DE10325846B4

DE10325846B4 - Druckmindernder Regler

Info

Publication number: DE10325846B4
Application number: DE2003125846
Authority: DE
Inventors: Todd L. Larsen
Original assignee: Tescom Corp
Current assignee: Tescom Corp
Priority date: 2002-07-12
Filing date: 2003-06-06
Publication date: 2013-09-19
Anticipated expiration: 2023-06-07
Also published as: US20040007269A1; US7159611B2; JP2004038982A; DE10325846A1; US20040216781A1; JP4246564B2

Abstract

Die Erfindung betrifft einen druckmindenden Regler, mit einem Reglerkörper (10), der eine axiale Bohrung (B), die einen Einlaß (19) und einen Bohrungsbereich (14, 20) und einen röhrenförmigen Bereich (17) hat, der innerhalb des Körperbohrungsbereichs verläuft und sich dort hinein öffnet und in den Einlaß öffnet, einem Kolben (P), der innerhalb des Körperbohrungsbereichs angeordnet ist und zwischen einer offenen Stellung für Fluidstrom und einer geschlossenen Stellung beweglich ist, wobei der Kolben eine Bohrung (37, 38) hat, die axial hindurch verläuft, und Mitteln (50) zum Bewegen des Kolbens in seine offene Stellung, dadurch gekennzeichnet, daß der röhrenförmige Körperbereich sich in die Kolbenbohrung erstreckt, daß eine Kappe oder ein Deckel (12) entfernbar an dem Reglerkörper montiert ist und einen Oberbereich, einen Auslaß (45) und einen röhrenförmigen Bereich (24) hat, der in die Kolbenbohrung koaxial mit dem röhrenförmigen Körperbereich verläuft und in axialem Abstand zu letzterem liegt, wobei der röhrenförmige Deckelbereich einen Fluiddurchgang (44) hat, der sich zu dem Auslaß und zu der Kolbenbohrung öffnet, und einen entfernt von dem Auslaß liegenden Ventilsitz (16) hält, um in Anlage an eine ringförmige Schulter in der Kolbenbohrung bringbar zu sein, wenn der Kolben sich in der geschlossenen Stellung befindet, um Fluidstrom aus dem Einlaß in den Auslaß zu blockieren, und daß eine Federeinrichtung (35) vorhanden ist, um den Kolben elastisch in seiner geschlossenen Position zu halten, bis der Fluiddruck am Auslaß unter ein vorab ausgewähltes Niveau absinkt.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen druckmindernden Regler, der in einer Leitung zwischen einer Quelle eines unter Druck stehenden Fluids und einem Objekt anbringbar ist, dem das Fluid unter eifern niedrigeren, gesteuerten Druck zugeführt werden soll.
In US Patent 4,667,695 ist ein ringförmiger Kolben beschrieben, der in einer Bohrung in einem Körper (2. Kolben) beweglich ist. Der ringförmige Kolben wird elastisch in eine Position gedrückt, um eine hindurchgehende Fluidströmung zu erlauben, die von seinem Einlaßende zu seinem gegenüberliegenden Ende und dann durch Löcher in dem Körper fließt Mit einem Druckanstieg an dem Einlaßende des ringförmigen Kolbens wird der ringförmige Kolben in Richtung auf seine geschlossene Position zu bewegt.
In US Patent 4,476,888 ist ein Ventilkörper mit unteren Durchgängen vorhanden, die zusammenlaufen, um sich in eine zentrale Bohrung zu öffnen, während in US Patent 5,501,247 die Verwendung einer Feder beschrieben ist, um die relative Drehung zwischen zwei Teilen eines Druckreglers zu verhindern.
Diese Erfindung wurde gemacht, um druckmindernde Leitungsregler zu verbessern.
Zusammenfassung der Erfindung
Der druckmindernde Regler umfaßt einen Reglerkörper mit einem Einlaß, der sich durch einen röhrenförmigen Bereich (Hülse) öffnet, der (die) sich innerhalb einer Kolbenkammer zu einem Kolbenbohrungsbereich erstreckt, und eine Kappe mit einem Auslaß, der sich durch einen röhrenförmigen Deckelbereich (Hülse) und Öffnungen gegenüber des Auslasses zu der Kolbenbohrung öffnet.
Der röhrenförmige Körperbereich erstreckt sich in einen Endbereich der Kolbenbohrung und der röhrenförmige Deckelbereich erstreckt sich in das andere Ende der Kolbenbohrung. Ein Ventilsitz wird durch das mit Öffnungen versehene Ende der Deckelhülse gehalten, um gegen eine ringförmige Schulter in der Kolbenbohrung anzuliegen, um hindurchgehenden Fluidfluß zu blockieren. Eine erste Feder drückt gegen den Körper, um den Kolben in eine geschlossene Reglerposition zu drücken, während eine zweite Feder an dem Deckel angreift, um den Kolben in eine offene Reglerposition zu drücken. Eine Feder wirkt zwischen dem Deckel und dem Reglerkörper, um sie in begrenzter eingestellter axialer Position zu halten, um eine begrenzte Einstellung des Auslaßdruckes zu erlauben.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen druckmindernden Regler mit neuen Merkmalen zur Verfügung zu stellen, um Leckage-Wege zwischen dem Reglereinlaß und -auslaß zu reduzieren.
