DE1912043A1

DE1912043A1 - Gasdruckregler

Info

Publication number: DE1912043A1
Application number: DE19691912043
Authority: DE
Inventors: Doe Ernest Edward; Sydney Farrer
Original assignee: Bryan Donkin Co Ltd
Current assignee: Bryan Donkin Co Ltd
Priority date: 1968-03-11
Filing date: 1969-03-10
Publication date: 1969-10-02
Also published as: US3587628A; FR2003658A1

Description

THE BRYAN DONKIW COMPANY LIMITED, Chesterfield, England

Gasdruckregler

Die Erfindung bezieht sich auf Gasdruckregler, wie sie "beispielsweise aber nicht ausschließlich in Gasversorgungsanlagen verwendet werden, und hat zur Aufgabe, Verbesserungen darin zu schaffen.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Druckregler., die einen Gaseinlaß, einen Gasauslaß", ein zwischen dem Einlaß und dem Auslaß angeordnetes Reglerventil mit einem Verschlußelement und einer durch dieses verschließbaren Bohrung, einen Steuermechanismus, in dem eine nachgiebige Membran sin Gehäuse in zwei Kammern teilt j nämlich eine an die Atmosphäre angeschlossene Kammer und eine Gaskammer, um Gas unter Druck aufzunehmen, wobei die nachgiebige Membran durch den Gasdruck in dem Auslaß bewegbar ist, der gegen eine nachgiebige Kraft wirkt (üblicherweise die Kraft einer Feder), und zwischen der Membran und dem Reglerventil-Verschlußele-

909840/1089

-2-

BAD OBtQtNAt

ment eine Verbindung aufweist, die eine Betätigungsspindel einschließt, wobei die Anordnung derart ist, daß über einen Druckbereich die Verbindung eine Öffnungsbewegung des Reglerventils beim Abfallen des Gasdruckes und eine Schließbewegung beim Ansteigen des G-asdruckes hervorruft oder ermöglicht. Derartige Regler ".verden in dieser Beschreibung als "von der genannten Art" bezeichnet.

Die Erfindung schafft einen Gasdruckregler der genannten Art, der auch ein Abschaltventil, das ein Verschlußelement und eine durch dieses verschließbare Bohrung aufv/eist und stromaufwärts sowohl von dem Gasauslaß als auch von der Gaskammer angeordnet ist, uni auf den Strom ansprechende Mittel aufweist, die zwischen dem Gasauslaß und der Gaskammer angeordnet siafi₉ ua zu verursachen» daß das Abschaltventil geschlossen wird, wenn der Gasstrom in die Gaskammer eine vorherbestimmte Menge übersteigt» Während des normalen Betriebes d-..· j Reglers ist der Gasstrom in die Gaskammer und aus ihr zurück sehr gering und erfolgt bei Druckänderungen, die von der Bewegung der Membran begleitet werden. Wenn es Jedoch .eintreten sollte, daß die'Membran beschädigt wii-1 und einen Leckstrom entwickelt, könnte der Strom in di- Gaskammer beträchtlich werden, und ein Regler gemäß der Erfindung würde dann automatisch abschalten. Auch bei Reglern, in denen die Membran selbst ein Druckminderventil einschließt, würde ein Regler gemäß der Erfindung, wenn der leckverlust durch das Druckminderventil beträchtlich wird, automatisch abschalten.

909840/1089

BAD ORIGINAL

Vorzugsweise ist das Abschaltventil stromaufwärts von dem Reglerventil angeordnet, und ihre entsprechenden Verschlußelemente sind vorzugsweise koaxial auf einer gemeinsamen Betätigungsspindel angeordnet, die mit dem Steuermeohanismus verbunden ist. Die auf den Strom ansprechenden Mittel können ein Abdichtelement in Form einer Scheibe einschließen, die auf den Strom zwischen dem Gasauslaß und der Kammer anspricht, indem sie eine Druckdifferenz proportional zur Strömungsmenge an ihrer Fläche aufweist, wo"bei Gas zu der Gaskammer durch eine verengte öffnung gelangen kann. Diese Scheibe umgibt vorzugsweise eine Buchse, durch die die Betätigungsspinrdel zwischen der Membran und dem Heglerventil-Verschlußelement hindurchragt. Die verengte öffnung kann durch eine Öffnung in der Scheibe selbst gebildet werden.

Die auf den Strom ansprechenden Mittel können so angeordnet sein, daß, wenn der Gasstrom in die Gaskammer die vorherbestimmte Menge übersteigt, Gas bei dem Druck in dem Gasauslaß in die Gaskammer in einer Menge reingelassen wird, die nicht durch die verengte öffnung beschränkt ist, um dadurch zu bewirken, daß eine "Hochdruckabs ehalt ung" bewirkt wird. In diesem Fall kann das Abdichtelement die Eigenschaften eines Differentialventils haben, indem es, wenn es durch einen Gasdruck in dem Gasauslaß geöffnet worden ist, einen größeren Bereich gegenüber dem Gasdruck darbietet, als wenn es geschlossen ist.

