Regelventil Die Erfindung betrifft ein Regelventil mit ge genüber einem in einem Ventilgehäuse angeordneten Ventilsitz durch ein Antriebselement gegen die Wir kung einer Ventilfeder<B>heb-</B> und senkbarem Regel kegel, wobei das Antriebselement durch ein auf seine eine oder seine andere Seite geleitetes Druckmittel wahlweise in einer von zwei einander entgegengesetz ten Richtungen beaufschlagt werden kann.
Die Erfindung besteht darin, dass bei einem derartigen Regelventil die Ventil feder zwischen einen unteren Federteller und einen oberen Federteller eingespannt ist, die beide Innen gewinde haben, dass in einem ortsfesten Gehäuseteil eine einen in das Federtellergewinde passenden Gewindekopf tra gende Verstellspindel drehbar und um einen be grenzten Betrag axial verschiebbar angeordnet ist, der durch einen Bund der Verstellspindel zwischen ortsfesten Anschlägen bestimmt ist, dass die Federteller zwischen bei der Bewegung des Antriebselementes sich mitbewegenden, in einem festen Abstand voneinander befindlichen Auflage flächen drehfest,
aber axial beweglich geführt ange bracht sind und dass der Abstand dieser Auflageflächen, ferner die Höhe der Federteller, die axiale Erstreckung des Gewindekopfes der Verstellspindel und die axiale Verschiebbarkeit der Verstellspindel so bemessen sind, dass sich der Gewindekopf wahlweise in den unteren oder in den oberen Federteller einschrauben lässt, wobei entweder der untere Federteller unter Zusammendrückung der Ventilfeder angehoben oder der obere Federteller unter Zusammendrückung der Ventilfeder gesenkt wird, während der jeweils andere,
vom Gewindekopf freigegebene Federteller sich gegen eine der Auflageflächen abstützt, Hierdurch wird zweierlei erreicht. Das erfindungs gemäss ausgebildete Regelventil lässt sich leicht von einer Betriebsweise, bei der es bei steigendem Steuerdruck schliesst, auf eine Betriebsweise, bei der es bei steigendem Steuerdruck öffnet, umstellen. Es braucht hierzu nur der Druckmittelanschluss ge wechselt und die Verstellspindel betätigt zu werden.
Die Verstellspindel kann ferner dazu benutzt werden, ohne Änderung der Betriebsweise durch Höhenver stellung des einen oder des anderen Federtellers die Zusammendrückung der Ventilfeder und damit die von ihr ausgeübte Kraft in Anpassung an die jewei ligen Betriebsverhältnisse zu verstellen.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die Ventilfeder mit den Federtellern innerhalb der Wan dung eines Hohlkörpers gekapselt, welche Räume vonemander trennt, die mit den zu beiden Seiten des Antriebselementes befindlichen Räumen in Ver bindung stehen. Wenn als antreibendes Druckmittel Druckluft oder Hydrauliköl benutzt wird, ist die Ventilfeder durch ihre Kap#selung bei dieser Aus führungsform vor Korrosionsangriffen, wie sie bei spielsweise in der chemischen Industrie beim Be trieb von Regelventilen auftreten können, geschützt.
Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der folgen den Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung, die ein erfindungsgemäss ausgebildetes Regelventil in einem Längsschnitt in halb geöffneter Stellung zeigt.
Das Antriebselement ist bei dem gezeichneten Beispiel eine beiderseits beaufschlagbare Membran. In einem Ventilgehäuse<B>1</B> ist ein Ventilsitz 2 angeordnet, dem ein an einer Ventilstange 4 befestig ter Regelkegel<B>3</B> gegenübersteht. Die Ventilstange 4 ist durch einen mittels Schrauben<B>6</B> am Ventil gehäuse<B>1</B> befestigten Flansch<B>5</B> hindurchgeführt. Gegen das Medium, dessen Durchfluss durch das Ventilgehäuse<B>1</B> geregelt werden soll, ist die Ventil stange 4 im Flansch<B>5</B> durch eine Stopfbuchsenpak- kung <B>7</B> abgedichtet, die durch eine Buchse<B>8</B> und eine überwurfmutter <B>9</B> nachzustellen ist.
