WO2020160948A1 - Gasdruckregler - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Gasdruckregler (10) mit einem Einlass (24), einem Auslass (26), einem Gehäuse (12) und einer am Gehäuse (12) gelagerten Membran (20), die in einer ersten Richtung (A) verstellbar ist, wenn der Druck am Auslass (26) höher als ein Referenzwert ist, und in einer entgegengesetzten zweiten Richtung (B), wenn der Druck am Auslass (26) unterhalb eines Referenzwertes ist, wobei ein Stützelement (60) vorgesehen ist, das im Gehäuse (12) so angeordnet ist, dass es eine Bewegung der Membran (20) in der zweiten Richtung (B) begrenzt.

Description

Gasdruckregler

Die Erfindung betrifft einen Gasdruckregler mit einem Gehäuse, einem Einlass, einem Auslass und einer im Gehäuse gelagerten Membran, die in einer ersten Richtung verstellbar ist, wenn der Druck am Auslass höher als ein Referenzwert ist, und in einer entgegengesetzten zweiten Richtung, wenn der Druck am Auslass unterhalb eines Referenzwertes ist.

Ein solcher Gasdruckregler dient dazu, den Gasdruck in einem Gas- Verbraucherkreis auf einen vorgegebenen Wert einzustellen. Anwendungsgebiete sind beispielsweise Installationen in Wohnmobilen oder Campinganhängern, die eine Flüssiggasflasche aufweisen, an deren Ausgang ein solcher Gasdruckregler angeschlossen ist, sodass der Druck in einem Verbraucherkreis stromabwärts des Gasdruckreglers auf einen Wert in der Größenordnung von 30 bis 50 mbar eingestellt wird.

Bei üblichen Gasdruckreglern wirkt der Druck am Auslass auf die Membran ein, die sich aufgrund der Differenz zwischen dem Druck am Auslass und dem Druck in einer Steuerkammer auf der anderen Seite der Membran verstellt. Die Bewegung der Membran wird dann auf ein Ventilelement übertragen, das mit einem Ventilsitz zusammenwirkt. Übersteigt der Druck am Auslass den Referenzwert, wird die Membran in der ersten Richtung verstellt, wodurch das von Ventilelement und Ventilsitz gebildete Ventil geschlossen wird, sodass kein weiteres Gas nachströmen kann. Erst wenn der Druck am Auslass wieder abgesunken ist, wird die Membran aufgrund der geänderten Druckverhältnisse in der zweiten Richtung verstellt, sodass das Ventil wieder geöffnet wird.

Üblicherweise wird der Referenzwert, bei dem der Gasdruckregler das Ventil schließt, durch eine Feder in der Steuerkammer eingestellt. Diese Feder wirkt auf eine Verstärkungsscheibe und/oder einen Stößel ein, die an der Membran befestigt sind. Aus diesem Grund ist die Membran auf der Seite der Steuerkammer, also auf der Seite, in die sie sich in der ersten Richtung bewegt, abgestützt, sodass ein Überdruck im Gasdruckregler von der Membran gut aufgenommen werden kann.

Es hat sich aber herausgestellt, dass die Membran, wenn im Gasdruckregler ein Unterdrück wirkt, unter Umständen beschädigt werden kann. Ein solcher Unterdrück kann dadurch entstehen, dass bei ausgeschalteter Anlage, also in einem Zustand, in welchem kein Druckausgleich mit dem auf den Gasdruckregler folgenden System stattfinden kann, das sich im System befindende Gas abkühlt. Ebenfalls kann ein Unterdrück entstehen infolge einer Änderung der Höhenlage, in welcher sich die Anlage, zu welcher der Gasdruckregler gehört, befindet, oder infolge einer Änderung des Wetters.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen einfachen und kostengünstigen Gasdruckregler bereitzustellen, bei dem eine Beschädigung der Membran durch Unterdrück im System verhindert ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Gasdruckregler mit einem Gehäuse, einem Einlass, einem Auslass und einer im Gehäuse gelagerten Membran, die in einer ersten Richtung verstellbar ist, wenn der Druck am Auslass höher als ein Referenzwert ist, und in einer entgegengesetzten zweiten Richtung, wenn der Druck am Auslass unterhalb eines Referenzwertes ist, wobei ein Stützelement vorgesehen ist, dass im Gehäuse so angeordnet ist, dass es eine Bewegung der Membran in der zweiten Richtung begrenzt. Durch das Stützelement wird effektiv verhindert, dass sich die Membran bei Unterdrück übermäßig weit in die zweite Richtung bewegt. Das Stützelement wirkt als großflächige Abstützung für die Membran, sodass die aus dem Unterdrück resultierende Kraft vom Stützelement aufgenommen und ins Gehäuse abgeleitet wird.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Stützelement die Membran nahe der Befestigungsstellen der Membran abstützt. Bevorzugt kann die Abstützung nahe einer umlaufenden Einfassung der Membran stattfinden. Hierdurch wird der „freiliegende“ Bereich der Membran verringert, also der Bereich, auf den ein Unterdrück so einwirken kann, dass er die Membran verformt. Außerdem ist der Bereich der Membran entlang ihrer Befestigungsstellen, also dem Außenumfang, besonders nachgiebig ausgeführt, sodass es, um Beschädigungen zu verhindern, besonders wichtig ist, die Membran dort abzustützen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Stützelement lose im Gehäuse eingelegt. Dadurch ist eine besonders einfache Montage möglich.

