DE4038445C2 - Gasarmatur - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gasarmatur nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Stellglieder im Gasstrom für eine Gasverbrauchseinrichtung, beispielsweise einen In­ dustriebrenner, dienen dazu, im geöffneten Zustand den Gasdurchfluß freizugeben und im geschlossenen Zustand den Gasstrom dicht abzusperren.

Aus dem DE 84 30 667 U1 ist bekannt, die Stellglieder von zwei in Reihe im Gasstrom angeordneten Gasventilen mit Hilfe eines hydraulischen Mediums zu betätigen.

Zur Erzeugung des Druckmediums ist eine hydraulische Pumpe und ein vom gasfüh­ renden Netz völlig getrenntes hydraulisches System erforderlich.

Dies ist konstruktiv und wartungstechnisch aufwendig.

Ferner ist aus dem US-Patent 4 622 999 eine gattungsgemäße Gasarmatur bekannt. Diese ist konstruktiv sehr kompliziert aufgebaut und beinhaltet viele einzelne Kompo­ nenten, so daß die Gefahr von Undichtigkeiten besteht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe vorzusehen und eine einfache und sichere Möglichkeit zu schaffen, ein Steilglied im Gasstrom betätigen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Gasarmatur nach der Erfindung dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Druckverstärker ausgangsseitig direkt mit der Steildruckkammer ver­ bunden ist und daß an die Stelldruckkammer eine Rückführungsleitung angeschlossen ist, in der sich ein Schnellabschaltventil befindet, wobei die Rückführungsleitung stromab des Stellgliedes im Gasstrom mündet.

Dies erlaubt es, das Stellglied ohne das Vorhandensein eines weiteren Me­ diums zu betätigen. Der Energieaufwand ist gering. Das Gas mit dem Eingangsdruck p_e wird auf einen höheren Druck verdichtet. Das so gewonnene Druckmedium steht unter dem Stelldruck p_s, der immer um den Verdichterdruck p_v über dem Eingangs­ druck p_e liegt.

Der Stelldruck p_s (p_s = p_e + p_v) ist unabhängig von den Eingangsdruck-Bedingungen bekannt, so daß die Stelleigenschaften bereits werkseitig optimal eingestellt werden können.

Dabei ist es möglich, Stellglieder einer Baugröße bei verschieden hohen Ein­ gangsdrücken einzusetzen, ohne daß die Schließeigenschaften sich verschlechtern.

Das Schnellabschaltventil in der Rückführungsleitung kann beispielsweise elektrisch angesteuert werden.

Eine wesentliche Weiterbildung der Gasarmatur nach der Erfindung besteht darin, daß der Druck in der Stelldruckkammer mittels eines Servo-Reglers in Abhän­ gigkeit vom Druck im Gasstrom stromab des Stellgliedes geregelt wird. Der Stelldruck wirkt auf die Membrane und öffnet das Stellglied bis der Servo-Regler bekannter Bauart durch Vergleich des Istwertes mit dem Sollwert des Ausgangs­ druckes eingreift. Anstelle des Servo-Reglers kann auch ein Verhältnisregler verwendet werden, bei dem der Sollwert durch einen externen Druck erzeugt wird. Der Sollwert kann auch durch die Kraft einer Tauchspule oder ähnliche Einrichtungen erzeugt werden.

Vorzugsweise ist an die Stelldruckkammer eine Regelleitung angeschlossen, in der sich ein Servo-Stellglied befindet, welches von einer Regelmembrane betätigbar ist, auf die der Druck im Gasstrom stromab des Stellgliedes entgegen der Kraft einer Soll­ wertfeder einwirkt, wobei eine Drossel stromab des Servo-Stellgliedes in der Regellei­ tung angeordnet ist.

Oft werden vor Gasverbrauchseinrichtungen im Gasstrom zwei Stellglieder in Reihe angeordnet. Hier schlägt die Erfindung vor, daß von der Stelldruckleitung stromab des Druckverstärkers eine Abzweigleitung abzweigt, die an die Stelldruckkammer des wei­ teren in der Gasleitung angeordneten Stellgliedes angeschlossen ist.

Besonders vorteilhaft ist es, in der Stelldruckleitung bzw. Abzweigleitung, z. B. an dessen Enden, eine Drossel anzuordnen. Die Anordnung von Drosseln in Drucklei­ tungen ist an sich bekannt, z. B. aus der DE 26 06 167 B1.

Bei der erfindungsgemäßen Gasarmatur dient die Drossel, die beispielsweise als Düse ausgeführt sein kann, zur Eigensicherheit der Vorrichtung. Beim Bruch der Membrane bewirkt die Drossel einen Druckabfall im Stelldruckraum, so daß die Kraft der Schließ­ feder überwiegt und das Stellglied den Gasstrom absperrt.

Wenn die Drossel durch im Teilgasstrom mitgeführte Partikel verstopft sein sollten, überwiegt die Kraft der Schlußfeder und das Stellglied sperrt den Gasstrom ab.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines schematisch darge­ stellten Ausführungsbeispiels näher erläutert:

Die Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung der wesentlichen Komponenten eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vor­ richtung.

In einer Gasleitung 1 zu einer nicht dargestellten Gasverbrauchs­ einrichtung, beispielsweise einem Industriebrenner, ist eine Gas­ armatur mit einem Stellglied 2 und eine weitere Gasarmatur mit einem Stellglied 3 angeordnet. Die Stellglieder sind im wesent­ lichen gleich aufgebaut. Die Gasarmatur mit dem Stellglied 2 wird als Sicherheits-Absperrorgan verwendet. Das Stellglied 2 wird mit Hilfe einer Membrane 4 betätigt, die in dem Gehäuse 5 eine Stell­ druckkammer 6 bildet. Diese ist mit einer Stelldruckleitung 7 ver­ bunden, die stromauf des Stellgliedes 2 an die Gasleitung 1 ange­ schlossen ist.

In der Stelldruckleitung 7 befindet sich ein Druckverstärker 8, dem ein vorgeschalteten Feinstfilter 9 vorgeschaltet ist, um Partikel im Teilgasstrom abzuscheiden.

Mit Hilfe eines Steuerventils 10 kann der Teilgasstrom in der Stell­ druckleitung 7 im Bedarfsfall abgesperrt werden.

Der Teilgasstrom mit dem Stelldruck p_s in der Stelldruckleitung wird über eine Drossel 11 in Form einer Düse der Stelldruckkammer 6 zugeführt. Der Stelldruck p_s wirkt auf die Membrane 4 entgegen der Kraft einer Schließfeder 12, wodurch das Stellglied 2 den Gasstrom freigibt.

Wenn der Teilgasstrom abgesperrt und/oder der Druckverstärker 8 abgestellt wird, überwiegt die Kraft der Schließfeder 12, wodurch das Stellglied 2 den Gasstrom absperrt.

An die Stelldruckkammer 6 ist eine Rückführungsleitung 13 ange­ schlossen, in der sich ein Schnellabschaltventil 14 befindet.

Die Gasarmatur mit dem Stellglied 3 wird als Sicherheits-Absperr- und Regelorgan verwendet. Das Stellglied 3 wird mit Hilfe einer Membrane 4' betätigt, die in einem Gehäuse 5' eine Stelldruck­ kammer 6' bildet.

Von der Stelldruckleitung 7 zweigt stromauf des Druckverstärkers 8 eine Abzweigleitung 7' ab, die an die Stelldruckkammer 6' ange­ schlossen ist. In der Abzweigleitung 7' befinden sich ein Steuer­ ventil 16 und eine Drossel 11'.

An die Stelldruckkammer 6' ist weiterhin eine Regelleitung 17 angeschlossen, in der sich ein Servo-Stellglied 18 eines an sich bekannten Servo-Reglers 19 befindet. Das Servo-Stellglied 18 wird von einer Regelmembrane 20 betätigt, auf die der Druck in der Gas­ leitung I stromab des Stellgliedes 3 über eine an die Rückführungs­ leitung 13 angeschlossene Druckleitung 21 einwirkt, und zwar ent­ gegen der Kraft einer Sollwertfeder 22.

Um einen definierten Mengenstrom zu gewährleisten, ist stromab des Servo-Stellgliedes 18 eine Drossel 23 angeordnet.

Der Stelldruck p_s wirkt auf die Membrane 4' entgegen der Kraft der Schließfeder 12' und öffnet das Stellglied 3 bis der Servo-Reg­ ler 19' eingreift.

An die Stelldruckkammer 6' ist eine Rückführungsleitung 13' ange­ schlossen, in der ein Schnellabschaltventil 15 angeordnet ist.

Die Sicherheit der Gasarmaturen wird wie folgt gewährleistet:

Beim Bruch der Membrane 4 bzw. 4' bewirkt die Drosseln 11 oder 11' einen Druckabfall in der Stelldruckkammer 6 oder 6', so daß die Kraft der Schließfeder 12 oder 12' überwiegt und das Stellglied 2 oder 3 schließt.

Wenn die Düsen 11 oder 11' durch im Teilgasstrom mitgeführte Parti­ kel verstopft sein sollten, bleiben die Stellglieder 2, 3 ge­ schlossen.

Sollte der Druck stromab des Stellgliedes 3 unzulässig hoch werden, sperrt das Stellglied 3 den Gasstrom ab.

Im Rahmen der Erfindung sind ohne weiteres Abwandlungsmöglichkeiten gegeben. So können beispielsweise zwei Sicherheits-Absperrorgane hintereinander in einer Gasleitung angeordnet sein. Denkbar wäre auch die Anordnung eines Sicherheits-Absperrorgans und eines Regel­ organs in einer Gasleitung.

Claims (5)

1. Gasarmatur mit einem in einer Gasleitung (1) für eine Gasverbrauchseinrichtung angeordneten Stellglied (2) und mit einer das Stellglied (2) gegen die Kraft einer Schließfeder (12) betätigenden Membrane (4), die in einem Gehäuse (5) eine Stelldruckkammer (6) bildet, welche über eine Stelldruckleitung (7) an die Gas­ leitung (1) stromauf des Stellgliedes (2) angeschlossen ist, wobei die Stelldruckleitung (7) einen Druckverstärker (8) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckverstärker (8) ausgangsseitig direkt mit der Stelldruckkammer (6) verbunden ist und daß an die Stelldruckkammer (6) eine Rückführungsleitung (13) angeschlossen ist, in der sich ein Schnellabschaltventil (14) befindet, wobei die Rückführungsleitung (13) stromab des Stellgliedes (2) im Gasstrom mündet.

2. Gasarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der Stelldruckkammer (6') mittels ei­ nes Servo-Reglers (19) in Abhängigkeit vom Druck des Gasstromes stromab des Stellgliedes (3) geregelt wird.

3. Gasarmatur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an die Stelldruckkammer (6') eine Regelleitung (17) angeschlossen ist, in der sich ein Servo-Stellglied (18) befindet, welches von einer Regelmembrane (20) betätigbar ist, auf die der Druck im Gasstrom stromab des Stellgliedes (3) entgegen der Kraft einer Sollwertfeder (22) einwirkt, wobei eine Drossel (23) stromab des Servo-Stellgliedes (18) in der Regelleitung (17) angeordnet ist.

4. Gasarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß von der Stelldruckleitung (7) stromab des Druck­ verstärkers (8) eine Abzweigleitung (T) abzweigt, die an die Stelldruckkammer (6') eines weiteren in der Gasleitung (1) angeordneten Stellgliedes (3) ange­ schlossen ist.

5. Gasarmatur nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Stelldruckleitung (7) bzw. der Abzweiglei­ tung (7'), z. B. an deren Ende, eine Drossel (11, 11') angeordnet ist.