DE1751430A1

DE1751430A1 - Brennstoff-Regelventil

Info

Publication number: DE1751430A1
Application number: DE19681751430
Authority: DE
Inventors: Fairley Richard Kramer; Mccarty Lourdes Vitus
Original assignee: Controls Company of America
Current assignee: Controls Company of America
Priority date: 1967-06-23
Filing date: 1968-05-29
Publication date: 1971-07-08
Also published as: JPS5011105B1; NL6808837A; FR1573351A; US3451407A; GB1171035A

Description

mein Zeichen: 0554 Pt ,

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Controls Company of America, USA 2001 North Janice Avenue, Melrose Park, Illinois

Brennstoff-Regelventil

Die Erfindung "bezieht sich auf ein Brennstoff-Regelventil, insbesondere zur Regelung von gasförmigen Brennstoffen.

Die Erfindung betrifft ein Brennstoff-Regelventil mit einem Elektromagneten, der in Abhängigkeit von einem wärmeempfindlicheri Gerät erregbar ist, einem zwischen einer Anzugssteilung und einer Iiösestellung bewegbaren Anker, welcher in der Anzugsstellung von dem Elektromagneten festgehalten wird, einer Ankerfeder, welche den Anker in die Iöse3tellung drUckt, und einem Sicherheitsventil, welches in der Schließstellung eLn Strömen doB Brennstoffes zwischen der Einlaf3öffnung und der Auolaßöffnung verhindert, wobei dieses Sieherhoitsventil

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sich zusammen mit dem Anker begrenzt bewegen kann. Die Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß diese begrenzte Bewegung die Bewegung des Sicherheitsventiles in die Schließstellung zuläßt, wenn der Anker sich in der Anzugsstellung befindet, daß eine das Sicherheitsventil in Schließrichtung drückende Ventilfeder und eine v/eitere J?eder vorgesehen sind, welch letztere in der Betriebsstellung entgegen der Kraft der Ventilfeder auf das Ventil einwirkt und eine Kraft ausübt, die größer ist als die Kraft der Ventilfeder, aber kleiner ist als die Kraft der Ankerfeder, und daß diese v/eitere Feder aus ihrer Betriebsstellung heraus zurückziehbar ist derart, daß das Ventil durch die Ventilfeder geschlossen wird, während der Anker von dem Elektromagneten festgehalten wird.

Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Brennstoff-Regelventil für gasförmige Brennstoffe, welches die Gasströmung von einer Einlaßöffnung in eine Auslaßöffnung und in eine Sparauslaßöffnung regelt, wobei ein Sicherheitsventil vorgesehen ist, welches die Strömung in beide Auslaßöffnungen zuläßt oder unterbricht. Es ist ferner ein Unterbrecher-Ventil vorgesehen,welches die Hauptauslaßöffnung Öffnet oder schließt, wobei Auslösemittel angeordnet sind, die sich geradlinig aus einer llormalstellung heraus in einer vorbestimmten Richtung bewegen derart, daß sie gleichzeitig auch das Sicherheitsventil öffnen und das Unterbrecher-Ventil schließen. Es ist ferner ein wärmeempfindliches Gerät angeordnet, welches nach Maßgabe der kontinuierlichen Zündung des Gases von der Sparauslaßöffnuny so arbeitet, daß es das Sicherheitsventil offen hält, nachdem die Löoemittel Ln die Normalsteilung zurückgekehrt sind und daa unterbrecher-

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Ventil geöffnet hat. Das Sicherheitsventil· ist dabei so "betätigter, daB.es' diese Auslaßöffnungen nach Haßgabe der geradlinigen Bewegung der Lösemittel aus der IJormalstellung in eine zu der vorbestimmten Richtung entgegengesetzten Richtung schließt, und zwar unabhängig von -dem-wärmeempfindlichen Gerät. .-Schließlich sind noch Schnapper angeordnet, welche beim Schließen des Sicherheitsventiles in Tätigkeit treten und das Sicherheitsventil daran hindern, sich wieder zu öffnen, und zwar nach Maßgabe der Bewegung der Lösemittel in der" vorbestimmten Richtung, und die beim Abkühlen des wärmeempfindlichen Gerätes unwirksam werden.

