CS269068B1

CS269068B1 - Underpressure ocntrolled pressure reducing valve with deflected thin metal strip

Info

Publication number: CS269068B1
Application number: CS876532A
Authority: CS
Inventors: Miroslav Kder
Original assignee: Miroslav Kder
Priority date: 1987-09-10
Filing date: 1987-09-10
Publication date: 1990-04-11
Also published as: HUT48011A; PL274591A1; IT8821894A0; CS653287A1; IT1227059B; HU205647B

Abstract

The pressure reducing valve for a breathing apparatus has an inlet connection (14) in which the valve seat (7) is fitted. The inlet connection is attached to a flexible bag (2) with an outlet (9). A support (6) extends from the inlet (14) into the interior (8) of the bag and is attached to one end (3) of a leaf spring (1). This leaf spring (1) is curved in its free state and its other end (4) is attached to the stem of the valve head (5). When the pressure inside the bag (2) falls below that of the atmosphere the bag collapses and exerts a pressure on the leaf spring (1) tending to make it straight and thus opening the valve (5). When the pressure in the bag rises, the reverse process occurs.

Description

Vynález же týká podtlaková ovládanýoh redukčních ventilů a planžetovým ovládáním.The invention relates to vacuum-operated pressure regulators and sheet-type actuators.

Podtlaková ovládaná redukční ventily ae používají zejména u dýohaoíoh přístrojů, kde redukují vstupní tlak z tlakové nádoby na plloní tlak. К redukci во používá Jedno stupňového systému s Jednostupňovou plloní automatikou nebo dvoustupňového systému, kdy jeden stupeň je u tlakové nádoby a druhý zpravidla u masky.Vacuum-operated pressure reducing valves are used in particular in other machines where they reduce the inlet pressure from the pressure vessel to the pressure of the surface. To reduce во uses a single-stage system with a single-stage shutter automatics or two-stage system, where one stage is at the pressure vessel and the other usually at the mask.

Dosud známé mechanické ovládání škrtioíoh ústrojí redukčníoh ventilů je řeáeno pákovými nebo výklopnýmí mechanlamy.^Jřl-ovládání u vyaokýob va tupnioh tlaků v jednom stupni na plloní tlak jsou nutné velké poměry převodů pevná drženýoh tuhých pák, opěr a závěsů· Meohanismus je sestaven až 3 několika součástí pevných a pohyblivých, s nárokem na prostor.The prior art mechanical control of the throttle mechanism of the pressure reducing valve is solved by lever or tilt mechanism. fixed and movable, space-saving components.

Uvedený systém v zásadě nedoznal v posledních dvou desetiletích podstatného vývoje, a to proto, že pákový systém má omezené možnosti dalšího zjednodušení bez újmy na účinnosti· Až na dále uváděné řešení dle АО 250 3^7 ae proto stává jíoí jedno stupňové redukční ventily vyznačují výše uvedenými nevýhodami.In principle, the system has not undergone significant development in the last two decades because the lever system has limited possibilities for further simplification without sacrificing efficiency · Except for the solution below according to АО 250 3 ^ 7 and therefore becomes one-step reduction valves marked above these disadvantages.

Možnost zjednodušení konatruko· ventilů přinášejí dvoustupňové ventily. Je známa řada redukčníoh ventilů s pákovým a pružinovým ovládaoím mechanismem, a to z patentů firmy Drager, například německých patentových spisů DE 3 422 234, DE 3 401 383 a analogiokých spisů Francie 2 565 630 * USA 4 606 339. U těchto řešení, určenýoh pro ventily dvoustupňového ovládání, je ventilové těleso ovládáno pákou přes membránu re— agujíoí na podtlak na odběrové straně, přičemž vratnou sílu zajišluje spirálová pružina. Spirálová pružina působí vratnou silou buS přímo na páku nebo Je spojena a membránou, kterou po pominutí otevíracího podtlaku vtahuje do výohozí polohy.Two-stage valves offer the possibility to simplify the check valves. A series of pressure reducing valves with lever and spring actuators is known from Drager patents, such as DE 3 422 234, DE 3 401 383 and France 2 565 630 * U.S. Pat. No. 4,606,339. For two-stage control valves, the valve body is actuated by a lever through the diaphragm, responding to the negative pressure on the downstream side, the return force being provided by a coil spring. The coil spring exerts a restoring force either directly on the lever or is coupled to the diaphragm, which is pulled into position positions after the opening vacuum has passed.

