DE7904602U1 - Druckregler fuer gasbrenner - Google Patents

Druckregler fuer gasbrenner

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Description

PAT.E'
DR.- ING. H. H. Wl LHiEDM ' :~·: ti> < PlL -+Kl G. H. DAUSTER
D-7000 STUTTGART 1 - GYMNASIUMSTRASSE 31B - TELEFON (0711) 29 1133
Anmelder:
SOCIETA' ITALIAKA TECNOMECCANICA
"LA PRECISA" S.p.A.
31, Viale dell'Industrie
Padua/Italien
Druckregler für Gasbrenner
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Druckregler für Gasbrenner, bestehend aus einem Reglergehäuse, das den Gasverlauf zwischen einer Eintrittsöffnung und einer Austrittsöffnung bestimmt, einem Ventilsitz in dieser Gasströmung, einem Verschlußglied in Verbindung mit dem genannten Ventilsitz, der .von einer Membran betätigt wird, wobei diese Membran mit dem Verschlußglied mechanisch verbunden ist, und einer Einstellfeder, die über diese Membran das Verschlußglied in eine Öffnungsstellung in bezug zum Ventilsitz bringt.
Ein Druckregler der vorgenannten Art kann aus einer Einheit für sich allein bestehen, oder er kann eingebaut sein in einem sogenannten Mehrfunktionsblock, der für die Kontrolle und Regelung einer Vielzahl von Parametern während der Funktion des Brenners eingerichtet ist.
Bezüglich der Gasbrenner ist bekannt, daß es bei vielen ihrer Anwendungen neben einer Regelung des Gasdrucks auf einen bestimmten eingestellten Wert erforderlich ist, eine Regelung des Gasdurchsatzes, z.B. als Punktion des Wärmebedarfs vorzusehen.
Für die Druckregelung werden vorzugsweise und weitgehend Regler der vorgenannten Art verwendet, bei welchen die Stellung des Verschlußgliedes in bezug auf den eigentlichen Ventilsitz über Membran und Einstellfeder vom Gasdruck am Ausgang des Reglers bestimmt wird.
Zur Regelung des Gasdurchsatzes, z.B. als Funktion des Wärmebedarfs, werden derzeit Magnetventile eingesetzt, die im Gasstrom gewöhnlich dem Druckregler vorgeschaltet sind; diese Magnetventile können jeweils für sich allein ein Element bilden, oder sie können eingebaut sein in dem gleichen Mehrfunktionsblock, in dem auch der Druckregler untergebracht ist.
Eine solche Ausgestaltung verlangt jedoch eine größere Anzahl der in Reihe im Gasstrom angeordneten Yentilsitze mit daraus sich ergebender unerwünschter Zunahme des Energiegefälles bzw. des Leistungsverlustes, größerem Platzbedarf der Einrichtung und höheren Kosten für die Herstellung,, Inbetriebnahme und Wartung. Außerdem werden diese Nachteile größtenteils ersichtlich, wenn man sich vergegenwärtigt, daß die Regelung der gewünschten Leistung von der Art. sein kann "alles - nichts" oder "volle Leistung - reduzierte Leistung" oder auch "Übergang von voller Leistung auf reduzierte Leistung" oder deren Kombinationen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Mängel der bekannten Bauarten in bezug auf Verwendung von Magnetventilen für die Regelung des Gasdurchsatzes zu beseitigen, wobei ein Druckregler zum' Vorschlag gebracht wird mit konstruktiven und funktioneilen Charakteristiken, die es ermöglichen, auch die
-6-
Funktion der Leistungsregelung auf wirksame Weise zu "besorgen, ohne daß hierzu weitere Ventilsitze im Verlauf der Gasströmung im Druckreglergehäuse vorgesehen werden müssen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der betreffende Druckregler eine an sich bekannte Vorrichtung enthält, die auf eine zu kontrollierende Größe (Menge), z*B. auf Temperatur anspricht, und ein Betätigungsglied, das von dieser Vorrichtung gesteuert auf das betreffende Verschlußglied entgegen der Einstellfeder einwirkt.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsart ist ein Druckregler nach dieser Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußglied und die betreffende Membran reziprok miteinander verbunden sind über eine im wesentlichen teleskopartige Verbindung mit vorgespannter Feder, die deren gegenseitiger Annäherung entgegenwirkt, wobei die betreffende Feder eine geringere Vorspannung hat als die Vorspannung der Einstellfeder, um dadurch eine Verschlußgliedstellung in bezug auf den eigentlichen Ventilsitz unabhängig von der augenblicklichen Lage der Membran zu ermöglichen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich größtenteils aus einigen Ausführungsbeispielen eines Druckreglers nach der Erfindung, die nachstehend unter Bezugnahme auf beigefügte Zeichnungen mit Hinweisen ohne einengende Wirkung beschrieben sind. Es zeigen
Fig.
