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Sidierheitsventil für Gasbrenner Die Erfindung bezieht sich auf ein
Sicherh-eitsventil für Gasbrientier mit einem Elektromagneten, der im Betriebszustand
der Anlage das von Hand geöffnete Gasventil mittels eines mit dem Ventil durch eine
Spindel verbundenen Magnetankers in seiner Offenstellung hält und dessen Erregerstrom
von einer Gasflamme derart gesteuert wird, daß bei brennend-er Steueriflamme der
Erregerstrom eingeschaltet und bei erloschener Steuerfl-amme ausgeschaltet wird,
so daß der Elektromagnet den Anker losläßt und das Gasventil selbsttätig geschlossen
wird.
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Bei den bisher bekannten Sicherheitsventilen der genannten Art liegen
deil Magnetanker und die mit ihm zusammenwi rkende Fläche des Elektromagneten innerhalb
des Gasventilgehäuses und sind dem Gasstrom ausgesetzt.
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Es hat sich nun gezeigt, daß die vom strömenden Gas mitgeführten Schwebeteilchen
sich auf del Arbeitsflächen des Magnetankers und des Elektromagneten ablagern und
dort in verhältnismäßig kurzer Zeit eine Schicht bilden, die die unmittelbare Berührungderbeiden
magnetisch aneinandenhaftenden Flächen verhindert. Dadurch wird die auf den Anker
einwirkende magnetische Anziehungskraft entsprechend verringert, so daß das Sicherheitsventil
nicht mehr mit der erforderlichen Genauigkeit arbeitet und leicht Betriebsstörungen
auftreten können. Besonders bei solchen Sicherheitsventilen, bei denen die Spule
des EIektromagneten an ein Thermo,21ement angeschlossen, also nuT eine verhältnismäßig
geringe elektromagnetische Kraft wirksam ist, können die auf den Arbeitsflächen
des Elektromagneten und des Ankerg' abgelagerten Schwebeteilchen bewirken, daß der
Anker überhaupt nicht mehr von dem Magneten festgehalten werden kann bzw. schon
bei leichten Erschütterungen wieder abfällt.
Um diesen Nachteil
zu beheben, hat man schon vorgeschlagen, denAnker und den Elektromagneten in einem
in das Sicherheitsventilgehäuse eingesetzten besondcren Schutzgeh-äuse unterzubringen.
Hierbei ist der verischiebbare Elektromagnet mit einer Manschette in dem Schutzgehäu-se
geführt, deren gegen Überdrack im Schutzgehäuse nachgiebiger Rand sich abdichtend
gegen die Innenwand des Schulzgehäuses anlegt. Diese Vorrichtung hat jedoch den
Nachteil-, daß behn Hereinschieben des Elektromagneten in das Schutzgehäuse der
Luftinhalt aus demselben herausgedrückt und bei der entgegengesetzten Bewegung wieder
Luft in das Schutzgehäuse hineingesaugt werden muß. Da das Schutzgehäuse im Gasstrom
liegt, wird zwangsläufig Gas in das Schutzgehäuse eingesatigt, so daß'auch wieder
die Ablagerungen von Schwebeteilchen aus dem Gas auftreten. Hinzu kommt noch, daß
bei der Hinundherbev#egung des Elektromagneten sich kleine Teilchen von der Manschette
abreiben, die sich dem bewegten Gasinhalt der Schutzgehäuse beimischen und sich
dann teilweise ebenfalls auf den Arbeitsflächen des Elektromagneten und des Ankers
ablagern. Die angestrebte Wirkung war daher mit dieser bekannten Vorrichtung nicht
zu erneichen. Außerdem bedingten die zusätzlichen Bauteile wie Schutzgehäuse, Führungsmanschette
usw. eine unerwünschte Verteuerung des Sicherheitsventils.
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Die Erfindung ist dem Bekannten gegenüber dadurch gekennzeichnet,
daß der Elektromagnet und der Anker außerhalb des Gasventilgehäuses ai#-geordnet
sind und die den Anker und denGasventilkörper verbindende Spindel in einer Außenwand
des Gasventilgehäuses gasdicht geführt ist. Hierdurch wird erreicht, daß der Elektromagnet
und der Anker vollkommen außerhalb des Gasstromes liegen und auch in den verschiedenen,
Betriebsstellungen der Vorrichtung kein Gas zu diesen Teilen gelangen kann. Die
Arbeitsflächen des Elektromagneten und des Ankers sind daher vor Ablagerung von
Schwebeteilchen aus dem strömenden Gas vollkommen geschützt, so daß sich die magnetische
Anziehungskraft unabhängig von der Betriebsdauer des Sicherheitsventils jederzeit
voll auswirken kann und eine zuverlässige Arbeitsweise gewährleistet ist. Der Aufbau
des ganzen Sicherheitsventils kann außew#-dem einfach-er und billiger gestaltet
werden als bisher.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung
und den Ansprüchen enthalten.