Andererseits können die auf den Strom anspreohenden Mittel so angeordnet sein, daß, wenn der Gasstrom in die Gaskammer die vorherbestimmte Menge übersteigt,

909840/1089

-4-

eine Verbindung zwischen dem Auslaß und der Gaskammer vollständig abgeschaltet wird, so daß, wenn Gas weiterhin durch die beschädigte Membran hindurchströmt, eine ¹¹ Nie de rdruckab schaltung" erfolgt«

Außerdem kann an den auf den Strom ansprechenden Mitteln zwischen dem Gasauslaß und der Gaskammer eine auf einen Druck ansprechende Ventileinrichtung angeordnet sein, die auf einen Druck anspricht, der etwas größer ist als der Druck, bei dem die"Hochdruckabschaltung" erfolgt, wobei die Anordnung derart ist, daß, wenn die Strömungsmenge des Gases in die Gaskammer die vorherbe- · stimmte Menge übersteigt, eine Verbindung zwischen dem Auslaß und der Gaskammer anfänglich vollständig abgeschaltet ist, so daß, wenn Gas weiterhin durch die beschädigte Membran hindurchtritt, der Druck „in dem Gasauslaß anfänglich erhöht wird, woraufhin das Öffnen der auf den Druok ansprechenden Ventileinrichtung folgt, so daß Gas bei dem Druck in dem Gasauslaß dann in die Gaskammer in unbeschränkter Menge eingelassen wird, um zu verursachen, daß eine "Hochdruckabschaltung" erfolgt. In diesem Fall kann die auf den Druck ansprechende Ventileinrichtung die Eigenschaften eines Differentialventils aufweisen, wobei es dann, wenn das Ventil durch einen Gasdruck in dem Gasauslaß geöffnet worden ist, dem Gasdruck einen größeren Bereich darbietet, als wenn es geschlossen ist und vorzugsweise werden die auf den Strom ansprechenden Mittel und die auf den Druck ansprechenden Mittel durch Ventilelemente gebildet, die einander berühren. Diese Ventilelemente haben vorzugsweise Ringform und umgeben eine Buchse, durch die sich die Be-

909840/1089 _₅_

tätigungsspindel zwischen der Membran und dem Regler-

ventil-Verschlußelement erstreckt.

Die Erfindung kann mit großem Vorteil in Verbindung mit derjenigen verwendet werden, die in der deutschen Patentanmeldung P 18 14 030.2 beschrieben ist. So weist die Verbindung zwischen der Membran und der Betätigungsspindel vorzugsweise ein federbelastetes Gestänge auf, das die Verbindung mittels einer Übertotpunkt-Auslösewirkung des Gestänges "unterbricht", wenn der gegen die Membran wirkende Gasdruck eine vorbestimmte obere Grenze übersteigt, wobei die Anordnung derart ist, daß beim Auslösen des Gestänges das Abschaltverschlußelement bewegt wird, um die Abschaltöffnung zu verschließen. Der Ausdruck "ausgelöst" bezieht sich auf die Stellung, die die Teile des Gestänges einnehmen, wenn die Verbindung "unterbrochen" ist, und der Ausdruck "normal" bezeichnet den Zustand, wenn das Gestänge nicht ausgelöst ist. Der Ausdruck "unterbrochen" bedeutet, daß die relativen Stellungen der Einzelteile der Verbindung geändert wurdenj so daß sie nachgabt oder eine Umkehrung der Bewegung hervorruft. Infolgedessen schaltet der Regler automatisch ab, wenn die Verbindung "unterbrochen" ist.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigen:

Figo 1 einen Schnitt durch einen Gasdruckregler, in dem die vorliegende Erfindung enthalten ist;

0/1089 -6-

Fig, 2 eine abgewandelte Ausfährung des Reglers gemäß Fig. 1 und

Fig. 3 und 4 Teilansichten, die weitere mögliche Abwandlungen zeigen.

In Fig« 1 ist ein Gasdruckregler gezeigt, der eine ^ Ventilkammer 10 mit einem Gaseinlaß 12 in Verbindung mit einer Einlaßkammer 15 und mit einem Gasauslaß 14 in Verbindung mit einer Auslaßkammer 15 aufweist» Die Einlaßkammer und die Auslaßkammer sind durch eine Wand 16 getrennt, die mit einer Öffnung 18 versehen ist, die mit einem Einsatz 20 ausgestattet ist. Der Einsatz weist eine Bohrung auf, die eine Regleröffnung 22 bildet,, und eine etwas größere Gegenbohrung, die eine Abschältöffnung 24 bildet. Die Kammer ist an ihrem Ende 26 mit einem Stopfen 28 verschlossen. Eine Ventilspindel 30 trägt koaxial ein Reglerverschlußelement 32 und ein Abschalsverschlußelement 34. Ein verringerter Abschnitt 36 der Spindel tritt mit Spiel durch den Einsatz 20 hindurch, und ein Ende 38 ist gleitend in einer Sackbohrung in dem Stopfen getragen. Eine Feder 40 drückt das Abschaltverschlußelement 34 gegen seine Öffnung.

