DE9101263U1

DE9101263U1 - Gasdruckregler

Info

Publication number: DE9101263U1
Application number: DE9101263U
Authority: DE
Original assignee: Joh Vaillant GmbH and Co
Current assignee: Vaillant GmbH
Priority date: 1990-02-02
Filing date: 1991-02-04
Publication date: 1991-04-25
Anticipated expiration: 2001-02-05
Also published as: ATA22690A; AT399765B

Description

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J oh. Vaillant GmbH u. Co. GM 904

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gasdruckregler für eine gasbeheizte Wärmequelle mit einer Einlaßkammer, die über einen von einem Ventilkörper beherrschten Ventilsitz mit einer Auslaßkammer in Verbindung steht, wobei der Ventilkörper von einer Feder und einer Membrane beaufschlagt ist, deren eine Seite die Auslaßkammer und deren andere Seite eine mit der Einlaßkammer in Verbindung stehende Steuerkammer begrenzt, mit einem in der Verbindung von der Steuerkammer zur Einlaßkammer angeordneten Schaltventil und mit einem weiteren Ventil, das einen von einer Feder beaufschlagte Hilfsmembrane gesteuerten Ventilkörper aufweist und die Steuerkammer nach Maßgabe eines eingestellten Soll-Wertes für eine Leistung der Wärmequelle über eine Steuerleitung mit der Auslaßkammer verbindet.

Ein solcher Gasdruckregler wurde zum Beispiel durch die DE-PS 06 044 bekannt. Bei dieser bekannten Lösung begrenzt die Hilfsmembrane einen Druckraum, der von einer in ihrer Leistung, entsprechend einer gewünschten Leistung der Wärmequelle, steuerbaren Luftpumpe beaufschlagt und im Sinne einer Änderung des durch die Feder eingestellten Soll-Wertes beeinflußt wird.

Ein Problem bei dieser bekannten Lösung liegt in dem Umstand, daß die Anpassung des Gasdruckreglers an den jeweiligen Bedarf der Wärmequelle sehr aufwendig ist und über die Beeinflussung der Hilfsmembrane erfolgt. Dazu ist aber eine entsprechend regelbare Druckquelle erforderlich, die einen entsprechend hohen konstruktiven Aufwand erfordert.

Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und einen Gasdruckregler der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, der sich auf einfache Weise in seinem Ausgangsdruck an den Bedarf der durch ihn versorgten Wärmequelle einstellen läßt.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Einrichtung zur Modulation des Druckes in der Steuerleitung durch mindestens eine aus einem zwei Öffnungen wechselweise verschließenden und öffnenden steuerbaren Ventil und diesen Öffnungen nachgeschalteten, in die Auslaßkammer mündende Drosselöffnung gebildeten Kombination gebildet ist, wobei jeder der Öffnungen eine Drosselöffnung nachgeordnet ist.

Durch diese Maßnahmen ist es auf einfache Weise möglich, den Ausgangsdruck des Gasdruckreglers zu verändern. Dazu genügt es, die Einrichtung zur Modulation des Druckes in der Steuerleitung entsprechend anzusteuern.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Einrichtung zur Modulation des Druckes in der Steuerleitung durch mindestens ein aus einem zwei Öffnungen wechselweise verschließenden und öffnenden steuerbaren Ventil und diesen Öffnungen nachgeschalteten, in die Auslaßkammer mündenden Drosselöffnungen gebildet ist, wobei jeder der Öffnungen eine Drosselöffnung nachgeordnet ist und diese Drosselöffnungen unterschiedliche Größen aufweisen.

Auf diese Weise ist es durch entsprechende Ansteuerung des Ventiles möglich, den Widerstand der Bypassleitung zu verändern, wodurch sich auch der Druck in der Steuerleitung ändert und damit auch der Druck in der Steuerkammer des Gasdruckreglers. Letzteres führt auch zu einer Änderung des Ausgangsdruckes desselben.

