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Verfahren und Vorrichtung zum Prüfen der
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Dichtigkeit von Ventilen Die Erfindung betrift ein Verfahren zum
Prüfen der Dichtigkeit der Ventile in Regelstrecken für gasförmige Medien, insbesondere
für Gasfeuerungsanlagen, bei dem der in einem zwei Ventile miteinander verbindenden
Leitungsabschnitt bei geschlossenen Ventilen herrschende Druck des Mediums überwacht
und in Abhändigkeit von den Druckverhältnissen ein für den Betriebszustand charakteristisches
Signal erzeugt wird.
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Bei Gasfeuerungsanlagen besteht die Gefahr, daß bei abgesperrter Gasleitung
durch ein undichtes Ventil in den abgeschalteten Brenner Gas einströmt und im Brennraum
ein explosives
Gemisch bildet, das beim Starten des Brenners zu
Explosionen führen kann. Um diese Gefahr auszuschalten, ist es bekannt, in der zum
Brenner führenden Gasleitung zwei Ventile hintereinander anzuordnen, welche ggf.
zugleich der Regelung der Gaszufuhr zum Brenner dienen, und den Druck im Leitungsabschnitt
zwischen diesen beiden Ventilen zu iiberwachen. Bei Schließen der Ventile herrscht
in diesem Leitungsabschnitt im wesentlichen der Betriebsdruck des zugeführten Gases.
Ist das stromabwärts gelegene, dem Brenner vorgeschaltete Ventil undicht, so daß
Gas in den Brennraum einströmen kann, fällt der Druck in dem Leitungsabschnitt zwischen
den beiden geschlossenen Ventilen ab. Unterschreitet der Druck einen vorgegebenen
Wert, wird ein einen St(3rfall anzeigendes Signal ausgelöst. Dieses bekannte Verfahren
hat den Nachteil, daß der Druck in dem Leitungsabschnitt vom Betriebsdruck des Gases
abhängig ist und daher dieser Betriebsdruck bei der Erzeugung des den Störfall anzeigenden
Signales berücksichtigt werden muß. Weiterhin ist die Größte des Druckabfalles von
der Zeitdauer seit dem Absperren des Leitungsabschnittes abhängig und bildet insofern
keine in allen Fällen zuverlässige Größe.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Genauigkeit und Zuverlässigkeit
dieses Verfahrens zur DichtigkeitprXifung zu erhöhen.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Druck
in dem Leitungsabschnitt durch Zuführen des abgesperrten Mediums mit vorgegebener
kleiner Förderleistung erhöht und ein die Betriebsbereitschaft anzeigendes Signal
nur dann erzeugt wird, wenn ein vorgegebener Druck, der über dem Betriebsdruck des
abgesperrten Mediums liegt, erreicht wird.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also zum Zwecke der Dichtigkeitsprüfung
dem Leitungsabschnitt das abgesperrte Medium mit geringer Förderrate zugeführt,
so daß sich darin bei dichten Ventilen ein Überdruck aufbauen kann, der einen vorgegebenen
Druck überschreitet. Dieser vorgegebene Druck kann so gewählt werden, daß er bei
der vorgegebenen Pörderleistung der Pumpe nicht erreicht wird, wenn ein Ventil ein
unzulässiges Leck aufweist, weil durch dieses Leck schon vorher ebensoviel Gas abfließt
wie von der Pumpe zugeführt wird. Dadurch wird die Prüfung vom Betriebsdruck des
Mediums völlig unabhängig. Ein besonderer Vorteil besteht bei diesem Verfahren noch
darin, daß nicht nur das Ausgangsventil der Regelstrecke überprüft wird, sondern
auch das Eingangsventil, weil in dem Leitungsabschnitt zwischen den beiden Ventilen
ein Überdruck aufgebaut wird, so daß durch ein undichtes Eingangsventil das Medium
auch in die unter Betriebsdruck stehende Leitung abfließen kann.
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Um dann, wenn der vorgegebene Druck nicht erreicht wird, definierte
Betriebszustände herzustellen, sieht eine Ausführungsform der Erfindung vor, daß,
wenn der vorgegebene Druck nicht in einem vorgegebenen Zeitintervall nicht erreicht
wird, ein einen Störfall anzeigendes Signal erzeugt wird.
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Bei diesem Verfahren ist weiterhin von Vorteil, daß die Erzeugung
des Störsignales von der Dauer unabhängig ist, während welcher der Leitungsabschnitt
abgesperrt ist. Auch besteht die Möglichkeit, bei länger dauernden Absperrintervallen
die Dichtigkeitsprüfung wiederholt vorzunehmen.
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Insbesondere kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung bei Gasfeuerungsanlagen
die Zufuhr des Gases zu dem Leitungsabschnitt vor jedem Brennerstart ausgelöst und
ein dann
ggf. ausgelöstes, einen Störfall anzeigendes Signal zum
Verhindern des Brennerstartes benutzt werden. Auf diese Weise wird eine besonders
hohe Sicherheit beim Betrieb von Gasfeuerungsanlagen erreicht.
