DE3714065A1

DE3714065A1 - Gasdruckreglerkombination fuer einstellbare ausgangsdruecke

Info

Publication number: DE3714065A1
Application number: DE19873714065
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl Ing Gottfried; Karl Heinz Kleine
Original assignee: Gok & Co KG GmbH
Current assignee: GOK Regler und Armaturen GmbH and Co KG
Priority date: 1987-04-28
Filing date: 1987-04-28
Publication date: 1987-10-08

Description

Die Erfindung betrifft eine Gasdruckreglerkombination für einstellbare Ausgangsdrücke nach dem Oberbegriff des Haupt anspruches 1 und der Nebenansprüche 3, 4 und 5.

Derartige Gasdruckreglerkombinationen mit mindestens zwei druckmäßig einander zugeordneten Regeleinheiten werden in gasbeheizten Prozeßanlagen, in Anlagen mit einer Grundtem peratureinstellung und den durch Zuschaltung unterschiedli cher Gasdrücke erreichbaren weiteren Temperaturstufen ange wendet. Ein Beispiel bilden Tieraufzuchtanlagen, wo es darum geht, die Jungtiere gleich nach der Geburt vom Muttertier zu trennen, indem die den Jungtieren vom Muttertier ver mittelte Wärme und Geborgenheit durch zum Beispiel von gas beheizten Infrarotstrahlern erzeugte Wärmepunkte ersetzt werden, unter welchen sich die Jungtiere aufhalten. Diese dem Muttertier angeglichene Grundwärme wird durch die erste Regeleinheit eingestellt und bleibt so unverändert über einen längeren Zeitraum erhalten - auch im Sommer. In den kalten Jahreszeiten wird diese Grundtemperatur etwas erhöht. Neben dieser Grundwärme geht es darum, auch die übrige Raum temperatur auf einer bestimmten Höhe zu halten. Dies ge schieht dann durch Erhöhung des Regeldruckes über von Hand, in der Regel aber in Abhängigkeit von der Raumtemperatur über Magnetventile, zuschaltbare zweite und dritte Regelge räte, die je nach Temperaturabfall öfter zugeschaltet werden. Durch die erhöhte Strahlungspunktwärme weichen die Jungtiere dann vom Strahlungsmittelpunkt mehr nach den Rändern hin aus, bis sie wieder die richtige, für sie angenehme Wärme finden.

Bekannt ist eine solche Gasdruckreglerkombination nach einem Prospekt der Firma GASOLEC - VLAARDINGEN/HOLLAND. Darin werden Beispiele aus verschiedenen Tieraufzuchtanlagen ge zeigt, mit den dort eingesetzten Infrarot-Gasstrahlern, und daneben die zugehörende Gasdruckreglerkombination, bestehend aus zwei Einzeldruckregelgeräten, die eingangsseitig über eine Rohrleitungsabzweigung miteinander verbunden sind - ebenso ausgangsseitig -, wobei zwischen den beiden Ausgangs leitungen ein thermostatgesteuertes Magnetventil eingebaut ist, welches das zweite Druckregelgerät nur nach Bedarf zu schaltet, während das erste Druckregelgerät immer mit dem Infrarotgasheizstrahler verbunden bleibt. Der Ausgangsdruck kann über ein Druckmanometer abgelesen werden. Nachteilig ist hier die zeitraubende Montage, der Rohr- und Verbin dungsteileaufwand für die Verbindung beider Druckregelein heiten und des Magnetventiles, die bei einer großen Anzahl von Infrarotstrahlern einen erheblichen Kostenfaktor für solch eine Tieraufzuchtanlage darstellen, auch wenn mehrere Strahler an eine Regelanlage angeschlossen werden.

