DE2646310C2 - Druckregler - Google Patents

Description

eingezeichneten Obertemperaturschalter 8, die untereinander mit Hilfe eines um eine gestellfeste Achse 9 schwenkbaren Übertragungshebels 10 in Wirkverbindung stehen. Der Thermostatteil 6 ist in einer durch einen Deckel 11 verschlossenen Ausnehmung 12 des Gehäuseoberteils 13 untergebracht Ober ein Kapillarrohr 14 und ein Anschlußstück 15 ist ein mit einer Ausdehnungsflüssigkeit gefüllter Temperaturfühler 16 an eine Membrankapsel 17 angeschlossen, deren Membran sieb über einen Membranteller 18 und eine Feder 19 am Boden der Ausnehmung 12 abstützt Der Membranteller trägt einen Stift 20, welcher auf das linke Ende des Übertragungshebels 10 einwirkt. Über das Anschlußstück 15 und einen Gewindeeinsatz 21, welcher mit Hilfe des Einstellknopfes 22 in dem Innengewinde 23 des Deckels 11 verstellbar ist, kann die Membrankapsel 17 in Richtung des Stifts 20 gegen die Kraft der Feder 19 verschoben und damit die gewünschte Solltemperatur eingestellt werden.

Der mit dem Ventilsitz 2 des Druckreglers 7 zusammenwirkende Schließkörper 5 wird von einer kreisscheibenförmigen Membran 25 getragen, welche mit einer umlaufenden Verdickung 26 am äußeren Rand zwischen dem Gehäuseunterteil 27 und einer zugleich den Ventilsitz 2 aufweisenden Abschlußplatte 28 eingespannt ist Über eine Hilfsfeder 29, welche im gezeigten Ausführungsbeispiel als C-förmige Biegefeder ausgebildet ist, stützt sich die Membran 25 an ein« r ersten Einstellfeder 30 ab. Diese ist mit ihrem rechten Ende ortsfest eingespannt Ihre Federspannung wirkt in Richtung auf die Membran 25. Die Größe der Federvorspannung läßt sich mit Hilfe eines im Deckel 31 verstellbaren Gewindestiftes 32 entsprechend der gewünschten Mindestdurchsatzmenge des Gasventils einstellen. An dem freien Ende 33 der ersten Einstellfeder 30 greift der Hilfsfeder 29 gegenüberliegend das Ende 35 eines Gewindestiftes 36 an, welches durch eine Ausnehmung 37 des Übertragungshebels 10 frei beweglich hindurchragt. Auf dem Gewinde des Gewindestiftes 36 sitzt mit ihrem Innengewinde eine Hülse 38, welche unverdrehbar in einer Öffnung 39 des Gehäuseoberteils 13 geführt ist. Das Ende 40 des Gewindestifts 36 ragt durch eine glatte Bohrung im Gewindestück 41 hindurch, welches seinerseits mit seinem Außengewinde 42 mehr oder weniger tief in das Innengewinde 43 der Gehäuseausnehmung 44 einschraubbar ist. Nach außen hin ist diese Ausnehmung 44 durch einen Schraubdeckel 45 verschlossen. Eine Kegelfeder 46 drückt die Hülse 38 in Richtung auf den Übertragungshebel 10. Letzterer ist seitlich der Ausnehmung 37 mit zwei zur Hülse 38 hin vorspringenden Ansätzen 47 versehen, welche beiderseits des Stiftes 36 für eine definierte Anlagestelle der Hülse 38 am Übertragungshebel 10 sorgen.

Am rechten Hebelarm des Übertragungshebels 10 ist mittels eines Niets 48 ein Federblech 49 befestigt, dessen freies Ende auf den Stößel 50 eines als Übertemperatur- schalter dienenden Schnappschalters 5t einwirkt, dessen Anschlußkontakte 52 über Anschlußfedern 53 mit den äußeren Anschlußstiften 54 in Verbindung stehen. Diese sind in den Isolierstoffdeckel 31 eingesetzt. Die Schahstrecke des Schnappschalters 51 ist in Reihe mit dem Kontakt eines Raumthermostaten in den Stromkreis der Erregerwicklung eines das Servosystem einschaltenden Magnetventils eingeschaltet. Der Temperaturfühler 116 mißt beispielsweise die Kesselwassertemperatur. Dur Schalter 51 ist ein Ruhekontaktschalter, welcher beim Überschreiten einer vorgegebenen Kesselwassertemperatur seinen Schaltkontakt öffnet und damit den Erregerstromkreis für das Servo-Magnetventil unterbricht Das Servo-Magnetventil liegt zwischen der eingangs erwähnten Drosselstelle und der Kammer 1, so daß die Zufuhr des Eingangsdrucks zur Kammer 1 abgeschaltet wird, sobald der in Reihe mit dem Schalter 51 geschaltete Raumthermostat keine Wärmezufuhr fordert und/oder die Kesseltemperatur den durch den Ansprechwert des