Ein Steuermechanismus-Gehäuse 42 nimmt eine Membran 44 auf, die das Innere des Gehäuses in eine an die Atmosphäre angeschlossene Kammer 46 und in eine Gaskam_ mer 48 unterteilt. Die Gaskammer steht normalerweise mit der Auslaßkammer 15 des Ventilgehäuses in Verbindung. Die andere Kammer ist über ein herkömmliches, federbelastetes Entlüftungsventil 50 an die Atmosphäre angeschlossen. Eine Feder 52 liegt auf einem Versteifungs-

909840/108 9 -7-

BAD ORIGINAL

element 54 der Membran auf, und ihre Einstellung ist mittels einer Einstellmutter 56 einstellbar, die in einen Hals 58 eingeschraubt ist. Eine Riic'kholstange 60 erstreckt sich von dem Versteifungselement in dem Hals nach oben und trägt einen Knopf 62. Der Hals ist durch eine Schraubkappe 64- verschlossen.

Die Ventilspindel 30 erstreckt sich durch eine Buchse 66 in die Gaskammer und ist mit der Membran über ein Gestänge verbunden, das einen Betätigungshebel 68, einen Auslösehebel 70 und eine Stange 72 einschließt. Die Stange 72 ist mittels eines Zapfens 74 an dem Mem- ■ bran-Versteifungselement 54 und an dem Auslösehebel 70 mittels eines Zapfens 76 schwenkbar befestigt. Der Auslösehebel 70 ist mittels eines Zapfens 78 an dem Betätigungshebel 68 angelenkt. Eine Zugfeder 80 ist an dem Auslösehebel 70 mittels des Zapfens 76 und an dem Betätigungshebel 68 mittels eines Stiftes 82 befestigt. Das Gestänge ist in seiner Normalstellung dargestellt. Die die Befestigungen der Zugfeder 80 verbindende Linie liegt unter dem Zapfen 78 des Auslösehebels, und somit neigt die Feder dazu, den Auslösehebel um den Zapfen 78 im Uhrzeigersinn zu schwenken, so daß ein Stift 84, der von dem Auslösehebel hervorsteht, an einem oberen Rand 86 des Betätigungshebels anschlägt. Das Ende des Betätigungshebels, das dem Auslösehebel abgewandt ist, liegt an der Ventilbetätigungsspindel 30 durch den Eingriff'zwischen einer Aussparung 88 des Betätigungshebels und einem Stift 90 an, der auf der Spindel angeordnet ist. Ein an dem Betätigungshebel ausgebildeter Anschlagkopf 92 stößt an einer Wand der Gaskammer an, um die Bewegung des Hebels

909840/1089

-8-

zu "begrenzen, wenn die Fläche des Reglerverschlußelementes 32 besohädigt worden ist. Der Betätigungshebel ist auf einem Zapfen 94 in einem kurzen' Abstand unterhalb der Aussparung aber an dem von dem Auslösehebel abgewandten Ende gelagert und bietet daher einen Arbeitsgewinn, wenn er durch den Auslösehebel angehoben wird.

Die Arbeitsweise des bisher beschriebenen Mecha- ψ nismus ist folgendermaßen:

Während des normalen Betriebes drückt der Druok des Gases in der Gaskammer die Membran gegen die Kraft der Feder 52 nach oben. Die Stange 72 neigt dazu, den Auslösehebel 70 anzuheben. Die Zugfeder 80 neigt dazu, den Stift 84 gegen den oberen Rand des Betätigungshebels zu halten, und der Auslösehebel und der Betätigungshebel bewegen sioh als ein Element. Ein Anheben der Stange in Abhängigkeit von einer Druckerhöhung inder Gaskammer schwenkt den Betätigungshebel um den Zapfen 94, seine Aussparung 88 bewegt den Stift 90 .und somit die Betäti-. gungsspindel gegen die Kraft der Feder 40, und das Reglerventil-Verschlußelement 32 wird gegen seinen Sitz bewegt (das Abschaltventil-Verschlußelement 34 ist natürlich bereits von seinem Sitz abgehoben). Druckänderungen in der Auslaßkammer werden auf die Gaskammer übertragen, wie es hier beschrieben wird, und der Steuermechanismus stellt die Stellung des Reglers auf geeignete Weise ein.

Wenn der Druck in dem Auslaß 14 übermäßig abfällt, fällt der Druck in der Gaskammer auf ähnliche Weise ab,

909840/1089

_ 9 —

die Membran wird durch die Feder 52 naoh unten bewegt, die Stange 72 bewegt den Auslösehebel 70 nach unten, der Stift 84 drückt auf den Betätigungshebel, der um den Zapfen 94 schwenkt, und die Ventilspindel, die bereits das Reglerverschlußelement 32 vollständig geöffnet hat, bewegt sich noch weiter, um das Abschaltventil 34 zu schließen. Das Abschaltventilelement 34 wird weiterhin auf seinem Sitz durch die Feder 40 geschlossen gehalten. Das Abschaltventil liegt, wie es zu sehen ist stromaufwärts von dem Gasauslaßende des Reglerventils, so daß es nach der Niederdruckabschaltung erneut von Hand geöffnet werden muß durch Entfernen der Schraubkappe 64 und Anheben des Knopfes 62.