Druckregelgeräte in bereits kombinierter, also zusammenge faßter zweistufiger Ausführung, bekannt zum Beispiel durch das französische Patent Nr. 22 24 694 oder die DE-OS 34 27 384 oder die FR 15 87 337, sind für diese Re gelaufgabe nicht geeignet, da die Regelventildüse der zweiten Regelstufe nach der Regelventildüse der ersten Re gestufe angeordnet ist, und so die beiden einstellbaren Druckstufen, nämlich Ende der ersten Regelstufe und Beginn der zweiten Regelstufe, nicht nahe genug zusammengeführt werden können, wenn auch noch ein Druckgefälle für die maximal geforderte Durchflußleistung bleiben soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bisher ge trennten, einstellbaren Regler- und Steuereinheiten für die punktuelle und raumaufheizende Gasversorgung von Heizstrah lern, je nach den gewünschten Druckstufenschaltungen sind es mindestens zwei, für eine verfeinerte Temperaturabstufung in der zu beheizenden Halle - und je nach Wärmebedarf der Tiere auch drei Regeleinheiten, die bisher recht umständ lich in einer dazu passenden Rohrleitungsverbindung zusam menmontiert werden mußten - in einer kompakten und preis günstigen Kombination von der einfachen Handeinstellung bis zu den ferngesteuerten Einrichtungen so zusammenzufassen, daß der Installateur diese nur an die ankommende Gasvor druckleitung und die abgehende Arbeitsdruckleitung anzuschließen braucht. Für besonders hohe Regelungsansprü che soll neben der Grundstufenschaltung für den punktuellen Wärmeplatz, der für Jungtiere immer vorhanden sein soll, auch eine kontinuierliche Wärmeaufschaltung für die übrige Hallenbeheizung und eine Erweiterungsmöglichkeit in der Durchflußleistung ermöglicht werden. Eine nahe Zusammen führung des Enddruckbereiches der ersten Regelstufe mit dem Beginn des Druckbereiches der folgenden Regelstufe und die Erkennung der eingestellten Druckbereiche soll auch ohne Manometer auf einen Blick möglich sein.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 mit seinem Unteranspruch und den kennzeichnenden Merkmalen der Nebenansprüche gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen in der Zu sammenfassung der bisher getrennt zu montierenden Regel einheiten zu einer fabrikmäßig montierten einzelnen Kom pakteinheit, wodurch Montagezeiten und Kosten eingespart werden. Durch den Aufbau kleiner Steuerventile auf ein Ein zelstellgliedgehäuse als Regelventil können auch die Steuermagnetventile, die sonst auf die volle Durchfluß leistung ausgelegt sein mußten, sehr klein und preiswert gehalten werden. Diese Ausführung bietet noch dazu den Vor teil, daß bei Erweiterung einer Anlage durch einfaches Aus wechseln der Regelventildüse die Gesamtdurchflußleistung erhöht werden kann.

Auf den beigefügten Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele dargestellt und werden wie folgt beschrieben:

Fig. 1 zeigt, im Schnitt dargestellt, die einfachste Kom bination von zwei in einem gemeinsamen Stellglied gehäuse 1 zusammengeführten Regeleinheiten mit den beiden Regelventildüsen 2, 3, die beide in den Ein gangsanschluß 4 münden, die zu jedem Regelventil gehörenden Stufenhandräder 13, die eine Einstellung des zu jeder Regelstufe gehörenden Druckbereiches in einer Umdrehung ermöglichen und die jeweilige Einstellung an sichtbaren Zahlen in einer Ausneh mung des Stufenhandrades erkennen lassen. An der Regelmembraneinrichtung 11 wird der Druck für die punktuelle Wärmestrahlung am Heizstrahler einge stellt und kann über längere Zeiträume, je nach Witterung, unverändert bleiben. Die übrige Hallen temperatur wird durch die gleichen Heizstrahler ein reguliert, der zugehörige Druck wird bei unverändert bleibender Grundeinstellung an der Regelmembranein richtung 11 an der federbelasteten Regelmembranein richtung 12, gleichfalls am Stufenhandrad, einge stellt. Ist die Hallentemperatur erreicht, wird die Einstellung an der Regelmembraneinrichtung wieder auf Stufe 1 zurückgenommen, die vorher eingestellte Druckstufe wird notiert, um beim Abfall der Hallen temperatur wieder auf die gleiche Stufe einstellen zu können. Da beim Einstellen des höheren Druckes an der Regelmembraneinrichtung 12 die Regelmembran einrichtung 11 durch den höheren Druck belastet und damit auch ein hoher Schließdruk auf den Ventilhebel des Stellgliedes 5 ausgeübt wird, der dabei verbo gen oder gar abgebrochen werden könnte, ist in die Membraneinrichtung 11 ein Membranentlastungsglied 14 eingebaut, welches die Membran gegen den Deckelboden anliegen läßt.

