DE651407C

DE651407C - Safety gas switch

Info

Publication number: DE651407C
Application number: DEK144936D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Rudolf Kottenhoff
Original assignee: G Kromschroeder AG
Current assignee: Elster Kromschroeder GmbH
Priority date: 1936-12-25
Filing date: 1936-12-25
Publication date: 1937-10-13

Description

Sicherheitsgasschalter Die Erfindung betrifft Sicherheitsgasschalter, welche aus einem den Gaszufluß zu einem oder mehreren Brennern beherrschenden Membranv entil bestehen, das durch Gasdruckänderungen in seinem Steuerraum betätigt wird. Bei bekannten als Zündsicherungen dienenden Anlagen dieser Art werden diese Gasdruckänderungen dadurch erzeugt, daß ein von der Zündflamme gesteuertes Thermostatventil in geschlossenem Zustand sowohl den Auslaß des Zündgases als auch den Auslaß des Steuergases in die Außenluft unterbricht.Gas safety switch The invention relates to gas safety switches, which consist of a membrane controlling the gas flow to one or more burners entil, which is actuated by changes in gas pressure in its control room. In known systems of this type which serve as ignition safety devices, these changes in gas pressure generated in that a controlled by the pilot flame thermostatic valve in the closed State both the outlet of the ignition gas and the outlet of the control gas in the Outside air interrupts.

Die Erfindung bezweckt die Ersparung eines derartigen Zündsicherungsventiles und besteht darin, daß der Teil' des Brenners, der die als Kapillarbohrungen ausgebildeten Gasdurchtrittsöffnungen oder die vornehmlich eng bemessenen Brennerdüsen enthält, als Wärmkörper ausgebildet ist, der, das Gas vor oder bei seinem Durchtritt erwärmt. Bei brennenden Flammen und somit bei Erwärmung des Gases ergibt sich infolge Änderung dessen spezifischen Gewichtes eine zur Offenhaltung des Membranventiles führende Druckerhöhung des Gases, während umgekehrt bei erkaltetem Brenner eine zur Schließung des Membranventiles führende Druckverminderung des Gases erfolgt.The invention aims to save such an ignition safety valve and consists in the fact that the part 'of the burner, which is designed as capillary bores Contains gas passage openings or the mostly narrowly dimensioned burner nozzles, is designed as a heating body, which heats the gas before or during its passage. When the flames are burning and thus when the gas is heated, there is a change as a result whose specific weight leads to keeping the diaphragm valve open Pressure increase of the gas, while conversely, when the burner is cold, one closes the pressure reduction of the gas leading to the diaphragm valve takes place.

Es sind die verschiedenartigsten Schaltungen der als Brennerkopf ausgebildeten Wärmekörper im Haupt- oder Nebenstrom denkbar, wobei der Brennerkopf zur stärkeren Erwärmung des Gases am besten Wärmeleitflächen, Vorsprünge u. dgl. erhält. Bei der Nebenstromschaltung ist auch die Einschaltung eines als Kapillarrohr ausgebildeten Wärmekörpers in eine Beeinflussungsleitung eines Membranventiles möglich.There are the most varied of circuits designed as a burner head Heat bodies in the main or secondary flow conceivable, with the burner head for the stronger Warming up the gas is the best way to preserve heat conducting surfaces, projections and the like. In the Bypass circuit is also the connection of a capillary tube Heat body in an influencing line of a membrane valve possible.

Die Zeichnung veranschaulicht mehrere beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes, und zwar zeigen: Fig. i einen Hauptstrombrenner mit einfachem Membran-Absperrventil, Fig. 2 einen Hauptstrombrenner mit einem gleichzeitig als Druckregler arbeitenden Meinbranventil, Fig. 3 eine Einzelheit des Brenners, Fig. q. einen Zündbrenner im Schnitt, Fig.5 bis 8 Schaltungen mehrerer im Nebenstrom arbeitender Brenner.The drawing illustrates several example embodiments of the subject matter of the invention, namely show: Fig. i with a main flow burner simple diaphragm shut-off valve, Fig. 2 a main flow burner with one at the same time Meinbran valve working as a pressure regulator, Fig. 3 shows a detail of the burner, Fig. Q. a pilot burner in section, Fig. 5 to 8 circuits of several in the bypass flow working burner.

