DE3000669C2 - Gasdruckregler - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Gasdruckregler gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs, entsprechend dem Hauptanspruch des Hauptpatents 29 06 044.

Bei diesem älteren Patent ist vorgesehen, daß zum Zünden eines Gasbrenners zunächst diesem ein Gasstrom gemäß einem Mindestdurchsatz zugeführt wird, der bei Beaufschlagung der Fiuidpumpe auf den Nenndurchsatz ansteigt

Zur Gewährleistung eines einwandfreien Überzünde ns der Brennflamme auf den Hauptbrenner bei einer dort vorhandenen Vielzahl einzelner Brennschlitzöffnungen ist es jedoch vorteilhaft, den Brenngasdurchsatz nicht schlagartig stufenweise, sondern verzögert auf die erste Stufe des Durchsatzes ansteigen zu lassen.

Hierzu ist es aus der US-PS 40 60 370 bekanntgeworden, über eine Serienschaltung zweier Drosselstellen, mit denen die beiden Membrankammern beiderseits der das Hauptventil steuernden Membran miteinander in Verbindung stehen, den Gasdruck auf der einen Seite der Membran verzögert anwachsen zu lassen. Der dort beschriebene Gasdruckregler arbeitet aber nicht mit einer Fiuidpumpe, dem Regler steht also kein Signal zur Verfügung, um in den die beiden Drosselstellen enthaltenden Weg mit einem Ventil eingreifen zu können.

Der vorliegenden Erfindung liegt mithin die Aufgabe zugrunde, einen Gasdruckregler der eingangs näher bezeichneten Art vorzuschlagen, bei der die Überzünddurchsatzstufe des Druckreglers verzögert erreicht

wird.

Die Lösung der Aufgabe besteht erfindungsgemäß in gegenüber dem Hauptpatent selbstständig erfinderischer Weise in den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs.

Durch die in Reihe mit der ersten Drosselstelle geschaltete zweite Drosselstelle findet ein allmähliches Ansteigen des Druckniveaus statt, so daß die Regelmembran entsprechend verzögert vom Regeldruck beaufschlagt wird.

Weitere Ausgestaltungen und besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß der Figur der Zeichnung erläutert In der Figur ist ein schematischer Querschnitt des Gasdruckreglers dargestellt Ein Gasdruckregler 1 weist ein Gehäuse 2 auf, das eine Gaseinlaßöffnung 3 und eine Gasauslaßöffnung 4 besitzt, wobei letztere zu einem nicht dargestellten Brenner eines gasbeheizten Gerätes, wie eines Umlaufwasserheizers, Durchlaufwasserheizers oder Kesseis beziehungsweise Ofens, führt

Im Bereich des Gehäuses ist dem Einlaß 3 nachgeschaltet, eine Kammer 5 gebildet, in der ein Ventilsitz 6 vorgesehen ist, der von einem von einer Stange 7 angelenkten VentUkörper 8, der unter der Rückstellkraft einer Druckfeder 9 steht im Ruhezustand verschließbar ist wobei die Stange 7 mit einem Membranteller 10 einer Membran 11 verbunden ist die in einer weiteren Kammer 14 druckdicht an ihrem Rand 13 eingespannt ist

Die Kammer 12 steht somit mit dem Auslaß 4 in Verbindung, die Kammern 5 und 12 sind über das im Ruhezustand verschlossene Ventil 6,8 voneinander getrennt. Die Membran teilt eine weitere Kammer 14 ab, die über einen Kanal 15 zu einem Ventilmittelraum 16 führt Der Ventilmittelraum 16 ist über zwei Ventilsitze 17, 18 sowie eine Abströmöffnung 19 begrenzt. Vom Ventilsitz 17 führt ein Kanal 20 zu einer Verzweigungsstelle 21, von der ein Kanal 22 zur Auslaßleitung 4 führt.

Ein weiterer Kanal 23 führt zu einer Membrankammer 24, die über eine Leitung 25, in der ein Ventilsitz 26 vorgesehen ist mit der Abströmöffnung 19 verbunden ist Mit dem Ventilsitz 26 korrespondiert ein Ventilkörper 27, der von einer sich gegenüber dem Gehäuse 2 abstutzenden Druckfeder 28 in Öffnungsstellung bewegbar ist Der Ventilkörper 27 ist an einer Membran 29 befestigt die unter der Wirkung einer Druckfeder 30 steht, die von einer Stellschraube 31 justierbar ist die ihrerseits in einem Gewinde im Gehäuse 2 geführt ist

so Auf der der Membrankammer 24 abgewandten Seite der Membran 29 ist eine weitere Membrankammer 32 gebildet, die über eine öffnung 33 mit einer weiteren Membrankammer 34 in Verbindung steht. Die Membrankammer 34 wird außer von dem Gehäuse 2 von einer Membran 35 begrenzt, die auf der der Membrankammer 34 abgewandten Seite eine Membrankammer 36 bildet, in welcher eine Druckfeder 37 gelagert ist die von einer Einstellschraube 38 beherrscht ist, die in einem Innengewinde des Gehäuses 2 verstellbar gelagert ist

