DE3524015C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasdruckregler für eine Umlaufwasser­ heizung mit zugehörigem Gebrauchswasserheizer, bestehend aus einem die Gaszufuhr zur Wärmequelle regelnden Membranventil, dessen Membran einerseits dem hinter dem Ventil herrschenden Gasdruck und andererseits einem stetig oder punktuell zwischen zwei Grenzwerten modulierbaren Druck ausgesetzt ist, der von zumindest einem durch den jeweiligen Wärmebedarf über ein Stell­ glied steuerbaren Servoventil, vorzugsweise gleichfalls einem Membranventil, geregelt ist, an dem einerseits der an der Wärmequelle herrschende Gasdruck und andererseits eine durch das Stellglied veränderbare Gegenkraft wirksam ist.

Ein solcher Gasdruckregler ist beispielsweise aus der EP-A-00 35 147 bekannt. Bei diesem vorbekannten Regler sind mehrere Stellglieder vorgesehen, und zwar eine mit einem Strömungsmesser verbundene Stellstange sowie eine Stellschraube, die auf die Membran eines Servoventiles wirkt, wobei eine Membranpumpe vorgesehen ist, die den zur Verstellung des Membranventiles erforderlichen variablen Druck liefert. Damit können unterschiedliche Maximaldruckwerte für Heizungs- und Brauchwasserbetrieb vorgegeben werden.

Der Einfluß dieser Stellglieder erstreckt sich auf ein Servoventil, dem zwei alternativ benutzte Ventilsitze zugeordnet sind und dessen Stellung dann unmittelbaren Einfluß auf die Größe des zwischen zwei Grenzwerten modulierbaren Druckes in den von der Membran des Haupt-Gasventiles begrenzten Kammern nimmt.

Ziel der Erfindung ist es, einen Gasdruckregler der eingangs bezeichneten Gattung und Funktion zu vereinfachen, dadurch zu verbilligen und dessen Störungsfreiheit insofern zu gewähr­ leisten, als nur wenige verschleißfeste, reibungsarme und alte­ rungsunempfindliche Bauteile zur Verwendung gelangen.

Erfindungsgemäß weist das Stellglied des Servoventiles eines Gasdruckreglers der eingangs bezeichneten Gattung einen schwenkbaren Hebel auf, wobei am freien Ende eines Hebelarmes ein Permanentmagnet oder ein magnetisch beeinflußbarer Weicheisenkern (Anker) angeordnet ist, der einem ortsfesten oder ortsfest einstellbaren Permanent­ magneten oder Elektromagneten gegenüberliegt.

Diese Betätigungsvorrichtung erfordert einen optimal geringen konstruktiven Aufwand und zeichnet sich dadurch aus, daß sie sehr zuverlässig und feinfühlig wirksam ist und die jeweils einzuhaltenden Grenzwerte, innerhalb derer der als Schwellwert einzuhaltende Druck modulierbar ist, sehr einfach fixierbar beziehungsweise verstellbar sind.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden der besseren Verständlichkeit wegen nachstehend anhand der Zeichnungsfiguren erläutert:
Im einzelnen zeigen die Fig. 1 bis 5 in schematischen Darstellungen des Gasdruck­ reglers die für die vorliegende Erfindung wesentlichen Bestand­ teile in ihrer zielstrebigen Zuordnung.

Der in Fig. 1 dargestellte Gasdruckregler ist im Zuge der Gasleitung 50 zwischen einer Einlaßkammer 51 und einer Auslaß­ kammer 52 angeordnet. Beide Kammern 51 und 52 verbindet ein Ventilsitz 53, der von einem von einer Stellstange 54 angelenkten Ventilkörper 55, der unter der Rückstellkraft einer Druckfeder 56 steht, im Ruhezustand verschließbar ist, wobei die Stellstange 54 mit einem Membranteller 57 einer Stellmembran 58 verbunden ist, die im Bereich der Auslaßkammer 52 an ihrem Rand druckdicht im Gehäuse eingespannt ist. Ein- und Auslaßkammer sind somit im Ruhezustand über das verschlossene Ventil 53, 55 voneinander getrennt. Die Stellmembran 58 teilt eine weitere Kammer 59 ab, von der ein Kanal 2 zu einem Raum 3 führt. In diesem Raum 3 mündet auch ein von der Auslaßkammer 52 abzweigender Kanal 1.

