der Spule 13 bezeichnetes modulierendes und regelndes Ventil 185 ausgeübten elektromagnetischen Kraft nach 40 und einen allgemein mit 14 bezeichneten Fühlerteil, oben bewegt wird. Der Tauchmagnetkern 186 wird der sich in einem Raum 15 befinden kann, welcher von einer schraubenförmigen Druckfeder 187 nach Raum von einem Ofen 16 über eine schematisch mit unten gegen die Platte 174 gedrückt, welche Feder 17 bezeichnete Leitung beheizt wird. Der Ofen kann als Höchstkraftfeder bezeichnet werden kann. Die mit Gas aus einer Speiseleitung 18 versorgt werden, Feder 187 liegt am oberen Ende an einem verstell- 45 in der ein Absperrventil 19 angeordnet ist, das von baren Anschlag 188 an, der in eine Gewindebohrung einem Thermostaten 21 in noch zu beschreibender 189 am oberen Teil des Gehäuses 166 eingeschraubt Weise betätigt wird und das eine Spule enthält, die ist. Das untere Ende der Feder 187 liegt am oberen das Ventil bei Erregung offenhält. In der Leitung 18 Teil des Tauchmagnetkerns 186 an. In das Gehäuse ist ferner das Ventil 13 angeordnet, das den Druck 167 kann ein Kanal 190 mit sehr kleinem Durch- 50 des zum Ofen 16 strömenden Gases so regelt, daß messer gebohrt werden, den den Raum 191 an der der Druck im wesentlichen konstant gehalten wird, Unterseite des Ventilkegels 171 mit der Auslaß- trotz schwankenden Druckes des einströmenden öffnung 169 verbindet und ein Mittel darstellt, das Gases.

einer Unbalanz entgegenwirkt, die am Ventil bei Das Ventil gleicht dem in Fig. 1 dargestellten,

hohen Einlaßdrücken hervorgerufen wird. 55 Das Ventilglied 171 kann in eine obere Stellung,

Befindet sich die in der Fig. 1 dargestellte Aus- bei der die Strömung beschränkt wird, und in eine führungsform im Betrieb, so sei ein Anfangszustand untere Stellung bewegt werden, bei der die stärkste angenommen, bei dem der Ventilkegel 171 bei strom- Strömung zugelassen wird, wobei der Wert der Ströloser Spule 185 seine tiefste Lage einnimmt, wobei mung zwischen diesen Stellungen der Stellung des die auf die Membran 173 nach unten einwirkende 60 Ventils proportional ist. Das Ventil wird von den Gesamtkraft außer dem Gewicht der Teile aus der Federn 175 und 187 in die offene Stellung und von Kraft der Feder 175 zuzüglich der Kraft der Feder einer Membran 173 an der einen Seite einer Kammer besteht. Strömt Gas in die Einlaßöffnung 168 193 in die geschlossene Stellung gedrückt, welche hinein und aus der Auslaßöffnung 169 heraus, so Kammer über einen Kanal 192 mit dem Ventilauslaß steigt der sich durch den Kanal 192 ausbreitende 65 in Verbindung steht. Die Regelfunktion des Ventils Gasdruck in der Membrankammer 193 an und hebt wird daher dadurch erhalten, daß das Ventil von den Ventilkegel 171 an, wodurch der Auslaßdruck dem stärkeren Druck in der Kammer 193 bei anherabgesetzt wird, bis ein Gleichgewicht zwischen steigendem Auslaßdruck zum Teil geschlossen wird,