Ein anderes Ziel der Erfindung besteht darin, einen Druckregler mit neuen Merkmalen bereitzustellen, um Fluidstrom dadurch zu blockieren und um, wenn Ventilsitz-Leckagen auftreten, den zusätzlichen Auslaßdruck die Sitzbelastung erhöhen zu lassen, um Fluidstrom zu blockieren und einen neuen Sitzbereich zu bilden, um zukünftige Leckagen zu eliminieren. Ein weiteres Ziel dieser Erfindung besteht darin, einen Leitungsdruckregler mit neuen Sitzmerkmalen zur Verfügung zu stellen, um Effekte des abnehmenden Einlasses ohne den Nachteil des Abschaltens des Fluidstroms zu eliminieren.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, einen Leitungsdruckregler mit neuen Merkmalen bereitzustellen, um die möglichen Leckage-Wege zwischen dem Reglereinlaß und dem Reglerauslaß zu eliminieren. Ein anderes Ziel der Erfindung besteht darin, in einem Druckregler neue Merkmale bereitzustellen, um feine Einstellungen in dem Reglerauslaßdruck ausführen zu können.
Obwohl aus Gründen der Bequemlichkeit Ausdrücke wie ”oberer”, ”unterer”, ”Oberseite” und ”Unterseite” bei der Beschreibung des Druckreglers verwendet werden, ist davon auszugehen, daß die Verwendung dieser Ausdrücke auf die Situation anwendbar ist, wenn sich der Druckregler in einer aufrechten Stellung, wie in den Zeichnungen dargestellt, befindet. Es ist jedoch davon auszugehen, daß der Druckregler auch in anderen Stellungen als der aufrechten verwendet werden kann.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Querschnittsansicht der ersten Ausführungsform des Druckreglers der Erfindung in der geschlossenen Kolbenstellung zum Blockieren von Fluidstrom;
2 ist eine vergrößerte Teilansicht eines Bereichs der Struktur aus 1;
3 ist eine weiter vergrößerte Ansicht des Ventilsitzgebietes des Reglers;
4 ist eine Querschnittsansicht der zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die in 1 dargestellte erste Ausführungsform des druckmindernden Leitungsreglers der Erfindung, der allgemein mit 11 bezeichnet ist, umfaßt einen Reglerkörper, der allgemein mit 10 bezeichnet ist und eine axial hindurch verlaufende Bohrung B mit variierenden Durchmessern hat. Ein Deckel (Kappe), allgemein mit 12 bezeichnet, ist über ein Gewinde am oberen Bereich des Körpers montiert, um das obere Ende der Bohrung des Körpers zu verschließen. Der Deckel hat eine Bohrung D, die außer einem Ventilsitz 16 und einem Ventilsitzhalter 24A axial hindurch verläuft und koaxial mit der Körperbohrung ist.
Die Körperbohrung B umfaßt einen axial mittleren Bohrungsbereich 14, der z. T. durch eine ringförmige Bodenwand 15 definiert wird, wobei eine axial längliche Hülse (röhrenförmiger Körperbereich 17) einstückig mit dem unteren Körperteil verbunden ist und axial um eine kleinere Strecke über die Bodenwand 15 hinaus verläuft als die axiale Abmessung des Bohrungsbereichs 14. Die Hülse hat einen Bohrungsbereich 18, der axial hindurch verläuft und sich zu dem Einlaß 19 in dem Körperteil 17A öffnet, wobei der Bohrungsbereich 18 und der Einlaß Teil der Körperbohrung B sind. Mithin öffnet sich die Hülse in den mittleren Bohrungsbereich axial zwischen dessen gegenüberliegenden axialen Enden. Der Bohrungsbereich 18 hat einen viel geringeren Durchmesser als jeder von dem mittleren Bohrungsbereich des Körpers und dem Einlaß.
Die Körperbohrung B umfaßt auch einen zylindrischen Bohrungsbereich 20 mit vergrößertem Durchmesser, der an seiner Verbindungsstelle mit dem axialen mittleren Bohrungsbereich eine ringförmige Bodenwand 21 bildet und sich durch die ringförmige Oberkante des Reglerkörpers zu dem ringförmigen Deckeloberbereich 22 des Deckels 12 öffnet. Der zylindrische Bohrungsbereich 20 hat über im Wesentlichen die ganze Strecke oberhalb der Bodenwand 21 einen konstanten Durchmesser.
