DE1629883C - Fernschaltgerät fur Gas Straßenleuch ten - Google Patents

Description

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Gegenstand des Hauptpatentes 1 529 110 ist ein Fernschaltgerät für Gas-Straßenleuchten, das mit einer durch eine Schaltmembran unterteilten Steuerkammer versehen ist, deren eine ständig mit der Gaszuleitung verbundene Kammerhälfte über ein durch die Membran bei deren jeweiliger Druckwellenbeaufschlagung schrittweise fortzuschaltendes Steuerventil mit einer zur Gasleuchtendüse führenden Gasableitung zu verbinden ist, während die andere Steuerkammerhälfte über ein durch eine zusätzliche Steuermembran druckwellenabhängig zu schaltendes Zweiwegeventil abwechselnd mit der Gaszuleitung und der Außenatmosphäre zu verbinden ist. Ein solches Fernschaltgerät hat gegenüber herkömmlich ausgebildeten vor allem den Vorteil, daß es bei vergleichsweise einfacher Bauweise eine sichere Schaltung schon bei verhältnismäßig geringen Druckwellenbeaüfschlagungen gewährleistet und im gesamten, bis zu 500 mm Wassersäule reichenden Niederdruckbereich verwendet werden kann, mithin insbesondere auch für mit höheren Gasdrücken zu befahrende Gasrohrnetze geeignet ist, wie das bei der im zunehmenden Maße Eingang findenden Erdgasversorgung der Fall ist, sofern man dafür die vorhandenen Rohrieitungsnetze weiterverwenden will.

Im Fall der im Hauptpatent beschriebenen Ausführungsform ist das Fernschaltgerät so beschaffen, daß seine nicht mit dem Steuerventil, verbundene Steuerkammerhälfte über das druckwellenabhängigschaltende Zweiwegeventil bei normalem Betriebsgasdruck mit der Außenatmosphäre und bei durch die Druckwelle hervorgerufenem Überdruck mit der Gaszuleitung zu verbinden ist. Das hat zur Folge, daß die Schaltmembran praktisch ständig unter dem vollen Betriebsgas- bzw. Rohrnetzdruck steht, mit Ausnahme der jeweils in größeren zeitlichen Abständen erfolgenden verhältnismäßig kurzen Schaltzeiten, was sich auf die Lebensdauer der Schaltmembran ungünstig auswirken kann. Weiterhin bedingt diese Anordnung, daß das Fernschaltgerät nach dem Hauptpatent nicht wie die herkömmlichen Geräte dieser Art beim Ankommen der Druckwellen schaltet, sondern erst bei deren jeweiligem Abklingen, so daß sich der Schaltvorgang über einen längeren Zeitraum als bisher erstreckt. Auch hat es sich gezeigt, daß der beim Hauptpatent mögliche Verzicht auf die herkömmliche Anbringung von Belastungsgewichten auf der Schaltmembran zu einer gewissen Schaltunsicherheit führen kann, weil die Schaltmembran erst dann absinken und schalten kann, wenn sich zwischen ihren beiden Steuerkammerhälften ein voller Druckausgleich eingestellt hat.

Es wurde nun gefunden, daß das Fernschaltgerät nach dem Hauptpatent noch verbessert werden kann, wenn das Zweiwegeventil nach der Zusatzerfindung so beschaffen ist, daß es die nicht mit dem Steuerventil verbundene Steuerkammerhälfte bei normalem Betriebsgasdruck mit der Gaszuleitung und bei durch die Druckwelle hervorgerufenem Überdruck mit der Außenatmosphäre verbindet. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß die Schaltmembran normalerweise unter dem auf ihre beiden Seiten wirkenden Rohrnetzdruck steht, mithin keiner besonderen Beanspruchung unterworfen ist, und erst während der Druckwellenbeaufschlagung einseitig mit der Außenatmosphäre in Verbindung gelangt, mithin also auch bereits beim Ankommen der Druckwelle die schrittweise Fortschaltung des Steuerventils bewirkt. Diese Schaltung erfolgt mit großer Betriebssicherheit, weil dann zwischen den beiden Seiten der Schaltmembran der größtmögliche Druckunterschied, nämlich zwischen dem der ankommenden Druckwelle und der Außenatmosphäre besteht. Da die Schaltmembran nur während dieser kurzen Schaltzeiten durch den herrschen-

den Rohrnetzdruck einseitig belastet, in der übrigen Zeit aber praktisch nicht beansprucht wird, kann ihre Lebensdauer dadurch wesentlich verlängert werden. Auch das Zweiwegeventil wird auf diese Weise schonender beansprucht, da es jetzt nicht dauernd gegen den herrschenden Rohrnetzdruck abzudichten braucht.

