NL8000098A - Drukregelaar. - Google Patents

Description

N.O. 28.580 Drukregelaar.

De uitvinding heeft betrekking op een via een over-brengingshefboom bestuurbare drukregelaar met een het smoorlichaam van een klep dragend membraan, in het bijzonder voor het regelen van de servostuurdruk voor de bestu-5 ring van een servo bestuurde gasregelinrichting, waarbij het membraan via een hulpveer steunt tegen een de op het membraan inwerkende minimale druk bepalende eerste veer terwijl een de op het membraan inwerkende maximale druk bepalende tweede veer enerzijds steunt tegen een vast met het 10 huis verbonden tegenstuk en anderzijds inwerkt op een als meeneemaanslag voor de overbrengingshefboom dienende huls, die een tegenover een meeneemvlak van de eerste veer staande stift draagt.

Een dergelijke drukregelaar is bekend uit de 15 Nederlandse octrooiaanvrage 77 11216.

Het is gebleken, dat afhankelijk van de soort gas, in het bijzonder afhankelijk van de energie-inhoud daarvan en de aangeboden verzorgingsdruk, aan de drukregelaar op doelmatige wijze een verschillende karakteristiek moet wor-20 den gegeven. Bij lage drukgas, bijvoorbeeld stadsgas, moet de afhankelijkheid van de uitgangsdruk van de temperatuur bijvoorbeeld vlakker verlopen dan bij de verbranding ·. van aardgas. Dientengevolge heeft men tot nu toe de drukregelaar uitgevoerd met verschillend sterke terugstelveren.

25 Bovendien is het soms gewenst om aan de karakteristiek van de drukregelaar een niet-lineaire vorm te geven zodanig, dat bij stijgende temperatuur, dat wil zeggen bij nadering van de bestaande temperatuur tot de gewenste waarde, de karakteristiek vlakker verloopt en daardoor onnodige over-30 verhittingen worden vermeden en energie wordt bespaard.

Doel van de uitvinding is nu de bekende drukregelaar zodanig verder te ontwikkelen, dat aan deze eisen met zo gering mogelijke kosten wordt voldaan. Dit doel wordt bereikt doordat tussen de stift en de eerste veer een tweede hulp-. 35 veer is aangebracht.

Een voordelige uitvoeringsvorm voor de uitvinding wordt verkregen bij een drukregelaar, waarbij de eerste veer als aan een zijde vast aan het huis ingeklemde blad- 800 0 0 98 £.

Λ: veer is uitgevoerd, doordat de tweede hulpveer eveneens als bladveer is uitgevoerd en op dezelfde plaats is ingeklemd als de eerste veer. Een zeer doelmatige uitvoeringsvorm wordt daarbij verkregen met behulp van een drukrege-5 laar welke is voorzien van een instelschroef voor de veerkracht van de eerste veer, waarbij de schacht van de instelschroef zonder aanraking steekt door een opening in de tweede hulpveer.

De uitvinding zal thans nader worden uiteengezet 10 aan de hand van de tekening waarin bij wijze van voorbeeld een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding is weergegeven. Hierbij wordt opgemerkt dat de door de weergegeven drukregelaar bestuurde hoofdklep van de gasregelinrichting in de tekening niet is weergegeven.

15 Het kleplichaam daarvan is door een sluitv.eer in sluit-richting voorgespannen en wordt door een membraan, waarop de door de drukregelaar opgewekte stuurdruk inwerkt, in afhankelijkheid van de hoogte daarvan min of meer van de klepzitting afgelicht.

20 Fig. 1 geeft een doorsnede weer door de drukrege laar.

Fig. 2 geeft het verloop weer van de door de drukregelaar opgewekte stuurdruk P voor de hoofdklep in afhankelijkheid van de temperatuur T.

