DE10018757A1 - Gas valve for regulating pressure and blocking gas flow in gas line, regulates actuating pressure based on pressure upstream of actuators - Google Patents
Gas valve for regulating pressure and blocking gas flow in gas line, regulates actuating pressure based on pressure upstream of actuatorsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Gasarmatur zum Regeln des Druckes und zum Ab sperren eines Gasstromes nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a gas valve for regulating the pressure and for block a gas flow according to the preamble of claim 1.
Derartige Gasarmaturen werden vor Gasverbrauchseinrichtungen, insbesonde re Industriebrennern verwendet. Diese Gasarmatur ermöglicht im Gefahrenfall ein Absperren des Gasstromes. Gleichzeitig wird der Druck des Gasstromes geregelt.Such gas fittings are in front of gas appliances, in particular re industrial burners. This gas valve enables in case of danger shutting off the gas flow. At the same time, the pressure of the gas flow regulated.
Bei den aus der Praxis bekannten Gasarmaturen wird der Druck in der ersten Kammer des stromab liegenden Stellgliedes in Abhängigkeit vom Druck des Gasstromes stromab des Stellgliedes, d. h. vom Ausgangsdruck mit Hilfe eines Servorreglers geregelt. Die Membran betätigt in Abhängigkeit vom Ausgangs druck das Stellglied, so daß der Druck des Gasstromes geregelt wird.In the gas fittings known from practice, the pressure in the first Chamber of the downstream actuator depending on the pressure of the Gas flow downstream of the actuator, d. H. from the outlet pressure with the help of a Regulated servo controller. The membrane operates depending on the output pressure the actuator so that the pressure of the gas flow is regulated.
Der Ausgangsdruck muß in Abhängigkeit vom Lastzustand der Gas verbrauchseinrichtung in einem möglichst großen Bereich geregelt werden. Die bekannte Gasarmatur hat den Nachteil, daß die Regelungsgüte nicht ausrei chend feinfühlig und der Regelbereich begrenzt ist.The outlet pressure must be dependent on the load condition of the gas consumption device to be regulated in the largest possible area. The Known gas valve has the disadvantage that the control quality is not sufficient accordingly sensitive and the control range is limited.
Die Aufgabe der Erfindung besteht demgemäß darin, eine Gasarmatur der ein gangs genannten Art so zu verbessern, daß eine Regelung über einen breiten Bereich und ein optimales Regelverhalten ermöglicht wird.The object of the invention is accordingly a gas valve gangs mentioned to improve so that a regulation over a broad Range and an optimal control behavior is made possible.
Diese Aufgabe wird bei einer Gasarmatur der eingangs genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This task is performed by a gas valve of the type mentioned characterizing features of claim 1 solved.
Diese Lösung hat den Vorteil, daß durch die zweistufige Absenkung des Ein gangsdruckes auf einen Zwischendruck und von dem Zwischendruck auf den gewünschten Ausgangsdruck eine feinfühlige Regelung über einen großen Be reich möglich wird.This solution has the advantage that the two-stage lowering of the one transition pressure to an intermediate pressure and from the intermediate pressure to the desired output pressure a sensitive control over a large Be becomes rich possible.
Vorzugsweise sind die Stellglieder in einem gemeinsamen Gehäuse angeord net, das einen Einlaß und einen Auslaß aufweist, wobei zwischen den beiden Stellgliedern ein Zwischendruckraum gebildet wird, der direkt mit den zweiten Kammern verbunden ist.The actuators are preferably arranged in a common housing net, which has an inlet and an outlet, being between the two Actuators an intermediate pressure space is formed, which directly with the second Chambers is connected.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird der Stelldruck in den ersten Kammern mittels eines einzigen Servo-Reglers geregelt. Da für beide Stellglie der nur ein Servo-Regler benötigt wird, ist der Platzbedarf relativ gering.According to a further feature of the invention, the signal pressure in the first Chambers controlled by a single servo controller. As for both actuators who only needs a servo controller, the space requirement is relatively small.
Vorzugsweise befindet sich in der Stelldruckleitung ein Druckverstärker. Der erhöhte Druck in der Stelldruckleitung ermöglicht es, die Stellglieder mit verrin gertem Aufwand zu betätigen.A pressure booster is preferably located in the signal pressure line. The increased pressure in the signal pressure line enables the actuators to be locked effort to operate.
Vorzugsweise ist an die ersten Kammern je eine Rückführleitung angeschlos sen, die an ein Steuerventil angeschlossen ist und die im Gasstrom zwischen den Stellgliedem endet.A return line is preferably connected to each of the first chambers sen, which is connected to a control valve and which in the gas flow between the actuator ends.