Im Raum 3, in den die Kanäle 1 und 2 münden, ist der Ventilkörper 4 verstellbar, und zwar alternativ entweder auf den Ventilsitz 5 oder den Ventilsitz 6. Zur Verstellung des Ventilkörpers 4 dient der Ventilschaft 7, der am freien Ende eines um das Gelenk 8 schwenkbar gelagerten Hebels 9 angelenkt ist, der seinerseits von einer Zugfeder 10 beein­ flußt wird, die den Ventilkörper 4 mittels des Hebels 9 gegen den Ventilsitz 6 zu drücken trachtet. Gegen den Zug dieser Zugfeder 10 wirkt bedarfsweise ein Elektromagnet 11, der - sobald er erregt ist - auf einen am Hebel 9 befestigten Anker 12 einwirkt und den Ventilkörper 4 gegen den Ventilsitz 5 drückt.

Vom Ventilsitz 5 führt ein Kanal 13 zu einer Verzweigungs­ stelle 14, an der der Kanal 1 einmündet und von der ein weiterer Kanal 13′ zur Membrankammer 15 führt, die über einen Kanal 16, in dem ein Ventilsitz 17 vorgesehen ist, mit der Leitung 18 verbunden ist. Dem Ventilsitz ist der Ventilkörper 19 des Servoventiles zugeordnet, der von einer sich gegen das Gehäuse 20 abstützenden Druckfeder 21 in Öffnungsstellung bewegbar ist. Dieser Ventilkörper 19 ist an einer Membran 22 befestigt, die unter der Wirkung einer Druckfeder 23 steht, die an ihrem oberen Ende einen Teller 24 trägt. Die Bewegung des Ventilkörpers 19 ist durch einen Bund 25 begrenzt, dem ein Anschlag 20′ des Gehäuses 20 zugeordnet ist.

Im Ruhezustand ist das Haupt-Gasventil geschlossen. Es gibt dann keinen Differenzdruck zwischen dem vor und dem hinter dem Haupt-Gasventil befindlichen Räumen der Gaszufuhr­ leitung zur Wärmequelle, also keine Differenz zwischen den Drücken in den Kanälen 1 und 2.

Benötigt nun die Wärmequelle, z. B. ein Brenner, Gas, weil der Anlage Warmwasser entnommen wird, erhält der Elektromagnet 11 Strom und zieht im erregten Zustand den Anker 12 an, der den Ventilkörper 4 des Servoventiles vom Sitz 6 abhebt und gegen die Wirkung der Rückstellfeder 10 auf den Sitz 5 drückt. Somit ist dann der Kanal 1 und damit der Gasauslaß von der der Membran des Hauptgasventiles benachbarten Kammer, in der der Druck modulierbar ist, getrennt. Aus dem Gaseinlaß baut sich nunmehr im Raum 26, in dem sich der Hebel 9 befindet, Druck auf und dies führt dazu, daß sich bei geschlossenem Ventil 17, 19 über den Kanal 2 ein Druck aufbaut, der ein Öffnen des Haupt-Gasventiles gegen die Rückstellkraft einer Feder veranlaßt. Wenn nun Gas vom Einlaß dadurch zum Brenner strömt, entsteht im Auslaß des Reglers durch die Stauwirkung der Brennerdüsen ein Staudruck, der sich über Leitungen auf die Kammer 15 aus­ wirkt und bestrebt ist, bei Ansteigen über einen fixierbaren Schwellwert die Membran 22 gegen die Rückstellkraft der Feder 23 zu verformen.

Die Druckschwelle, bei der eine Bewegung der Membran 22 eintritt, wird nun von der erfindungsgemäßen Einrichtung bestimmt, die ein magnetisch beeinflußbares Stellglied, nämlich einen in der Achse 27 schwenkbar lagernden Hebel 28 und einen diesem Hebel 28 ortsfest zugeordneten Elektro­ magneten 29 umfaßt. Das freie Ende des Hebels 28 trägt einen Permanent-Magneten oder einen als Anker magnetisierbaren Weicheisen-Kern 28′.

