DE2305764C3 - Gasgemischdosiervorrichtung für einen mit Druckluft, Brenngas und Sauerstoff betriebenen Brenner - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gasgemischdosiervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Es sind derartige Vorrichtungen bekannt, bei denen die Gashauptversorgungsleitungen über Druckregler an die Leitungen angeschlossen sind, die zu den Arbeitsstellen führen. An diese Leitungen sind die Zweigleitungen angeschlossen, die zu den Brennern der einzelnen Verbraucherstellen führen. Dabei münden die Zweigleitungen in den sogenannten Mischventilen, die aus drei Ventilen für die drei unter Druck stehenden Gase Luft, Brenngas und Sauerstoff bestehen. Die Ventile sind meistens in Form vori Nadelventilen ausgebildet. An die Ventile ist der Brenner angeschlossen. Dabei wird an jedem Brenner die Flamme durch Ein- bzw. Verstellen der drei Ventile eingestellt. Das ist umständlich und zeitraubend. Beispielsweise muß bei einer Erhöhung der Brennerleistung zunächst das Ventil für Brenngas größer gestellt und darauf anschließend die Ventile für Druckluft und Sauerstoff entsprechend einregulk
werden. Das Einregulieren erfolgt unter Beobachtung der Flamme rein empirisch nach Sicht und Erfahrung.

Dabei ist weiterhin keine Gewähr gegeben, daß die Gasmischung optimal eingestellt ist. Das optimale Einstellen erfordert reiche Erfahrung. Weiterhin besteht die Gefahr, daß bei einem unbeabsichtigten Verstellen eines der Ventile die Flamme nicht ordnungsgemäß brennt Das ist für den Betrieb sehr nachteilig.

Die DE-PS 4 80 086 beschreibt einen mit Hilfe von Membranreglern arbeitenden Gemischregler für zwei oder mehrere gasförmige, dampfförmige oder flüssige Mittel, die in Rohrleitungen strömen. In der Zuführungsleitung des einen Mittels ist ein Einstellventil angeordnet In Strömungsrichtung gesehen sind an die Zuführungsleitungen hinter dem Einstellventil Zweigleitungen angeschlossen, die zu den Membranräumen membrangesteuerter Regelventile führen, die ihrerseits in die Leitungen der anderen Mittel eingeschaltet sind. Durch die vorbekannte Bauform soll erreicht werden, daß bei einer einmal vorgenommenen Einstellung das Mengenverhältnis der austretenden Mittel stets unverändert bleibt auch wenn die Menge durch irgendwelche äußeren Einflüsse sich ändert. In die zu den Membranräumen führenden Leitungen, die von der Leitung des einen Strömungsmittels abzweigen, sind Drosselventile eingeschaltet Des weiteren sind die Membranräume der Membranregler mit Entlüftungsleitungen versehen, in die wiederum Drosselventile eingeschaltet sind.

Die bekannte Vorrichtung ist umständlich und sperrig im Aufbau. Dadurch wird einmal die Herstellung der bekannten Vorrichtung erschwert. Dies ist nicht allein nur durch die Verwendung vieler Bauteile, sondern auch durch die Aneinanderordnung dieser Bauteile bedingt. Die Einstellung der bekannten Vorrichtung auf ein bestimmtes Mischungsverhältnis erfordert die Verstellung mehrerer Drosseln, wobei nicht nur viele Handgriffe notwendig sind, sondern wobei auch zu berücksichtigen ist, daß bei der Verstellung einer Drossel notwendigerweise auch andere Drosseln nachgestellt werden müssen. Die Handhabung ist schwierig. Insbesondere besteht die Gefahr einer verzögerten Nachregelung durch die Drosseln in den zu den Mischkammern führenden Leitungen, wenn die Strömungsmenge schlagartig vergrößert oder verkleinert werden soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Gasmischvorrichtung zu vermeiden und eine Gasmischvorrichtung der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß das Einstellen der jeweils gewünschten Flammengröße bzw. Flammenstärke schnell und einwandfrei d. h. unter Erhaltung der optimalen Gasmischung erfolgen kann, ohne daß ein Nachstellen der einzelnen Einstellventile unter Beobachtung der Flamme notwendig ist. Insbesondere soll auch die Möglichkeit gegeben werden, die Flamme vorübergehend kleinzustellen, ohne daß anschließend bei einem erneuten Großstellen der Flamme die einzelnen Ventile erneut unter sorgsamer Beobachtung der Flamme einreguliert werden müssen.