Durch eine auf dem Flansch<B>5</B> befestigte Röhre 14 ist das Ventilgehäuse<B>1</B> mit einem aus den Scha len<B>15</B> und<B>16</B> bestehenden Membrangehäuse ver bunden. Eine Membran 24 ist an ihrem Umfang zwischen den Schalen<B>15</B> und<B>16</B> eingespannt, die durch einen profilierten Ring<B>29</B> mittels einer oder mehrerer tangential angeordneter Schrauben<B>30</B> zu- sammengepresst werden. Das obere Ende der Röhre 14 ist an der unteren Membrangehäuseschale <B>15</B> be festigt.
Im mittleren Bereich ist die Membran 24 zwi schen einem unteren Membranteller <B>19</B> und einem oberen Membranteller <B>26</B> gefasst. Die Membranteller sind mittels der Schrauben<B>25</B> gegeneinander gezogen.
Zwischen dem oberen Membranteller <B>26</B> und der Membrangehäuseschale <B>16</B> ist ein Raum gebildet, dem durch einen Anschlussnippel <B>27</B> Druckmittel zu geführt werden kann. Zwischen dem unteren Mein- branteller <B>19</B> und der unteren Membrangehäuseschale <B>15</B> ist ein ähnlicher Raum gebildet, dem durch einen Anschlussnippel <B>28</B> Druckmittel zugeführt werden kann.
Der untere Membranteller <B>19</B> setzt sich nach unten in einen Hals 20 und nach oben in einen Hals 20' fort. Auf den oberen Hals 20' ist der obere Membranteller <B>26</B> aufgeschoben. Der untere Hals 20 ist durch einen Boden 21 becherartig geschlossen. Im Boden 21 ist mittels einer Mutter 22 eine Stange <B>13</B> befestigt. Diese ist durch einen in den oberen Teil der Röhre 14 dicht eingesetzten Zwischenflansch <B>18</B> unter Zwischenschaltung einer Lippendlichtung <B>17</B> hindurchgeführt. Ihr durch den Zwischenflansch <B>18</B> nach unten ragendes Ende ist mit dem oberen Ende der Ventilstange 4 lösbar gekuppelt.
Bei dem gezeichneten Beispiel besteht die Kupplung aus zwei Längshälften<B>10,</B> die durch einen Ring<B>11</B> zusammen gehalten sind. In die Kupplungshälften<B>10</B> sind ge teilte Ringe 12 eingelegt, die ausser in die Kupp lungshälften auch in Ringnuten der Stange<B>13</B> und der Ventilstange 4 eingreifen.
Eine von der Membran 24 ausgehende Antriebs bewegung wird über den Hals 20, den Boden 21 und die gekuppelten Stangen<B>13</B> und 4 dem Regel kegel<B>3</B> übermittelt.
Der die Kupplungshälften<B>10</B> zusammenhaltende Ring<B>11</B> trägt einen Zeiger<B>1 l',</B> der durch eine in der Röhre 14 vorgesehene Aussparung sichtbar ist und die Höhenlage des Gestänges und damit des Regelkegels<B>3</B> anzeigt.
In dem von dem Hals 20 umschlossenen, nach unten durch den Boden 21 abgeschlossenen Raum sind in Achsrichtung übereinander ein unterer Feder teller<B>32</B> und ein oberer Federteller<B>33</B> angeordnet, zwischen denen die Ventilfeder<B>31</B> eingespannt ist. Die Federteller<B>32</B> und<B>33</B> sind in dem Hals 20 drehfest, aber axial verschieblich an einer Rippe 34 geführt. Am oberen Ende des Halses 20 ist eine Anschlagscheibe<B>35</B> einge,sprengt.
