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Druckminderventil
Die Erfindung bezieht sich auf ein Druckminderventil, insbesondere für Druckluftverteilungsanlagen, bei dem der Durchlass zwischen dem Eintrittskanal und dem Austrittskanal mittels eines Verschlussstückes geregelt wird, das in dem Einlassraum angeordnet ist, mit einem Sitz zusammenwirkt und entlang einer
Führung gleitet, mit der es einen Raum bildet, der mit dem Raum verminderten Druckes in Verbindung steht, wobei das Verschlussstück überdies von einer Regeleinrichtung beeinflusst ist, bestehend aus einem
Schaft, der zwischen dem Verschlussstück und einem Regelorgan angeordnet ist, welches einerseits dem verminderten Druck anderseits einer diesem entgegenwirkenden, elastischen Kraft ausgesetzt ist, wobei die Regeleinrichtung auch einen Austrittskanal für einen eventuellen Überschuss an vermindertem Druck besitzt.
Die bekannten Einrichtungen dieser Art sind sehr umständlich, denn sie besitzen in Wirklichkeit zwei Ventile, u. zw. ein Hauptventil, welches mit einem festen Sitz zusammenwirkt und ein Nebenventil, welches mit einem beweglichen Sitz zusammenwirkt, der mit dem Regelkolben verbunden ist. Diese Anordnung hat unter anderem eine empfindliche mechanische Verbindung zwischen den beiden Ventilen und eine schwierige Regelung zur Folge.
Es sind auch gesteuerte Druckminderventile bekannt, bei welchen die Steuerung durch einen Steuerschieber und einen Kolben erfolgt, der zwischen dem Ventilteller und dem rückwirkenden Organ mit ver- änderbarer, Belastung angeordnet ist. Diese Lösung ist verwickelt und in funktioneller Hinsicht unbefriedigend, insbesondere weil sie keine Beseitigung eines eventuellen Überdruckes aus dem Netz mit vermindertem Druck gestattet. Der Ventilteller muss mit einer verhältnismässig starken Feder belastet werden und er ist weit davon entfernt, sich während der Funktion im Gleichgewicht zu befinden.
Die Erfindung bezweckt ein Druckminderventil zu schaffen, das ausser einer robusten Bauart und einem geringen Raumbedarf vor allem den Vorteil einer grossen Arbeitsempfindlichkeit aufweist und das einen grossen Durchtrittsquerschnitt freigeben kann. Ausser dieser Empfindlichkeit strebt die Erfindung mit einfachen Mitteln die Erreichung einer Sicherheit gegen jede unerwünschte Zunahme des eingestellten oder eingeregelten verringerten Druckes an.
Das wesentliche Merkmal der Erfindung besteht darin, dass der Schaft einen Rohrkanal bildet, der auf der Seite des Regelorganes mit der Aussenluft in Verbindung steht und der für das einzige Verschlussstück einen zweiten, inneren Sitz zu dem vorerwähnten Sitz bildet, wobei der Querschnitt der Führung höchstens gleich ist dem Querschnitt des ersten Sitzes, aber grösser sein kann als die ringförmige, dixie Durchmesser der beiden Sitze bestimmte Fläche.
Ausser der Erfüllung der angegebenen Zweckbestimmung bietet die Erfindung noch den Vorteil, dass sie einen gewissen Spielraum zwischen dem Schliessen des Sitzes und dem eventuellen Öffnen des zweiten, inneren Sitzes bietet, da es zum Abheben des zweiten Sitzes vom Verschlussorgan notwendig ist, dass der auf den Kolben wirkende verminderte Druck derart ansteigt, dass er zuerst die Differenzkraft wieder aufnimmt, mit der er normalerweise das Verschlussorgan in Berührung mit dem Schaft hält, da das Verschlussorgan ja vorher auf seinem Sitz festgehalten ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemässen Druckminderventils wird nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben, deren einzige Figur einen Aufriss des erfindungsgemässen Druckminderventils teilweise im Axialschnitt darstellt.
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Wie aus der Zeichnung ersichtlich, besteht der Körper des Druckminderventils aus zwei Teilen, nämlich aus einem oberen Teil 1 und aus einem unteren Teil 2, die bei 3 miteinander verschraubt sind.
Der obere Körper 1 weist einen Einlasskanal 4 für die Druckluft und einen Auslasskanal 5 auf, wobei der Durchtritt von einem Kanal zum andern durch ein Verschlussstück 6 geregelt wird, dessen Sitz 7 durch den oberen kegelstumpfförmigen Rand eines Teiles 8 gebildet wird, das in Bohrungen 91 und 92 der Körperhälften l, 2 eingesetzt ist und zwischen Schultern 10 und 11 der Körperhälften in seiner Lage gehalten wird. Ringdichtungen 12 und 13 gewährleisten die Umfangsabdichtung des Teiles 8 in den beiden Körperhälften.