Wenn andererseits der Druck in der Auslaßkammer übermäßig hoch wird, beispielsweise auf Grund von Verschleiß des Reglerverschlußelementes, wird die Membran gegen die Kraft der Feder 52 nach oben bewegt, und wenn die Bewegungsgrenze des Betätigungshebels um den Zapfen 94 erreicht ist (beispielsweise durch Anstoßen des Reglerventilelementes 32 an seinen Sitz oder des Kopfes des Betätigungshebels 68 an der Wand der Gaskammer), bringt eine weitere Aufwärtsbewegung der Stange den Auslösehebel um den Zapfen 78 relativ zu dem Betätigungshebel zum Schwenken, die Zugfeder 80 wird ausgedehnt, und wenn die den Zapfen '76 und den Stift 82 verbindende Linie sich auf die andere Seite des Zapfens 78 bewegt, schwenkt der Auslösehebel durch eine Übertotpunkt-Auslösewirkung herum und "unterbricht" somit das Gestänge und die Verbindung zu der Ventilspindel. Der Betätigungshebel 68 schwenkt somit um den Zapfen 94, und das Abschalt-

909840/1089 - /,.*·■ _₁₀_

BAD ORlOlNAL

vent il-Versohluße lerne nt 34 wird durch, die Feder 40 mit einer Schnappwirkung auf.seinen Sitz gedrückt.

Der Regler kann in diesem Fall auch durch Ziehen an dem Knopf 62 (nach Entfernen der Kappe 64) neu eingestellt werden. Dadurch öffnet sich das Abschaltventil und läßt erneut Gas zu der Auslaßkammer und somit zu der Gaskammer strömen. Da jedoch der Regler so hergestellt wurde, daß er auf Grund von übermäßigem Druck abschaltet, was verursacht, daß das Gestänge unterbrochen wird, muß der Knopf (vor dem Anheben) nach unten gedrückt werden, um das Gestänge durch Umkehrung der Übertotpunkt-Aus löse wirkung "wieder herzustellen".

Die Auslaßkammer 15 des Ventilgehäuses steht in Verbindung mit der Gaskammer 48 des Membrangehäuses über ein Rohrstüok 96, das sich durch eine Wand des Ventilgehäuses in einen ringförmigen Raum 98 erstreckt, der in eine Sas ehe 100 führt. Die !Tasche wird durch einen ringförmigen Ansatz begrenzt, dessen offenes Ende einen Sitz 102 für ein Abdichtelement bildet. Das Abdichtelement hat die Form eine-r Scheibe 104, die auf der Buchse 66 gleitet und von dem Sitz 102 fort auf eine Abstützung 105 durch eine Feder 106 gedruckt wird, die gegen einen mit Öffnungen versehenen Flansch 108 der Buchse zurückwirkt. Bei normalem Betrieb wird eine Verbindung über das Rohrstück 96, den ringförmigen Raum 98 an dem Umfangsrand der Scheibe 104 vorbei in die Tasche 100 zwischen dem Sitz 102 und der Scheibe hindurch und durch die öffnungen in dem Flansch 108 hergestellt. Der Raum zwischen dem Umfangsrand der Scheibe und der Wand des

809840/1089

BAD ORIGINAL

-11-

Kanals, in dem. die Scheibe angeordnet ist, bildet eine verengte Öffnung zu der Gaskammer. Wenn die Membran beschädigt wird und ein Leck entwickelt, gelangt Gas von der Auslaßkammer zu der Gaskammer, durch die Membran und über das Entlüftungsventil zur Atmosphäre. Auf Grund der verengten Öffnung wird der Druck auf der Rückseite der Scheibe (d. h. der Druck in der Gaskammer) geringer sein als derjenige auf der Fläche der Scheibe (d. h. stromaufwärts von der Gaskammer), und dieser Druckunterschied neigt dazu, die Scheibe von ihrer Abstützung fort zu ihrem Sitz hin gegen die Kraft der Feder zu bewegen. Wenn

die Strömungsmenge derart ist, daß der Druckunterschiedan dem Abdiohtelement ausreicht, um die Bewegung der Scheibe von ihrer Abstützung fort zu beginnen, wird das Spiel zwisohen der Rückseite der Scheibe und ihrem Sitz 102 verringert, wodurch der Zugang von Gas zu der Kammer noch weiter verringert wird. Infolgedessen fällt der Druck in der Gaskammer weiter ab (da das Gas natürlich immer noch durch die beschädigte Membran hindurchtritt), und der größer werdende Druckunterschied verursacht, daß die Scheibe auf ihrem Sitz zu schnappt. Daraufhin veranlaßt das Fehlen von Gasdruck in der Gaskammer das Verschlußelement 34, die Gaszufuhr für die Niederdruckabschaltung zu unterbrechen, obwohl während des Vorganges der Regler durch den voll geöffneten Zustand gelangt, was unvermeidlich den Auslaßkammerdruok kurzzeitig erhöht. Mit anderen Worten: Im Fall eines Versagens der Membran benimmt sich der Regler, als ob ein gefährlicher Unterdruck in der Auslaßkammer 15 besteht, und die Niederdruckabschaltung oder -auslösung wird durchgeführt.