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während das Ventil sich bei sinkendem Auslaßdruck ein Sieb- oder Glättungswiderstand 54 geschaltet, nach unten bewegen kann. wobei der gleichgerichtete Strom von einem an die Die Modulationsanordnung enthält die einen Leitungen 52 und 56 der Sekundärwicklung 51 an-Tauchkern 186 umgebende Spule 185, welcher Kern geschlossenen Kondensator 55 gefiltert wird. Die von der Feder 187 nach unten gegen die Membran 5 Fühlerelemente sind zu einem Brückenkreis angeordgedrückt wird. Verstärkt sich der die Spule durch- net, der aus zwei Widerständen 57 und 58 sowie fließende Strom, so wird auf den Kern 186 ein starker aus einem Fühlerelement in Form eines Thermistors Zug nach oben ausgeübt, wodurch die auf die Mem- 59 und den einstellbaren Widerständen 61 und 62 bran ausgeübte Kraft in einem Grad geschwächt wird, besteht. In der Praxis kann es erwünscht sein, den der dem Stromwert proportional ist. Die Steuer- oder io Thermistor 59 zusammen mit den Regelwiderständen Regelschaltung ist so gewählt, daß bei einer vorher- 61 und 62 in einer gemeinsamen Umschließung im bestimmten niedrigen Temperatur im Raum 15 kein Raum 15 unterzubringen. Der Widerstand 61 kann Strom durch die Spule 185 fließt. Steigt die Tempe- vom Benutzer des Raumes eingestellt werden, währatur von diesem Mindestwert aus an, so fließt ein rend der Widerstand 62 ein Eichwiderstand ist. Wenn immer stärker werdender Modulationsstrom durch 15 gewünscht, kann ein Festwiderstand 63 mit den die Spule 185, dessen Stärke der von den Fühler- Widerständen 61 und 62 in Reihe geschaltet werden, elementen 14 ermittelten Temperatur proportional ist. Die Leitung 52 ist an die Verbindungsstelle 64 zwi-Die Schaltung wird aus einer Stromquelle 31 mit sehen dem Widerstand 57 und dem Thermistor 59 einer Spannung von beispielsweise 110 V Wechsel- angeschlossen. Die Leitung 56 kann an die Verbinspannung gespeist, an welche Stromquelle die 20 dungssteile 65 zwischen den Widerständen 58 und Primärwicklung 33 eines Transformators 32 an- 63 angeschlossen werden. Die Verbindungsstelle 66 geschlossen ist, dessen Sekundärwicklung 34 eine zwischen dem Thermistor 59 und dem Widerstand niedrigere Ausgangsspannung erzeugt, welche An- 61 steht über einen Draht 67 mit der Basiselektrode Ordnung das übliche Erfordernis bei privaten Heiz- des Steuertransistors 43 in Verbindung, während die anlagen ist. Der thermostatische Schalter 21 ist mit 25 Verbindungsstelle 68 zwischen den Widerständen 57 der Sekundärwicklung in Reihe geschaltet, so daß und 58 über einen Draht mit der Emitterelektrode das Absperrventil 19, dessen Spule an die Sekundär- des Transistors 43 in Verbindung steht, wicklung 34 angeschlossen ist, geschlossen wird, Im Betrieb verändert der einen negativen Widerwenn die Temperatur einen vorherbestimmten hohen Standstemperaturkoeffizienten aufweisende Thermi-Wert erreicht, während der Schalter 21 geöffnet wird, 30 stör 59 seinen Widerstand entsprechend der Tempewobei die Stromzufuhr zum Fühler- und Verstärker- ratur des Raumes 15. Zu Beginn kann der Eichkreis unterbrochen wird. widerstand 62 und der Temperaturwählwiderstand Ferner ist ein Gleichrichter 35 und ein Sieb- oder 61 so eingestellt werden, daß bei einer gegebenen Glättungswiderstand 36 mit der Sekundärwicklung Raumtemperatur das Widerstandsverhältnis des in Reihe geschaltet, während ein Kondensator 37 35 Widerstandes 59 zu den Widerständen 61, 62 und 63 zum Filtern des Halbwellenstromes und zum Glätten gleich dem Verhältnis des Widerstandes 57 zum der Spannung zwischen den Widerstand 36 und den Widerstand 58 ist, so daß zwischen den Anschlüssen einen Anschluß der Sekundärwicklung geschaltet ist. 66 und 68 keine Signalspannung auftritt. Daher fließt In die eine von der Sekundärwicklung aus zur durch den Transistor 43 kein Strom, und es gelangt Spule 38 des Ventils 13 führende Leitung ist ein 40 kein Signal zum Transistor 38. Aus diesem Grund Transistor 38 geschaltet. Im besonderen ist die fließt kein Strom durch die Modulatorspule 28, und Emitterelektrode des Transistors 38 mit dem Draht das Ventil 13 übt eine normale Regelfunktion aus, 39 verbunden, der vom Widerstand 36 ausgeht, wäh- während das Gas zum Ofen 16 strömt, rend die Kollektorelektrode über einen Draht 41 zur Steigt die Temperatur im Raum 15 etwas an, so Spule 28 eine Verbindung besitzt, deren anderer An- 45 verringert sich der Widerstand des Thermistors 59, Schluß über einen Draht 42 mit der anderen Seite wobei der Brückenkreis aus dem Gleichgewicht gerät der Sekundärwicklung 34 verbunden ist. Der Tran- und zwischen den Anschlüssen 66 und 68 ein Spansistor 38 kann als Leistungstransistor bezeichnet wer- nungsunterschied auftritt. Dieser bewirkt, daß durch den und wird von einem Steuertransistor 43 ge- den Transistor 43 ein Strom fließt und dem Transteuert, dessen Emitterelektrode über einen Draht 44 50 sistor 38 ein Signal zugeführt wird, das einen Strom mit der Basiselektrode des Transistors 38 in Ver- durch die Spule 28 fließen läßt. Dieser Strom übt bindung steht. Der Draht 44 steht mit dem Draht 39 auf das Ventil 13 eine modulierende Kraft aus, die über einen Widerstand 45 in Verbindung, der den die Normkraft schwächt, gegen die die Membran 25 Leckstrom vermindert, der durch die Belastung fließt, arbeitet. Dabei wird die Gasströmung verringert, wenn vom Transistor 38 kein Signal empfangen wird. 55 während das Ventil die Regelfunktion weiterhin je-Die Kollektorelektrode des Transistors 43 steht mit doch auf einem niedrigeren Wert ausübt. Sinkt die dem Draht 39 über einen Widerstand 46 in Verbin- Temperatur im Raum 15 ab, so schwächt der sich dung, der die an den Transistor 43 angelegte Span- erhöhende Widerstand des Thermistors 59 den durch nung herabsetzt, welcher Widerstand mit dem Draht das Ventil 38 fließenden Strom, wobei die modulieüber einen Strombegrenzungswiderstand verbun- 60 rende Kraft geschwächt wird. Sollte die Raumtempeden ist. ratur trotz der modulierenden Wirkung aus irgend-Der Fühlerkreis der Schaltung wird von einem einem Grund über einen vorherbestimmten höchsten besonderen oder isolierten Transformator 48 ver- Punkt hinaus ansteigen, so wird der thermostatische sorgt, dessen Primärwicklung 49 an die Drähte 39 Schalter 21 geöffnet und die Stromzufuhr zur Regel- und 42 angeschlossen ist, während an die Sekundär- 65 anlage abgeschaltet, wobei sich das Ventil 19 schließt wicklung 51 die Fühlerelemente 14 angeschlossen und die Gasströmung absperrt, sind. In die von der einen Seite der Wicklung 51 In einigen Fällen kann es erwünscht sein, daß ausgehende Leitung 52 ist ein Gleichrichter 53 und das Ventil 13 bei erneutem Schließen des thermo-