Der Deckel hat einen ringförmigen Bereich 23, der von dem Deckeloberbereich 22 aus nach unten verläuft, wobei der untere Teil des ringförmigen Bereichs auf den Reglerkörper aufgeschraubt ist. Der Deckel hat auch einen axial länglichen röhrenförmigen Deckelbereich 24 (Hülse), der (die) einstückig mit dem Oberteil ist und von dort aus in koaxialer Beziehung zu der Körperhülse nach unten verläuft und der (die) vorzugsweise eine größere axiale Länge als der ringförmige Bereich 23 des Deckels hat. Mithin hat das Deckeloberteil 27 eine Wand, die teilweise eine ringförmige Kammer definiert, welche sich in den vergrößerten Körperbohrungsbereich öffnet und in welche der obere ringförmige Teil 29 des Reglerkörpers hinein verläuft.
Der röhrenförmige Deckelbereich 24 hat einen oberen Teil 24B, der über den größeren Teil seiner Länge von dem Deckeloberteil aus einen gegebenen Außendurchmesser hat, und einen Teil 24C mit reduziertem Außendurchmesser, um, an seiner Verbindungsstelle mit dem oberen Teil 24B, eine nach unten weisende Schulter 25 zu bilden. Der Teil 24C mit reduziertem Durchmesser hat an seinem unteren Ende den Ventilsitzhalter 24A, der einstückig damit ausgebildet ist. Der Sitzhalter hat an seinem oberen Ende den gleichen Außendurchmesser wie der röhrenförmige Teil 24C, wobei die größere Basis eines unteren kegelstumpfförmigen Bereichs 24E damit verbunden ist. Der kegelstumpfförmige Bereich ist mit seiner kleineren Basis mit einem zylindrischen Bereich 24D verbunden. Der Teil des Ventilsitzes mit reduziertem Durchmesser erstreckt sich in eine Fassung in dem zylindrischen Bereich hinein, wobei der untere Teil des Sitzes eine kegelstumpfförmige Form hat, deren Zwecke später erläutert werden. Der Ventilsitz kann im Preßsitz oder anderweitig mit dem Sitzhalter verbunden sein, ohne daß irgend eine Gewindeverbindung vorhanden ist. Der Ventilsitz, der dauernd einem hohen Fluiddruck in dem unteren Kolbenbohrungsbereich 38 ausgesetzt ist, wirkt dazu, den Ventilsitz fester mit dem Deckelsitzhalter verbunden zu halten. In Folge der Tatsache, daß der Ventilsitz ohne Verwendung von Gewinden befestigt ist, ist die Wahrscheinlichkeit, daß während des Zusammenbaus Teilchen gebildet werden, die zu einer Leckage unter Umgehung des Ventilsitzes führen könnten, reduziert.
In den Körperbohrungsbereichen 14, 20 ist ein ringförmiger Kolben (Sensor) P axial beweglich angeordnet, wobei der Kolben einen Bereich 30 mit vergrößertem Durchmesser aufweist, um einen engen Gleitsitz mit dem Körperwandbereich zu bilden, der den zylindrischen Bohrungsbereich 20 definiert. Der Bereich mit vergrößertem Durchmesser hat eine ringförmige Nut mit einem O-Ring 31, um eine Fluiddichtung mit dem Bohrungswandbereich während der gesamten axialen Bewegung des Kolbens relativ zu dem röhrenförmigen Deckelbereich zu bilden. Weiterhin hat der Kolben einen axial mittleren Bereich 32, der mit dem Bereich mit vergrößertem Durchmesser verbunden ist, um unterhalb davon in den Bohrungsbereich 14 zu verlaufen, und der einen signifikant kleineren Durchmesser als der Bohrungsbereich 14 hat. Der Kolben umfaßt auch einen Bereich 33 mit reduziertem Durchmesser, der mit dem axial mittleren Bereich 32 verbunden ist, um davon nach unten zu verlaufen, um eine Schulter zu bilden, an der einen Schraubenfeder 35 anliegt. Das gegenüberliegende Ende der Feder liegt an der Bodenwand 15 an, um den Kolben dauernd elastisch axial weg von der Bodenwand 15 zu drücken. Die Bewegung des Kolbens in die entgegengesetzte axiale Richtung wird durch den Bereich 30 des Kolbens mit vergrößertem Durchmesser, der in Kontakt mit der Bodenwand 21 kommt, begrenzt.
Der Kolben hat einen oberen Kolbenbohrungsbereich 37, der sich durch dessen Oberfläche öffnet, wobei der Deckelröhrenteil 24C dahin hinein verläuft. Der Kolbenbereich mit vergrößertem Durchmesser hat eine innere Nut mit einem O-Ring 41 darin, um eine Fluiddichtung mit dem Deckelröhrenteil 24C zu bilden, wenn der Kolben sich axial relativ zu dem Deckelröhrenteil 24C bewegt. Die axiale Bewegung des Kolbens axial weg von der Bodenwand 15 wird durch Anlage gegen die Schulter 25 begrenzt.