Bin Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Regelventil es für gasförmige Brennstoffe ist nachstehend anhand der Zeichnung noch etwas näher erläutert. In dieser zeigen in rein schematischer Weise:

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch das erfindungsgemäße Regelventil in der Einschaltstellung

Fig. 2 einen Teilschnitt des erfindungsgemäßen Ventiles, wobei das Sicherheitsventil in der Schließstellung dargestellt ist, und der Anker freigegeben wurde, und die Schnapper sich zur Verhinderung des öffnens des Ven- -fciles unter das Sicherheitsventil bewegt haben

Pig. 3 eine der Figur 2 vergleichbare Ansicht, wobei

veranschaulicht wird, in welcher Weise das 109828/0682 jFrawerden des Ankers die Schnapper öffnet

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und die Kontrollvorrichtung in eine Stellung bringt, in welcher erstere bereit für den Auslösevorgang sind

Das (Jas-Regelventil besitzt einen Anker, der ein Sicherheitsventil trägt, das von einem Auslösemechanismus der Unterbrecher-Type oder einem anderen hierfür geeigneten Auslösemechanismus aue einer Schließstellung heraus in eine Offenstellung bewegt wird. Durch diesen Auslösemechanismus wird das Sicherheitsventil von seinem Sitz abgehoben, so daß der Anker an einen Elektromagneten herangeführt wird, der von einem Thermoelement oder einem Äquivalenten, wärmeempfindlionen Gerät erregt wird. Nach Beendigung des AuslöseVorganges wird eine Federkraft aufrechterhalten, welche das Sicherheitsventil an den Anker mit einer Kraft presst, die kleiner ist als die Kraft derjenigen Feder, die in Sohließriohtung des Ventiles auf den Anker zur Einwirkung gelangt. Letztere Kraft wird von der Kraft des Elektromagneten überwunden. Das Sicherheitsventil ist jedoch zur begrenzten Bewegung relativ zu dem Anker gelagert und wird von einer schwachen Feder in Schließriohtung des Ventilee gedrückt, wobei die Kraft dieser Feder ausreicht, um das Ventil in die Schließeteilung zu bewegen, falls die an erster Stelle genannte Kraft der Feder fortfällt. Wenn also eine vollständige Unterbrechung der gesamten Strömung zu den Brennern gewünscht wird, so wird dl« Kraft der auf das Sicherheitsventil und den Anker in Sohlieflriohtung des Ventiles wirkenden Feder beseitigt, so daß dl« relativ eohwaoh· Feder da« Sioherheitsventil schließen kann, auch wenn der Elektromagnet hinreichend ^; erregt bleibt, um den Anker festzuhalten. Wenn das Sioherheits-

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ventil auf diese Weise schließt, so bewegen sich die federnden Schnapper unter das Sicherheitsventil in eine Lage, in welcher die Bewegung des Sicherheitsventiles in die Offenstellung unterbunden wird, auch wenn der Lösemechanismus betätigt wird. Die Schnapper verbleiben in dieser Lage solange, bis der Elektromagnet den Anker freigibt, in welohem Augenblick sich der Anker und die zugeordnete Löseplatte in Schließrichtung des Ventiles bewegen, so daß die Schnapper aus ihrer Wirkstellung herausbewegt werden, wodurch das Sicherheitsventil für die nachfolgende Bewegung in öffnungsrichtung freigegeben wird, wenn der Auslösemechanismus betätigt wird.

Wie aus der Zeichnung ersiohtlich, besitzt die Anordnung ein Gehäuse 1o mit einer Einlaßöffnung 12, welche über den zylinderförmigen Filter 16 in die Kammer 14 führt. Das Sicherheitsventil 17 besitzt ein leioht schalenförmiges Verschlußglied 18, welches von einer Platte 2o verstärkt wird, die auf der Stange 22 zwischen demon zwei Drahtschnappringen 24,26 bestimmten Grenzen gleitend geführt ist. Der obere Nabenteil der Platte 2o ist mit einem Gewinde zur Aufnahme der Kappe 28 versehen. Die sehr leichte Feder 3o drüokt das Sicherheitsventil bis an die von dem oberen Ring 24 bestimmte Grenze nach oben. Mit der Stange 22 ist eine Löseplatte 32 verbunden , deren Außenrand nach unten umgebogen ist und von der zusammengedrUoken Feder 34 nach oben gedrückt wird. Das untere Ende der Stange 22 trägt den üblichen Anker innerhalb des Gehäuses 36. In dem Gehäuse 36 ist auch ein Elektromagnet 37 gelagert, der mit einem Thermoelement verbunden ist, das von einer Sparflamme beheizt wird, so daß hinreichend Energie erzeugt wird, um den Elektromagneten ausreichend zu erregen, so daß der

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Anker zwar an dem Magneten feethaftet, die Energie aber nicht ausreicht, um den Anker anzuziehen. Dies ist die übliche Art und Weise der Verwendung von elektromagnetischen Sicherheits-Regelvorrichtungen. Wenn dieser Elektromagnet entregt wird, weil die Sparflamme erliaoht, so bewegt die Feder 34 die Löseplatte 32 und die Stange 22 nach oben, so daß das Sicherheitsventil gegen den Sitz 30 gedrückt wird.

