DE10207463A1

DE10207463A1 - Doppelsicherheitsabsperrventil

Info

Publication number: DE10207463A1
Application number: DE10207463A
Authority: DE
Inventors: Kunibert Neu
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-02-22
Filing date: 2002-02-22
Publication date: 2003-09-11
Anticipated expiration: 2022-02-23
Also published as: DE10207463B4

Abstract

Ein Doppelsicherheitsabsperrventil (1) für die Gasanwendung, das für die Steuerung und Regelung des Hauptgasstromes durch einen externen Schubantrieb (2) ausgelegt ist, besitzt einen internen elektromagnetischen Hubantrieb (3) für das eingangsseitige Ventil (4), wobei der Hubantrieb mit dem ausgangsseitigen Ventil (5) auf der gemeinsamen Schubstange (6) bewegungsgekoppelt ist. Das Gehäuse (8) ist unterteilt in einen Gaseintrittsraum (9), einen Mittelraum (10) und einen Gasaustrittsraum (11) und durch einen Gehäusedeckel (12) und ein Gehäuseunterteil (13) gasdicht verschlossen. Zündgasbetrieb und Ventilprüfung mit Ventilschaltabfolge sind durchführbar.

Description

Die Erfindung betrifft ein Doppelsicherheitsabspenventil mit zwei in einem Gehäuse und einem mit diesem verbundenen Gehäuseunterteil untergebrachten, axial verschiebbaren Ventiltellern, die koaxial zueinander angeordnet sind und unanhängig voneinander durch eine axiale Öffnungsbewegung gegen die Kraft der jeweiligen Schließfeder von ihrem jeweiligen von einem Ringkanal getrennten Ventilsitz abheben, wobei das Gehäuse einen Mittelraum aufweist, der von einem Gehäusedeckel nach außen begrenzt wird und dass der Hubmagnet für den eingangsseitigen Ventilteller auf einer gemeinsamen Schubstange im Gaseintrittsraum angeordnet ist und dass der Hubmagnet und der ausgangsseitige Ventilteller mit den Bewegungen der Schubstange durch einen externen Antrieb gekoppelt sind

Bekannt sind Doppel-Sicherheitsmagnetventile mit Magnetantrieben aus der DE 195 25 384 A1 und der EP 0 757 200 B1 sowie Doppelsicherheitsventile aus der DE 298 10 473 U1, der DE 298 10 474 U1, der DE 198 26 074 C1 und der DE 198 26 076 C1, die als automatische Absperrventile für Gasbrenner und Gasgeräte nach EN 161 in der Sicherheits- und Regelstrecke vor Gaswärmeerzeugern eingesetzt sind.

Bei dem aus der DE 195 25 384 A1 bekanntem Doppelsicherheitsventil sind die beiden Ventilteller koaxial übereinander angeordnet und wirken je mit einem eigenen Ventilsitz zusammen. Zwischen den beiden Ventiltellern ist ein Zwischenraum ausgebildet. Es ist unterschieden in getrennt und gemeinsam öffnende Ventile, wobei die Ventilteller jeweils Teil zweier voneinander unabhängig schließender Stellglieder sind, von denen das ausgangsseitig wirkende Stellglied im eingangsseitigen Stellglied axial geführt ist.

Durch die DE 298 10 473 U1, die DE 298 10 474 U1, die DE 198 26 074 C1 und die DE 198 26 076 C1 sind Doppelsicherheitsventile bekannt, die nur der Funktionsart der gemeinsam öffnenden Ventile angehören, wobei die beiden Ventilsitze für den jeweiligen Ventilteller zu einem gemeinsamen Ventilsitz zusammengefasst sind, wodurch einerseits der gehäuseseitige Zwischenraum für die Ventilprüfung mit Ventilschaltabfolge verloren ging, andererseits aber gegenüber der DE 195 23 384 A1 eine Verringerung des Durchflusswiderstandes erfolgte. Aus der DE 201 05 055 U1 ist für getrennt öffnende Ventile ein zweistufiger Magnetantrieb bekannt, der die Ventilschaltabfolge ermöglicht, aber dessen gemeinsamer Ventilsitz keine Mittelraumversorgung im Ventilgehäuse ermöglicht.