Schalters 51 definierten Grenzwert überschritten hat

Die Hilfsfeder 29 kann nicht nur, wie dargestellt als gebogene Blattfeder, sondern auch als Schrauben- oder Kegelfeder ausgebildet sein. Aus dem zuvor beschriebenen Aufbau ergibt sich folgende Wirkungsweise des thermostatisch gesteuerten Druckreglers: Ist die vom Temperaturfühler 16 gemessene Temperatur sehr niedrig, beispielsweise bei Einschaltung der Anlage, so drückt die Feder 19 die Membrankapsel 17 soweit wie möglich zusammen, d. h.

den Stift 20 nach oben. In diesem Zustand überträgt der Übertragungshebel 10 keine Kraft auf den Schalter 51 oder die Hülse 38. Der Gewindestift 36 wird unter der vollen Federspannung der Kegelfeder 46 in Richtung auf die Hilfsfeder 29 und die Membran 25 gedrückt, so daß der Schließkörper 5 den Ventilsitz 2 verschließt. Damit nimmt der Steuerdruck seinen Maximalwert an, wie es in F i g. 2 auf der linken Seite des Diagramms dargestellt ist, und öffnet das Hauptventil bis zum maximal zulässigen Durchsatz. Die Maximalmenge läßt sich mit Hilfe des Gewindestücks 41 einstellen, indem dieses im Innengewinde 43 verstellt wird.

Mit der Gaszufuhr zum Hauptbrenner — die Versorgung des Zündbrenners ist in diesem Zusammenhang ohne Interesse — steigt die vom Temperaturfühler 16 gemessene Temperatur, so daß sich bei Ausdehnung des Wärmeübertragungsmediums die Membrankapsel 17 ausdehnt und den Stift 20 nach unten bewegt. Solange im Zuge dieser Bewegung die rechte Seite des Übertragungshebels 10 sich noch nicht mit den Vorsprüngen 47 gegen die Unterseite der Hülse 38 legt, bleibt der bisherige Zustand maximaler Gaszufuhr erhalten. Dies entspricht in Fig. 2 dem Kurvenverlauf links vom Punkt Λ. Sobald bei weiterer Temperaturerhöhung der Hebel 10 von unten gegen die Hülse 38 drückt, wird die über die Hilfsfeder 29 auf die Membran 25 einwirkende Kraft verringert. Ohne die Hilfsfeder 29 würde die Kraft ziemlich schnell bis auf den durch die erste Einstellfeder 30 gegebenen Mindestwert verringert. Durch Einschaltung der Hilfsfeder 29 jedoch wird der zwischen den Punkten A und B liegende Modulationsbereich M verbreitert, so daß mit wachsender Temperatur die Gaszufuhr in zunehmendem Maße gedrosselt wird. Damit wird ein Übersrhwingen der Temperatur im Kessel vermieden. Je steifer die Hilfsfeder 29 ist, d. h. je größer ihre Federkonstante ist, um so steller fällt die Kurve zwischen den Punkten A und B ab, das bedeutet, um so schmaler wird der Modulationsbereich bzw. das Proportionalband des Druckreglers und damit auch des Gasregelventils.

ho Durch geeignete Wahl der Federkonstanten der Hilfsfeder 29 läßt sich ein gewünschtes Proportionalband von beispielsweise 5°C einstellen.

