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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Druckregler gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie aus der
US 2008/0011361 A1 bekannt.
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Hintergrund der Erfindung
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Wasserstoff in Speichersystemen wird typischerweise bei Drücken im Bereich von 20 bis 875 bar gehalten. Allerdings wird der Wasserstoff bei niedrigeren Drücken im Bereich von z. B. 6 bis 10 bar an einen Nutzer wie z. B. eine Brennstoffzelle geliefert. Um den Wasserstoff effizient bei einem gewünschten Druck an den Nutzer zu liefern, ist ein Druckregler erforderlich. Es gibt demzufolge viele Druckregler, die verwendet werden können. Wenn der Druckregler eine Kolben umfasst, um einen Druck zu erfassen und zu regeln, sind Dichtungen erforderlich. In bestimmten Anwendungen wie z. B. Brennstoffzellensystemen ist es erforderlich, dass Dichtungen Temperaturschwankungen im Bereich von -80 °C bis +85 °C standhalten.
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Die US-Patentanmeldung
US 2008/0011361 A1 an Larson offenbart einen Druckregler mit O-Ring-Dichtungen, die aus einem Elastomer gebildet sind. Ähnliche Dichtungsausbildungen werden in den Druckschriften
WO 2005/124493 A1 ,
US 2004/0007269 A1 ,
US 3,698,425 A ,
US 6,056,006 A und
US 2006/0225795 A1 beschrieben, wo ebenfalls O-Ring-Dichtungen in umfangsseitigen Kolbennuten angeordnet sind. Wie von Larson beschrieben, kann ein Elastomer wie z. B. Ethylenpropylenkautschuk (EPDM) geeignet für Temperaturen sein, die -50 °C erreichen. Allerdings kann die Temperatur des sich von dem Wasserstoffspeichersystem zu der Brennstoffzelle bewegenden Wasserstoffes auf Werte bis zu -80 °C absinken. Auf Grund der niedrigeren Temperaturen sind O-Ring-Dichtungen, die aus einem Elastomer gebildet sind, nicht mehr wirksam.
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Es ist einem Fachmann für Druckregler wohl bekannt, dass eine Dichtung auch aus einem Silikonmaterial zur Anwendung in Umgebungen mit niedriger Temperatur gebildet sein kann. Allerdings ist Silikon kein geeignetes Dichtmaterial zur Verwendung mit Wasserstoff, da Silikon keine wünschenswerte Durchlässigkeit aufweist und gegen Wasserstoff porös ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Druckregler zu schaffen, der ausgebildet ist, um bei Temperaturen unter -50 °C effizient zu arbeiten, während die Notwendigkeit von separaten Dichtelementen und O-Ringen minimiert ist.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird mit einem Druckregler mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Gemäß und in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wurde ein Druckregler für ein Wasserstoffspeichersystem entwickelt, wobei der Druckregler ausgebildet ist, um bei Temperatur unter -50 °C effizient zu arbeiten, während die Notwendigkeit von separaten Dichtelementen und O-Ringen minimiert ist.
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Figurenliste
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Die oben stehenden sowie weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung sind für einen Fachmann aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen bei Betrachtung im Licht der nachfolgend beschriebenen Zeichnungen ohne weiteres verständlich, in denen:
- 1 eine Querschnittsansicht eines Druckreglers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, die den Druckregler vollständig geöffnet zeigt;
- 2 eine Querschnittsansicht des Druckreglers von 1 ist, die den Druckregler vollständig geschlossen zeigt;
- 3a eine perspektivische Darstellung einer Radialdichtung im Schnitt zeigt;
- 3b eine perspektivische Darstellung einer anderen Radialdichtung im Schnitt zeigt; und
- 3c eine perspektivische Darstellung noch einer anderen Radialdichtung im Schnitt zeigt.
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Detaillierte Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung Die nachfolgende detaillierte Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen beschreiben und veranschaulichen verschiedene Ausführungsformen der Erfindung.