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Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zur Durchführung
des vorstehend beschriebenen Verfahrens. Wie bekannte Vorrichtungen weist auch diese
Vorrichtung einen Druckwächter, der an einen Leitungsabschnitt angeschlossen ist,
der zwei Ventile einer Regelstrecke für gasförmige Medien miteinander verbindet,
und einen mit dem Druckwächter gekoppelten Signalgeber auf. Nach der Erfindung ist
an den Leitungsabschnitt die Druckseite einer Pumpe vorbestimmter kleiner Förderleistung
angeschlossen, deren Saugseite mit einer der Regelstrecke das Medium zuführenden
Leitung verbunden ist, und es wird das die Betriebsbereitschaft anzeigende Signal
von dem mit dem Druckwächter gekoppelten Signalgeber bei Erreichen eines vorgegebenen
Druckes erzeugt. Darüber hinaus kann ein einen Störfall anzeigendes Signal von einer
Steuereinheit mit einem Zeitgeber erzeugt werden, der jeweils zusammen mit der Pumpe
eingeschaltet wird und die Erzeugung eines Störsignales am Ende eines vorgegebenen
Zeitintervalles auslöst, wenn nicht der mit dem Druckwächter gekoppelte Signalgeber
zuvor das Erreichen des über dem Betriebsdruck des gasförmigen Mediums liegenden
vorgegebenen Druckes in dem Leitungsabschnitt anzeigt.
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Eine solche Vorrichtung läßt sich mit einfachen Mitteln aufbauen.
Zeitgeber stehen heute in Form integrierter Schaltungen zur Verfügung, und es genügen
wenige Schalter, um von dem Signal des Zeitgebers und des Druckwächters das een
Störfall anzeigende Signal abzuleiten oder aber statt dessen ein Freigabesignal
zu erzeugen.
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Um eine genau definierte Förderleistung der Pumpe zu erreichen, kann
vorteilhaft der Pumpe eine die Förderleistung begrenzende Drossel vorgeschaltet
sein. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Pumpe mit einem gedrosselten Bypass
versehen und der Pumpe ein Absperrventil vorgeschaltet ist.
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Auf diese Weise ist es möglich, nach jeder Dichtigkeitsprüfung über
den Bypass einen verzögerten Druckausgleich zwischen der Zulaufleitung und dem abgesperrten
Leitungsabschnitt herzustellen. Das Absperrventil sorgt nach dem Druckausgleich
dafür, daß die Verbindung zwischen dem unter Betriebsdruck stehenden Medium und
dem Leitungsabschnitt wieder unterbrochen wird. Insbesondere kann das Absperrventil
zwischen Drossel und Pumpe angeordnet sein.
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Bei einer bevorsugten Ausführungsform der Erfindung ist die Pumpe
als Membranpumpe mit Schwinganker-Antrieb ausgebildet.
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Eine solche Pumpe ist sehr zuverlässig und hat zugleich einen sehr
einfachen Aufbau. Insbesondere kann dabei der Schwinganker an beiden Enden einer
ihn umgebenden Magnetspule mittels vorgespannter Schraubendruckfedern abgestützt
sein, deren entgegengesetzt gerichteten Kräfte die Gleichgewichtslage des Schwingankers
bestimmen. Der besondere Vorteil einer solchen Pumpe besteht nicht nur in ihrem
sehr einfachen Aufbau, der bei Erregung der Spule mit Wechselstrom keiner zusätzlichen
Steuerungsmittel bedarf, sondern auch darin, daß durch Einstellen der Schraubendruckfedern
die Gleichgewichtslage des Schwingankers auf die Mittelstellung der Membran sowie
auch der Ankerhub leicht einstellbar sind. Zo diesem Zweck können vorteilhaft die
am Schwinganker angebrachten Widerlager für die Schraubendruckfedern in Längsrichtung
des Schwingankers verstellbar sein. Weiterhin kann vorteilhaft die Magnetspule in
der Bewegungsrichtung
des Schwingankers verstellbar sein. Auf diese
Weise lassen sich alle Fertigungstoleranzen leicht ausgleichen und die Förderleistung
der Membranpumpe in Verbindung mit der vorgeschalteten Drossel an die jeweiligen
Betriebsverhältnisse einer speziellen Anlage genau anpassen.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthalt die Steuereinheit
ein Relais mit einem Ruhekontakt, der sich in einer das einen Störfall anzeigende
Signal führenden Leitung befindet, und es ist der Druckwächter mit dem Anker dieses
Relais unmittelbar mechanisch derart verbunden, daß der Druckwächter den Anker bei
Erreichen des vorgegebenen Druckes in die Arbeitsstellung bringt. Außerdem weist
dieses Relais einen Selbsthaltekontakt auf.