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In den Zeichnung-en sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschauilicht.
Es zeigt Abb. i ein Sicherheitsventil im Querschnitt mit einer Druckknopfbetätigungsvorrichtung,
Abb. 2 ein Sicherheitsventil im Querschnitt mit einer Handradbetätigungsvorrichtung.
DieVorrichtungnachAbb.ibestehtimeinzelnen aus folgenden Teilen -. Das Ventilgehäuse
i ist mit einem Gaszuführungsstutzen2 und einem Gasabführungsstutzen3 zum Anschluß
des Hauptbrenners der Anlage versehen. Gegen das unten offene Ende des Ventilgehäuses
ist unter Zwischenlage eines Abdichtungsringes 4 ein gleichzeitig als Abschlußdeckel
dienendesGeli2iuse5 fürdenElektromagneten 6 und den Anker 7 durch
nicht näh#er dargestellte Schrauben befestigt. Das Magnetgehätise 5 besitzt
an seinem unten offenen Ende einen besonderen ahnehrnbaren Abschlußdeckel
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und seitlich ein-en Stutzen 9 zum Einführen der elektrischen Lkitungeil
io. Der Nlagnetanker6 ist auf einer Isolierplatte ii angeordntt, wobei die Anschlu15klemmen
12 der '#,lagnetspule zum Anschluß der Leitungsdrähte io nach unten durch die Isolierplatte
hindurchragen. Die Isolierplatte ist mittels Schrauben 13 im Magnetgehäuse
abtiehnibar befestigt. Die den Elektromagneten 6 und den Anker7 umschließende
Gehäus-ewand des Magnetgehäuses3 besitzt eine glockenförmige, in das Ventilgehäuse
i hineinragen,de Gestalt, wodurch eine besondersgedrängte Bauweise erzielt wird.
An dein Anker7 ist eine Spindel 14 befestigt, die in einer Stopfbuchse 16 axial
verschiebbar gasdicht gefü,hrt ist. An dem in das Ventilgehäuse i hineinragenden
Ende der Spindel 14 ist ein Ventilkörper 16 pendehid aufgehängt. Dies-er Ventilkörper
ist derart glockenförmig ausgebildet, daß er in seiner Offenstellung die Stopfbuchse
15 und deren Führung umschließt und abdeckt, so daß das strömende Gas von
der Ventitspindel und der Stopfbuchse ferngehalten wird. Der Ventilkörper 16 wird
von einer Feder 17 in seiner Schließlage gehalten. Um die Feder ist ein zylindrisches
Gassieb 18 angeordnet, das herausnehinbar in das Ventilgehäuse i eingesetzt ist.
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In den Gasdurchgangsweg des Ventilgehäuses i ist eine Buchse ig eingesetzt,
deren unterer Rand 2o als Ventilsitz für den Ventilkörper 16 ausgebildet ist. Die
Buchse ig ist in ihrem ol>eren Teil mit einer zylindrischen Führungsbohrung 21 und
an ihrem Umfang mit einer Ringnut 22 versehen, die durch mehrere Bohrungen
23 mit dem Innenraum der Buchse verbunden ist. Die Ringnut 22 steht mit einem
nicht näher dargestellten Zündga-sführungskanal in Verbindung, an dem mittels einer
entsprechenden Leitung der Zündflammenbrenner der Anlage angeschlossen ist.
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Die Druckknopfbetätigungseinridlitung ist mit ein-er einen rohrförmigen
Ansatz --,4 des Ventil-Crehäuses umgreifenden Haube 25 versehen, die mit einem Schaft
26 verbunden ist. Der Schaft 26 ist in einer in das Ventilgehäuse
eingesetzten Buchse 27
mit Spiel geführt und trägt an seinem unteren Ende
einen Kolben 28, der gasdicht in die FührungsbohrUng21 der Buchse ig hineinpaßt.
