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Membrangasdruckregler mit einem vor das Regelventil geschalteten Sicherheits-Sperrventil
insbesondere für Hausanschlüsse Hausdruckregler, welche nicht mit einer Entlüftungsleitung
versehen sind, bedürfen besonderer Maßnahmen, um zu verhindern, daß durch die Atemöffnung
des Reglerdeckels im Falle einer Membranundichtigkeit Gas ausströmt. Als weitere
Forderung wird häufig aufgestellt, daß der Regler imstande ist, mit Sicherheit einen
Druckanstieg in der Verbrauchsleitung auch während der Nichtentnahme von Gas zu
verhindern. Bekannt sind Regler, bei denen im Falle undichter Membran die Atemöffnung
im Reglerdeckel durch ein mit der Reglermembran verbundenes Ventil abgeschlossen
wird. Bei diesen Reglern tritt aber bei Abschluß der Atemöffnung der Vordruck in
die Verbrauchsleitung über, so daß ihre Anwendbarkeit sich auf niedere Vordrücke
beschränkt. Bekannt ist ferner die Anbringung -eines Sicherheitsventils im Eingangsstutzen
des Reglers, dessen Abschluß bei Druckanstieg in der Verbrauchsleitung selbsttätig
erfolgt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Abschluß der Reglerzuleitung
auch bei hohem Vordrucke durch ein besonderes, im Eingangsstutzen eingebautes Ventil
dann herbeizuführen, wenn die mit dem Regelventil gekuppelte Membran undicht wird.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine im Atmungsraum befindliche Membran,
die einen mit der Außenluft in Verbindung stehenden Raum abgrenzt, bei Undichtwerden
der Hauptmembran vorübergehend die Atemöffnung abschließt und daß das im Atmungsraum
sich ansammelnde Gas oder der erhöhte Druck in der Verbrauchsleitung eine an sich
bekannte Hilfsmembran anhebt, die die Sperre des Sicherheitsventiles löst. Durch
diese Anordnung kann gleichzeitig die zweite obengenannte Forderung erfüllt werden,
nämlich den Abschluß auch dann herbeizuführen, wenn - etwa infolge Undichtheit des
Regelventils - der Verbrauchsdruck zu hohe Werte annimmt.
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In Abb. i bis q. ist je ein Regler dargestellt, dessen Regelventil
i durch eine Ledermembran 8 gesteuert wird und durch eine Zwischenmembran a in der
üblichen Weise entlastet ist. Im Eingangsstutzen 3 befindet sich ein Sicherheitsventil
q., das durch eine besondere, durch Sperren oder Kippen vorgespannte Federanordnung
in geöffneter Stellung gehalten wird.
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Besonderes Kennzeichen der Erfindung ist das in Abb. i dargestellte
Relais, durch das die Auslösung des Sperr- bzw. Kippwerkes erfolgt. Es besteht in
einer im Deckelraum 6 des Reglers oder in Verbindung damit angebrachten undurchlässigen
Membran 40, z. B. aus Metall, welche im Falle einer- geringen Undichtheit der Reglermembran
8 eine vorübergehende Unterbrechung der Verbindung des Reglerdeckelraumes 6 mit
der Atmosphäre herbeiführt. Die Membran 40 grenzt dabei zweckmäßig eine besondere
Kammer io gegen die Atmosphäre ab, die mit dem Reglerdeckelraum 6 durch eine Drosselung
ii verbunden ist, um ein unerwünschtes Ansprechen bei kurzfristigen Druckimpulsen
zu verhindern. Sobald Gas durch die
Reglermembran 8 tritt, entsteht
im Reglerdeckelraum infolge der Stauwirkung der Atmungsöffnung 12 ein Druckanstieg,
der die Membran 40 so weit an einen im Deckel angebrachten Ventilsitz 16 heranführt,
daß der. Abschluß erfolgt. Durch das sich infolgedessen im Reglerdeckelraum ansammelnde
Gas wird dann ein weiterer Druckanstieg bewirkt, der sich unter Herabdrücken der
Reglermembran 8 auf den Hinterdruck überträgt. Zur Auslösung des Sperrventils 4
ist eine zweite belastete Membran 41 vorgesehen, die den Hinterdruckraum (oder aber
den Reglerdeckelraum 6) gegen die Atmosphäre abgrenzt. Die Membran wird, wenn der
Hinterdruck eine gewisse Grenze überschreitet, angehoben und ein Sperrwerk, in Abb.