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Durch die unmittelbare Verbindung zwischen Druckwächter und Relais
werden zusätzliche Schalter zum Erregen eines solchen Relais eingespart. Der Ruhekontakt
dieses Relais sorgt dafür, daß an einer entsprechenden Ausgangsklemme der Steuereinheit
ein den Störfall anzeigendes Signal anliegt, so lange das Relais nicht angezogen
hat. Wird dagegen der vorgegebene Überdruck innerhalb des vorgegebenen Zeitintervalles
erreicht, wird das Relais von dem Druckwächter mechunisch in seine Arbeitsstellung
gebracht, wodurch der das (len Störfall anzeigende Signal übertragende Schalter
geöffnet wird, während der Selbsthaltekontakt dafür sorgt, daß nuch nach Beendigung
des vorgegebenen Zeitintervalles das Relais in der Arbeitsstelung bleibt und weiterhin
die Erzeugung des einen Störfall anzeigenden Signales verhindert.
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Um zu gewährleisten, daß das Relais bei Erreichen des vorgegebenen
Druckes zuverlässig umgeschaltet wird, kann mindestens der Selbsthaltekontakt des
Relais als Schnappkontakt ausgebildet sein. Ein Schnappkontakt , wie er ähnlich
auch in Mikroschaltern enthalten ist, gewährleistet ein plötzliches Umschalten,
wenn das den Schaltkontakt betätigende Glied eine genau definierte Stellung erreicht
hat. Der plötzlich schließende Selbsthaltekontakt bewirkt ein schlagartiges Umschalten
des Relais von der Ruhestellung in die Arbeitsstellung und gewährleistet somit auch
ein zuverlässiges Schließen anderer Kontakte im Umschaltzeitpunkt.
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Zum Erreichen definierter Schaltzustände kann es weiterhin zweckmäßig
sein, den Selbsthaltkontakt als vor den anderen Kontakten schließender Kontakt auszubilden.
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Um auch hier bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtungen
Fertigungstoleranzen ausgleichen zu können, kann der Stößel des Druckwächters mit
dem Anker des Relais über eine einstellbare, gefederte Hebelverbindung gekoppelt
sein.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann mit dem Stößel des Druckwächters
ein Zeiger gekoppelt sein. Ein solcher Zeiger ermöglicht es, den jeweiligen Druckzustand
in dem zwischen den beiden Ventilen angeordneten Leitungsabschnitt visuell zu überwachen.
Damit ist unabhängig von dem jeweiligen Prüfvorgang die Möglichkeit gegeben, den
augenblicklichen Druckzustand in dem abgesperrten Leitungsabschnitt festzustellen
und zu erkennen, wenn im Verlauf eines lange ren Absperrintervalles der Druck in
dem Leitungsabschnitt abfällt. Ferner läst der Zeiger erkennen, wie schnell der
Druckanstieg bei einem Prüfvorgang in dem abgesperrtem
Leitungsabschnitt
erfolgt. Damit ergeben sich vielfalti Möglichkeiten der Funktionskontrolle.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Zeiger
als zweiarmiger Hebel mit einem kurzen Antriebbssrm und einem langen Zeigerarm ausgebildet,
dessen Antriebsarm sich im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Stößels
erstreckt und mit dem Stößel über eine Stift-Schlitz-Verbindung in Eingriff steht.
Eine solche Anordnung ist außerordentlich einfach und bedarf außer dem Zeiger keiner
zusätzlichen Bauteile. Ein solcher Zeiger lifist sich aaher auch in kleinen kompakten
Vorrichtungen nach der Erfindung unterbringen, bei denen alle Bauelemente zu einer
Baueinheit vereinigt sind.
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Eine bevorzugte Ausführungsform einer solchen Baueinheit weist einen
Grundkörper mit einem Labyrinthsystem auf, das alle Leitungen für das gasförmige
Medium mit darin integrierten Drosseln sowie Kammern für die Membranpumpe, den Druckwächter
und das Absperrventil umfaßt. Die Antriebs-, Schalt- und Anzeigeeinrichtungen einschließlich
einer gegedruckten Schaltung der Steuereinrichtung sind auf diesem Grundkörper aufgebaut.
Für einen solchen Aufbau der Baueinheit ist es besonders vorteilhaft, wenn der Schwinganker-Antrieb
der Membranpumpe, der Stößel des Druckwinehters nd auch der Antrieb des Absperrventiles
achsparallel aus der gleichen Seite des Grundkörpers herausragen und die Antriebs-,
Schalt- und Anzeigeeinrichtungen alle an dieser gleichen Seite des Grundkörpers
angeordnet sind.
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Ein besonaers vorteilhafter, weil einfacher und platzsparender Aufbau
des Absperrventiles ergibt sich dadurch, daß das in einer Kammer des Grundkörpers
angeordnete Verschlußstück des Absperrventiles an seiner dem Ventilsitz gegenüberliegenden
Seite von einer Schraubendruckfeder belastet und am Ende eines den Ventilsitz durchdringenden
und aus dem Grundkörper herausragenden Stößels angebracht ist, dessen Ende dem Anker
eines Antriebsmagneten gegenübersteht. Auch hier kann zum Einstellen des Ventilhubes
und damit zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen der Antriebsmagnet in Richtung
des Stößels verstellbar sein.
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Wie bereits erwähnt, soll auf dem Grundkörper der Baueinheit auch
die gedruckte Schaltung der Steuereinrichtung aufgebaut sein. Die Platine dieser
gedruckten Schaltung wird vorteilhaft parallel zum Stößel des Absperrventiles angeordnet.
