DE29806665U1

DE29806665U1 - Zweistufiger Gasdruckregler

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Publication number: DE29806665U1
Application number: DE29806665U
Authority: DE
Original assignee: Rheinauer Maschinen & Armature
Current assignee: Rheinauer Maschinen & Armature
Priority date: 1998-04-11
Filing date: 1998-04-11
Publication date: 1998-08-20
Anticipated expiration: 2008-04-12
Also published as: DE19855755A1; DE19855755C2

Description

Zweistufiger Gasdruckregler

Die Erfindung betrifft einen zweistufigen Gasdruckregler mit einem Gehäuse, in dem eine 1. Kammer und eine 2. Kammer ausgebildet sind, die nacheinander von Gas durchströmt sind, wobei in der 1. Kammer ein 1. Regelventil zur Regelung des Gasdurchflusses angeordnet ist, dessen Ventilkörper mit einer 1. Regelvorrichtung wirkverbunden ist, mittels der der Ventilkörper in Abhängigkeit von dem in der 1. Kammer herrschenden Gasdruck verstellbar ist, und wobei in der 2. Kammer ein 2. Regelventil zur Regelung des Gasdurchflusses angeordnet ist, dessen Ventilkörper mit einer 2. Regelvorrichtung wirkverbunden ist, mittels der der Ventilkörper in Abhängigkeit von dem in der 2. Kammer herrschenden Gasdruck verstellbar ist.

Gasdruckregler sind üblicherweise mit ihrem Einlaß an einem Gasleitungsnetz, beispielsweise einer Gashauptleitung, und mit ihrem Auslaß an einer Verbraucherleitung, beispielsweise einem Gebäudeleitungsnetz für eine Gasheizung oder einen Gasherd angeschlossen und haben die

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Aufgabe, den Gasdruck an der Verbrauchsstelle möglichst konstant zu halten. Bei den früher üblichen und auch noch heute in Betrieb befindlichen einstufigen Gasdruckreglern ist zu diesem Zweck ein Regelventil vorgesehen, mittels dessen der Gasdurchfluß und somit der Gasdruck verändert werden kann. Das Regelventil ist über ein Steuergestänge mit einer Regelvorrichtung verbunden, die das Regelventil in Abhängigkeit von dem im Gehäse des Gasdruckreglers herrschenden Gasdruck verstellt. Die Regelvorrichtung ist dabei als Membranvorrichtung ausgestattet, die ein Gehäuse aufweist, deren Innenkammer von einer Arbeitsmembran gasdicht unterteilt ist. Die Arbeitsmembran wird auf ihrer der Innen- oder Druckkammer des Gasdruckreglers zugewandten Seite von dem dort herrschenden Gasdruck beaufschlagt, während sie auf ihrer entgegengesetzten Seite unter Wirkung einer Feder steht, die sie in Richtung der Druckkammer beaufschlagt. Wenn der Gasdruck im Gasleitungsnetz ansteigt, führt dies auch zu einem Druckanstieg in der Druckkammer, wodurch die Arbeitsmembran entgegen der Kraft der Feder verformt wird. Diese Verformung der Arbeitsmembran wird über das Steuergestänge auf das Regelventil übertragen, wodurch dessen wirksamer Gasdurchtrittsquerschnitt verringert wird. Dies wiederum führt zu einer Reduzierung des Gasdrucks in der Druckkammer. Wenn der Gasdruck im Gasleitungsnetz absinkt, tritt ein entsprechender Druckverlust im Gasdruckregler auf, wodurch die Arbeitsmembran infolge der Kraft der Feder derart verformt wird, daß das Regelventil über das Steuergestange geöffnet wird, so daß ein erhöhter Gasdruck auf der Auslaßseite des Gasdruckreglers erzielt wird. Das Regelventil, das Steuergestänge, die Arbeitsmembran und die Feder sind derart aufeinander abgestimmt, daß der Gasdruck bei normalem Betrieb auf diese Weise im wesentlichen konstant gehalten werden kann.