Die Membrankammer 36 ist über eine Drosselbohrung 39 mit der Atmosphäre verbunden. Mit der Membran 35 ist ein Ventilkörper 40 verbunden, der mit einem im Gehäuse 2 angeordneten Ventilsitz 41 korrespondiert. Der Ventilsitz 41 steht über eine Leitung 42 mit der Membrankammer 34 in Verbindung. Der Ventilkörper 40 steht unter der Wirkung einer Druckfeder 74, die sich gegenüber dem Gehäuse 2 abstützt und das Bestre-

ben hat, den Ventilkörper 40 vom Sitz 41 abzuheben. Auf der anderen Seite der Leitung 42 schließt sich an den Ventilsitz 41 eine Kammer 43 an, die über eine Bohrung 44 relativ kleinen Querschnitts mit der Membrankammer 34 und über eine Zuluftbohrung 45 über einen Luftfilter 46 mit der Atmosphäre verbunden ist Ober eine Ansaugleitung 47 ist die Kammer 43 mit dem Saugstutzen einer Membranpumpe 48 verbunden, die über eine Welle 49 von einem nicht dargestellten Motor

Stellstange 71 auch im Ventilmittelraum 16. Unter der Wirkung der Drosselung durch die Bohrungen 63 beziehungsweise die Nut in der Stellstange 71 geschieht der Druckaufbau im Ventilmittelraum langsam. Der Ventilmittelraum steht aber seinerseits bei geschlossenem Ventil 27,26 über den Kanal 15 mit der Kammer 14 in Verbindung, so daß sich langsam ein Druck in dieser Kammer aufbaut, der dazu führt, daß der Ventilkörper 8 gegen die Rückstellkraft der Druckfeder 9 von seinem

angetrieben wird. Der Motor seinerseits ist von «inem io Ventilsitz 6 abhebt In dem Moment beginnt Gas vom

15

Stellglied mit Spannung beziehungsweise elektrischer Leistung beaufschlagbar, um ein bestimmtes Antriebsverhältnis des Motors zu gewährleisten. Die Membranpumpe weist eine Druckleitung 50 auf, die über eine Drosselbohrung 51 mit der Membrankammer 34 in Verbindung steht Von der Druckleitung 50 zweigt eine Leitung 52 ab, die zu einem pneumatischen Stellmotor 53 führt, der Teil des Gehäuses 2 ist Der Stellmotor weist Druckkammern 54 und 55 auf, die durch eine Membran

56 voneinander getrennt sind, an der ein Membranteller

57 befestigt ist der seinerseits mit einer Stellstange 58 verbunden ist Die Stellstangc durchsetzt abgedichtet das Gehäuse 2 und ist mit einem Ventilkörper 59 verbunden, der unter der Wirkung einer Druckfeder 60

Einlaß über die Kammer 5, die Kammer 12 zum Auslaß zu fließen. Der Druck in der Kammer 14 wird jedoch dadurch begrenzt daß sich in der Auslaßleitung 4 ein Staudruck, verursacht durch die Stauwirkung der Brennerschlitze, aufbaut Der Rückstaudruck wirkt über die Leitung 22, 23 auf die Membrankammer 24 und ist bestrebt bei Ansteigen über einen gewissen Wert die Membran 29 gegen die Rückstellkraft der Feder 30 abzuheben. Die Druckschwelle, bei der diese Bewegung eintritt, ist über die Stellschraube 31 einstellbar. Eine Bewegung der Membran 29 gegen die Stellschraube 31 hai ein Abheben des Ventiikörpers 27 vom Ventilsitz 26 zur Folge, diese Bewegung wird durch die Druckfeder 28 unterstützt Die Charakteristik der Druckfeder 28 ist

steht, die das Bestreben hat den Ventilkörper 59 gegen 25 aber wesentlich schwächer als die der Druckfeder 30. einen Ventilsitz 61 zu drücken. Der Ventilsitz 61 verbin- Somit wird auch der Druck im Ventilmittelraum 16 bedet den Kanal 15 mit einem Operatorraum 62, der über grenzt

eine Drosselbohrung 63 mit der Kammer 5 und über den Die wie eben eingestellte Druckschwelle dient dazu,