Es ist dann möglich, den Antriebsmagneten für das Absperrventil unmittelbar auf
dieser Platine anzubringen. Weiterhin kann diese Platine auch das mit dem Druckwächter
gekoppelte Relais tragen. Zum Verstellen des Antriebsmagneten in Richtung des Stößels
des Absperrventils kann die ganze Platine gegenüber dem Grundkörper verstellbar
sein. Dabei besteht weiterhin die Möglichkeit, daß der Anker des Antriebsmagneten
zusätzlich mit auf der Platine befestigten Schaltern der Steuereinheit in Eingriff
steht. Der Antriebsmagnet für das Absperrventil kann in besonders einfacher Weise
von einem Relais gebildet werden, das von der gleichen Art ist wie das mit dem Druckwächter
gekoppelte Relais.
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Das Labyrinthsystem des Grundkörpers kann vorteilhaft Leitungsanschlüsse
für das einströmende und ausströmende, gasförmige Medium aufweisen, die in einer
gemeinsamen Anschlußfläche
münden. Diese Anordnung der Leitungsanschliisse
macht es möglich, die erfindungsgemäße Vorrichtung unmittelbar mit einer Baueinheit
zu verbinden, welche die beiden zu überwachenden Ventile mit dem diese Ventile verbindenden
Leitungsabschnitt enthält und die eine Anschlußfläche mit angepaßten Leitungsanschlüssen
aufweist. Dadurch entfall die Herstellung von Rohranschlüssen zwischen der zu ilberwachenden
Regelstrecke und der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Pür den Fall, daß die erfindungsgemäße
Vorrichtung in Anlagen Anwendung finden soll, in denen keine solche nngepaßte Baueinheit
vorhanden ist, kann jedoch der Anschlußfläche eine Adapterplatte mit Schraubstutzen
fiir Anschlußleitungen zugeordnet sein.
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Die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung lFi.ßt sieh weiterhin
dadurch besonders einfach gestalten, daß die Steuereinheit mit Anschlußklemmen versehen
wird, die ihr Einschalten in die Steuerleitungen zwischen Brenner und Wärmeerzeuger
einer Gasfeuerungsanlage gestatten. Zweekmi.ßip werden zu diesem Zweck die Anschlußklemmen
mit Stecken versehen, die einerseits mit dem Kesselstecker und andererseits mit
dem Brennerstecker verbindbar sind, die bei Fehlen der erfindungsgemäßen Vorrichtung
unmittelbar zusammengefgt sind.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnun dargestellten
Ausführungsbeispielses naher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und
der Zeichnung Z$J entnehmenden Merkmale können bei anderen Ausfiihrungsformen der
Erfindung einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination Anwendung
finden. Es zeigen
Fig. 1 das Prinzipschaltbild einer Regelstrecke
mit einer Vorrichtung nach der Erfindung zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 2 das Schaltbild der Steuereinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Pig.
3 ein Schaltbild, welches das Einschalten der Steuereinheit in die Steuerleitungen
zwischen Brenner und Wärmeerzeuger einer Gasfeuerungsanlage veranschaulicht, Fig.
4 die Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei
der alle Bauteile zu einer Baueinheit vereinigt sind, Fig. 5 einen Schnitt längst
der Linie V-V durch die Vorrichtung nach Fig. 4, Fig. 6 einen Schnitt längst der
Linie VI-VI durch die Vorrichtung nach Fig. 4 und Fig. 7 eine Draufsicht auf die
Vorrichtung nach Pig. 4.
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Fig. 1 veranschaulicht den Aufbau der Regelstrecke einer Gasfeuerungsanlage,
bei der sich in einer das Gas führenden Leitung 1 hintereinander geschaltet zwei
Magnetventile 2 und 3 befinden, die durch einen Leitungsabschnitt 4 miteinander
verbunden sind, in dem sich noch ein Regler 5 befindet. Um die Dichtigkeit der Ventile
2 und 3 zu überwachen, ist an den Leitungsabschnitt 4 über eine Leitung 6 ein Druckwächter
7 angeschlossen, der bei Erreichen eines vorgegebenen
Druckes einen
Schaltkontakt R 1,2 einer in Fig. 1 nicht näher dargestellten Steuereinheit betätigt.
Brfindungsgemnß steht mit dem Leitungsabschnitt 4 über die Leitung 6 die Druckseite
einer Pumpe 8 in Verbindung, deren Saugseite über ein Absperrventil 9 und eine Drossel
10 mit der das Gas der Regelstrecke zuführenden Leitung 1 verbunden ist. Die Pumpe
8 ist noch mit einem gedrosselten Bypass 11 versehen.
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Beim Betrieb einer Gasfeuerunganlage wechseln Phasen miteinander ab,
in denen sich der Brenner in Betrieb befindet bzw. stillgesetzt ist. Bei stillgesetztem
Brenner sind die Ventile 2, 3 geschlossen. Sind diese Ventile undicht, besteht die
Gefahr, daß dem stillgesetzten Brenner Gas zugeführt wird, das zur Bildung eines
explosiven Gemisches im Brennraum führen kann, mit der Folge, daß es beim Einschalten
des Brenners zur Explosion dieses Gemisches kommt. Daher ist eine Überwachung der
Dichtigkeit der Ventile 2, 3 notwendig.
