DE3708568C2 - Gasdruckregelgerät zum Anschluß an Flüssiggasflaschen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gasdruckregelgerät zum Anschluß an Flüssiggasflaschen mit einer federbelasteten Membranein­ richtung zur Regelung eines in einer Reglereingangsbohrung sowie vor einer Regelventildüse anstehenden veränderlichen Eingangsdruckes auf einen konstanten Ausgangsdruck.

Druckregelgeräte zum Anschluß an Flüssiggasflaschen sind ein Massenprodukt, welches deshalb in seiner Ausführung vom Preis her wesentlich mit beeinflußt wird, andererseits aber einen durch die Norm vorgeschriebenen Ausgangsdruck von z. B. 50 mbar in bestimmten Toleranzgrenzen bis zu einer bestimm­ ten Durchflußmenge von z. B. 1,5 kg/h Flüssiggas einhalten muß.

Durch die EP 0 150 143 A2 ist ein Flüssiggasdruckregelgerät bekannt, wo auf ein fest gelagertes Stellglied als Zwischenglied zwischen Membraneinrichtung und Regelventildüse zur Über­ tragung der Stellkräfte und Stellwege zum Zwecke der Durch­ fluß- und Druckregelung an der Regelventildüse verzichtet wird. Die Funktion des Stellgliedes wird hier vom Membran­ teller als Ventilhebel und die Abdichtung zur Regelventil­ düse von der flexiblen Membranoberfläche übernommen. Durch einen außerhalb der Gehäusemitte, aber noch vor der Regel­ ventildüse angeordneten Drehpunkt, dem ein gleicher Dreh­ punkt auf der Deckelseite gegenüberliegt, und dazwischen die Membraneinrichtung kippbar gelagert ist, wird die Membran­ einrichtung in eine große vom Gasdruck einerseits und der Sollwert- und Stellfeder andererseits beaufschlagte Membran­ fläche und in eine kleinere Membranfläche mit der unterhalb des Membrantellerrandes angeordneten und von der Membran ab­ gedichteten Regelventildüse unterteilt. Für die Aufrechter­ haltung eines konstanten Ausgangsdruckes ist es aber erfor­ derlich, daß dem Produkt aus Gasdruck mal wirksamer Membran­ fläche einerseits der Gegendruck der Sollwert- und Stell­ feder andererseits entspricht. Durch die freie Aufhängung der flexiblen Membran und die Neigung der Sollwertfeder zum seitlichen Ausknicken, insbesondere, wenn das Druckregelge­ rät einen seitlichen Schlag bekommt, kann es passieren, daß sich die Membraneinrichtung gegenüber der Regelventildüse verschiebt, damit verändert sich das lose gelagerte Hebel­ übersetzungsverhältnis und die wirksame Membranfläche, was sich nachteilig durch eine Veränderung des Ausgangsdruckes auswirkt. Ein weiterer Nachteil dieser Konstruktion ergibt sich bei der Ausführung mit einem außerhalb der Membran­ mitte angeordneten Membransicherheitsventil. Zum Öffnen des Membransicherheitsventiles muß die Membraneinrichtung gegen die Sollwert- und Stellfeder einen verhältnismäßig großen Weg vollführen. Dabei kippt die auf der Regelventildüse aufliegende und abzudichtende Membran entsprechend der Fig. 10 dieser Veröffentlichung über die Düsenbohrung hinweg und kann so zu einem Wiederöffnen der Regelventildüse führen, wodurch dann ein ständiges Abblasen eines Gasstromes erfol­ gen würde.

Aufgabe der Erfindung ist es, unter Beibehaltung eines be­ währten Stellgliedes zwischen Membraneinrichtung und Regel­ ventildüse, welches durch seine festen Lagerpunkte ein stets konstantes, gegen Erschütterungen unempfindliches Hebel­ übersetzungsverhältnis und damit einen kon­ stant bleibenden Reglerlausgangsdruck gewährleistet, in einem aus Preis­ gründen im Membrandurchmesser verhältnismäßig klein gehal­ tenen Reglergehäuse ein optimal großes Hebelübersetzungsverhältnis zu erreichen, welches die Nachteile eines verkleinerten Membrandurchmes­ sers hinsichtlich Vordruckeinfluß und Schwingungsneigung aufwiegt.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung sowohl durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 als auch durch die kennzeichnenden Merkmale des Nebenanspruches 3 gelöst.