Není-li u těohto ventilů na straně redukovaného tlaku odběr a působí-li přetlak, Je ventilové těleso přetlakem přitlačováno na ventilová sedlo. Vznikne-li na straně redukovaného tlaku v důsledku odběru podtlak,púsobí tento podtlak deformaci membrány, která tlačí na koneo ovládaoí páky ventilového tělesa, které je odtlačováno od sedla a přes Ventil proudí přetlakem plyn, například Vzduoh. Přetlak Je redukován přiškrcováním v důsledku rozdílu podtlaku na straně odběru a vratné síly. Obdobné řešení jako ve výše uvedených patentovýoh spiseoh popisuje i franoauzský patentový spis č. 2 45О 615. Jedná se o řešení, používající tento typ ventilu pro jeden ze dvou regulační oh stupňů ovládání, a to stupeň umístěný na masoe uživatele.If there is no pressure on the reduced pressure side of these valves and if there is an overpressure, the valve body is pressurized against the valve seat. If a negative pressure develops on the reduced pressure side, the vacuum causes deformation of the diaphragm, which presses the cone lever of the valve body, which is pushed away from the seat and flows through a positive pressure gas, e.g. Overpressure It is reduced by throttling due to the difference between the downstream pressure and the return force. A similar solution to that described in the above-mentioned patent document is described in French Patent Specification No. 2 45О 615.

Všechna tato známá řešení jsou nepoužitelná pro jednostupňové ovládání, protože zjednodušení v podobě malých pákovýoh poměrů je na újmu účinnosti ventilu. Malý pákový poměr by neudržel ventilové těleso otevřené při vstupním tlaku 20 až 30 MPa, popřípadě by praoovní podtlak ventil vůbeo neotevřel. Obdobného oharakteru Je i další zjednodušené řešení dle amerického patentového spisu Č. 4 337 ?66, kde je spirálová pružina nahražsna membránou. Přes zjednodušení je nedostatkem tohoto návrhu kromě dále uváděných nevýhod nebezpečí únavy a opotřebení membrány, ke kterému nutně musí docházet.All these known solutions are unusable for single-stage operation, since simplification in the form of small lever ratios is detrimental to valve efficiency. A small lever ratio would not keep the valve body open at an inlet pressure of 20 to 30 MPa, or a vacuum vacuum would not open the valve. There is another simplified solution according to U.S. Pat. No. 4,337-66, in which the coil spring is replaced by a membrane. In spite of simplification, the disadvantage of this design is, in addition to the following disadvantages, the danger of fatigue and wear of the diaphragm which must necessarily occur.

Dvoustupňové škrtlo i ventily mají zásadní nevýhodu v tom, Že se jimi zdvojnásobuje počet regulačníoh Článků a tím i pravděpodobnost poruoh a nároky na údržbu. Známé konoepoo, založené na kombinaoi pákového mechanismu a zpravidla spirálové pružiny, vedou navíc к nárůstu ventilů do tloušťky, oož je u dýohaoíoh přístrojů nevýhodné.The two-stage throttle and valves have the major disadvantage of doubling the number of control cells and hence the probability of failure and maintenance. The known konoepoo, based on the combination of a lever mechanism and usually a coil spring, leads to an increase in the valves to a thickness, which is disadvantageous in many machines.

Z britského patentového spisu č. 1 593 871 je známo ovládat redukční ventil plochou planžetou, řešenou jako pružná páka z pružinové ooell, která těsně dosedá svým jedním koncem na otvor, který uzavírá. Vratná síla pružiny, tvořené planžetou, je v závěrečné fázi jejího dosedání podporovaná magnetem, který zajistí její správné a těsné dosednutí. Yzhledem к tomu, Že pro dosednutí je nezbytný účinek magnetu, je zřejmé, Že tento typ redukčního ventilu se hodí pouzs pro redukoi menšíoh přetlaků, protože přetlak v desítkáoh MPa by Žádný magnet neudržel. Navíc klade nárokyIt is known from British Patent Specification No. 1,593,871 to operate a pressure reducing valve with a flat blades designed as a spring-loaded ooell lever that fits tightly with its one end to the opening it closes. The return force of the spring, formed by the foil, is in the final phase of its abutment supported by a magnet that ensures its correct and tight abutment. Since the effect of the magnet is necessary for abutment, it is clear that this type of pressure reducing valve is only suitable for reducing the lower pressures, since an overpressure in tens of MPa would not hold any magnet. In addition, it makes demands

CS 2б9 068 B1 na prostor.CS 2б9 068 B1 space.

