DE19831067C2

DE19831067C2 - Verfahren zur Dichtheitsprüfung von Gasventilen

Info

Publication number: DE19831067C2
Application number: DE19831067A
Authority: DE
Inventors: Hugo Groenemans
Original assignee: Honeywell BV
Current assignee: Honeywell BV
Priority date: 1998-07-10
Filing date: 1998-07-10
Publication date: 2000-05-31
Anticipated expiration: 2018-07-11
Also published as: WO2000003180A1; DE19831067A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung von Gasventilen gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2.

Zur Gewährleistung eines sicheren Betriebs eines Gasbrenners ist die Dichtheitsprüfung der das Gas zum Brenner führenden Gasventile unerläßlich. Nach dem Stand der Technik werden sämtliche Gasventile entweder vor dem Starten des Brenners oder nach dem Abschalten des Brenners hinsichtlich ihrer Dichtheit überprüft. Eine derartige Dichtheitsprüfung erfordert einen Zeitraum von mehr als einer Minute. Unter Zeitgesichtspunkten ist eine derart lange Zeitspanne für die Dichtheitsprüfung unerwünscht, da während dieser Zeitspanne der Brenner für einen Betrieb nicht zur Verfügung steht.

DE 38 36 896 A1 zeigt ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung, bei dem die Gasventile wechselseitig sowohl beim Starten als auch beim Abschalten getestet werden können. Weitere Verfahren zur Dichtheitsprüfung sind aus DE 37 08 471 A1, DE 196 30 875 A1 sowie DE 44 25 225 A1 bekannt.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zugrunde, ein neuartiges Verfahren zur Dichtheitsprüfung von Gasventilen bereitzustellen.

Zur Lösung dieses Problems ist das eingangs genannte Verfahren durch die Maßnahmen a) bis e) des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 2 weiterentwickelt.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der Unteranspruch und der Beschreibung. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine hinsichtlich ihrer Dichtheit zu überprüfende Ventilanordnung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 ein schematisiertes Ablaufdiagramm für die Dichtheitsprüfung der Ventilanordnung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine hinsichtlich ihrer Dichtheit zu überprüfende Ventilanordnung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und

Fig. 4 ein schematisiertes Ablaufdiagramm für die Dichtheitsprüfung der Ventilanordnung gemäß Fig. 3.

Bei der Ventilanordnung gemäß Fig. 1 sind zwei Gasventile 11, 12 in einer Gasleitung 13 angeordnet, die zu einem im Detail nicht-dargestellten Brenner führt. Jedem Gasventil 11, 12 ist jeweils ein Stellantrieb 14, 15 zum Öffnen bzw. Schließen des jeweiligen Gasventils 11, 12 zugeordnet.

Ein Pfeil 16 gibt die Flußrichtung des Gases durch die Gasleitung 13 und damit durch die Gasventile 11, 12 an. Demzufolge durchströmt das Gas zuerst ein erstes Gasventil 11 und im Anschluß hieran ein zweites Gasventil 12, bevor dieses zu dem nicht-dargestellten Brenner gelangt. Im nicht-dargestellten Brenner wird das Gas gezündet, was durch einen Pfeil 17 verdeutlicht ist. In die sich ausbildende Flamme ragt ein Flammensensor 18. Aufbau und Arbeitsweise von Flammensensoren sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt.

Zur Dichtheitsprüfung der Gasventile 11, 12 der Ventilanordnung gemäß Fig. 1 wird beim Starten des Brenners das zweite Gasventil 12 und beim Abschalten des Brenners das erste Gasventil 11 hinsichtlich seiner Dichtheit überprüft. Hierzu ist zwischen das erste Gasventil 11 und das zweite Gasventil 12 ein Druckschalter 19 geschaltet. Der zeitliche Ablauf der Dichtheitsprüfung unter Verwendung des Druckschalters 19 wird im nachfolgenden unter Bezugnahme auf Fig. 2 erörtert:

Fig. 2 stellt ein schematisiertes Ablaufdiagramm der Dichtheitsprüfung für die Ventilanordnung gemäß Fig. 1 dar, wobei Linie 20 den zeitlichen Verlauf einer Wärmeanforderung, Linie 21 die zeitliche Aktivität eines Lüfters, Linie 22 die zeitliche Aktivität des Druckschalters 19 und Linien 23 und 24 die zeitliche Aktivität der Gasventile 11, 12 wiedergeben.