Der Vorteil der Erfindung liegt in der durch die besonderen Konstruktionsmerkmale erzielbaren optimalen Hebelübersetzung in einem kleinen Membrangehäuse, wodurch zur Herabsetzung des Vordruckeinflusses ein besonders günstiges Verhältnis von Membranfläche zur Düsenfläche erreicht wird, was bei den bekannten Konstruktionen nur durch eine sehr viel größere Membranfläche erreichbar ist. Dadurch gelingt es, ein der Norm entsprechendes Flüssiggasdruckregelgerät mit der für Haushaltanlagen größtzulässigen Durchflußleistung in einer besonders kleinen und preiswerten Ausführung herzustellen.

Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung wie folgt näher beschrieben:

Fig. 1 zeigt im Schnitt ein Gasdruckregelgerät mit einem Flaschenanschlußstück 5 und einem Regelventilteil 4, das seinerseits an seinem, der Membran zugewandten Ende zwei parallel zueinander verlaufende ebene Seiten­ flächen aufweist und einem einerseits mit der Hebelöse 2 der Membraneinrichtung 1 gekuppelten Stellglied 3 das andererseits gabelartig mit zwei Lagerwangen ausgebildet ist, wobei die Lagerwangen an den Seiten­ flächen des Regelventilteiles 4 anliegen und über einen Lagerstift 6 tief innerhalb der Eingangsbohrung mit dem Reglerventilteil 4 kippbar verbunden sind.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch den Reglereingangs­ stutzen mit der Reglereingangsbohrung 7, den beiden Lagerwangen des Stellgliedes 3, den Lagerstift 6 mit seiner seitlichen Sicherung gegen Verrutschen durch die Innenwände der Reglereingangsbohrung 7, die Regelventildüse 15 und das 2-seitig abgeflachte Regel­ ventil 4 mit seiner nutartigen Seitenführung 9 am Ende der Reglereingangsbohrung 7.

Fig. 3 zeigt eine Variante der Anordnung eines Stellgliedes 16 zu einer Regelventildüse 12 im Reglergehäuse 17 innerhalb des Membrangehäusedurchmessers 8.

Fig. 4 zeigt die Befestigung des Stellgliedes 16 durch einen Hebellagerstift 10 und dessen tangierende Lage mit seiner Außenkante 11 zur Regelventildüse 12.