und
schematisch einen Druckregler entsprechend der Erfindung in zwei Betriebsstellungen,
g 3,
A- und 5
schematisch einen Regler entsprechend der Erfindung in drei Ausführungsvarianten und
—7—
Pig. 6 schematise]! einen Druckregler der sogenannten "Kompensations"-Ausführung mit zwei Membranen, bei welchem die gleiche Verbesserung entsprechend dieser Erfindung nach Fig. 1 und 2 eingebaut ist.
Bezugnehmend auf die Fig. 1 und 2 besteht ein Druckregler nach der Erfindung aus einem Reglergehäuse 1, bei welchem eine Gasströmung zwischen ei;..er Eintrittsöffnung 2 und einer Austrittsöffnung 5 in Richtung eines Gasbrenners, der nicht gezeigt wird, vorgegeben ist. In dieser Gasströmung befindet sich im Reglergehäuse 1 ein Ventilsitz 4-, mit welchem ein schematisch dargestelltes und von einer Membran 6 gesteuertes, als Drosselkörper ausgebildetes Verschlußglied 5 zusammenwirkt, wobei eine Wand dieser Membran dem Gasdruck im Strömungsabschnitt vor dem Ventilsitz 4 ausgesetzt ist und die andere Wand dem Druck der äußeren Umgebung ausgesetzt ist und der Einwirkung einer Einstellfeder 7.
Das Verschlußglied 5 is"t über ein nicht starres und im vjesentlichen teleskopartiges mechanisches System 8 bis 9 mit der Membran 6 unter Einschaltung einer vorgespannten Feder 10 verbunden. Eine derartige Verbindung besteht zum Beispiel aus einem Schaft 8, der am Verschlußglied 5 befestigt und gleitend in einem röhrenförmigen Gehäuse 9, unter Einwirkung der leder 10 geführt wird. Die Feder 10 hat eine größere Vorspannung als der maximale Druckabfall zwischen den oberen und unteren Flächen des Verschlußgliedes 5, insbesondere ist sie wesentlich kleiner als die Vorspannung der Einstellfeder 7. Die Abmessungen des röhrenförmigen Gehäuses 9 "11Hd. der Hub des Schaftes 8 in diesem röhrenförmigen Gehäuse sind so festgelegt, daß das Verschlußglied 5 am entsprechenden Ventilsitz 4-, unabhängig von der augenblicklichen Stellung der Membran 6, anliegt, wenn die Verbindung zwischen Verschlußglied 5 und Membran 6 sich in zurückgezogener Lage (Fig. 2) befindet.
-8-
Im Reglergehäuse 1 und in einer im wesentlichen mit dem ■Verschlußglied 5 fluchtenden Lage ist mit konventionellen, nicht dargestellten Mitteln ein Elektromagnet 11 angeordnet, dessen
beweglicher Anker 12 auf das Verschlußglied 5 einwirken kann. f
Am freien Ende des Ankers 12 ist ein konventionell und im §
wesentlichen tellerförmiger Anschlag 13 "befestigt, an welchem '' sich das Ende einer Feder 14- abstützt, während deren andere
Seite zum Beispiel an der Innenwand des Reglergehäuses 1 an- ;;
liegt. Die Feder 14- ist so bemessen, daß ihre Spannung größer )
ist als die Vorspannung der Feder 10 bei der Verbindung von !