Weiter kann vorgesehen sein, daß dem steuerbaren Ventil eine einstellbare Drosselöffnung nachgeschaltet ist.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, die einstellbare Drosselöffnung zur Festlegung der Überzündmenge des nachgeschalteten Brenners zu verwenden.

Um eine mehrstufige Anpassung des Ausgangsdruckes des Gasdruckreglers an den jeweiligen Bedarf zu ermöglichen, kann weiter vorgesehen sein, daß mindestens ein weiteres zwei Öffnungen wechselweise öffnendes und schließendes steuerbares Ventil vorgesehen ist, dessen Ventilkörper einerseits die vom vorgeschalteten Ventil zu einer Drosselöffnung führende Leitung oder einer von dieser abzweigende Leitung und andererseits eine von dieser zu einer weiteren Drosselöffnung abzweigende Leitung steuert.

Grundsätzlich können eine beliebige Anzahl von Ventilen angeordnet und in der angegebenen Weise geschaltet werden. Damit ist eine entsprechend feinstufige Anpassung des Druckes an den jeweiligen Bedarf möglich.

In diesem Zusammenhang kann weiter vorgesehen sein, daß drei, insgesamt vier Drosselöffnungen steuernde Ventile vorgesehen sind, wobei die von den Ventilen freigegebenen Drosselöffnungen 40 %, 60 %, 80 % und 100 % der Leistung der Wärmequelle entsprechen.

Damit ist eine relativ feinstufige Abstufung des Druckes möglich, die eine Anpassung an die üblichen Betriebszustände ermöglichen.

Weiter kann vorgesehen sein, daß dem ersten Ventil der Einrichtung zur Modulation des Druckes in der Steuerleitung eine auswechselbare Drossel vorgeschaltet ist.

Durch entsprechende Wahl dieser Drosselöffnung läßt sich eine Anpassung der Einrichtung zur Modulation des Druckes in der Steuerleitung an verschiedenen Anforderungen erzielen, das heißt, für Gasdruckregler mit verschiedenen Durchsatzmengen können die gleichen Einrichtungen verwendet werden, wobei durch diese vorgeschalteten unterschiedlichen Drosseln der Widerstand der Bypassleitung angepaßt werden kann.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Einrichtung zur Modulation des Druckes in der Steuerleitung durch ein mit einem variierbaren Impulszug beaufschlagbares Magnetventil gebildet ist, das in der Bypassleitung angeordnet ist.

Bei dieser Lösung ist auch eine stufenlose Anpassung an die jeweiligen Erfordernisse möglich, wobei es genügt, den das Magnetventil ansteuernde Impulszug entsprechend zu verändern. Dabei kann eine bestimmte Periodendauer vorgesehen werden und das Tastverhältnis variabel gestaltet werden.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert.

- 6 Dabei zeigen:

Figuren 1 bis 3 schematisch verschiedene Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Gasdruckreglers.

Die Gasdruckregler nach den Figuren 1 bis 3 weisen eine mit einer Gaszufuhrleitung verbundene Einlaßkaituner 6 und eine Auslaßkaituner 2 auf, die von einer Membrane 3 begrenzt ist, die mit einem Ventilkörper 4 verbunden ist, der mit einem Ventilsitz 5 zusammenwirkt, der eine Öffnung der die Einlaßkammer 6 von der Auslaßkammer 2 trennenden Wand 7 begrenzt.

Die Einlaßkammer 6 ist über einen Filter 33 und eine Drossel 8 mit einer Kammer 9 verbunden, die eine mit einem Ventilsitz 10 versehene Öffnung aufweist, der mit einem Ventilkörper 11 eines Schaltmagneten 12 zusammenwirkt. Dieser Schaltmagnet 12 beziehungsweise dessen Ventilkörper 11 wirkt noch mit einem weiteren Ventilsitz 13 zusammen, der eine Öffnung einer mit der Auslaßkammer 2 verbundenen Steuerleitung 14 begrenzt. Diese Steuerleitung 14 führt weiter zu einem von der Hilfsmembrane 15 begrenzten Raum 16, der weiter über ein Steuerventil 17, dessen Ventilkörper 18 mit einem Ventilsitz 19 zusammenwirkt, der eine Öffnung des Raumes 16 begrenzt, die diesen mit einer Steuerleitung 20 verbindet, die in den von der Membrane 3 von der Einlaßkammer 2 abgetrennten Steuerkammer 21 führt.