909840/1089 -12-

OAS

■ Während des normalen Betriebes bestellt ein geringer Strom in die Gaskammer und zurück von ihr in die Auslaßkammer, um Druckänderungen und eine Bewegung der Membran auszugleichen. Das Vorhandensein der verengten Öffnung zwischen den beiden Kammern hat eine dämpfende Wirkung, und verhindert, daß plötzliche Änderungen in der Auslaßkammer unmittelbar auf die Gaskammer übertragen werden, was zu einer unbeabsichtigten Abschaltung der Zufuhr führen könnte. Die Verwendung eines Rohrstükkes 96 verringert weitgehend das Risiko eines Staubdurchtritts, und die geringe Staubmenge, die dort■hindurchtritt, kann sich an der Rückseite der Tasche 100 und am Boden des ringförmigen Raumes 98 absetzen. Die relativen". Abmessungen der Scheibe und der Spielräume und die Festigkeit der Feder hängen von der größe des Reglers und von den auftretenden Betriebsdrücken ab, und bilden für auf dem Gebiet der Technologie erfahrene Konstrukteure keine Schwierigkeit.

Gemäß Fig. 2 der Zeichnung ist in einer abgewandelten Ausführung des Gasdruckregl^rs der vorbeschriebenen Art das federbelastete Entlüftungsventil 50 durch einen herkömmlichen an die Atmosphäre angeschlossenen Stopfen 110 ersetzt worden. Außerdem wurde die Art und Weise abgewandelt, in der die Auslaßkammer 15 mit der Gaskammer 48 in Verbindung steht. Die Buchse 66 wurde erweitert (um die Beseitigung der Abstützung 105 auszugleichen) und ist mit einem ringförmigen Flansch ausgebildet worden, der einen Sitz 112 für daa Abdichtelement bildet. Das Abdichtelement hat die Form einer Scheibe 114r die auf einem Ansatz gleitet, der an der Buchse ausgeformt ist, und wird gegen den Sitz 112 mittels' einer

909840/1089

^₁₃.

Feder 116 gedrückt, die gegen eine mit Öffnungen versehene Abstützung 118 auf der Buchse zurückwirkt. Bei normalem Betrieb wird eine Verbindung zwischen der Auslaßkammer 15 und der Gaskammer 48 über das Rohrstück 96, den. ringförmigen Raum 98, durch Öffnungen 120 in dem Flansch der Buchse und über eine ringförmige Aussparung 121 und durch eine Öffnung 122 in der Scheibe· 114 hergestellt. Die Öffnung ist eine Ablaßbohrung von etwa 1,2 mm Durchmesser und bildet somit eine verengte Öffnung in der Gaskammer*

Die Arbeitsweise des Reglers bei normalem Betrieb und beim Hervorrufen von Niederdruck- und Hochdruckabschaltung oder -auslösung ist dieselbe wie diejenige des vorher beschriebenen Reglers. Wenn jedoch die Membran beschädigt wird und ein Leck entsteht, gelangt Gas von der Auslaßkammer zu der Gaskammer durch die Membran und über den Stopfen zur Atmosphäre hinaus. Auf Grund der verengten Öffnung, die durch die Öffnung 122 gebildet wird, wird der Gasdruck stromaufwärts von der Scheibe, der auf sie über die ringförmige Aussparung 121 einwirkt, größer als der Gasdruck in der Gaskammer, der auf die andere Seite der Scheibe wirkt, und das' führt dazu, daß die Scheibe von ihrem Sitz 112 gegen die Kraft der Feder 116 abgehoben wird. Wenn einmal die Strömungsmenge durch die Öffnung 122 und infolgedessen der Druckunterschied an dem Abdichtelement ausreicht,' um-die Bewegung der Scheibe von ihrem Sitz fort zu beginnen, kann sich Gas aus dem Inneren der Auslaßkammer 15 frei an der Scheibe vorbei bewegen, wodurch der Druck in der Gaskammer auf den hohen Auslösedruck ansteigt (da der Leckverlust duroh die Membran ein falsches Ansprechen auf den tatsächlichen

909840/1089 -14-

Druok in der Auslaßkammer 15 ermöglicht, der über das vorherbestimmte Maximum angestiegen ist)-. Daraufhin wird die Scheibe durch die Feder 116 wieder auf ihren Sitz zurückgeführt, aber das Abschaltventil bleibt unter der Kraft der Feder 40 geschlossen, bis es von Hand wieder eingestellt wird. Natürlich wird der Regler, wenn er wieder neu eingestellt wird, bevor eine neue Membran eingesetzt worden ist, sofort wieder abschalten. Wie in dem Fall des vorher beschriebenen Reglers hängen die relativen Abmessungen der Scheibe und der Ablaßbohrung und die Festigkeit der Feder von der Größe des Reglers und von den auftretenden Betriebsdrücken ab und bilden keine Schwierigkeit für auf dem Gebiet der Technologie erfahrene Konstrukteure. Es wird ersichtlich sein, daß der Vorteil einer "Hochdruckabschaltung¹¹ darin besteht, daß die Membran nicht relativ langsam durch die weit geöffnete Reglerstellung fallen muß, bevor die Abschaltung erfolgt. Die Abschaltung wird mit einer Schnappwirkung durchgeführt. Es ist jedoch eine sorgfältige Konstruktion erforderlich wegen der anhaftenden Neigung des Reglers, den Druck in der Auslaßkammer einzustellen, bevor der übermäßige Druck darin die erforderliche "Hochdruckabschaltung" hervorrufen kann.