Ventilsitz 18 mit dem Ventilmittelraum 16 in Verbin- einen Gasdruck im Auslaß 4 sicherzustellen, der für ein dung steht Im Inneren des Operatorraums ist ein Elek- 30 einwandfreies Überzünden im Bereich des angeschlostromagnet 64 vorgesehen, der über eine elektrische Zu- senen Rostbrenners notwendig ist. Ein zu kleiner Druck leitung 65 mit elektrischer Leistung speisbar ist Mit
dem Elektromagneten 64 wirkt ein Anker 66 zusammen,
der als zweiarmiger Hebel 67 verlängert ist und bei 68
drehbar im Gehäuse 2 gelagert ist

Er steht unter der Wirkung einer Zugfeder 69, die einen Endes am Gehäuse 2 befestigt ist Am freien Ende des Hebels 67 ist über einen Drehpunkt 70 eine Stange 71 angelenkt die mit dem Ventilkörper 72 verbunden

ist, der mit den Ventilsitzen 17 und 18 korrespondiert 40 Membrankammer 34 ein Druck auf, und zwar langsam Die Stellstange 71 durchsetzt abgedichtet eine Stopf- unter der Einwirkung der Bohrung 51. Der sich hier buchse 73. Die Stellstange 71 ist an ihrem Außenmantel aufbauende Druck steht über die öffnung 33 auch in der zylindrisch gestaltet weist aber eine Nut auf, so daß bei Membrankammer 32 an. Das bedeutet, daß das Ventil abgehobenem Ventilkörper 72 vom Sitz 18 derOpera- 27,26 voll geschlossen wird. Der hier anstehende Druck torraum 62 über die geringe öffnung dieser Nut mit 45 wird begrenzt durch eine Stellbewegung der Membran dem Ventilmittelraum 16 verbunden ist 35. Steigt der Druck in der Membrankammer 34 über

Der eben geschilderte Gasdruckregler hat folgende eine einstellbare Schwelle, so bewegt sich die Membran Funktion: 35 gegen die Rückstellkraft der Feder 37 in die Richtung

Ausgehend von dem in der Zeichnung dargestellten auf die Einstellschraube 38, und der Ventilkörper 40 Ruhezustand, ist der Ventilsitz 6 durch den Ventilkörper 50 wird von seinem Ventilsitz 41 unter Unterstützung 8 verschlossen, das heißt, die Verbindung zwischen Gas- durch die Druckfeder 74 abgehoben. Die Federkonstan-

im Auslaß 4 bewirkt ein nur teilweises Brennen der Gasflammen im Rostbrenner, ein zu großer Überdruck wird eine Verpuffungserscheinung in der Feuerstätte zur Folge haben.

Soll nun der Gasdruck in der Ausgangsleitung 4 auf einen Nennwert ansteigen, so wird die Welle 49 der Membranpumpe 48 beaufschlagt so daß die Membranpumpe 48 zu fördern beginnt Somit baut sich in der

einlaß 3 und Auslaß 4 ist unterbrochen.

Die Membranpumpe ist in Ruhe, Druckstutzen und Saugstutzen weisen zueinander keinen Differenzdruck auf. Die Ventile 40,41,27,26 sowie 72,18 und 59,61 sind geschlossen. Der Elektromagnet 64 ist stromlos. Die Gaszufuhr zum Brenner ist unterbrochen. Wird nunmehr Gas am Brenner verlangt so wird über die Leitung 65 der Elektromagnet 64 erregt, worauf der Elek-

te der Druckfeder 74 ist sehr viel geringer als die der Druckfeder 37. Die Maximaldruckschwelle in den Membrankammern 34 bzw. 32 wird somit über die Stellschraube 38 und die Membran 35 beherrscht.