In der Ruhestellung verschließt der Schaltmagnet 12 beziehungsweise dessen Ventilkörper 11 die Kammer 9. Dadurch ergeben sich über die Auslaßkammer 2 und die Steuerleitungen 14 und 20 an beiden Seiten der Membrane 3 gleiche Druckverhältnisse, so daß die Feder 29 die Membrane nach unten drückt und damit den Ventilkörper 4 gegen den Ventilsitz 5 drückt und damit ein Abströmen des Gases aus der Einlaßkammer 6 weitgehend oder ganz unterbindet.

Nach dem Umschalten des Schaltmagneten 12 beziehungsweise dessen Ventilkörper 11 wird die Verbindung der Kammer 9 mit der Steuerleitung 20 geöffnet und die Verbindung der Steuerleitung 20 mit der Steuerleitung 14 unterbunden, wie dies in der Figur 1 dargestellt ist.

Dadurch kann Gas über die Drossel 8, den Raum 9, den Ventilsitz 10 und die Steuerleitung 20 in die Steuerkammer 21 einströmen, wodurch der Ventilkörper 4 entgegen die Kraft der Feder 29 vom Ventilsitz 5 abgehoben wird und das Gas in die Auslaßkammer 2 einströmen und von dort zum nicht dargestellten Brenner strömen kann.

Die Hilfsmembrane 15 wird an ihrer Unterseite vom Auslaßgasdruck, der von der zwischen dem Ventilsitz 5 und dem Ventilkörper 4 verbleibenden Spalt abhängt, beaufschlagt und hat daher die Tendenz, sich nach oben zu wölben und damit das Ventil 17 zu öffnen. Der Raum oberhalb der Hilfsmembrane 15 steht über eine Drosselöffnung 22 mit der Atmo-

Sphäre in Verbindung. Dem Aufwölben der Hilfsmembrane 15 wirkt eine Feder 25 entgegen, die an dem einstellbaren Widerlager 34 abgestützt ist.

Strichpunktiert ist für lüfterunterstützte Brenner eine Turbokammer T angedeutet, die in die oberhalb der Hilfsmembrane 15 liegenden Kammer 26 mündet. Bei einem solchen Brenner muß die Drosselöffnung mit der geschlossenen Verbrennungskammer verbunden sein, da sich dabei andere Druckverhältnisse gegenüber der Atmosphäre ergeben.

Es stellt sich daher ein entsprechender Gleichgewichtszustand ein, in dem das Ventil 17 um ein gewisses Maß geöffnet ist, so daß über dieses Ventil Gas aus der Kammer 9 und der Steuerkammer 21, letzteres über die Steuerleitung 20 in den Raum 16 einströmen und von dort zur Auslaßkammer 2 strömen kann. Dies bewirkt ein Absinken des Druckes in der Steuerkammer 21 und damit eine Schließbewegung des Ventilkörpers 4. Letzteres hat zur Folge, daß der Druck in der Einlaßkammer 6 und damit auch in der Kammer 9 und in weiterer Folge auch in der Steuerkammer 21 steigt, was zu einer Öffnungsbewegung des Ventilkörpers 4 führt. Es stellt sich somit ein Gleichgewichtszustand ein, der von der Stellung des Ventiles 17 abhängt, der auch von der Kraft der Feder 25 und der Stellung des einstellbaren Widerlagers 34 abhängt. Dabei bilden der Ventilkörper 18 und der Ventilsitz 19 eine Drosselstelle.

Bei allen dargestellten Ausführungsformen ist an die Steuerleitung 20 eine Bypassleitung 40 angeschlossen, die weiter mit der Auslaßkammer 2 verbunden ist, in der eine Einrichtung zur Modulation des Druckes in der Steuerleitung 20 und damit auch des Druckes in der Steuerkammer 21 eingeschaltet ist.