Bei einer anderen Ausführungsform ist jedes Stellglied mit einem Magnetventil versehen, dessen Magnetanker an dem von der Membran abgewandten Ende der Stange angreift. Die Magnetventile dienen zum Schließen der Stellglieder. Die Regelung des Drucks erfolgt mit Hilfe der Membran, in der gleichen Weise wie bei der ersten Ausführungsform.In another embodiment, each actuator is with a solenoid valve provided, the magnetic armature at the end facing away from the membrane the rod attacks. The solenoid valves are used to close the actuators. The pressure is regulated in the same way with the membrane as in the first embodiment.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbei spiels der erfindungsgemäßen Gasarmatur im Zusammenhang mit der Zeich nung näher erläutert.The invention is illustrated below on the basis of a preferred embodiment game of the gas valve according to the invention in connection with the drawing tion explained in more detail.
Die Zeichnung zeigt in:The drawing shows in:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der wesentlichen Komponenten einer er findungsgemäßen Gasarmatur; Fig. 1 is a schematic representation of the essential components of a gas fitting according to the invention;
Fig. 2 eine vergrößerte schematische Darstellung einer Stelleinrichtung 2 aus Fig. 1; FIG. 2 shows an enlarged schematic illustration of an actuating device 2 from FIG. 1;
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform der erfin dungsgemäßen Gasarmatur. Fig. 3 is a schematic representation of another embodiment of the inventive gas valve.
Fig. 1 zeigt die wesentlichen Komponenten einer Gasarmatur zum Regeln des Druckes und zum Absperren eines Gasstromes in schematischer Darstellung. Fig. 1 shows the essential components of a gas valve for regulating the pressure and for shutting off a gas flow in a schematic representation.
Eine Gasleitung 1 führt zu einer nicht dargestellten Gasverbrauchseinrichtung, beispielsweise einem Industriebrenner. In der Gasleitung ist eine Stelleinrich tung 2 angeordnet, die in Fig. 2 vergrößert dargestellt ist. Zwei Stellglieder 3a, 3b sind hintereinander in einem Gehäuse 4 mit einem Einlaß 5 und einem Aus laß 6 angeordnet. Beide Stellglieder 3a, b weisen je zwei Schließkörper 7a, 7a', 7b, 7b' die im Gehäuse 4 mit Sitzen 8a, 8a', 8b, 8b' Durchlässe bilden. Die Schließkörper sind mittels einer Stange 30a, 30b mit einer Membran 10a, 10b verbunden. Justierfedern 31a und 31b dienen dazu, den Abstand der Schließ körper 7a und 7b auf den Sitzabstand einzujustieren. Zwischen den Stellglie dern 3a, 3b befindet sich eine Zwischendruckkammer 9. Jede Membran 10a, 10b bildet in einem Membrangehäuse 12a, 12b eine erste Kammer 13a, 13b und eine zweite Kammer 14a, 14b. Jedes Stellglied 3a, 3b wird von der Membran 10a, 10b, gegen die Kraft einer Schließfeder 11a, 11b betätigt.A gas line 1 leads to a gas consumption device, not shown, for example an industrial burner. In the gas line, a device 2 is arranged, which is shown enlarged in Fig. 2. Two actuators 3 a, 3 b are arranged one behind the other in a housing 4 with an inlet 5 and an outlet 6 . Both actuators 3 a, b each have two closing bodies 7 a, 7 a ', 7 b, 7 b' which form passages in the housing 4 with seats 8 a, 8 a ', 8 b, 8 b'. The closing bodies are connected to a membrane 10 a, 10 b by means of a rod 30 a, 30 b. Adjustment springs 31 a and 31 b serve to adjust the distance between the closing bodies 7 a and 7 b to the seat distance. An intermediate pressure chamber 9 is located between the actuators 3 a, 3 b. Each membrane 10 a, 10 b forms a first chamber 13 a, 13 b and a second chamber 14 a, 14 b in a membrane housing 12 a, 12 b. Each actuator 3 a, 3 b is actuated by the membrane 10 a, 10 b, against the force of a closing spring 11 a, 11 b.