25 Als stuurdruk voor de niet weergegeven hoofdklep dient de druk in de klepkamer 1 van de drukregelaar, die via een leidingssmoring met de inlaatdruk, en dus met de grootste aanwezige gasdruk, is verbonden. De kamer 3 boven de klepzitting 2 staat via een uitlaatleiding 4 in verbin-30 ding met de uitgangszijde van de hoofdklep. Het kleplichaam 5 van de drukregelaar bestuurt daardoor de stuurdruk in de kamer 1, omdat dit via de klep 2,5 een deel van de druk in de kamer 1 via de uitlaat 4 naar de uitgangszijde van de hoofdklep al dan niet laat ontwijken. Hoe hoger de stuur-33 druk in de kamer 1 is hoe verder de hoofdklep tegen de kracht van zijn sluitveer in wordt geopend. Als de stuurdruk daalt beweegt de sluitveer het kleplichaam van de hoofdklep in de richting van de sluitpositie.

De in fig. 1 weergegeven thermostatische drukrege-40 laar bestaat in hoofdzaak uit drie delen, namelijk uit een 80.0 0 0 98 5 ‘ * , links weergegeven thermostaatdeel 6, een in het midden weergegeven drukregelaar 7 alsmede een rechts getekende overtemperatuurschakelaar 8, die onderling in werkzame verbinding met elkaar staan met behulp van een om een vas-5 te as 9 zwaaibare overbrengingshefboom 10. Het thermo- staatdeel 6 is ondergebracht in een door een deksel 11 afgesloten uitsparing 12 van het bovenste gedeelte van het huis 13. Via een capillairbuis 14 en een aansluitstuk 15 is een met een expansievloeistof gevulde temperatuurvoe-10 Ier 16 aangesloten aan een membraancapsule 17, waarvan het membraan via een membraanschotel 18 en een veer 19 steunt tegen de bodem van de uitsparing 12. De membraanschotel draagt een stift20, welke inwerkt op het linker einde van de overbrengingshefboom 10. Via het aansluit-15 stuk 15 en een van schroefdraad voorzien inzetstuk 21, dat met behulp van de instelknop 22 in de inwendige schroefdraad 23 van het deksel 11 kan worden versteld, kan de membraancapsule 17 in de richting van de stift 20 tegen de kracht van de veer 19 in worden verschoven en 20 daardoor de gewenste temperatuur worden ingesteld.

Het met de klepzitting 2 van de drukregelaar 7 samenwerkend afsluitlichaam 5 wordt door een cirkelschijf-vormig membraan 25 gedragen, dat met een omlopende verdikking 26 aan de buitenrand tussen het onderste gedeelte van 25 het huis 27 en een tegelijkertijd de klepzitting 2 bezittende afsluitplaat 28 is geklemd. Via een hulpveer 29, die in de getekende uitvoering als C-vormige buigveer is uitgevoerd, steunt het membraan 25 tegen een eerste in-stelveer 30. Deze is met zijn rechter einde vast inge-30 klemd. De veerspanning daarvan werkt in de richting van het membraan 25. De grootte van de veervoorspanning kan met behulp van een in het deksel 31 verstelbare schroef-draadstift 32 in overeenstemming met de gewenste minimale doorstromingshoeveelheid van de gasklep worden ingesteld.

35 Evenwijdig aan de eerste instelveer 30 strekt zich een tweede hulpveer 71 uit die op dezelfde plaats vast in het huis is geklemd als de eerste instelveer 30. De tweede hulpveer 71 is eveneens in de richting van het membraan 25 voorgespannen en ligt op twee uitsteeksels 73 van de eer-40 ste instelveer 30» De schroefdraadstift 32 steekt door een 80 0 0 0 98 4 % opening 72 in de tweede hulpveer '71 zonder deze aan te raken. Op de tweede hulpveer 71 grijpt, liggend tegenover de eerste hulpveer 29» liet einde 35 van een schroefdraad-stift 36 aan, die vrij bewegend steekt door een uitsparing 5 37 van de overbrengingshefboom 10. Op de schroefdraad van de schroefdraadstift 36 zit met zijn inwendige schroefdraad een huls 38» die onverdraaibaar is geleid in een opening 39 van het bovenste deel van het huis 13. Het einde 40 van de schroefdraadstift 36 steekt door een gladde 10 boring in het schroefdraadstuk 41, dat op zijn beurt met zijn uitwendige schroefdraad 42 min of meer diep in de inwendige schroefdraad 43 van de huisuitsparing 44 is geschroefd. Naar buiten toe is de uitsparing 44 afgesloten door een schroefdeksel 45. Hen conische veer 46 drukt de 15 huls 38 in de richting van de overbrengingshefboom 10.

