DE2340735A1

DE2340735A1 - Gasmischvorrichtung fuer mit druckluft, brenngas und sauerstoff betriebene brenner

Info

Publication number: DE2340735A1
Application number: DE19732340735
Authority: DE
Inventors: Christoph Gruetering
Original assignee: HERBERT REHN MASCHINENHOHLGLAS
Current assignee: HERBERT REHN MASCHINENHOHLGLAS
Priority date: 1973-08-11
Filing date: 1973-08-11
Publication date: 1975-02-20
Also published as: DE2340735C2

Description

Br. rar. pol. Dr.-Ιηα. Karl F. ■'■ ng

Herbert Renn Maschlnenhohlglas 2000 Hamburg 8o, Kampchaussee 64

Gasmischvorrichtung für mit Druckluft, Brenngas und Sauerstoff betriebene Brenner

Zusatzpatent zu (Patentanm. P 2j5 05 764.9)

Gegenstand des Hauptpatentes (Patentanmeldung

P 23 05 764.9) ist eine Gasmischvorrichtung für mit Druckluft, Brenngas und Sauerstoff betriebenen Brenner, insbesondere für Glasbearbeitungsmaschinen mit in den zum Brenner führenden Leitungen eingeschalteten Absperr- und Regelventilen, bei der in die zum Brenner führenden Brenngasleitung und in die zum Brenner führenden Sauerstoffleitung vom Druck in der zum Brenner führenden Druckluftleitung gesteuerten Regelventile angeordnet sind, durch die das Brenngas und der Sauerstoff auf den gleichen bzw. praktisch den gleichen Druck der Druckluft entspannt sind. Bei einer derartigen Gasmischvorrichtung wird die Flammengröße allein durch Verstellung des in die Druckluftleitung eingeschalteten Absperr- bzw. Regelventils gesteuert, wobei sich der

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ORIGINAL INSPECTED

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. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch Messung des Luftdrucks hinter dem Druckluftabsperr- bzw. -regelventil - beispielsweise mit einem Manometer - die Flammeleistung sowie der Verbrauch an Gasen ermittelt werden kann. Das Einstellen der jeweils gewünschten Flammengröße bzw. der Flammenstärke erfolgt schnell und einwandfrei unter Erhaltung der optimalen Gasmischung. Ein Nachstellen der einzelnen Einstellventile unter Beobachtung der Flamme ist nicht notwendig. Weiterhin besteht die Möglichkeit, daß die Flamme vorübergehend kleingestellt werden kann, ohne daß anschließend bei einem erneuten Großstellen der Flamme die einzelnen Ventile erneut unter Beobachtung der Flamme einreguliert werden müssen. Die Gasmischvorrichtung ist einfach im Aufbau und damit einfach in der Herstellung.

Eine einfache Ausführungsform des Gegenstandes des Hauptpatentes besteht darin, daß hinter das Absperrventil für Druckluft in die zum Brenner führende Druckluftleitung eine beidseitig von Membranen abgeschlossene Kammer angeordnet ist, und die eine Membran die Niederdruckkammer des von dieser Membran gesteuerten Regelventils für Sauerstoff und die andere Membran die Niederdruckkammer des von dieser Membran gesteuerten Regelventils für Brenngas abschließen und die Niederdruckkammer an den zum Brenner führenden Leitungen angeschlossen sind. Diese Bauform ist einfach

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im Aufbau, preiswert in der Herstellung und leicht zu warten. Dabei können weiterhin in der von der Preßluftkammer zum Brenner führenden Leitung und/oder in die von den Niederdruckkammern für Brenngas und Sauerstoff zum Brenner führenden Leitungen auswechselbare Düsen angeordnet sein. Bei dieser Bauform können Änderungen der Zusammensetzung des Brenngasgemisches ohne weiteres durch einfaches Auswechseln der Düsen erreicht werden, ohne daß die Masmisehvorrichtung noch weiter zu verändern oder zu verstellen ist. Außerdem können durch das Einstellen und Ablesen des Druckes in der Druckluftleitung die Flammenleistung und der Verbrauch der Gase bestimmt werden, womit die Einstellarbeit erleichtert wird. Es genügt also, die geeigneten Düsen auszuwählen und den Luftdruck unter Ablesen am Manometer auf die Düsen einzustellen. Dies kann beispielsweise anhand von Tabellen bzw. anderen Unterlagen erfolgen.