Die Kolbenbohrung umfaßt einen unteren Kolbenbohrungsbereich 38 mit geringerem Durchmesser als der obere Kolbenbohrungsbereich 37, um eine ringförmige, nach oben weisende ringförmige Schulter 39 zu bilden, wobei der Durchmesser des unteren Kolbenbohrungsbereichs 38 größer als der Minimaldurchmesser der kleineren Basis des kegelstumpfförmigen Teils 16A des Ventilsitzes ist, aber kleiner als der Maximaldurchmesser der größeren Basis des kegelstumpfförmigen Teils 16A ist. Die Wand des Kolbens, die den unteren Kolbenbohrungsbereich 38 definiert, hat einen Durchmesser, um einen engen axialen Gleitsitz mit dem röhrenförmigen Körperbereich 17 zu bilden, wobei der untere Kolbenbohrungsbereich 38 mit reduziertem Durchmesser eine innere Nut hat, in der ein O-Ring 40 angebracht ist, um eine axiale fluiddichte Passung mit dem röhrenförmigen Körperbereich 17 während der gesamten axialen Bewegung des Kolbens relativ zu dem röhrenförmigen Bereich zu bilden.
Der kegelstumpfförmige Bereich 24E hat eine Mehrzahl von Öffnungen 43, die nach oben zusammenlaufen, um sich in die Bohrung 44 der Deckelröhrenteile 24B, 24C zu öffnen, welche sich wiederum in den Auslaß 45 (Durchgang) in dem Deckeloberbereich 22 öffnen. Die Öffnungen öffnen sich in den ringförmigen ersten Freiraum 49, der, wenigstens zu einem erheblichen Teil, von der ringförmigen Schulter 39, der Wand des Kolbens, die den unteren Teil des oberen Kolbenbohrungsbereichs 37 definiert, dem Sitzhalter und dem Ventilsitz definiert wird, wenn der Kolben in seiner geschlossenen (fluidströmungblockierenden) Stellung ist. Wenn sich der Kolben in seiner geschlossenen Stellung befindet, liegt ein axial mittlerer Teil des kegelstumpfförmigen Sitzbereichs 16A in Kontakt an dem Kolben an der Verbindungsstelle der Kolbenbohrungsbereiche 37, 38 an, um Fluidströmung aus dem röhrenförmigen Körperbereich 17 in den oberen Kolbenbohrungsbereich 37 zu blockieren. Radiale Querbohrungen 48 sind in dem axial mittleren Bereich 32 des Kolbens vorgesehen, um sich in den ersten Freiraum 49 und den ringförmigen zweiten Freiraum 47 zu öffnen, der zwischen dem Bohrungsbereich 14 und demjenigen Teil des Kolbens liegt, der unterhalb des Kolbenbereichs mit vergrößertem Durchmesser verläuft. Die Querschnittsfläche des zweiten Freiraums 47 ist größer als die der ringförmigen Schulter 39 des Kolbens, so daß, selbst wenn der Teil der Bodenfläche des Kolbenbereichs mit vergrößertem Durchmesser an der Bodenwand 21 anliegt und der Teil der Kolbenbodenfläche des Kolbenbereichs mit reduziertem Durchmesser an der Körperbodenwand 15 anliegt, der Teil der Kolbenbodenfläche, der dem unter Druck stehenden Fluid ausgesetzt ist, ausreichend groß ist, um den Kolben in Richtung in seine geschlossene Stellung gegen die Wirkung einer Schraubenfeder 50 zu drücken, wenn der Fluiddruck in dem ringförmigen zweiten Freiraum 47 bei oder oberhalb des vorab ausgewählten Auslaßdruckes ist.
Die Schraubenfeder 35 drückt den Kolben dauernd elastisch in eine Stellung, so daß der Teil des Kolbens, der die Öffnung des unteren Kolbenbohrungsbereichs 38 in den oberen Kolbenbohrungsbereich 37 umgibt, gegen den kegelstumpfförmigen Teil des Ventilsitzes anliegt, um Fluidströmung mit hohem Druck durch die Kolbenbohrung zu blockieren. Die Schraubenfeder 50 befindet sich in dem zylindrischen Bohrungsbereich 20 und wirkt zwischen dem Deckeloberbereich 27 und der Oberfläche des Kolbens, um den Kolben elastisch relativ zu dem röhrenförmigen Deckelbereich 24 in eine geöffnete Reglerstellung zu drücken, um Fluidströmung unter hohem Druck durch den Regler zu erlauben. Die Feder 50 hält den Kolben in einer offenen Stellung, um den röhrenförmigen Deckelbereich in Fluidverbindung mit den Querbohrungen 48 und dadurch mit dem ringförmigen zweiten Freiraum 47 zu setzen, wenn kein unter Druck befindliches Fluid auf den Einlaß 19 des Körpers einwirkt.
