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Gasventil
DieErfindung betrifft ein Gasventil mit einer Einlasskammer und einer Auslasskammer, die durch eine Hauptventilöffnung miteinander in Verbindung stehen, wobei zwecks Regelung der Durchflussmenge und des Druckes das Ventil in der Hauptventilöffnung mit einem auf Druckschwankungen in der Auslasskammer ansprechenden Betätigungsorgan in Verbindung steht und ein das Hauptventil umgehender Hilfskanal vorgesehen ist.
Es ist bei solchen Ventilen bereits bekannt, einen Hilfskanal von der Einlass- zur Auslassöffnung zu führen. Ferner ist bekannt, das Gas um die Hauptdurchlassöffnung zur Regulierzwecken herumzuführen.
Demgegenüber besteht die Erfindung darin, dass der Hilfskanal über Ventilkammern mit der Einlasskammer in Verbindung steht und unter Umgehung des Hauptventils direkt in die Auslasskammer mündet, wobei der Hilfskanal hinreichend gross für den Durchgang eines Anheizgasstromes ist und vom Hilfskanal ein Steuerkanal über eine dritte Ventilkammer abzweigt, der in eine Druckkammer mündet, deren eine Membranwand das Betätigungsorgan für das Hauptventil bildet, wobei an dem an die Ventilkammer angeschlossenen Ende des Steuerkanals zwecks Erzielung einer Verzögerung des Ansprechens les Hauptventils eine Drosselstelle angeordnet ist, so dass zunächst nur durch den Hilfskanal Anheizgas fliesst.
Der erwähnteHilfskanal führt zur Rückseite des Hauptventils und bewirkt eine Anlassströmung des Anheizgases.
In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 im Schnitt ein Gasventil nach einer Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2 - 2 der Fig. l, Fig. 3. einen Schnitt nach der Linie 3 - 3 der Fig. 1 und Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4 - 4 der Fig. 1.
Fig. l zeigt ein Gasventil mit drei Ventilgehäuseteilen 10,12 und 14. Der Gehäuseteil 10 besitzt eine Öffnung 16, die mit einem Gewinde zur Verbindung mit einer nicht gezeigten Gaszuführungsleitung versehen ist. Im Betrieb gelangt das zugeführteGas durch die Öffnung 16 in eineEinlasskammer 18, die u. a. von einer Trennwand 20 gebildet wird, die ein HauptVentil 28. 22 besitzt, wobei über dieses eine Verbindung mit einer Auslasskammer 24 herstellbar ist. Diese Auslasskammer 24 steht mit einer Öffnung 26 in Verbindung, die mit einem Gewinde zum Anschluss an eine Austrittsleitung versehen ist, die zu einem Gasbrenner für einen Heizungskessel führt.
Der eigentliche die Gasströmung drosselnde Ventilkörper 28 ist über die Spindel 32 mit einer Betätigungsmembran 30 verbunden. Der mittlere Teil der Membran trägt vorzugsweise eine Metallscheibe 34, die ein Biegen oder Knicken des mittleren Teiles der Membran verhindert. Die Anordnung ist derart getroffen, dass sich die Membran im wesentlichen wie ein Kolben auf-und abwärts bewegen kann und dadurch dieGrösse des den Umfang des Hauptventils 28 umgebenden freien Querschnittes genau regeln kann.
Die Randteile der Membran sind mit einem Deckel 12 gegen die Unterseite des Gehäuseteiles 10 geklemmt, so dass der unmittelbar unterhalb der Membran befindliche Raum eine Druckkammer 36 bildet, die einen Steuergasstrom aus dem Steuerkanal 38 erhält, so dass in der Auslasskammer 24 ein Im wesentlichen konstanter Druck herrscht.
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DerSteuerkanal 38 erhält Gas zunächst durch eine üblicheFilterscheibe 40, die in einer Vertie- fung an der Unterseite des oberen Gehäuseteiles 14 sitzt. Das durch die Filterscheibe strömende Gas
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durch eine Öffnunggeordnet ist, der mit einem Sitz 50 zusammenwirkt. Eine Feder 52 trachtet, den Ventilkörper 48 gegen den Sitz zu drucken, wogegen ein Elektromagnet 54 den Ventilkörper in der nicht dargestellten
Offenstellung halten kann.
Die in Fig. 2 gezeigte Anordnung stellt ein Zündbrenner-Absperrventil dar, das die Gasströmung zum
Zündbrenner sofort absperrt, wenn die Zündflamme aus irgendeinem Grund erloschen ist.
Dieses Zündbrenner-Absperrventil ist mit einem nicht gezeigten Thermoelement versehen, das von der Zündflamme Wärme aufnimmt und durch eine Leitung mit dem Elektromagnet 54 verbunden ist.
Die Anordnung ist derart getroffen, dass bei brennender Zündflamme das Thermoelement automatisch einen elektrischen Strom erzeugt, der genügend stark ist, um den Elektromagneten 54 so zu erregen, dass er den Ventilkörper 48 in der Offenstellung hält. Der von dem Thermoelement erzeugte Strom ist jedoch normalerweise nicht so stark, dass der Elektromagnet den Ventilkörper aus der Schliessstellung in die Offenstellung bewegen kann.