Um den Gasdruck von einem relativ hohen eingangsseitigen Druck im Gasleitungsnetz, der bis zu 4 bar betragen kann, auf den üblichen Verbrauchsdruck von ca. 22 bis 24 mbar herunterzuregeln, finden häufig zweistufige Gasdruckregler Verwendung, auf die sich die Erfindung bezieht.

Ein zweistufiger Gasdruckregler weist eine 1. Innen- oder Druckkammer auf, an deren Einlaß der Gasdruck des Gasleitungsnetzes anliegt. Das am Einlaß der 1. Kammer angeordnete 1. Regelventil kann den in der 1. Kammer herrschenden Gasdruck mittels einer 1. Membran-Regelvorrichtung oben genannten Aufbaus auf einen Zwischendruck von ca. 160 mbar reduzieren. Der 1. Kammer ist eine 2. Innen- oder Druckkammer nachgeschaltet, an deren Einlaß der Zwischendruck anliegt und die auslaßseitig an die Verbraucherleitung angeschlossen ist. Am Einlaß der 2. Kammer ist ein 2. Regelventil angeordnet, das den in der 2. Kammer herrschenden Gasdruck und somit den Ausgangsdruck mittels einer 2. Membran-Regelvorrichtung auf den gewünschten Wert von ca. 22 mbar reduziert. Mit einem zweistufigen Gasdruckregler ist insbesondere der Vorteil einer geringen Baugröße gegeben, da die beiden Membran-Regelvorrichtungen auf die von ihnem auszuführenden unterschiedlichen Druckminderungsstufen ausgerichtet sind und dabei kleingehalten werden können. Probleme treten jedoch auf, wenn die 1. Regelvorrichtung, d.h. die 1. Druckminderungsstufe, ausfallen sollte. In diesem Fall liegt der Gasdruck aus dem Gasleitungsnetz unreduziert an 0 der 2. Regelvorrichtung, d.h. der 2. Druckminderungsstufe an. Da diese nur auf eine Druckminderung von dem Zwischendruck auf den Ausgangsdruck ausgelegt ist und eine entsprechend geringe Baugröße aufweist, ist es beim Anliegen eines übermäßig hohen Eingangsdruckes nicht

möglich, den Ausgangsdruck allein mit der 2. Regelvorrichtung auf den gewünschten Wert von ca. 22 mbar zu vermindern. Versuche haben gezeigt, daß ein zweistufiger Gasdruckregler mit inaktiver 1. Regelvorrichtung einen eingangsseitigen Gasdruck im Gasleitungsnetz von 4 bar allein mittels der 2. Regelvorrichtung lediglich auf ca. 80 bis 100 mbar reduzieren kann. Dieser zu hohe Ausgangsdruck in der Verbraucherleitung kann an einem Gasherd oder einer Gasheizung zum Auftreten von hohen Stichflammen führen, wodurch der Benutzer gefährdet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen zweistufigen Gasdruckregler der genannten Art zu schaffen, bei dem die Gefahr von zu hohem Ausgangsdruck bei Ausfall der 1. Regelvorrichtung zuverlässig vermieden ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem zweistufigen Gasdruckregler dadurch gelöst, daß das 2. Regelventil schließt ist, wenn der in der 1. Kammer herrschende Gasdruck einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet.

Wenn die 1. Regelvorrichtung ausfällt oder aufgrund einer Störung nicht in der Lage ist, den Gasdruck in der 1. Kammer, d.h. den Zwischendruck auf ein Niveau unterhalb des vorgegebenen Grenzwertes zu reduzieren, besteht die Gefahr, daß dieser zu hohe Zwischendruck mittels der 2. Regelvorrichtung nicht auf den gewünschten Ausgangsdruck reduziert werden kann. Um einen gegebenenfalls zu hohen Ausgangsdruck zu vermeiden, wird erfindungsgemäß deshalb das 2. Regelventil geschlossen, wodurch der Gasdurchfluß im Gasdruckregler vollständig unterbunden ist. Der Gasdruckregler bleibt gesperrt, solange im Gasleitungsnetz ein hoher Druck vorhanden ist.