Podle čs. patentováho spisu АО 250 3^7 Je navržen redukční ventil s planžetovým ovládáním, sostávajíoí z misky a membrány, kde v misoe s výstupním otvorem, uzavřená membránou. Je prohnutá planžeta, Jedním konoem upevněná v misoe a druhým opřená o ventil dosedajíoí na sedlo mezi prostorem vstupního tlaku a prostorem redukovanáho tlaku. Toto řešení Je Jednoduohá a klade minimální nároky na prostor. Vyžaduje však Jako každá řešení s praoovní komorou uzavřenou membránou pečlivá utěsnění po obvodě membrány s poměrně velkou ploohou, která se praoně dokonale utěsňuje.According to MS. The invention is proposed a pressure reducing valve with foil actuation, consisting of a bowl and a membrane, where in a bowl with an outlet opening, closed by a membrane. There is a curved foil, one cone mounted in the misoe and the other supported by a valve abutting the seat between the inlet pressure space and the reduced pressure space. This solution is simple and requires minimal space. However, as with any membrane enclosed chamber, it requires careful seals along the periphery of the diaphragm with a relatively large area that seals perfectly.

Vynález vychází z řešení dle* АО 250 3^7 s oílem zjednodušit problém dotěsnování při asanaoi nebo údržbě ventilu a dále snížit nároky na prostor.The invention is based on a solution according to AO 250 3 ^ 7 with the aim of simplifying the problem of sealing during asanaoi or valve maintenance and further reducing the space requirement.

Tohoto oíle Je podle vynálezu dosaženo tím, Že podtlakově ovládaný redukční ventil s prohnutou planžetou, opřenou Jedním koncem o ventilová těleso, dosedajíoí na sedlo mezi proetorem vstupního tlaku a prostorem redukovaného tlaku, má nejméně jednu ovládací planžetu uloženou ve vaku pružného materiálu, a tato planžeta Je na druhém konoi, opádném vůči ovládacímu konci ventilového tělesa, upevněna na držáku, _t pevně spojeném s ventilovým sedlem, přičemž vak Je plynotěsně připojen к ventilovému sedlu a Jeho vnitřní prostor navazuje na odebíraoí výstup o redukovaném tlaku.This object is achieved according to the invention in that the vacuum actuated pressure reducing valve with a bent foil, supported at one end by the valve body, abuts the seat between the inlet pressure proethor and the reduced pressure space, and has at least one control foil housed in a flexible material bag. the second terminal position, fades towards the actuating end of the valve body secured to the _holder, that is fixedly connected with the valve seat, the bag is gas-tightly connected к valve seat and its internal space linked to the output of odebíraoí reduced pressure.

U tohoto řešení planžeta snímá tlak, kterým na ni působí podtlakem se stahujíoí vak, a tím, že ae vyrovnává do rovinné polohy, přenáší tento tlak dále na ventilové těleso. Ventilové těleso se pak odtlaČuje ze sedla proti vstupnímu tlaku. Vak ae dá snadno otevírat pro údržbu a asanaoi a anadno a Jednoduše znovu těsně uzavírat, přičemž Jeho povaha umožňuje působit na planžetu z libovolné strany. Tím Je dán předpoklad к použití ví os než Jedné planžety.In this solution, the foil senses the pressure exerted on it by the vacuum, the bag is retracted and, by equalizing it to a planar position, transmits this pressure further to the valve body. The valve body is then pushed out of the seat against the inlet pressure. The bag ae is easy to open for maintenance and asanaoi and anadno, and simply closes tightly again, and its nature makes it possible to act on the foil from any side. This is a prerequisite for using axes other than Single Blades.