z als Kugelsperre dargestellt, durch den Anhub ausgelöst, wodurch dann das Sicherheitsventil
4 unter dem Druck der Feder 45 zuschlägt. Sofort nach dem Abschluß geht die Metallmembran
40 wieder in ihre Grundstellung zurück, und der Reglerdeckelraum 6 ist wieder mit
der Außenluft verbunden. Solange die Störung nicht beseitigt ist, wird nach Öffnen
des Sicherheitsventils von Hand immer von neuem ein Abschluß herbeigeführt und der
Verbraucher dadurch gewarnt.
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Die Membranen 40 und 41 können nun zu einer Hilfsmembran 7 vereinigt
werden, welche dann die Funktion als Relais und Auslöseorgan nacheinander übernimmt
(s.Abb. 2 bis 4). Aus Sicherheitsgründen wird als Material für die Hilfsmembran
am besten Metallblech verwendet. Dieselbe kann als geschlossene Dose oder Vielfachdose
ausgebildet sein und schließt eine Kammer joa ab, welcher der Kammer To in Abb.
x entspricht. In Abb. 2 steht der Raum Toa durch eine starke Drossel 11 mit der
Außenluft, in Abb. 3 und 4 durch eine Drossellla mit dem Reglerdeckelraum 6 in Verbindung.
Ein Ein- oder Austreten von Luft in Kammer joa unter dem Einfluß eines auf die Membranaußenseite
wirkenden Über- oder Unterdruckes kann also nur langsam und unter so großer Verzögerung
erfolgen, daß die Membran auf vorübergehend im Reglerdeckelraum auftretende Druckstöße
nicht reagiert.
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Dem Reglerdeckelraum 6 dient die Drossel 12 als Atmungsöffnung, die
in Abb. 2 und 3 ringförmig ausgebildet ist. In Abb. 2 ist die Drossel 11 als Kapillarröhrchen
13 ausgeführt und durch die Atemöffnung 12 hindurchgeführt. Die Membran 7 wird mit
Hilfe dieses axial gestellten Röhrchens 13 gelagert und stützt sich auf der Gegenseite
mit Hilfe einer in dessen Verlängerung verlaufenden Achse 14 auf ein im Reglerdeckel
angebrachtes Stützlager 15. Das Röhrchen 13 trägt außen ein Gewinde. Die Außenseite
des Atemrohres 12 ist als Ventilsitz 16 für das Deckelabschlußventil ausgebildet,
als Ventilteller ist auf das Röhrchen 13 eine kleine Platte 17 aufgeschraubt, die
am -besten mit nachgiebiger Auflage versehen wird.
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Sobald im Reglerdeckelraum 6 infolge Gasdurchgangs durch die Reglermembran
unter der Einwirkung der Drosselung 12 ein geringer Druck entsteht, wird die in
der Membrankammer =oa enthaltene Luft langsam durch die Drosselung 11 herausgedrückt.
Bei richtiger Einstellung des Ventils 16 genügen wenige mm W.S, um dic Ventilplatte
17 dem Sitz 16 so weit zu nähern, daß dadurch ein weiterer Druckanstieg im Deckelraum
6 eingeleitet wird. Dieser Druckzuwachs preßt die Membrandose 7, deren Oberseite
durch das Aufsitzen des Ventiltellers 17 festgehalten wird, mehr und mehr zusammen,
so daß die Unterseite der Dose aufwärts steigt und einen Hebel 2o mitnimmt, der
die Sperr- oder Kippeinrichtung des Sicherheitsventils auslöst.