Das Gehäuse des Gasdruckreglers kann Vorsprünge, Schrägen oder Aussparungen aufweisen, auf denen das Stützelement gelagert werden kann. Dadurch wird ein korrekter Sitz des Stützelements innerhalb des Gasdruckreglers gewährleistet sowie ein Verrutschen des Stützelements verhindert.

Das Stützelement muss dabei nicht zentriert innerhalb des Gasdruckreglers angeordnet sein. Entscheidend ist lediglich, dass die Membran ausreichend großflächig gestützt werden kann, um eine übermäßige Auslenkung der Membran bei Unterdrück zu verhindern. Vorzugsweise ist die Membran zumindest in den gegenüber einer Belastung, die insbesondere durch einen auf die Membran einwirkenden Unterdrück entsteht, empfindlichen Bereichen (z. B. der äußere, umlaufende Rand der Membran) oder zumindest möglichst nahe dazu abgestützt.

Ferner kann das Stützelement am Gehäuse fixiert sein. Dadurch ist eine besonders stabile Anordnung gewährleistet. Auch wird auf diese Weise verhindert, dass das Stützelement, beispielsweise bei Erschütterungen, an das Gehäuse anschlägt und so Geräusche verursacht.

Es ist denkbar, dass das Stützelement an der Membran angebracht ist und sich zusammen mit dieser bewegt. Vorzugsweise ist jedoch das Stützelement feststehend - also insbesondere unbewegt durch die Membran - im Gehäuse angeordnet, und die Membran hat im Neutralzustand einen Abstand von der Membran, sodass sie sich im Normalbetrieb ungehindert bewegen kann. Das Stützelement kann in dieser Ausgestaltung somit frei von einer Verbindung mit der Membran sein und wird insbesondere nicht mit der Membran mitbewegt. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass die Membran und der gesamte Mechanismus, mit dem die Bewegung der Membran in ein Öffnen und Schließen des Ventils umgesetzt wird, nicht geändert werden müssen. In einer weiteren Ausgestaltung, in welcher das Stützelement und die Membran wie beschrieben unverbunden miteinander sind, befindet sich das Stützelement in Richtung des von einem Gas durchströmten Teils des Gehäuses des Gasdruckreglers unterhalb der Membran. Als Neutralstellung wird hier eine Mittelstellung der Membran verstanden, in der sie weder in die erste noch in die zweite Richtung ausgelenkt ist.

Um die Membran möglichst großflächig abzustützen, kann das Stützelement einen im Gehäuse freiliegenden Teil der Membran abdecken. Somit wird sichergestellt, dass die Membran an jeder Stelle, die bei Unterdrück ausgelenkt wird, in Kontakt mit dem Stützelement treten kann. In einer Ausgestaltung wird zumindest ein freiliegender Teil einer Seite der Membran durch das Stützelement abgedeckt.

Das Stützelement kann ein tellerförmiges Stanzteil oder Stanz-Prägeteil sein und insbesondere aus Blech bestehen. Stanzteile oder Stanz-Prägeteile sind besonders kostengünstig in ihrer Herstellung. Das Stützelement kann weiterhin ein Guss-, Spritz-, Fließpress- oder Schmiedeteil sein.