-&Xgr;&Igr; In der Praxis hat es sich gezeigt, daß die 2. Regelvorrichtung, die üblicherweise auf eine Reduzierung des Zwischendrucks von ca. 160 mbar auf einen Ausgangsdruck von ca. 22 mbar ausgelegt ist, diesen Ausgangsdruck noch konstant halten kann, wenn der Zwischendruck bis annähernd 1 bar ansteigt. Aus diesem Grunde sollte der Grenzwert, bei dem das 2. Regelventil schließt, im Bereich von 800 mbar bis 1 bar liegen.

Das 2. Regelventil der 2. Regelvorrichtung weist einen Ventilkörper auf, der mit einem zugeordneten Ventilsitz in Anlage bringbar ist. In bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Ventilsitz des 2. Regelventils in Abhängigkeit von dem in der 1. Kammer herrschenden Gasdruck, d.h. dem Zwischendruck, verstellbar ist. Dabei kann der Ventilsitz zwischen einer sich bei Unterschreiten des Grenzwertes einstellenden Regelbetrieb-Stellung, d.h. der Normalstellung bei ordnungsgemäßer Funktion des Gasdruckreglers, und einer sich bei Überschreiten des Grenzwertes einstellenden Sperrstellung verstellt werden.

Bevorzugterweise wird der Ventilsitz in der Sperrstellung gegen den Ventilkörper des 2. Regelventils gespannt, wobei die Spannkraft vorzugsweise direkt von dem in der 1. Kammer herrschenden Gasdruck aufgebracht wird.

Um einen zuverlässigen Verschluß des 2. Regelventils zu gewährleisten, sollte der Ventilsitz derart verstellt werden, daß er mit dem Ventilkörper des 2. Regelventils 0 in Anlage kommt und diesen in der Sperrstellung gegen einen Anschlag drückt.

Um sicherzustellen, daß das 2. Regelventil bei Normalbetrieb des Gasdruckreglers ordnungsgemäß geöffnet ist und

der Ventilsitz sich in der Regelbetrieb-Stellung befindet, sollte der Ventilsitz in Weiterbildung der Erfindung mittels einer Feder in die Regelbetrieb-Stellung vorgespannt sein.

In bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Ventilsitz von einem von Gas durchströmten Rohrstück gebildet ist, das axial verschieblich in dem Gehäuse gelagert ist. Um einen Gasdurchtritt zwischen der Außenseite des Rohrstücks und dem Gehäuse zu verhindern, sollte zwischen dem Ventilsitz und dem Gehäuse zumindest eine Ringdichtung angeordnet sein.

Der in der 1. Kammer herrschende Gasdruck wirkt axial auf den Ventilsitz bzw. das Rohrstück und kann dieses bei Überschreiten des Gasdruck-Grenzwertes entgegen der Kraft der Vorspannfeder verschieben. Um den Gasdruck der 1. Kammer zuverlässig auf das Rohrstück einwirken zu lassen, können an diesem spezielle Wirkflächen insbesondere in Form eines umlaufenden Kragens ausgebildet sein, an denen der in der 1. Kammer herrschende Gasdruck einwirkt.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich. Es zeigen:

Figur 1 einen Querschnitt durch einen zweistufigen Gasdruckregler, 30

Figur 2 eine Detaildarstellung des 2. Regelventils, wobei sich der Ventilsitz in der Regelbetrieb-Stellung befindet, und

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Figur 3 das Regelventil gemäß Figur 2, wobei sich der Ventilsitz in der Sperrstellung befindet.
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Der in Figur 1 gezeigte zweistufige: Gasdruckregler 10 besitzt ein Gehäuse 11, in dem eine 1. Kammer 12.1 und eine 2. Kammer 12.2 ausgebildet sind. Die 1. Kammer 12.1 ist über einen nicht näher dargestellten Einlaß an eine Gashauptleitung anschließbar. In der 1. Kammer 12.1 ist eine 1. Membran-Regelvorrichtung 13.1 bekannten Aufbaus vorgesehen, die über ein 1. Steuergestänge 14.1 mit einem Ventilkörper 15.1 eines 1. Regelventils 17.1 gekoppelt ist, das am Einlaß der 1. Kammer 12.1 angeordnet ist. Dem