Unmittelbar stromabwärts des Sicherheitsventiles ist eine Leitung 4o vorgesehen, welche zu dem Sparbrenner 39 führt. Unmittelbar stromabwärts dieser Leitung 4o ist ein Sitz 42 vorgesehen, gegen welchen eich das den Strom unterbrechende Ventil 44 anlegen kann. Dieses Ventil 44 wird von der Feder 46 nach unten gedrückt, so daß es auf dem nach außen gebogenen Flansch 48 der Muffe 5o zur Auflage kommt, welche mit dem Tauchkolben oder dem die Feder 54 aufnehmenden Schaft 52 verbunden ist. Diese Feder 54 wirkt auf den Kopf des Zapfens 56 so ein, daß dieser Zapfen 56 mit einer Kraft nach unten gedrückt wird, welche größer ist als die Kraft der Feder 3o, jedoch kleiner ist als die Kraft der Feder 34. In der in Figur 1 der Zeichnung dargestellten Lage ist das Thermoelement hinreichend erregt worden, um das Sicherheitsventil offen zu halten, so daß über die Auslaßöffnung 4o in den Sparbrenner Gas einströmt und das den Strom unterbrechende Ventil 44 wird insofern offen gehalten, als es eich gegen die Schulter 40 der Muffe 5o anlegt. In dieser Lage ist die Feder 54 ein wenig zusammengedrüokt und hält das Sicherheitsventil 17 elastisch nachgiebig fest, so daß die Platte 32 (in Wirklichkeit der Anker) freigegeben wird. Wenn die Stromzufuhr sum Elektromagneten unterbrochen wird, so besitzt die Feder 34 hinreichend

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Kraft, um die Kraft der auf den Zapfen 56 einwirkenairTtfecier au überwinden, so daß daa Sicherheitsventil 17 nach oben bewegt und geschlossen wird. Hierdurch wird der gesamte Grasstrom unterbrochen. Wenn man einmal von der in Figur 1 der Zeichnung dargestellten Einschaltstellung ausgeht, so wird der Knopf 57 zurückgezogen, so daß der Schaft 52 nach außen gezogen wird, was die Bewegung der unter der Einwirkung einer Feder stehenden Sperrkugel 58 erforderlich macht, bis sie freigegeben ist, so daß sie auf die andere Seite* des Spindelteiles 6o des Tauchkolbens herabfallen kann. Sie liegt dann auf der Unterseite dieser Spindel auf. In diesem Punkte hat der Zapfen 56 den toten Gang zwischen dem Kopf des Zapfens 56 und der Innenfläche der Muffe 5o überwunden und ist zurückgezogen worden, woraufhin die auf die Unterseite des Siclierheitsventiles wirkende leichte Feder 3o das Sicherheitsventil 17 nach oben bewegen kann, und zwar zumindest so weit, daß sich das flexible Verschlußglied 18 gegen den Sitz 38 anlegt und die Strömung unterbricht. Wenn dies geschehen ist, so kühlt sich das Thermoelement hinreichend ab, um den Anker freizugeben und der Feder 34 zu gestatten, die üöseplatte 32 nach oben zu bewegen und mit der Schließbewegung des Sioherheitsventiles fortzufahren. Wenn jedoch der Benutzer anstatt eu warten bis das Thermoelement sich abgekühlt hat, sofort versucht, die Kontrolle durch Herunterdrücken dee Knopfes 56 an der in Figur 1 der Zeichnung dargestellten Lage vorbei auszulösen, so daß zuerst das die Unterbrechung bewirkende Ventil 44 eur Anlage gelangt, ao ist dieser Eingriff für die Vervollständigung des normalen Aus- lösevorganges insofern unwirksam, als die nach innen wirkenden Schnapper 62 unter die Platte 2o des Sioherheitsventiles grei-

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fen und jedwedes öffnen dieses Sicherheitsventiles verhindern würden. Hierdurch wird die Platte 2o leicht nach unten bewegt, und nimmt den freien Spielraum ein, der für die Schnapper für die Bewegung unter diese Platte 2o vorgesehen ist, wobei aber die elastische, schalenförmige Fläche 18 des Vehtiles zur Aufrechterhaltung der Dichtung mit Leichtigkeit sich hinreichend durchbiegt. So muß also der Benutzer so lange warten, bis das Thermoelement sich abgekühlt hat, so daß der Elektromagnet entregt ist und der Löseplatte 32 gestattet wird, sich nach oben zu bewegen und die Schnapper 62 in die in Figur 3 dargestellte Stellung zu spreizen, in welcher sie nicht langer die Bewegung des Sicherheitsventiles nach unten hemmen können. Dies hindert dann den Benutzer daran, den Brenner unter Bedingungen zu zünden, welche den vollen Fluß des Rohgases in einen nicht gezündeten Brenner zulassen.

Unter normalen Betriebsbedingungen erfolgt der Auslösevorgang duroh Niederdrücken des Knopfes 56, welcher die Sperrkugel 58 auslenkt, wobei sich das die Unterbrechung bewirkende Ventil 44 zuerst gegen den Sitz anlegt. Während dieser Zeitspanne ist die Feder 54 gespannt, bis sie praktisch fest wird, d.h. bis sie als festes Glied wirkt. Eine kontinuierliche Abwärtsbewegung des Knopfes und seines Tauchkolbens 52 bewirkt ein Abheben des Sicherheitsventiles von seinem Sitz und eine Bewegung des Ankers in Richtung des Elektromagneten. Hierdurch wird lediglich die Sparleitung 4o beaufeohlagt, da ja

eine Strömung des Gases an dem die Unterbrechung bewirkenden vorbei⁰ ^

Ventil !verhindert ist. Nach erfolgter Zündung bewirkt das Lösen des Knopfes, daß die Feder 64 den Knopf in seine in der

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Zeichnung gezeigte Normalstellung zurückbewegt, und die Teile nehmen wiederum ihre normale Betriebsstellung ein, wie aie in Figur 1 der Zeichnung dargestellt ist.

Während die Zeichnungen einen Lösemechanismus der Unterbrecher-Type zeigen, iat es klar, daß diese Sicherheitsverriegelung, welche ein Wiederöffnen des Sicherheitsventiles verhindert, während der Anker von dem Elektromagneten noch angezogen ist, auch "bei anderen Lösemechanismen vorteilhaft angewandt werden kann, da alle der verschiedenen Lösemechanismen die Einwirkung einer Kraft auf das Sioherheitsventil erforderlich machen, um das Sicherheitsventil zu öffnen und den Anker auszulösen. Es ist lediglich erforderlich, was auch immer für Mittel für diesen Vorgang angewandt werden mögen, die Kontrollvorrichtung mit einer elastisch nachgiebigen Vorrichtung auszustatten, welche die Kraft der Feder überwindet, und die bestrebt ist, das Sicherheitsventil von dem Anker zu lösen, die aber von der Spannfeder dos Ankers überwunden wird. Die elastisch nachgiebige Vorrichtung kann getrennt von dem Lösezapfen sein. Deshalb ist die Erfindung keineswegs auf die Verbindung mit einem Unterbrecher beschränkt! die Verwendung eines derartigen Unterbrechers ist aber sehr vorteilhaft, da Sicherheits-Kontrollvorrichtung als Ganzes in ihrem Aufbau sehr einfaoh gehalten werden kann und dennoch in der Lage 1st, strenge Maßstäbe au erfüllen. Die in der Zeichnung dargtstellte besondere Form des Unterbrechers ist ferner insofern vorteilhaft, als der Knopf und der Ihm zugeordnete Tauchkolben oder Sohaffc !52 verdreht werden können ohne daß hierduroh der Betrieb des Lösemechaninmus in irgend einer Drehstellung des Knopfea beein-

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flußt wird. Hierdurch ist es möglich,die Drehbewegung des Knopfes zum Einschalten eines Hilfsapparates, z.B. einer thermostatischen Kontrollvorrichtung, zu benutzen.