Nach Fig. 1 ist an die Gasleitung 1 stromauf der Stelleinrichtung 2 eine Stell druckleitung 15 angeschlossen, in der sich ein Druckverstärker 16 befindet, dem ein Feinfilter 17 vorgeschaltet ist, um Partikel im Teilgasstrom abzuschei den. Dem Druckverstärker 16 ist eine erste Drossel 18 nachgeschaltet, die ei nen definierten Mengenstrom erzeugt. Der Druckverstärker 16 erhöht den Ein gangsdruck auf einen Stelldruck, der der ersten Kammer 13a des in Strömungs richtung ersten Stellgliedes 3a über ein erstes Steuerventil 19 in Form eines 2/2-Wegeventil zugeführt wird. Mit Hilfe dieses Ventils kann der Teilgasstrom der Stelldruckleitung 15 bei Bedarf unterbrochen werden. Von der ersten Kam mer 13a geht eine Abzweigleitung 20 ab, die zu der ersten Kammer 13b des in Strömungsrichtung zweiten Stellgliedes 3b führt.According to Fig. 1 an actuator is connected to the gas line 1 upstream of the control device 2 pressure line connected 15, a pressure intensifier is in the 16 to which a fine filter is connected upstream 17 for particles in the partial gas stream the abzuschei. The pressure amplifier 16 is followed by a first throttle 18 , which generates a defined flow rate. The pressure booster 16 increases the initial pressure to a signal pressure which is supplied to the first chamber 13 a of the first actuator 3 a in the flow direction via a first control valve 19 in the form of a 2/2-way valve. With the help of this valve, the partial gas flow of the signal pressure line 15 can be interrupted if necessary. From the first chamber 13 a, a branch line 20 goes off, which leads to the first chamber 13 b of the second actuator 3 b in the direction of flow.
Von der Abzweigleitung 20 geht eine Regelleitung 21 ab, in der sich ein zweites Steuerventil 22 in Form eines 3/2-Wegeventils befindet und die zu einem Servo- Stellglied 24 eines an sich bekannten Servo-Reglers 25 führt. Um einen defi nierten Mengenstrom zu gewährleisten, ist in der Regelleitung eine zweite Drossel 23 angeordnet. A control line 21 extends from the branch line 20 , in which there is a second control valve 22 in the form of a 3/2-way valve and which leads to a servo actuator 24 of a servo controller 25 known per se. In order to ensure a defined flow, a second throttle 23 is arranged in the control line.
Das Servo-Stellglied 24 wird von einer Regelmembran 26 betätigt, auf die der Druck in der Gasleitung 1 stromab der Stelleinrichtung 2, d. h. der Ausgangs druck einwirkt, und zwar entgegen der Kraft einer Sollwertfeder 27. Der Aus gangsdruck wird der Reglermembran 26 wahlweise intern über die Leitung 28a oder extern über die Leitung 28b zugeführt.The servo actuator 24 is actuated by a control membrane 26 , to which the pressure in the gas line 1 acts downstream of the actuating device 2 , ie the output pressure, against the force of a setpoint spring 27 . The output pressure is supplied to the regulator membrane 26 either internally via line 28 a or externally via line 28 b.
Die zweiten Kammern 14a, 14b, die im Membrangehäuse 12a, 12b von den Membranen 10a, 10b begrenzt werden, stehen unter dem Druck des Gasstro mes, der sich zwischen den beiden Stellgliedern 3a, 3b in der Zwischendruck kammer 9 einstellt.The second chambers 14 a, 14 b, which are limited in the membrane housing 12 a, 12 b by the membranes 10 a, 10 b, are under the pressure of the gas flow, which is between the two actuators 3 a, 3 b in the intermediate pressure chamber 9 sets.
Mit dem Servo-Regller 24 wird gleichzeitig der Stelldruck in den beiden ersten Kammern 13a, 13b geregelt, so daß der gerätetechnische Aufwand relativ ge ring ist.With the servo controller 24 , the signal pressure in the first two chambers 13 a, 13 b is regulated at the same time, so that the equipment expenditure is relatively ge ring.