Damit bei eingestellter Punktstrahlung die niedrige Druckeinstellung nicht durch die höhere Druckein stellung der anderen Regelstufe beeinflußt wird, muß diese Regelmembraneinrichtung 12 durch eine Stell gliedentlastungsfeder 15 so weit entlastet werden, daß die Regeldruckfeder 36 in der niedrigsten Ein stellung voll entlastet wird. Diese einfachste Aus führung weist am Eingangsanschluß 4 eine Überwurf mutter für den direkten Anschluß an eine Flüssig gasflasche auf. Die nachgeschalteten Wärmestrahler werden durch eine Schlauchleitung oder eine weiter führende Rohrleitung am Ausgangsanschluß 8 ange schlossen.

Fig. 2 zeigt im Schnitt eine bereits erweiterte, in einem Stellgliedgehäuse 1 zusammengefaßte Regelventilkom bination mit einem Magnetventil 21 für die fern steuerbare Zuschaltung der Hallenheizung über die punktuelle Strahlung hinaus. Dazu erforderlich wird zum Ausgangsanschluß 18 für den punktuellen Druck ein zweiter Ausgangsanschluß 19, der diesen durch ein Magnetventil mit der Ausgangsleitung 20 verbin det. Der geschlossene Zwischenboden 17 trennt die beiden Regeldruckräume 9 und 10 voneinander, deshalb kann hierbei die Druckeinstellung an der Regelmem braneinrichtung 12 beibehalten werden, da eine Zu schaltung und damit eine Beeinflussung der Regel membraneinrichtung 11 durch das Magnetventil 21 nur im Bedarsfall - und dann über eine Temperatursteuer einrichtung - erfolgt. Die Stellgliedentlastungs feder 15 kann bei geschlossenem Zwischenboden und Trennung des Regeldruckraumes 9 durch ein Magnet ventil 21 entfallen. Die Membranentlastungseinrich tung 14 hingegen muß beibehalten werden.