Die Buchise27 ist an ihrem unteren Ende als VentilSitZ 29 ausgebildet und die gegenüberliegende
Innenfläche des Kolbens 28 mit einem Dichtrin.',' 3o als beweglicher Ventilkörper
versehen. Eine Feder 31 hält die Haube 25 derart in ihrer Ruhestellung, daß
das Ventil 29, 30 geschlossen ist. In einer nach unten offenen Bohrung
32 des Schafts 26 ist ein Bolzen 33
verschiebbar geführt. der
von einer Feder 3,4 gegen einen das offene Ende der Bohrung 32 verengenden
Bördelrand 35 des Schafts gedrückt wird.
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Die Vorrichtung nach Abb. i arbeitet folgendermaß-en: Bei der in Abb.
i dargestellten Lage
befindet sich das Sicherheitsventill in der
Schließ-bzw. Ruhestellung. Soll die Anlage in Betrieb gesetzt werden, so wird zunächst
die DruckknopfhaubC 25 entgegen der Wirkung der Feder 3 1 nach unten
gedrückt. Dabei wird das Ventil-29, 3o geöffnet. worauf der Kolben 28 wegen der
beweglichen Führung zwischen den Teilen--6 und 27 leicht in die Führungsbohrung
21 einspielt und dadurch den Gasweg in Richtung des Anschlußstutzens 3 absperrt.
Infolge 'der abgesetzten Innenbohrung der Buchse ig kann der Kolben 28 die
Zündgaskanäle 22,23 nicht "-erschließen. Bei der weiterenAbwirtsbewegung
drückt der Botzen 33 gegen das obere Ende des Stiftes 14, wodurch das Hauptgasventil
16 entgegen der Wirkung der Feder 17 geöffnet wird. In der untersten Anschlagstellung
der Druckknopfhaube 25 ist das Hauptgasventil 16 so weit geöffnet, daß der
Anker 7 auf dem Magneten 6 aufliegt. Der Berührungsdruck zwischen
dem Anker und dem Magneten ist immer gleich groß, da er nicht durch die die Druckknopfhaube
25 herunterdrückende Kraft, sondern ausschließlich durch die Spannung der
den Bolzen 23 belastend-en FCNJ011 34 bestimmt wird. Hierdurch wird auch
jede unkontrollierbare und unzulässige Beanspruchung von der Ventilspindel i-1 ferngehalten.
Diese Ventilspindel 14 kann daher zur Verringerung der Stopfbüchsenreibung und zur
Eilzielung einer. guten Gasabdichtung in der Stoffbüchse 15 möglichst dünn ausgebildet
werden.
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In der beschriebenen Stellung befindet sich die Vorrichtung in der
Anzündstellung. Das durch den Stutzen -- in das Ventilgehäuse einströmende
Gas kann zwar wegen der zwischen Kolben 28 und Führungsbohrun,g 21 hergestellten
Abdichtung nicht zu dem an den Stutzen 3 angeschlossenen Hauptbrenner. jedoch
durch die Bohrungen 23 und dien Ringkanal 22 zum Zündbrenner strömen. Der
ZünKtbrenn,er wird jetzt angezündet, und die brennende Zündflamme bewirkt durch
Beheizung eines Thermoelementes, durch Beti-itigen eines Thermoschalters oder aui
andere geeignete Weise die Einschaltung des elektrischen Stromes, der jetzt durch
die Leitungen io zu der Spule des Elektromagneten 6
fließt. Der Elektrornagnet
6 wird erregt undhält die auf seiner Wi rkungsfläche aufliegende, Ankerplatte
7
fest. jetzt kann die Druckknopfhaube 25 losgelassen werden, worauf
sie die Feder 31 in ihre Ausgangsstellung zurückliebt. Dabei verläßt der
Koliben 28
seine Führung 2 1 und gibt damit den Gasweg zum Stutzen
3 frei. Gleichzeitig wird das Ventil 29, 30
geschlossen, so daß das
nachströmende Gas nicht durch die Druckknopfeinrichtung entweichen kann. Da das
Hauptgasventil 16 durch die von dem Elektromagneten 6 festgehaltene Ankerplattle
7 in -seiner Offenstellung gehalten wird, kann das Gas jetzt durch den Stutzen
3 zum Hauptbrenner strömen, der von der brennenden Zündflamme angezündet
wird. jetzt befindet sich die Anlage in Betrieb. .