Bekannt sind Gassicherheitsabsperr- und Regelventile für mittlere und größere Leistungen mit einem oder zwei Sicherheitsabsperrventilen in einem Gehäuse, die mit elektrohydraulischen oder elektropneumatischen Schubantrieben arbeiten, die sich dadurch auszeichnen, dass die Gasregeleinrichtung Bestandteil des Antriebes ist und dass sie außerhalb des Gasraumes arbeiten. Eine im Gehäuse abgedichtete Schubstange überträgt die Schubkraft des externen Antriebes auf den Ventilteller. Im wirtschaftlichen und anwendungstechnischen Überschneidungsbereich zwischen den Magnet- und Schubantrieben fehlt eine beide Antriebsarten kombinierende und kostengünstige Lösung.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Doppelsicherheitsabspenventil für einen externen elektrohydraulischen oder elektropneumatischen Schubantrieb der eingangs aufgeführten Arten so weiterzubilden, dass bei voll umfänglicher Anwendungsbreite eine hohe Durchflussleistung und ein besseres Preis/Leistungsverhältnis erzielt wird. Dabei sind Zündgasbetrieb als auch Ventilprüfung mit Ventilschaltabfolge zu erfüllen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass auf einer gemeinsamen im Gehäuse geführten und abgedichteten Schubstange beide Ventilteller und der Magnetantrieb für das eingangsseitige Ventil angeordnet sind, wobei der Öffnungshub des Magnetantriebes vom Zündgasdurchfluss abhängig ist und dass der Magnetantrieb mit der Schubstangenbewegung gekoppelt ist und dass der eingangsseitige Ventilteller gleichzeitig den Magnetanker ausbildet.

Insbesondere für anzubauende, elektrohydraulische oder elektropneumatische Schubantriebe bieten sich die Vorteile der erfindungsgemäßen Ausführung an, da einerseits große Öffnungskräfte zur Verfügung stehen und andererseits, wegen der vorgeschriebenen kurzen Schließzeit, starke Schließfedern erforderlich sind, die das Mitbewegen des eingangsseitigen Magnetventils und das Erzeugen eines stabilen Kraftschlusses zur Serienschaltung von Bauteilen erleichtert.

Besonders vorteilhaft für den erfindungsgemäß eingesetzten, elektromagnetischen Antrieb für den Öffnungshub des eingangsseitigen Ventiltellers ist es, dass er kleiner ausgelegt ist als der Öffnungshub für den Schubantrieb des ausgangsseitigen Ventiltellers. Der Öffnungshub des eingangsseitigen Ventils richtet nach der Zündgasmenge oder der Nennweite des Zündgasventils, was für die Auslegung und den Betrieb des Hubmagneten große wirtschaftliche Vorteile hat. Ein Öffnungshub von 3 mm bei einem Ventilsitzdurchmesser von 60 mm bildet einen Öffnungsquerschnitt der Querschnitt eines einzölligen Gasrohres entspricht. Der Hub des ausgangsseitigen, den Hauptgasstrom bestimmenden Ventils ist um den Faktor vier größer.