Das Auswechseln der Düsen erfolgt schnell und einfach. Jede gewünschte Gasmischung kann genau und auch für längere Betriebsdauer einwandfrei eingestellt v/erden.

Eine einfache Ausführungsform des Gegenstandes des Hauptpatentes besteht darin, daß die Leitungen hinter den Düsen in einen Mischraum münden, an den der Brenner angeschlossen ist. Das Absperrventil für Druckluft kann als von Hand einstellbares Regelventil ausgebildet sein.

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Des weiteren kann in die Druckluftleitung neben einem von Hand betätigten Absperrventil ein weiteres Absperrventil, insbesondere ein Magnetventil parallel angeordnet sein. Bei einer solchen Vorrichtung besteht der Vorteil, daß eine Flamme kurzfristig allein durch einen elektrischen Impuls größer oder kleiner gestellt werden kann, je nachdem ob das parallel geschaltete Absperrventil geöffnet bzw. geschlossen wird. Dieses weitere Absperrventil kann beispielsweise als Nadelventil ausgebildet sein.

Die Membranen können in ihrem Mittelteil durch eine Zugfeder miteinander verbunden sein, wodurch die Bauform vereinfacht wird. Weiterhin können die Regelventile als Kipphebelventile ausgebildet sein, deren Kipphebel den Membranen parallel bzw. etwa parallel liegen.

Eine geschlossene Bauform ergibt sich dadurch, daß die Anschlüsse der Regelventile für Sauerstoff und Brenngas koaxial und die Einstellspindel der Absperrventile parallel zueinander liegen.

Die Erfindung betrifft eine weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptpatentes und besteht darin, daß die Druckluftkammer und/oder die Niederdruckkammer für Sauerstoff und/oder die Niederdruckkammer für Brenngas mit in ihrem Volumen verstellbaren Hohlräumen verbunden sind. Die Erfindung hat den Vorteil,

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daß bei einem schnellen bzw. plötzlichen Verstellen des Druckes der Druckluft Veränderungen in dem Gasmischungsverhältnis vermieden werden können. Diese Veränderungen könnten sich dadurch ergeben, daß bei einer Verstellung des Druckes der Druckluftleitung diese Druckänderung zwar sofort an die Regelventile für das Brenngas und den Sauerstoff weitergegeben wird, daß sich jedoch infolge der vorgegebenen Hohlräume der Regelventile bei unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten durch diese Hohlräume Zeitverzögerungen hinsichtlich der Einstellung der Gasströmungsgeschwindigkeiten ergeben. Zur Erläuterung dieses Sachverhaltes sei angenommen, daß bei gleichem Regelräumen der Regelventile für Brenngas und für Sauerstoff die je Zeiteinheit durch die Vorrichtung strömende Sauerstoffmenge viermal größer sei als die in der gleichen Zeiteinheit durch die Vorrichtung strömende Brenngasmenge und daß in grober Annäherung die Sauerstoffdüse des Regelventils einen etwa viermal größeren Querschnitt als die Brenngasdüse des Regelventils habe. Bei einer kurzzeitigen Druckänderung in der Druckluftleitung würde sich dann der Steuerdruck im Regelventil für Sauerstoff schnell abbauen als der Steuerdruck im Regelventil für Brenngas, so daß das Brenngasgemisch kurzzeitig sauerstoffärmer wäre. Durch die Erfindung kann die Niederdruckkammer für Sauerstoff und/oder die Niederdruckkammer für Brenngas durch den jeweils zugeschalteten in seinem Volumen verstellbaren Hohlraum so verändert werden, daß die Zeit für die Ände-

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rungen der Drucke in diesen Niederdruckkammern auf ein gleiches Maß eingestellt wird. Damit werden kurzzeitige Veränderungen
in der Gasgemischzusammensetzung bei schnellen Druckänderungen in der Druckluftleitung vermieden.