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zum Zweck dieser Prüfung
das normalerweise geschlossene Absperrventil 9 geöffnet und die Pumpe 8 eingeschaltet,
die von der Eingangsleitung 1 dem Leitungsabschnitt 4 Gas zuführt. Dadurch wird
Druck im Leitungsabschnitt 4 erhöht. Erreicht der Druck einen vorgegebenen Wert,
bewirkt der Druckwächter 7 das Umschalten des Kontaktes R 1,2 und löst dadurch ein
Freigabesignal für den Brennerstart aus. Ist wenigstens eines der Ventile 2, 3 undicht,
wird der Druckanstieg begrenzt oder findet überhaupt nicht statt. Daher ist der
Druck, welcher nach Einschalten der Pumpe 8 aufgebaut wird, ein ;ß für die Dichtigkeit
der Ventile 2, 3. Zusaätzlich wird von der in Fig. 1 nicht näher dargestellten Steuereinheit
die
Laufzeit der Pumpe 8 überwacht. Es wird ein Störsignal ausgelöst,
wenn vorgegebene Druck nicht erreicht wird, also der Schaltkontakt R 1,2 vom Druckwächter
7 nicht betätigt wird. In diesem Fall kommt es nicht zur Erzeugung eines Freigabesignales,
sondern eines Signales, welches das Vorliegen eines Störfalles anzeigt. Bei Erreichen
des vorgegebenen Druckes wird die Pumpe 8 abgeschaltet. Das Absperrventil 9 wird
erst eine gewisse Zeitspanne nach Abschalten der Pumpe 8 geschlossen, so daß über
den Bypass 11, das Absperrventil 9 und die Drossel 10 ein Druckausgleich zwischen
der Leitung 1 und dem Leitungsabschnitt 4 stattfinden kann. Für den Fall, daß der
vorgegebene Druck nicht erreicht wird, wird die Pumpe 8 am Ende eines vorgegebenen
Zeitintervalles abgeschaltet, wobei die Störmeldung jedoch aufrechterhalten wird
und diese Abschaltung lediglich ein unnötiges Weiterarbeiten der Pumpe verhindert.
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Der Aufbau einer Steuereinrichtung, die bei erfolgreicher Dichtigkeitsprüfung
ein Freigabesignal für den Brenner oder aber ein einen Störfall anzeigendes Signal
liefert und die den vom Druckwächter 7 betätigten Kontakt R 1,2 enthält, ist in
Pig. 2 dargestellt. An die die Betriebsspannung fahrenden Leitungen 21, 22, von
denen die Leitung 21 ein durchgeschleifter Nulleiter ist und die Leitung 22 gewöhnlich
mit 220 V Wechselstrom beaufschlagt wird, ist ein Gleichrichter 23 angeschlossen,
der einen Zeitgeber 24 speist, der von einem IC-Schaltkreis gebildet werden kann,
der so beschaltet ist, daß er nach Ablauf eines vorgegebenen Zeitintervalles nach
seinem Einschalten ein Relais ZR erregt. Das vorgegebene Zeitintervall kann beispielsweise
20 s betragen. Weiterhin befinden sich zwischen Leitungen 21, 22 ein Relais R 1
mit einem Selbsthaltekontakt R 1,2 und ein Relais R 2 mit
einem
Selbsthaltkontakt R 2,2. Weiterhin enthält die Steuereinheit eine Signalleitung
25, in der sich ein Kontakt ZR 1 des Relais ZR befindet und die über Umschalt-Kontakte
R 1,1 des Relais R 1 und R 2,1 des Relais R 2 in zwei Signalleitungen 26, 27 verzweigt,
von denen die erste Signalleitung 26 das Freigabesignal und die Leitung 27 das einen
Störfall anzeigend Signal führt.
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Die Steuereinheit ist normalerweise spannunglos. Soll eine Dichtigkeitsprüfung
durchgeführt werden, wird ihr auf der Leitung 22 die Betriebsspannung zugeführt.
Dadurch wird der Zeitgeber 24 in Gang gesetzt und das Relais R 2 über den sich in
der Ruhestellung befindenden Kontakt R 1,2 erregt.
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Die Erregung des Relais R 2 bewirkt das Öffnen des Absperrventiles
9. Zugleich wird über die Leitung 28 und die Ruhestellungen der Kontakte R 1,3 des
Relais R 1 sowie ZR 2 des Relais ZR die Pumpe 8 in Betrieb gesetzt. So lange das
vom Zeitgeber 24 gesteuerte Relais ZR noch nicht erregt ist, ist dessen Arbeitskontakt
ZR 1 offen und keine der Signalleitungen 26, 27 durchgeschaltet.