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Sobald die Zündflainme aus irgendeinem Grunde erlischt, wird der Stromfluß
zur Magnetspule unterbrochen. Daraufhin läßt der Elektromagnet 6 den Anker7
los, worauf die Feder 17 denVentilkörper 16 in seine Abschlußstellung hebt. Hierdurch
wird die Gaszufuhr sowohl zum Hauptbrenner als auch zum Zündbrenner unterbrochen.
Zum Wiederanzünden der Brenner muß die Anlage jetzt emt wieder in der schon beschriebenen
Weise in Betrieb gesetzt werden.
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Die Vorrichtung nach Abb. 2 unterscheidet sich gegenüber der Abb.
i nur durch eine andere Ausbildung der HandbMätigungsvorrichtung. Die mit der Abb.
i Übereinstimmenden Teile sind in den Abb. 2 mit den gleichen Bezugszeichen versehen
und teilweise ganz fortgelassen worden, da sie aus der Abb. i ohne weiteres ersichtlich
sind.
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Nach der Abb. 2 ist die Handbetätigungseinrichtung in einem abnehmbar
am Ventilgehäuse i N-festigten Deckel 36 angeordnet. Dieser Deckel besitzt
eine axial zu der Ventilspindel 14 angeordnete Buchse 37, in der eine Spindel
38 drehbar gelagert ist. Am oberen Ende der Spindel ist ein Handrad
39
mit seinem inneren Führungsbund 40 abnehm-bar befestigt. Durch den Führungsbund
40 und einen Ringbund 41 ist die Spi:ndel 38 gegen axiale Verschiebung gesichert.
Zwischen dem Bund40 und dem Ringbund 41 ist die Spindel in einer Stopfbuchse42 drehbar
und gasdicht gelagert Der Gewindeteil der Spindel 38 ist in eine Gewindebuchse
43 eingeschraubt, die in der Buchse 37 gelagert ist. Die Gewindebtichse 43
ist mit einer Längsnut 44 versehen, in die ein in derBuchse37 befestigtenStift45
eingreift, so daß die Gewindebuchse43 nicht ge dreht, jedoch in Längsrichtung verschoben
werden kann. In das untere Ende der Gewindebuchse 43 ist eine Bundbuchse 46 eingeschraubt,
in der ein Dorn 47 verschiebbar geführt ist. Dieser Dorn ist mit einer Bohrung 48
versehen, in den eine Feder 49 angeordnet ist, deren oberes Ende sich gegen eine
in der Gewindebuchse angeordnete Platte 5o abstützt. Auf der inneren Bundfläche
der Bundbuchse 46 liegt ein Ventilteller 5 1 auf, der von einer Feder
52 belastet wird. Die innere Bohrung des Ventiltel-lers faßt mit Spiel um
das verjüngt ausgebildete zylindrische untere Ende 53 der Gewindebuchse 43.
Der Übergang zwischen dem oberen Ende der Gewindebuchse 43 und dem verjüngt ausgebildeten
unteren Ende 53
ist als horizontaler Absatz 54 ausgebildet, der als Anschlag
fürdieVerschiebungderGewindebuchse43 nach unten dient.
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Die Handbetätigungsvorrichtung. nach Abb. 2 arbeitet folgendermaßen:
Nach Abb. 2 befindet sich die Vorrichtung in der Ruhestellung, wobei das an der
Spindel 14 angeordnete Ventil von den Feder 17 in der Schließstellung gehalten wird.
Zum öffnen des Hauptgasventils wird das Handrad-39 derart gedreht, daß die Gewindebuchse
43 von der Gewindespindel 38 abwärts geschoben wird. Dabei kommt zunächst
der Ventilteller 51 zur Auflage auf den entsprechenden Ventilsitz der Buchse ig
und verschließt den Gasweg zu dem an dem Stutzen 3
angeschlossenen Hauptbrenner.
Der VentilteIler 51 wird hierbei lediglich von der Feder 52, und zwar mit eirbem
ganz bestimmten und gleichbleibenden Druck, gegen seinen Ventitsitz gedrückt. Diese
Vorrichtung ist besonders für Gasleitungen mit hohen
Drücken geeignet
' , wobei der Ventiltellcr mit einem bestimmten starken Schließdruck belastet
sein muß. Ein derartiger Schließdruck kann nicht mit der erforderlichen Feinfühligkeit
mit einem Handrad eingestellt werden, da bei der ganz individuellen Handradbedienung
das Ventil leicht beschädigt oder zerstört werden könnte.