Verschlußglied 5 mit der Membran 6. \
Der Elektromagnet 11 ist elektrisch an einen Sensor 15 für eine zu kontrollierende Größe angeschlossen. Im Beispielsfalle, in dem diese Größe von der Temperatur dargestellt wird, besteht dieser Sensor 15 aus einem Thermostaten, wobei mit 15a der Unterbrecher bezeichnet ist.
Sobald der Elektromagnet erregt wird (z.B. bei geschlossenem Unterbrecher 15a - Fig. 1), werden der bewegliche Anker 12 und die betreffende Anschlagplatte 13 gegen die Kraft der Feder 14 angezogen. Bei dieser Bedingung arbeitet der Druckregler nach der Erfindung auf konventionelle Weise; der Druck am Ausgang 3 wird vom festgelegten Wert der Einstellfeder 7 bestimmt, insofern als sich das Verschlußglied 5 starr mit der Membran 6 bewegt.
Wenn zum Beispiel aufgrund einer Temperaturerhöhung der Unterbrecher 15a des Thermostaten 15 sich öffnet, befindet sich der Elektromagnet 11 in einem Zustand der Kichterregung, und die Feder 14, die eine größere Vorspannung hat als die Feder 10, drückt den Anschlagteller 13 gegen die Kraft dieser Feder 10 auf das Verschlußglied 5, so daß das Verschlußglied in eine Verschlußlage im Ventilsitz M- (Fig. 2) gezwungen und somit die Gasströmung in Richtung des Brenners unterbrochen wird.
-9-
Auf diese Weise wird über den Druckregler nach der Erfindung eine Funktion der Leistungsregelung nach der Art "alles nichts" erreicht, wobei als hemmendes Element das gleiche Verschlußglied 5 des Druckreglers verwendet wird.
In Pig. 3 ist der gleiche Druckregler wie in Pig. 1 und 2 beschrieben, dargestellt, jedoch so ausgerüstet, daß eine Leistungsregelung nach der Art "volle Leistung - reduzierte Leistung" möglich ist.
Zu diesem Zweck ist das Reglergehäuse 1, bei welchem alle Bauelemente, soweit identisch mit den in Pig. 1 und 2 beschriebenen, mit den gleichen Bezugsnummern bezeichnet sind, mit einem kalibrierten Durchlaß 14 parallel zum Ventilsitz 4 versehen. Vorzugsweise ist der Regler weiterhin mit einer Drosselschraube 17 konventioneller Art ausgestattet, die von außerhalb des Reglers betätigt werden kann, und mit der in üblicher Weise die Gasströmung in diesem kalibrierten Durchlaß 16 regelbar ist.
Sobald der Elektromagnet 11 in aberregtem Zustand (Unterbrecher 15a offen) und damit das Verschlußglied 5 in dem entsprechenden Ventilsitz 4 geschlossen ist, strömt das Gas zum Brenner mit dem reduzierten Durchsatz, der von dem Durchlaß 16 zugestanden wird.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist im Reglergehäuse eine Gasströmung zwischen einer Eintrittsöffnung 19 und einer Austrittsöffnung 20 in Richtung eines nicht gezeigten Gasbrenners gegeben. In dieser Gasströmung befindet sich, von dem Reglergehäuse 18 gebildet, ein Ventilsitz 21, mit. welchem ein mit einer Membran 23 über einen Schaft 24 mechanisch verbundenes Verschlußglied 22 zusammenwirkt. Die Membran 23 hat eine Fläche, die dem Gasdruck im Strömungsverlauf vor dem Ventilsitz 21 ausgesetzt ist, während die andere Fläche dem Umgebungs-
-10-
I II
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druck und der Einwirkung der Einstellfeder 25 ausgesetzt ist. Ein Ende dieser Feder 25 stützt sich an dem Teller 23a der Membran 23 ab, und das andere zugehörige Ende, zum Beispiel mittels einer Führung 26, am Ende 27a eines Hebels 27. Das andere Ende 27b dieses Hebels 27, der drehbar um einen Zapfen 28 gelagert ist, steht mit einem hydraulischen Betätigungselement mit Flüssigkeitseinwirkung, insgesamt mit 29 gekennzeichnet, in Verbindung.