Besonders vorteilhaft bei Magnetantrieben ist es, wenn die druckbeaufschlagte Ventiltellerfläche kleiner als die geometrische ist, was sowohl die Schließfederkraft als auch die spezifische Dichtwerkstoffpressung bei hohen Gaseingangsdrücken verringert und die Hubkraftanforderung an den Magneten reduziert. Dies wird durch eine Rollmembran erreicht, die zwischen beiden Ventiltellern angeordnet ist und die bewegliche Mittelraumabdichtung bei geschlossenen Ventiltellern übernimmt. Die Zentrierung der beiden Ventilteller auf der an beiden Enden geführten Schubstange ist pendelnd.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Die dargestellten und beschriebenen Merkmale sind nicht als abschließend zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Beschreibung der Erfindung.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und erläutert und wird durch ein Ausführungsbeispiel ergänzt. Es zeigt:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Doppelsicherheitsabsperrventils im Längsschnitt;
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Doppelsicherheitsabspenventils im Längsschnitt, die sich von Fig. 1 nur durch die Bezugszeichen 125 und 132 unterscheidet.
In Fig. 1 ist mit 1 ist in Doppelsicherheitsabspenventil bezeichnet. Mit 2 ist der externe Schubantrieb bezeichnet, auf dessen Darstellung verzichtet wird, da solche Antriebe am Markt bekannt sind.
Das Gas tritt durch den mit der Rohrleitung gasdicht verschraubten Eingangsflansch 6 in den Gaseintritts um 8 des Ventilgehäuses 3 und in das in Flussrichtung hinter dem Feinsieb 9 angeordnete Gehäuseunterteil 5 ein. Der Ventilsitz 10 für den eingangsseitigen Ventilteller 33 trennt den Gaseintrittsraum vom Mittelraum 11. Zwischen dem Ventilsitz 10 und dem Ventilsitz 12 beginnt ein Ringquerschnitt 11a, der sich in Richtung es Gehäusedeckels 4 zunehmend erweitert und in den Mittelraum 11 übergeht, der durch die quer verlaufende Gehäusetrennwand 14 sowie die Wand des Gasaustrittsraumes 13 und den Gehäusedeckel 4 begrenzt ist. Der Ventilsitz 12 für den ausgangsseitigen Ventilteller 34 gibt den Hauptgasstrom frei, der dann über den Ausgangsflansch 7 und ein gasdicht eingeschraubtes Gasrohr dem Brenner zufließt. Die Flansche 6 und 7 werden mit dem Gehäuse 3 verschraubt, wobei O-Ringe die Abdichtung Zur Atmosphäre übernehmen. Gleiches gilt für den Gehäusedeckel 4 und das Gehäuseunterteil 5.
Auf der Schubstange 15, die in der abdichtenden Durchführung 37 und in der Buchse 21 an beide Enden geführt ist, sind der Ventilteller 34, das Distanzstück 19 und der Hubmagnet 32, 132 (Fig. 2) durch die Schließfeder 20 kraftschlüssig miteinander verbunden. Im Geschlossenzustand des ausgangsseitigen Ventils stützt sich die Schließfederkraft auf dem Ventilsitz 12 ab; im geöffneten Zustand leitet der Sicherungsring 16 die Schließfederkraft in die Schubstange ein, die sich dann am externen Antrieb 2a stützt. Der Öffnungshub für die Schubstange 15 wird durch einen Festanschlag 2 begrenzt.
Der Ventilteller 34b steht aus einer ebenen, profilierten, metallenen Scheibe 18 und ist ventilsitzseitig und in seiner Bohrung mit einem aufvulkanisierten Dichtwerkstoff 17b schichtet.
Die Membranschale 19a des Distanzstückes 19 ist biegeelastisch ausgelegt, um eine gleichmäßige Dichtkraftverteilung auf den Ventilsitz 12 ebenso zu gewährleisten wie eine ausreichende Abdichtung der inneren Dichtwulst der Rollmembran 30.
Auf dem Distanzstück 19 ist der Ventilteller 33 gummielastisch pendelnd und axial leicht verschiebbar zentriert. Der Ventilteller 33 besteht aus einem metallenen Ventiltellerring 24 mit sitzseitig aufvulkanisiertem Dichtwerkstoff 23. Der aus magnetischem Werkstoff bestehende Ventiltellerboden 25, 125 (Fig. 2) ist bohrungs- und magnetseitig mit einem gummielastischen Werkstoff 26 beschichtet, der gegenüber dem Magneten als Antiklebscheibe dient. Der Ventiltellerring 24 und der Ventiltellerboden 25 sind formschlüssig miteinander verbunden und stellen gleichzeitig die Abdichtung des äußeren Dichtwulstes der Rollmembran 30 sicher. Die Schließfeder 27 für das eingangsseitige Ventil stützt sich am Gehäuseunterteil 5 und am Bund des Ventiltellerrings 24 ab.
Der elektrische Anschluss für den Hubmagnet 32, 132 (Fig. 2), der die Form eines Haftmagneten aufweist, geschieht über ein mehradriges, ummanteltes Kabel 28, das mit einer Dichtung 29 am Durchtritt in das Gehäuseunterteil 5, und in ähnlicher Weise am Magnet selbst, gasdicht befestigt ist. Der Anschlusskasten 31 enthält die elektrische Beschaltung für den Hubmagnet.
Über den Gasanschluss 35 im Gehäusedeckel 4 wird der zu regelnde Gasausgangsdruck an eine optionale Gasregeleinrichtung des externen Antriebes rückgemeldet.
In Fig. 2 ist der aus magnetischem Werkstoff hergestellte Ventiltellerboden 125 um eine Nabe, die als Magnetanker dient, erweitert. Der Hubmagnet 132 ist als Tauchspulenmagnet auch für größere Hübe ausgebildet.