-Patentansprüche-

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Claims

Patentansprüche 1 7 Γ 1 A? O

1.) Brennstoff-Regelventil, mit einem Elektromagneten, der in Abhängigkeit von einem wärmeempfindlichen Gerät erregbar ist, einem zwischen einer Anzugsstellung und einer Lösestellung bewegbaren Anker, welcher in der Anzugsstellung von dem Elektromagneten festgehalten wird, einer Ankerfeder, welche den Anker in die Lösestellung drückt und einem Sicherheitsventil, welches in der Schließstellung ein Strömen des Brennstoffes zwischen der Einlaßöffnung und der Auslaßöffnung verhindert, wobei dieses Sicherheitsventil sich _ zusammen mit dem Anker bewegen kann, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherheitsventil (17) auch relativ zu dem Anker (35) begrenzt bewegbar ist, wobei diese begrenzte Bewegung die Bewegung des Sicherheitsventiles (17) in die Schließstellung zuläßt, wenn der Anker (35) sich in der Anzugsstellung befindet, daß eine das Sicherheitsventil (17) in Schließrichtung drückende Ventilfeder (3o) und eine weitere Feder (5o) vorgesehen sind, welch letztere in der Betriebsstellung e'ntgegen der Kraft der Ventilfeder (3o) auf das Ventil einwirkt und eine Kraft ausübt, die größer ist ™ als die Kraft der Ventilfeder (3o), aber kleiner ist als die Kraft der Ankerfeder (34), und daß diese weitere Feder (54) aus ihrer Betriebsstellung heraus zurückziehbar ist derart, daß das Ventil (17) durch die Ventilfeder (3o) ge-Bchlossen wird, während der Anker (35) von dem Elektromagneten (37) festgehalten wird.

2. Ventil, mit einem in einer Richtung von Hand bewegbaren · Schaft, so daß das Ventil geöffnet und der Anker in Richtung des Elektromagneten bewegt wird, nach Anspruch 1, g β-

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kennzeichnet durch Schnapper (62) , welche nach dem Schließen des Ventiles (17) gegen dieses anlegbar sind, während der Anker (35) in seiner Anzugsstellung ist derart, daß hierdurch das öffnen des Ventiles (17) durch Betätigung des Schaftes (52) von Hand in dieser Richtung verhindert wird.

3. Ventil nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein von dem Anker (35) gehaltertes Löseglied (32), das so wirksam ist, daß es die Schnapper (62) in der Außerbetriebstellung hält, wenn der Anker (35) die Lösestellung einnimmt.

4. Ventil nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherheitsventil (17) eine Platte (2o) und eine flexible Fläche (18) enthält, welche ein Anlegen an den Ventilsitz aufrechterhalten kann, jedoch eine Bewegung der Platte (2o) in begrenztem Umfang zuläßt, daß die Schnapper (62) in eine Stellung bewegbar sind, in welcher sie die Bewegung der Platte (2o) in die Dichtungs- Lösestellung hemmen, daß das Schließen des Ventiles (17) während der Anzugsstellung des Ankers (35) normalerweise die Bewegung der Platte (2o) und der flexiblen Fläche (10) in eine Lage bewirkt, in welcher die Platte (2o) hinreichend Zwischenraum für eine ungehinderte Bewegung der Schnapper (62) in die Betriebsstellung sicherstellt, so daß nach dem sich daran anschließenden Betrieb des Schaftes (52), während der Anker (35) sich in der Anzugsstellung befindet, die Be- j wegung der Platte (2o) in die Sitz- Lölesteilung von den Schnappern (62) gehemmt wird. .

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5. Ventil nach Anspruch. 4, dadurch gekennzeichn e t, daß die flexible Fläche (18) die Form einer schalenförmigen, flexiblen Ringflache besitzt, deren Mittelteil sich gegen die Platte (2o) dichtend anlegt, und daß die begrenzte Bewegung der Platte (2o) durch den Raum zwischen dem Umfang der Ringfläche und dem Umfang der Platte (2o) bestimmt wird.

6. Ventil nach Anspruch 5, dadurch, gekennzeichnet, daß zwei Schnapper (62) angeordnet sind, von welchen ein jeder in die Betriebsstellung federnd gedrückt wird, und daß das Löseglied (32) auf die Bewegung des Ankers (35) in die Lösestellung derart reagiert, daß ein jeder Schnapper (62) ig&ie Außerbetriebsstellung bewegt und in dieser Stellung festgehalten wird.

7. "Ventil nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein die Strömung unterbrechendes Ventil (44), welches unterhalb des Sicherheitsventiles (17) mit dem

ist
Schaft (52) verbunden |und naoh Maßgabe der Bewegung dieses Schaftes (52) in dieser einen Richtung wirksam wird, um die Strömung dea Brennstoffes in die Auslaßöffnung zu verhindern.

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