DE1454732A1 - Wasserschalter fuer Gas-Wassererhitzer - Google Patents

Description

• Wasserschalter für Gas-Wassererhitzer Die Erfindung betrifft einen Wasserschalter für Gas-Wassererhitzer.
• Gas-Wassererhitzer besitzen bekanntlich eine Wassermangelsicherung., die sicherstellen soll, daß das Gas nur dann zum Brenner strömen kann, wenn ein Wasserdurchfluß vorhanden ist. Zu diesem Zweck ist ein Gasventil in dem Gasweg zum Brenner vorgesehen, welches von einem auf den dynamischen Differenzdruck ansprechenden Wasserschalter geöffnet wird. Der Wasserschalter enthält eine Membran in einem Membrangehäuse, welche das Membrangehäuse in zwei Meinbrankammern teilt und an welcher bei Wasserdurchfluß ein dynamischer Druckunterschied wirksam wird, so daß die Membran einen Hub ausführt und das Gaaventil gegen die Wirkung einer Feder aufdrückt. Der Ventilhub wird so bemessen, daß bei Gasen mit geringem Heizwert eine Gasmenge durchtritt, die der Gerätebelastung entspricht. Bei Gasen mit höherem Heizwert wird eine weitere Drossel im Gasweg so eingestellt, daß eine entsprechend geringere Gasmenge durehtritt und wieder die Nennbelastung des Gerätes erreicht wird. Die zum Brenner durchtretende Gasmenge wird dann in der Offenstellung des Wassermangeleicherungsventils nicht durch dessen Querschnitt bestimmt, sondern durch den Querschnitt der Drossel. Sinkt nun die Wasse'rmenge ab und sinkt entsprechend der Differenzdruck an der Membran der Wassermangeleicherung, so schließt das Gasventil der Wassermangelsicherung zwar etwas, dieser Hub hat aber zunächst praktisch noch keinerlei Einfluß auf die durchtretende Gasmenge. Die Gasmenge wird nach wie vor zunächst noch durch die Zusätzlich, Drossel im Gaaweg bestimmt. Erst nach einem gewissen toten Hub, der von der eingestellten Gaamenge abhängtj, wird das Wassermangelsicherungsventil wirksam und drosselt die zum Brenner strömende

  Gasmenge stärker ale die zusätzliche Einstelldrossel.

  D« bedeutet aberg daß bei einer lange amen Drosselung den Wasser-

  durchtlunaes nooheine praume Zeit di e volle Hetzleiatung den

  Gerätes wirksam wird, während die durchlaufende Wassermeilge

  absinkt. Es wird dadurch das Wasser stärker erwärmt, was unerwünscht

  Folgen haben kann.

  Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu ver-

  meiden. Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß bei Absin-

  ken des D:.tfferenzdruckes nach einer geringen Bewegung del. Membran

  aus der Offenstellung in Richtung auf die Schließstellung hin ein

  einen Druckausgleich zwischen den beiden Seiten der Membran bewir-

  kender Durchlaß freigegeben wird.

  Weiun also bei einem Absinken des Differenzdruckes die Membran

  beginnt, einen Hub auszuführen, der an sich noch nicht züi einer

  merklichen Drosselung des Gasdurchflusses führen würde, darin wird,

  von dieser Bewegung der Membran abgeleitet, ein Durchlaß freigege-

  ben, welcher den Differenzdruck an der Membran sofort zusammen-

  breehen läßt, so daß das Ventil unter dem Einfluß seiner Schließ-

  feder und die M--."tbran gegebenenfalls unter dem Einfluß einer geson-

  derten, auf den Membranteller wirkenden Feder sofort unabhängig von

  dem weiteren Verlauf des Wasserdurchflusses in die Schließstellung

  geht. Es wird also bei einem Absinken des WasserdurchfluSses und

  des Differenzdruckes unter die Mindestwassermenge das Gaßventil

  sofort schlagartig geschlossen,und. eine unzulässige Erwä--mung des

  Wassers kann nicht stattfinden.

  Die Erfindung kann- vorteilhafterweise in der Form verwirklicht

  werden, daß der Membranteller einen Durchbruch.aufweist$ der auf

  der Überdruckseite durch einen vom Dif ferenzdruck auf einen Venti

  sitz angedrückten Ventilkörper abschlIeßbar ist, und daß der Durcl

  bruch In der Offenstellung-der Membran auf'der Unterdrue)cE;eite

  durch das Membrangehäuse dicht gegen den Unterdruckraum abge-

  schlossen wird.

  Dann wird beim Öffnungshub der Membran der Ventilkörper durch del.