Claims

1. Doppelsicherheitsabspenventil (1) mit zwei in einem Gehäuse (3) und einem mit diesem verbundenen Gehäuseunterteil (5) untergebrachten, axial verschiebbaren Ventiltellern (33, 34), die koaxial zueinander angeordnet sind und unanhängig voneinander durch eine axiale Öffnungsbewegung gegen die Kraft der jeweiligen Schließfeder (20, 27) von ihrem jeweiligen Ventilsitz (10, 12) abheben, wobei das Gehäuse (3) einen Mittelraum (11) aufweist, der von einem Gehäusedeckel (4) nach außen begrenzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilteller (33, 34) und der Hubmagnet (32, 132) auf einer gemeinsamen Schubstange (15) angeordnet sind und dass der Hubmagnet (32, 132) und der ausgangsseitige Ventilteller (34) mit den Bewegungen der Schubstange (15) gekoppelt sind.

2. Doppelsicherheitsabspenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abdichtung des Mittelraums (11) zwischen den beiden Ventiltellern (33, 34) eine Rollmembran (30) eingebaut ist.

3. Doppelsicherheitsabspenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkraft der Schließfeder (20) den Hubmagnet (32, 132), das Distanzstück (19) und den Ventilteller (34) kraftschlüssig miteinander verbindet.

4. Doppelsicherheitsabspenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubauslegung für den eingangsseitigen Ventilteller (33) vom Zündgasdurchfluss bestimmt wird.

5. Doppelsicherheitsabsperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der eingangsseitige Ventilsitz (10) in Öffnungsrichtung sowohl über als auch unter dem ausgangsseitigen Sitz (12) angeordnet ist.

6. Doppelsicherheitsabsperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilteller (33) als innenbelüfteter Topf ausgebildet ist und in seiner Geschlossenstellung den ungehinderten, vollen Öffnungshub des Ventiltellers (34) sicherstellt.

7. Doppelsicherheitsabsperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventiltellerboden (25) als Scheibe und der Hubmagnet (32) in der Form eines Haftmagneten ausgebildet ist

8. Doppelsicherheitsabsperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventiltellerboden (125) eine Nabe als Zuganker aufweist und dass der Hubmagnet (132) ein Tauchspulenmagnet ist.

9. Doppelsicherheitsabsperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzstück (19) die innere Dichtwulst der Rollmembran (30) einspannt.

10. Doppelsicherheitsabsperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubmagnet (32, 132) über ein gasdichtes und gasbeständiges Kabel (28), das gasdicht ins Gehäuseunterteil (5) geführt ist, gasdicht angeschlossen ist.