Zur Bewegung des Ventilkörpers in seine Offenstellung ist eine handbetätigte Vorrichtung 56 vorgesehen. Diese Vorrichtung weist einen handbetätigbaren Druckknopf 58 auf, der normalerweise von einer Druckfeder 60 in seiner dargestellten Stellung gehalten wird und mit einem Stössel 62 versehen ist, dessen Ende 64 gegen den mittleren Teil des Ventilkörpers 48 schlägt, wenn der Druckknopf gedrückt wird. BeiHandbetätigung des Druckknopfes wird daher der Ventilkörper 48 automatisch in die Offenstellung bewegt, um eine Gasströmung aus der Kammer 46 in die Kammer 66 zu gestatten. Die Kammer 66 kann das Brenngas an eine Hilfsleitung abgeben, die zweckmässig mit dem Ventil, beispielsweise der Gewindeöffnung 68, verbunden ist.
Die Bedienungsperson wird normalerweise den Druckknopf eine kurze Zeit, beispielsweise 20 sec lang. geckückt halten, so dass die Zündflamme in dem Thermoelement einen elektrischen Strom erzeugen wird, durch den der Elektromagnet den Ventilkörper 48 in der Offenstellung hält.
In der dargestellten Ausbildungsform ist die Ventilkammer 46 mit einem Kanal 70 verbunden (Figol) der unter Druck stehendes Brenngas an eine Ventilkammer 72 abgibt, in der ein Elektromagnet 74 angeordnet ist. Dieser ist mit geeigneten Zuleitungen und Anschlussklemmen versehen. In Fig. l sind eine Zuleitung 76 und eine Klemme 78 gezeigt. In der Anlage sind die Klemmen mit Leitungen verbunden, die von einem Thermostat kommen. Der Elektromagnet 74 ist so eingerichtet, dass er den Hilfsventilkörper 80 betätigen kann, der die Strömung des Druckgases in den kleinen Hilfskanal 82 steuert. Die Wirkungsweise ist derart, dass, wenn der erwähnte Thermostat Wärme von dem Ofen anfordert, der Elektromagnet 74 automatisch erregt wird und den Hilfsventilkörper 80 betätigt.
Das Gas strömt dann aus der Ventilkammer 72 indenHilfskanal 82 undweiter durch einen kleinen Hilfskanal 84 in der oberen Wand des Gehäuseteiles 10. Diese kleine Strömung beträgt nur einen Bruchteil der Liefermenge des Hauptventils, d. h. der bei völlig geöffnetem Hauptventil 22. 28 möglichen Strö- mungsmenge. Wie bereits angedeutet, ist diese Anheizströmung genügend stark, um dem Hauptbrenner so viel Brennstoff zuzuführen, dass er betrieben werden kann, ohne dass sich explosive Gase beim Gasbrenner ansammeln. DerHilfskanal 84 gewährleistet daher einen wesentlichen Vorteil für den Betrieb des Gasventils während der Anheizperiode.
Nach der Anheizperiode soll das Gasventil die volleLiefermenge unter dem höchstzulässigen Abgabe- druck unabhängig von beträchtlichen Schwankungen des Zuführungsdruckes abgeben. Die Druckregelung wird in dem dargestellten Ventil automatisch durch die Funktion des Druckreglers 86 (Fig. l) erzielt. Dieser Regler besitzt eine kleine Membran 88, die von einer schwachen Druckfeder 90 beaufschlagt wird. Die Membran 88 steht über eine Spindel 94 mit einem die Strömung drosselnden Auslassven-
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ge des durch die Ventilöffnung 96 tretenden Gases regelt. Dabei wird der Regler von den einander entgegengesetzten Kräften, die von dem Druck in der dritten Ventilkammer 98 einerseits und der Feder 90 anderseits ausgeübt werden, vor-und rückwärtsbewegt.
Daher bewegt sich bei jedemDruckanstieg in derVentilkammer 98 über den vorgesehenen Wert dieMembran 88 aufwärts, so dass der Auslassventilkörper 92 zu seinem Sitz bin bewegt wird und die Strömung durch dieöffnung 96 vollständig drosselt. Dadurch wird der Druck in der Ventilkammer 98 so gedrosselt oder herabgesetzt, dass die Feder 90 die Membran 88 abwärts bewegen kann, so dass in der Ventilkammer 98 ein im wesentlichen konstanter Druck aufrecht erhalten wird. Der Druck in der Ventilkammer 98 wird daher unabhängig von wesentlichen Druckschwankungen des dem Hilfskanal 82 zugeführten Mediums ziemlich genau
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gegen einen kugeligen Sitz 112, so dass kein Gas durch die Kanäle 110,111 fliesst.