Die Erfindung ist insbesondere für die Geräte von Vorteil,
bei denen in die Druckluftleitung neben einem normalen beispielsweise von Hand betätigten Absperrventil ein weiteres Absperrventil, wie insbesondere ein Magnetventil, parallel angeordnet ist, um mit diesem als Schnellventil wirkenden weiteren Absperrventil kurzfristig eine Flamme größer oder kleiner zu
stellen.

Eine einfache Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß der verstellbare Hohlraum aus einem Zylinder mit verstellbarem Kolben gebildet ist. Dabei kann der verstellbare Kolben mit
einer mit einem Außengewinde versehenen Kolbenstange verbunden sein, die in eine Gewindebohrung der Abschlußplatte des Zylinders verstellbar befestigt ist.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind anhand des in der
Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert, und zwar zeigen

Fig. 1 den grundsätzlichen Aufbau der erfindungsgemäßen

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Gasmischvorrichtung,

Fig. 2 einen teilweisen Längsschnitt durch die Gasmischvorrichtung,

Pig. 3 einen Schnitt durch den Mischkopf, der an die Vorrichtung gemäß Pig. 2 angeordnet ist.

Die nicht dargestellten Hauptversorgungsleitungen sind an die Anschlußstutzen 1 für Luft, 2 für Brenngas und 3 für Sauerstoff angeschlossen. Die Anschlußstutzen sind mit Druckreglern 4 für Luft verbunden. Von diesen führen die Zweigleitungen 7» 8 und zu den Verbraucherstellen, die durch die Zweigleitungen 7^a* b, 8a, b, 9a, b angeschlossen sind. In die Druckluftzweigleitung 7a ist ein Stellglied 15a eingeschaltet. Das Stellglied kann aus einem Nadelventil, Druckmembran, Hahnventil od. dgl. bestehen.

Außer dem Stellglied 15a ist ein weiteres Stellglied 15b dargestellt, das parallel mit dem Stellglied 15a geschaltet ist. Beide Stellglieder sind im dargestellten Ausführungsbeispiel in Form von Nadelventilen ausgebildet. Das Stellglied 15 b ist beim Ausführungsbeispiel ein Magnetventil. Mit dieser Kombination zweier Ventile 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. Das Stellglied 15a kann auch in Form eines einstellbaren Druckreglers ausgebildet sein.

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Der Ausgang der Stellglieder 15 ist an den Eingang 16 der erfindungsgemäßen Gasmischvorrichtung 17 angeschlossen und mündet in die in Fig. 2 dargestellten Druckkammer 18, die ihrerseits mit der Verbindungsleitung 19 mit dem in Fig. 3 dargestellten Mischkopf 20 verbunden ist. Die Verbindungsleitung 19 ist unter Einschaltung der Düse 21 über den Mischraum 22 mit dem Ausgang 25 verbunden, an welchen der nicht dargestellte Brenner 14 angeschlossen ist. Der mit dem Stellglied 15 einstellbare Druck bestimmt in Abhängigkeit vom Querschnitt der Düse 21 das pro Zeiteinheit fließende Luftvolumen des Brenngasgemisches.

Die Druckkammer 18 ist beidseitig durch zwei Membranen 27, abgeschlossen, die bewegungsschlüssig mit den Ventilstellhebeln 29, 30 der als Kipphebelventile ausgebildeten Regelventile J)I, 32 verbunden sind. Diese bestehen aus Ventilbohrungen 33* 3²I- mit aus Gummi bestehenden Dichtflächen 35, 36 und dem um die Achsen 37 und 38 kappenden beweglichen Ventilhebel. Derart werden Regelventile 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 J>k sind über als Kegelventile ausge-

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bildete 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 Regelventile 31, 32 kann durch 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 ein einwandfreies Abschließen der Regelventile 31* 32 erreichen, ohne daß dadurch sich eine störende Veränderung in der gewünschten Zusammensetzung des Brenngasgemisches ergibt.