Gemäß Fig. 3 ist in einer abgewandelten Ausführung des soeben beschriebenen Reglers der Sitz 112 mit einer ringförmigen Sitzfläche 124 ausgestaltet, die einen beträchtlich geringeren Durchmesser hat als dieje- " nige der Scheibe 114· Auf diese Weise hat das Abdichtelement die Eigenschaft eines sogenannten Differentialventils, indem es,... wenn es einmal veranlaßt wurde zu öffnen, um den uneingeschränkten Gasstrom von der Aus-

90 9840/1 0 8,9 ■ i_C

■ -15-

laßkammer 15 zu der Gaskammer 48 zu ermöglichen,, vollständig offen "bleibt, "bis eine ."Hochdruckauslösung" auf. Grund .des vergrößerten Bereiches der Scheibe eingetreten, ist, der unbedeckt bleibt, wenn es öffnet. Ein solches Ventil fliegt plötzlich auf} Leckverlust von Gas um dieses Ventil herum kann nicht stattfinden. Diese Eigenschaft kann wegen der Tatsache notwendig sein, daß abweichend von- dem Abdichtelement des Reglers gemäß Pig» 1 dieser nicht "selbsterregend" ist. Mit anderen Worten: Das Öffnen des Abdichtelementes zum bewirken einer "Hochdruckauslösung" in.den mit Bezug auf Figo 2 beschriebenen Reglern erhöht nicht den Zustand, der das Öffnendes Abdichtelementes verursacht. (Es wird daran erinnert, daß ein Schließen des Abdichtelementes zum Hervorrufen einer "Hiederdruckauslösung" in dem in Fig» I dargestellten Regler den Zustand erhöht, der das Schließen verursacht) .

Gemäß Figt 4 ist in einer weiteren Abwandlung des in Verbindung mit Fig· 1 beschriebenen Reglers ein Abdichtelement vorgesehen, von dem angenommen wird, daß es die Vorteile der vorherbeschriebenen Anordnungen mit "Niederdruckauslösung¹¹ und "Hochdruckauslösung" vereint. Bei dieser Abwandlung wurde die Scheibe 104 durch ein Paar ringförmige Ventilelemente 126 und 128 ersetzt, die einander berühren, wie es gezeigt ist, und die auf den Strom ansprechende und auf den Druck ansprechende Mittel bilden. Die Feder 106 wirkt gegen das Element 128, das wiederum gegen das Element 126 wirkt, und unter normalen Bedingungen sitzt das letztere auf der Abstützung 105 auf. Wie bei dem in Fig, 1 dargestellten Hegler bildet der Zwischenraum zwischen dem Umfangsrand des Elementes

90 9840/1089

126 und der Wand des Kanals, in dem es angeordnet ist, eine verengte Öffnung für die Gaskammer, und infolgedessen erzeugt ein Leckverlust von Gras, aus der Gaskammer, der durch, eine Beschädigung der Membran entsteht, einen Druckunterschied an dem Abdichtelement. Wenn die Strömungsmenge derart ist, daß dieser Druckunterschied ausreicht, um eine Bewegung des Elementes 126 von seiner Abstützung fort zu beginnen, wird das Spiel zwischen ihm und dem Sitz. 102 verringert, um den Gasstrom zu der Gaskammer noch weiter zu beschränken. Infolgedessen schnappt das Element 126 gegen den Sitz zu, und der Gasdruck in der Gaskammer beginnt zu fallen (auf Grund des · Leckverlustes durch die Membran). Es besteht daher ein falsches Ansprechen des Reglers in sofern, als das Verschlußelement 32 anfänglich öffnet, um dem Druck in der Auslaßkammer die Möglichkeit' zu geben anzusteigen. Bevor jedoch dieses Verschlußelement sich relativ langsam durch seine voll geöffnete Stellung bewegt hat, damit ihr eine simulierte "Kiederdruckauslösung" folgt, kann der gegen das Ventilelement 128 wirkende Gasdruck dieses gegen die Kraft der Feder von seiner Anlage an dem Ventilelement 126 abheben. Wenn es abgehoben ist, bietet das Ventilelement 128 einen größeren Bereich für den Gasdruck in der Auslaßkammer 15, als wenn es gegen das Element 126 wirkt. Infolgedessen schnappt es nach Art und Weise eines Differentialventils nach einem kurzen Zeitraum auf, während dessen der Druck in der Auslaßkammer auf irgendeinen vorherbestimmten Druck angestiegen ist, der etwas über demjenigen liegt, bei dem die normale "Hochdruckauslösung" erfolgt.