Wie schon im Fall des Hauptpatentes ist auch bei der Zusatzerfindung zweckmäßig ein auf das die Steuerkammer und die darin untergebrachte Schaltmembran enthaltene Gerätegehäuse zu montierender Gehäusekörper vorgesehen, der die zusätzliche Steuermembran und deren ständig mit der Gaszuleitung verbundene Membrankammer sowie das als axial verschiebbares Doppelsitzventil ausgebildete Zweiwegeventil und die davon abzweigenden Leitungen enthält. Im Fall der Zusatzerfindung ist aber das Doppelsitzventil vorteilhaft in einer Ventilkammer des Gehäusekörpers .untergebracht, in die die zu der Membrankammer -und zur Außenatmosphäre führenden Leitungen gegenüberliegend unter Bildung innerer Ventilsitzflächen für den Doppelventilkörper einmünden, während die zu der Steuerkammerhälfte führende Leitung zwischen· den Ventilsitzflächen seitlich in die Ventilkammer einmündet. Diese Ausbildung des Zweiwegeventils und dessen Unterbringung in der Ventilkammer bietet zugleich den weiteren Vorteil, daß der Doppelventilkörper einstückig ausgebildet werden kann, wodurch die andernfalls durch. Herstellungstoleranzen bedingten Ungleichheiten der beiden Ventilsitzflächen eines zweiteilig ausgebildeten Ventilkörpers vermieden werden können. Der Doppelventilkörper kann dabei als Doppelkegelventil mit sich nach außen verjüngenden Kegelflächen ausgebildet sein. Es ist aber auch ebensogut möglich, daß der Doppelventilkörper mit zwei flachen parallel zueinander verlaufenden Ventildichtungsflächen versehen wird, wobei die flachen Ventildichtungsflächen aus einem federnden Spezialmaterial hergestellt werden können, das eine wechselweise sichere Dichtung gewährleistet.

Schließlich sieht die Erfindung noch vor, daß in die zur Außenatmosphäre führende Leitung eine Drosseldüse eingebaut ist. Auf diese Weise kann bei ankommender Druckwelle in der die zusätzliche Steuermembran enthaltenden Membrankammer eine sich hier schneller auswirkende Druckerhöhung erreicht und damit auch eine größere Kraft zum Abdichten des Doppelsitzventils erzielt werden. Umgekehrt wird auch beim Abklingen der Druckwelle durch die in der Entlüftungsleitung vorhandene Gasdüse der Druckausgleich zwischen den beiden Steuerkammerhälften der Schaltmembran beschleunigt, wodurch einerseits die betreffenden Schaltvorgänge mit größerer Sicherheit und Schnelligkeit ablaufen und andererseits die bei der jeweiligen Schaltung nach außen entweichende Gasmenge so gering wie möglich gehalten wird, wodurch nicht nur eine Einschränkung der Gasverluste, sondern auch eine größere Sicherheit durch weniger auströmendes Gas erzielt werden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung in teilweisem Schnitt dargestellt.

Das abgebildete Fernschaltgerät ist in seinem unteren Teil von herkömmlicher Bauart. In dem etwa doppelke^elförmig gestalteten Gerätegehäuse 1 ist die Schaltmcmbran 2 untergebracht, die durch ihre üblichen Belastungsgewichte 2' beschwert ist. Sie unterteilt die Steuerkammer in eine untere Hälfte 3 und eine obere Hälfte 4. Die untere Steuerkammerhälfte 3 ist,ständig mit der Gaszuleitung 5 verbunden und über das Steuerventil 6 mit der zur nicht dargestellten Gasleuchtendüse führenden Gasleitung 6' zu verbinden. Das Steuerventil 6 wird durch die Schaltmembran 2 bei deren jeweiliger Druckwellenbeaufschlagung über den Hubstempel 7 und ein nicht näher dargestelltes Schaltwerk schrittweise fortgeschaltet, wodurch die Gaszufuhr über die Leitung 6' entsprechend der Tag-, Nacht- und Sparschaltung der Straßenleuchte mengenmäßig geregelt wird.

Oberhalb des Gerätegehäuses 1 ist der an Stelle seines üblichen Deckels aufzusetzende Gehäusekörper 9 angeordnet, der die mit der Steuermembran 10 versehene Membrankammer 11 enthält, welche über die Schlauchleitung 12 an die Gaszuleitung 5 anzuschließen ist, mithin mit letzterer ständig in Verbindung steht.