Vak Je plynotěsně připojen к ventilovému tělesu například tím, žo Je nalepen na obvod nátrubku, v němž Jó ventilové těleso vytvořeno. Stejně .tak může toto a poje ní být dosaženo i Jiným analog iokým způsobem, zřejmým odborníkům v oboru.The bag is gastightly attached to the valve body, for example by being glued to the circumference of the sleeve in which the valve body is formed. In the same way, this and it can also be achieved by another analog in a manner apparent to those skilled in the art.

Řečením podle vynálezu Je dálo zvýrazhěna výhoda ventilu podle АО 250 3^7» podle které má ventil ploohý tvar a tato ploohost Je zvýšena vypuštěním misky. Ventil Je výrazně orientován do ploohy, výškový rozměr je relativně zanedbatelný, oož Je velmi výhodné pro samozáohranné dýohaoí přístroje.According to the present invention, the advantage of the valve according to the invention 250 in which the valve has a flat shape and this flatness is increased by draining the cup is further emphasized. Valve is strongly oriented to the surface, the height dimension is relatively negligible, which is very advantageous for self-defense výivooí device.

Podle výhodného provedení vynálezu Jsou planžety dvě a Jsou symetrioky umístěny vůči držáku. Jelikož oitlivost ventilu Je přímo úměrná ploše planžety, zdvojnásobí se použitím dvou planžet, které se opírají o Jedno společné ventilové těleso. Popřípadě Je možné snížit při stejném otevíraoím podtlaku ploohu ventilu na polovinu.According to a preferred embodiment of the invention, the foils are two and are symmetrical positioned relative to the holder. Since the valve response is directly proportional to the area of the foil, it is doubled by the use of two foils that rest on one common valve body. If necessary, it is possible to halve the valve surface at the same vacuum opening.

S výhodou Je vak upraven pro asanaoi a údržbu tak, že má montážní otvor vytvořený na Jedné straně přehnutím okrajů přes tyč do pružné objímky. Pružná objímka, například z nerezové oceli, pružně svírá oba okraje svinuté přes tyč a vak hermetioky uzavírá.Preferably, the bag is adapted for asanaoi and maintenance such that it has a mounting hole formed on one side by folding the edges over the rod into a flexible sleeve. A resilient sleeve, for example of stainless steel, resiliently grips both edges rolled over the bar and closes the hermetic throat bag.

Protože Je výhodné, aby pohloovaČ byl umístěn vedlo podélné strany vaku a Jeho vývod byl přímo napojen na hrdlo vaku, Je podle dalšího znaku vynálezu nízkotlaký výstup umístěn na boční straně vaku proti ploše planžety. Tento výstup může být umístěn v zásadě libovolně mezi vstupním otvorem vysokého tlaku a opačným konoem vaku.Since it is preferable for the actuator to be located extending longitudinally of the bag and its outlet directly connected to the neck of the bag, according to a further feature of the invention, the low pressure outlet is located on the side of the bag against the foil surface. This outlet may be positioned in any desired manner between the high pressure inlet and the opposite end of the bag.

Prostor vaku slouží s výhodou jako vak kyslíkovýoh dýohaoíoh přístrojů, tvoříoí zásobní prostor dýohaného media. Pod pojmem nízkotlaký výstup se tedy rozumí odebírací výstup nadýchaného media, přičemž při zpětném výdeohu přes pohloovaČ tímto nízkotlakým výstupem zpětně vstupuje vydý o bávané medium do vaku. Zde Jo к dispozioi pro další nádeoh, s případným přidáváním dalšího media o redukovaném tlaku přes ventil podle vynálezu.The bag space preferably serves as a bag of oxygen vaporizer devices, forming the storage space of the vaporized medium. The term low-pressure outlet is thus understood to mean the take-off outlet of the fluffy medium, and when the low-pressure outlet is discharged back through the actuator via the actuator, the exhausted medium enters the bag. Here, there is a further container, with the optional addition of further reduced pressure medium through the valve of the invention.

