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Title:
GAS PRESSURE REGULATOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/148520
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a gas pressure regulator (1). A housing (2) has an inlet (20) and an outlet (21), between which a low-pressure chamber (22) is located. A membrane (3) partly delimits the low-pressure chamber (22), wherein a movement of a control element (4) affects the membrane (3). A lever (5) is mechanically coupled to the control element (4) and consists of two sub-components (50, 51) which can be moved relative to each other against a spring force of a spring component (52). According to the invention, the spring component (52) is arranged in a cavity (53) formed by the two sub-components (50, 51).

Inventors:
ARMBRUSTER UWE (DE)
BRELEWSKI ALEXANDER (DE)
Application Number:
PCT/EP2021/000110
Publication Date:
July 14, 2022
Filing Date:
September 21, 2021
Export Citation:
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Assignee:
TRUMA GERAETETECHNIK GMBH & CO KG (DE)
International Classes:
G05D16/06
Domestic Patent References:
WO2020030398A12020-02-13
WO2020030396A12020-02-13
Foreign References:
EP3584478A12019-12-25
DE19952610A12000-05-25
DE1814030A11969-06-19
DE715453C1941-12-22
DE102019103201A12020-08-13
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Claims:
Patentansprüche

1. Gasdruckregler (1), mit einem Gehäuse (2), einer Membran (3), einem Steuerungselement (4) und ei nem Hebel (5), wobei das Gehäuse (2) einen Einlass (20) und einen Auslass (21) aufweist, wobei sich zwischen dem Einlass (20) und dem Auslass (21) eine Niederdruckkammer (22) befindet, wobei die Membran (3) die Niederdruckkammer (22) teilweise begrenzt, wobei das Steuerungselement (4) und die Membran (3) derartig ausgestaltet und aufeinander abgestimmt sind, dass sich eine Bewegung des Steuerungselements (4) auf die Membran (3) auswirkt, wobei der Hebel (5) mechanisch mit dem Steuerungselement (4) gekoppelt ist, wobei der Hebel (5) aus mindestens zwei Teilkomponenten (50, 51) besteht, wobei der Hebel (5) eine Federkomponente (52) aufweist, und wobei die zwei Teilkomponenten (50, 51) entgegen einer Federkraft der Federkom ponente (52) relativ zueinander beweglich sind, dadurch gekennzeichnet, wobei die Federkomponente (52) in einem von den zwei Teilkomponenten (50, 51) gebildeten Hohlraum (53) angeordnet ist.

2. Gasdruckregler (1) nach Anspruch 1, wobei die zwei Teilkomponenten (50, 51) um eine Drehachse (54) gegeneinander verdrehbar sind, und wobei die Federkraft der Federkomponente (52) so gerichtet ist, sodass in einem Normalzustand die zwei Teilkomponenten (50, 51) gegeneinander anstoßen.

3. Gasdruckregler (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Teilkomponente (50) der zwei Teilkomponenten (50, 51) sich in einem Auslenkungszustand in Richtung der Membran (3) bewegt.

4. Gasdruckregler (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Hebel (5) mechanisch mit einem Dichtelement (6) gekoppelt ist, und wobei das Dichtelement (6) zwischen dem Einlass (20) und der Niederdruckkammer (22) angeordnet ist.

5. Gasdruckregler (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Federkraft der Federkomponente (52) in einer Richtung wirkt, in welcher sich die Membran (3) bewegt.

6. Gasdruckregler (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Federkraft der Federkomponente (52) parallel zur Membran (3) wirkt.

Description:
Gasdruckregler

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gasdruckregler mit einem Gehäuse, einer Membran, einem Steuerungselement und einem Hebel, wobei das Gehäuse einen Einlass und einen Auslass aufweist, wobei sich zwischen dem Einlass und dem Auslass eine Niederdruckkammer befindet, wobei die Membran die Niederdruckkammer teilweise begrenzt, wo bei das Steuerungselement und die Membran derartig ausgestaltet und aufeinander abge stimmt sind, dass sich eine Bewegung des Steuerungselements auf die Membran auswirkt, wobei der Hebel mechanisch mit dem Steuerungselement gekoppelt ist, und wobei der Hebel aus mindestens zwei Teilkomponenten besteht, wobei der Hebel eine Federkompo nente aufweist, und wobei die zwei Teilkomponenten entgegen einer Federkraft der Feder komponente relativ zueinander beweglich sind. Einen gattungsgemäßen Gasdruckregler offenbart die DE 715453 A.