909840/10» 9. _₁₇_

* " Somit wird ersichtlich sein, daß eine bestimmte Menge von G-asleokverlust durch eine beschädigte Membran einen Hochdruokzustand in der Auslaßkammer 15 hervorruft (natürlich keinen gefährlich hohen Druck, sondern nur einen Druck etwas über dem Druck, bei dem eine Hochdruckauslösung normalerweise erfolgt). Da dieser Zustand durch eine auf den Strom ansprechende Vorrichtung hervorgerufen wird, die selbsterregend ist, wie es vorher beschrieben· wurde, kann er so gewählt werden, daß er plötzlich und in entscheidender Weise bei einer bestimmten Strömungsmenge auftritt, die nur geringfügig größer ist als die Strömungsmengen zu und von der Gaskammer, die die Steuerung des Reglers bei normalem Betrieb bewirken. Da-außerdem die Auslösewirkung, die hervorgerufen wird, eine "Hochdruckauslösung" ist und mit einer Schnappwirkung erfolgt, die in direkter Abhängigkeit von einem vorherbestimmten Druck erfolgt, kann sie so bestimmt werden, daß sie bei einem besonderen und vorherbestimmten Druck eintritt und nicht notwendig macht, daß das Verschlußelement sich relativ langsam durch die weite Öffenstellung bewegt, die dem Druck in der Ausl'aßkammer die Möglichkeit geben würde anzusteigen, wenn auch nur kurzzeitig. Im Gegensatz, dazu wird das Abschaltventil veranlaßt zuzuschnappen, bevor sich ein gefährlich hoher Druck in der Auslaßkammer aufbauen kann. .

Es hat sich herausgestellt, daß. es .möglich ist, einen Regler mit den Merkmalen der Erfindung herzustellen, der in Abhängigkeit von sehr geringen Mengen eines Membranleckverlustes abschaltet, und obwohl ein Versagen der Membran sehr selten ist, gibt es diese Möglichkeit,

909840/1089 ' ~¹⁸-

seibat wenn die Membran aus den besten verfügbaren terialien hergestellt wird. Es kann offensichtlich, sehr ernste Folgen haben. Auf Grund seiner einfachen und widerstandsfähigen Konstruktion und seiner Zuverlässigkeit bei langer Betriebsdauer, wird angenommen, daß ein Regler mit den Merkmalen gemäß der Erfindung möglicherweise in einer Hausgasversorgungsanlage eingebaut wer-rden kann, ohne daß für einen Rohrlepkverlust aus Türen gesorgt werden muß, insbesondere da er so konstruiert werden kann, daß er in Abhängigkeit von sehr kleinen und daher unschädlichen Leckverlusten abschaltet, Es hat sich herausgestellt, daß ein Regler gemäß der Erfindung Resultate ergibt, die vorher nie erzielt wurden.

Es wird natürlich bemerkt werden, daß viele weitere Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne vom Bereich der Erfindung abzuweichen. So könnte beispielsweise der Auslösehebel fortgelassen, die Stange 72 direkt an dem Betätigungshebel angelenkt und irgendein anderes Mittel vorgesehen werden, um das Ventil beim Auftreten von übermäßigem Druck in der Gaskammer abzuschalten (der entweder durch übermäßigen Druck in dem Auslaß hervorgerufen wird oder sich aus einem Versagen der Membran ergibt). Außerdem wird verständlich sein, daß das leglerventil-Verschlußelement und das Abschaltventil-Verschlußelement nicht unbedingt auf einer gemeinsamen Spindel oder sogar koaxial angeordnet sein müssen. Ähnlich muß das Abdichtelement nicht ringförmige Gestalt aufweisen, die die Buchse umgibt, durch die sich die Steuerspindel erstreckt. Es könnte beispielsweise an einer Seite der Spindel angeordnet werden. Es wird auch

909840/1089 _; ' ί -M' _₁₉_

verständlich sein, daß im Pail eines Druckreglers mit einem Abdichtelement in Form eines Paares von Ventilelementen diese nicht unbedingt einander berühren müssen. Beispielsweise könnte das auf den Strom ansprechende Ventilelement die Form eines ringförmigen Elementes aufweisen und die Buchse umschließen, durch die sich die Steuerspindel erstreckt, ähnlich wie es in Fig. 1 gezeigt ist, während das auf den Druck ansprechende Ventilelement an einer Seite der Spindel angeordnet werden könnte Die Arbeitsweise der Vorrichtung würde jedoch dieselbe sein, wie sie vorher beschrieben wurde.

909840/1089 -20-

Claims

Pate nt an s ρ r üeh. e : ■-■-. --*

• V1 * Gasdruckregler mit einem G-äBeinlaß, ^:einem* aus laß-, einem· zwischen dem. Einlaß und dem Auslaß angeordneten Reglerventil, einer nachgiebigen-Membran, auf' d^ie' · Gasdruck in dem Auslaß einwirkt, der .mit einer Gaskam-r-'·■ mer in Verbindung steht, einer auf die Membran gegen den Gasdruck einwirkenden Feder., einer mit der Membran, verbundenen Betätigungsspindel zum Steuern des Reglerven-^ -tils, einem stromaufwärts sowohl-von dem Gasauslaß als; ' auch von der· Gaskammer angeordneten Abschaltventil-- und ■ auf den Strom-ansprechenden Mitteln zum Hervorrufen, · daß das Abschaltventil geschlossen wird, wenn ein Gasstrom in die Gaskammer hinein eine, vorherbestimmte Menge überschreitet, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Strom ansprechenden Mittel (.104; 114? 126, 128)* zwischen dem Gasauslaß (14) und der Gaskammer (48) angeordnet sind.

.2 ο Gasdruckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschaltventil (24, 34) stromaufwärts von dem Reglerventil (22, 52) angeordnet ist. .

3. Gasdruckregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußelemente (24; 22) des Abschaltventils und des Reglerventils koaxial auf einer gemeinsamen Betätigungsspindel (30) angeordnet sind, ...... die mit dem Steuermechanismus verbunden ist.

4* Gasdruckregler nadi einem der vorhergehenden . Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß, die auf den Sti*οία ansprechenden Mittel ein Abdiöhteiement in, Pörm eiher

90 9S40/ i Oii . ■ -at-

Scheibe (104; 114) einschließen, das auf den Strom zwisohen dem G-asauslaß (14) und der Gaskammer (48) ansprechend gemacht wird, indem es einen Druckunterschied an sich aufweist, der zu der Strommenge proportional ist, wobei Gas in die Gaskammer (48) durch eine verengte Öffnung eingelassen wird.

5. Gasdruckregler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (104; H4), die das Abdichtelement bildet, eine Buchse (66) umgibt, durch die sich die Betatigungsspindel (30) zwischen der Membran (44) und dem Reglerventil-Verschlußelement (22) erstreckt.

6. Gasdruckregler nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die verengte Öffnung durch eine Öffnung (122) in der Scheibe (114) selbst gebildet wird.

7. Gasdruckregler nach einem der'Ansprüche 4-6, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Strom ansprechenden Mittel (104j 114) so angeordnet sind, daß, wenn der Gasstrom in die Gaskammer (48) die vorherbestimmte Menge übersteigt, Gas mit dem Druck im Gasauslaß (14) in die Gaskammer (48) in einer Menge eingelassen wird, die nicht durch die verengte Öffnung beschränkt ist, wodurch verursacht wird, daß eine "Hochdruckabschaltung" bewirkt wird.

8. Gasdruckregler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdichtelement (104? 114) die Eigenschaften eines Differentialventile hat, da es, wenn es durch einen Gasdruok in dem Gasauslaß (14) geöffnet wor-

909840/1089 -22-

den ist, dem Gasdruck einen größeren Bereich, darbietet, als wenn es geschlossen ist.

9. G-asdruckregler nach. Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Strom ansprechenden Mittel (104; 114) so angeordnet sind, daß, wenn der Gasstrom in die Gaskammer (48) die vorherbestimmte Menge übersteigt, eine Verbindung zwischen dem Auslaß (14) und der Gaskammer (48) vollkommen abgeschaltet wird, so daß, wenn Gas weiterhin durch die beschädigte Membran (44) hindurchtritt, eine "Hiederdruckabschaltung" erfolgt.

10. Gasdruckregler nach, einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den auf den Strom ansprechenden Mitteln (126, 128) zwischen dem Gasauslaß (14) und der Graskammer (48) auf einen Druck ansprechende Ventilmittel (126, 128) angeordnet sind, die auf einen Druck ansprechen, der etwas größer ist als der Druck, bei dem eine "Hochdruckabschaltung" erfolgt, wobei die Anordnung derart ist, daß, wenn die Menge des Gasstromes in die Gaskammer (48) die vorherbestimmte Menge übersteigt, eine Verbindung zwischen dem Auslaß (40) und der Gaskammer (48) anfänglich vollkommen abgeschaltet wird, so daß, wenn Gas weiterhin durch die beschädigte Membran (44) hindurchtritt, der Druck in dem Gasauslaß (14) anfänglich erhöht wird, woraufhin dann die auf den Druck ansprechenden Ventilmittel (126, 128) geöffnet werden, so daß Gas mit dem Druck in dem Gasauslaß (14) dann in die Gaskammer (48) in einer unbeschränkten Menge eingelassen wird, __vum zu verursachen, daß eine "Hochdruckabschaltung" hervorgerufen wird.

909840/1089 -23-

1to Gasdruckregler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die auf den Druck ansprechenden Ventilmittel (126, 128) die Eigenschaften eines Differentialventils, nahen, da, wenn das Ventil durch einen Gasdruck in dem. Gasauslaß (H) geöffnet worden ist, es" dem GaS-druck einen größeren Bereich" darbietet, als wenn es geschlossen ist.. ■ ■ ..

12. Gasdruckregler nach einem der Ansprüche TO oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Strom ansprechenden Mittel und die auf den Druck ansprechenden Mittel jeweils durch Ventilelemente (126, 128) gebildetwerden, die· aufeinander aufliegen. " '

13· Gasdruckregier nach Anspruch Ϊ2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilelemente (126, 128) ringförmig sind und eine Buchse (66) umgehen, durch die' sich die Betätigungsspindel (30) zwischen der Membran" (44) und dem Reglerventil-Verschlußelement (22) erstreckt.

14· Gasdruckregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,^: daß die Verbindung zwischen der Membran (44) und der Betätigungsspindel -■■ (30) ein'durch eine Feder (80) belastetes Gestänge (68, 70, 72) einschließt, das die Verbindung mittels einer tJbertotpunlet-Auslösewirkuhg des Gestänges "unterbrechen¹' kann, wenn der auf die Membran (44) wirkende Druck eine vorherbestimmte obere Grenze übersteigt, wobei die Ah- Ordnung derart ist, daß beim Auslösen des Gestänges das Abschaltverschlußelement (24) "bewegt wird» -um die Ab^ sehaltöffnung zu schließen. - ·

90 9 8 40 /

BAD ORIGINAL