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Ein vorübergehender Druckanstieg im Reglerdeckelraum, der nicht von
einer undichten Membran herrührt, sondern infolge Anhubes der Membran 8 etwa bei
plötzlicher Minderentnahme zustande kommt, hat auf die Metallmembran 7 aus den obengenannten
Gründen normalerweise keinen Einfluß. Immerhin kann bei der in Abb. 2 gezeigten
Anordnung, wenn dieser Druckanstieg sehr heftig ist, eine unbeabsichtigte Formänderung
allein durch die Kompression der in der Kammer ioa enthaltenen Luft zustande kommen.
Um dies zu vermeiden, könnte man die Kammer joa mit einer Flüssigkeit ausfüllen.
Einfacher wird der Zweck jedoch durch eine Anordnung nach Abb. 3 oder 4 erreicht.
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In Abb. 3 ist die Membrandose 7 ebenfalls mit einer einfachen Achse
14 und einer solchen 13 versehen, die als Kapillarrährchen ausgebildet ist. Die
Dose ist jedoch in einer beson- i deren, durch eine Trennwand 23 vom Reglerdeckelraum
6 gesonderten Oberkammer 24 angebracht, welche durch beliebig große Öffnungen 25
mit der Luft in Verbindung steht. Die Atmungsöffnung 12 befindet sich nunmehr in
der Trennwand 23, und durch sie ist das Röhrchen 13 hindurchgeführt, das nunmehr
die Dosenkammer joa mit dem Reglerdeckelraum 6 verbindet. An der Atmungsöffnung
12 ist wiederum ein kleines Absperrventil 16 angebracht, welches, sobald die Membrandose
einen geringen inneren Überdruck erfährt, zum Abschluß gebracht wird. Die Dose wird
durch eine an ihrer Gegenachse 14 angebrachte Schraube 26 in passende Lage einjustiert.
Sie hängt somit an dem für diese Verschraubung vorgesehenen Stützpunkt 18 nach abwärts.
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Eine Kontraktion oder Dehnung der Membrankammer ioa unter dem Einfluß
vorübergehender starker Druckschwankungen imDeckelraum 6 kann nun nicht mehr eintreten,
da die Membrandose 7 diesem Druckwechsel nicht
mehr, wie in Abb.
2, direkt ausgesetzt ist. Da sie durch den auf dem Sitz 16 aufliegenden Teller 17
einseitig abgestützt ist, hebt sie bei undichter Reglermembran den auf die Verschraubung
26 der Gegenachse 1q. sich aufstützenden Hebel 2o an. Da die Metallmembran in den
Abb. 2 bis q.
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aus Gründen der Raumersparnis unmittelbar oberhalb der Regelmembran
angebracht ist, muß der Hebel 2o als Winkelhebel ausgeführt und in einer Trennwand
beweglich gelagert werden, die den Vordruck entweder vom Reglerdeckelraum 6 (Abb.
2 und q.) oder von der mit der Atmosphäre verbundenen Oberkammer 24 (Abb. 3) fernhält.
Nach der Erfindung wird hier aus Gründen der Sicherheit die Verwendung einer kleinen
Metallmembran 27 vorgesehen, durch welche der Hebel hindurchgeführt wird. Durch
Ausbildung des Halteringes 29 als in Nähe der Membranebene scharfkantig anschließende
Durchführung kann die Achsenlagerung ohne Beeinträchtigung der Beweglichkeit genügend
gesichert werden.
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Das Sicherheitsventil wird durch ein Sperrwerk vorgespannt. Selbstverständlich
könnte dieses jede beliebige andere Form erhalten oder auch durch ein Kippspannwerk
ersetzt werden. Das Ventil kann aus seiner Abschlußstellung mit Hilfe einer Klinke
45 wieder geöffnet werden, welche von Hand verstellbar ist. Die Klinke wird zweckmäßig
durch eine verschraubbare Kapsel gesichert, die erwünschtenfalls auch mit Plombe
versehen werden kann. Die Klinke 45 wird am besten in der gezeichneten Weise so
ausgebildet, däß sie nach dem Öffnen unter Wirkung einer Feder 50 in eine Normallage
zurückgeht, in welcher sie einer Abschlußbewegung des Sicherheitsventils nicht mehr
im Wege ist. Sie ist gleichzeitig so ausgebildet, daß mit ihr das Ventil von Hand
geschlossen werden kann. Unter der Wirkung der gleichen Feder 50 übt sie
dann auf den abschließenden Teller einen Schlußdruck aus.