Bei einer sich ergebenden Wärmeanforderung, was in Fig. 2 durch die treppenartige Änderung der Linie 20 im Bereich 25 dargestellt ist, wird gemäß Linie 21 der Lüfter eingeschaltet. Unmittelbar hieran anschließend wird gemäß Linie 23 das erste Gasventil 11 für eine vorbestimmte Zeitspanne 26 geöffnet und im Anschluß hieran wieder geschlossen. Währenddessen ist das zweite Gasventil 12 geschlossen. Innerhalb der Zeitspanne 26, in der das erste Gasventil 11 geöffnet und das zweite Gasventil 12 geschlossen ist, strömt Gas in den zwischen den Gasventilen 11, 12 verlaufenden Abschnitt der Gasleitung 13. Der sich ergebende Druckanstieg wird durch den Druckschalter 19 überwacht, wie dies in Linie 22 gemäß Fig. 2 dargestellt ist. In diesem Fall ist der Kontakt des Druckschalters 19 geschlossen. Würde nach dem Ablauf der Zeitspanne 26 und demnach nach dem Schließen des Gasventils 11 der Druckschalter 19 ein Abfallen des Drucks detektieren - d. h. würde der Kontakt des Druckschalters öffnen -, so könnte hieraus auf die Undichtheit des zweiten Gasventils 12 geschlossen werden. Schaltet hingegen der Druckschalter 19 nicht, so kann auf die Dichtheit des zweiten Gasventils 12 geschlossen werden. Das Signal des Druckschalters 19 gibt demnach beim Starten des Brenners Auskunft über die Dichtheit des zweiten Gasventils.

Bei einer erkannten Undichtheit des zweiten Gasventils 12, wird die gesamte Ventilanordnung gemäß Fig. 1 deaktiviert. Hierzu bleiben beide Gasventile 11, 12 geschlossen, und es wird ein Alarmsignal aktiviert. Die Wärmeanforderung wird in diesem Fall nicht beantwortet. Der Brenner wird erst dann gestartet, nachdem das als undicht erkannte Gasventil ausgetauscht wurde.

Bei einer erkannten Dichtheit des zweiten Gasventils 12 werden jedoch beide Gasventile 11, 12 geöffnet, damit zum Starten des Brenners Gas in den Brenner strömen kann.

Falls die Wärmeanforderung zurückgeht, was in Fig. 2 durch die treppenartige Änderung der Linie 20 im Bereich 27 dargestellt ist, wird das erste Gasventil 11 gemäß Linie 23 unmittelbar geschlossen. Das zweite Gasventil 12 hingegen bleibt für eine weitere, vorbestimmte Zeitspanne geöffnet. Hierdurch ist es möglich, daß das zwischen dem ersten Gasventil 11 und zweiten Gasventil 12 befindliche Gas in Richtung zum Brenner abströmen kann. Der Gasdruck zwischen den beiden Ventilen 11, 12 wird sich demzufolge abbauen, was vom Druckschalter 19 detektiert wird, indem der Kontakt des Druckschalters öffnet. Nach dem Abströmen des sich zwischen den beiden Gasventilen 11, 12 befindlichen Gases und dem Schließen des zweiten Gasventils 12 kann aus dem Signal des Druckschalters 19 auf die Dichtheit des ersten Gasventils 11 geschlossen werden. Steigt nämlich der Druck zwischen den Gasventilen 11, 12 wieder an, so wird dies der Druckschalter 19 detektieren - d. h. der Kontakt des Druckschalters 19 wird schließen -und hieraus kann auf die Undichtheit des ersten Gasventils 11 geschlossen werden. Bleiben jedoch die Druckverhältnisse unverändert, d. h. der Druckschalter 19 schaltet nicht, so kann hierauf auf die Dichtheit des ersten Gasventils 11 geschlossen werden.

Bei einer erkannten Undichtheit des ersten Gasventils 11 wird die gesamte Ventilanordnung gemäß Fig. 1 wiederum deaktiviert und durch Erzeugung eines Alarmsignals der Austausch des undichten Gasventils veranlaßt. Anderenfalls geht die Ventilanordnung in einen Standby-Modus über.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1, 2 wird demnach das zweite Gasventil 12 beim Starten des Brenners und das erste Gasventil 11 beim Abschalten des Brenners auf Dichtheit überprüft. Hierdurch läßt sich die zur Dichtheitsprüfung erforderliche Zeit reduzieren. Darüber hinaus verfügt das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1, 2 gegenüber dem Stand der Technik über den Vorteil, daß es sich bei dieser Dichtheitsprüfung um eine sehr kostengünstige Lösungsmöglichkeit handelt, da die Funktionen der Dichtheitsprüfung in die Funktionen eines Brennerautomaten integriert werden können. Desweiteren ist kein weiterer Platzbedarf erforderlich, um die Dichtheitskontrolle vorrichtungstechnisch zu realisieren.