In Fig. i, und 2 ist der Brenner i unmittelbar mit einem Membranventil zusammengebaut. Dieses besteht in Fig. 1 aus der mit dem Ventilteller 2 in Verbindung stehenden Steuermembran 3, welche unter der Einwirkung einer bei 4. einstellbaren Feder 5 an den mit dem Gaseinlaß 7 verbundenen Ventilsitz 6 angepreßt wird. Der Raum 8, in welchem sich die Schließfeder 5 befindet, steht durch eine Düse 9 mit der Außenluft in Verbindung. Mit der bei io abgefederten Anhebevorrichtung 1i kann der Ventilteller :2 von seinem Sitz 6 abgehoben werden. Es besteht selbstverständlich auch die Möglichkeit, bei .Verwendung 'des Brenners für Wasser- oder Lufterhitzer o. dgl. eine Öffnung des Gasventiles durch ein Wasserströmschloß bzw. eine Luftströmsicherung o. dgl. zu bewirken. An den Druckraum 12 des Membranventiles schließt sich der gemäß der Erfindung durchgebildete Brenner i an.In Figs. I and 2, burner i is immediate with assembled into a diaphragm valve. In Fig. 1, this consists of the one with the valve disk 2 related control membrane 3, which under the action of a at 4. adjustable spring 5 is pressed against the valve seat 6 connected to the gas inlet 7 will. The space 8 in which the closing spring 5 is located is through a Nozzle 9 in connection with the outside air. With the lifting device with suspension at io 1i the valve disk: 2 can be lifted off its seat 6. It is of course there also the possibility of "using" the burner for water or air heaters o. The like. An opening of the gas valve through a water flow lock or an air flow safety device o. The like. To effect. The pressure chamber 12 of the diaphragm valve is connected to the according to FIG the invention through formed burner i.

Der Brenner besitzt Kapillarbohrungeii bzw. Düsen 14 für die Brennerflammen. Der Brennerkopf muß so durchgebildet werde@i, daß bei brennenden Flammen ein mit den Düsen 14. durchsetzter Einsatz 15 möglichst warm wird. Diese Wärme muß sich gut nach unten übertragen können, außerdem sind die Brennerdüsen so klein zu bemessen, daß sich bei genügender Erwärmung des Gases eine zu einer Öffnung des VentileS 2 führende Drucksteigerung im Raum z2 ergibt.The burner has capillary bores or nozzles 14 for the burner flames. The burner head must be designed in such a way that when the flames are burning, a the nozzle 14 penetrated insert 15 is as warm as possible. This warmth must be can transfer well downwards, and the burner nozzles are so small that that when the gas is sufficiently heated, an opening of the valve S 2 leading pressure increase in space z2 results.

Diese Drucksteigerung entsteht dadurch, daß bei der Erwärmung des Gases vor bzw. bei seinem Durchtritt durch den Wärmekörper das spezifische Gewicht des Gases geändert wird. Infolge dieser Änderung des spezifischen Gewichtes wird die Ausflußstärke des Gases aus den Brennerdüsen, ohne daß sich deren Durchgangsquerschnitt ändert, geringer. Da jedoch der Gaszufluß in unverminderter Stärke bestehen bleibt, so ergibt sich infolge Verringerung des Gasausflusses eine Druckerhöhung. Diese Druckerhöhung bewirkt eine Offenhaitung des mit der Vorrichtung z i geöffneten Ventiles 6. Dabei muß die Druckerhöhung so groß werden, daß die Kraft der Feder 5 überwunden wird. Die Federkraft läßt sich der erzielbaren Druckerhöhung anpassen. Da die Verminderung der Ausflußstärke bei brennenden Flammen und somit bei erwärmtem Gas sich bei gegebenen Brennerverhältnissen nicht ändert, so ist für eine Offenhaltung des V entiles ein gleichbleibender Eingangsdruck ausschlaggebend.This increase in pressure is caused by the fact that when the Gas before or during its passage through the heat body, the specific weight of the gas is changed. As a result of this change in the specific weight the flow rate of the gas from the burner nozzles without affecting their passage cross-section changes, less. However, since the gas flow remains unchanged, this results in an increase in pressure as a result of the reduction in the gas outflow. These The increase in pressure causes the valve opened with the device z i to be kept open 6. The pressure increase must be so great that the force of the spring 5 is overcome will. The spring force can be adapted to the achievable pressure increase. Because the diminution the flow rate with burning flames and thus with heated gas is given Burner ratios does not change, the valve must be kept open constant inlet pressure is crucial.