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statischen Schalters 21 und erneutem Öffnen des Diese Stabilität der Brückenschaltung verhindert Ventils 19 für eine kurze Anfangszeitperiode eine ihrerseits, daß die geeichte Einstellung des Signalvolle und unmodulierte Gasströmung zum Ofen 16 kreises verlorengeht, wenn der Modulationsstrom zuläßt, damit das Gas ordnungsgemäß gezündet wer- stärker wird, während andererseits die Empfindlichden kann. Als ein für diesen Zweck geeignetes Mittel 5 keit des Thermistors 59 jederzeit erhalten bleibt. Die kann mit dem Widerstand 36 und 38 ein zusätzlicher Isolation der Brückenschaltung weist den weiteren Widerstand 69 in Reihe geschaltet werden, der von Vorzug auf, daß eine Wahl in bezug auf die Bezugseinem thermostatischen Schalter 71 überbrückt wird. punkte der Verbindungsstellen 66 und 68 getroffen Dieser Schalter ist in kaltem Zustand normalerweise werden kann. Bei der dargestellten Ausführungsform offen, schließt sich jedoch bei Erhitzung durch ein io beispielsweise besitzt der Verbindungspunkt 68 eine an die Sekundärwicklung angeschlossenes Element Verbindung zur Emitterelektrode des Transistors 43 72, wobei der Widerstand 69 kurzgeschlossen wird. anstatt zur Emitterelektrode des Transistors 38. Bei Zweck dieses Widerstandes ist, den durch die Spule dieser Anordnung ist die Veränderung der Spannung, 28 fließenden Strom wesentlich zu schwächen und die von dem einen Ende des Bereichs zum anderen zumindest teilweise die Modulationswirkung der 15 erforderlich ist, viel kleiner, als wenn der Bezugs-Spule aufzuheben, so daß das Gas unbehindert strömen punkt der Verbindungsstelle 68 die Emitterelektrode kann, bis sich der Schalter 71 schließt. Die Merk- des Transistors 38 wäre. Daher kann die Temperatur male des thermostatischen Schalters 71 können natür- des Raumes 15 innerhalb eines viel engeren Tempelich so gewählt werden, daß in einem gegebenen raturbereichs gehalten werden, als dies sonst der Stromkreis die gewünschte Zeitverzögerung erhalten 20 Fall wäre.