1. Ventilkörper 15.1 ist ein 1. Ventilsitz 16.1 zugeordnet. Wenn der Gasdruck im Gasleitungsnetz ansteigt, führt dies auch zu einem Druckanstieg in der 1. Kammer 12.1, wodurch die Membran-Regelvorrichtung 13.1 in bekannter Weise verformt wird. Diese Verformung der 1. Membran-Rege!vorrichtung 13.1 führt über das 1. Steuergestänge 14.1 zu einer Verlagerung des 1. Ventilkörpers 15.1, wodurch der Gasdurchtrittsquerschnitt zwischen dem 1. Ventilkörper 15.1 und dem 1. Ventilsitz 16.1 reduziert wird, was wiederum zu einer Verringerung des Gasdrucks in der 1.

Kammer 12.1 führt. Durch diese 1. Regelvorrichtung ist es möglich, den Gasdruck in der 1. Kammer 12.1 auf einem vorbestimmten, gegenüber dem eingangsseitigen Gasleitungsdruck reduzierten Druckniveau zu halten.

0 Die nachgeschaltete 2. Kammer 12.2 steht über einen Durchlaß 21 mit der 1. Kammer 12.1 in Verbindung. In dem Durchlaß 21 ist ein 2. Regelventil 17.2 ausgebildet, das einen 2. Ventilkörper 15.2 aufweist, der über ein 2. Steuergestange 14.2 mit einer in der 2. Kammer 12.2

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angeordneten 2. Membran-Regelvorrichtung 13.2 wirkverbunden ist. Mittels der 2. Membran-Regelvorrichtung 13.2 soll der in der 2. Kammer 12.2 herrschende Gasdruck, der über einen nicht dargestellten Auslaß an eine Verbrauchsstelle abgegeben wird, in bekannter Weise auf einem konstanten Niveau gehalten werden.

Das 2. Regelventil 17.2 ist im Detail in den Figuren 2 und 3 dargestellt.

Der 2. Ventilkörper 15.2 umfaßt ein Trägerteil 15.2.1, das mit dem Steuergestänge 14.2 gekoppelt ist, sowie ein elastisches Dichtteil 15.2.2, das mit einem Ventilsitz 16.2 in Anlage bringbar ist, wie in Figur 2 dargestellt ist.

Der Ventilsitz 16.2 ist an einem Rohrstück 22 ausgebildet, das unter Zwischenschaltung einer Ringdichtung 18 axial verschieblich in dem den Durchlaß 21 begrenzenden Abschnitt des Gehäuses 11 gelagert ist. An seinem dem Ventilsitz 16.2 abgewandten Ende ist an dem Rohrstück ein umlaufender Kragen 20 ausgebildet, an dem sich das eine Ende einer das Rohrstück 22 umgebenden Spiralfeder 19 abstützt, die an ihrem entgegengesetzten Ende an dem Gehäuse 11 anliegt. Die Feder 19 übt auf das Rohrstück eine zur 1. Kammer 12.1 gerichtete Vorspannkraft aus, die das Rohrstück 22 in der zurückgezogenenen bzw. nicht-verschobenen Regelbetrieb-Stellung hält (Fig. 2), in der es sich bei ordnungsgemäß funktionierendem Gasdruckregler befindet. In dieser Regelbetrieb-Stellung kann der in der 2. Kammer 12.2 herrschende Gasdruck in bekannter Weise durch Verlagerung des 2. Ventilkorpers 15.2 relativ zum Ventilsitz 16.2 und somit durch Änderung des Gasdurchtrittsquerschnittes infolge der Funktion der 2. Membran-

Regelvorrichtung 13.2 konstant gehalten werden.