In der Mitte der oberen Membrangehäuseschale <B>16</B> ist ein Führungsnippel<B>38</B> eingesetzt. Durch die sen ist eine Verstellspindel <B>36</B> unter Zwischenlage eines O-Ringes 40 druckdicht hindurchgeführt. Der Führungsnippel<B>38</B> ragt in die vom Hals 20' gebildete Ausnehmung der aus den Membrantellern <B>19</B> und<B>26</B> mit der zwischen ihnen gefassten Membran gebildeten E-inheit hinein, so dass er zugleich diese Einheit führt.
In einer Ausnehmung des Führungsnippels<B>38</B> findet ein Bund<B>37</B> der Verstellspindel <B>36</B> Platz. Nach unten ist die Verstellspindel <B>36</B> gegen Axial- bewegung gehalten, wenn der Bund<B>37</B> in der Aus- nehmung des Nippels<B>38</B> aufliegt. Nach oben ist die Axialbewegung der Verstellspindel <B>36</B> durch den unteren Rand einer in den Führungsnippel<B>38</B> ein geschraubten überwurfmutter <B>39</B> begrenzt, die als Anschlag für den Bund<B>37</B> wirkt.
An ihrem nach aussen ragenden Ende trägt die Verstellspindel <B>36</B> einen Mehrkant 41 zum Ansetzen eines Schraubenschlüssels oder zur Befestigung eines Handrades.
An ihrem unteren Ende trägt die Verstellspindel <B>36</B> einen Gewindekopf<B>36,</B> der bei der gezeichneten Lage der Teile in entsprechendes Innengewinde des unteren Federtellers<B>32</B> eingeschraubt ist. Der obere Federteller<B>33</B> hat ebensolches Innengewinde.
Bei der gezeichneten Lage der Teile schliesst das Ventil bei steigendem Steuerdruck, wenn das Druck mittel durch den Stutzen<B>27</B> zugeführt wird. Da der Bund<B>37</B> in der Ausnehmung des Führungsnippels <B>38</B> aufliegt, ist der untere Federteller<B>32</B> mittels des in ihn eingeschraubten Gewindekopfes<B>36'</B> in seiner Höhenlage festgehalten, während der andere, obere Federteller<B>33</B> unter der von der Feder<B>31</B> aus geübten Kraft gegen die Anschlagscheibe<B>35</B> abge stützt ist.
Da die Anschlagscheibe im Membran- teller <B>19</B> gehalten ist, muss die Ventilfeder über die Scheibe<B>35</B> und den Federteller<B>33</B> gegenüber dem ortsfest gehaltenen Federteller<B>32</B> stärker zusam mengedrückt werden, wenn die Membran unter der Wirkung des bei<B>27</B> eingeleiteten Druckmittels weiter nach unten bewegt werden und das Ventil stärker schliessen soll.
Wenn die Verstellspindel <B>36</B> nach der einen oder anderen Seite um einen gewissen Betrag gedreht wird, hebt oder senkt sich der untere Federteller<B>32</B> entsprechend und die Ventilfeder<B>31</B> kann somit <B>je</B> nach den Betriebserfordernissen stärker oder schwächer gespannt werden.
Wenn das Ventil bei steigendem Druck öffnen soll, wird das Druckmittel statt durch den Stutzen <B>27</B> durch den Stutzen<B>28</B> zugeführt und der Spindel- kopf <B>36'</B> wird statt in den unteren Federteller<B>32</B> in den oberen Federteller<B>33</B> eingesehraubt. Dreht man die Verstellspindel <B>36</B> entgegen dem Uhrzeiger- sinn, so gelangt der Federteller<B>32</B> tiefer und tiefer, bis er schliesslich auf dem Boden 21 aufliegt.