Vynález Jo blíže vysvětlen v následujíoím popise na příkladech provedení s od- . voláním na připojené výkresy, ve kterých obr. 1 znázorňuje sohomatioky řez vakemThe invention is explained in more detail in the following description with reference to the examples. by calling the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows a somaticocular section of the bag

CS 269 068 B1 redukčního ventilu podle vynálezu, obr. 2 řez rovinou II-II z obr. 1 , ukazující uzavřeni montážního otvoru vaku podle vynálezu, a obr. 3 schematioky řez Jiným provedením vynálezu ее dvěma symetrioky uspořádanými ovládaoími planžetami.Fig. 2 is a section along line II-II in Fig. 1 showing the closure of the mounting opening of the bag according to the invention; and Fig. 3 is a schematic sectional view of another embodiment of the invention with two symmetrical control blades.

Jak ukazuje obr, 1 Je ovládaoí planžeta 1 uložena ve vaku 2 z pružného antistatického materiálu a Je na druhém konoi opačném vůči ovládacímu ко no i 4 ventilového tělesa upevněna na držáku 6. Držák 6 Je pevně spojen s ventilovým sedlem 2* přičemž vak he hermetioky připojen к ventilovému sedlu 2 ^a J*ho vnitřní prostor jB navazuje na nízkotlaký výstup £ o redukovaném tlaku.As shown in FIG. 1, the control foil 1 is housed in a bag 2 of resilient antistatic material and is mounted on a holder 6 on the other end opposite to the control body 4 of the valve body 6. The holder 6 is firmly connected to the valve seat 2; connected to the valve seat 2, ^{and the} inner space jB is connected to the low pressure outlet 6 of reduced pressure.

Vstupní tlak v potrubí 14 zatlačuje ventilové těleso £ na ventilové sedlo 2 a ventil uzavírá. Vznikne-11 ze strany nízkotlakého výstupu £ podtlak ve Vnitřním prostoru 8 vaku £, stahuje se vak £ a podtlak se přenáší na ovládaoí planžetu £. Prohnutá obládaoí planžeta 1 , které Jo dodáno předpětí do prohnuté polohy, se tlakem vaku £ na její pracovní ploohu narovnává a prodlužuje, čímž vytlačuje ventilové těleso 2, ^z ventilového sedla 2 P^r°ti vstupnímu tlaku. Pomine-li podtlak nebo poklesne-li pod sílu odpovídajíoí pružnosti planžety £, vrátí se kombinaoí vstupního tlaku a vlastní pružnosti ovládaoí planžeta £ do původního prohnutého tvaru a ventil se uzavře.The inlet pressure in the conduit 14 pushes the valve body 6 onto the valve seat 2 and closes the valve. As a result of the low pressure outlet 6, a vacuum is formed in the interior 8 of the bag 8, the bag 6 is contracted and the vacuum is transmitted to the control foil 6. Obládaoí cambered foil 1 that Jo bias supplied to the bent position, the vacuum pressure at its operating £ ploohu straightens and elongates, thereby forcing the valve body 2 ^{from the} valve seat 2 P ^r ° the input pressure. If the negative pressure has dropped or has fallen below the force corresponding to the elasticity of the blade, the combination of the inlet pressure and the inherent elasticity returns the blade to its original bent shape and the valve is closed.

Na obr. 1 Je nízkotlaký výstup 2 znázorněn proti potrubí 14. U kyslíkovýoh dýchací oh přístrojů s pohloovačem Je výhodné, aby byl nízkotlaký výstup £ umístěn na boční straní vaku 2 proti ploše ovládaoí planžety £.In FIG. 1, the low-pressure outlet 2 is shown against line 14. In oxygen breathing apparatuses with a pusher, it is preferable that the low-pressure outlet 6 is located on the side of the bag 2 opposite the surface of the control foil 4.

Jak ukazuje obr. 2, má vak £ montážní otvor 10, vytvořený na Jedné stranč přehnutím okrajů 11 přes tyč 12 do pružné objímky 13. Po sejmutí pružné objímky 13 lze vnitřek vaku £ asanovat. Vak £ se dá Jednoduše znovu hermetioky uzavřít přehnutím okrajů 11 přes tyč 12 a nasazením pružné objímky 13.As shown in FIG. 2, the bag has a mounting hole 10 formed on one side by folding the edges 11 over the rod 12 into the flexible sleeve 13. After removing the flexible sleeve 13, the inside of the bag can be sanitized. The bag 4 can be simply closed again by hermetics by folding the edges 11 over the rod 12 and inserting the flexible sleeve 13.