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Die 1 und 2 zeigen einen Druckregler 10 für ein Gasabgabesystem (nicht gezeigt) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie gezeigt, umfasst der Druckregler 10 einen im Wesentlichen einheitlichen Hauptkörper 12, eine innen liegende Kolbenanordnung 14, die innerhalb des Hauptkörpers 12 angeordnet ist, und eine Verschlusskappe 16, die mit dem Hauptkörper 12 gekoppelt ist, um dadurch die Kolbenanordnung 14 zu verkapseln und eine Auslassdruckkammer 18 zur Drucksteuerung zu bilden. In 1 ist der Druckregler 10 in einer vollständig geöffneten Position gezeigt. In 2 ist der Druckregler 10 in einer vollständig geschlossenen Position gezeigt. Wenngleich die 1 und 2 einen Reihen-Druckregler 10 veranschaulichen, kann die Erfindung beispielsweise auf andere kolbenbasierte Druckregler wie z. B. Seitenströmungs- und Druckausgleich-Druckregler und Druckregler mit beweglichem Sitz angewendet werden.
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Der Hauptkörper 12 umfasst eine Einlassöffnung 20, eine Einlassdruckkammer 22 und einen inneren Hohlraum 24. Es ist einzusehen, dass der Hauptkörper 12 zusätzliche Elemente umfassen kann, die an einem ersten Ende 17 des Hauptkörpers gebildet oder an diesem angeordnet sind, um den Druckregler 10 mit einem Gasabgabesystem oder Tank (nicht gezeigt) zu verbinden. Der Hauptkörper 12 umfasst ein Dichtelement 25, um eine Druckabdichtung zwischen dem Hauptkörper 12 und der Verschlusskappe 16 vorzusehen. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann das Dichtelement 25 eine federunterstützte Radialdichtung 100 sein, die in 3a gezeigt ist. Je nach Wunsch können andere Dichtungen verwendet werden.
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Die Einlassöffnung 20 ist in dem ersten Ende 17 des Hauptkörpers 12 gebildet, um eine fluidtechnische Verbindung zwischen dem Gasabgabesystem und der Einlassdruckkammer 22 vorzusehen. Wie gezeigt, weist die Einlassöffnung 20 eine Längsachse A auf. Es ist einzusehen, dass die Einlassöffnung 20 je nach Wunsch jede beliebige Form und Größe aufweisen kann. Es ist ferner einzusehen, dass die Einlassöffnung 20 eine Vielzahl von Kanälen oder Kammern zur Drucksteuerung und zum Leiten eines Fluids zu der Einlassdruckkammer umfassen kann. Wie gezeigt, ist ein Sitzring 26 benachbart zu einem ersten Ende der Einlassöffnung 20 angeordnet, wo die Einlassöffnung 20 mit der Einlassdruckkammer 22 zusammentrifft. Der Sitzring 26 umfasst eine abgefaste Kante und wirkt mit der Kolbenanordnung 14 zusammen, um eine Dichtung zu bilden, um den Durchsatz von Fluid zwischen der Einlassöffnung 20 und der Einlassdruckkammer 22 zu steuern. Es ist einzusehen, dass der Sitzring 26 in dem Hauptkörper 12 gebildet sein kann. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann das erste Ende 19 der Einlassöffnung 20 eine abgefaste Kante umfassen, die ausgebildet ist, um mit der Kolbenanordnung 14 zusammenzuwirken, um eine Dichtung ohne einen separaten Sitzring 26 zu bilden.
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Die Einlassdruckkammer 22 ist durch eine Einlasswand 21 begrenzt, die in dem Hauptkörper 12 gebildet ist, wobei die Einlassdruckkammer 22 in fluidtechnischer Verbindung mit der Einlassöffnung 20 steht. Wie gezeigt, ist die Einlassdruckkammer 22 zylindrisch und im Wesentlichen konzentrisch mit der Längsachse A der Einlassöffnung 20. Es ist einzusehen, dass die Einlassdruckkammer 22 je nach Wunsch jede beliebige Größe und Form aufweisen kann. Die Einlassdruckkammer 22 ist ausgebildet, um zumindest einen Abschnitt der Kolbenanordnung 14 aufzunehmen, um den Druck der Einlassdruckkammer 22 und den Fluiddurchsatz zwischen der Einlassöffnung 20 und der Einlassdruckkammer 22 zu steuern. Wie gezeigt, trennt die Kolbenanordnung 14 die Einlassdruckkammer 22 abdichtend von dem inneren Hohlraum 24.