Zwischen der Membrankammer 11 und der oberen Steuerkammerhälfte 4 ist im Gehäusekörper 9 die Ventilkammer 13 vorgesehen, in der sich der vorzugsweise einstückig ausgebildete Doppelkegelventilkörper 14 befindet, der über das Befestigungsstück 15 mit der Steuermembran 10 fest verbunden ist. Der Ventilkörper 14 besitzt zwei kegelige Ventilflächen 14', 14", die mit den an den Einmündungsstellen der Leitungen 16 bzw. 17 in der Ventilkammer 13 gelegenen Ventilsitzflächen 13' bzw. 13" zusammenwirken. Die Leitung 17 führt als Entlüftungsleitung zur Außenatmosphäre. In der Entlüftungsleitung 17 befindet sich die Drosseldüse 18. Weiterhin führt von der Ventilkammer 13 die Leitung 19 zur oberen Steuerkammerhälfte 4. In der durch den Schraubdeckel 20 verschlossenen Bohrung 21 des Gehäusekörpers 9 ist eine Schraubendruckfeder 22 untergebracht, die über das an der Steuermembran 10 befestigte Zwischenstück 15 den Doppelkegelventil-•körper 14 mit seiner unteren Kegelventilfläche 14" gegen die untere Ventilsitzfläche 13" zu drücken sucht.

In der normalen Betriebsbereitschaftstellung nehmen die beweglichen Teile des Fernschaltgeräts die in der Zeichnung dargestellte Ruhelage ein, in der zu beiden Seiten der Schaltmembran 2 der gleiche Betriebsgasdruck bzw. Rohrnetzdruck herrscht, da nicht nur die untere Steuerkammerhälfte 3, sondern auch die obere Steuerkammerhälfte 4, nämlich über die Leitung 19, die Ventilkammer 13, die offene Leitung 16, die Membrankammer 11 und die Außenleitung 12, mit der Gaszuleitung 5 in Verbindung steht. Da das Doppelkegelventil 14 auf der unteren Ventilsitzfläche 13" dichtend aufruht, ist die Entlüftungsleitung 17 von der Ventilkammer 13 getrennt. Durch den beidseitig gleichen Betriebsgasdruck befindet sich die Schaltmembran 2 unter dem Einfluß ihrer Belastungsgewichte 2' in ihrer nach unten durchhängenden dargestellten Lage.

Sobald nun zum Schalten des Gerätes über die Gaszuleitung 5 eine Druckwellenbeaufschlagung stattfindet, gelangt die Druckwelle auch in die Membrankammer 11, in der sie die Steuermembran 10 entgegen der Wirkung der Feder 22 anhebt und dadurch auch den Doppelkegelventilkörper 14 in seine obere Schaltstellung überführt, in der sich seine Kegelfläche 14' gegen die Ventilsitzfläche 13' legt und dadurch die Membrankammer 11 von der Ventilkammer 13 trennt, dagegen aber letztere mit der Ent-

lüftungsleitung 17 verbindet, wodurch der Druck in der oberen Steuerkammerhälfte 4 entsprechend absinkt. Unter dem sich so einstellenden, verhältnismäßig großen Druckunterschied zwischen der unteren und oberen Steuerkammerhälfte 3 bzw. 4 wird die Schaltmembran 2 mit ihren Belastungsgewichten 2' angehoben, wodurch über die Hubstange 7 das Steuerventil 6 geschaltet wird. Diese Schaltung erfolgt innerhalb kurzer Zeit und mit großer Sicherheit, da bei einer passend gewählten Voreinstellung der Schraubenfeder 22 schon verhältnismäßig geringe Druckwellenbeaufschlagungen zum Umstellen des Doppelkegelventils 14 ausreichen und die Steuermembran 2 sich unter dem dann einstellenden, auf ihren beiden Seiten vorhandenen großen Differenzdruck sicher verstellt.

Sobald der über das Rohrnetz gegebene Druckstoß abklingt, gelangt das Doppelkegelventil 14 wieder in seine untere Schaltstellung, in der es die Entlüftungsleitung 17 von der Ventilkammer 13 trennt und dafür letztere mit der Gaszuleitung bzw. der Membrankammer 11 verbindet. Durch das sich daraufhin einstellende Gasdruck-Gleichgewicht zwischen der unteren und oberen Steuerkammerhälfte 3 bzw. 4 gelangt die Schaltmembran 2 wieder in ihre untere, dargestellte Normalstellung.