Diese ist bei den Ausführungsformen nach den Figuren 1 und 2 durch eine Anordnung von drei steuerbaren Ventilen, im dargestellten Falle von Magnetventilen 41, 42, 43, deren Ventilkörper 41', 42', 43' wechselweise jeweils eine von zwei Öffnungen 41 a, 41 b, 42 a, 42 b, 43 a, 43 b freigeben oder schließen. Dabei sind den Öffnungen 41 b, 42 b, 43 b jeweils Drosselöffnungen A, B und C nachgeordnet, die in die Auslaßkammer 2 münden. Dabei ist die Drosselöffnung A verstellbar ausgebildet und ermöglicht die Einstellung der Überzündmenge des an die Auslaßkammer 2 angeschlossenen Brenners.

Bei der Ausführungsform nach der Figur 1 ist in der Leitung 40 eine austauschbare Drossel X vor dem ersten Ventil 41 angeordnet.

An die Öffnung 41 c schließt sich eine Leitung 44 an, die je nach der Stellung des Ventiles 43 zu einer der beiden Drosselöffnungen D oder E führt, die beide in die Auslaßkammer 2 münden.

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Von dieser Leitung 44 zweigt eine Leitung 45 ab, die zum Ventil 42 führt und je nach der Stellung dieses Ventiles eine Verbindung von der Leitung 44 und damit vom Ventil 41 zu einer der beiden Drosselöffnungen B oder C herstellt.

Je nachdem in welcher Stellung sich die Ventile 41, 42, 43 beziehungsweise deren Ventilkörper 41', 42', 43' befinden, werden mehr oder weniger Drosselquerschnitte, wobei die Drosseln A, B, C, D und E vorzugsweise unterschiedliche Querschnitte aufweisen, freigegeben, so daß dadurch auch der Widerstand dieser Bypassleitung 40 verändert wird und damit auch der Druck in der Steuerleitung 20 und damit auch jener der Steuerkammer 21 verändert, wobei aber die Verhältnisse im Hinblick auf das Ventil 17 unverändert bleiben.

Die Ausführungsform nach der Figur 2 unterscheidet sich von jener nach der Figur 1 dadurch, daß die Ventile 41, 42, 43 hintereinander geschaltet sind. Die Leitung 44, deren Öffnung 41 a vom Ventilkörper 41' gesteuert ist, führt daher zum Ventil 42, das entweder den Weg zur Drosselöffnung B oder über die Öffnung 42 b zur Leitung 44' freigibt, wobei die Leitung 44' zu dem Ventil 43 führt, das den Weg entweder zur Drosselöffnung C oder über die Leitung 44'' zur Drosselöffnung D freigibt.

Damit ergibt sich auch bei dieser Ausführungsform je nach der Stellung der Ventile 41, 42, 43 beziehungsweise deren

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Ventilkörper 41', 42' und 43' ein unterschiedlich großer Durchströmungsquerschnitt von der Steuerleitung 20 zur Austritt skammer 2 und damit ein unterschiedlicher Druck in der Steuerleitung 20 und damit in der Steuerkammer 21, deren Druck den Ausgangsdruck des Gasdruckreglers bestimmt.

Bei dieser Ausführungsform kann vorgesehen sein, daß die Drosselöffnung D den kleinsten und A den größten Öffnungsquerschnitt aufweisen, wobei B den nächstkleineren und die Drosselöffnung C kleiner als jener der Drosselöffnung B ist.

Bei der Ausführungsform nach der Figur 3 ist in der Leitung 44 ein Magnetventil 50 angeordnet, das mittels eines Impulszuges intermittierend angesteuert wird. Dabei weist der Impulszug vorzugsweise eine konstante Periodendauer auf und ist in seinem Tastverhältnis variabel. Durch entsprechende Änderung des Tastverhältnisses wird der durchschnittliche Widerstand, der durch das Ventil 50 in der Leitung 44 erzeugt wird, verändert und damit auch der Druck in der Steuerleitung 20 und der Steuerkammer 21.

