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Druckminderventil für hochgespannte Gase.
Bei Druckminderventilen für hochgespannte Gase, wie solche insbesondere bei Apparaten für autogene Metallbearbeitung und bei Atmungsgeräten zur Verwendung kommen, ist es erwünscht, dass die veränderlichen Kräfte des steigenden oder fallenden Hochdruckes selbsttätig ausgeglichen werden. Zur Herbeiführung eines solchen Ausgleiches ist bereits ein Druckminderventil in Vorschlag gebracht worden, bei dem der sich ändernde Hochdruck mit Hilfe einer Kapselfeder den Querschnitt der Zutrittsöffnung des Hochdruckgases, ohne dass das Niederdrucksteuerorgan des Minderventils beeinflusst wird, regelt, d. h. mehr oder weniger drosselt, wodurch die Zuflussmenge des Hochdruckgases und somit der Niederdruck entsprechend geregelt wird.
Die Erfindung löst die Aufgabe in anderer Weise, indem durch den steigenden oder fallenden Hochdruck nicht die Gaseintrittsöffnung verändert, sondern die die Eintrittsöffnung absperrende Verschlussplatte stets so belastet wird, dass ein Gleichgewicht zwischen Gasdruck und Schliesskraft besteht und die Niederdrucksteuerung, die den Hochdruckventilsitz je nach Druckhöhe und Gasverbrauch betätigt, stets den gleichen Widerstand findet.
Erfindungsgemäss wird dies mif Hilfe einer unter dem Zuleitungsdruck stehenden, mit ihrem freien Schenkel auf die Verschlussplatte des Ventilsitzes einwirkenden Rohrfeder erreicht, die sich im Gegensatz zu einer Kapselfeder oder Membrankapsel nicht nur für verhältnismässig niedrige, sondern auch für sehr hohe Drücke eignet und sich ausserdem auch besser in ein flaches Druckmindergehäuse einordnen lässt.
In der Zeichnung ist ein solches Druckminderventil als Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigt Fig. i einem senkrechten Längsschnitt, während Fig. 2 ein wagrechter Schnitt nach der Linie x-y der Fig. i ist. Das Druckminderventil besitzt die üblichen äusseren Hauptteile, nämlich einen Hochdruckanschlussstutzen a, ein Hochdruckmanometer b, ein Ventilgehäuse c, einen Ventildeckel d, eine Niederdrucksregelungsschraube e, ein Nieder- druckmanometer f und einen Abflussstutzen g. In dem Ventilgehäuse ist eine unter dem Zuleitungsdruck stehende Rohrfeder h angeordnet, die mit Hilfe einer geeigneten Verbindung die Bewegungen ihres freien Schenkels auf die gegen den Ventilsitz des Zuleitungsstutzens r bewegliche Ventilverschlussplatte i übertägt.
Bei dem Ausführungsbeispiel findet die Kräfte- übertragung mittels einer Schraubenfeder k und eines um den Stift m drehbaren doppelarmigen Hebels M statt. Bei geringerem Hochdruck ist die Rohrfeder h mehr gekrümmt. z. B. wie punktiert dargestellt, und die Schraubenfeder k wenig gespannte Bei höherem Druck ist die Rohrfeder mehr gestreckt und die Schraubenfeder k stärker zusammengedrückt.
Die'Spannung der Feder k entspricht stets genau der Kraft des fallenden und steigenden Hochdruckes, die gegen die Verschlussplatte i wirksam ist. Notwendig ist es natürlich, dass der Querschnitt des Ventilsitzes, der Querschnitt und die Wandstärke der Rohrfeder, die-Hebelarmlängen und die Feder k völlig miteinander abgestimmt sind. Sobald eine Belastung der Membran 1 durch Spannung der Stellfeder o eintritt, wird das Gleichgewicht der Kräfte an dem Ventilsitz des Stutzens r und der Rohrfeder h'aufgehoben und die Platte i vom Sitz abgehoben. Das Hochdruckgas strömt dann in das Ventilgehäuse und drückt die Membran gegen die Stellfeder o zurück.
Bei Eintritt des Gleichgewichtes zwischen
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diesem Niederdruck und der Stellfederspannung legt sich die Platte i wieder auf den Sitz und der Zufluss von Hochdruckgas in das Ventilgehäuse hört auf.
Jede Veränderung in der Höhe des Einströmungsdruckes wird auf die angegebene Weise durch die Rohrfeder h ausgeglichen und infolgedessen treten keine Veränderungen in der Höhe des beliebig eingeregelten Niederdruckes im Betriebe auf.
Um eine möglichst kleine Bauart des Druckminderventilgehäuses zu erreichen, ist die etwas sperrige Rohrfeder h so angeordnet, dass sie mit dem zur Übertragung dienenden Hebel n in einer Ebene liegt. Ferner ist die Rohrfeder aus demselben Grund in einen Vorsprung p am Ventilboden eingelötet und in dem Raum zwischen dem Hebel n, dem Sitzstutzen r urd dem Ventilboden angeordnet.
Um eine möglichst leichte Rohrfeder verwenden zu können, beträgt. ; die Länge des Hebelarmes, auf den sie einwirkt, ein Mehrfaches des Hebelarmes, der die Verschlussplatte i trägt.
Bei dem dargestellten Beispiel findet die Kräfteübertragung zwischen Ventilsitz und Rohrfeder durch einen doppelarmigen Hebel und eine Schraubenfeder statt ; sie kann aber auch nur durch einen Hebel oder nur durch eine Schraubenfeder erfolgen, PATENT-ANSPRÜCHE :
I. Druckminderventil für hochgespannte Gase, bei dem die veränderlichen Kräfte des steigenden oder fallenden Hochdruckes selbsttätig ausgeglichen werden, gekennzeichnet durch eine unter dem Zuleitungsdruck stehende, mit ihrem freien Schenkel auf die Verschlussplatte des Ventilsitzes einwirkende Rohrfeder (h).