Im Rahmen der Erfindung können gleichermaßen Elektro­ wie Permanentmagnete als ortsfeste und/oder bewegliche Bestandteile Verwendung finden, ohne daß dadurch die Funktion der Einrichtung im Prinzip verändert wird.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist der ortsfeste Elektromagnet 29 in seinem Horizontalabstand vom Hebel 28 mittels einer Stellschraube 30 einstellbar und erhält aus einer nicht dargestellten Stromquelle über eine Zuleitung 31 Strom.

Der Hebel 28 trägt einen Stößel 32 od. dgl., der auf den Teller 24 der Druckfeder 23 einwirkt.

Den beiden Armen des Hebels 28 sind - beidseits der Schwenkachse 27 - einstellbare, als Stellschrauben ausge­ bildete Anschläge 33 und 34 zugeordnet, die den Schwenk­ bereich des Hebels - entsprechend der Beanspruchung des Brenners auf Voll- oder Teillast - begrenzen.

Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich von jener nach Fig. 1 durch die geänderte Anordnung des ortsfesten Eleketromagneten 29, der sich nun oberhalb des mit einem Weicheisenkern 28′ bestückten freien Endes des Hebels 28 befindet.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist am Hebelarm 28 gleichfalls ein Elektromagnet 28′′ ange­ ordnet, der über eine Zuleitung 31′ mit Strom versorgt wird.

Bei allen diesen Ausführungsformen nach den Fig. 1 bis 3 ist ihrem Aufbau zufolge eine Proportionalverstellung mit ständiger Abweichung angestrebt.

Abweichend ist die Anordnung bei der Ausführungsform nach Fig. 4. Bei dieser Ausführungsform ist der Hebel 28 im Bereich eines freien Endes eines Hebelarmes mit dem Teller 24 der Druckfeder 23 mittelbar über den Schaft 35 kraftschlüssig verbunden und der ortsfeste Elektromagnet 29 ist - innerhalb des Längsverlaufes des Hebelsarmes angreifend - mit einstellbarem Vertikalabstand vom Hebel angeordnet und bildet selbst einen Begrenzungsanschlag für den Schwenkbereich des Hebels 28.

Die Einstellung für die Vollast erfolgt mittels des als Anschlag benutzten Elektromagneten 29, die Ein­ stellung der für die Überzündung des Brenners erforder­ lichen Mindest-Gasmenge hingegen kann hiervon unabhängig mittels der im Gehäuse 20 verschraubten Stellschraube 36 erfolgen, die den Hebelarm 28 durchsetzt und einen An­ schlag für die Begrenzung dessen Aufwärtsverschwenkung bildet. Die Zugfeder 37 trachtet, diesen Hebelarm aufwärts gegen den Anschlag, nämlich gegen den Kopf dieser Stell­ schraube 36 zu drücken.

Die Vertikalverstellung des Elektromagneten 29 erfolgt beispielsweise mittels einer Stellmutter 38, die von der Befestigungsschraube für die Verankerung des Elektromagneten 29 durchsetzt wird.

Bei dieser Ausführungsform nach Fig. 4 handelt es sich um eine Zweipunkt-Verstellung des Sollwertes: Bei nicht erregtem Elektromagneten ist ein Minimal-Gasdurchsatz entsprechend der für die Überzündung erforderlichen Menge vorgegeben, bei angezogenem Elektromagneten hingegen ein der Vollast entsprechender Gasdurchsatz.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist neben einer Teillast-Einstellung mittels der Stellschraube 36 auch noch eine erste, für den Heizbetrieb vorgesehene Vollasteinstellung mittels der im Gehäuse 20 geführten Stellschraube 40 möglich, die die Bewegung des Tellers 24 und damit den Druck der Feder 23 auf die Membran 22 begrenzt.

Zu einer Vollast-Einstellung für die Brauchwassererwärmung ist ferner dem über denSchaft 35 mit der Membran 22 des Servo­ ventiles 17, 19 mittelbar verbundenen freien Ende des Hebels 28 ein von einem im Strömungsweg des Brauchwassers gelegenen Brauchwasserschalter 41 verstellbarer Anschlag 42 zugeordnet.