Wenn jedochder
Thermostat und der Elektromagnet 74 den Ventilkörper 80 in seine Schliessstellung bewegen, sinkt automatisch der Druck in der Ventilkammer 98, so dass der Druck in der Druckkammer 36 über den
Steuerkanal 38 gegen die Unterseite der Kugel 108 wirkt und diese anheben kann, so dass das Gas in die Auslasskammer 24 abzieht. Infolge dieses Ablassens von Gas aus der Druckkammer 36, bewirkt der Druck in der Auslasskammer ein Niederdrücken der Membran 30, so dass der Ventilkörper 28 die Öffnung 22 schliesst. Wie vorstehend angedeutet, hat die Ventilkugel 108 den Zweck, ein schnelles
Schliessen den Ventils 28,22 zu bewirken, sobald der Thermostat angesprochen hat.
Ohne dieAbzugs- leitung 110 und das Rückschlagventil 108 würde der Gasabzug aus der Druckkammer 36 nur sehr langsam erfolgen, u. zw. über die Öffnung 104, so dass der Ventilkörper 28 nur langsam schliessen würde. Ohne das Rückschlagventil 108, 112, wäre die Drossel 100 während des Anheizens des Ofens nicht als Verzögerungseinrichtung wirksam.
Die Beschreibung zeigt, dass das dargestellte Ventil besondere Vorteile infolge der Ausbildung der
Hilfskanäle 84,104 und 110 hat. Die Hilfskanäle 84 und 104 haben den Vorteil, dass durch ihr Zu- sammenwirken das Ventil im Stande ist, während des Anheizens dem Brenner eine relativ kleine Brenn- stoffmenge zuzuführen, so dass der Zündbrenner und die Austrittsöffnungen des Hauptbrenners den über den
Hauptbrenner zugeführten Brennstoff besser verbrennen können, ohne dass in der Brennkammer oder im
Ofenraum Explosionen erfolgen.
Die Drosselstelle 104 hat den besonderen Vorteil, dass sie die vollständige Öffnung des Ventilkörpers 28 durch die Membran 30 automatisch so lange verzögert, bis der Hilfskanal 84 eine kurze Zeit lang diegewünschte kleineBrennstoffmenge an denBrenner abgegeben hat. DerHilfskanal 84 stört die Druckregelung während des eigentlichen Betriebes des Brenners nicht, weil die kleine, ständig dnrch den Kanal tretende Brennstoffmenge, die in die Auslasskammer 24 abgegeben wird zu gering'ist, um allein die Druckregelung zu stören. Dabei erfasst die Membran 30 automatisch jede Tendenz des aus dem Hilfskanal 84 kommenden Mediums zur Herabsetzung des Druckes in der Auslasskammer 24, so dass die Membran 30 diese Druckschwankung bei derregelung derstellung desventilkörpers 28 berücksichtigt..
Der zusätzliche Kanal 110 ist von besonderem Vorteil während des Abstellens des Brenners, da er einen raschen Druckabfall in der Druckkammer 36 bewirkt und damit die rasche Schliessbewegung des Ventilkörpers 28 fördert. Ein derartiges rasches Schliessen ist in bestimmten Anlagen erwünscht, in denen der Brenner sonst bei langsamem Drosseln der Brennstoffzufuhr zum Rückschlagen neigen würde. Der zusätzliche Kanal 110 steht mit der Ventilkammer 98 in Verbindung, so dass während der Druckbe- aufsehlagung der Unterseite der Membran 30 das Rückschlagventil 108 automatisch dicht gegen seinen Sitz 112 gedrückt wird, so dass die Drosselstelle 102 die Funktion-der Membran 30 verzögern kann.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Gasventil mit einer Einlasskammer und einer Auslasskammer, die durch eine Hauptventilöffnung miteinander in Verbindung stehen, wobei zwecks Regelung der Durchflussmenge und des Druckes das Ventil in derhauptventilöffnung mit einem auf Druckschwankungen in der Auslasskammer ansprechenden Betätigungsorgan in Verbindung steht und ein das Hauptventil umgehender Hilfskanal vorgesehen ist, da-
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kammer (18) in Verbindung steht und unter Umgehung des Hauptventils (28. 22) direkt in die Auslasskammer (24) mündet, wobei der Hilfskanal (82, 84) hinreichend gross für den Durchgang eines Anheizgasstro- mes ist und vom Hilfskanal (82,84) ein Steuerkanal (38) über eine dritte Ventilkammer (98) abzweigt, der in eineDr1.
lckkammer (36) mündet, deren eineMembranwand das Betätigungsorgan (34) für das Hauptventil (28) bildet, wobei an dem an die Ventilkammer (98) angeschlossenen Ende des Steuerkanals (38) zwecks Erzielung einer Verzögerung des Ansprechens des Hauptventils (28) eine Drosselstelle (104) angeordnet ist, so dass zunächst nur durch den Hilfskanal (82,84) Anheizgas fliesst.
2. Ventil nachAnspruch 1, dadurch g ek ennz ei chnet, dass zwischen dem Hilfskanal (82, 84) und der Einlasskammer (18) ein Hilfsventil (80) angeordnet ist.