In den Mischkopf 20 sind die Düsen 21, 45 und 46 in Querbohrungen eingesetzt, die nach außen durch Schrauben 25 abgeschlossen sind. Die Querbohrung für die Düse 45 ist nicht durch eine Schraube 25, sondern durch die erfindungsgemäße Vorrichtung abgeschlossen, die aus dem Zylinder 47 besteht, der mit seinem Anschlußstutzen 48 an den Mischkopf 20 angeschraubt ist. Die andere Stirnseite des Zylinders wird durch eine Abschlußplatte

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abgeschlossen, durch die die mitAußengewinde versehene Kolbenstange 50 verstellbar geführt ist. Diese trägt die Kolbenplatte 51 mit dem Dichtring 52. Sie wird durch eine Bohrung 53 durchsetzt, die durch eine Verschlußschraube 5²I- abgeschlossen ist.

Durch Verdrehen der Kolbenstange 50 kann der Raum 55 innerhalb des Zylinders 47 auf jede gewünschte Größe eingestellt werden. Damit läßt sich derRaum der Niederdruckkammer 41 für Sauerstoff beliebig vergrößern oder verkleinern. So kann - unter Zugrundelegung des oben angegebenen groben Beispieles - der Raum der Niederdruckkammer 41 so vergrößert werden, daß bei einer schlagartigen Verstellung des Stellgliedes 15b keine Veränderung im Gasgemisch eintritt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:

Bei abgestelltem Stellglied 15'fließt keine Luft. Die Regelventile 31, 32 sind geschlossen, so daß auch der Brenngas- und Sauerstoffzufluß gesperrt sind.

Bei Inbetriebnahme wird das Stellglied 15 geöffnet. Luft fließt über die Kammer 18 und die Düse 21 zur Mischkammer 22. Dabei bildet sich in der Kammer 18 ein Druck aus, da?die Steuermembran 27 und 28 nach außen drückt, so daß die Regelventile 31* 32 geöffnet werden und nunmehr sowohl Brenngas als auch Sauerstoff

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nachströmen kann. In den Kammern 4l und 42 stellt sich praktisch der gleiche Druck wie in der Kammer 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 59 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 FJanmerigröße gesteuert, während die Gasmischung die gleiche bleibt.

Wie bereits beschrieben, kann die Brenngasmischung einfach durch Austauschen der Düsen auf jedes gewünschte Mischungsverhältnis eingestellt werden. Das Auswechseln der Düsen erfolgt mühelos und kann von Ungeübten durchgeführt werden. Andererseits wird die Flammenleistung bei einer bestimmten Düsenauswahl am Manometer abgelesen. Zum Einstellen der Flammenleistung bzw. des Gasverbrauchs können Tabellen bzw. andere Unterlagen dienen.

Durch die Abstimmung von Ventildüsen und Kammervolumen lassen sich beide von der Druckkammer 18 gesteuerten Regelsysteme für Sauerstoff und Brenngas auf eine gleiche Zeitkonstante einstellen, so daß auch beim schnellen Abstellen bzw. öffnen des Stellgliedes 15b, das zu einem raschen Wechsel in der Flammengröße benutzt werden kann, stets für die Flamme das richtige

Gasmischungsverhältnis der drei Gase erhalten bleibt. Nach Abnahme der Verschlußschraube 54 kann dort ein Manometer angeschlossen werden. B09808/0231 /¹²

Claims

Patentansprüche

ι \%j Gasmischvorrichtung für mit Druckluft, Brenngas und Sauerstoff betriebenen Brenner, insbesondere für Glasbearbeitungsmaschinen mit in den zum Brenner führenden Leitungen eingeschalteten Absperr- und Regelventilen nach Patent .... (Patentanmeldung P 2J 05 764.9)> dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluftkammer (18) und/oder die Niederdruckkammer (41) für Sauerstoff und/oder die Niederdruckkammer (42 ) für Brenngas mit in ihren Volumen verstellbaren Hohlräumen (55) verbunden sind.
2. Gasmischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verstellbare Hohlraum (55) aus einem Zylinder (47) mit verstellbarem Kolben (51) gebildet ist.
5. Gasmischvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der verstellbare Kolben (51) mit einer mit einem Außengewinde versehenen Kolbenstange (50) verbunden ist, die in einer Gewindebohrung der Abschlußklappe (49) des Zylinders (47) verstellbar befestigt ist.
4. Gasmischvorrichtung nach Anspruch J5* dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (50) von einer Bohrung (53) mit Verschlußschraube (54) durchsetzt ist.

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