Des weiteren soll die Gasmischvorrichtung möglichst einfach im Aufbau und damit einfach in der Herstellung

sein.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand gemäß Anspruch 1 gelöst. Die Flammengröße wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung allein durch Verstellung des in die Druckluftleitung eingeschalteten Einstellventils gesteuert, wobei sich der Luftdruck in der zum Brenner führenden Leitung und damit auch gleichzeitig die Drucke der anderen Gase so ändern, daß die Gasmischung bei veränderter Brennerleistung

die gleiche bleibt.

Die erfindungsgemäße Bauform hat infolge der doppelt ausgenutzten Membran den Vorteil eines sehr einfachen und kompakten Aufbaus. Sperrige Bauteile sind vermieden. Demzufolge sind auch die Herstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und ihre Wartung einfach.

Vorteilhafte Ausführungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Drosseln auswechselbare Düsen. Diese Bauform hat den Vorteil, daß Änderungen der Zusammensetzung des Brenngasgemisches ohne weiteres durch einfaches Auswechseln der Düsen erreicht werden kann, ohne daß die Gasmischvorrichtung noch weiter zu verändern oder zu verstellen ist.

Einzelheiten der Erfindung sind anhand der in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert, und zwar zeigt

F i g. 1 den grundsätzlichen Aufbau einer bekannten Gasmischvorrichtung,

F i g. 2 den grundsätzlichen Aufbau der erfindungsgemäßen Gasmischvorrichtung,

Fig.3 einen teilweisen Längsschnitt durch die Gasmischvorrichtung,

F i g. 4 einen Schnitt durch den Mischkopf, der an die Vorrichtung gemäß F i g. 3 angeschlossen ist,

F i g. 5 eine halbperspektivische Ansicht der Vorrichtung gemäß Fig.3 und 4 mit angeschlossenem Manometer.

Bei den bekannten Gasmischvorrichtungep — im Ausführungsbeispiel sei von einer Gasmischvorrichtung für die Brenner einer Glasbearbeitungsmaschine ausgegangen — gemäß F i g. 1 sind die nicht dargestellten Hauptversorgungsleitungen an die Anschlußstutzen 1 für Luft, 2 für Brenngas und 3 für Sauerstoff angeschlossen. Die Anschlußstutzen sind mit Druckreglern 4 für Luft, 5 für Brenngas, 6 für Sauerstoff verbunden. Von dem Drucksystem führen die Zweigleitungen 7, 8 und 9 zu den Verbraucherstellen. Dort sind die Zweigleitungen 7 a, 7b, Sa, 86, 9a, 9b jeweils zu drei Ventilen 10, 11, 12 geführt, die in Form von Nadelventilen ausgebildet sind und die jeweils zu einem sogenannten Mischventil 13 zusammengefaßt sind. An die Mischventile 13 sind die Brenner 14a, 146 angeschlossen.

Für jeden Brenner wird die richtige Flamme durch Einstellen der drei Ventile 10a, 1Oi, 11a, üb, 12a, 126 eingestellt. Das ist umständlich und zeitraubend. Beispielsweise muß bei einer Erhöhung der Brennerleistung zunächst das Ventil 11 größer gestellt und darauf anschließend die Ventile 10 und 12 einreguliert werden. Das Einregulieren erfolgt unter Beobachtung der Flamme rein empirisch nach Sicht und Erfahrung.