Bei weiterer Temperaturzunahme hebt der Überlragungshebel 10 im Punkt öder Kurve gernäii F i g. 2 über

!'■> die Hülse 38 den Gewindestift 36 von der ersten Einstellfeder 30 ab, so daß die zweite Eiiiitellfeder 46 wirkungslos wird. Damit bestimmt nur noch die erste Einstellfeder 30 den Druck auf die Membran 25 und

damit den minimalen Steuerdruck und über diesen die Mindeslgasmenge, welche zum Hauptbrenner fließt. Mit Hilfe der Einstellschraube 32 läßt sich diese Mindestmenge auf den vorgewünschten Wert einstellen. Die Schraube 32 verändert die Vorspannung der Feder 30. Beide Einstdlfedern 30 und 46 wirken in der gleichen Richtung, nämlich in Richtung auf die Membran 25, und zwar jeweils in Reihe mit der Hilfsfeder 29. Steigt die Temperatur trotz Verringerung der Gaszufuhr auf die Mindestmenge weiter an, so betätigt die am rechten Hebelarm des Übertragungshebels 10 befestigte Blattfeder 49 im Punkt C der Kurve gemäß Fig. 2 den Schalter 51 und öffnet den Stromkreis des Magnetventils im Servokreis. Damit wird das Hauptventil ganz geschlossen und die Gaszufuhr zum Hauptbrenner vollständig unterbrochen. Der Abstand zwischen den Punkten Bund Cläßt sich durch Verstellen des Stiftes 36 im Innengewinde der Buchse 38 verändern.

Normalerweise erreicht die Temperatur jedoch den Grenzwert entsprechend Punkt C nicht, sei es, weil die Wärmeabstrahlung des Kessels gerade der Wärmezufuhr bei Mindestdurchsatz das Gleichgewicht hält, sei es, daß die Temperatur infolge der verringerten Wärmezufuhr zurückgeht. Hat der Grenzwertschalter 51 angesprochen und geht infolge Abkühlung des den Fühler 16 umspülenden Wassers der Stift 20 nach oben, so schaltet der Schalter 51 nach Durchlaufen des Schaltdifferentials 5 im Punkt D das Servosystem wieder ein, so daß der Hauptbrenner erneut gezündet wird, und zwar in der Stellung des Mindestgasdurchsatzes. Nimmt die Temperatur trotzdem weiter ab, so schwenkt der Übertragungshebel 10 weiterhin im Uhrzeigersinn, bis der Gewindestift 36 auf die erste Einstellfeder 30 aufsetzt und damit im Punkt B erneut der Modulationsbereich erreicht ist. Sinkt die Temperatur, beispielsweise infolge starker Warmwasserentnahme oder von erhöhtem Heizbedarf weiter ab, so schwenkt der Übertragungshebel 10 weiter im Uhrzeigersinn, und die von der zweiten Einstellfeder 46 über den Gewindestift 36 auf die Membran 25 einwirkende Kraft nimmt weiter zu. Das Servoventil 2, 5 schließt in zunehmendem Maße, so daß der Servodruck in der Kammer 1 ansteigt und das Hauptventil weiter geöffnet wird. Sobald der Hebel 10 so weit im Uhrzeigersinn geschwenkt ist. daß er mit seinen Vorsprüngen 47 von der Unterseite der Hülse 38 abhebt, wirkt die volle Kraft der Feder 46 auf die Membran 25. Damit ist erneut im Punkt A der maximale Steuerdruck erreicht und das Hauptventil voll geöffnet. Die Temperatur wird von hier aus wieder zunehmen.

Der Steuerdruck P durchläuft somit zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert die in Fig.2 in

