DE1045200B

DE1045200B - Multi-stage pressure reducing valve

Info

Publication number: DE1045200B
Application number: DEK25168A
Authority: DE
Inventors: Egon Rautert
Original assignee: Knapsack AG
Current assignee: Knapsack AG
Priority date: 1955-03-14
Filing date: 1955-03-14
Publication date: 1958-11-27

Description

DEUTSCHESGERMAN

Zum Herabmindern des Druckes von verdichteten Gasen, wie Sauerstoff oder gelöstes Azetylen, oder von Flüssiggasen, wie Propan od. dgl., vom Flaschendruck auf den Verbrauchsdruck werden vor der Arbeits- oder Entnahmestelle Druckminderventile angeordnet, die meist mehrstufig, und zwar in der Regel zweistufig ausgebildet sind, um den Einfluß der Schwankungen des Vordruckes sowie etwaiger wechselnder Entnahmemengen auf den Hinterdruck auf ein Mindestmaß zu beschränken. In der ersten Stufe wird das Gas zunächst auf einen gewissen Zwischendruck entspannt, während die weitere Entspannung auf den gewünschten Verbrauchsdruck dann in einer nachgeschalteten zweiten Stufe erfolgt. Zur Regelung der Drücke in den einzelnen Stufen sind nachgiebige Glieder, vorzugsweise von außen einstellbare Membranen, vorgesehen, die mit den Drosselgliedern in Verbindung stehen und so —· entsprechend der jeweiligen Membraneinstellung — durch Veränderung des Drosselquerschnittes die Einhaltung der gewünschten Druckhöhe gewährleisten.For reducing the pressure of compressed gases such as oxygen or dissolved acetylene, or of Liquefied gases, such as propane or the like., From the bottle pressure to the consumption pressure are before the working or Withdrawal point pressure reducing valves are arranged, which are usually multi-stage, namely usually two-stage are to the influence of the fluctuations in the form as well as any changing withdrawal quantities to limit the back pressure to a minimum. In the first stage the gas is first relaxed to a certain intermediate pressure, while further relaxation to the desired Consumption pressure then takes place in a downstream second stage. To regulate the pressures in flexible members, preferably externally adjustable membranes, are provided for the individual stages, which are connected to the throttle elements and so - · according to the respective diaphragm setting - by changing the throttle cross-section, maintaining the desired pressure level guarantee.

Die bekannten Druckminderventile sind dabei in der Weise ausgestaltet, daß die einzelnen Stufen entweder je für sich in getrennten Gehäuseteilen untergebracht sind oder aber zwar in einem gemeinsamen Gehäuse liegen, jedoch baulich unabhängig und räumlich voneinander getrennt in diesem angeordnet sind. Dadurch ergibt sich ein in vielen Fällen unerwünscht großer Raumbedarf für den Druckminderer, der außerdem ein verhältnismäßig großes Gewicht erhält. Ferner sind für jede Stufe besondere Druckregelglieder, wie Membranen od. dgl., mit den zugehörigen Einbaustellen erforderlich, wodurch die Bauweise vielfach umständlich wird.The known pressure reducing valves are designed in such a way that the individual stages either are each housed in separate housing parts or in a common housing lie, but are structurally independent and spatially separated from each other in this. Through this In many cases there is an undesirably large amount of space required for the pressure reducer, which also has a receives relatively large weight. Furthermore, there are special pressure regulating elements such as diaphragms for each stage Od. Like., Required with the associated installation sites, making the construction often cumbersome will.