Eine Arettierschraube 54 ist in den Deckel geschraubt und erstreckt sich in eine ringförmige Nut 55 des Reglerkörpers, die eine genügende axiale Ausdehnung hat, um das Herausschrauben der Schraube und dann die Drehung des Deckels relativ zu dem Reglerkörper und dann das Einschrauben der Schraube zu erlauben, um gegen den Reglerkörper zu drücken, um den Deckel relativ zu dem Reglerkörper in einer eingestellten geschraubten (Winkel)-Stellung zu halten. Da eine solche Schraubeinstellung den axialen Abstand zwischen dem Deckeloberbereich 27 und der Bodenwand 21 variiert, liefert dies kleine Auslaßdruckeinstellungen ohne die Verwendung von Zwischenscheiben, die gewöhnlich in herkömmlichen Leitungsreglern verwendet werden. Die ringförmige Nut ist oberhalb der Schraubverbindung zwischen dem oberen Reglerkörperbereich 29 und dem Deckelbereich 23 angeordnet, während ein O-Ring 56 eine Fluiddichtung zwischen dem Körperbereich 29 und dem Deckelbereich 23 oberhalb der ringförmigen Nut bereitstellt.
Der Deckel hat einen Lüftungsanschluß 52, der sich in den ringförmigen Hohlraum 34 (Kammer) zwischen dem röhrenförmigen Deckelbereich 24 und dem Körperbereich 29 axial zwischen dem oberen Bereich 27 und dem Kolben öffnet. Leckage-Fluid in der oben erwähnten Kammer kann durch den Lüftungsanschluß 52 in einen geeigneten Behälter 53 für Leckage-Gas fließen oder anderweitig an ein sicheres Gebiet angeschlossen sein. Mit der obigen Deckel-Kolben-Regler-O-Ring-Anordnung fließt jeglicher Leckage-Strom, der die O-Ringe umgeht, durch den Lüftungsanschluß 52. Ferner ist mit dieser Anordnung die Anzahl von möglichen Leckage-Wegen zwischen dem Einlaß und dem Auslaß reduziert.
Der Auslaßdruck kann durch Verwendung von Federn 35 und 50 mit den gewünschten Federeigenschaften und die geeignete Schraubeinstellung des Deckels relativ zu dem Reglerkörper eingestellt werden. Aufgrund der Fluidverbindung des Auslasses durch die Bohrung 44 des Deckelröhrenteils, die Öffnungen 43, den ringförmigen ersten Freiraum 49 und die Querbohrungen 48, wirkt der Auslaßdruck gegen die nach unten gerichteten, ringförmigen Bodenflächen 57, 58, 59 des Kolbens, die eine viel größere Querschnittsfläche haben als die entsprechende maximale Querschnittsfläche des Ventilsitzes. Wenn der Auslaßdruck unter einen vorab ausgewählten Druck abnimmt, bewegt die Feder 50 den Kolben nach unten und dadurch die Verbindungsstelle der Kolbenbohrungsbereiche 37, 38 axial weg von dem Ventilsitz. Infolge dessen fließt unter hohem Druck stehendes Fluid aus dem Einlaß 19, durch den unteren Kolbenbohrungsbereich 38, um den ringförmigen ersten Freiraum 49 zwischen dem Ventilsitz und der Kolbenbohrung zu den Öffnungen 43 zu passieren, und dann zu der Bohrung 44 des Deckelröhrenteils, um zu dem Auslaß 45 des Deckels zu fließen. Gleichzeitig ist der ringförmige erste Freiraum 49 in Fluidverbindung mit dem zweiten Freiraum 47 und dadurch mit den Bodenflächen 57 bis 59 des Kolbens. Mit ansteigendem Druck am Auslaß 45 steigt der auf die Kolbenbodenfläche wirkende Druck an und die Feder 50 wird zunehmend zusammengedrückt, der Kolben bewegt sich in Richtung einer geschlossenen Ventilposition und bei Anstieg des Fluiddruckes am Auslaß auf das vorab ausgewählte Niveau wird der Fluidstrom von dem Einlaß in den ringförmigen ersten Freiraum 49 blockiert.
Es ist zu bemerken, daß bei sinkendem Einlaßdruck (z. B. in Folge der Leerung eines Gasvorratstanks), wenn sich der Kolben in der geöffneten Stellung befindet, der Druck auf die Bodenflächen abnimmt und die Feder 50 den Kolben in eine weiter geöffnete Richtung bewegt. Infolge dessen kommt es bei absinkendem Einlaßdruck zu einem Auslaßanstieg, um den abnehmenden Einlaßeffekt zu eliminieren. Obwohl es nicht erwähnt wurde, ist es so zu verstehen, daß die Bewegung des Kolbens in seine offene Stellung mit variierenden axialen Abständen der Reglerhülsen voneinander als Folge der erforderlichen Fluidströmungsgeschwindigkeit zur Aufrechterhaltung des gewünschten Auslaßdrucks einhergehen kann. Mithin kann in der offenen Stellung des Kolbens das Ventil leicht beabstandet von der Verbindungsstelle der Kolbenbohrungsbereiche 37, 38 sein, um einen niedrigen Volumenstrom durch den Regler zu erlauben, bis hin zu einem maximalen Abstand, um einen höheren Volumenstrom durch den Regler zu erlauben.