Fig. 3, 4 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Dichtheitsprüfung von Gasventilen. Die Ventilanordnung gemäß Fig. 3 entspricht im wesentlichen der Ventilanordnung gemäß Fig. 1, wobei bei der Ventilanordnung gemäß Fig. 3 jedoch kein Druckschalter 19 vorgesehen ist. Ansonsten stimmen die Ventilanordnungen gemäß Fig. 1, 3 jedoch überein. Daher werden für gleiche Baugruppen gleiche Bezugsziffern verwendet. Zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen wird hinsichtlich des prinzipiellen Aufbaus der Ventilanordnung gemäß Fig. 3 auf die obigen Ausführungen verwiesen.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3, 4 wird zur Dichtheitsprüfung der Gasventile 11, 12 der Flammensensor 18, nämlich ein Flammenüberwachungssignal desselben, verwendet. Der zeitliche Ablauf der Dichtheitsprüfung unter Verwendung des Flammenüberwachungssignals wird im folgenden anhand von Fig. 4 näher erläutert:

Fig. 4 zeigt den zeitlichen Ablauf der Dichtheitsprüfung für die Ventilanordnung gemäß Fig. 3, wobei Linie 29 den zeitlichen Verlauf einer Wärmeanforderung, Linie 30 den zeitlichen Verlauf der Aktivität eines Lüfters, Linie 31 den zeitlichen Verlauf der Aktivität einer Zündeinrichtung und Linien 32, 33 den zeitlichen Verlauf der Aktivität der Gasventile 11, 12 wiedergeben. Linie 34 zeigt den zeitlichen Verlauf des Flammenüberwachungssignals.

Bei einer sich ergebenden Wärmeanforderung, die in Fig. 4 durch den treppenförmigen Anstieg der Linie 29 im Bereich 35 dargestellt ist, wird der nicht-dargestellte Lüfter gemäß Linie 30 gestartet bzw. aktiviert. Unmittelbar hieran wird das erste Gasventil 11 gemäß Linie 32 geöffnet, während das zweite Gasventil 12 noch verschlossen bleibt, die Zündeinrichtung jedoch aktiviert wird. Falls sich in diesem Fall eine Flamme ausbildet, wird dies vom Flammensensor 18 detektiert und hieraus kann dann auf eine Undichtheit des zweiten Gasventils 12 geschlossen werden. Bildet sich hingegen bei geöffnetem ersten Gasventil 11 und geschlossenem, zweiten Gasventil 12 und gleichzeitig aktivierter Zündeinrichtung keine Flamme aus, so kann hieraus auf die Dichtheit des zweiten Gasventils 12 geschlossen werden. Das Flammenüberwachungssignal 34 des Flammensensors 18 kann demzufolge zur Dichtheitsprüfung verwendet werden. Auch hier wird beim Starten des Brenners die Dichtheit des zweiten Gasventils überprüft.

Auch hier wird bei einer erkannten Undichtheit des zweiten Gasventils 12 die Ventilanordnung gemäß Fig. 3 deaktiviert und ein Alarmsignal erzeugt. Es kann diesbezüglich auf die Ausführungen zu Fig. 1, 2 verwiesen werden.

Bei einer erkannten Dichtheit des zweiten Gasventils 12 wird zum Starten des Brenners ebenfalls das erste Gasventil 11 bei gleichzeitig aktivierter Zündeinrichtung geöffnet. Aufgrund der Wärmeanforderung wird dann infolge des Brennerbetriebs Wärme erzeugt.

Beim Abschalten des Brenners kann das erste Gasventil 11 auf Dichtheit überprüft werden. Hierzu wird unmittelbar nach einer Erledigung der Wärmeanforderung, was in Fig. 4 durch eine treppenartige Reduzierung der Linie 29 im Bereich 36 dargestellt ist, das erste Gasventil 11 geschlossen, während das zweite Gasventil 12 noch für eine vorbestimmte Zeitspanne geöffnet bleibt. Sollte das erste Gasventil 11 dicht sein, so würde in diesem Fall die Flamme erlöschen. Das System würde in den Standby-Modus übergeben. Sollte hingegen das erste Gasventil 11 undicht sein, so wird der Flammensensor 18 weiterhin eine Flamme detektieren. Dies wäre ein Hinweis auf die Undichtheit des ersten Gasventils 11. Das System würde wiederum deaktiviert.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3, 4 verfügt ebenso wie das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 gegenüber dem Stand der Technik über den Vorteil, daß die Zeit zur Dichtheitsprüfung reduziert wird. Auch beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3, 4 lassen sich die Funktionen der Dichtheitsprüfung in einen Brennerautomaten integrieren. Des weiteren wird bei beiden Ausführungsbeispielen bei der Dichtheitsprüfung kein unverbranntes Gas zum Brenner geleitet.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3, 4 verfügt desweiteren gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1, 2 über den Vorteil, daß kein Druckschalter erforderlich ist. Die Systemkosten und der Integrationsaufwand reduziert sich damit nochmals. Da desweiteren die Dichtheitsprüfung des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3, 4 von Druckmessungen in der Druckleitung 13 unabhängig ist, reduziert sich nochmals die erforderliche Zeit für die Dichtheitsprüfung.