Im einzelnen besteht dieses Betätigungselement aus einem Faltenbalg 30 mit flüssigkeitsbewirkter Ausdehnung, das über ein Haarrohr 31 mit einem thermometrischen Zylinder 32 als Temperaturfühler verbunden ist.
Bei einer Temperaturerhöhung am Zylinder 32 wird der Faltenbalg 30 ausgedehnt, wodurch eine Winkelverschiebung des Hebels 27 um den Drehpunkt 28 (im Gegenuhrzeigersinn gemäß Fig. 4-) erfolgt, und die Einstellfeder 25 entlastet wird.
Dementsprechend ändert sich der Gasdruck am Ausgang 20 umgekehrt proportional zur Temperatur am Zylinder 32, und der Druckregler 18 hat damit auch die Funktion einer Leistungsregelung nach der Art "Übergang" von einem Maximalwert auf einen Minimalwert.
Schließlich kann der Druckregler 18 auch mit einem kalibrierten Durchlaß 33 parallel 'zum Ventilsitz 21 ausgestattet werden, der im Zusammenwirken mit einer Drosselschraube 3^ es ermöglicht, den minimalen Gasdurchsatz am Ausgang des betreffenden Reglers einzustellen.
natürlich kann der Faltenbalg 30 mit flüssigkeitsbewirkter Ausdehnung auf die Einstellfeder 25 entweder direkt oder über einen anderen Hebelmechanismus als oben beschrieben einwirken.
-11-
Die Leistungsregelung nach der Art "Übergang" kann anders als mit einem hydraulischen Betätigungselement wie in bezug auf Pig. 4· beschrieben auch mit einem elektrischen Betätigungselement bewirkt werden. So wird zum Beispiel bei dem Druckregler 18 gemäß Fig. 5i "bei welchem gleiche Bezugsnummern verwendet werden für gleiche Elemente wie in Pig. 4, ein Elektromagnet 35 verwendet, dessen beweglicher Anker 36 in konventioneller Weise mit der Membran 23 und in Verlängerung über den Schaft 24 mit dem Verschlußglied 22 verbunden ist. Mit 37 wird ein entsprechender konventioneller Stromkreis bezeichnet, der über einen Sensor 38 für die zu regelnde Größe (zum Beispiel die Temperatur) gesteuert ist und in der Lage ist, die Zugkraft des betreffenden Elektromagneten 35 ·> der das Verschlußglied 22 gegen die Einstellfeder 25 bewegt, zu ändern. Auf diese Weise kann der Ausgangsdruck als Punktion der zu regulierenden Größe, die auf den Sensor 38 einwirkt, variiert werden. Wenn die Zugkraft des Elektromagneten 35 gleich Null ist, wird der Gasdruck am Ausgang allein von der Einstellfeder 25 bestimmt. Als Funktion der Größe (zum Beispiel der Temperatur), die auf den Sensor 38 einwirkt, wird in dem Elektromagneten 35 ein Strom erzeugt und auf den Anker 36 eine Kraft ausgeübt, die dazu führt, die Einstellfeder 25 zu entlasten; folglich wird der Gasdruck am Ausgang des Reglers verringert.
Natürlich ist es möglich auf diese Weise nicht nur eine Leistungskontrolle nach der Art eines Übergangs, sondern auch die Ausführung "alles - nichts" oder "volle Leistung - reduzierte Leistung" zu verwirklichen, wobei der elektrische Stromkreis 37 in geeigneter und den Technikern auf diesem Gebiet wohlbekannten Weise geändert wird.