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Der innere Hohlraum 24 ist durch eine innere Wand 23 des Hauptkörpers 12 begrenzt. Wie gezeigt, ist der innere Hohlraum 24 im Wesentlichen konzentrisch mit der Längsachse A der Einlassöffnung 20. Es ist einzusehen, dass der innere Hohlraum 24 je nach Wunsch jede beliebige Größe und Form aufweisen kann. Der innere Hohlraum 24 ist ausgebildet, um zumindest einen Abschnitt der Kolbenanordnung 14 aufzunehmen. Der innere Hohlraum 24 hält auch ein Belastungselement 28, um die Kolbenanordnung 14 in einer gewünschten Richtung vorzuspannen. Als ein nicht einschränkendes Beispiel ist das Belastungselement 28 eine Feder mit einer gewünschten Größe und Federkonstanten. Je nach Wunsch können andere geeignete Belastungselemente oder Vorspannelemente verwendet werden. Wie gezeigt, ist der innere Hohlraum 24 von der Einlassdruckkammer 22 und der Auslassdruckkammer 18 getrennt, um die Strömung von Fluid durch den Druckregler 10 hindurch in einer gewünschten Weise effektiv zu steuern.
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Die Kolbenanordnung 14 umfasst einen Kolben 30, einen Kolbensitz 32, eine erste Vorspannvorrichtung 34 und eine zweite Vorspannvorrichtung 36. Es ist einzusehen, dass je nach Wunsch jede beliebige Anzahl von Vorspannvorrichtungen 34 umfasst sein kann. Die Vorspannvorrichtungen 34, 36 können beispielsweise ein/e beliebige/s Vorspannvorrichtung oder -element wie z. B. eine Feder, eine flexible Metallform und eine rohrförmige Metallformation sein. Als ein nicht einschränkendes Beispiel können die Vorspannvorrichtungen 34, 36 eine Form aufweisen, die ähnlich jener eines beliebigen aus einer Vielzahl von Vorspannelementen 102, 202, 302 der Radialdichtungen 100, 100', 100" ist, welche in den 3a, 3b und 3c gezeigt sind. Die Kolbenanordnung 14 kann je nach Wunsch auch zusätzliche Komponenten und Merkmale aufweisen. Es ist ferner einzusehen, dass die Kolbenanordnung 14 je nach Wunsch eine beliebige Form und Größe aufweisen kann. Wie gezeigt, ist die Kolbenanordnung 14 ausgebildet, um mit dem Belastungselement 28 zusammenzuwirken, um die Strömung von Fluid aus der Einlassöffnung 20 zu steuern.
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Der Kolben 30 ist aus ultrahochmolekularem Polyethylen (UHMW-PE) gebildet. Es ist jedoch einzusehen, dass der Kolben 30 beispielsweise aus einem beliebigen Material gebildet sein kann, das eine gewünschte Durchlässigkeit und ein Niedrigtemperaturverhalten aufweisen kann wie z. B. Polytetrafluorethylen (PTFE). Es ist ferner einzusehen, dass der Kolben 30 beispielsweise durch ein beliebiges geeignetes Herstellungsverfahren wie z. B. Spritzguss hergestellt sein kann. Je nach Wunsch können andere Herstellungsverfahren verwendet werden. Der Kolben 30 umfasst einen allgemein zylindrischen Kolbenboden 38, der im Wesentlichen konzentrisch mit einem Kolbenkopf 40 ausgerichtet ist. Wie gezeigt, weist der Kolbenkopf 40 eine im Wesentlichen kreisförmige Auslassfläche 41 auf. Je nach Wunsch können andere Formen verwendet werden. Wie weiter veranschaulicht, besitzt der Kolbenkopf 40 eine allgemein dreieckige Querschnittsform und der Kolbenboden 38 besitzt eine allgemein rechteckige Querschnittsform. Falls erforderlich, kann der Kolben 30 jedoch in anderen Formen ausgebildet sein. Um Wasserstoff von der Einlassdruckkammer 22 zu der Auslassdruckkammer 18 zur Drucksteuerung zu leiten, umfasst der Kolben 30 zumindest eine Querbohrung 42 innerhalb des Kolbenbodens 38, die eine fluidtechnische Verbindung zwischen dem Wasserstoff von der Speicherversorgung durch zumindest eine axiale Bohrung 44 innerhalb des Kolbens 30 hindurch zu der Auslassdruckkammer 18 bereitstellt. Es ist einzusehen, dass der Kolben 30 je nach Wunsch eine beliebige Anzahl von Querbohrungen 42 und axialen Bohrungen 44 umfassen kann. Es ist ferner einzusehen, dass die zumindest eine Querbohrung 42 und die zumindest eine axiale Bohrung 44 je nach Wunsch jede beliebige Form oder Größe aufweisen können.