Gehen die Flammen aus, so erkaltet das Gas an den Austrittsdüsen und die ausströmende Gasmenge vergrößert sich. Hierdurch tritt ein Druckanfall vor dem Brenlier ein. Dieser verminderte Druck kann die Kraft der Feder 5 nicht mehr überwinden, so daß sich dann das Ventil 6 schließt. In solchen Fällen, bei denen eine zu starke Erwärmung der Membranen durch den Brenner zu befürchten ist, kann auch eine Trennung des Brenners von dem Membranventil '`-urgenommen werden, so daß dann der Druckraüin über eine Rohrleitung mit dem Membranventil in Verbindung steht.If the flames go out, the gas cools down at the outlet nozzles and the amount of gas flowing out increases. This creates a pressure build-up before the Brenlier a. This reduced pressure can no longer overcome the force of the spring 5, so that the valve 6 then closes. In those cases where too strong a It is to be feared that the diaphragms will be heated by the burner, and separation can also occur of the burner can be removed from the diaphragm valve, so that the pressure rinse is in communication with the diaphragm valve via a pipeline.

Für den Brennereinsatz (Feg. 3) eignet sich am besten eine keramische Masse mit Wärmeübertragungsstegen 16. An Stelle der keramischen Masse kann auch ein geeignetes Metall oder sonstiges Material verwendet werden, welches dieselben Wirkungen zeigt.A ceramic burner is best suited for the burner (Fig. 3) Mass with heat transfer webs 16. Instead of the ceramic mass can also a suitable metal or other material can be used, which the same Shows effects.

Es erweist sich als zweckmäßig, zur Erzielung eines gleichbleibenden Druckes einen Druckregler vor das Membrailventil 6 zu schalten. , Um einen besonderen Druckregler in der Gaseingangsleitung zum Gerät zu ersparen, ist in Fig. 2 das Steuerventil mit einem Druckregler zu einer Baueinheit vereinigt.It proves to be expedient to achieve a constant Pressure to switch a pressure regulator upstream of the diaphragm valve 6. To make a special one To save pressure regulator in the gas inlet line to the device, the control valve in Fig. 2 is combined with a pressure regulator to form a single unit.

' Der Sperrventilteller z steht durch' eine Hohlspindel 2o mit der Membran 3 in Verbindung. Diese ist durch eine bei 4 einstellbare Feder 2r belastet. Es herrscht somit in diesem Raum 22 der im Raum 12 bestehende Druck p3. Über der Membran 3 befindet sich eine durch ein Gewicht 23 belastete Druckregelmeinbran 24., welche über die Hohlspindel 25 mit dem Druckregelventilteller 26 verbunden ist. Der Raum 27 über der Druckregelmembran wird gegenüber dem Eingangsraum 7 durch eine Membran 28 abgesperrt und steht mit der Außenluft in Verbindung.'The check valve plate z is through' a hollow spindle 2o with the Membrane 3 in connection. This is loaded by a spring 2r adjustable at 4. The pressure p3 existing in space 12 thus prevails in this space 22. Above the Diaphragm 3 is a pressure regulating diaphragm 24 loaded by a weight 23, which is connected to the pressure control valve disk 26 via the hollow spindle 25. The space 27 above the pressure regulating membrane is opposite the input space 7 by a Membrane 28 shut off and is in communication with the outside air.