Der Druckregler dieser Erfindung, wie in den Fig. 1 bis 6 beschrieben, ist ein Regler der sogenannten einfachen Ausführung, also mit einer Membran, jedoch kann die Verbesserung, die eine
-12-
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Leistungsregelung erlaubt, auch leicht "bei einem Druckregler |
der sogenannten Kompensationsausführung, also mit zwei Mem- I
"branen, verwirklicht werden. Dieser Fall ist schematisch in |
!Fig. 6 dargestellt, wobei das Reglergehäuse 40 im wesentlichen t
ähnlich dem in Fig. 1 gezeigten Reglergehäuse ausgeführt ist, \
mit der Ausnahme, daß es zusätzlich mit einer Ausgleichsmembran ,
41 versehen ist, die koaxial am Ventilsitz 4 befestigt und me- |
chanisch mit dem Verschlußglied 5 am Schaftteil 8 verbunden wird. ·<,
Eine Fläche dieser Ausgleichsmembran 41 ist dem Gasdruck im \ Strömungsverlauf hinter dem Ventilsitz ausgesetzt, während die
andere Fläche dem Gasdruck in dem Teil des Strömungsverlaufs, ', der vor dem vorgenannten Ventilsitz liegt, unterworfen ist. Alle
übrigen Elemente, aus denen sich der Druckregler der Kompensa- ?
tionsausführung nach Fig. 6 zusammensetzt, sind gleich denen, |
die beim einfachen Regler nach Fig. 1 beschrieben wurden und |
sind auch mit den gleichen Bezugsnummern gekennzeichnet. Die * Wirkungsweise dieses Druckreglers 40 in bezug auf Leistungsregelung ist ganz ähnlich wie für den Druckregler nach Fig. 1 und 2
beschrieben.

Claims (6)

• I ♦ # *· I) · ft* DR.- ING. H. H. WILHEUM :- 'GM P.C.. -I N-Gf. H. DAUSTER D-7000 STUTTGART 1 - GYMNASIUMSTRASSE 31 B - TELEFON (07 11) 29 1133 Stuttgart, den 26. Sept. 1979 G 5639/7a Dr.W/Ei Anmelder: Societa Italiana Tecnomeccanica ( Neue Schutzansprüche )
1. Druckregler für Gasbrenner, bestehend aus einem Reglergehäuse, das den Verlauf der Gasströmung zwischen einer Eintrittsöffnung und einer Austrittsöffnung bestimmt und das mit einem im Verlauf der Gasströmung angeordneten Ventilsitz mit einem von einer Membran betätigten Verschlußglied ausgerüstet ist, das von einer auf die Membran wirkenden Einstellfeder in die Öffnungsstellung bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher, von einem Meßfühler (15, 38), insbesondere einem Temperaturfühler steuerbarer Antrieb (11, 35) am Verschlußglied (5, 22) angrenzend so angesetzt ist, daß dieses gegen die Wirkung der Einstellfeder (7, 10, 25) beaufschlagbar ist.
2. Druckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußglied (5) und eine diesem zugeordnete Membran (6) reziprok über ein im wesentlichen teleskopartig ausgebildetes Verbindungsstück (8, 9) miteinander und mit einer unter Vorspannung stehenden und ihrer Annäherung entgegenwirkenden Feder (10) gekoppelt sind, die eine kleinere Vorspannung hat als die Vorspannung der Einstellfeder (7).
-2-
3. Druckregler nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb aus einem Elektromagneten (11) mit einem Anker (12) besteht, dem eine Feder (14) entgegenwirkt, die eine größere Vorspannung hat als die Vorspannung der Feder (10) des teleskopartigen Verbindungsstückes (8, 9) .
4. Druckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb aus einem Elektromagneten (35) besteht, dessen Anker (36) mechanisch mit dem Verschlußglied (22) verbunden ist.
5. Druckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler aus einem thermometrischen Gefäß (32) besteht, das auf Temperatur anspricht und daß der Antrieb ein Faltenbalg (30) mit flüssigkeitsbewirkter Ausdehnung ist, der mit dem Gefäß über ein Haarrohr (31) verbunden ist und unmittelbar oder unter Zwischenschaltung eines Hebelmechanismus (27) mit der Einstellfeder (25) oder dem Verschlußglied (22) in Wirkverbindung steht.
6. Druckregler nach einem der Ansprüche 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Reglergehäuse (1, 18) im Verlauf der Gasströmung und parallel zum Ventilsitz (4, 21) mit einem kalibrierten Durchlaß (16, 33) versehen ist, der mit einer Drosselschraube (34) zusammenwirkt.
DE19797904602U 1978-02-21 1979-02-20 Druckregler fuer gasbrenner Expired DE7904602U1 (de)

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