In dem Fall, daß es einen Leckage-Strom vorbei an dem Ventilsitz gibt, tritt ein Strom von Leckage-Fluid in den ringförmigen ersten Freiraum 49 und dann durch die Querbohrungen auf, um gegen die Kolbenbodenflächen zu wirken. Da die ringförmige Querschnittsfläche der ringförmigen Schulter 39 des Kolbens viele Male kleiner als die kombinierten Querschnittsflächen der Bodenflächen 57 bis 59 des Kolbens ist und der Ventilsitz aus einem Material hergestellt ist, z. B. aus Kunststoff, das leichter deformierbar ist als der Kolben, zwingt der ansteigende Leckage-Druck, der gegen die Kolbenkräfte wirkt, den Ventilsitz, sich ausreichend zu verformen, so daß ein neuer Sitz des Kolbens an dem Ventilsitz gebildet wird, um den umgehenden Leckage-Strom zu blockieren. Diese Sitzwirkung liefert eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegenüber Sitz-Leckagen, die durch Vibration verursacht werden. Der Ventilsitz ist aus einem Material hergestellt, das sich nur in dem notwendigen Maße verformt, um einen neuen Sitz (ringförmiger Kontaktpunkt des Ventilsitzes an dem Kolben) zu bilden, um den Leckage-Strom zu blockieren. Nachdem der Kolben sich, nachfolgend auf eine neue Sitzbildung, in seine geöffnete Stellung bewegt hat, nimmt der Kolben, wenn er sich wieder in die geschlossene Stellung bewegt, wieder seinen neuen Sitz ein.
Vorteilhafterweise sind sowohl der Deckel, einschließlich seines röhrenförmigen Bereichs, als auch der Reglerkörper, einschließlich seines röhrenförmigen Bereichs, sowie auch der Kolben aus einem einzelnen, einstückigen Materialstück gebildet, wobei jede der genannten Komponenten aus einstückig miteinander verbundenen Teilen besteht. Infolge dessen ist die Anzahl der O-Ringe und die Wahrscheinlichkeit von Leckagen reduziert. Ferner sind die Bohrungen des Kolbens, des Reglerkörpers, des Deckels, mit Ausnahme der Querbohrungen und Öffnungen 43, der ersten Ausführungsform koaxial.
Wie in 4 dargestellt, umfaßt die zweite Ausführungsform der Erfindung einen Deckel (Kappe) 12, einen Kolben P und eine Schraubenfeder 50, die die gleichen wie diejenigen der ersten Ausführungsform sind und in der gleichen Weise funktionieren. Die zweite Ausführungsform umfaßt auch einen Reglerkörper, der allgemein mit 70 bezeichnet ist, mit einer Bohrung 73, die zu einem Teil durch eine Bodenwand 72 definiert ist, und mit Hülse 71, die denen der ersten Ausführungsform entsprechen. Der Reglerkörper der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich jedoch von dem der ersten Ausführungsform dadurch, daß er eine Ventilbohrung 79 zum Einschrauben eines Ventilteils aufweist, das allgemein mit 80 bezeichnet ist. Ein zweiter Durchgang 78 (Bohrungsbereich) verläuft axial durch die Hülse (röhrenförmiger Körperbereich 17) und öffnet sich in die Ventilbohrung 79 und durch den mit einem Außengewinde versehenen Stutzenbereich 81, der in Schraubverbindung mit mit einem Auslaßstutzen eines herkömmlichen Behälter 82 bringbar ist.
Das Ventilteil 80 umfaßt einen Ventilkörper 84, der in die Ventilbohrung 79 eingeschraubt ist, und einen Ventilschaft 85, der drehbar in dem Ventilkörper gehalten ist, um selektiv den Fluidstrom durch den Ventilsitz 87 aus dem Stutzenbereicheinlass 77 zu dem zweiten Durchgang 78 zu erlauben, wobei der Ventilsitz in der Reglerkörperbohrung angebracht ist. Es sind O-Ringe 88 vorgesehen, um eine Fluiddichtung zwischen dem Reglerkörper und dem Ventilkörper und eine Fluiddichtung zwischen dem Ventilschaft 89 und dem Ventilkörper zu bilden. Durch Einbau des Absperrventils in den Reglerkörper sind keine externen Anschlüsse erforderlich, um den Druckregler an einen Behälter 82 anzuschließen. Mithin kann das Absperrventil zur Steuerung des Stroms von Hochdruckfluid aus der Hochdruckquelle (Behälter) in den röhrenförmigen Bereich 71 des Reglerkörpers verwendet werden.