Bei dieser Ausführungsform wirkt die Steuerleitung 14 lediglich als Abströmleitung.

Dieses Magnetventil 50 ist mittels eines einstellbaren Anschlages 51 auf einen maximalen Öffnungsquerschnitt einstellbar, wobei sich dieser je nach Ansteuerung der Magnet-

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spule bei erregter oder nicht erregter Magnetspule ergeben kann. Bei maximalem Öffnungsquerschnitt des Magnetventiles 50 ergibt sich die größte Absenkung des Druckes in der Steuerleitung 20 und damit der Steuerkammer 21, wodurch es zu einer Verringerung der Öffnung zwischen dem Ventilkörper 4 und der Öffnung 5 in der Trennwand 7 zwischen der Einlaßkammer 6 und der Auslaßkammer 2 kommt.

Claims

2 O. ifan 1391 Joh. Vaillant GmbH u. Co. GM 904 Schut &zgr; ansprüche

1. Gasdruckregler für eine gasbeheizte Wärmequelle, mit einer Einlaßkammer, die über einen von einem Ventilkörper beherrschten Ventilsitz mit einer Auslaßkammer in Verbindung steht, wobei der Ventilkörper von einer Feder und einer Membrane beaufschlagt ist, deren eine Seite die Auslaßkammer und deren andere Seite eine mit der Einlaßkammer in Verbindung stehende Steuerkammer begrenzt, mit einem in der Verbindung von der Steuerkammer zur Einlaßkammer angeordneten Schaltventil, und mit einem weiteren Ventil, das einen von einer Feder beaufschlagte Hilfsmembrane gesteuerten Ventilkörper aufweist und die Steuerkammer nach Maßgabe eines eingestellten Soll-Wertes für eine Leistung der Wärmequelle über eine Steuerleitung mit der Auslaßkammer verbindet,

dadurch gekennzeichnet, daß an die Steuerleitung (20) eine mit der Auslaßkammer (2) in Verbindung stehende Bypassleitung (44) angeschlossen ist, in der eine Einrichtung zur Modulation des Druckes in der Steuerleitung (2 0) angeordnet ist.

2. Gasdruckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Modulation des Druckes in der Steuerleitung (20) durch mindestens ein aus einem zwei Öffnungen wechselweise verschließenden und öffnenden steuerbaren Ventil (41) und diesen Öffnungen (41 a, 41 b) nachgeschalteten, in die Auslaßkammer (2) mündenden Drosselöffnungen (A, B) gebildet ist, wobei jeder der Öffnungen eine Drosselöffnung nachgeordnet ist und diese Drosselöffnungen unterschiedliche Größen aufweisen.

3. Gasdruckregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem steuerbaren Ventil (41) eine einstellbare Drosselöffnung (A) nachgeschaltet ist.

4. Gasdruckregler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein weiteres zwei Öffnungen wechselweise öffnendes und schließendes steuerbares Ventil (42, 43) vorgesehen ist, dessen Ventilkörper (41', 43') einerseits die vom vorgeschalteten Ventil (41) zu einer Drosselöffnung (B) führende Leitung (44) oder einer von dieser ab-

zweigende Leitung (45) und andererseits eine von dieser zu einer weiteren Drosselöffnung (C) abzweigende Leitung (44') steuert.

5. Gasdruckregler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß drei, insgesamt vier Drosselöffnungen (A, B, C, D) steuernde Ventile (41, 42, 43) vorgesehen sind, wobei die von den Ventilen freigegebenen Drosselöffnungen (A, B, C, D) 40 %, 60 %, 80 % und 100 % der Leistung der Wärmequelle entsprechen.

6. Gasdruckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten Ventil (41) der Einrichtung zur Modulation des Druckes in der Steuerleitung (20) eine auswechselbare Drossel (X) vorgeschaltet ist.

7. Gasdruckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Modulation des Druckes in der Steuerleitung (20) durch ein mit einem variierbaren Impulszug beaufschlagbares Magnetventil (50) gebildet ist, das in der Bypassleitung (40) angeordnet ist.