Zwischen deal beiden Ventiltellern entsteht ein geregelter Druck p2, der auch im Rauen 29 herrscht. Bei erkaltetem Brenner und somit bei Drucklosigkeit im Raum 12 und 22 vermag der im Raum 29 herrschende Druck bei Einwirkung auf die Membran 3 entgegen der Wirkung der Feder 21 das Ventil 2 nicht mehr offen zu halten. Bei Vollbrand der Brenner steigt, wie oben erwähnt, der Druck p3 im Raum 12 und somit im Raum 22 so stark an, daß er in Verbindung mit der Feder 21 den Druck p2 überwindet und das Ventil 2 zu öffnen vermag.A regulated pressure p2 is created between the two valve disks, which also prevails in the rough 29. When the burner has cooled down and is therefore depressurized in space 12 and 22, the pressure prevailing in space 29 can act upon the Diaphragm 3 against the action of the spring 21 no longer keep the valve 2 open. As mentioned above, when the burner burns out, the pressure p3 in space 12 and increases thus in the space 22 so strongly that it in connection with the spring 21 the pressure p2 overcomes and the valve 2 is able to open.

Zum Entzünden des Brenners muß iriit dem ' abgefederten Stößel i i i das Membransystem 3, 20, 2 so lange angehoben werden, bis der Brenner waren genug ist, und in den Räumen 12, 22 der erforderliche Druck p3 vorhanden ist, der die Membran 3 in geöffneter Stellung zu halten vermag.To ignite the burner, the spring-loaded plunger i i i the membrane system 3, 20, 2 are raised until the burners were enough is, and in the spaces 12, 22 the required pressure p3 is present, which the Is able to hold membrane 3 in the open position.

In der Nebenstromschaltung Fig. 5 ist in der Hauptleitung 7 zu einem normalen Brenner 30 ein Membränventil eingesetzt. Die Sperrmembran 3 steht über eine mit einer Düse 40 besetzte hohle Ventilspindel 31 mit dem Ventilteller :2 in Verbindung, der durch die Feder 5 in Schließstellung gehalten wird. Vom Eingangsdruck 7 gelangt ein `:ebenstrom zum Raum 32 über der Membran 3 und von hier durch die Nebenleitung 33 zu einem Zündbrenner 34. Dieser besitzt z. B. nach Fig. 3 oder 4 in derartiger Anordnung mehrere Brennerdüsen 14 von solcher Bemessung, daß sich bei brennenden Zündflammen der Brenncrkopf und somit das darin befindliche Gas sehr stark erwärmt. Infolge der ErwärnYung des Gases wird der Ausfluß geringer, und der Druck im Raum 32 steigt s0 weit an, daß das Ventils entgegen der Wirkung der Feder 5 von seinem Sitz abgehoben wird und das Gas zum Hatiptbrenner 30 gelangen kann. Gehen die Zündflammen aus, so erkaltet der Zündkopf 34, und der Druck im Raum 32 sinkt, so daß die Feder 5 das Ventil 2 schließt. In dieser Schließstellung sperrt ein Hilfsventil 35 den Ausgang der hohlen Ventilspindel ab, so daß kein Gas mehr zum Zündkopf 34 gelangen kann. Zur Öffnung des Ventiles 2 kann dieses durch eine Stoßvorrichtung i i i entgegen der Wirkung der Feder ioo vom Ilauptventilsitz 6 abgedrückt werden.In the bypass circuit FIG. 5, a diaphragm valve is used in the main line 7 to a normal burner 30. The barrier membrane 3 is connected via a hollow valve spindle 31 fitted with a nozzle 40 to the valve disk 2, which is held in the closed position by the spring 5. From the inlet pressure 7 there is a direct current to the space 32 above the membrane 3 and from here through the secondary line 33 to a pilot burner 34. B. according to Fig. 3 or 4 in such an arrangement a plurality of burner nozzles 14 of such a dimension that the burner head and thus the gas located therein heats up very strongly when the ignition flames are burning. As a result of the heating of the gas, the outflow is reduced and the pressure in space 32 rises so far that the valve is lifted from its seat against the action of the spring 5 and the gas can reach the hatip burner 30. If the ignition flames go out, the ignition head 34 cools down and the pressure in the space 32 drops so that the spring 5 closes the valve 2. In this closed position, an auxiliary valve 35 blocks the outlet of the hollow valve spindle so that no more gas can reach the ignition head 34. To open the valve 2, it can be pressed off the main valve seat 6 by a pushing device iii against the action of the spring ioo.