  Differenzdruck mit dem Ventileitz in Anlage gehalten. De-.-:e Differsnz-'

  druck wirkt so auf dle gesamte Membranfläche und die beiden Seitin

  der Membran sind voneinander getrennt. In der Qtfenstell#ing wird

  der Durchbruch auch unterdruckseitig abgedichtet" und zwar durcl-

  daz Membrangehäuset an dem der Membranteller zur Anlage 1:c.-ni-.qt,

  Jetzt gleicht sich durch Undichtigkeiten zwischen Ventil.,;itz U...id

  Ventilkörper der Druck im Uberdruckraum und im Innern de,#-. ]Durch-

  bruchs aus., und damit fällt der Ventilkörper ab. Durch dieses

  Abfallen des Ventilkörpers wird allerdings noch keine Verbindung

  zwischen Unterdruckraum und Überdruckraum hergestellt, da ja der

  Membranteller noch dicht an dem Membrangehäuse ea-iliegt und der

  Durchbruch hierdurch noch abgeschlossen ist. Sobald jetzt; aber

  bei absinkendem Differenzdruck die Membran einen kleinen Fub macht,

  wird über den Durchbruch die Verbindung zwischen Überdruc#l",:rautp

  und Unterdruckraum hergestellt, der Differenzdruck bricht zu..sanünen

  und die Membran geht schlagartig In die Schließstellung.

  Diese Konstruktion hat noch einen besonderen Vorteil: Die Reibung,

  insbesondere in der Packung des Ventilstößels, hat bekanntlich

  eine gewisse Hysterese in der Abhängigkeit des Ventilhub.,-Von dem

  herrschenden Differenzdruck zur Folge. Die Reibung sucht'd--r je1,102.-

  ligen Bewegung entgegenzuwirken. Wenn sich das Ventil also in der

  Offenstellung befindet, dann muß der Differenzdruck stärl-er absin-

  ken, um e inen bestimmten Ventilhub hervorzurufen als es'if..er Feder,-

  charakteristik der Belastungefedern entspricht. Bei kleinem Druck.-

  abfall kann u. U. überhaupt noch kein Ventilhub entsteher. Bei &-r

  erfindungsgemäßen Anordnung wirkt beim Öffnen der Ventilltub Oie

  volle Membranfläche,. weil der Durchbruch des MembrantellEeis durc..h

  den besagten Ventilkörper abgeschlossen ist. Wenn aber die Membran

  in der Offenstellung ist, fällt der VentilkÖrper ab, und jetzt int

  die wirksame Membranfläche um den Querschnitt des Durchbruchs ver-

  mindert. Es genUgt somit ein geringerer Druckabfall, um dJe Membran

  einen Schließhub ausführen zu lassen. Auf diese Weise kann man dI##

  durch die Reibung hervorgerufene Hysterese vermindern.

  Ein AusfUhrungsbeispiel der Erfindung ist in der Abbildung dar-

  gestellt und Im folgenden beschrieben.

  Mit 1 ist das Durchlaufsystem eines Gas-WasGererhitzers bezeich--net, in welchem eine Drossel 2 angeordnet ist. An der Drc)Ese-I- 2 entsteht bei Wasserdurchfluß ein dynamischer Differenzdr-L--ck.
• Dieser Differenzdruck wird über Kanäle-,3, 4 in zwei Membrankammern 5 und 6 wirksam, -in welche ein Membrangehäuse 7 von einer Membran 8 unterteilt wird.
• Die Membran 8 ist ringförmig und mit ihrem,äußeren Rand ---m Gehäuse 7 und mit ihrem inneren Rand in einem Membrantel--er 9 eingespannt. Der Membranteller.9 ist mit einem Stößel 10 verbunden, welcher mittels einer Stopfbuchse 11 abdichtend aus dem Gehäuse 7 herausgeführt ist. Der Stößel 10 drückt in bekE.x..nte-i:.-Weise ein Gasventil gegen die Wirkung einer Ventilschliefifeder auf, wenn sich die Membran 8 bei Wasserdurcbfluß unter dem Einfluß des Differenzdruckes nach oben bewegt.
• Der Membranteller 9 wird zusätzlich von einer Feder 12, die sich am-Gehäuse 7 abstützt, nach unten gedrückt. Er weist einten zentralen Durchbruch 13 auf, der oben von einem Kragen 14 ungeben ist. Der Kragen 14 legt sich in der oberen Endstellung der Membran (Offenstellung) mit seiner Stirnfläche abdichtend an das Membrangehlcl-Zuse 7 an. Gegebenenfalls kann die Abdichtung noch du:?ch einen eingesetzten Ring aus nachgiebigem Material verbessert werden.
• An der Unterseite des Membrantellers, d.h. überdruckseitig, ist rings um den Durchbruch 13 ein Ventilsitz 15 vorgesehen. An diesen kann sich ein VentilkZirper in Gestalt einer Platte l(5 abdichtend anlegen, die lose in einem Korb 17 des Membrantelle:?s 9 gehalten und in der unteren Endstellung (Schließstellung) dez-.. selben durch einen Ansatz 18 des Gehäuses 7 an den Ventilsitz angedrückt wird.
• Die Wirkungsweise der beschriebenen Anmeldung ist folgende: Die Abbildung zeigt den Membranschalter in Schließstelltr-ig.'d.h. bei unterbrochenem Wasserdurchfluß. Es entsteht kein Differenzdruck, und der Membranteller ist in seiner-unteren Endntallung. Dabei wird der Ventilkörper 16 durch den Ansatz 18 auf sainen-Sitz 15 gedrUckt. Wenn jetzt der Differenzdruck durch eine Strömung