Der Teil 8 weist ausserdem an seinem unteren Teil eine Bohrung 14 auf, in der dichtend ein Regelkolben 15 gleiten kann, der mit einer Lippendichtung 16 versehen ist. Der Kolben 15 ist nach oben durch einen hohlen Schaft 17 verlängert, der einen zweiten Sitz 18 für das Verschlussstück 6 bildet und normalerweise durch eine Regelfeder 19, die sich unter dem Kolben 15 abstützt, in Anlage am Verschlussstück gehalten wird.
Die Feder 19 ist in ihrer Spannung regelbar und stützt sich zu diesem Zweck auf einer Mutter 20 ab, die einerseits in der Körperhälfte 2 mittels Rippen 21, die in Nuten der letzteren gleiten, axial geführt ist und die anderseits von einem Gewindebolzen 23 durchsetzt ist, der ausserhalb der Körperhälfte 2 durch einen Vierkantansatz 24 verlängert ist, auf den das Einstellhandrad 25 aufgesetzt ist.
Wie ferner ersichtlich, hat das Verschlussstück 6, das in dem Lufteinlassraum 26 des Druckminder- ventils angeordnet ist, etwa die Form einer Kappe, die gleitbar auf einer zylindrischen Führung 27 ange- ordnet ist, welche an der oberen Körperhälfte 1 ausgebildet und den Sitzen des Verschlussstückes zuge- kehrt ist.
Eine schwache Feder 28 hat das Bestreben, das Verschlussstück gegen seine Sitze 7 und 18 zu drücken, während ein Raum 29 zwischen der Führung 27 und dem Verschlussstück 6 mit dem Raum von verringertem
Druck der Vorrichtung über eine Leitung 30 von geringem Querschnitt in Verbindung steht, die zwischen den Sitzen des Verschlussstückes mündet. Der erwähnte Raum von verringertem Druck wird zuerst durch eine Ringkammer 31 gebildet, die zwischen dem Schaft 17 und dem Teil 8 vorgesehen ist, welch letzte- rer zwischen den Dichtungen 12 und 13 Radialbohrungen 32 aufweist, die in eine Ringkammer 33 münden, mit welcher der Auslasskanal 5 des Druckminderventils in Verbindung steht. Der Raum von verringertem Druck umfasst ferner über eine Leitung 34 einen Raum 35, der im Teil 8 oberhalb des Regelkolbens 15 vorgesehen ist.
Wie ersichtlich, steht der Raum 36 unter dem Verschlussstück 6 im hohlen Schaft 17 des Kolbens 15 und unterhalb des letzteren über eine Bohrung 37, die am Fuss der unteren Körperhälfte 2 vorgesehen ist, ständig mit der Aussenluft in Verbindung.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform wird der kappenförmige Verschlusskörper 6 durch eine Ummantelung 38 aus elastischem Material gebildet, die einen Kern 39 umgibt, welcher dem Verschlussstück ausreichende Steifigkeit verleiht und im Betrieb dessen einwandfreie Bewegung in bezug auf die Führung 27 gewährleistet. Ausserdem umgibt die Ummantelung 38 den Kern 39 derart, dass sie um dessen Rand herum eine auf der Führung 27 gleitende Lippendichtung 40 bildet.
Die Ummantelung ist ferner an ihrer Spitze durch einen Ansatz 41 verlängert, welcher. dadurch eine zusätzliche Führung des Verschlussstückes sicherstellt, dass er gleitend in den hohlen Schaft 17 eintritt und der mit Führungsrippen 42 versehen ist, so dass er die Leitung nicht verschliesst, welche der Schaft unterhalb des Sitzes 18 bildet.
Wenn zunächst das Druckminderventil sich noch nicht im Betriebszustand befindet, d. h. wenn die Druckluftzufuhr geschlossen ist und der verringerte Druck gleich Null ist, bewirkt die Regelfeder 19 über den Kolben 15 und dessen Schaft 17 das Anheben des Verschlussstückes 6, so dass dieses die seinem Sitz 7 entsprechende Verteilungsöffnung freigibt. Diese Anhebung wird durch den möglichen Hub 43 des Kolbens 15 im Teil 8 und durch den möglichen Hub 44 des Verschlussstückes in bezug auf seine Führung 27 ermöglicht. In dieser angehobenen Stellung wird das Verschlussstück gegen seinen Hilfssitz 18 unter der Gegenwirkung der Federn 19 und 28 angedrückt gehalten.
Hieraus ergibt sich, dass während des ganzen normalen Betriebes des erfindungsgemässen Druckminderventils das Verschlussstück auf dem Sitz 18 gehalten wird, wie wenn es aus einem Stück mit dem Schaft 17 bestehen würde.
Wenn Druckluft durch den Einlasskanal 4 eintreten kann, strömt diese durch den zwischen dem Verschlussstück und dem Sitz 7 freigelassenen Durchlass und durch die Kammer 31 zum Auslasskanal 5 unter Benutzung der bereits angegebenen Wege (s. die vollausgezogenen Pfeile) und tritt in den Raum 35 ein.
Die in die Kammer 31 eintretende Luft übt zuerst einen verringerten Druck unterhalb des Verschlussstückes 6 auf eine Fläche aus, die gleich der um die Fläche des Sitzes 18 verringerten Fläche des Sitzes 7
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