Bei der in F i g. 2 dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtung ist jeweils in die Druckluftleitung 7 ein Einstellventil 15a eingeschaltet. Es kann aus einem Nadelventil, Druckmembran, Hahnventil oder dergl. bestehen.

In der Fig.2 ist in derem rechten Teil außer dem Einstellventil 15a ein weiteres Einstellventil 156 dargestellt, das parallel mit dem Einstellventil 15a geschaltet ist. Beide Einstellventile sind im dargestellten Ausführungsbeispiel in Form von Nadelventilen ausgebildet. Das Einstellventil 156 ist beim Ausführungsbeispiel ein Magnetventil. Mit dieser Kombination zweier Einstellventile kann beispielsweise eine Flamme kurzfristig durch einen elektrischen Impuls größer oder kleiner geschaltet werden, je nachdem ob das parallel geschaltete Magnetventil freigegeben oder abgeschaltet wird.

In F i g. 5 ist eine andere Ausbildung des Einsteüventiis dargestellt, das hier als einstellbarer Druckregler ausgebildet ist

Der Ausgang des Einstellventils 15c ist an den Eingang 16 der erfindungsgemäßen Gasgemischdosiervorrichtung 17 angeschlossen und mündet in die in F i g. 3 dargestellte Druckkammer 18, die ihrerseits über die Verbindungsleitung 19 mit dem in F i g. 4 und F i g. 5 dargestellten Mischkopf 20 verbunden ist Die Verbindungsleitung 19 ist unter Einschaltung der Düse 21 über den Mischraum 22 mit dem Ausgang 23 verbunden, an welchen seinerseits der in F i g. 1 und F i g. 2 dargestellte Brenner 14 angeschlossen ist Der mit dem Einstellventil 15 einstellbare Druck bestimmt in Abhängigkeit vom Querschnitt der Düse 21 das pro Zeiteinheit fließende Luftvolumen des Brenngasgemisches. Dieser Druck kann an dem Manometer 24 abgelesen werden, welches an Stelle der in F i g. 4 dargestellten Verschlußschraube 25 mit einem in F i g. 5 dargestellten Stutzen 26 an den Mischkopf 20 angeschlossen ist.

Die Druckkammer 18 ist beidseitig durch zwei Membranen 27,28 abgeschlossen, die bewegungsschiüssig mit den Ventilstellhebeln 29, 30 der als Kipphebelventile ausgebildeten Druckregelventile 31, 32 verbunden sind. Diese bestehen aus Ventilbohrungen 33,34 mit aus Gummi bestehenden Dichtflächen 35, 36 und dem um die Achsen 37 und 38 kippenden Ventilstellhebel. Derart werden Druckregelventile mit veränderlichem Öffnungsquerschnitt je nach dem Verschwenkungsgrad der Ventilstellhebel 29 und 30 gebildet. Anstelle der genannten Ventilkonstruktion kann auch jede andere Anwendung finden, bei der in Abhängigkeit von der Stellung der Steuermembranen 27 und 28 der Öffnungsquerschnitt geändert wird.

Die Ventilbohrungen 33 und 34 sind über als Kegelventile ausgebildete Absperrventile 39 und 40 an die Leitungen 8 für Brenngas und 9 für Sauerstoff angeschlossen. Die Durchbiegung der Membran 27, 28 bestimmt sich einmal nach dem Druck in der Druckkammer 18 und zum anderen nach dem jeweils sich einstellenden Druck in den Niederdruckkammern 41, 42 der Sauerstoff- und Gaszufuhr. An diese Niederdruckkammern 41 und 42 sind über die Leitungen 43 und 44 die Düsen 45 und 46 angeschlossen. Die Schließkraft der Druckregelventile 31, 32 kann — wie im Ausführungsbeispiel in F i g. 3 dargestellt — durch

so eine Zugfeder 47 verstärkt werden. Durch diese Feder wird der in den Niederdruckkammern 41, 42 sich ausbildende Druck geringfügig gegenüber dem Druck in der Druckkammer 18 vermindert, jedoch läßt sich durch eine entsprechende Abstimmung der Querschnitte der Ventilbohrungen 33, 34 zu den Durchmessern der Steuermembranen 27,28 und durch eine entsprechende Auslegung der Zugfeder 47 ein einwandfreies Abschließen der Druckregelventile 31, 32 erreichen, ohne daß dadurch sich eine störende Veränderung in der

bo gewünschten Zusammensetzung des Brenngasgemisches ergibt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:

Bei geschlossenem Einstellventil 15 fließt keine Luft.