Durch die in der Entlüftungsleitung 17 eingebaute, beispielsweise aus Keramik-Material bestehende Drosseldüse 18 wird gewährleistet, daß sich beim ankommenden Druckwellenstoß der Druck in der Membrankammer 11 schneller aufbauen kann, mithin das Doppelkegelventil 14 sicherer geschaltet wird. Dabei ist zu berücksichtigen, daß sich der Doppelkegelventilkörper 14 bei den einzelnen Schaltvorgängen für eine gewisse Zeit im Schwebezustand befindet, bei dem beide Ventilsitze vorübergehend offenstehen. Durch das Abbremsen der Entlüftung in der Leitung 17 wird aber durch den jeweils schneller erfolgenden Druckaufbau der vorerwähnte

ίο Schwebezustand verkürzt. Dadurch wird weiterhin auch die über die Leitung 17 entweichende Gasmenge so gering wie möglich gehalten, wodurch die Gasverluste eingeschränkt und zugleich eine größere Betriebssicherheit durch weniger ausströmendes Gas erreicht werden kann. Auch beim Abklingen des Druckwellenstoßes und Wiedereinströmen des Druckgases in die obere Steuerkammer 4 wirkt sich die Drosseldüse 18 vorteilhaft aus, weil durch die Drosselung der Entlüftungsleitung der Druckausgleich zwi-

ao sehen der oberen und unteren Steuerkammerhälfte 4 bzw. 3 um so schneller erfolgt.

Wie schon erwähnt, kann an Stelle des beim dargestellten Ausführungsbeispiel vorhandenen Doppelkegelventilkörpers auch ein mit flachen, parallel zu-

S5 einander verlaufenden Dichtungsflächen versehener Ventilkörper verwendet werden, wobei dessen Dichtungsflächen aus einem federnden Werkstoff bestehen können. Die Ventilsitzflächen können dann mit entsprechend scharfkantigen Sitzflächen ausgebildet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Fernschaltgerät für Gas-Straßenleuchten, mit einer durch eine Schaltmembran unterteilten Steuerkammer, deren eine ständig mit der Gaszuleitung verbundene Kammerhälfte über ein durch die Membran bei deren jeweiliger Druckwellenbeaufschlagung schrittweise fortzuschaltendes Steuerventil mit einer zur Gasleuchtendüse führenden Gasableitung zu verbinden ist, während die andere Steuerkammerhälfte über ein durch eine zusätzliche Steuermembran druckwellenabhängig zu schaltendes Zweiwegeventil abwechselnd mit der Gaszuleitung und der Außenatmosphäre zu verbinden ist, nach Patent 1529 110, dadurch gekennzeichnet, daß das Zweiwegeventil (14) so beschaffen ist, daß es die nicht mit dem Steuerventil (6) verbundene Steuerkammerhälfte (4) bei normalem Be- ao triebsgasdruck mit der Gaszuleitung (5) und bei durch die Druckwelle hervorgerufenem Überdruck mit der Außenatmosphäre verbindet.

2. Fernschaltgerät nach Anspruch 1, mit einem auf das die Steuerkammer enthaltende Gerätegehäuse zu montierenden Gehäusekörper, der die zusätzliche Steuermembran und deren ständig mit der Gaszuleitung verbundene Membrankammer sowie das als axial verschiebliches Doppelsitzventil ausgebildete Zweiwegeventil und die davon abzweigenden Leitungen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Doppelsitzventil (14) in einer Ventilkammer (13) des Gehäusekörpers (9) untergebracht ist, in die die zu der Membrankammer (11) und zur Außenatmosphäre führenden Leitungen (16 bzw. 17) gegenüberliegend unter Bildung innerer Ventilsitzflächen (13' bzw. 13") für den Doppelventilkörper (14) einmünden, während die zu der Steuerkammerhälfte (4) führende Leitung (19) zwischen den Ventilsitzflächen (13', 13") seitlich in die Ventilkammer (13) einmündet.

3. Fernschaltgerät nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die zur Außenatmosphäre führende Leitung (17) eine Drosseldüse (18) eingebaut ist.

4. Fernschaltgerät nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Doppelventiikörper. (14) einstückig ausgebildet ist.

5. Fernschaltgerät nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Doppelventilkörper als Doppelkegelventil (14) mit sich nach außen verjüngenden Ventilkegel flächen (14', 14") ausgebildet ist.

6. Fernschaltgerät nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Doppelventilkörper mit zwei flachen, parallel zueinander verlaufenden Ventildichtungsflächen versehen ist.