  Im- igyntea#'t entsteht. wird die Membran angehoben ' und dabei der

  Ventilkßrper 16 dummh den Differenzdruck in Anlage mit dem, Venti.«.-

  sitz 15.Sohalt=#. BeJm Öffhungshub wirkt also der Differenzdruck

  auf die geuewto ff«bren,t1.äche. Wenn die Membran 8 in ihrer oberen-

  lndstellwag angelan&t ist" legt sich der Kragen 14 mit seiner

  StirnrMhe abdichtend an das Gehäuse 7 an. Der Innenram des

  Dgrobbruahe 13 steht somit nicht mehr mit dem Unterdruckraum 6 in

  Verbindu29-. Durch das Ventil 15., 16 hindurch tritt ein Druckaus-

  gleich ein-, und damit entfällt der Differenzdruck, der den Ventil-

  körper 16 vorher auf seinem Sitz gehalten hatte. Der Ventilkörper

  16 rällt unter dem Einflu9 der Schwerkraft ab und wird in dem Korb

  17 aurgefarAM., Ps ist wegen der abdichtenden Anlage des Kragens 7'.

  ein Get"ne 7 noch keine direkte Verbindung zwischen Unterdruckraun

  und Uhterdruckraum 6 hergestellt. Der Differenzdruck wirkt aber auf

  elne verminderte Fläche, da der Querschnitt des Duirchbruches 13 von

  der wlz*awmm Nembranfläche in Fortfall kommt. Diese Verminderung

  der* wiMa»n Umbrantläche bei gleichbleibendem Differenzdruck

  bewirkt aber noch kein Absinken der Membran 8 unter der Wirkung

  der Peder 12 und der - nicht dargestelltten - Ventilschließfeder

  den G«ventila" weildie Reibung in der Stopfbuchse 11 einer solchen

  Bewegung entgegenwirkt. Jedoch wird die durch die Reibung sonst

  aurtretendeHysterese In dem Membranhub durch die Flächenver-

  rIngerung vermindert. Sahon bei einem geringen Absinken der Wasser-

  menge unter die Mindentwassermenge und entsprechendem Absinken des

  DILffermzdruck,en führt die Membran 8 mit dem Membranteller 9 eint."

  Hub Km. Sobald aber jetzt der Kragen 14 sich von dem Gehäuse 7

  abhebt, wird Uber den Ringspalt zwischen Gehäuse 7 und Kragen 14 und

  den Durchbruch 13 eine Verbindung zwischen Überdruckraum 5 und

  Unterdrmkraum 6 hergestellt. Der Differenzdruck gleicht sich schla,

  artig mm uns die Feder 12 drUckt den Membranteller 9 In die Schließ-

  stellung. Das Ganventil schließt.

  IL% kannalso nicht vorkommen, daß bei langsamem Drosseln des Wasser-

  durch,flunsen trotzdem noch längere Zeit die volle Heizleistung vor-

  handen.ist und dadurch eine Überhitzung des Wassers eintritt. Wenn

  der Mweratischalter so in die gezeichnete Schließstellung zurUck-

  gebt,p der VontilkUrIper 16 wieder durch den-Ansatz 18 auf

  seinen Sitz gedrückt, so daß die Räume 5 und 6 wieder getrennt

  sind und die Membran bei erneutem Wasserdurchfluß im Sy,-tem 1

  wieder ihren Hub ausführt.

Claims (2)

1. P a t e n t g n s p r ü c h e 1. Wasserschalter für Gas-Wassererhitzer, bei welchem an einer Membranhei Wasserdurchfluß ein dynamischer Differenzdruck wirksam ist, so daß die Membran einen Hub ausführt und ein Gasventil aufdrückt, dadurch gekennzeichnet, daß bei Absinken des Differenzdruckes nach einer geringen Bewegung der Membran aus der Offenstellung In Richtung auf die Schließstellung hin ein einen Druckausgleich zwischen den beiden Seiten der Membran bewirkender Durchlaß freigegeben wird.
2. 2. Wasserschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Memb*ranteller einen Durchbruch aufweist, der auf der Überdruckseite durch einen vom Differenzdruck auf einen Ventilsitz angedrÜckten Ventilkörper abschließbar ist und daß der Durchbruch in Offenstellung der Membran auf der Unterdruckseite durch das Membrangehäuse dicht gegen den Unterdruckraum abgeschlossen wird. 3. Wasserschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Membranteller um den Durchbruch herum einen Kragen aufweist, der sich in Offenstellung abdichtend an das Membrangehäuse anlegt. 4. Wasserschalter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper von einer Platte gebildet wird, welche lose In einem überdruckseitig an dem Membranteller vorgesehenen Korb gehalten und in Schließstellung von einem Ansatz des Membrangehäuses angedrückt wird.