Gasdruckregelgeräte zur Anwendung im Haushalt werden direkt an eine Flüssiggasflasche angeschlossen. Die Größe dieser Flüssiggasflasche ist auf ein Füllgewicht bis 14 kg be­ schränkt und die daraus zu entnehmende Gasmenge auf 1,5 kg/h begrenzt. Das Gasdruckregelgerät wird mit seinem Flaschenan­ schlußstück 5 an die Flüssiggasflasche angeschlossen. Nach dem Öffnen des Flaschenventiles gelangt das Flüssiggas durch die Regelventildüse 15 bis zum Stellglied 3, welches von der mit einer Feder 18 belasteten Membraneinrichtung 1 über die Hebelöse 2 in Offenstellung gedrückt wird und damit zunächst das Gas aus der Regelventildüse 15 in das Reglergehäuse 17 einströmen läßt. Der sich aufbauende Gasdruck drückt auf die Unterseite der Membraneinrichtung 1 solange, bis der Gegen­ druck der Feder 18 erreicht ist, dann geht die Membranein­ richtung nach oben und zieht über die Hebelöse 2 das Stell­ glied 3 in Schließstellung zur Regelventildüse 15. Ein dich­ ter Abschluß wird durch die Regelventildichtung 13 erzielt. Über den Reglerausgangsanschluß 14 wird das geregelte Flüssiggas dem Verbrauchsgerät zugeführt. Der Anschluß er­ folgt in der Regel über eine bis 40 cm lange Schlauchlei­ tung zu einer weiterführenden Rohrleitung. Für Flüssiggas­ druckregelgeräte bestehen DIN-Normen, die besagen, daß der Nenn-Ausgangsdruck von 50 mbar mit einer Gesamttoleranz von 10 mbar bei einem wechselnden Vordruck, also Flaschenin­ haltsdruck, zwischen 0,5 bis 10 bar, und in Zukunft sogar zwischen 1 bis 16 bar, einschließlich des Mengeneinflusses durch die Federcharakteristik eingehalten werden muß. Insbe­ sondere der schwankende Vordruck, der in Abhängigkeit des Regelventildurchmessers über die Größe des Hebelüberset­ zungsverhältnisses am Stellglied in Verbindung mit dem Mem­ brandurchmesser auf den Ausgangsdruck starken Einfluß ausübt, muß bei der Konstruktion eines Gasdruckregelgerätes berück­ sichtigt werden. Von der Kostenseite her wirkt sich die Größe des Gasdruckregelgerätes auf den Preis aus. Da die Anschlüsse festliegen, läßt sich eine Einsparung hauptsäch­ lich nur über eine Verkleinerung des Membrandurchmessers erzielen. Ein verkleinerter Membrandurchmesser läßt andererseits nur ein kürzeres Stellglied mit einer kürzeren Ventilhebellänge zu, und da die Regelventildüse in der Regel innerhalb des Mem­ brangehäusedurchmessers liegt, ist aus konstruktiven Grün­ den nur ein bestimmtes Hebelübersetzungsverhältnis möglich. Die erste erfindungsgemäße Lösung ergab sich daraus, den Lagerpunkt des Lagerstiftes 6 nach außerhalb des Membrange­ häusedurchmessers 8 in die Reglereingangsbohrung 7 zu ver­ legen und das Stellglied 3 direkt mit dem Flaschenanschluß­ stück 5 in Verbindung zu bringen. Diese Lösung bringt einen weiteren Vorteil, nämlich daß das Stellglied 3 vor der Mon­ tage im Reglergehäuse 17 mit dem Flaschenanschlußstück ver­ bunden und als ein komplett vormontiertes Teil durch die Reglereingangsbohrung 7 in den Reglereingangsstutzen einge­ führt und durch Verpressung am Reglereingangsstutzen mit diesem fest verbunden wird. Ein weiterer Vorteil bei dieser Anordnung liegt darin, daß sich der Lagerstift 6 innerhalb der Reglereingangsbohrung an deren Seitenwänden selbst sichert. Beim Herstellen der Bohrung für den Lagerstift 6 ergibt sich weiter die Möglichkeit, beide Teile in einer Vorrichtung so zu legen, daß sich immer eine waagerechte Lage des Stellgliedes 3 mit seinem Ventilhebel ergibt, so daß dadurch die Membraneinrichtung 1 immer die gleiche Höhen­ lage einnimmt, die Feder 18 somit genau vorbestimmt werden kann und eine Federlängeneinstellung damit entfällt. Für die genaue Justierung des Flaschenanschlußstückes 5 mit dem Lagerstift 6 und des abgeflach­ ten Regelventilteiles 4 in eine senkrechte Stellung werden beim Spritzen des Reglerge­ häuses 17 in der Reglereingangsbohrung 7 die beiden Seiten­ führungen 9 vorgesehen.