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Erreicht der bei arbeitender Pumpe 8 im Leitungsabschnitt 4 ansteigende
Druck den vorgegebenen Wert, bringt der Druckwächter 7 den Umschaltkontakt R 1,2
des Relais R 1 in die Arbeitsstellung, wodurch dieses Relais R 1 erregt wird und
sich zugleich selbst hält. Die Erregung des Relais R 1 hat ein Umschalten des Kontaktes
R 1,3 zur Folge, wod-urch die Pumpe 8 von der Betriebsspannung getrennt und zugleich
die Verbindung einer Anzeigelampe 29 zur Leitung 28 hergestellt wird. Ebenso stellt
der Schaltkontakt R 1,1 die Verbindung zwischen dem Schaltkontakt ZR 1 und der Freigabe-Signaleitung
26 her. Wird dann nach Ablauf des vorgegebenen Zeitintervalles
das
Relais ZR erregt, wird über dessen Arbeitskontakt ZR 1 die Verbindung zwischen den
Signalleitungen 25, 26 hergestellt, wodurch der Brenner freigegeben wird. Wird jedoch
das Relais ZR erregt, ohne daß das Relais R 1 vom Druckwächter 7 zum Anziehen gebracht
worden ist, wird über den Schalter ZR 1 und den sich in der Ruhestellung befindenden
Umschaltkontakt R 1,1 die Signalleitung 25 mit der Signalleitung 27 verbunden, welche
dann ein Signal liefert, welches einen Störfall anzeigt. Zugleich wird über den
Umschaltkontakt ZR 2 die Pumpe 8 abgeschaltet und stattdessen eine Signallampe 30
an Spannung gelegt, welche das Vorliegen einer Störung anzeigt.
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Wie Fig. 3 veranschaulicht, kann die Steuereinheit nach Fig.
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2 in die Leitungen eingeschaltet werden, welche normalerweise Brenner
und Wärmeerzeuger verbinden. Sie können zu diesem Zweck zwei Stecker 31, 32 aufweisen,
von denen der Stecke 91 mit dem Brennerstecker 33 und der Stecker 32 mit dem Wärmeerzeuger-Stecker
34 verbindbar ist. Leitungen, deren Signale durch die Steuereinheit nicht beeinflußt
werden, sind dabei dçrchgeschleift.
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Eine Vorrichtung zum Prüfen der Dichtigkeit der Ventile in Regelstrecken
für gasförmige Medien, bei der alle Bauelemente zu einer Baueinheit vereinigt sind,
ist in den Fig. 4 bis 7 dargestellt. Diese Baueinheit umfaßt einen Grundkörper 41
mit einem Labyrinthsystem, das alle Leitungen für das gasförmige Medium sowie Kammern
für die Membranpumpe, den Druckwächter und das Absperrventil umfaßt. Die Ausbildung
dieses Labyrinthsystems ist nicht im einzelnen dargestellt.
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Die oben erwähnte Drossel 10 und der Bypass 11 (Fig. 1) sind in die
Leitungen des Labyrinthsystems integriert. Der Grundkörper
41
weist eine ebene Anschlußfläche 42 auf, in welcher die Leitungsanschlüsse für das
einströmende und ausströmende, von der Pumpe geförderte Medium münden. Seitliche
Flanschabschnitte 43 gestatten es, den Grundkörper an ein Gehäuse anzuschrauben,
welches die zu überwachenden Ventile mit dem sie verbindenden Leitungsabschnitt
enthalt und das ebenfalls eine Anschlußfläche mit Leitungsmündungen aufweist, die
den Leitungsanschlüssen in der Anschlußfläche 42 gegenüberstehen und zwischen denen
eine dichte Verbindung herstellbar ist. Es kann aber auch an der Anschlußfläche
42 eine Adapterplatte befestigt werden, die übliche Anschlußstutzen zum Anbringen
von Leitungen aufweist.
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Eine zur Anschlußfläche 41 senkrechte Fläche 44 dient zum Aufbau der
übrigen Bauelemente der Vorrichtung. An dieser Seite befindet sich eine Abdeckplatte
45, welche zugleich Kammern abschließt, in denen sich der Druckwächter und die Pumpe
befinden.
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Wie insbesondere aus Fig. 5 ersichtlich, ist die Pumpe als Membranpumpe
mit Schwingankerantrieb ausgebildet. Die Membran 51 ist mit ihrem Rand zwischen
dem oberen Rand eines topfförmigen Einsatzes 52 und der Abdeckplatte 45 eingespannt,
die eine zur Membran 51 zentrale Öffnung 53 aufweist, durch die ein zur Abdeckplatte
45 senkrechter Stößel nach außen ragt, der an seinem Ende einen Magnetanker 55 trägt.
Der Magnetanker ist koaxial zu einer Magnetspule 56 angeordnet, die sich in einem
Gehäuse 57 befindet. Dieses Gehäuse ist an einer von der Grundplatte 45 aufragenden
Stütze 46 befestigt. In der Stütze angeordnete Langlöcher 47 erlauben ein Verstellen
des Gehäuses 57 mit der Magnetspule 56 in Längsrichtung des Stößels 54 mit dem Anker
55. Zu
beiden Seiten des Gehäuses 57 sind koaxial zum Magnetanker
55 bzw. Stößel 54 Schraubendruckfedern 58, 59 angeordnet, die sich einerseits an
den Stirnflächen des Gehäuses 57 und andererseits an Wiederlagern 60, 61 abstützen,
die auf dem den Magnetanker 55 durchsetzenden Stößel 54 angeordnet sind.