Die Druckregelventile 31, 32 sind geschlossen, so daß auch der Brenngas- und Sauerstoffzufluß gesperrt sind.

Bei Inbetriebnahme wird das Einstellventil 15 geöffnet. Luft fließt über die Druckkammer 18 und die

Düse 21 zur Mischkammer 22. Dabei bildet sich in der Druckkammer 18 ein Druck aus, der die Steuermembrancn 27 und 28 nach außen drückt, so daß die Druckregelventile 31, 32 geöffnet werden und nunmehr sowohl Brenngas als auch Sauerstoff nachströmen kann. In den Niedordruckkammern 41 und 42 stellt sich praktisch der . leiche Druck wie in der Druckkammer 18 ein. Das Mischungsverhältnis der Gase richtet sich also allein nach den Querschnitten der Düsen 21, 45 und 46. Mit diesem Gasgemisch wird der Brenner betrieben. Die Ventile: 39 und 40 dienen nur zum Abschließen der Vorrichtung beim Ausfall oder beim Wechseln der Düsen 45 und 46. Der Brenner wird also unabhängig vom Vordruck allein durch die Einstellung der Luftzufuhr in seiner Flammengröße gesteuert, während die Gasmischung die gleiche bleibt.

Die Brenngasmischung kann durch Austauschen der Düsen 21, 45, 46 auf jedes gewünschte Mischungsverhältnis eingestellt werden. Das Auswechseln der Düsen 21, 45, 46 erfolgt mühelos und kann von ungeübten Personen durchgeführt werden. Andererseits kann die Rammenleistung bei einer bestimmten Düsenauswahl am Manometer 24 abgelesen werden. Zum Einstellen der Flammenleistung bzw. des Gasverbrauches können Libellen bzw. andere Unterlagen dienen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Gasgemischdosiervorrichtung für einen mit Druckluft unter Druck stehendem Brenngas und unter Druck stehendem Sauerstoff betriebenen Brenner, insbesondere für eine Glasbearbeitungsmaschine, mit in die zum Brenner führenden Leitungen eingeschalteten Einstellventilen und membrangesteuerten Druckregelventilen, dadurch gekennzeichnet, daß in die zum Brenner (14a, i4b) führende Druckluftleitung stromabwärts des Einstellventils (15a, 15b) für Druckluft eine beidseitig von Membranen (27, 28) abgeschlossene Druckluftkammer (18) angeordnet ist, daß die eine Membran (27) zugleich die Niederdruckkammer (41) des von dieser Membran gesteuerten Druckregelventils (31) für Sauerstoff und die andere Membran (28) zugleich die Niederdruckkammer (42) des von dieser Membran gesteuerten Druckregelventils (32) für Brenngas begrenzen, und daß in den Leitungen (19, 43, 44) von der Druckluftkammer (18) und den Niederdruckkammern (41, 42) zum Brenner (14) jeweils eine Drossel (21,45,46) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseln (21,45,46) auswechselbare Düsen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellventil (15aJ für Druckluft als von Hand einstellbares Ventil ausgebildet ist

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß in die Druckluftleitung parallel zu dem von Hand einstellbaren Einstellventil (15a^ein Magnetventil (15b)eingeschaltet ist

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß die Membranen (27, 28) in ihrem Mittelteil durch eine Zugfeder (47) miteinander verbunden sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckregelventile (31,32) als Kipphebelventile ausgebildet sind, deren Ventilstellhebel (29, 30) den Membranen (27, 28) parallel bzw. in etwa parallel liegen.