Aan de rechter hefboomarm van de overbrengingshefboom 10 is door middel van een klinknagel 48 een verende plaat 49 bevestigd, waarvan het vrije einde inwerkt op de stoter 30 van een als oververhittingsschakelaar dienende 20 snapschakelaar 51» waarvan de aansluitcontacten 52 via aan-sluitveren 53 in verbinding staan met de buitenste aan-sluitstiften 54. Deze zijn geplaatst in het deksel 31 van isolatiemateriaal. Het schakeltraject van de snapscfcaka-laar is in serie met het contact van een ruimtethermostaat 25 in de stroomketen van de bekrachtigingswikkeling van een het servosysteem inschakelende magneetklep geschakeld. De temperatuurvoeler 16 meet bijvoorbeeld de temperatuur van het ketelwater. De schakelaar 51 is een rustcontactschake-laar, die bij overschrijding van een vooraf bepaalde ketel-30 watertemperatuur zijn schakelcontact opent en daarmee de bekrachtigingsstroomkring voor de servo-magneetklep onderbreekt. De servo-magneetklep ligt tussen de in de inleiding vermelde smoorplaats en de kamer 1, zodat de toevoer van de ingangsdruk naar de kamer 1 wordt uitgeschakeld, zo-35 dra de in serie met de schakelaar 51 geschakelde ruimtethermostaat geen warmtetoevoer vraagt en/of de keteltempe-ratuur de door de aanspreekwaarde van de schakelaar 51 gedefinieerde grenswaarde heeft overschreden.

Uit de hiervoor beschreven constructie blijkt de 40 volgende werking van de thermostatisch bestuurde drukrege- 80 0 0 0 98 * .. 5 laar: Is de door de temperatuurvoeler 16 gemeten temperatuur zeer laag, bijvoorbeeld bij inschakeling van de inrichting, dan drukt de veer 19 de membraancapsule 17 zo veel mogelijk samen, dat wil zeggen de stift 20 naar boven, 5 In deze toestand draagt de overbrengingshefboom 10 geen kracht over op de schakelaar 51 of de huls 58. De schroef-draadstift 56 wordt onder de volledige veerspanning van de conische veer 4-6 in de richting van het membraan 25 gedrukt, zodat het afsluitlichaam 5 de klepzitting 2 af-10 sluit. Daardoor neemt de stuurdruk zijn maximale waarde aan, zoals in fig, 2 aan de linkerzijde van het diagram is weergegeven, en wordt de hoofdklep tot de maximale toelaatbare doorstroming geopend. De maximale hoeveelheid kan worden ingesteld met behulp van het schroefdraadstuk 41, 15 doordat dit wordt verplaatst in de inwendige schroefdraad 43.

Met de gastoevoer naar de hoofdbrander - de toevoer naar de ontsteekbrander is in dit verband niet van belang - stijgt de door de temperatuurvoeler 16 gemeten 20 temperatuur, zodat bij uitzetting van het warmteover- drachtsmedium de membraancapsule 17 uitzet en de stif 20 naar onderen wordt bewogen. Zolang tijdens deze beweging de rechterzijde van de overbrengingshefboom 10 nog niet tegen de onderzijde van de huls 58 ligt, blijft de dan 25 bestaande toestand van maximale gastoevoer gehandhaafd.

Dit komt in fig. 2 overeen met de loop van de curve links van punt A. Gedurende deze beweging zijn de veren 71 en 50, zoals in fig. 1 weergegeven, samengedrukt. De veerkracht van deze veercombinatie '71', 30 is daarbij' kleiner 50 dan die van de hulpveer 29.