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Die scheibenförmigen Wiederlager 60, 61 sind mit Gewindebohrungen
versehen, die durch Verdrehen gegenüber dem Stößel 54 in dessen Axialrichtung verstelbar
sind. Dadurch ist es möglich, die Vorspannung der Pedern sowie die Lage des Ankers
55 in Bezug auf die Magnetspule 56 und infolgedessen den Hub und die Schwingungsform
in bezug auf die Gleichgewichtslage des Ankers zu verändern. Außerdem kann durch
Verstellen des Gehäuses 57 an der Stütze 46 die Lage der Membran 51 in der Ruhelage
des Ankers eingestellt werden.
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Diese vielfältigen Einstellmöglichkeiten erlauben einen Ausgleich
aller Fertigungstoleranzen sowie die Einstellung einer genau bestimmten Förderleistung
in Verbindung mit der in die Leitungen des Labyrinthsystems integrierten Drossel.
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Es ist ferner ersichtlich, daß der Stößel 54 mit dem Magnetanker 55
in Verbindung mit den gegeneinander wirkenden Schraubendruckfedern 58, 59 ein schwingfähiges
System bildet, so daß die Pumpe ohne weitere Steuerungsmittel zu arbeiten beginnt,
sobald die Magnetspule 56 mit Wechselstrom gespeist wird. Die Spule 56 ist so ausgelegt,
daß sie ohne weiteres an Netzspannu-ng angelegt werden kann. Es versteht sich ferner,
daß der die Pumpenkammer bildende topfförmige Einsatz 52 die für eine Membranpumpe
notwendigen Einlaß- und A.uslaßventile aufweist.
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Wie insbesondere aus Fig. 6 ersichtlich, ist der Druckwächter ebenfalls
in einer Kammer des Grundkörpers 41 angeordnet, die nach oben durch eine Membran
71 abgeschlossen ist.
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In diesem Palle ist die Membran 71 an ihrem Rand zwischen einer Schulter
des Grundkörpers 41 und einem ringförmigen Ansatz 48 an der Innenseite der Abdeckplatte
45 eingeklemrnt.
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Von der Membran 71 ragt ein Stößel 72 auf, der einen rohrförmigen
Ansatz 49 an der Oberseite der Abdeckplatte 45 koaxial durchsetzt. Innerhalb dieses
Ansatzes 49 ist eine Schraubendruckfeder 73 angeordnet, die in der bei Druckwachtern
üblichen Weise dem auf die Membran wirkenden Gasdruck entgegenwirkt und dadurch
die vom Druck abhängige Membranstellung bestimmt. Als Widerlager für die Schraubendruckfeder
73 dient eine in den rohrförmigen Ansatz 49 eingeschraubte Hülse 74. Die Verstellung
der Hülse erlaubt ein Justieren der vom Druck abhängigen Stellung des Stößels 72.
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Das aus dem rohrförmigen Ansatz 49 herausragende Ende des Stößels
72 ist eine einstellbare, gefederte Hebelverbindung 75 mit dem Anker 76 eines Relais
77 mechanisch in der Weise verbunden, daß der Anker von dem Stößel des Druckwächters
bei zunehmendem Druck in die Anzugsstellung gebracht wird.
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Wie vorher anhand des Schaltbildes der Steuereinheit erläutert, weist
dieses Relais drei Umschaltkontakte R 1,1, R 1,2 und R 1,3 auf, von denen der Kontakt
R 1,2 in eine Selbsthalte-Stromkreis des Relais liegt. Die Kontakte de-?S Relais
sind in nicht näher dargestellter Weise als Schnappkontakte ausgebildet, d.h., daß
sie bei Erreichen einer bestimmten Ankerstellung sprunghaft in die eine oder anders
Schließlage umschnappen. Dabei ist der Selbsthaltekontakt R 1,2 voreilend ausgebildet,
so daß bei Erreichen der Umschaltstellung dieser Kontakt sprunghaft geschlosen wird
und dadurch das Relais auch elektrisch zum Anziehen bringt Der vorgegebene Druck,
bei dem das Umschalten stttfindeL,
ist durch Einstellen der Schraubhülse
74 des Druckreglers genau einstellbar. Das Relais 77 ist an der Platine 78 einer
gedruckten Schaltung befestigt, die ihrerseits parallel zur Richtung des Stößels
72 an Ansätzen 79 der Abdeckplatte 45 angebraeht ist.
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Mit dem Stößel 72 des Druckwächters steht weiterhin ein mechanischer
Zeiger 80 in Wirkverbindung, der in Ansätzen 81 der Stütze 46 schwenkbar gelagert
ist. Der Zeiger 80 ist nach Art eines Winkelhebels ausgebildet und weist einen kurzen
Antriebsarm 82 auf, der sich im wesentlichen senkrecht zum Stößel 72 erstreckt und
mit seinem Ende zwischen zwei auf dem Stößel angebrachte Ringscheiben 83 eingreift.