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Die Einjustierung der Metallmembran 7 und des Hebels 2o gestaltet
sich äußerst einfach. Beim Zusammenbau wird der Hebel 2o eingesetzt und die Metallmembran
7 eingelegt. Es ist dann lediglich erforderlich, zunächst den Hebel 2o mit Hilfe
der Justierschraube ig mit dem Sperr- oder Kippwerk in die passende Abreiß- bzw.
Umkippstellung zu bringen. Hierbei legt sich der Hebelarm 2o auf ein an der Membranachse
1q. bzw. dessen Verschraubung befindliches Auflager auf und gewinnt somit, da diese
ihrerseits auf der Stütze 15 bzw. 18 aufliegt, einen festen Stützpunkt. Anschließend
wird durch Verstellung der Ventilplatte 17 (Abb. 2) noch die Offnungsweite des Ventils
16 eingestellt. Im Falle der Abb. 3 geschieht dies mit Hilfe der Schraube 26, wodurch
die Höhenlage der Membrandose 7 passend verändert wird. Zweckmäßig wird in die Öffnung
25 der Abb. 3 bzw. in die in Abb. 2 als Schutzkappe dienende Hülse 53 ein Filter
eingebaut, um Staub von der Atmungsöffnung fernzuhalten.
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In Abb. i schließt bei unzulässig hohem Verbrauchsdruck, z. B. im
Falle undichten Reglerventils, das Absperrventil selbsttätig. Um dies auch bei der
Konstruktion nach Abb. 2 bis q. zu erreichen, ist in die Kupplung des Regelventils
i mit seiner Membran 8 ein federndes Glied eingeschaltet. Die Blattfeder 51, die
unter Vorspannung am Membranteller 52 anliegt, gestattet der Membran 8 bei zu hohem
Verbrauchsdruck ein Ansteigen über die mit der Schlußstellung des Ventils i gegebene
Lage hinaus. Hierbei wird in Abb. 2 der Hebelarm 2o, in Abb. 3 die Kapillare 13
emporgehoben, die den Druck durch den Membrankörper hindurch auf den Hebel 20 überträgt.
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Abb. q. zeigt eine Ausführung, bei der die Metallmembran 7 fest gelagert
ist. Die von ihr eingeschlossene Kammer io besitzt gegen den Reglerdeckelraum 6
die feste Trennwand 55. Die Entlüftung des Deckelraums kann etwa durch den Kanal
56, die Drossel 12 sowie das Ventil 58 hindurch stattfinden, welch letzteres beim
Anhub der Membran abschließt. Der Ventilteller 58 ist auf der Membranoberseite nachgiebig
angeordnet, indem er durch die vorgespannte Feder 59 gegen einen Anschlag
in seiner Lage gehalten wird. Die Membran 7 vermag also ihren Hub über die Abschlußlage
des Ventils 58 hinaus fortzusetzen, um den Hebelarm 2o anzuheben.- Diesem Zwecke
dient ein scharnierartig bzw. an einer Achse 6o gelagerter Doppelhebel, dessen einer
Arm 61 innerhalb, dessen anderer Arm 62 außerhalb der Kammer io " liegt. Die an
der Achse zur Abdichtung der getrennten Räume erforderliche Stopfbuchse kann zugleich
die Stelle der obenerwähnten Drosselung ii übernehmen, durch welche Kammer ioz mit
Verzögerung gefüllt oder entleert wird.
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Es sei bemerkt, daß die Ventile i und q. im Falle der Abb. i auch
in getrennten Gehäusen untergebracht werden könnten, wofern nur die Membran 41 dem
Verbrauchsdruck oder dem Druck im Reglerdeckelraum 6 ausgesetzt wird. Hierdurch
wird an der Funktion der Metallmembran 7 als Relais für den Abschluß des Sperrventils
q. nichts geändert, die erfindungsgemäß beansprucht wird.