Zodra bij verdere temperatuurstijging in het punt A van de karakteristiek volgens fig. 2 de hefboom 10 vanaf de onderzijde tegen de huls 58 komt te liggen, verdwijnt de door de conische veer 46 via de schroefdraad 56, de twee-35 de hulpveer 71> de eerste instelveer 30 en de hulpveer 29 op het membraan 25 uitgeoefende kracht, omdat deze door de hefboom 10 wordt opgevangen. De hulpveer 29 begint zich tegen de kracht van de veercombinatie 30, 71 in te ontspannen, welke veercombinatie steunt tegen het einde 35 van 40 de schroefdraadstift 36. De uitgangsdruk P van de drukrege- 800 o o 98 x 6 laar wordt nu langs het curvedeel AF van de karakteristiek volgens fig. 2 gewijzigd, waarbij alleen nog maar de krachten van de veren 71, 30 en 29 de op het membraan 25 inwerkende kracht bepalen en het einde 35 van de schroef-5 draadstift 36 verder naar boven beweegt.

In het punt P van de karakteristiek wordt een toestand van krachtevenwicht tussen de veercombinatie 71» 50 enerzijds en de hulpveer 29 anderzijds bereikt.

Als de temperatuur nog verder toeneemt, worden de 10 veercombinatie 71» 50 en de veer 29 in gelijke mate ontlast, terwijl de schroefdraadstift 36 verder naar boven beweegt. Het vervlakte curvenverloop in het gebied PB leidt ertoe dat temperatuurveranderingen aanleiding geven tot verminderde veranderingen van de stuurdruk P en daar-15 door tot verminderde veranderingen van de gastoevoer waardoor een gelijkmatige brandstoftoevoer zonder sterke schommelingen is gewaarborgd. Een dergelijke werkwijze geeft meer comfort en bespaard energie. Deze verhindert overver-hittingen en vermijdt een sterke smoring en daarop aan-20 sluitende opnieuw openen van de energie-toevoer. In het punt B van de karakteristiek is de door middel van de in-stelschroef 32 ingestelde veerkracht van de veer 30 juist gelijk aan de kracht van de veer 29. Bij verdere temperatuurstijging wordt de schroefdraadstift 36 van de tweede 25 hulpveer 71 afgelicht, zodat dan alleen nog de krachten van de veren 30 en 29 op het membraan 25 inwerken. Daarmee is in het punt B het begin van het vlakke curvedeel BC bereikt, waarvan de hoogte overeenkomt met de minimale stuurdruk Pm^ en door de positie van de instelschroef 32 30 is bepaald. De minimale stuurdruk bepaalt de minimale doorlaat van de servo-bestuurde gasklep. In dit gebied van de karakteristiek is de veer 71 in het gebied van het einde 35 van de instelstift 36 van de veer 30 afgelicht. Er dient in aanmerking te worden genomen dat de veerconstante 35 van de veercombinatie 71» 30 kleiner is dan die van de hulpveer 29. Beide instelveren 30 en 46 werken in dezelfde richting op het membraan 25 en wel telkens in serie met de beide hulpveren 71 en 29.

Stijgt de temperatuur T ondanks de vermindering 40 van de gastoevoer tot de minimale hoeveelheid verder, dan 800 0 0 98 7 *

Sr bedient de aan de rechter hefboomarm van de overbrengings-hefboom 10 bevestigde bladveer 4-9 in het punt C van de curve volgens fig. 2 de schakelaar 51 waardoor de stroomkring van de magneetklep in de servokring wordt geopend.

5 Daardoor wordt de hoofdklep geheel gesloten en de gastoevoer naar de hoofdbrander volledig onderbroken. De afstand tussen de punten B en C kan door verstelling van de stift 56 in de inwendige schroefdraad van de bus 38 worden veranderd.