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Es entsteht eine Art Stift-Schlitz-Verbindung, durch die das Ende
des Antriebsarmes 82 bei einer Bewegung des Stößels 72 des Druckwächters mitgenommen
wird. Hierdurch wird der Zeiger 80 verschwenkt, und es liefert die Spitze 84 seines
Zeigerarmes eine deutliche, analoge Anzeige über den im überwachten System herrschenden
Druck. Der Zeiger 80 erstreckt sich parallel zur Platine 78 der gedruckten Schaltung
bis nahe zu derem oberen Rand. Die Stellung der Spitze 84 kann beispielsweise durch
ein Fenster beobachtet werden, daß sich in der Stirnfläche eines Gehäusedeckels
befindet, der in nicht näher dargestellter Weise die auf dem Grundkörper 41 aufgebauten
Bauelemente umgibt.
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Wie weiterhin aus Fig. 5 ersichtlichh, weist das oben beschriebene
Absperrventil ein Verschlußstück 91 auf, das innerhalb einer Kammer 92 von einer
Schraubendruckfeder 9 gegen ein Ventilsitz 94 gedrückt wird. Der Ventilsitz 94 befindet
sich an einem zur Abdeckplatte 45 parallelen Wandungsteil des Grundkörpers 41 und
ist an der zur Abdeckplatte
45 entgegengesetzten Seite dieses
Wandungsteiles angeordnet. Die Schraubendruckfeder 99 ist demnach bestrebt, den
Verschlußkörper 41 in Richtung auf die Abdeckplatte 45 zu drücken. An dem Verschlußkörper
91 befindet sich ein Stößel 95, der Bohrungen im Grundkörper 41 durchdringt und
aus der Abdeckplatte 45 herausragt. Auch dieser Stößel 95 steht daher wieder senkrecht
zur Abdeckplatte 45 und parallel zur Platine 78 der Steuereinheit. Zur Betätigung,
d.h. zum Öffnen des normalerweise geschlossenen Absperrventils dient ein Antriebsmagnet
96, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel von einem Relais gebildet wird,
dessen Klappanker 97 mit seinem Ende am Ende des Stößels 95 anliegt. Wird das Relais
96 erregt, drückt der Klappanker 97 gegen den Stößel 95 und bewegt dadurch den Stößel
in Fig. 5 nach unten, wodurch sich das Ventil öffnet. Das als Antriebsmagnet dienende
Relais 96 ist wiederum auf der Platine 78 der Steuereinheit befestigt. Um die Stellung
des Antriebsmagneten in bezug auf das Ende des Stößels 95 einstellen und dadurch
das Ausmaß der Öffnung des Absperrventiles bestimmen zu können, ist die Platine
in ihrer Halterung senkrecht zur Abdeckplatte 45 verstellbar. Die zusammen mit dem
Antriebsmagneten 96 zu bestätigenden Schaltkontakte R 2,1 und R 2,2 (Fig. 2) werden
bei dieser Ausführungsform der Erfindung von Mikroschaltern gebil(itt, die zu beiden
Seiten eines leeren Gehäuses 98, das von dem Stößel 95 des Absperrventiles durchsetzt
wird, auf der Platine 78 angeordnet sind und beim Öffnen des Absperrventiles vom
Magnetanker 97 betätigt werden.
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Es versteht sich, daß die Platine 78 der Steuereinheit nuch alle die
anderen Schaltungselemente trägt, wie sie fiir zinke solche Steuereinheit benötigt
werden, insbesondere die isl
dem Schaltbild nach Fig. 2 dargestellten
Schaltungselemente.
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Es erscheint nicht erforderlich, die Anordnung dieser Schaltungselemente
auf der Platine 78 im einzelnen zu beschreiben, auch wenn in der Zeichnung einzelne
dieser Elemente dargestellt sind. Ebensowenig erscheint es erforderlich, die Anschlüsse
elektrischer Kabel mit ihren Steckern darzustellen, welche das Einschalten der erfindungsgemäßen
Vorrichtungen der erforderlichen Strotkreise gestatten.
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Die vorstehende Beschreibung hat deutlich gemacht, daß durch die Erfindung
nicht nur ein neues und vorteilhaftes Verfahren zum Prüfen der Dichtigkeit der Ventile
in Regelstrecken für gasförmige Medien geschaffen wird, sondern daß auch eine zur
Durchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung geschaffen wurde, in der alle
Bauelemente dieser Vorrichtung zu einer äußerst kompakten Baueinheit vereinigt sind,
die sich zudem noch durch einen sehr einfachen Aufbau auszeichnet. Dieser kompakte
und einfache Aufbau wurde nicht zuletzt durch eine neuartige Gestaltung der einzelnen
Bäuelemente erzielt, die sich in vielfacher Hinsicht von den bisher üblichen Bauelementen
gleicher Art vorteilhaft unterscheiden. Trotzdem versteht es sich, daß Vorrichtungen
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens a-uch mit herkömmlichen Bauelementen
aufgebaut werden können, wobei diese Bauelemente getrennt voneinander angeordnet
oder aber auch zu einer Baueinheit vereinigt werden können.
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