In solchen Stanzteilen oder Stanz-Prägeteilen können auf einfache Weise Aussparungen realisiert werden, durch die weitere Bauteile des Gasdruckreglers hindurchgeführt werden. Insbesondere können sich durch solchen Aussparungen hindurch die Bauteile erstrecken, mit denen die Bewegung der Membran in ein Öffnen und Schließen des Ventils umgesetzt wird.

In Stanz-Prägeteilen können zudem Ausbuchtungen oder andere dreidimensionale Ausgestaltungen des Stützelementes realisiert werden, um die Form des Stützelements weiter an das Gehäuse und/oder weitere Bauteile des Gasdruckreglers anzupassen.

Das Stützelement kann auch als Kunststoffteil ausgeführt sein, welches mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt sein kann. Auf diese Weise kann die Form des Stützelements noch besser an das Gehäuse und/oder weitere Bauteile des Gasdruckreglers angepasst werden.

Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der einzigen Zeichnung, in der ein erfindungsgemäßer Gasdruckregler schematisch in einem Längsschnitt gezeigt ist.

In der Figur ist ein erfindungsgemäßer Gasdruckregler 10 mit einem Gehäuse 12 gezeigt, wobei das Gehäuse 12 aus einem Unterteil 14 und einem Oberteil 16 zusammengesetzt ist. Das Oberteil 16 weist zudem einen Deckel 18 auf, der das Oberteil 16 abschließt.

Im Gehäuse 12 ist eine Membran 20 gelagert, wobei der Außenumfangsrand der Membran 20 in einer Nut 22 des Unterteils 14 aufgenommen ist. Der Außenumfangsrand der Membran 20 kann hierfür insbesondere mit einem Wulst versehen sein. Die Membran 20 wird in der Nut 22 zumindest teilweise durch das Oberteil 16 abgedeckt und so fixiert. Auf diese Weise ist die Membran 20 sicher in dem Gehäuse 12 befestigt.

Das Unterteil 14 weist einen Einlass 24 sowie einen Auslass 26 auf. Der Einlass 24 ist durch eine Wandung 28 vom Auslass 26 getrennt, wodurch das Innere des Gehäuses 12 in eine Einlasskammer 30 und eine Auslasskammer 32 unterteilt wird.

Die Wandung 28 weist eine Öffnung 34 auf, die von einem Ventilsitz 35 umgeben ist, mit dem ein Ventilelement 36 zusammenwirkt. Das Ventilelement 36 ist an einer Seite eines Steuerungshebels 38 angebracht, der um eine Achse 39 drehbar im Gehäuse 12 gelagert ist. Die andere Seite des Steuerungshebels 38 ist mit einem Steuerungselement 40 verbunden, das mit der Membran 20 gekoppelt ist.

Das Steuerungselement 40 ist nach Art eines Stößels ausgeführt und erstreckt sich durch die Membran 20 hindurch in eine Steuerkammer 42, die von der Membran 20 druckdicht von der Auslasskammer 32 getrennt ist.

Das Steuerungselement 40 weist auf der Seite der Auslasskammer 32 einen Kopf 44 auf, der mit einer Nut 46 versehen ist. In dieser Nut 46 ist ein Wulst 48 der Membran 20 aufgenommen.

Auf der entgegengesetzten Seite der Membran 20, also im Inneren der Steuerkammer 42, ist eine Scheibe 50 angeordnet, welche die Membran 20 großflächig abstützt, abgesehen von einem ringförmigen Abschnitt in der Nähe des Außenumfangs der Membran 20. Die Scheibe 50 wird von einer Feder 52 gegen die Membran 20, den Wulst 48 und den Kopf 44 gedrückt. Zur Abstützung der Feder 52 ist ein Haltering 54 am vom Kopf 44 des Steuerungselements 40 abgewandten Ende des Steuerungselements 40 angebracht. Der Referenzwert des Gasdruckreglers 10 wird mittels einer Steuerungsfeder 56 eingestellt, die in der Steuerkammer 42 angeordnet ist. Die Steuerungsfeder 56 stützt sich einerseits an der Membran 20, konkret an der Scheibe 50, und andererseits an einem Widerlager 58 ab. Dieses Widerlager 58 ist einstellbar in der Steuerkammer 42 angeordnet, insbesondere als Ringmutter, die ein Außengewinde hat, das in ein Innengewinde im Gehäuse 12 eingreift.