Dieser Anschlag 42 wird vom freien Endeeiner dem Brauch­ wasserschalter 41 zugehörigen, in einem Lager 43 schwenkbar gelagerten Wippe 44 gebildet, die einerseits über den Membran­ teller 45 und die Stellstange 46 unter dem Einfluß einer im Wasserschalter 41 angeordneten Membran 47 steht, die ihrer­ seits die an einen Strömungsmesser angeschlossenen Membran­ kammern 48 und 49 voneinander scheidet.

Anderseits wird die Wippe 44 über einen Federteller 50 von einer Druckfeder 51 beeinflußt. Die Wippe 44 trägt in dem dem Anschlag 42 benachbarten Bereich einen Anschlag 52 und am gegenüberliegenden Ende einen mittels einer Stellschraube 53 einstellbaren Anschlag 54 zur Begrenzung ihrer Schwenk­ bewegungen.

Die vom Brauchwasserdurchsatz im Strömungsschalter registrierten Druckschwankungen ergeben eine Bewegung der Membran 47 gegen die Rückstellkraft der Feder und bewirken damit eine Verstellung des Anschlages 42.

Selbstverständlich ist der Erfindungsgedanke mannigfach ausbaufähig, beispielsweise durch eine Vervielfachung der Modulationselemente, etwa durch Anordnung eigener Modulationselemente für die Teillast-Beanspruchung (Kleinstdurchsatz → Teillastmaximum) einerseits und für die Modulation der Vollast (Vollastminimum → Vollast­ maximum) anderseits, wobei sich dann diese mehrfach angeordneten Modulationselemente in ihrer Wirksamkeit ergänzen und überlagern.

Claims (7)

1. Gasdruckregler für eine Umlaufwasserheizung mit zuge­ hörigem Gebrauchswasserheizer, bestehend aus einem die Gaszufuhr zur Wärmequelle regelnden Membranventil, dessen Membran einerseits dem hinter dem Ventil herr­ schenden Gasdruck und andererseits einem stetig oder punktuell zwischen zwei Grenzwerten modulierbaren Druck ausgesetzt ist, der von zumindest einem durch den jeweiligen Wärmebedarf über ein Stellglied steuer­ baren Servoventil, vorzugsweise gleichfalls einem Membranventil, geregelt ist, an dem einerseits der an der Wärmequelle herrschende Gasdruck und andererseits eine durch das Stellglied veränderbare Gegenkraft wirksam ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied dieses Servoventiles (17, 19) einen schwenkbaren Hebel (28) aufweist, wobei am freien Ende eines Hebelarmes ein Permanentmagnet (28′) oder ein magnetisch beeinflußbarer Weicheisenkern (Anker) angeordnet ist, der einem ortsfesten beziehungsweise ortsfest einstellbaren Permanentmagneten oder Elektromagneten (29) gegenüberliegt.

2. Gasdruckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkbereich des Hebels (28) durch einstell­ bare Anschläge (33, 34, 36 beziehungsweise 54) begrenzt ist.

3. Gasdruckregler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (28) im Bereich eines freien Endes eines Hebelarmes mit dem Servo­ ventil (17, 19) kraftschlüssig verbunden und der ortsfeste Magnet (29) innerhalb des Längsverlaufes dieses Hebelarmes mit einstellbarem Vertikalabstand vom Hebel (28) angeordnet ist.

4. Gasdruckregler nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine auf den Hebel (28) gegen die Kraft des orts­ festen Magneten (29) einwirkende Feder (37) und einen die durch Federkraft bewirkte Schwenkung des Hebels begrenzenden, vorzugsweise einstellbaren, Anschlag (36).

5. Gasdruckregler nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß dem schwenkbaren Hebel (28) ein zusätz­ licher verstellbarer Anschlag (40) zu einer Vollast­ einstellung für Heizbetrieb zugeordnet ist.

6. Gasdruckregler nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem mit dem Servoventil (17, 19) verbundenen freien Ende des Hebels (28) ein vom Brauchwasserschalter (41) verstellbarer An­ schlag (42) zur Vollasteinstellung für die Brauch­ wassererwärmung zugeordnet ist.

7. Gasdruckregler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Brauchwasserschalter (41) verstellbare Anschlag (42) vom freien Ende einer diesem Schalter zugehörigen Wippe (44) gebildet ist, die unter dem Einfluß einer vom Druck in der Brauchwasserleitung gegen den Druck einer Feder (51) bewegbaren Membran (47) steht.