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Der Kolbensitz 32 ist mit einem ersten Ende 45 des Kolbenbodens 38 gekoppelt. Wie gezeigt, ist der Kolbensitz 32 im Wesentlichen konzentrisch mit der Längsachse A der Einlassöffnung 20 ausgerichtet. Es ist einzusehen, dass ein beliebiges geeignetes Kopplungsmittel verwendet werden kann, um den Kolbensitz 32 und den Kolbenboden 38 zu koppeln. Der Kolbensitz 32 ist aus einem Material gebildet, das wünschenswert für ein Zusammenwirken mit dem Sitzring 26 ist, um eine Dichtung zu bilden, um den Durchsatz von Fluid zwischen der Einlassöffnung 20 und der Einlassdruckkammer 22 zu steuern.
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Der Kolben
30 beinhaltet ferner einen ersten ringförmigen Kanal
46, der benachbart zu der Auslassfläche
41 des Kolbenkopfes
40 gebildet ist, und einen zweiten ringförmigen Kanal
48, der benachbart zu einem zentralen Abschnitt
49 des Kolbenbodens
38 gebildet ist. Der erste und der zweite Kanal
46,
48 können jede beliebige Form und Größe aufweisen und sind ausgebildet, um die erste Vorspannvorrichtung
34 und die zweite Vorspannvorrichtung
36 darin aufzunehmen. Es ist einzusehen, dass je nach Wunsch eine beliebige Anzahl von Kanälen in dem Kolben
30 gebildet sein kann. In bestimmten Ausführungsformen ist der erste Kanal
46 ausgebildet, um die erste Vorspannvorrichtung
34 aufzunehmen, und der zweite Kanal
48 ist ausgebildet, um die zweite Vorspannvorrichtung
36 aufzunehmen. Je nach Wunsch können andere Mittel verwendet werden, um die Vorspannvorrichtungen
34,
36 mit dem Kolben
30 zu integrieren. Wie in den
1 und
2 gezeigt, ist die erste Vorspannvorrichtung
34 in dem ersten Kanal
46 des Kolbens
30 angeordnet, und die zweite Vorspannvorrichtung
36 ist in dem zweiten Kanal
48 des Kolbens
30 angeordnet. Als solches wirken die Vorspannvorrichtungen
34,
36 jeweils mit dem Kolben
30 zusammen, um eine Druckabdichtung mit dem Hauptkörper
12 bereitzustellen, um dadurch die Notwendigkeit separater Dichtelemente und O-Ringe zu minimieren, wie dies dem Grunde nach aus der
US 5,656,034 A bekannt ist. Es ist einzusehen, dass je nach Wunsch andere Mittel verwendet werden können, um die Vorspannvorrichtungen
34,
36 mit dem Kolben
30 zu integrieren.