In der Auslasskammer 32 ist ein Stützelement 60 angeordnet, das tellerartig ausgebildet ist. Es stützt sich an einem größtenteils umlaufenden Absatz 62 im Gehäuse 12 ab, sodass es gegen eine Bewegung weg von der Steuerkammer 42 zuverlässig gehalten ist.

Das Stützelement 60 ist vorzugsweise ein Stanzelement aus Blech, sodass mit geringem Aufwand die gewünschte Kontur und außerdem eine Aussparung 64 eingebracht werden können.

Das Stützelement 60 dient allgemein ausgedrückt dazu, eine übermäßige Bewegung der Membran 20 hin zur Auslasskammer 32 zu verhindern. Gleichzeitig soll das Zusammenwirken der Membran 20 mit dem Ventilelement 36 nicht beeinträchtigt werden. Für Letzteres dient insbesondere die Aussparung 64 in dem Stützelement 60. Durch die Aussparung 64 hindurch erstrecken sich der Steuerungshebel 38 und auch das außerhalb der Steuerkammer 42 liegende Ende des Steuerungselements 40.

Liegt in der Auslasskammer 32 ein hoher Druck vor, wird die Membran 20 aus einer in der Figur nicht gezeigten Neutralstellung in einer ersten Richtung (Pfeil A) in die in der Figur gezeigte Stellung verstellt. Hierdurch wird das Steuerungselement 40 so verstellt, dass über den Steuerungshebel 38 das Ventilelement 36 gegen den Ventilsitz 35 gedrückt wird.

Wenn die Membran 20 in der ersten Richtung verstellt ist, wirken das Steuerungselement 40 und der Deckel 18 als Anschlag zusammen, sodass eine übermäßige Verformung der Membran 20 verhindert ist. Der maximale Hub ist durch den Deckel 18 begrenzt, und die Membran 20 wird über die Scheibe 50 großflächig abgestützt.

Verringert sich der Druck in der Auslasskammer 32 wieder, wird die Membran 20 in einer zur ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung verstellt, also in der Richtung des Pfeils B, sodass das Ventilelement 36 wieder öffnet; es kann dann Gas aus der Einlasskammer 30 in die Auslasskammer 32 nachströmen. Erst wenn der Druck in der Auslasskammer 32 wieder ausreichend weit ansteigt, wird das Ventilelement 36 wieder geschlossen. Wenn die Membran 20 weit in die zweite Richtung verstellt wird, insbesondere aufgrund eines Unterdrucks in der Auslasskammer 32, wirkt das Stützelement 60 als„Notfallanschlag“. In diesem Fall kann sich die Membran 20 nur so weit in Richtung Auslasskammer 32 verstellen, bis sie großflächig am Stützelement 60 anliegt. Hierdurch ist verhindert, dass die Membran 20 durch einen eventuellen Unterdrück in der Auslasskammer 32 übermäßig verformt und dadurch beschädigt wird.

Im Normalbetrieb bleibt die Membran 20 vom Stützelement 60 beabstandet.

Claims

Patentansprüche

1 . Gasdruckregler (10) mit einem Einlass (24), einem Auslass (26), einem Gehäuse (12) und einer am Gehäuse (12) gelagerten Membran (20), die in einer ersten Richtung (A) verstellbar ist, wenn der Druck am Auslass (26) höher als ein Referenzwert ist, und in einer entgegengesetzten zweiten Richtung (B), wenn der Druck am Auslass (26) unterhalb eines Referenzwertes ist, wobei ein Stützelement (60) vorgesehen ist, das im Gehäuse (12) so angeordnet ist, dass es eine Bewegung der Membran (20) in der zweiten Richtung (B) begrenzt.

2. Gasdruckregler nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (60) lose ins Gehäuse (12) eingelegt ist.

3. Gasdruckregler nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (60) im Gehäuse (12) fixiert ist.

4. Gasdruckregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Stützelement (60) und der Membran (20) ein Abstand vorhanden ist, wenn sich die Membran (20) in einer Neutralstellung befindet.

5. Gasdruckregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (60) den im Gehäuse (12) freiliegenden Teil der Membran (20) abdeckt.

6. Gasdruckregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (60) ein tellerförmiges Stanzteil oder Stanz-Prägeteil ist und insbesondere aus Blech besteht.

7. Gasdruckregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (60) eine Aussparung (64) aufweist, durch die ein Steuerungshebel (38) hindurchragt.