Bezugszeichenliste

10: Reglerkörper
12: Deckel
16: Ventilsitz
17: Röhrenförmiger Körperbereich
17, 24: Röhrenförmige Bereiche
19: Einlass
20: Zylindrischer Bohrungsbereich
14, 20: Körperbohrungsbereich
21: Bodenwand
22: Deckeloberbereich
24: Röhrenförmiger Deckelbereich
24A: Ventilsitzhalter
24B, 24C: Deckelröhrenteil
30: Bereich mit vergrößertem Durchmesser
32: Axial mittlerer Bereich
34: Ringförmiger Hohlraum
35: Federeinrichtung
37: Oberer Kolbenbohrungsbereich
38: Unterer Kolbenbohrungsbereich
7, 38: Kolbenbohrung
39: Ringförmige Schulter
40: Erste Fluiddichtungseinrichtung
41: Zweite Fluiddichtungseinrichtung
43: Öffnungen
43, 44: Fluiddurchgang
45: Auslass
47: Zweiten Freiraum
48: Querbohrung
49: Erster Freiraum
50: Mitteln zum Bewegen des Kolbens
52: Ein Lüftungsanschluss
54: Arettierschraube
57: Bodenfläche
77: Stutzenbereicheinlass
78: Zweiter Durchgang
79: Ventilbohrung
80: Ventilteil
81: Stutzenbereich
82: Behälter
P: Kolben

Claims

Druckmindernder Regler, mit – einem Reglerkörper (10), der eine axiale Bohrung (B), die sich durch ein oberes Körperende öffnet, einen Einlass (19), einen Körperbohrungsbereich (14, 20), der z. T. durch eine Bodenwand (21) entfernt von dem oberen Körperende definiert ist, und der einen röhrenförmigen Körperbereich (17) hat, der innerhalb des Körperbohrungsbereichs (14, 20) verläuft und sich dort hinein öffnet und in den Einlass (19) öffnet, – einem Kolben (P), der innerhalb des Körperbohrungsbereichs (14, 20) angeordnet ist und zwischen einer offenen Stellung für Fluidstrom und einer geschlossenen Stellung, um Fluidstrom zu blockieren, beweglich ist, wobei der Kolben (P) eine Kolbenbohrung (37, 38) hat, die axial hindurch verläuft, wobei der röhrenförmige Körperbereich (17) sich in die Kolbenbohrung (37, 38) erstreckt, – einer Feder (50) zum Bewegen des Kolbens (P) in die offene Stellung und um den Kolben (P) in seiner geöffneten Stellung zu halten, wenn kein Fluiddruck auf den Einlass (19) des Körpers einwirkt, – einem Deckel (12), der entfernbar an dem Reglerkörper (10) montiert ist und der einen Deckeloberbereich (22), einen Auslass (45) und einen röhrenförmigen Deckelbereich (24) hat, der in die Kolbenbohrung (37, 38) koaxial mit dem röhrenförmigen Körperbereich (17) verläuft und in axialem Abstand zu letzterem liegt, wobei der röhrenförmige Deckelbereich (24) einen Fluiddurchgang (43, 44), der sich zu dem Auslass (45) und zu der Kolbenbohrung (37, 38) öffnet und einen entfernt von dem Auslass (45) liegenden Ventilsitz (16) hat, um in Anlage an eine ringförmige Schulter (39) in der Kolbenbohrung (37, 38) bringbar zu sein, wenn der Kolben (P) sich in der geschlossenen Stellung befindet, um Fluidstrom aus dem Einlass (19) in den Auslass (45) zu blockieren; und wobei eine Federeinrichtung (35) vorhanden ist, um den Kolben (P) elastisch in der geschlossenen Position zu halten, bis der Fluiddruck am Auslass (45) unter ein vorab ausgewähltes Niveau absinkt.
Druckmindernder Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der röhrenförmige Deckelbereich (24) einen ersten Endteil des röhrenförmigen Deckelbereich (24) benachbart dem röhrenförmigen Körperbereich (17), einen axial länglichen Deckelröhrenteil (24B, 24C) mit einem Ende verbunden mit dem Deckeloberbereich (22) und einem axial gegenüberliegenden Ende aufweist, mit dem der erste Endteil des röhrenförmigen Deckelbereichs (24) verbunden ist, wobei der erste Endteil des röhrenförmigen Deckelbereichs (24) einen Ventilsitzhalter (24A) hat, der, in Verbindung mit der ringförmigen Schulter (39) und der die Kolbenbohrung (37, 38) definierenden Kolbenwand, einen ersten Freiraum (49) definiert und Öffnungen (43) hat, die sich in den ersten Freiraum (49) und in den Deckelröhrenteil (24B, 24C) öffnen, wobei die Öffnungen (43) einen Teil des Fluiddurchgangs (43, 44) bilden.
Druckmindernder Regler nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der Körperbohrungsbereich (14, 20) z. T. durch einen zylindrischen Bohrungsbereich (20) definiert ist, wobei der Kolben (P) einen Bereich (30) mit vergrößertem Durchmesser in fluiddichter Beziehung mit dem zylindrischen Bohrungsbereich (20) und einen axial mittleren Bereich (32) mit kleinerem Durchmesser als der Bereich (30) mit vergrößertem Durchmesser hat, der innerhalb des Körperbohrungsbereichs (14, 20) von dem Bereich (30) mit vergrößertem Durchmesser nach unten verläuft, um einen zweiten Freiraum (47) in dem Körperbohrungsbereich (14, 20) bereitzustellen.