Gasdruckregler sind beispielweise beschrieben in der DE 102019 103201 A1 oder der WO 2020/030398 A1. Die Regler reduzieren den Gasdruck, der von einer Gasquelle stammt, auf einen Gasdruck für die nachgeordneten Verbraucher. Dies geschieht über eine Niederdruckkammer, die teilweise von einer beweglichen Membran (alternative Bezeichnung ist Diaphragma) begrenzt ist. Die Membran ist durch eine Feder belastet und bewegt sich ent sprechend dem Druck in der Niederdruckkammer auf und ab. Die Membran ist in den vor genannten Ausführungen mechanisch mit einem Steuerungselement verbunden. Das Steu erungselement ist wiederum mit einem Hebel gekoppelt, der in einer Position überein Dichtelement den Niederdruckraum eingangsseitig verschließt. Bei dem Gas handelt es sich beispielsweise um Flüssiggas (LPG, Liquefied Petroleum Gas oder Autogas), Propan oder Butan. Der Druck an der Eingangsseite liegt je nach Norm zwischen 0,3 bar und 16 bar. Der Druck auf der Ausgangsseite liegt zumeist zwischen 28 mbar und 40 mbar. Bei einer Druckprüfung wird ausgangsseitig ein Druck von 150 mbar angelegt. Dadurch bewegt sich die Membran und lenkt den vorgenannten Hebel aus, der das Dichtelement gegen einen Sitz drückt und damit den Einlass verschließt. Die Auslenkung der Komponenten des Gas druckreglers während der Druckprüfung könnten zu starken Materialbelastungen führen.

Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, besteht darin, einen Gasdruckregler vorzuschlagen, der eine für die Komponenten möglichst schonende Druckprüfung erlaubt und dessen Komponenten möglichst kompakt und einfach für die Montage sind.

BESTATIGUNGSKOPIE Die Erfindung löst die Aufgabe durch einen Gasdruckregler, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Federkomponente in einem von den zwei Teilkomponenten gebildeten Hohlraum angeordnet ist. Der Hebel ist mehrteilig ausgeführt. Dabei sind mindestens zwei Teilkomponenten relativ zueinander beweglich (oder alternativ: bewegbar) ausgeführt und angeordnet. Vorzugsweise lassen sich die zwei Teilkomponenten erst bei Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwerts für eine einwirkende Kraft gegeneinander bewegen. Dies hat den Vorteil, dass die Teilkomponenten sich bis zu dem Grenzwert, der während der norma len Verwendung in der Regel unterschritten wird, als eine Einheit verhalten und dass der Hebel dann - für den speziellen Fall der Druckprüfung - quasi auseinanderklappt. Durch das Auseinanderklappen wird verhindert, dass eine zu große Kraft auf den Hebel oder mit dem Hebel in Wirkverbindung stehende Komponenten einwirkt. Durch die Federkomponente lässt sich der Grenzwert einstellen, ab dem die Teilkomponenten sich relativ zueinander bewegen lassen. Indem die Federkomponente sich in einem von den Teilkompo nenten gebildeten Hohlraum befindet, ergibt sich aus den drei Bauteilen insgesamt eine kompakte und für die Fertigung leichter zu verbauende Gesamteinheit.

Eine Ausgestaltung besteht darin, dass die zwei Teilkomponenten um eine Drehachse ge geneinander verdrehbar sind. Indem die Teilkomponenten gegeneinander verdrehbar sind, lassen sich Bewegungsabläufe der Teilkomponenten in unterschiedlichen Richtungen rea lisieren. In einer Ausgestaltung ist die Drehachse auch die Drehachse, um welche der Hebel drehbar in dem Gehäuse angeordnet ist.