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Bei der weiteren Abwärtsbewegung derGewindebuchse 43 drückt der Bolzen
47 auf das obere Ende der. Ventilspindel 14 und öffnet das Hauptgasventil, so daß
das Gas jetzt zum Zündbrenner, jedoch nicht zum Hauptbrenner strömen kann, da der
Ga#sweg zum Hauptbrenner noch durch das Ventil 5 1 verschlossen ist. Die
untere Endstellung der Gewindebuchse 43 ist dann erreicht, wenn der Absatz 54 der
Gewindebuchse43 zur Auflage auf den Ventilteller 51 kommt. In dieser Stellung ist
das Hauptgasventil demart geöffnet, daß der Anker 7 auf dem Elektromagneten
6 aufliegt. Der ,-,npreßdruck des-Ankers 7 gegen den Magneten
6 wird hierbei ausschließlich von der Spannung der Feder 49 bestimmt, wodurch
auch jede unzulässige Belastung der Ventitspind-el 14 verhindert wird. jetzt befindet
sich die Vorrichtung in der Anzündstellung, wobei das Gas in der gleichen Weise
wie bei deil Abb. i zum Zündbrenner strömt, der nun angezündet werden kann.
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Die brennende Zündflamme bewirkt durch Beheizen des Thermoelernentes,
eines Thermoschalters oder auf andere geeignete Weise die Einschaltung des Stromes,
so daß die Spule des Elektromagneten6 erregt wird. Der Elektromagnet 6 hält
jetzt den Anker fest und damit das Hauptgasventil in der Offenstellung. Durch Drehen
des Handrades 39 in der entgegengesetzten Drehrichtung wird die Gewindebuchsc
43 in ihre in Abb. 2 dargestellte obere Endlage zurückbewegt, wobei auch der Ventilteller
5 1 von dem Bund der Bundbuchse 46 in seine obere Endstellung gehoben wird.
Das Gas strömt nun durch den Stutzen 3. auch zum Hauptbrenner, der von der
bereits brennenden Zündflamme selbsttätig entzündet wird. Die Anlage befindet sich
nunmehr in Betrieb.
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ErlischtdieZün.dflamme aus irgendeinemGrunde, ,so wird der Stromkreis,
an dem die Magnetspule angeschlossen ist, unterbrochen. Dairauf läßt der Magnet
6 den Anker io los, worauf die Feder 17
das Hauptgasventil in seine
Abschlußstellung hebt, so daß die Gaszufuhr zum Hauptbrenner und zum Zündbrenner
unterbrochen wird. Zum Wiederinbetriebsetzen der Anlage muß die Vorrichtung erst
wieder in der bereits beschriebenen Weise eingeschaltet werden.
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Der Magnet 6 der beschrieben-en Vorrichtung ist leicht auswechselbar
angeordnet, so daß die Sicherheitsvorrichtungen nicht nur auf die Verwendung von
Thermoelementen beschränkt sind, sondern durch einfaches Auswechseln des Magneten
6 den verschiedensten Strk)mquellen (verschiedene Netzspannungen od. dgl.)
für die Spule des Elektroniagneten angepaßt werden können. Hierdurch ist auch die
Möglichkeit geschaffen, die Sicherheits-#-orrichtung für höhere Gasdrücke zu verwenden,
bei' denen zur Überwindung der Federkraft der Ventilschließfeder 17 eine stärkere
magnetische Anziehungskraft erforderlich ist. Die beschriebenen Sicherheits-vorrichtungen
können natürlich im einzelnen auch noch anders ausgebildet sein.
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Der Ventilteller 16 und die Führung der Stopfbuchse 15 könnten beispielsweise
auch derart ausgebildet sein, daß sie schon in der Schließ,stellung des Ventils
16 übereinandergrielfen, so daß das strömende Gas in jeder Betriebsstellung von
der Stopfbuchse 15 und der Ventilspindel 14 ferngehalten wird.
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Ferner könnte auch die Verstellvorrichtung24 bis 34 der Abb. i abnebinbar
am Ventilgehäuse i angeordnet sein. Durch (las Zusammenfassen der beweglichen Teile
zu zwei verschiedenen abriehmbaren Baueinheiten 5 bis 17 und 24 bis 34 bzw.
36
bis 54 wird ein einfacher und übersichtlicher Zusa.mmenbau erzielt. Ferner
wird hierdurch erreicht, daß Reparaturen an einem der beweglichen Teile leicht ausgeführt
werden können, zumal- hierzu immer nur eine bestimmte Baugruppe aus dem Ventilgehäuse
i herauszunehmen ist.