Druckmindernder Regler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (P) eine Querbohrung (48) hat, die sich in den Fluiddurchgang (43, 44) öffnet und in den zweiten Freiraum (47), sowohl wenn der Kolben (P) in seiner geschlossenen Stellung als auch wenn er in seiner geöffneten Stellung ist.
Druckmindernder Regler nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich (30) des Kolbens mit vergrößertem Durchmesser eine Bodenfläche (57) hat, die in Anlage gegen die Bodenwand (21) bringbar ist, um die Bewegung des Kolbens (P) weg von dem Deckeloberbereich (22) zu begrenzen.
Druckmindernder Regler nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenbohrung (37, 38) einen oberen Kolbenbohrungsbereich (37), in den der röhrenförmige Deckelbereich (24) hinein verläuft, und einen unteren Kolbenbohrungsbereich (38) mit kleinerem Durchmesser, in den der röhrenförmige Körperbereich (17) hinein verläuft, und eine Querbohrung (48) hat, die sich in den ersten Freiraum (49) und in den oberen Kolbenbohrungsbereich (37) öffnet, um in Fluidverbindung mit dem Fluiddurchgang (43, 44) sowohl in der geöffneten als auch in der geschlossenen Stellung des Kolbens zu sein, wobei der obere Kolbenbohrungsbereich (37) und der untere Kolbenbohrungsbereich (38) sich zueinander öffnen, um die ringförmige Schulter (39) zu bilden.
Druckmindernder Regler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Fluiddichtungseinrichtung (40) in dem unteren Kolbenbohrungsbereich (38) vorgesehen ist, die eine Fluiddichtung zwischen dem röhrenförmigen Körperbereich (17) und dem Kolben (P) liefert, eine zweite Fluiddichtungseinrichtung (41) in dem oberen Kolbenbohrungsbereich (37) axial zwischen dem ersten Endteil des röhrenförmigen Deckelbereichs und dem Deckeloberbereich (22) vorgesehen ist, um eine Fluiddichtung zwischen dem röhrenförmigen Deckelbereich (24) und dem Kolben (P) zu bilden, wobei die Körperwand, die den Körperbohrungsbereich (14, 20) definiert, der Kolben (P), der röhrenförmige Deckelbereich (24) und der Deckeloberbereich (22) einen ringförmigen Hohlraum (34) bilden und der Deckel (12) einen Lüftungsanschluss (52) aufweist, der sich zu dem ringförmigen Hohlraum (34) öffnet.
Druckmindernder Regler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reglerkörper (10) einen mit Gewinde versehenen Reglerkörperbereich hat, der Deckel (12) einen mit Gewinde versehenen Deckelbereich hat, der eine passende Verbindung mit dem mit Gewinde versehenen Reglerkörperbereich bildet, um den Deckel (12) entfernbar an dem Reglerkörper (10) zu montieren, und eine Arettierschraube (54) in den Deckel (12) geschraubt ist, um den Deckel (12) in ausgewählt eingestellten Schraubpositionen in Bezug auf den Reglerkörper (10) festzuhalten, um die Einstellung des axialen Abstandes der röhrenförmigen Bereiche (17, 24) relativ zueinander und dadurch eine Einstellung des Fluiddrucks am Auslass (45) zu erlauben.
Druckmindernder Regler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reglerkörper (10), einschließlich des röhrenförmigen Körperbereichs (17), aus einem einzelnen einstückig verbundenen Materialstück hergestellt ist, der Deckel (12), einschließlich des röhrenförmigen Deckelbereichs (24), aus einem einzelnen, einstückig verbundenen Materialstück hergestellt ist, und dass der Kolben (P) aus einem einzelnen, einstückig verbundenen Materialstück hergestellt ist.
Druckmindernder Regler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er an einem Behälter (82) für unter Druck stehendes Fluid montierbar ist, und dass der Reglerkörper eine Ventilbohrung (79), einen Stutzenbereich (81), der mit einem Gewinde an dem Behälter montierbar ist und einen Stutzenbereicheinlass (77) hat, und einen zweiten Durchgang (78) aufweist, der sich zu der Ventilbohrung (79) öffnet, um Fluidverbindung zwischen dem Stutzenbereicheinlass (77) und dem röhrenförmigen Körperbereich (17) herzustellen, und wobei ein Ventilteil (80) an dem Reglerkörper (10) montiert ist und in die Ventilbohrung (79) verläuft, um selektiv Fluidstrom aus dem Stutzenbereicheinlass (77) in den röhrenförmigen Körperbereich (17) zuzulassen und Fluidstrom aus dem Stutzenbereicheinlass (77) in den röhrenförmigen Körperbereich (17) zu blockieren.