Wegen des Spiels, das der Spindelbund <B>37</B> bis zum unteren Rand der überwurfmutter <B>39</B> hat, kann der Ge windekopf<B>36'</B> vollständig aus dem Federteller<B>32</B> herausgeschraubt werden. Die Abmessungen sind so gewählt, dass das Axialspiel dann noch reicht, um den Spindelkopf <B>36'</B> in das Gewinde des oberen Federtellers<B>33</B> einfassen zu lassen. Der Bund<B>37</B> der Verstellspindel <B>36</B> liegt dann am unteren Rand der überwurfmutter <B>39</B> an.
Wird jetzt die Spindel <B>36'</B> noch weiter entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, so wird der obere Federteller<B>33</B> nach unten be fördert. Die Ventilfeder<B>31</B> wird daher wieder in gewünschtem Masse zusammengedrückt, wobei sich der untere Federteller<B>32</B> jetzt am Boden 21 ab stützt. Da die Verstellspindel <B>36</B> nunmehr nach oben gegen axiale Bewegung gehalten list, wirkt die Ventil feder im Schliesssinn, und gegen ihre Wirkung wird durch das bei<B>28</B> eingeführte Druckmittel die Mein- bran nach oben durchgewölbt, so dass bei steigendem Steuerdruck der Regelkegel<B>3</B> weiter öffnet.
Statt der als Beispiel beschriebenen, aus den Teilen<B>10, 11,</B> 12 bestehenden Kupplung zwischen der Stange<B>13</B> und der Ventilstange 4 können die einander benachbarten Enden der Stange<B>13</B> und der Ventilstange 4 auch mit Rechts- bzw. Links gewinde versehen und durch eine entsprechende Ge windehülse lösbar gekuppelt sein.
Statt eines Membranantriebes kann auch ein Antrieb mit Kolben oder Rollmanschette verwendet werden.
Control valve The invention relates to a control valve with a control cone that can be raised and lowered by a drive element against the action of a valve spring compared to a valve seat arranged in a valve housing, the drive element being driven by one on one side or the other directed pressure medium can be acted upon either in one of two opposite directions.
The invention consists in that in such a control valve the valve spring is clamped between a lower spring plate and an upper spring plate, both of which have internal threads, that in a stationary housing part a threaded head that fits into the spring plate thread can be rotated and rotated around a be limited amount is arranged axially displaceably, which is determined by a collar of the adjusting spindle between stationary stops that the spring plate rotatably between during the movement of the drive element with moving, at a fixed distance from each other support surfaces,
but are axially movably guided and that the distance between these bearing surfaces, the height of the spring plate, the axial extent of the threaded head of the adjusting spindle and the axial displaceability of the adjusting spindle are dimensioned so that the threaded head is either in the lower or in the upper spring plate can be screwed in, whereby either the lower spring plate is raised while the valve spring is compressed or the upper spring plate is lowered while the valve spring is compressed, while the other,
The spring plate released by the threaded head is supported against one of the bearing surfaces. This achieves two things. The control valve designed according to the invention can easily be switched from an operating mode in which it closes when the control pressure rises to an operating mode in which it opens when the control pressure rises. It only needs to change the pressure medium connection and actuate the adjusting spindle.
The adjusting spindle can also be used to adjust the compression of the valve spring and thus the force exerted by it in adaptation to the respective operating conditions without changing the operating mode by Höhenver setting of one or the other spring plate.
In one embodiment of the invention, the valve spring is encapsulated with the spring plates within the wall of a hollow body, which separates spaces from one another, which are connected to the spaces on both sides of the drive element. If compressed air or hydraulic oil is used as the driving pressure medium, the valve spring is protected by its encapsulation in this embodiment from corrosive attacks, as can occur, for example, in the chemical industry when operating control valves.
Further details emerge from the following description of an exemplary embodiment with reference to the drawing, which shows a control valve designed according to the invention in a longitudinal section in the half-open position.