Um bei einem herkömmlichen Reglerprinzip, wie dies z. B. in der europäischen Patentschrift EP 0 019 854 A1 dargestellt ist, eine optimale Hebelübersetzung zu erreichen, bedarf es besonderer konstruktiver Maßnahmen. Der Vorteil der gefundenen Lösung liegt darin, daß das Flaschenanschlußstück einfacher ge­ halten und die Regelventildüse 12 gleich mit im gegossenen Regler­ gehäuse 17 vorgesehen werden kann. Um aber innerhalb des gege­ benen Membrangehäusedurchmessers 8 ein größtmögliches He­ belübersetzungsverhältnis zu bekommen, bedarf es eines größtmöglichen Abstandes von der Mitte der Membraneinrich­ tung 1 mit Hebelöse 2 bis zur Mitte der Regelventildüse 12 und eines geringstmöglichen Abstandes von der Mitte der Re­ gelventildüse 12 bis zur Mitte des Hebellagerstiftes 10. Dies wird erreicht, wenn, wie in Fig. 3 dargestellt, in der Projektion des Hebellagerstiftes 10 auf die Regelventildüse 12 die äußere Kante 11 des Hebellagerstiftes 10 mit dem äußeren Durchmesser der Regelventildüse 12 tangiert. Bei dieser optimalen Anordnung ergibt sich beim Bewegen der Membran­ einrichtung 1 mit der Hebelöse 2 noch ein Kippmoment für das Stellglied 16 und eine schwenkbare Öffnungsbewegung der Ventildichtung 13 gegenüber der Regelventildüse 12. Eine idealere Schwenkbewegung des Stellgliedes würde sich er­ geben, wenn die Mitte des Hebellagerstiftes 10 in der Höhe der oberen Düsenkante liegt. Die Anordnung des Hebellager­ stiftes 10 oberhalb der Ventildichtung 13 bringt aber einen weiteren Vorteil insofern, als sich pulsierende Druckbewe­ gungen von der Regelventildüse 12 her mehr auf den Hebellagerstift 10 verlegen und somit eine be­ kannte Schwingungsneigung, die sich im Vibrieren der Mem­ braneinrichtung 1 äußert, besser unterbunden wird. Diese Anordnung des Hebellagerstiftes 10 oberhalb der Ventildich­ tung 13 bringt weiter den Vorteil einer kleinen seitlichen Verschiebungskomponente für das Öffnen der Ventildichtung, die Öffnungsbewegung wird somit noch mehr verfeinert. Eine feine Abstimmung der Höhenlagerung für den Hebellagerstift 10 ist erforderlich, um diese Vorteile zu erbringen. Die genaue waagerechte Stellung des Stellgliedes 16 wird er­ reicht durch eine feine Bearbeitungsabstimmung bei der Bear­ beitung der Regelventildüse 12 in Abhängigkeit von der La­ gerstelle des Hebellagerstiftes 10. Die Anordnung eines be­ kannten Membransicherheitsventiles in der Mitte der Membran­ einrichtung 1 in Verbindung mit der Hebelöse 2, welches in den Abbildungen nicht dargestellt ist, bringt keinerlei Schwierigkeiten mit sich.

Claims (4)

1. Gasdruckregelgerät zum Anschluß an Flüssiggasflaschen mit einer federbelasteten Membraneinrichtung zur Regelung eines in einer Reglereingangsbohrung sowie vor einer Regelventildüse anstehenden veränderlichen Eingangsdruckes auf einen konstanten Ausgangsdruck, dadurch gekennzeichnet, daß eine Funktionseinheit vorgesehen ist, die ihrerseits besteht aus:

• a) einem Stellglied (3), das von der Membraneinrichtung (1) über eine an der Mem­ braneinrichtung (1) angebrachte Hebelöse (2) betätigbar ist, wobei das Stellglied (3) an einem Ende gabelartig mit zwei Lagerwangen ausgebildet ist;
• b) einem Flaschenanschlußstück (5) mit einem Regelventilteil (4), wobei das Regel­ ventilteil (4) an seinem der Membraneinrichtung (1) zugewandten Ende zwei parallel zu­ einander verlaufende ebene Seitenflächen sowie die Regelventildüse (15) auf­ weist;
• c) einem außerhalb eines inneren Membrangehäusedurchmessers (8) angeordneten Lagerstift (6), der das Regelventilteil (4) im Bereich der ebenen Seitenflächen innerhalb der Reglereingangsbohrung (7) mit den Lagerwangen des Stellgliedes (3) kippbar verbindet, wobei der Lagerstift (6) durch die Innenwände der Regler­ eingangsbohrung gegen Verrutschen gesichert ist.

2. Gasdruckregelgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regler­ eingangsbohrung (7) an ihrer dem Lagerstift (6) diametral gegenüberliegenden Seite mit einer dem abgeflachten Regelventilteil (4) angepaßten Seitenführung (9) versehen ist.

3. Gasdruckregelgerät zum Anschluß an Flüssiggasflaschen an dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelventildüse (12) im Reglergehäuse (17) innerhalb eines inneren Membrangehäusedurchmessers (8) angeordnet ist, daß die Regelventildüse (12) senkrecht zum Reglergehäuseboden steht, daß ein ein hebelförmiges Stellglied (16) tragender Hebellagerstift (10) ober­ halb der Regelventildüse (12) so angeordnet ist, daß dieser in einer senkrechten Projektion auf den Reglergehäuseboden mit seiner äußeren Kante (11) den äußeren Regelventildüsendurchmesser am oberen Düsenrand tangiert.

4. Gasdruckregelgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebellagerstift (10) oberhalb einer Ventildichtung (13) des Stellgliedes (16) liegt.