Gemäß der Erfindung werden diese Mangel und Unzulänglichkeiten der bekannten mehrstufigen Druckminderventile dadurch in einfacher und zuverlässiger Weise behoben, daß die einzelnen Druckstufen nicht nebeneinander, sondern ineinander angeordnet sind, so daß die Regelglieder mindestens zweier, zweckmäßig jedoch sämtlicher Drosselglieder durch Unterteilung eines gemeinsamen Bauteiles gebildet werden, wobei das Regelglied einer Stufe von dem Regelglied der nachgeschalteten Stufe getragen wird. Insbesondere bei der Verwendung einer Membran als Regelglied können hierbei diejenigen Membranbereiche, die durch den in bekannter Weise aufgelegten, zur Abstützung der Einstellfeder dienenden Membranteller nicht elastisch verformbar sind, als Teil für eine bzw. mehrere weitere Druckstufen ausgenutzt werden. Zweckmäßig wird dabei die Bauform so gewählt, daß das Gehäuse der jeweils vorgeschalteten Druckstufe ein Bauteil des Regelgliedes der jeweils nachgeschalteten Druckstufe bildet.According to the invention, these shortcomings and shortcomings become the well-known multi-stage pressure reducing valves thereby in a simpler and more reliable Corrected way that the individual pressure levels are not arranged next to each other, but one inside the other, so that the control elements at least two, but expediently all throttle elements by subdivision of a common component are formed, the control element of a stage of the control element of downstream stage is carried. Especially when using a membrane as a control element can in this case those membrane areas which are supported by the in a known manner the diaphragm plates serving the adjustment spring are not elastically deformable, as part of a resp. several other pressure levels can be used. The design is expediently chosen so that the housing of the respective upstream pressure stage is a component of the control element of the respective downstream Forms pressure level.

Mehrstufiges DruckminderventilMulti-stage pressure reducing valve

Anmelder:Applicant:

Knapsack-Griesheim Aktiengesellschaft, Knapsack bei KölnKnapsack-Griesheim Aktiengesellschaft, Knapsack near Cologne

Egon Rautert, Frankfurt/M.-Höchst,
ist als Erfinder genannt wordenEgon Rautert, Frankfurt / M.-Höchst,
has been named as the inventor

Durch eine solche Anordnung sind die einzelnen Druckstufen gewissermaßen ineinandergeschachtelt. Sie arbeiten aber trotzdem praktisch völlig unabhängig voneinander, da bei der Betätigung der jeweils nachfolgenden Druckstufe auf das Drosselglied der vorhergehenden Stufe und die damit zusammenhängendenWith such an arrangement, the individual pressure stages are, so to speak, nested within one another. However, they still work practically completely independently of one another, as each subsequent one is actuated Pressure stage on the throttle element of the previous stage and the associated ones

so Bauteile keine Bewegung übertragen wird. Es ergibt sich somit ein Gerät von äußerst gedrängter Bauart unter voller Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Raumes, wobei der Übergang des Mediums von der jeweils vorgeschalteten Drosselstelle zu der dieser nachgeschalteten Drosselstelle unter Verzicht auf jegliche Umgehungsleitung durch Aneinanderreihung der einzelnen Stufen unmittelbar erfolgt. Dadurch wird auch eine beachtliche Gewichtseinsparung ermöglicht, wie überhaupt durch die Tatsache, daß die einzelnen Teile des Gerätes gleichzeitig Glieder jeweils zweier Druckstufen bilden, eine wesentliche Vereinfachung in der Bauform erreicht wird, wozu noch eine besonders gute Regelgenauigkeit kommt.so that no movement is transmitted to components. It results Thus, a device of extremely compact design making full use of what is available Space, the transition of the medium from the respective upstream throttle point to this downstream throttle, dispensing with any bypass line by stringing the individual stages takes place immediately. This also enables considerable weight savings, as in general by the fact that the individual parts of the device are at the same time members of two Form pressure levels, a significant simplification in the design is achieved, including a special one good control accuracy comes.

Die Zeichnung veranschaulicht als Ausführungsbeispiel der Erfindung ein in schematischer Schnittdarstellung wiedergegebenes dreistufiges Druckminderventil mit einer Membran als Regelglied.As an exemplary embodiment of the invention, the drawing illustrates a schematic sectional view reproduced three-stage pressure reducing valve with a membrane as a control element.