ίο Abhängigkeit von der Temperatur dargestellte Kurve, wobei die Breite des Modulationsbereiches zwischen den Punkten A und B durch geeignete Wahl der Federkonstanten der Hilfsfeder 29 auf den gewünschten Wert einstellbar ist. Der Steuerdruck wirkt über eine Membran auf das Hauptbrennerventil ein, so daß unter der Annahme einer linearen Kennlinie des Hauptbrennerventils die Kurve gemäß Fig. 2 zugleich den Verlauf des Gasdurchsatzes zum Hauptbrenner in Abhängigkeit von der Temperatur widerspiegelt. Der Druckregler gemäß der Erfindung zeichnet sich somit durch eine leichte Einstellbarkeit des Minimal- und des Maximaldruckes aus sowie durch die Möglichkeit, die Breite des Proportionalbereiches in einfacher Weise an die Forderungen des Brenners bzw. der Heizungsanlage anzupassen. Er kann nicht nur zur Steuerung eines Gasregelventils über ein Servosystem, sondern bei geringen Durchsatzmengen auch zur unmittelbarer Steuerung des Gasdurchsatzes mit Hilfe des Ventils 2,5 eingesetzt werden. Die Verwendung einer besonderer Blattfeder 49 zum Schalten des Schalters 51 stellt einen Überlastungsschutz für den Schalter dar, der insbesondere dann von Bedeutung ist, wenn bei Einstellung des Thermostaten auf eine hohe Temperatur und beirr Erreichen einer hohen Wassertemperatur im Kesse plötzlich die Einstellung auf eine niedrige Temperatui geändert wird. Hierbei wird die Membrankapsel 17 unc mit ihr der Stift 20 nach unten verstellt und damit dei Hebel 10 im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt. Würde er in diesem Zustand bereits selbst am Schalterstößel 5( anliegen, so könnte entweder der Schalter beschädig! oder der Übertragungshebel 10 bleibend verform werden. Dies wird durch Verwendung der Blattfeder 4< vermieden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

1 2 Warmwasserbereitern eingesetzt Da man bestrebt ist, Patentansprüche: das Volumen der Heizkessel bzw. Warmwasserbereiter zu verringern, wird von dem Gasregelveutil eine

1. Über einen Übertragungshebel steuerbarer möglichst genaue Temperaturregelung gefordert, um Druckregler mit einer den Drosselkörper eines 5 einerseits aus Sicherheitsgründen und andererseits aus Ventils tragenden Membran, insbesondere zur Rege- Gründen der Energieersparnis ein Überhitzen des lung des Servo-Steuerdruckes für die Steuerung eines Wassers zu vermeiden. Mit Ventilen, welche den servogesteuerten Gasregelventils, dadurch ge- Brenner je nach Bedarf nur ein- oder ausschalten, ist kennzeichnet, daß sich die Membran (25) dieses Ziel schwer zu erreichen. Vielmehr benötigt man über eine Hilfsfeder (29) an einer den auf die Membran io hierfür ein modulierendes Gasventil, welches beim einwirkenden Mindestdruck bestimmenden ersten Aufheizvorgang die Gaszufuhr bereits zu drosseln Feder (30) abstützt und daß eine den auf die Membran beginnt, ehe die Solltemperatur des Wassers erreicht ist (25) einwirkenden Maximaldruck bestimmende Durch die Verringerung der Energiezufuhr bei Annähezweite Feder (46) sich einerseits an einem gehäuse- rung an den Temperatursollwert wird ein kurzzeitiges festen Gegenstück (41) abstützt und andererseits auf 15 Überhitzen vermieden. Andererseits muß dafür gesorgt eine als Mitnahmeanschlag für den Übertra^ungs- sein, daß beim Einschalten der Anlage der Brenner hebel (10) dienende Hülse (38) einwirkt, welche einen sofort mit dem maximal zulässigen Durchsatz betrieben einer Mitnahmefläche (33) der ersten Feder (30) wird, um das Wasser schnellstmöglich aufzuheizen,
gegenüberstehenden Stift (36) trägt. Aus der DE-OS 22 24 756 ist ein Fliehkraftdrehzahl-

2. Druckreglernach Anspruch 1,dadurch gekenn- 20 regler bekannt, dessen Proportionalbereich dadurch zeichnet, daß die erste Feder (30) als einseitig einstellbar ist, daß das Widerlager der Regelfeder auf eingespannte Blattfeder und die zweite Feder (46) einem verdrehbaren und dabei die Wirkrichtung der als den Stift (36) umgebende Schrauben- oder Regelfeder ändernden Lagerbolzen angeordnet ist
Kegelfeder ausgebildet ist Aufgabe der Erfindung ist es, einen Druckregler der

3. Druckregler nach Anspruch 2, dadurch gekenn- 25 eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem der zeichnet, daß die Federkraft der ersten Feder (30) Übergangsbereich von Maximaldruck auf Minimaldruck einstellbar ist sich über einen breiteren Temperaturbereich von

4. Druckregler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, beispielsweise 5⁰C erstreckt, d. h. dessen Proportionaldadurch gekennzeichnet, daß das gehäusefeste band verbreitert ist

Gegenstück (41) für die zweite Feder (46) im 30 Diese Aufgabe wird gelöst durch die im Anspruch 1

Gehäuse (13) verstellbar ist gekennzeichnete Erfindung.