10 Normaal bereikt 'de temperatuur echter de grens waarde overeenkomstig het punt C niet, hetzij doordat de warmteuitstraling van de ketel juist de warmtetoevoer bij minimale doorstroming het evenwicht handhaaft, hetzij doorroe dat de temperatuur tengevolge van de verminde warmtetoe-15 voer daalt. Als de grenswaardeschakelaar 51 is aangesproken en als tengevolge van de afkoeling van het om de voeler 16 spoelende water de stift 20 naar boven gaat, dan schakelt de schakelaar 51 na · het lopen door het schakel-differentiaal S in het punt D het servosysteem weer in, 20 zodat de hoofdbrander opnieuw wordt ontstoken en wel in de positie van de minimale gasdoorstroming. Als de temperatuur ondanks dat verder daalt, dan zwaait de overbrengings-hefboom 10 verder in de richting met de wijzers van het uurwerk mee totdat eerst de schroefdraadstift 36 onder in-25 vloed van de kracht van de tweede instelveer 46 de tweede hulpveer 71 tegen de uitsteeksels 73 van de eerste instelveer 30 plaatst, zodat dan weer beide veren 30 en 71 gemeenschappelijk een terugstelkracht op het membraan 25 uitoefenen. Als de temperatuur verder zou dalen, bijvoor-30 beeld tengevolge van een sterke warmte-onttrekking of een verhoogde warmtebehoefte, dan zwaait de bladveer 29 de overbrengingshefboom 10 verder in de richting van de wijzers van het uurwerk totdat deze in het punt A van de karakteristiek vanaf de onderzijde van de huls 38 wordt fe-35 geheven, terwijl de huls 38 met zijn borst 74 op de bodem van de uitsparing 44 ligt. Dan is weer de volledige kracht van de tweede instelveer 46 werkzaam en de hoofdklep volledig geopend.

De stuurdruk P doorloopt dus tussen de maximale 40 waarde en minimale waarde de in fig. 2 in afhankelijkheid δ-0 0 0 0 98 ö van de temperatuur weergegeven curve. De breedte van bet modulatiegebied tussen de punten A en B wordt door geschikte keuze van de veerconstante van de hulpveren 29 en 7Ί op de gewenste waarde ingesteld. Hetzelfde geldt voor de 5 helling van de beide curvedelen AF en FB. In vele toepas-singsgevallen kan het wenselijk zijn de drukregelaars slechts met een van de beide curve-hellingen te bedrijven. Dit kan op eenvoudige wijze tot stand worden gebracht doordat men voor het onderdrukken van het curvedeel FB 10 door verstellen van de instelschroef 32 de minimale druk tot de hoogte van de curve-knik F verhoogt. Anderzijds kan men het bovenste curvedeel AF onderdrukken doordat de maximale waarde met behulp van het schroefdraadstuk 41 tot aan de curve-knik F wordt verkleind. De hulpveer 29 zorgt 15 bij alle toepassingsgevallen en instellingen voor een voldoende breedte van het modulatiegebied.

300 0 0 98

Claims (3)

1. Via een overbrengingshefboom bestuurbare druk-regelaar met een bet smoorlichaam van een klep dragend membraan, in bet bijzonder voor bet regelen van de servo- 5 stuurdruk voor de besturing van een servo bestuurde gasre gelinrichting, waarbij bet membraan via een bulpveer steunt tegen een de op bet membraan inwerkende minimale druk bepalende eerste veer en een de op bet membraan inwerkende maximale druk bepalende tweede veer enerzijds 10 steunt tegen een vast met bet buis verbonden tegenstuk en anderzijds inwerkt op een als meeneemaanslag voor de overbrengingsbefboom dienende buis, die een tegenover een meeneemvlak van de eerste veer staande stift draagt, met bet kenmerk, dat tussen de stift (56) 15 en de eerste veer (30) een tweede bulpveer (711) is aangebracht.

2. Drukregelaar volgens conclusie 1, waarbij de eerste veer als aan een zijde vast aan het buis ingeklemde bladveer is uitgevoerd, met bet ken- 20 merk, dat de tweede bulpveer (71) eveneens als bladveer is uitgevoerd en op dezelfde plaats is ingeklemd als de eerste veer (30).

3· Drukregelaar volgens conclusie 2, met een in-stelscbroef voor de veerkracht van de eerste veer, met 25 bet kenmerk, dat de schacht van de instelschroef (32) zonder aanraking steekt door een opening (72) in de tweede bulpveer (71). 800 0 0 98 1 1 1 1 Ui 1