Bezugszeichenliste

11

Gasventil

12

Gasventil

13

Gasleitung

14

Stellantrieb

15

Stellantrieb

16

Pfeil

17

Pfeil

18

Flammensensor

19

Druckschalter

20

Linie

21

Linie

22

Linie

23

Linie

24

Linie

25

Bereich

26

Zeitspanne

27

Bereich

29

Linie

30

Linie

31

Linie

32

Linie

33

Linie

34

Linie

35

Bereich

36

Bereich

Claims

1. Verfahren zur Dichtheitsprüfung von zwei in einer zu einem Brenner führenden Gasleitung (13) angeordneten Gasventilen (11, 12), wobei in Strömungsrichtung des Gases ein erstes Gasventil (11) vor dem zweiten Gasventil (12) und das zweite Gasventil (12) vor dem Brenner angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß

a) beim Starten des Brenners ausschließlich das zweite Gasventil (12) und beim Abschalten des Brenners ausschließlich das erste Gasventil hinsichtlich der Dichtheit überprüft wird,
b) zur Dichtheitsprüfung ein zwischen das erste Gasventil (11) und das zweite Gasventil (12) geschalteter Druckschalter (19) verwendet wird,
c) beim Starten des Brenners das erste Gasventil (11) für eine vorbestimmte Zeitspanne (26) geöffnet wird, während das zweite Gasventil (12) geschlossen bleibt, und daß in Abhängigkeit vom Signal des Druckschalters (19) auf die Dichtheit des zweiten Gasventils (12) geschlossen wird,
d) bei einer erkannten Dichtheit des zweiten Gasventils (12) zum Starten des Brenners das erste und das zweite Gasventil (11, 12) geöffnet werden, und
e) beim Abschalten des Brenners das erste Gasventil (11) geschlossen wird, während das zweite Gasventil (12) für eine vorbestimmte Zeitspanne geöffnet bleibt, und daß in Abhängigkeit vom Signal des Druckschalters (19) auf die Dichtheit des ersten Gasventils (11) geschlossen wird.

2. Verfahren zur Dichtheitsprüfung von zwei in einer zu einem Brenner führenden Gasleitung (13) angeordneten Gasventilen (11, 12), wobei in Strömungsrichtung des Gases ein erstes Gasventil (11) vor dem zweiten Gasventil (12) und das zweite Gasventil (12) vor dem Brenner angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß

a) beim Starten des Brenners ausschließlich das zweite Gasventil (12) und beim Abschalten des Brenners ausschließlich das erste Gasventil hinsichtlich der Dichtheit überprüft wird,
b) zur Dichtheitsprüfung ein Flammenüberwachungssignal verwendet wird,
c) beim Starten des Brenners eine Zündeinrichtung aktiviert wird und das erste Gasventil (11) geöffnet wird, während das zweite Gasventil (12) geschlossen bleibt, und daß in Abhängigkeit vom Flammenüberwachungssignal auf die Dichtheit des zweiten Gasventils (12) geschlossen wird,
d) bei einer erkannten Dichtheit des zweiten Gasventils (12) zum Starten des Brenners das erste und das zweite Gasventil (11, 12) geöffnet werden, und
e) beim Abschalten des Brenners das erste Gasventil (11) geschlossen wird, während das zweite Gasventil (12) für eine vorbestimmte Zeitspanne geöffnet bleibt, und daß in Abhängigkeit vom Flammenüberwachungssignal auf die Dichtheit des ersten Gasventils (11) geschlossen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei erkannter Undichtheit des zweiten Gasventils (12) nach Schritt c) oder bei erkannter Undichtheit des ersten Gasventils (11) nach Schritt e) die gesamte Ventilanordnung der Gasventile (11, 12) deaktiviert wird.