Fig. 3 zeigt in der Funktionsdarstellung eine weiter ver einfachte, aber dennoch in ihrer Anwendung erweiter te Regelventilkombination, bestehend aus einem Ein zelstellgIiedgehäuse 22, welches die gesamte Gasver sorgung sowohl für die punktuelle als auch für die Hallenaufheizung übernimmt. Eine auswechselbare Re geldüse 23 erlaubt sogar nachträglich eine Erweite rung der Durchflußmenge, ohne die übrigen Steuerein heiten ändern zu müssen. Das Steuerventil 28 a über nimmt die Grunddruckeinstellung für die Punktstrah lung und bleibt immer in Funktion. Die Steuermem braneinrichtung 37 der Steuerventile ist vom Kol bensteuerstift 38 gelöst und kann sich somit bei einem auftretenden Überdruck während der höheren Druckzuschaltung durch die Steuerventile 28 b und 28 c über die Mini-Steuermagnetventile 33 b und 33 c gegen den Deckelrand abstützen und kann somit nicht beschädigt werden. Die Steuerventile 28 erfüllen die gleiche Funktion wie eine große, zuschaltbare Regel einrichtung. Vom Eingangsanschluß 4 her entnimmt eine Steuergasabzweigleitung 27 den ungeregelten Ein gangsdruck und führt diesen vor die Steuerkolben 39. Die Steuerventile 28 sind in der Regel mit einer Stufeneinstellung versehen, ansonsten müßte der eingestellte Ausgangsdruck in der Rohrleitung nach dem Ausgangsanschluß 8 a abgelesen werden. Der an den Steuerventilen 28 eingestellte Regeldruck wird über die Steuerimpulsleitung 30 in den Stellmembranraum 31 geleitet und steht über die Ausgleichsbohrung 24 in der Hebelöse 25 mit dem Arbeitsdruckraum 32 in Verbindung. Da die Gegenkraft der Stellgliedent lastungsfeder 15 unterhalb des Stellgliedventilhe bels 5 a - die ebenso durch eine Zugfeder an der Hebelöse 25 oberhalb der Stellmembraneinrichtung 26 ersetzt werden kann - konstant bleibt, der Differenz druck zwischen dem Stellmembranraum 31 und dem Ar beitsdruckraum 32 so gut wie konstant bleibt, kann bei dieser Schaltung eine separate Impulsleitung vom Arbeitsdruckraum 32 her entfallen, was diese Ausführung wiederum vereinfacht. Die Stellbefehle werden von einem Thermostatschalter 34 her ausgelöst.

Fig. 4 zeigt die Funktionsdarstellung einer Regelventil kombination mit dem Steuerventil 28 a für die Grund einstellung der Punktstrahlung, die - da diese Wär mestrahlung das Muttertier in einer Tieraufzuchtan lage ersetzen soll - immer eingeschaltet bleibt. Die Hallentemperaturstrahlung wird hierbei durch einen von einem Thermostatschalter 34 bedienten Stellmotor 35, der auf ein Steuerventil 28 d mittels einer Exzenterscheibe einwirkt, sehr konstant ge regelt und durch ein gleichfalls ferngesteuertes Mini-Steuermagnetventil zu- und abgeschaltet.

Die Unterteilung des gesamten Druckbereiches, angefangen von der Punktstrahlung bis zur maximalen Heizstrahlerlei stung, in mehrere Einzeldruckbereiche wird erforderlich, da hier ein sehr großer Regelbereich bestrichen wird von z.B. 20 mbar bis 1400 mbar, das ist ein 70facher Regelbereich, während nach der Norm DIN 4811 ein maximaler Regelbereich von nur 10 : 1 empfohlen wird. Bei der Punktstrahlung gibt der Heizstrahler, meist ein Infrarotstrahler, seine ge ringste Leistung ab und ist in dieser Kleinstellung sehr empfindlich auf Druckabweichungen nach unten, wobei der Strahler ausgehen kann und die Jungtiere, wenn diese gerade geboren wurden, erfrieren können oder sich gegenseitig er drücken, wenn sie - die gegenseitige Wärme suchend - sich übereinandertürmen. Der nächsthöhere Druckbereich kann von Hand nach Bedarf und Erfahrung eingestellt werden. Bei einer automatischen Steuerung sollte die Druckzunahme in mög lichst viele Stufen unterteilt werden, damit beim Zuschalten der Strahler nicht gleich mit einer zu hohen Temperatur strahlt und dann häufig zu- und abgeschaltet werden muß. Die Jungtiere müssen dann auch zu häufig der erhöhten Wärme strahlung nach außen hin ausweichen und werden zu oft in ihrer Ruhe gestört. Die Regelventilkombination mit den Steuerventilen 28 erlaubt auf sehr einfache Weise diese ver feinerte Druckabstufung bis zu dem Punkt, wo sich aus Kostengründen bereits eine Ausführung mit Stellmotor 35 bezahlt macht. Dieser Stellmotor kann sowohl die Federspan nung im Steuerventil 28 d durch eine langsam drehende Ex zenterscheibe direkt versteIlen, der Stellmotor kann aber auch senkrecht auf däs Steuerventil aufgebaut und mittels einer Kupplung mit dem Einstellhandrad des Steuerventiles 28 d verbunden werden, so daß dann die Druckverstellung durch ein langsames Verdrehen des Handrades oder Stufenhand rades 13 (in Fig. 1) erfolgt.

Bezugszeichen 1 Stellgliedgehäuse
2 Regelventildüse
3 Regelventildüse
4 Eingangsanschluß
5 Stellglied
5 a Stellglied
6 Stellglied
7 Zwischenboden
8 Ausgangsanschluß
8 a Ausgangsanschluß
9 Regeldruckraum
10 Regeldruckraum
11 federbelastete Regelmembraneinrichtung
12 federbelastete Regelmembraneinrichtung
13 Stufenhandrad
14 Membranentlastungsglied
15 Stellgliedentlastungsfeder
16 Ausnehmung
17 geschlossener Zwischenboden
18 Ausgangsanschluß
19 Ausgangsanschluß
20 Ausgangsleitung
21 Magnetventil
22 Einzelstellgliedgehäuse
23 Auswechselbare Regeldüse
24 Ausgleichsbohrung
25 Hebelöse
26 Stellmembraneinrichtung
27 ungeregelte Steuergasabzweigleitung
28 Steuerventil
28 a Steuerventil
28 b Steuerventil
28 c Steuerventil
28 d Steuerventil
29 Steuermembranimpulsräume
29 a Steuermembranimpulsräume
29 b Steuermembranimpulsräume
29 c Steuermembranimpulsräume
29 d Steuermembranimpulsräume
30 Steuerimpulsleitung
31 Stellmembranraum
32 Arbeitsdruckraum
33 Steuermagnetventil
33 b Steuermagnetventil
33 c Steuermagnetventil
34 Thermostatschalter
35 Stellmotor
36 Regeldruckfeder
37 Steuermembraneinrichtung
38 Kolbensteuerstift
39 Steuerkolben

Claims

1. Gasdruckreglerkombination für einstellbare Ausgangs drücke, bestehend aus mindestens zwei druckmäßig einander zugeordneten Regeleinheiten mit Stellgliedgehäuse und Re gelmembraneinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Regeleinheiten in einem gemeinsamen Stellgliedge häuse (1) vereint sind, dessen Regelventildüsen (2, 3) einen gemeinsamen Eingangsanschluß (4) mit gleichem Ein gangsdruck zugeordnet sind,
b) die Stellglieder (5, 6) durch einen Zwischenboden (7) voneinander getrennt sind, der vor dem gemeinsamen Aus gangsanschluß (8) die Regeldruckräume (9, 10) wieder miteinander verbindet,
c) die federbelasteten Regelmembraneinrichtungen (11, 12) mit einem Stufenhandrad (13) versehen sind,
d) die Regelmembraneinrichtung (11) für die niedrigste Druckstufe mit einem Membranentlastungsglied (14) ausge rüstet ist, die Regelmembraneinrichtung (12) für die höchste Druckstufe mit einer Stellgliedentlastungs feder (15) unterstützt ist, in einer Ausnehmung (10) im Zwischenboden (7) gegengelagert und deren Gegenkraft so ausgelegt ist, daß diese der höchsten Druckeinstel lung der Regelmembraneinrichtung für die niedrigste Druckstufe entspricht.

2. Gasdruckreglerkombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufenhandräder (13) auf ein nach DE-Patent Nr. 24 00 280 bekanntes Wendeldruckstück einwir ken.