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Die Verschlusskappe
16 ist mit dem Hauptkörper
12 gekoppelt, um dadurch die Kolbenanordnung
14 abzukapseln und die Auslassdruckkammer
18 zu bilden. Die Verschlusskappe
16 kann mit dem Hauptkörper
12 mithilfe eines beliebigen geeigneten Mittels gekoppelt sein. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann die Verschlusskappe
16 mit dem Hauptkörper
12 mithilfe von Gewindebolzen gekoppelt sein. Je nach Wunsch können andere Kopplungsvorrichtungen verwendet werden. In der gezeigten Ausführungsform umfasst die Verschlusskappe
16 eine Auslassöffnung
50, um eine fluidtechnische Verbindung zwischen der Auslassdruckkammer
18 und einem Nutzer wie z. B. einem Brennstoffzellensystem vorzusehen. Die Auslassöffnung
50 ist in der Verschlusskappe
16 entlang der Längsachse A gebildet und ist im Wesentlichen konzentrisch mit der Einlassöffnung
20. Es ist einzusehen, dass die Auslassöffnung
50 je nach Wunsch jede beliebige Form und Größe aufweisen kann. Es ist ferner einzusehen, dass die Auslassöffnung
50 eine Vielzahl von Kanälen oder Kammern zur Drucksteuerung und zum Leiten von Fluid zu dem Nutzer umfassen kann. Wie gezeigt, umfasst die Verschlusskappe
16 ferner eine Vertiefung
52, die in einer inneren Fläche
53 der Verschlusskappe
16 gebildet ist. Es ist einzusehen, dass die Vertiefung
52 der Verschlusskappe
16 je nach Wunsch eine beliebige Größe und Form aufweisen kann. Als solches stellt die Vertiefung
52 eine verbesserte Drucksteuerung des Auslassdruckes des Druckreglers
10 bereit. Im Speziellen ist der Auslassdruck durch die Wechselwirkung eines Druckfluids an der Vertiefung
52 der Verschlusskappe
16 und der Auslassfläche
41 des Kolbenkopfes
40 gesteuert und geregelt. Eine verbesserte Drucksteuerung kann durch Modifizieren der Auslassfläche
41 des Kolbenkopfes
40 und der Vertiefung
52 der Verschlusskappe
16 erzielt werden. Eine ähnliche Drucksteuerung ist in der US-Patentanmeldung
US 2008/0011361 A1 an Larson beschrieben.
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3a veranschaulicht die federunterstützte Radialdichtung 100, die ein radiales Vorspannelement 102 umfasst, welches teilweise von einem radialen Dichtmaterial 104 eingeschlossen ist. Als ein nicht einschränkendes Beispiel ist das radiale Vorspannelement 102 eine Feder und das Dichtmaterial 104 ist UHMW-PE. Es ist jedoch einzusehen, dass andere Materialien mit wünschenswerten Eigenschaften als Dichtmaterial 104 verwendet werden können. Es ist ferner einzusehen, dass andere Vorspannelemente als eine Alternative zu der Feder verwendet werden können. Zum Beispiel veranschaulicht 3b eine Radialdichtung 100', wobei das radiale Vorspannelement 202 eine Metallformation mit einer „V“-Form ist. Die von der Beschreibung von 3a wiederholte Struktur umfasst die gleiche Bezugsziffer mit einem Strichsymbol ('). Als ein weiteres Beispiel veranschaulicht 3c eine Radialdichtung 102', wobei das radiale Vorspannelement 302 eine rohrförmige Metallform ist. Die von der Beschreibung der 3a und 3b wiederholte Struktur umfasst die gleiche Bezugsziffer mit einem Doppelstrichsymbol (''). Es ist einzusehen, dass die radialen Vorspannelemente 102, 202, 302 je nach Wunsch jede beliebige Form und Größe aufweisen können. Es ist einzusehen, dass andere Dichtungselemente 104, 104', 104'' verwendet werden können, falls erforderlich.