Je výhodné, využiJe-li se principu ovládání ovládaoí planžety £ vakem £ dvou planžet. Podle provedení znázorněného na obr. 3 Jsou dvě Ovládaoí planžety 1a, 1b osazeny svými druhými konoi 3^a» Jb symetrioky na společném držáku 6. Jejioh ovládací konce 4 a, 4b se opírají o společné ventilové těleso Zdvojnásobí se tak praoovní plooha ovládaoí planžety £, ventil se otevírá Již při menším podtlaku ve vnitřním prostoru 8 vaku £ a pracuje oitlivěji, než v prvním provedení vynálezu.It is advantageous to use the principle of controlling the control of the foil by means of a bag of two foils. According to the embodiment shown in FIG. 3, the two actuating blades 1a, 1b are fitted with their second symmetry pins 3 ^and 4b on a common holder 6. Its actuating ends 4a, 4b are supported by a common valve body. the valve opens even at a lower vacuum in the interior 8 of the bag 8 and operates more responsively than in the first embodiment of the invention.

Redukční ventil podle vynálezu se hodí zejména pro samo záchranné dýohaoí přístroje. Umožňuje Jednoduohé Jednostupnové ovládání a vzhledem к umístění ve vaku s minimálními nároky na prostor může být umístěn společně vedle láhve na stlačený kyslík v pouzdru upevněném pásy na těle uživatele. Hodí se zejména pro tlakové rozsahy vstupních tlaků do kO HPa.The pressure reducing valve according to the invention is particularly suitable for the self-rescue vaporizer. It allows simple single-stage operation and, due to its placement in a bag with minimal space requirements, can be placed together next to the compressed oxygen bottle in a case fastened by the belts to the user's body. It is especially suitable for pressure ranges of inlet pressures to kO HPa.

Stejně tak může být vynález použit i pro Jakékoli Jiné účely, kdy Je třeba redukovat vstupní tlak ovládáním podtlakem na odběrové straně na potřebnou hodnotu. Citlivost a pracovní rozsah ventilu se dá Jednoduše a ve velmi širokých mezíoh oejchovat tvarem a materiálem planžety, tj. její ploohou, velikostí prohnutí, tloušťkou výchozího pásu materiálu á pružností zvoleného materiálu. Například může být planžeta z kaleného duralu, nerez ooeli apod. Pro určité využití se stejně tak dá planžeta zhotovit z laminovaného plastu.Likewise, the invention can be used for any other purpose in which it is necessary to reduce the inlet pressure by controlling the vacuum on the downstream side to the necessary value. The sensitivity and working range of the valve can be easily and very widely spanned by the shape and material of the foil, ie its surface, the size of the deflection, the thickness of the initial web of material and the elasticity of the selected material. For example, the foil may be made of hardened duralumin, stainless steel or the like. For certain applications, the foil may also be made of laminated plastic.

Claims

1. A vacuum-operated pressure reducing valve and a bent foil supported on one valve body, abutting a seat between the inlet pressure space and the reduced pressure space, characterized in that at least one valve control foil (s) is contained in a bag (2) of resilient material a Is mounted on a second cone (3) opposite to the control valve (4) of the valve body (5) on a bracket (6) firmly connected to the valve seat (7), the bag (2) being gastightly connected to the valve seat (7) & Its interior (8) follows the low pressure outlet (9) at reduced pressure ·

Vacuum-operated pressure reducing valve according to claim 1, characterized in that the eymetrios with respect to the holder (6) are provided with two bent control blades (1a, 1b) supported by the control valves (4a, 4b) o One common valve body (5).

Vacuum operated pressure reducing valve according to Claims 1 and 2, characterized in that the bag (2) has a mounting hole (to) formed on one side by folding the edges (11) over the rod (12) into the flexible sleeve (13).

Vacuum-controlled pressure reducing valve according to Claims 1 to 3, characterized in that the low-pressure outlet (9) of reduced pressure is located on the side of the bag (2) opposite the control plate (1).