3. Gasdruckreglerkombination für einstellbare Ausgangs drücke, bestehend aus mindestens zwei druckmäßig einander zugeordneten Regeleinheiten mit Stellgliedgehäuse und Regelmembraneinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Regelmembraneinrichtungen (11, 12 und mehr) in einem gemeinsamen Stellgliedgehäuse (1) durch einen geschlos senen Zwischenboden (17) voneinander getrennt sind,
b) jedem Regeldruckraum (9, 10 und mehr) ein eigener Aus gangsanschluß (18, 19 und mehr) zugeordnet ist,
c) der Regeldruckraum (9) für den niedrigsten Einstell druckbereich einen zu der Ausgangsleitung (20) freien Ausgangsanschluß (18) aufweist,
d) jeder weitere Ausgangsanschluß (19 und mehr) über ein Magnetventil (21) mit der Ausgangsleitung (20) verbunden ist.

4. Gasdruckreglerkombination für einstellbare Ausgangs drücke, bestehend aus mindestens zwei druckmäßig einander zugeordneten Regeleinheiten mit Stellgliedgehäuse und Regel membraneinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasdruckreglerkombination

a) besteht aus einem Einzelstellgliedgehäuse (22) mit aus wechselbarer Regeldüse (23) und mittels Stellgliedent lastungsfeder (15) entlastetem Stellglied (5 a), welches über eine mit einer Ausgleichsbohrung (24) versehene Hebelöse (25) mit einer federlosen Stellmembraneinrich tung (26) verbunden ist,
b) am Eingangsanschluß (4) eine ungeregelte Steuergasab zweigleitung (27) aufweist, die zu mindestens zwei und mehr Steuerventilen (28 a, b, c) führt, deren Steuer membranimpulsräume (29 a, b, c) über geregelte Steuer impulsleitungen (30) mit dem um den Steuerdruck erhöhten oberen Stellmembranraum (31) verbunden sind, über eine Ausgleichsbohrung (24) mit dem Arbeitsdruckraum (32) kommunizieren und zusammen mit dem geregelten Ausgangs druck in den Ausgangsanschluß (8 a) münden,
c) in den geregelten Steuergasabzweigleitungen (30) des dem ersten Steuerventil (28 a) folgenden Steuerventiles (28 b, c) mit je einem kleinen Steuermagnetventil (33 b, c) versehen ist.

5. Gasdruckreglerkombination für einstellbare Ausgangs drücke, bestehend aus mindestens zwei druckmäßig einander zugeordneten Regeleinheiten mit Stellgliedgehäuse und Regel membraneinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasdruckreglerkombination

a) besteht aus einem Einzelstellgliedgehäuse (22) mit aus wechselbarer Regeldüse (23) und mittels Stellgliedent lastungsfeder (15) entlastetem Stellglied (5 a), welches über eine mit einer Ausgleichsbohrung (24) versehene Hebelöse (25) mit einer federlosen Stellmembraneinrich tung (26) verbunden ist,
b) am Eingangsanschluß (4) eine ungeregelte Steuergasab zweigleitung (27) aufweist, die zu mindestens zwei und mehr Steuerventilen (28 a, d) führt, deren Steuermembran impulsräume (29 a, d) über geregelte Steuerimpulslei tungen (30) mit dem um den Steuerdruck erhöhten oberen Stellmembranraum (31) verbunden sind, über eine Aus gleichsbohrung (24) mit dem Arbeitsdruckraum (32) kommu nizieren und zusammen mit dem geregelten Ausgangsdruck in den Ausgangsanschluß (8 a) münden,
c) mit einem den niedrigsten Arbeitsdruck einstellbaren Steuerventil (28 a) versehen ist, dessen Steuerimpuls leitung (30) direkt in den Stellmembranraum (31) führt, und zur stufenlosen Einstellung eines der konstanten Raumtemperatur folgenden Arbeitsdruckes ein von einem thermostatgesteuerten Stellmotor (35) beeinflußtes Steuerventil (28 d) in die ungeregelte Steuergasleitung (27) und über ein kleines Steuermagnetventil (33) in die Steuergasimpulsleitung (30) eingeschaltet ist.