Je höher mithin der Förderdruck der Membranpumpe 48 ist, um so höher ist der Druck in der Membrankammer 32, um so höher ist der Schließgrad des Ventils 26, 27. Je mehr dieses Ventil geschlossen wird, um so

tromagnet 64 den Anker 66 anzieht und den Ventilkör- 60 größer ist über den Operatorraum 61 beziehungsweise per 72 vom Ventilsitz 18 unter Überwindung der Rück- über den Druckweg 22,23,25,26,19,15 der Druck, der stellkraft der Zugfeder 69 anzieht und den Ventilkörper
72 auf den Ventilsitz 17 drückt. Somit ist der Auslaß 4
abgeschlossen, da die Membrankammer 24 keine Verbindung zur Atmosphäre besitzt und der Ventilkörper 8 65
nach wie vor auf dem Ventilsitz 6 ruht. Druck aus dem
Gaseinlaß steht jedoch über die Kammer 5, die Bohrung
63 im ODeratorraum 62 an und über die Nut in der

sich in der Kammer 14 aufbaut und der einen sich vergrößernden Gasdruck in der Ausgangsleitung 4 zur Folge Hat

Da der Druck der Membranpumpe über die Leitung 52 auch am Stellmotor 53 ruht, und zwar dort unverzögert, da die Leitung 52 am Druckstutzen 50 abzweigt, ohne daß die Drossel 51 auf diesen Wee Einfluß nimmt.

wird die Membran 56 über die Stellstange 58 nach Überwindung eines Totraumes dem Ventilkörper 59 unverzögert von seinem Sitz 61 abheben. Bevor somit das Ventil 27, 26 in Regelstellung geht, ist das Ventil 59, 61 bereits geöffnet Das bedeutet, daß der Eingangsdruck des Gases aus der Kammer 5 nahezu unverzögert in der Kammer 14 ansteht Der Druck in der Kammer 14 baut sich demgemäß verzögert nur vom Gasdurchsatz Null auf den Überzündgasdurchsatz auf, nahezu unverzögert jedoch beim Übergang vom Überzündgasdurchsatz auf den Nenngasdurchsatz.

Soll der Brenner stillgesetzt werden, wird die Beaufschlagung der Membranpumpe 48 unterbrochen. Das bedeutet, daß die Membrankammer 32 drucklos wird, da sich die Druckdifferenz zwischen Saug- und Druckstutzen der Membranpumpe über die Drosselbohrung 44 abbaut. Das bedingt ein Schließen des Ventils 59,61 und ein weiteres öffnen des Ventilkörpers 27, der Druck in der Gasauslaßleitung 4 wird abgebaut, das heißt, es steht nur noch der Vordruck aus der Gaseinlaßleitung 3 über die Bohrungen 63 und die Nut in der Stellstange 71, geringfügig entlastet durch den angehobenen Ventilkörper 27, in der Kammer 14 an, so daß durch die Rückstellkraft der Feder 9 der Ventilkörper 8 sehr nah an seinen Sitz 6 herangedrückt wird. Somit steht nur noch der Überzündgasstrom in der Ausgangsleitung 4 an, der auch unterbrochen werden kann, wenn man die Stromzuführung auf der Leitung 65 unterbricht, da dann unter der Rückstellwirkung der Feder 69 der Ventilkörper 72 auf den Sitz 18 gedruckt wird und somit eine Druckentlastung der Kammer 14 stattfindet

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Gasdruckregler für eine gasbeheizte Wärmequelle mit einer in einem Gehäuse angeordneten Einlaßkammer, die über einen von einem Ventilkörper beherrschten Ventilsitz mit einer Auslaßkammer in Verbindung steht, wobei der Ventilkörper von einer Feder und einer Membran beaufschlagt ist, deren eine Seite die Auslaßkammer und deren andere Seite eine mit der Einlaßkammer in Verbindung stehende Steuerkammer begrenzt, mit einem in der Verbindung von der Steuerkammer zur Ein!aßkammer angeordneten Schaltventil und mit einem weiteren Ventil, welches eine mit einer Feder beaufschlagte Hilfsmembran als Ventilkörper aufweist und die Steuerkammer nach Maßgabe eines eingestellten Sollwertes für eine Leistung der Wärmequelle über eine Steuerleitung mit der Auslaßkammer verbindet, wobei die Hilfsmembran einen Druckraum begrenzt, der von einer in ihrer Leistung entsprechend einer gewünschten Leistung der Wärmequelle steuerbaren Fiuidpumpe beaufschlagt wird im Sinne einer Änderung des durch die Feder eingestellten Sollwertes, nach Patent 29 06 044, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßkammer (4) und die Einlaßkammer (5) über eine mit zwei Drosselstellen (63,71) sowie einem Ventil (18,72) versehene Leitung (62) miteinander verbunden sind und daß parallel zu der einen Drosselstelle (71) ein von einer Rückstellkraft beaufschlagtes Ventil (59,61) geschaltet ist, das von einem Membranschalter (53) betätigbar ist, dem ein Drucksignal über eine Leitung (52) bei Anstieg des Durchsatzes durch den Regler (1) auf den Nenndurchsatz zugeführt ist.