Das Druckminderventil besteht aus dem äußeren Gehäuse 1, in dem auf übliche Art die Membran 2 eingespannt ist. In deren mittlerem Bereich ist der Membranteller 3 befestigt, auf den sich die Einstellfeder 4 für die erste Druckstufe abstützt, deren Spannung in bekannter, hier nicht näher gezeichneter Weise von außen veränderbar sein kann. Der Membranteller 3 ist durch die Stange 5 mit dem Ventilkegel 6 der Drosselstelle 7 der ersten Stufe verbunden.The pressure reducing valve consists of the outer housing 1, in which the membrane 2 is clamped in the usual way is. The diaphragm plate 3, on which the adjusting spring 4 rests, is fastened in its central area for the first pressure stage, the tension of which in a known manner not shown here by can be changed externally. The diaphragm plate 3 is through the rod 5 with the valve cone 6 of the throttle point 7 connected to the first stage.

Das Gehäuse 8 der ersten Stufe ist seinerseits ebenfalls auf der Membran 2 befestigt und bildet mit seinem Rand 9 den Membranteller für die Einstellfeder 10 der zweiten Druckstufe. Am Bodenteil 11 des Gehäuses 8 ist, die Stange 5 umschließend, eine Hülse 12 angebracht, die an ihrem unteren Ende den Ventilkegel 13 der Drosselstelle 14 der zweiten Stufe trägt.The housing 8 of the first stage is in turn also attached to the membrane 2 and forms with his Edge 9 the diaphragm plate for the adjustment spring 10 of the second pressure stage. On the bottom part 11 of the housing 8 a sleeve 12 is attached, enclosing the rod 5, which at its lower end has the valve cone 13 the throttle point 14 of the second stage carries.

In der gleichen Weise ist wiederum das Gehäuse 15The housing 15 is again in the same way

der zweiten Stufe auf der Membran 2 befestigt, wobei der Gehäuserand 16 den Membranteller für die Einstellfeder 17 der dritten Druckstufe bildet. Auch hier ist der Bodenteil 18 des Gehäuses 15 über eine Hülse 19, die ihrerseits die Hülse 12 umschließt, mit dem Ventilkegel 20 der Drosselstelle 21 der dritten Stufe verbunden. Die Einstellfedern 10 und 17 können ebenfalls von außen in ihrer Spannung verändert werden.the second stage attached to the membrane 2, wherein the edge of the housing 16 forms the diaphragm plate for the adjustment spring 17 of the third pressure stage. Here too is the bottom part 18 of the housing 15 via a sleeve 19, which in turn encloses the sleeve 12, with the valve cone 20 connected to the throttle point 21 of the third stage. The adjustment springs 10 and 17 can also can be changed in their tension from the outside.

Die Arbeitsweise des Gerätes ist folgende: Durch den Stutzen 22 tritt das zu entspannende Medium in den Druckminderer ein, durchströmt die unter der Wirkung der Einstellfeder 4 geöffnete Drosselstelle 7 und füllt die Druckkammern 23 und 24. Der zwischen dem Rand 9 des Gehäuses 8 gelegene Bereich der Membran 2 hebt sich dabei, bis ein bestimmter Gleich- *5 gewichtszustand hergestellt ist, der vom Vordruck, der Federspannung und der Durchfluß menge abhängig ist. Das somit auf ein gewisses Maß vorentspannte Medium tritt nun aus der Druckkammer 23 durch die Drosselstellel4in dieDruckkammern25und26über,wobeieine ao weitere Entspannung erfolgt. Von der Druckkammer 25 schließlich strömt das Medium über die Drosselstelle 21 in die letzte Druckkammer 27, in der sich der Verbrauchsdruck einstellt. Das Spiel in den drei Druckstufen erfolgt so lange, bis sich das ganze System im Gleichgewicht befindet. Das auf den Verbrauchsdruck geregelte Medium kann durch den Stutzen 28 entnommen werden.The operation of the device is as follows: The medium to be relaxed enters through the nozzle 22 the pressure reducer, flows through the throttle point 7 opened under the action of the adjusting spring 4 and fills the pressure chambers 23 and 24. The area of the membrane located between the edge 9 of the housing 8 2 is lifted until a certain state of equilibrium is established, that of the form, the Spring tension and the flow rate is dependent. The medium that has been pre-relaxed to a certain extent now passes from the pressure chamber 23 through the throttle position 4 into the pressure chambers 25 and 26, whereby an ao further relaxation ensues. Finally, the medium flows from the pressure chamber 25 via the throttle point 21 into the last pressure chamber 27, in which the consumption pressure is established. The game in the three pressure levels takes place until the whole system is in equilibrium. That on the consumption pressure Regulated medium can be withdrawn through the nozzle 28.