Eine Ausgestaltung besteht darin, dass die Federkraft der Federkomponente so gerichtet ist, sodass in einem Normalzustand die zwei Teilkomponenten gegeneinander anstoßen. In dieser Ausgestaltung drückt die Federkomponente im Normalzustand eine Teilkomponente gegen eine andere Teilkomponente auf Anschlag.

Eine Ausgestaltung besteht darin, dass eine Teilkomponente der zwei Teilkomponenten sich in einem Auslenkungszustand in Richtung der Membran bewegt. In dieser Ausgestal tung erweitert sich durch die Mehrteiligkeit des Hebels der Bewegungsraum in Richtung der Membran, ohne dass dies zu einer Belastung des Bauteils Hebel an sich führt. Der Auslenkungszustand ist somit der Zustand, in welchem eine Kraft auf den Hebel einwirkt, die oberhalb des einstellbaren Grenzwerts liegt. Dadurch entfernen sich die Teilkomponenten aus der relativen Anordnung zueinander, die sie im Normalzustand einnehmen.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Hebel mechanisch mit einem Dichtelement gekop pelt ist, und dass das Dichtelement zwischen dem Einlass und der Niederdruckkammer angeordnet ist. Das Dichtelement wird dabei in einer Ausgestaltung von dem Hebel auf einen Sitz gedrückt, welcher einen Zugang des Einlasses zur Niederdruckkammer umfasst. Diese Art von Gasdruckregler ist beispielsweise in den eingangs genannten Dokumenten DE 10 2019 103 201 AI oder WO 2020/030398 A1 offenbart.

Gemäß einer Ausgestaltung wirkt die Federkraft der Federkomponente in einer Richtung, in welcher sich die Membran bewegt. Die Federkomponente ist somit im Wesentlichen in der Richtung ausgerichtet, in welche sich die Membran bewegt, also senkrecht zur Fläche der Membran.

Gemäß einer alternativen Ausgestaltung wirkt die Federkraft der Federkomponente parallel zur Membran. Die Federkomponente ist somit im Wesentlichen parallel zur Membran bzw. zur Membranebene ausgerichtet.

Im Einzelnen gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, den Gasdruckregler auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen einerseits auf die dem unabhängigen Patentan spruch nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die folgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Ausgestaltung eines Gasdruckreglers mit einer ersten Ausgestaltung des Hebels,

Fig. 2 eine räumliche Darstellung der ersten Ausgestaltung des Hebels der Fig. 1 ,

Fig. 3 einen Schnitt durch den Hebel der Fig. 2,

Fig. 4 eine räumliche Darstellung einer zweiten Ausgestaltung des Hebels und

Fig. 5 einen Schnitt durch den Hebel der Fig. 4. Die Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen Gasdruckregler 1. Zwischen einem Einlass 20 und einem Auslass 21 für das Gas befindet sich innerhalb des Gehäuses 2 eine Niederdruckkammer 22, in der der am Einlass 20 anliegende Gasdruck herabgesetzt wird. Für diesen Zweck ist die Niederdruckkammer 22 teilweise durch eine bewegliche Membran 3 begrenzt, die sich in Abhängigkeit vom Druck bewegt. Die Membran 3 umgibt dabei ein stempelförmiges Steuerungselement 4, das mittig durch die Membran 3 hindurchragt. Der Druckregelung dienen dabei die Membran 3 und die Möglichkeit, durch sie das Volumen der Niederdruckkammer 22 zu verändern, sowie das Steuerelement 4, das mit einem Hebel 5 verbunden ist. Der Hebel 5 ist dabei drehbar in dem Gehäuse 2 gelagert und verschließt über ein Dichtelement 6 den Einlass 2 hinein in die Niederdruckkammer 22. Auf der anderen Seite ruht der Hebel 5 auf einem weiteren Stempel 7, der mit dem Steuerungselement 4 fluchtend angeordnet ist und auf den ebenfalls der am Einlass 20 anliegende Gasdruck einwirkt.