Ein derartiges Ventil besitzt einen Verbrauchsdruck, dessen Höhe in Abhängigkeit von der Druckhöhe im Raum 32 steht.Such a valve has a consumption pressure, the level of which in Dependence on the pressure level in space 32 is.

Bei einem Membranventil nach Fig.6 ist die Membran 3 dem vollen Vordruck ausgesetzt, und der ,an dieser angesetzte Ventilteller 2 arbeitet entgegen der Strömungsrichtung des Gases von unten aus mit einem Ventilsitz 6 zusammen. Der Vordruck steht über eire Düse 4o mit dem Raum 32 über der Membran 3 in Verbindung. An diesen Steuerraum 3 2 schließt sich an eine Nebenleitung 33 entsprechend der Fig. 4. ein Zündbrenner an. Bei erkaltetem Zündbrenner ergibt sich auch hier, wie oben beschrieben, infolge des erkalteten Gases eine erhöhte Gasausströmung (furch die Brennerdüsen und somit eine Druckminderung im Raum 32, so daß der Vordruck das Ventil 2, 6 geschlossen hält. Das den Steuergaseintritt zum Raum 32 über der Membran 3 absperrende Ventilchen 35 steht mit einer Anhebevorrichtung ii2 in Verbindung, so daß bei noch geschlossenem Hauptventil 6 der Steuerstrom über den Raum 32 und die Leitung 33 freigegeben und der Zündbrenner entzündet werden kann. Ist der Zündbrenner genügend warm, so ergibt sich, wie oben beschrieben, eine Drucksteigerung im Steuerraum 32, wodurch das Ventil 6 geöffnet wird. In der größten Offenstellung legt sich der Ventilteller 2 an einen Anschlag 41 an.In a diaphragm valve according to FIG. 6, the diaphragm 3 is exposed to the full pre-pressure, and the valve disk 2 attached to it works together with a valve seat 6 counter to the direction of flow of the gas from below. The form is connected to the space 32 above the membrane 3 via a nozzle 4o. A pilot burner connects to this control chamber 3 2 on a secondary line 33 according to FIG. When the pilot burner is cold, as described above, the cold gas results in an increased gas outflow (through the burner nozzles and thus a pressure reduction in chamber 32, so that the inlet pressure keeps valve 2, 6 closed the valve 35 shutting off the membrane 3 is connected to a lifting device ii2 so that when the main valve 6 is still closed, the control current can be released via the space 32 and the line 33 and the pilot burner can be ignited As described above, an increase in pressure in the control chamber 32, which opens the valve 6. In the largest open position, the valve disk 2 rests against a stop 41.

Es besteht auch die Möglichkeit, bei einem Ventil nach Fig.5 die Gasströmung umgelehrt verlaufen zu lassen, jedoch müssen dann die Feder 5 und das Ventilchen 35 in Wegfall kommen. Eine derartige Ventilanordnung zeigt Fig. ,^. Die Wirkungsweise gestaltet sich in ähnlicher Weise wie bei dem in Fig. 6 dargestellten Ventil 6. In the case of a valve according to FIG. 5, there is also the possibility of reversing the gas flow, but then the spring 5 and the valve 35 must be omitted. Such a valve arrangement is shown in Fig., ^. The mode of operation is similar to that of the valve 6 shown in FIG. 6.