Das Gerät kann ohne weiteres auch als ein- oder zweistufiges Druckminderventil benutzt werden. Es ist in diesem Falle lediglich erforderlich, von den an den drei Austrittsstutzen 28, 30 und 32 angebrachten Absperrventilen 29, 31 und 33 die im einzelnen Fall in Frage kommenden zu schließen, um aus jeder Druckkammer das Medium wahlweise und beliebig unter dem jeweiligen Druck entnehmen zu können.The device can easily be used as a one- or two-stage pressure reducing valve. It is only necessary in this case, of those attached to the three outlet nozzles 28, 30 and 32 Shut-off valves 29, 31 and 33 close the individual cases in question in order to get out of each pressure chamber to be able to take the medium optionally and at will under the respective pressure.

Die Anordnung gemäß der Erfindung wirkt sich insofern besonders günstig aus, als die Bodenteile 11 bzw. 18 der einzelnen Gehäuse 8 bzw. 15 der jeweils vorgeschalteten Stufen mit zur Druckminderung herangezogen werden, da sie einen Teil des Regelgliedes, im vorliegenden Fall also der Membran 2, der jeweils nachgeschalteten Stufe darstellen. Die ohnehin zur Verfugung stehende Fläche der-Membran 2 wird durch die Anordnung der hintereinandergeschalteten Regelstufen bei gleichzeitiger Ineinanderschachtelung der zugehörigen Gehäuse in vollkommener Weise ausgenutzt und hat so neben der erheblichen Raum- und Gewichtsersparnis eine überraschend große Regelgenauigkeit des Gerätes zur Folge.The arrangement according to the invention has a particularly favorable effect insofar as the base parts 11 or 18 of the individual housings 8 or 15 of the respective upstream stages are used to reduce the pressure be, since they are part of the control element, in the present case the membrane 2, each of the represent downstream stage. The area of the membrane 2 which is already available is through the arrangement of the series-connected control stages with simultaneous nesting of the associated housing is fully exploited and has so in addition to the considerable space and weight savings result in a surprisingly high control accuracy of the device.

Die Spannung der Einstellfedern jeder Stufe kann selbstverständlich in an sich bekannter Weise verstellbar vorgesehen werden, wobei zweckmäßig konzentrisch gelagerte Einstellglieder, z. B. Einstellschrauben, durch entsprechende konzentrische Durchbrechungen in den Gehäusen der einzelnen Stufen mit den Federn in Verbindung stehen.The tension of the adjusting springs of each stage can of course be adjusted in a manner known per se can be provided, expediently concentrically mounted adjusting members such. B. adjusting screws, through corresponding concentric openings in the housings of the individual stages with the Springs connected.