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Im Gebrauch spannt das Belastungselement 28 den Kolben 30 in einer Richtung von dem Sitzring 32 weg und in Kontakt mit der inneren Fläche 53 der Verschlusskappe 16 vor, um eine im Wesentlichen uneingeschränkte Fluidströmung von der Einlassöffnung 20 zu der Auslassöffnung 50 zuzulassen. Im Speziellen strömt das Fluid von der Einlassdruckkammer 22 durch die zumindest eine Querbohrung 42 und die zumindest eine axiale Bohrung 44 hindurch und setzt die Auslassdruckkammer 18 augenblicklich unter einen Druck über einem vorbestimmten Auslassdruck. Es ist einzusehen, dass der vorbestimmte Druck in der Auslassdruckkammer 18 von dem System abhängig ist, das mit der Auslassöffnung 50 kommuniziert. Wenn der Druck in der Auslassdruckkammer 18 ansteigt, wird eine zunehmende Kraft auf die Vertiefung 52 der Verschlusskappe 16 und die Ausgangsfläche 41 des Kolbenkopfes 40 ausgeübt. Wenn sich der Druckregler 10 in der vollständig geschlossenen Position befindet, bezieht sich der Betrag der Kraft auf eine Oberfläche der Vertiefung 52 der Verschlusskappe 16 und die Ausgangsfläche 41 des Kolbenkopfes 40. Die durch den Druck in der Auslassdruckkammer 18 bewirkte Kraft wirkt der Belastungskraft des Belastungselements 28 entgegen. Wenn die durch den Druck in der Auslassdruckkammer 18 bewirkte Kraft die Belastungskraft des Belastungselements 28 übersteigt, wird bewirkt, dass sich der Kolben 30 zu dem Sitzring 26 hin bewegt, und ein Abschnitt der inneren Fläche 53 der Verschlusskappe 16 dem Auslassdruck ausgesetzt wird. Als solches wirkt der Druck in der Auslassdruckkammer 18 auf die gesamte Vertiefung 52 der Verschlusskappe 16, die gesamte Ausgangsfläche 41 des Kolbenkopfes 40 und den ausgesetzten Abschnitt der inneren Fläche 53 der Verschlusskappe 16, um die Belastungskraft des Belastungselements 28 zu überwinden. Die vergrößerte Oberfläche sorgt für eine verbesserte Drucksteuerung durch Bereitstellung einer größeren Rückkopplungskraft, die aus der vergrößerten ausgesetzten Fläche der inneren Fläche 53 der Verschlusskappe 16 resultiert. Wenn der Druck in der Auslassdruckkammer 18 im Wesentlichen einem gewünschten Betriebsdruck oder Sollwert entspricht, wie durch das Kräftegleichgewicht bestimmt, tritt der Kolbensitz 32 vollständig mit dem Sitzring 26 in Eingriff, um einer Fluidströmung durch den Druckregler 10 hindurch im Wesentlichen entgegenzuwirken.
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Um die Fluidströmung aus der Einlassöffnung 20 selektiv zu steuern, wirken der Kolbensitz 32 und der Sitzring 26 zusammen, um eine variable Verengung an dem ersten Ende 19 der Einlassöffnung 20 vorzusehen, um den Fluiddruck innerhalb des Druckreglers 10 zu steuern. Im Speziellen, um das erste Ende 19 der Einlassöffnung 20 während der Drucksteuerung abzudichten oder zu schließen, ist der Kolbensitz 32 geformt, um in die angefaste Kante des Dichtringes 26 abdichtend einzugreifen. Ein Fachmann sollte einsehen, dass die durch das Zusammenwirken des Kolbensitzes 32 und des Dichtringes 26 repräsentierte Verengung eine Druckverminderung innerhalb des Reglers 10 erzeugt. Das heißt, der geregelte Auslassdruck des Druckreglers 10 ist durch ein Kräftegleichgewicht gesteuert, das auf den Kolben 30 wirkt. Wie unter Verwendung bekannter technischer Prinzipien bekannt wäre, erfährt der Kolben 30 eine erste Kraft infolge des Fluiddruckes von der Einlassöffnung 20, der auf die Fläche des Kolbensitzes 32 wirkt, und durch die Kraft des Belastungselements 28. Der Kolben 30 erfährt eine zweite Kraft, die der ersten Kraft entgegengesetzt ist, infolge des Fluiddruckes von der Auslassdruckkammer 18, der auf die Auslassfläche 41 des Kolbens 30 wirkt.