wird. Soll die Gasströmung vom Beginn des Arbeite- Ein weiterer Vorzug der oben beschriebenen Schalzyklus an voll moduliert werden, so kann ein Schalter tung ist der Umstand, daß die Güte des Gleichstrom-73 von Hand geschlossen werden, um den Wider- signals verhältnismäßig hoch ist und im wesentlichen stand 69 kurzzuschließen. keine Welligkeit von den Gleichrichterelementen her Der oben beschriebene Verstärkungs- und Signal- 25 aufweist. Dies beruht darauf, daß die von den Gleichkreis bietet, wie sich gezeigt hat, gegenüber den richterelementen verursachten Schwankungen des bisher bekannten Anordnungen dieser Art beträcht- Gleichstromsignals an den Verbindungspunkten 66 liehe Vorteile, besonders wenn die Schaltung bei und 68 in gleichem Maß zur Auswirkung gelangen. Gasmodulations- und -regelanlagen für Heizzwecke Da der Spannungsunterschied an diesen beiden Ververwendet wird. Um diese Vorzüge ermessen zu 30 bindungspunkten das wirksame Signal bestimmt, das können, muß die Wichtigkeit der Genauigkeit, Stabi- vom Transistor 43 aufgenommen wird, beseitigt die lität und Empfindlichkeit dieser Schaltungen ge- Anordnung alle schädlichen Effekte, die durch die würdigt werden, da es für größten Komfort und Anwesenheit der Gleichrichterelemente irgendwie wartungsfreien Betrieb wesentlich ist, daß die Tem- hervorgerufen werden könnten,
peraturschwankungen im Raum 15 bei einer ge- 35 Die F i g. 3 zeigt eine andere elektrische Regelgebenen Einstellung des Widerstandes 61 auf einem einrichtung, bei der ein Thyratronrohr im Leistungs-Mindestwert gehalten werden und daß die Tempe- zweig des Steuerkreises verwendet wird. Diese Anratur selbst jederzeit auf einer gleichbleibenden Höhe Ordnung umfaßt einen Transformator 101 mit einer gehalten wird. Ferner muß berücksichtigt werden, Primärwicklung 102 und einer Sekundärwicklung daß die Wirtschaftlichkeit der Konstruktion zu einem 40 103, die eine Modulationsspule 104 in einem Gaswichtigen Faktor wird, besonders wenn eine Massen- regel- und -modulationsventil 105 mit Strom verherstellung in Betracht kommt. sorgt. Der Sekundärstrom wird in einer Thyratron-Ein wichtiges Merkmal der Erfindung besteht röhre 106 gleichgerichtet. Diese Röhre wirkt als darin, daß Stromschwankungen im Verstärkerteil des Halbwellengleichrichter, wobei der gleichgerichtete Netzwerkes unter Einschluß der Spule 28 die Stabi- 45 Strom von einem zur Wicklung 104 parallelgeschallität, Genauigkeit und die Empfindlichkeit der Fühler- teten Kondensator 107 gefiltert wird, wobei der und Signalteile der Schaltung nicht wesentlich be- Widerstand der Wicklung 103 als Sieb- oder Gläteinflussen. Normalerweise entnimmt der Verstärker- tungswiderstand wirkt. Der induktive Widerstand der teil der Schaltung einen viel stärkeren Strom als der Wicklung 104 bewirkt im Verein mit dem Filternetz-Fühlerteil besonders dann, wenn der die Spule 28 50 werk eine wirksame Filterung, Integration und Mittedurchfließende Strom den vollen Modulationswert lung der gleichgerichteten Schwingungen,
erreicht oder fast erreicht hat. Dadurch, daß ein Die Stärke des durch die Spule 104 fließenden isolierter Transformator 48 vorgesehen ist, der die Stromes wird als Funktion der Temperatur durch Brückenschaltung tatsächlich isoliert, führen Span- Verändern des Zündpunktes des Thyratrons modunungsschwankungen infolge von Schwankungen bei 55 liert. Zu diesem Zweck wird an das Steuergitter dem die Spule 28 durchfließenden Strom keine Un- und die Kathode des Thyratrons eine Wechselspanbalanz herbei. Dies geht aus der Betrachtung der nung angelegt, deren Phase in bezug auf die Anoden-F i g. 2 hervor, aus der zu ersehen ist, daß die Wider- spannung des Thyratrons 106 verschoben wird, sostände 57 und 58 wie auch die Widerstände in den wie eine Gleichspannung angelegt, deren Höhe in anderen beiden Brückenzweigen an die Sekundär- 60 Übereinstimmung mit der ermittelten Temperatur wicklung 51 angeschlossen sind, ohne daß die Ver- schwankt.