5. Druckregler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, Durch geeignete Wahl der Federkonstanten der dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsfeder (29) als Hilfsfeder läßt sich das gewünschte Proportionalband Schrauben- oder Kegelfeder ausgebildet ist. einstellen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung

6. Druckregler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 35 ergeben sich aus den Unteransprüchen.

dadurch gekennzeichnet daß die Hilfsfeder (29) als Zur Erläuterung der Erfindung wird nachfolgend auf

C-förmig gebogene Blattfeder ausgebildet ist. ein in F i g. 1 wiedergegebenes Ausführungsbeispiel des

7. Druckregler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, Druckreglers Bezug genommen. F i g. 2 zeigt die dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (36) als Abhängigkeit des Ausgangsdruckes des Druckreglers Gewindestift in einem Innengewinde der Hülse (38) « von der Temperatur.

verstellbar und diese unverdrehbar in einer Gehäu- In F i g. 1 sind nur diejenigen Teile eines servogesteu-

seausnehmung(39) geführt ist. erten Gasventils dargestellt, welche zur Erläuterung der

8. Druckregler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, Erfindung von Bedeutung sind. Das durch den erzeugten dadurch gekennzeichnet, daß das der ersten Feder Steuerdruck beaufschlagte Hauptventil weist üblicher-(30) gegenüberstehende Ende (35) des Stiftes (36) « weise einen mit einer Membran verbundenen Schließfrei verschiebbar durch eine Ausnehmung (37) im körper sowie einen gehäusefesten Ventilsitz auf, wobei Übertragungshebel (10) hindurchragt. einer durch die genannte Membran begrenzten

Gehäusekammer der Steuerdruck aus der Ventilkammer 1 unterhalb des Ventilsitzes 2 zugeleitet wird. Diese

50 Ventilkammer ist eingangsseitig über eine Leitungsdrossel mit dem Einlaßdruck des Gasregelventils und damit dem höchsten vorhandenen Gasdruck verbunden.

Die Erfindung betrifft einen Druckregler nach dem Die Kammer 3 oberhalb des Ventilsitzes 2 steht über Gattungsbegriff des Anspruchs 1, wie er als Teil eines eine Auslaßleitung 4 mit der Ausgangsseite des Gasregelventils aus der DE-OS 24 55 569 bekannt ist. 55 Gasregelventils in Verbindung. Der Ventilkörper 5 des Druckregler dieser Art dienen beispielsweise zur Druckreglers steuert somit den Steuerdruck in der Regelung des Servosteuerdrucks in Gasregelventilen. Kammer 1, indem er über das Ventil 2,5 einen Teil des Bei solchen Servosystemen liefert der Druck des zu Drucks in der Kammer 1 über den Auslaß 4 zur steuernden Mediums zugleich die Hilfsenergie für die Ausgangsseite des Ventils entweichen läßt oder nicht.

f| Betätigung des Ventils, welches normalerweise durch 60 Das Servosystem ist derart aufgebaut, daß mit

·.& Federkraft geschlossen wird. Dies hat den Vorteil, daß wachsendem Steuerdruck in der Kammer 1 das dem

bei zu geringem Eingangsdruck oder bei verstopften Auslaß vorgeschaltete Hauptventil in zunehmendem Düsen das Ventil geschlossen bleibt. Ein Gasregelventil Maße geöffnet wird und bei verschwindendem Steuermit Servosystem ist beispielsweise in der Firmendruck- druck durch Federkraft schließt.

schrift D3H-29 HONEYWELL »Kompakt-Ventile V M Der in F i g. 1 gezeigte thermostatische Druckregler

4600/V 8600« dargestellt und beschrieben. besteht im wesentlichen aus drei Teilen, nämlich aus

Gasregclvcntilc dieser Art werden beispielsweise zur einem links dargestellten Thermosuuteil 6, einem in der

Steuerung des Brenners in ! icizungsanlagcr. und Mitte gezeigten Druckregler 7 sowie einem rechts