Wenn die 1. Membran-Regelvorrichtung 13.1 und/oder das Regelventil 17.1 ausfallen sollten, liegt der am Einlaß der 1. Kammer 12.1 anstehende Gasleitungsdruck auch in der 1. Kammer 12.1 an und wirkt auf die dem 2. Ventilkörper 15.2 abgewandte Endfläche des Rohrstücks 22 sowie die entsprechend ausgerichteten Wirkflächen 20a des Kragens 20 ein. Wenn der in der 1. Kammer 12.1 herrschende Gasdruck einen vorbestimmten, durch die Feder 19 definierten Grenzwert überschreitet, wird das Rohrstück 22 entgegen der Kraft der Feder 19 axial verschoben, bis der Ventilsitz 16.2 mit dem 2. Ventilkörper 15.2 in Anlage kommt. Eine weitere Verschiebung des Rohrstücks 22 führt dazu, daß der 2. Ventilkörper 15.2 bzw. das 2. Steuergestänge 14.2 gegen einen Anschlag gedrückt werden, wobei das Rohrstück 22 gegen den 2. Ventilkörper 15.2 gespannt wird. Auf diese Weise ist das 2. Regelventil 17.2 zuverlässig geschlossen, wenn der in der 1. Kammer 12.1 herrsehende Gasdruck den vorbestimmten Grenzwert übersteigt. Diese Sperrstellung ist in Figur 3 dargestellt.

Claims

Schutzansprüche

Zweistufiger Gasdruckregler mit einem Gehäuse (11), in dem eine 1. Kammer (12.1) und eine 2. Kammer (12.2) ausgebildet sind, die nacheinander von Gas durchströmt sind,
wobei in der 1. Kammer (12.1) ein 1. Regelventil

(17.1) zur Regelung des Gasdurchflusses angeordnet ist, dessen Ventilkörper (15.1) mit einer 1. Regelvorrichtung (13.1, 14.1) wirkverbunden ist, mittels der der Ventilkörper (15.1) in Abhängigkeit von dem in der 1. Kammer (12.1) herrschenden Gasdruck verstellbar ist, und

wobei in der 2. Kammer (12.2) ein 2. Regelventil

(17.2) zur Regelung des Gasdurchflusses angeordnet ist, dessen Ventilkörper (15.2) mit einer 2. Regelvorrichtung (13.2, 14.2) wirkverbunden ist, mittels der der Ventilkörper (15.2) in Abhängigkeit von dem in der 2. Kammer (12.2) herrschenden Gasdruck verstellbar ist,

dadurch gekennzeichnet, daß das 2. Regelventil (17.2) schließt, wenn der in der 1. Kammer (12.1) herrschende Gasdruck einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet.
2. Gasdruckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das 2. Regelventil (17.2) einen in Abhängigkeit von dem in der 1. Kammer (12.1) herrschenden Gasdruck verstellbaren Ventilsitz (16.2) aufweist.
3. Gasdruckregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (16.2) zwischen einer sich bei Unterschreiten des Grenzwertes einstellenden Regelbetrieb-Stellung und einer sich bei Überschreiten des Grenzwertes einstellenden Sperrstellung verstellbar ist.
4. Gasdruckregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (16.2) in der Sperrstellung gegen den Ventilkörper (15.2) des 2. Regelventils (17.2) gespannt ist.
5. Gasdruckregler nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (16.2) den Ventilkörper (15.2) des 2. Regelventils (17.2) in der Sperrstellung gegen einen Anschlag drückt.
6. Gasdruckregler nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (16.2) mittels einer Feder (19) in die Regelbetrieb-Stellung vorgespannt ist.

Gasdruckregler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (16.2) verschieblich in dem Gehäuse (11) gelagert ist.

Gasdruckregler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ventilsitz (16.2) und dem Gehäuse (11) eine Ringdichtung (18) angeordnet ist.