bindungssteile 68 geerdet ist. Die Verbindungspunkte Die phasenverschobene Wechselspannung wird 66 und 68 verbleiben daher jederzeit in einem sta- von der Wechselspannung abgenommen, die an einer bilen Verhältnis zueinander, und deren Potential- Sekundärwicklung 108 des Transformators 101 aufunterschied wird allein dadurch bestimmt, daß sich 65 tritt. Diese Spannung wird über ein Spannungsteilerder Widerstand des Thermistors 59 verändert oder netzwerk mit den Widerständen 109,111 und 112 daß die Einstellung der Widerstände 61 oder 62 ver- einem Phasenschiebernetzwerk zugeleitet, das einen ändert wird. Widerstand 113 und einen Kondensator 114 in

Reihenschaltung umfaßt. Der Verbindungspunkt zwischen diesen beiden Elementen steht mit dem Ausgang eines allgemein mit 115 bezeichneten Brückenfühlkreises in Verbindung, dessen Ausgang mit dem Steuergitter des Thyratrons verbunden ist.

Der Brückenfühlkreis besteht aus einem Thermistor 116 in dem einem Zweig, zwei Widerständen 117 und 118 in zwei gegenüberliegenden Zweigen und aus einem von Hand einstellbaren Potentiometer 119 sowie einem mit diesem in Reihe geschalteten Eichpotentiometer 121 im verbleibenden Zweig. Der Thermistor 116 kann so angeordnet werden, daß er für diejenigen Temperaturschwankungen empfindlich ist, die den Strom der Modulationsspule regeln sollen, wobei die Potentiometer 119 und 121 zusammen mit dem Thermistor 116 in einem Gehäuse angeordnet werden, das sich in einem Raum 122 befindet.

Die Eingangsleistung für die Fühlbrücke wird einer Wechselstromquelle entnommen, oder es wird ein Anschluß zur Primärwicklung 102 des Transfor- ao matorslOl hergestellt. Der Strom wird von einem Gleichrichter 123 gleichgerichtet und von einem Kondensator 124 gefiltert, wobei ein Sieb- oder Glättungswiderstand 125 vorgesehen ist, der den Anfangsstromstoß zum Kondensator 124 dämpft. Die Ausgangsleistung der Fühlbrücke 115 liegt in Reihe mit einer phasenverschobenen Wechselspannung, wobei die Summe dieser beiden Spannungen an die Kathode und das Steuergitter des Thyratrons angelegt wird. Es kann ein Kondensator 120 vorgesehen werden, der Spannungsstöße von der Thyratronanode her ableitet. Es sei darauf hingewiesen, daß, da die Empfindlichkeit des Kreises der Wechselspannungskomponente der Signalspannung umgekehrt proportional ist, die geeignete Wahl dieses Spannungswertes ein Betreiben der Schaltung mit nur einem Thermistor zulaßt, wobei eine passende Empfindlichkeit aufrechterhalten wird.