In the example shown, the drive element is a membrane that can be acted upon on both sides. A valve seat 2 is arranged in a valve housing 1, opposite which a control cone 3 fastened to a valve rod 4 faces. The valve rod 4 is passed through a flange <B> 5 </B> fastened to the valve housing <B> 1 </B> by means of screws <B> 6 </B>. The valve rod 4 in the flange <B> 5 </B> is sealed against the medium, the flow of which is to be regulated through the valve housing <B> 1 </B>, by a gland packing <B> 7 </B> which is to be readjusted by a socket <B> 8 </B> and a union nut <B> 9 </B>.
The valve housing <B> 1 </B> is connected to one of the shells <B> 15 </B> and <B> 16 </B> through a tube 14 fastened on the flange <B> 5 </B> existing membrane housing connected. A membrane 24 is clamped on its circumference between the shells <B> 15 </B> and <B> 16 </B>, which are secured by a profiled ring <B> 29 </B> by means of one or more tangentially arranged screws < B> 30 </B> are pressed together. The upper end of the tube 14 is fastened to the lower membrane housing shell <B> 15 </B> be.
In the middle area, the membrane 24 is held between a lower membrane plate 19 and an upper membrane plate 26. The diaphragm plates are pulled against each other by means of the screws <B> 25 </B>.
A space is formed between the upper diaphragm plate <B> 26 </B> and the diaphragm housing shell <B> 16 </B>, to which pressure medium can be fed through a connection nipple <B> 27 </B>. A similar space is formed between the lower membrane plate <B> 19 </B> and the lower membrane housing shell <B> 15 </B>, to which pressure medium can be fed through a connection nipple <B> 28 </B>.
The lower membrane plate <B> 19 </B> continues downward into a neck 20 and upward into a neck 20 '. The upper membrane plate <B> 26 </B> is pushed onto the upper neck 20 '. The lower neck 20 is closed in the manner of a cup by a base 21. A rod <B> 13 </B> is fastened in the base 21 by means of a nut 22. This is passed through an intermediate flange <B> 18 </B> inserted tightly into the upper part of the tube 14 with the interposition of a lip end clearing <B> 17 </B>. Its end protruding downward through the intermediate flange 18 is detachably coupled to the upper end of the valve rod 4.
In the example shown, the coupling consists of two longitudinal halves <B> 10 </B> which are held together by a ring <B> 11 </B>. Split rings 12 are inserted into the coupling halves 10, which apart from the coupling halves also engage in annular grooves in the rod 13 and the valve rod 4.
A drive movement emanating from the membrane 24 is transmitted to the rule cone <B> 3 </B> via the neck 20, the base 21 and the coupled rods <B> 13 </B> and 4.
The ring <B> 11 </B> holding the coupling halves 10 together has a pointer <B> 1 l ', </B> which is visible through a recess provided in the tube 14 and the height of the Linkage and thus the control cone <B> 3 </B>.
In the space enclosed by the neck 20 and closed at the bottom by the bottom 21, a lower spring plate 32 and an upper spring plate 33 are arranged one above the other in the axial direction, between which the valve spring <B> 31 </B> is clamped. The spring plates <B> 32 </B> and <B> 33 </B> are guided in the neck 20 in a rotationally fixed but axially displaceable manner on a rib 34. At the upper end of the neck 20, a stop disk <B> 35 </B> is set apart.
A guide nipple <B> 38 </B> is inserted in the middle of the upper membrane housing shell <B> 16 </B>. An adjusting spindle <B> 36 </B> is passed pressure-tight through this with the interposition of an O-ring 40. The guide nipple <B> 38 </B> protrudes into the recess formed by the neck 20 'of the unit formed from the membrane plates <B> 19 </B> and <B> 26 </B> with the membrane held between them into it so that he leads this unity at the same time.