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Es sollte ferner für einen Fachmann einzusehen sein, dass während eines Betriebes der Kolben 30 zyklisch zu dem Kolbensitz 32 hin und von diesem weg gebracht wird, um eine Drucksteuerung in Ansprechen auf Schwankungen in den Auslassdrücken aufrecht zu erhalten. Während des gesamten kontinuierlichen Bewegungszyklus des Kolbens 30 sichert die radiale Auswärtskraft der ersten Vorspannvorrichtung 34 die erste Vorspannvorrichtung 34 in dem ersten Kanal 34, während sie gleichzeitig eine Kraft auf die Wände des ersten Kanals 46 ausübt. Infolgedessen wird bewirkt, dass ein erster Abschnitt 54 des Kolbens 30 benachbart zu dem ersten Kanal 46 und der inneren Wand 24 des Hauptkörpers 12 an der inneren Wand 24 des Hauptkörpers 12 anliegt, um dadurch eine Druckabdichtung zu erzeugen. Es ist einzusehen, dass die erste Vorspannvorrichtung 34 in Zusammenwirken mit dem ersten Kanal 46 die Notwendigkeit zusätzlicher Vorrichtungen, um die erste Vorspannvorrichtung 34 in dem ersten Kanal 46 zu sichern, minimiert. Ebenso ist die zweite Vorspannvorrichtung 36 in dem zweiten Kanal 48 des Kolbens 30 angeordnet. Eine radiale Auswärtskraft der zweiten Vorspannvorrichtung 36 sichert die zweite Vorspannvorrichtung 36 in dem zweiten Kanal 48, während sie gleichzeitig eine Kraft auf die Wände des zweiten Kanals ausübt. Infolgedessen wird bewirkt, dass ein zweiter Abschnitt 56 des Kolbens 30 benachbart zu dem zweiten Kanal 48 und der Einlasswand 21 der Einlassdruckkammer 22 in die Einlasswand 21 gezwungen wird, um eine Druckabdichtung zu erzeugen. Es ist einzusehen, dass die zweite Vorspannvorrichtung 36 in Zusammenwirken mit dem zweiten Kanal 48 die Notwendigkeit zusätzlicher Vorrichtungen, um die zweite Vorspannvorrichtung 36 in dem zweiten Kanal 48 zu sichern, minimiert. Als solches wirkt die erste Vorspannvorrichtung 34 mit dem ersten Abschnitt 54 des Kolbens 30 zusammen, um eine Druckabdichtung zwischen dem inneren Hohlraum 24 und der Auslassdruckkammer 18 zu bilden, während die zweite Vorspannvorrichtung 36 mit dem zweiten Abschnitt 56 des Kolbens 30 zusammenwirkt, um eine Druckabdichtung zwischen dem inneren Hohlraum 24 und der Einlassdruckkammer 22 zu bilden, um dadurch die Notwendigkeit einer/s separaten Dichtvorrichtung oder O-Ringes zu minimieren. Es sollte einzusehen sein, dass die Vorspannvorrichtungen 34, 36 den inneren Hohlraum 24 von der Einlassdruckkammer 22 und der Auslassdruckkammer 18 trennen, um Fluid zu einer Auslassöffnung 50 hin zu leiten und zu verhindern, dass Fluid in den inneren Hohlraum 24 entweicht. Als solches sind die Vorspannvorrichtungen 34, 36 und der Kolbensitz 32 derart angeordnet, dass Hochdruck-Undichtigkeiten innerhalb des Druckreglers 10 minimiert sind, indem bestimmte Gebiete des Reglers von der Fluidströmung getrennt sind. Ebenso bildet das Dichtelement 25 eine Druckabdichtung zwischen dem Hauptkörper 12 und der Verschlusskappe 16, um dadurch die Drucksteuerung in der Auslassdruckkammer 18 zu maximieren und gleichzeitig Fluidaustritten zwischen dem Hauptkörper 12 und der Verschlusskappe 16 entgegenzuwirken.
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Während des Betriebes der gezeigten Ausführungsform schwankt die Temperatur des Fluids in dem Druckregler 10 zwischen -80 °C und +85 °C. Die extreme Fluktuation der Temperatur kann allgemein bewirken, dass die in dem Druckregler 10 verwendeten Dichtungen undicht werden und sich zersetzen und in einigen Fällen versagen. In der vorliegenden Erfindung ist der Kolben 30 jedoch aus einem Material gebildet, welches wünschenswerte Eigenschaften für eine Funktion unterhalb von - 50 °C aufweist. Als solche wirken der erste Abschnitt 54 und der zweite Abschnitt 56 des Kolbens 30 mit den Vorspannvorrichtungen 34, 36 zusammen, um eine Druckabdichtung bei Temperaturen unter -50 °C zu bilden, um dadurch die Notwendigkeit separater Dichtelemente und O-Ringe zu minimieren.