Im Betrieb spricht das Thyratron 106 auf die Momentansumme der temperaturgeregelten Gleichspannung und der phasenverschobenen Wechselspannung an, wobei eine Veränderung der ermittelten Temperatur eine Verschiebung in der Größe dieser Spannungssumme und eine vergrößerte Änderung bei dem die Spule 104 durchfließenden Strom bewirkt. Durch geeignete Wahl der Höhe und des Abfalls der Wechselspannung kann bewirkt werden, daß eine geringe Veränderung der Gleichspannung eine beträchtliche Verschiebung des Punktes verursache, bei dem das Thyratron leitend wird, wodurch ein äußerst empfindlicher Temperaturfühlkreis geschaffen wird, der die oben in bezug auf die F i g. 2 angeführten Vorzüge aufweist.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Schaltung nach der F i g. 3 an sich zu denjenigen gehört, bei denen eine Anfangserregung der Schaltung, beispielsweise durch Schließen eines Schalters gleich dem Schalter in der F i g. 2 zu einer unmodulierten oder vollen Gasströmung während der Anfangs- oder Aufheizperiode führt, und zwar deswegen, weil eine Modulation erst erfolgen kann, wenn das Thyratronrohr warm geworden ist.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Gasdruckregler zum Regeln einer Gasströmung, derart, daß an der Auslaßöffnung des Reglers ein gleichbleibender Gasdruck herrscht, mit einer federbelasteten Membran, die an der einen Seite mit einem Ventilglied verbunden ist, mit diesem zusammenwirkt und das Ventil zu öffnen sucht, dadurch gekennzeichnet, daß ein federbelasteter Magnetanker (186) gegen die andere Seite der Membran (173) gedrückt und gegen die Kraft der Ankerbelastungsfeder (187) mehr oder weniger zurückgezogen wird, wenn eine den Anker umgebende elektrische Spule (185) von einer Stromquelle (48) mit Strom versorgt wird, deren Ausgang von der Temperatur abhängt, die an einer gewünschten Stelle (z. B. im erhitzten Raum eines Ofens, dessen Gasversorgung geregelt wird) von einem temperaturempfindlichen veränderlichen Widerstand (59) ermittelt wird, der mit der Stromquelle über eine Verstärkereinrichtung (12) in Verbindung steht.

2. Gasdruckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkereinrichtung (12) einen in den Stromversorgungskreis (48) eingeschalteten ersten Transistor, einen mit der Basiselektrode des ersten Transistors in Verbindung stehenden zweiten Transistor, einen den veränderlichen Widerstand (59) enthaltenden Brückenkreis und eine Verbindung zwischen dem Brückenkreis und der Basiselektrode des zweiten Transistors umfaßt.

3. Gasdruckregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkereinrichtung (12) ein in den Stromversorgungskreis (48) eingeschaltetes Thyratron (106), einen den veränderlichen Widerstand (116) enthaltenden und an das Steuergitter des Thyratrons angeschlossenen Brückenkreis umfaßt, Mittel zum Anlegen einer Wechselspannung an den Brückenkreis, die eine Phasenverschiebung in bezug auf die an den Stromversorgungskreis angelegte Spannung aufweist, und Mittel zum Anlegen einer Gleichspannung an die Eingangsklemmen des Brückenkreises enthält, wobei das Thyratron auf die Momentansumme der Gleich- und Wechselspannungen anspricht.

4. Gasdruckregler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der veränderliche Widerstand einen negativen Temperaturkoeffizienten aufweist.

5. Gasdruckregler nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch selektive Mittel, die die Verbindungen zwischen den Stromquellen, dem Magnetspulenkreis und dem Brückennetzwerk schließen, und durch Mittel, die den zur Magnetspule fließenden Strom für eine vorherbestimmte Zeitperiode nach dem Schließen der Verbindungen schwächen.

In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 195 890; USA.-Patentschriften Nr. 1 800 352, 2 826 368.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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