Der Hebel 5 verfügt über zwei Teilkomponenten 50, 51 und ein Federelement 52. Das Federelement 52 befindet sich in einem Hohlraum 53, der von den zwei Teilkomponenten 50, 51 gebildet wird, und bewirkt, dass im hier dargestellten Normalzustand die zwei Teilkom ponenten 50, 51 aneinander anliegen. Die Federkraft des Federelements 52 definiert dabei einen Grenzwert, dessen Überschreiten dazu führt, dass sich die hier mit dem Steuerungselement 4 verbundene Teilkomponente 51 relativ zur anderen Teilkomponente 50, die mit dem Dichtungselement 6 gekoppelt ist, bewegt. Die Bewegung besteht dabei in einer Drehung um die Drehachse 54, um welche insgesamt der Hebel 5 drehbar gelagert ist. Bis zu dem Grenzwert bewegt sich somit der Hebel 5 als eine Einheit und ab diesem Grenzwert dreht sich die eine Teilkomponente 51 relativ zu der anderen Teilkomponente 50. Die Bewegung erfolgt dabei in Richtung der Membran 3.

Der Hebel der Fig. 1 ist räumlich in der Fig. 2 und im Schnitt in der Fig. 3 dargestellt. Beide Figuren werden daher gemeinsam beschrieben.

Die hier auf der rechten Seite befindliche Teilkomponente 50 verfügt über einen Aufnahme raum, in welchem im montierten Zustand das Dichtelement angeordnet ist (vgl. Fig. 1). Diese Teilkomponente 50 wird beim Überschreiten des - durch die Federkraft des Fe derelements 52 bedingten - Grenzwerts der einwirkenden Kraft im Wesentlichen nicht bewegt, ist also anschließend im Auslenkungszustand eine eher ruhende Komponente. Die andere Teilkomponente 51 ist im montierten Zustand mit dem Steuerungselement (siehe Fig. 1) mechanisch kontaktiert und dreht sich beim Überschreiten des Grenzwerts um die Drehachse 54 gegenüber der anderen Teilkomponente 50 in Richtung der Membran (vgl. Fig. 1). Zwischen den zwei Teilkomponenten 50, 51 befindet sich ein Hohlraum 53, der das Federelement 52 aufnimmt.

In der Ausgestaltung der Fig. 1 bis 3 ist das Federelement 52 in einer Richtung ausgerichtet, die nicht allzu sehr von der Senkrechten auf der Membran 4 abweicht. Das Federelement 4 ist somit im Wesentlichen in der Richtung ausgerichtet, in welcher sich die Membran 4 bewegt. In der alternativen Ausgestaltung der Fig. 4 und 5, die im Folgenden gemeinsam besprochen werden, ist das Federelement 52 ungefähr parallel zu der Membran 3 angeordnet. In den Fig. 4 und 5 ist zu erkennen, dass das Federelement 52 die der Membran zugewandte Teilkomponente 51 (vgl. Fig. 1) im Normalzustand gegen die weitere Teilkompo nente 50 mit dem Aufnahmeraum für das Dichtelement (siehe Fig. 1) drückt. Erhöht sich die wirkende Kraft oberhalb des durch das Federelement 52 vorgegebenen Grenzwerts, so komprimiert die mit dem Steuerelement (vgl. Fig. 1) verbundene Teilkomponente 51 das Federelement 52 und dreht sich dabei um die Drehachse 54. Die Drehung erfolgt dabei im Uhrzeigersinn in Richtung der - hier nicht dargestellten - Membran. Zu erkennen ist weiterhin, dass die zwei Teilkomponenten 50, 51 den Hohlraum 53 für das Federelement 52 bilden.

Bezugszeichenliste Gasdruckregler Gehäuse Membran Steuerungselement Hebel Dichtelement Stempel Einlass Auslass Niederdruckkammer , 51 Teilkomponente des Hebels Federkomponente Hohlraum Drehachse