Bei einer weiteren Nebenstromschaltung in Fig.S arbeitet die dem Vordruck ausgesetzte Membran 3 von oben aus mit einem Hauptstrom-Ventilsitz 6 zusammen. Eine Zweigleitung 42 führt zu einem am besten aus einem Kapillarrohr bestehenden Anwärmekörper 43. An diesen schließt sich eine Ableitung .14. zum Steuerraum 32 über der Membran 3 an. Der Steuerraum 32 wird durch eine mit einer Düse 45 besetzte Leitung 46 entlüftet, welche zur Erzielung einer Anzündflamme 47 am Brenner 3o endigt. Der Anwärmkörper 43 liegt _ im Bereich der Hauptbrennerflannnen. Zur Inbetriebsetzung der Anlage wird zunächst das Ventil 4.8 für den Gasdurchgang zur Zündflamme 47 geöffnet und hierauf (las Ventil :2 mit dem Stößel i i i hochgehoben. Die Hauptbrennerflammen entzünden sich und erwärmen das Kapillarrohr 43. Das darin befindliche Gas erwärmt sich und bewirkt in diesem Zustande einen geringeren Gasfluß zum Steuerraum 32, so daß infolge des hier herrschenden#geringeren Drukkes der höhere Vordruck das Ventil 2, 6 in der Öffnungsstellung zu halten vermag. Die Kapillarbohrung im Anwärmkörper 43 muß zur Erzielung einer Offenhaltung des Hauptventiles in einem bestimmten Verhältnis zur Düse 45 stehen. Ebenso muß wie bei den übrigen Schaltungen ein konstanter Vordruck vorhanden sein. Gehen die Brennerflamrnen aus, so erkaltet das Gas im Anwärmkörper, der Zufluß zur Steuerkammer 32 vergrößert sich wieder so stark, daß die Membran 3 nach unten sinkt und das Ventil 2, 6 schließt.In a further bypass circuit in Fig. 5, the pre-pressure works exposed membrane 3 from above with a main flow valve seat 6 together. One Branch line 42 leads to a heating body, which is best made of a capillary tube 43. This is followed by a derivation .14. to the control room 32 above the membrane 3 at. The control chamber 32 is vented through a line 46 fitted with a nozzle 45, which ends at the burner 3o to achieve an ignition flame 47. The heating body 43 lies _ in the area of the main burner flanges. For commissioning the system valve 4.8 is first opened for the passage of gas to pilot flame 47 and then (read valve: 2 lifted up with the plunger i i i. The main burner flames ignite and heat the capillary tube 43. The gas located therein heats and in this state causes a lower gas flow to the control chamber 32, so that as a result of the lower pressure prevailing here, the higher form Valve 2, 6 is able to hold in the open position. The capillary bore in the heating body 43 must keep the main valve open in a certain ratio stand to nozzle 45. As with the other circuits, a constant form must be maintained to be available. If the burner flames go out, the gas in the heating body cools down, the inflow to the control chamber 32 increases again so much that the membrane 3 sinks down and the valve 2, 6 closes.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Safety gas switch, consisting of a den Gas flow to one or more burners dominating diaphragm valve that passes through Gas pressure changes in its control room is actuated, characterized in that the part of the burner which has the gas passage openings designed as capillary bores or which contains mainly narrowly dimensioned brewing nozzles, designed as heat bodies which heats the gas before or during its passage.

2. Safety gas switch according to claim i, characterized in that the heat body as a burner head d_, ent and by heat conducting surfaces, projections and the like. a stronger heating of the gas causes.

3. Safety gas switch according to claims i to 2, characterized in that that the diaphragm shut-off valve switched on in the burner with a separately working one Druckregelmembxan is equipped in such a way that there is a constant before the shut-off valve Pressure adjusts. d ..

Safety gas switch according to claims z and z, thereby characterized in that the burner head provided with a heating element is used as a pilot burner ausäebilden and is arranged in the bypass flow that through him a in the main flow horizontal diaphragm shut-off valve is controlled.

5. Safety gas switch according to the Claims F to 4, characterized in that an aniseed as a capillary tube Heating body is switched on in an influencing line of a diaphragm valve.