Die Erfindung läßt sich sinngemäß in der verschiedensten Weise verwirklichen und ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So können statt einer Membran mit mehreren konzentrischen Zonen auch alle anderen, sonst üblichen Regelglieder (Druckfühler), also etwa Faltenbälge in ebenfalls konzentrischer Anordnung oder ineinander laufende Kolben od. dgl., Verwendung finden, ohne daß dadurch der Grundgedanke der Erfindung eine Änderung erfährt.. Auch ist es selbstverständlich möglich, die Anordnung einzelner oder aller Drosselglieder so zu wählen, daß diese nicht, wie in der Zeichnung dargestellt, vom Vordruck in schließendem Sinne, sondern, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Hebelsystems, in öffnendem Sinne beeinflußt werden. Werden beide Beeinflussungsmöglichkeiten in den verschiedenen Stufen wechselweise vorgesehen, so werden die dadurch sich ergebenden fallenden und steigenden Charakteristiken in den einzelnen Stufen derart ausgeglichen, daß die Vordruckabhängigkeit der jeweils nachgeschalteten Stufen aufgehoben wird. Im übrigen ist die Formgebung, Ausgestaltung und gegenseitige Zueinanderordnung der einzelnen Teile des Gerätes durchaus beliebig und richtet sich allein nach den jeweiligen Erfordernissen des Einzelfalles.The invention can be realized in a wide variety of ways and is not based on the one shown Embodiment limited. So instead of one membrane with several concentric Zones also all other, otherwise common control elements (pressure sensors), i.e. bellows, for example, in a concentric manner as well Arrangement or reciprocating pistons or the like. Find use without thereby the The basic idea of the invention is changed. Of course, it is also possible to change the arrangement Select individual or all throttle elements so that they do not depend on the form, as shown in the drawing in the closing sense, but, if necessary with the interposition of a lever system, in the opening sense Senses are affected. Both influencing possibilities in the different stages alternately provided, then the resulting falling and rising characteristics are Balanced in the individual stages in such a way that the dependency of the admission pressure on the downstream Levels is canceled. In addition, the shape, configuration and mutual relationship of the individual parts of the device is absolutely arbitrary and depends solely on the respective requirements of the individual case.

Claims

Patent claims:

1. Multi-stage pressure reducing valve with loaded by expediently adjustable from the outside Control elements, for example membranes, controlled throttle elements, characterized in that the individual pressure levels are arranged one inside the other and for the actuation of each throttle element a control element formed by subdividing a common component is provided, wherein the control element of a stage is carried by the control element of the downstream stage.

2. Pressure reducing valve according to claim 1, characterized in that the housing (8 or 15) of the each upstream pressure stage a component of the control element (2) of the downstream Forms pressure level.

3. Pressure reducing valve according to claims 1 and 2, characterized in that the actuating parts (5, 12, 19). effective for the individual throttle elements (6, 13, 20) independently of one another are.

4. Pressure reducing valve according to claims 1 to 3, characterized by a row of the individual pressure levels through which the medium to be controlled is transferred from the respective upstream Throttle point (7, 14) without bypass lines directly to the respective downstream throttle point (14, 21) flows.

5. Pressure reducing valve according to claims 1 to 4, with a membrane as a regulating member, thereby characterized in that the housing (1, 15, 8) forming the individual pressure stages is concentric to one another and lying one inside the other, releasing in each case one that enables the diaphragm movement Area on the membrane (2) are attached.

6. Pressure reducing valve according to · Claims 1, 2 and 5, characterized in that the housing (8, 15) of the respective upstream stage from the membrane (2) in the area of the respective subsequent

. switched stage is worn.

7. Pressure reducing valve according to claims 3, 5 and 6, characterized in that the actuating parts (5, 12, 19) for the throttle elements (6, 13, 20) are arranged concentrically to one another.

8. Pressure reducing valve according to claims 1 to 7, characterized in that the voltage the setting springs (4, 10, 17) of each stage can be changed from the outside in a manner known per se, wherein the adjusting members for the springs are arranged concentrically with one another and through appropriately centrally provided openings in the housings of the individual stages with the Springs connected.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

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