Das zweite und das zweite Steuerventil 23 sowie der Druckverstärker sind elektrisch auf an sich bekannte Weise ansteuerbar. Wenn die Steuerventile entsprechend angesteuert werden, wird der Gasstrom in der Gasleitung 1 ab gesperrt. Eine Rückführleitung 29 führt über das zweite Steuerventil 22 in einer Schaltstellung von den ersten Kammern 13a, 13b in die Zwischendruckkammer 9 und ermöglicht beim Schließvorgang einen schnellen Druckabbau in den ersten Kammern 13a, 13b.The second and the second control valve 23 and the pressure booster can be controlled electrically in a manner known per se. If the control valves are activated accordingly, the gas flow in the gas line 1 is blocked. A return line 29 leads via the second control valve 22 in a switching position from the first chambers 13 a, 13 b into the intermediate pressure chamber 9 and enables rapid pressure reduction in the first chambers 13 a, 13 b during the closing process.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist jedes Stellglied mit einem an sich be kannten Magnetventil 32a, 32b versehen. Der Magnetanker 33a, 33b greift an der Stange 34a, 34b an. Wenn die Magnetventile 32a und 32b erregt werden, wird der Gasstrom abgesperrt. Beide Stellglieder sind in einem gemeinsamen Gehäuse 4 angeordnet, so daß es sich um eine sehr kompakte Gasarmatur handelt.In the embodiment of FIG. 3, each actuator is provided with a solenoid valve 32 a, 32 b known per se. The magnet armature 33 a, 33 b engages on the rod 34 a, 34 b. When the solenoid valves 32 a and 32 b are energized, the gas flow is shut off. Both actuators are arranged in a common housing 4 , so that it is a very compact gas fitting.
Die Regelung des Stelldruckes in den ersten Kammern 13a, 13b erfolgt auf die gleiche Weise wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1.The control pressure in the first chambers 13 a, 13 b is regulated in the same way as in the embodiment according to FIG. 1.
Die Stange 34 ist auf bekannte Art und Weise hohl ausgeführt. Über eine Öff nung 35 wird der Eingangsdruck in die erste Kammer 13a, 13b geleitet und dient als Stelldruck. Die Stange 34 bildet somit eine Steuerleitung 15. In der Stange ist ausserdem auf nicht dargestellte Weise eine Drossel und ein erstes Steuerventil 19 integriert.The rod 34 is made hollow in a known manner. Via an opening 35 , the inlet pressure is passed into the first chamber 13 a, 13 b and serves as a control pressure. The rod 34 thus forms a control line 15 . A throttle and a first control valve 19 are also integrated in the rod in a manner not shown.
Die ersten Kammern 13a, 13b sind über die Regelleitung 21, in der ein zweites Steuerventil 22 eingebunden ist, mit einem Servoregler 25 verbunden. Das Steuerventil ist in diesem Fall als Magnetventil ausgebildet. Wenn das Steuer ventil bei einer Absperrung des Gasstromes umgeschaltet wird, erfolgt eine Druckentlastung der ersten Kammern 13a, 13b über eine Rückführleitung 29, die in dem Zwischdruckraum 9 zwischen den Stellgliedern endet. Wie bei der ersten Ausführungform sind die zweiten Räume 14a, 14b mit der Zwischen druckkammer 9 verbunden.The first chambers 13 a, 13 b are connected to a servo controller 25 via the control line 21 , in which a second control valve 22 is integrated. The control valve is designed as a solenoid valve in this case. If the control valve is switched when the gas flow is shut off, the first chambers 13 a, 13 b are depressurized via a return line 29 , which ends in the intermediate pressure space 9 between the actuators. As in the first embodiment, the second spaces 14 a, 14 b are connected to the intermediate pressure chamber 9 .
Es handelt sich bei beiden Ausführungsformen um ein eingangs- und aus gangsseitig druckausgeglichenes System, da ein Schließkörper 7a, 7b vom Gasstrom in Schließrichtung und der andere Schließkörper 7a', 7b' in Öffnungs richtung belastet wird. Durch die Tandemwirkung der Stellglieder 3a, 3b wird der Eingangsdruck in zwei Stufen abgesenkt, und zwar vom Eingangsdruck im Einlaß auf einen Zwischendruck und vom Zwischendruck auf den gewünschten Ausgangsdruck im Auslaß. Es ist eine feinfühlige Regelung über einen großen Bereich < 8 : 1 möglich.Both embodiments are an inlet and outlet pressure-balanced system, since one closing body 7 a, 7 b is loaded by the gas flow in the closing direction and the other closing body 7 a ', 7 b' in the opening direction. By the tandem action of the actuators 3 a, 3 b of the input pressure is reduced in two stages, from the input pressure in the inlet to an intermediate pressure and from the intermediate pressure to the desired output pressure in the outlet. Sensitive control over a large range <8: 1 is possible.
Im Rahmen der Erfindung sind ohne weiteres Abwandlung möglich. So kann jedes Stellglied in einem eigenen Gehäuse angeordnet sein.Within the scope of the invention, modifications are possible without further notice. So can each actuator can be arranged in its own housing.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
| 8120 | Willingness to grant licenses paragraph 23 | ||
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |