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Die Erfindung betrifft eine Gasabsperrvorrichtung für Gasfeuerungen
mit zwei in die Gasleitung eingebauten Sperrorganen, deren Schließ- und Öffnungsvorgang
elektromagnetisch über Regler, Wächter, Begrenzer od. dgl. gesteuert wird, und hat
eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung zum Gegenstand, durch welche ein überwachen
der abgesperrten Organe möglich ist.
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Bei voll-, halbautomatischen oder handbetriebenen Gasfeuerungen soll
bekanntlich verhindert werden, daß bei Stillstand oder einer Störung der Anlage
brennbare Gase durch Undichtigkeiten der Gasabsperrorgane in den Feuerraum einströmen.
Solche durch Undichtigkeiten der Absperrorgane in den Feuerraum einströmenden Gase
führen bei Abschalten oder Wiederinbetriebnahme der Gasfeuerung häufig zu explosionsartigen
Verpuffungen und zu Material- sowie Personenschäden. Diese Nachteile und Schwierigkeiten
gaben Anlaß, in die Gasleitung zwei hintereinandergeschaltete automatische Absperrorgane
einzubauen. Hierdurch wird zwar die Mög-
lichkeit eines unzulässigen Gasnachströmens
und damit die Gefahr einer Verpuffung geringer, doch bietet auch diese Maßnahme
immer noch keine ausreichende Sicherheit. Außerdem besteht keine Möglichkeit, Undichtigkeiten
an den Absperrorganen rechtzeitig zu erkennen. Es ist also möglich, daß eines der
beiden Absperrorgane über einen längeren Zeitraum bereits nicht mehr funktionsfähig
war, ohne daß dieser Mangel entdeckt werden konnte.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Gasabsperrvorrichtung
für Gasfeuerungen derart auszugestalten, daß mit Sicherheit Verpuffungen bzw. Explosionen
od. dgl. verhindert werden, welche durch undichte automatische Absperrorgane hervorgerufen
werden können, und daß gleichzeitig eine Überwachung der Abdichtungsfunktion der
Absperrorgane ermöglicht wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei geschlossenen
Sperrorganen die zwischen ihnen befindliche Gasleitung über eine Zuführungsleitung
und ein Magifetventil von einem unter höherem Druck als das Brenngas stehenden Inertgas
beaufschlagt wird und daß ein in die Zuführungsleitung eingebauter Strömungswächter
vorgesehen ist, welcher über elektrische Schaltorgane beim Nachlassen des eingestellten
Inertgasdruckes in der Gas- und Zuführungsleitung, bei Mangel des Inertgases oder
beim Versagen des Magnetventils optische und/oder akustische Alarmvorrichtungen
auslöst.
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In vorteilhafter Weise ist der Raum zwischen den beiden Absperrorganen
als Inertgasschleuse ausgebildet, so daß beim Schließen dieser Absperrorgane die
Schleuse durch ein nichtbrelinbares Gas mit höherem Druck aufgefüllt wird und somit
eine Strömung des Brenngases in Richtung des Brennraumes mit Sicherheit verhindert
wird. Gleichzeitig wird aber in vorteilhafter Weise eine Überwachung des Inertgases
sowie eine Überwachung der Funktion des Inertgasmagnetventils vorgenommen, so daß
bei Undichtigkeiten an einem der beiden Absperrorgane der Strömungswächter anspricht
und dies unverzüglich durch eine Warnvorrichtung angezeigt wird.
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Zweckmäßig sind in die Zuführungsleitung für das Inertgas zwischen
Gasleitung und einem Inertgasbehälter nacheinander das Magnetventil, der Strömungswächter
und ein Druckreduzierventil eingebaut. Für die elektrische Schaltung ist ein Schrittschaltwerk,
ein abfallverzögertes Zeitrelais sowie ein Hilfsrelais vorgesehen. Die Schaltung
ist derart ausgeführt, daß beim Abschalten der Absperrorgane das Zeitrelais spannungslos
wird, abfällt und das Schrittschaltwerk einschaltet, hingegen beim Einschalten der
Absperrorgane anzieht und den Rücklauf des Schrittschaltwerkes auf die Stelle Null
auslöst. Beim Abfall des verzögerten Kontaktes vom Zeitrelais wird das die Alarmvorrichtung
auslösende Hilfsrelais abgeschaltet, wenn der Strömungswächter in seiner Strömungslage
ist. Wird jedoch der Strömungswächter nicht durchströmt, so wird das Schrittschaltwerk
in eine solche Stellung gebracht, daß der Verzögerungskontakt des Zeitrelais überbrückt
wird.
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In üblicher Weise ist dem ersten automatisch gesteuerten Absperrorgan
noch ein handgesteuerter Hauptschieber od. dgl. vorgeschaltet, welcher dann zu schließen
ist, wenn die Gasabsperrvorrichtung nach der Erfindung eine Undichtigkeit an einem
der beiden automatischen Absperrorgane anzeigt.
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Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung an Hand mehrerer
Beispiele näher erläutert, und zwar zeigt F i g. 1 die Gasabsperrvorrichtung mit
zwei magnetisch gesteuerten Absperrorganen in einer schematischen Darstellung, F
i g. 2 den Gegenstand der F i g.1, jedoch mit zwei Membranventilen, F i g. 3 den
Gegenstand der F i g. 1, jedoch unter Verwendung einer Rückschlagklappe, F i g.
4 den Gegenstand der F i g. 1; jedoch unter Verwendung einer Rückschlagklappe und
eines Membranventils, F i g. 5 die Gasabsperrvorrichtung nach F i g.1 in gegenständlicher
Darstellung als Baueinheit und in einem mittleren Schnitt und F i g. 6 das elektrische
Schaltbild für die Regel-und Kontrollorgane.
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Wie F i g.1 zwerkennen gibt, sind in die Gasleitung 17 zwei handbetätigte
Absperrorgane 8 sowie zwei elektromagnetisch gesteuerte Absperrorgane 1 und 2 eingebaut.
Die Schließ- und Öffnungsbewegung der Sperrorgane 1 und 2 wird über Regler, Wächter,
Begrenzer od. dgl. gesteuert.
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Der zwischen den Absperrorganen 1 und 2 vorhandene Leitungsteil ist
mit 14 bezeichnet.
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Wie F i g. 5 in Verbindung mit F i g.1 zeigt, steht der Gasleitungsraum-15,
der von dem Leitungsteil 14 gebildet wird, -über eine Zuführungsleitung 16
mit einem Gasbehälter 5 in Verbindung, der unter hohem Druck ein Inertgas enthält.
Als Inertgas kommt beispielsweise Stickstoff, Kohlendioxyd od. dgl. in Frage. In
die Zuführungsleitung sind zwischen dem Gasleitungsteil 14 und- dem Inertgasbehälter
5 nacheinander ein Magnetventil 3, ein Strömungswächter 4 und ein Druckreduzierventil
6 eingebaut.
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Die Anordnung ist derart, daß bei geschlossenen Sperrorganen 1 und
2 der zwischen ihnen befindliche Gasleitungsraum 15 über die Zuführungsleitung 16
und das Magnetventil 3 von dem unter höherem Druck als das Brenngas stehenden Inertgas
beaufschlagt wird und daß der in der Zuführungsleitung eingebaute Strömungswächter
4 über elektrische Schaltorgane beim Nachlassen des eingestellten Inertgasdruckes,
bei Mangel des Inertgases oder bei Versagen des Magnetventils 3 optische und/oder
akustische Alarmvorrichtungen auslöst.
Bei der in F i g. 1 dargestellten
Ausführung schließen die beiden Magnetventile 1 und 2 beim Stillstehen oder bei
einer Störung der Feuerung die Gaszufuhr in Richtung des Brennraumes 7. Gleichzeitig
öffnet das Magnetventil 3 die Zufuhr des unter höherem Druck stehenden Inertgases
und verhindert somit den Zufluß des Brenngases zum Brennraum 7. Das Inertgas bildet
also praktisch eine Pufferzone. Der Strömungswächter 4 überwacht darüber hinaus
das Nachströmen von Inertgas. Nach Beendigung des Füllvorganges wird bei einer Undichtigkeit
eines oder auch beider Absperrorgane 1 und 2 ein Weiterströmen von Inertgas über
den Strömungswächter 4 durch eine Alarmvorrichtung angezeigt.
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Bei der Ausführung nach F i g. 2 werden an Stelle der bei F i g. 1
vorgesehenen Magnetventile 1 und 2
Membranventile 9 und 10 vorgesehen.
Diese Membranventile werden über ein Magnetventil 11 gesteuert. Durch die Verwendung
der Membranventile ist sichergestellt, daß auch bei schwankenden Gasdrücken ein
sicherer Abschluß des brennbaren Gases gegenüber dem Brennraum 7 gewährleistet wird.
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Bei der Ausführung nach F i g. 3 ist das in F i g. 1 vorgesehene Magnetventil
1 durch eine Rückschlagklappe 12 ersetzt, welche das rückwärtige Schließen gegenüber
der Inertgasschleuse übernimmt.
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Auch bei der Ausführung nach F i g. 4 wird eine Rückschlagklappe 12
verwendet, jedoch ist das zweite Sperrorgan in der Gasleitung als Membranventi113
ausgestaltet, welches von einem Magnetventil 11 gesteuert wird.
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Aus F i g. 6 ergibt sich das Schaltbild für die einzelnen Kontroll-
und Regelorgane. Die Stromwege haben die Bezugsziffern I bis XII erhalten. Mit A
ist ein Zeitrelais bezeichnet, welches den abfallverzögerten Kontakt A 3
sowie zwei Hilfskontakte A 1 und A 2
besitzt. Das Hilfsrelais
B besitzt drei Schließer B 1,
B 2 und B 3 sowie drei
Öffner B 4, B 5 und B 6. Mit C ist der Strömungswächter bezeichnet.
Er besitzt die Pole C1 und C2, wobei der Pol C1 der Schaltstellung entspricht, in
welcher kein Gasdurchfluß durch den Strömungswächter stattfindet. Der Pol C 2 hingegen
ist für die Stellung maßgebend, in der ein Gasdurchfluß stattfindet. D ist eine
elektrische Hilfsvorrichtung (Sicherung). Mit G ist eine Warnlampe bezeichnet, und
H stellt eine Signalhupe dar. Erfindungsgemäß ist ein Schrittschaltwerk K vorgesehen,
welches sieben Kontakte besitzt. Diese Kontakte sind mit K1 bis K7 bezeichnet. Die
Netzanscldüsse sind mit 1, m, n bezeichnet, und der vom Thermoelement oder
einem anderen Regelorgan kommende Steuerstrom ist bei o angeschlossen.
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Die vorgenannten Schalt-, Regel- und Kontrollelemente sind entsprechend
F i g. 6 geschaltet. Hierdurch wird folgende Funktionsweise gewährleistet: Sobald
die Gaszufuhr durch Regler, Wächter, Begrenzer od. dgl. abgeschaltet ist, wird der
Steuerstromanschluß o spannungslos. Hierdurch fallen die Magnetventile 1, 2 und
3 ab. Die Magnetventile 1 und 2 werden geschlossen, hingegen das Ventil 3, welches
in die Zuführungsleitung 16 für das Inertgas eingebaut ist, geöffnet. Durch das
Abschalten des Steuerstromes fällt gleichzeitig das Zeitrelais A ab. Hierdurch wird
der Kontakt A 1 geschlossen, der Kontakt A 2 hingegen geöffnet. Der abfallverzögerte
Kontakt A 3 bleibt zunächst noch in seiner geschlossenen Stellung. Da der Kontakt
B 1 des Hilfsrelais B
geschlossen ist, fließt über den Kontakt K1 des
Schrittschaltwerkes K Strom, welcher letzteres m eine erste Schaltstellung überführt.
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In dieser ersten Schaltstellung wird der Kontakt K 3 geschlossen,
hingegen Kontakt K1 geöffnet.
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Sobald nun nach Öffnen des Magnetventils 3 Inertgas durch die Leitung
16 strömt, wird der Strömungswächter C seinen Kontaktarm auf den Kontakt C2 legen.
Die Abfallverzögerung des Kontaktes A 3 vom Zeitrelais A ist nun derart bemessen,
daß ein Abfallen erst dann erfolgt, wenn unter normalen Bedingungen der Gasleitungsraum
15 mit Gas gefüllt ist und sich der entsprechende Gasdruck eingestellt hat, so daß
durch den Strömungswächter C bzw. 4 kein Gas mehr strömt. Sobald der Gasstrom aufhört,
wird der Kontaktarm des Strömungswächters auf den Kontakt C 1
geführt. Hierdurch
fließt ein Steuerstrom über den Kontakt K4 des Schrittschaltwerkes, welches in eine
nächste Schaltstufe übergeführt wird. In dieser Schaltstellung wird außerdem der
Kontakt K5 geschlossen, welcher den abfallverzögerten Kontakt A 3 des Zeitrelais
A überbrückt. Strömt jedoch zu dem Zeitpunkt, wo der abfallverzögerte Kontakt A
3 abfällt, noch Gas durch den Strömungswächter 4 bzw. C und liegt dessen Kontaktarm
noch auf dem Kontakt C2, so befindet sich das Schrittschaltwerk noch in einer
Stellung, in welcher der Kontakt K5 in der Offenstellung ist. Fällt nun der abfallverzögerte
Kontakt A 3 ab und wird geöffnet, so wird das Hilfsrelais B abgeschaltet, und die
Warnvorrichtungen, d. h. die Warnlampe G und die Signalhupe H, werden in Betrieb
gesetzt.
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Hat jedoch zunächst ein normaler Füllvorgang stattgefunden und ist
dieser vor dem Abfall des abfallverzögerten Relais A 3 beendet, so daß die Umschaltung
des Schrittschaltwerkes K auf die Kontakte K 4 und K 5 erfolgt ist, so wird die
Alarmvorrichtung nicht ausgelöst. Vielmehr befindet sich die Absperrvorrichtung
nunmehr in ihrer Kontrollstellung. Sollte in diesem Zustand durch Undichtigkeiten
ein Durchströmen des unter höherem Druck stehenden Inertgases durch die Gasventile
1 und 2 stattfinden, so wird der Strömungswächter 4 bzw. C seine Stellung
ändern und seinen Kontaktarm wieder auf den Kontakt C2 legen. Hierdurch wird das
Schrittschaltwerk K über den Kontakt K3 in eine weitere Schaltstellung übergeführt,
bei welcher der Kontakt K5
sofort unterbrochen ist. Da der Kontakt A 3 des
Zeitrelais A jedoch abgefallen, d. h. offen ist, wird sofort das Hilfsrelais B ausgeschaltet,
so daß die Alarmvorrichtung in Tätigkeit gesetzt wird.
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Sobald die Alarmvorrichtung ausgelöst ist und eine Undichtigkeit in
den Gasleitungsventilen 1 und 2 anzeigt, kann die Bedienungsperson die handgesteuerten
Absperrorgane 8 schließen. Zur Entriegelung des Schrittschaltwerkes K wird
der fünfte Schaltvorgang ausgelöst, indem der Drucktaster P betätigt wird. Der Kontakt
K7 im Stromweg V läßt das Schrittschaltwerk wieder in die Stellung 3 laufen, in
der der Kontakt K5 geschlossen ist. Findet kein Gasdurchfluß statt, so bleibt das
Schrittschaltwerk in dieser Stellung stehen, und die Anlage kann, da das Hilfsrelais
B eingeschaltet ist, in Betrieb genommen werden.
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Nach erneuter Inbetriebnahme bekommt das Zeitrelais A mit dem Öffnen
der Absperrorgane 1 und 2 Spannung. Der direkt schaltende Kontakt A 2 des Zeitrelais
A im Stromweg IV läßt über den Kontakt K2 im Stromweg IV das Schrittschaltwerk in
Stellung Null laufen (Ausgangsstellung).