A collar <B> 37 </B> of the adjusting spindle <B> 36 </B> can be found in a recess of the guide nipple <B> 38 </B>. The adjusting spindle <B> 36 </B> is held against axial movement at the bottom when the collar <B> 37 </B> rests in the recess of the nipple <B> 38 </B>. Upward, the axial movement of the adjusting spindle <B> 36 </B> is limited by the lower edge of a union nut <B> 39 </B> screwed into the guide nipple <B> 38 </B>, which acts as a stop for the collar <B> 37 </B> works.
At its outwardly protruding end, the adjusting spindle <B> 36 </B> has a polygon 41 for attaching a wrench or for fastening a handwheel.
At its lower end, the adjusting spindle <B> 36 </B> has a threaded head <B> 36 </B> which is screwed into the corresponding internal thread of the lower spring plate <B> 32 </B> in the position of the parts shown. The upper spring plate <B> 33 </B> has the same internal thread.
In the position of the parts shown, the valve closes when the control pressure rises when the pressure medium is supplied through the nozzle <B> 27 </B>. Since the collar <B> 37 </B> rests in the recess of the guide nipple <B> 38 </B>, the lower spring plate <B> 32 </B> is secured by means of the threaded head <B> 36 '<screwed into it / B> held in its height position, while the other, upper spring plate <B> 33 </B> is moved against the stop disk <B> 35 </B> under the force exerted by the spring <B> 31 </B> is based.
Since the stop disk is held in the diaphragm disk <B> 19 </B>, the valve spring must over the disk <B> 35 </B> and the spring disk <B> 33 </B> opposite the stationary spring disk <B > 32 </B> are compressed more if the membrane is moved further down under the action of the pressure medium introduced at <B> 27 </B> and the valve is to close more strongly.
If the adjusting spindle <B> 36 </B> is rotated to one side or the other by a certain amount, the lower spring plate <B> 32 </B> rises or lowers accordingly and the valve spring <B> 31 </ B > can therefore <B> depending </B> be tightened more or less depending on the operating requirements.
If the valve is to open when the pressure rises, the pressure medium is fed through the nozzle <B> 28 </B> instead of through the nozzle <B> 27 </B> and the spindle head <B> 36 '</B> is inserted into the upper spring plate <B> 33 </B> instead of the lower spring plate <B> 32 </B>. If the adjusting spindle <B> 36 </B> is rotated counterclockwise, the spring plate <B> 32 </B> moves deeper and deeper until it finally rests on the floor 21.
Because of the play that the spindle collar <B> 37 </B> has up to the lower edge of the union nut <B> 39 </B>, the threaded head <B> 36 '</B> can be completely removed from the spring plate <B > 32 </B> can be unscrewed. The dimensions are selected so that the axial play is then still sufficient to allow the spindle head <B> 36 '</B> to fit into the thread of the upper spring plate <B> 33 </B>. The collar <B> 37 </B> of the adjusting spindle <B> 36 </B> then rests on the lower edge of the union nut <B> 39 </B>.
If the spindle <B> 36 '</B> is now turned further counterclockwise, the upper spring plate <B> 33 </B> is conveyed downwards. The valve spring <B> 31 </B> is therefore again compressed to the desired extent, with the lower spring plate <B> 32 </B> now being supported on the bottom 21. Since the adjusting spindle <B> 36 </B> is now held upwards against axial movement, the valve spring acts in the closing direction, and the pressure medium introduced at <B> 28 </B> counteracts its effect Arched at the top so that the control cone <B> 3 </B> opens further as the control pressure rises.
Instead of the coupling between the rod <B> 13 </B> and the valve rod 4, which consists of the parts <B> 10, 11, </B> 12 and is described as an example, the adjacent ends of the rod <B> 13 < / B> and the valve rod 4 also provided with a right-hand or left-hand thread and be releasably coupled by a corresponding threaded sleeve.
Instead of a diaphragm drive, a drive with a piston or roller sleeve can also be used.