DE1077937B - Differenzdruckregler - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf einen Differenzdruckregler zur Begrenzung der Maximalmenge eines durch eine Rohrleitung strömenden Mediums, insbesondere von Heizungswasser oder Heizdampf in 'FeT-nke.vz.ungsanlagen.

Es ist bekannt, bei Differenzdruckreglern, die insbesondere zur Mengenregelung dienen, das Ventilverschlußstück des Regelventils durch eine unter der Wirkung des Differenz drucks stehende Arbeitsmembran entgegen der Wirkung einer Belastungsfeder oder eines Belastungsgewichts entsprechend den vor dem Ventil entstehenden Differenzdrücken zu steuern. Bei Regel ventilen ist es ferner bekannt, das Ventilverschlußstück als möglichst dünnwandiges Verschlußrohr auszubilden, welches gegenüber dem Ventilsitz axial verschiebbar angeordnet und mit der von der Arbeitsmembran betätigten Ventilstange verbunden ist, um eine weitgehende Entlastung des Ventilverschlußstücks zu erzielen.

Durch die Erfindung wird bezweckt, die Reibungswiderstände des Ventilverschlußrohrs und der Ventilstange in ihren Führungen praktisch weitgehend auszuschalten, damit das Verschlußrohr schon bei geringsten Druckschwankungen anspricht. Ferner soll das Ventilverschlußstück statisch und dynamisch einwandfrei entlastet sein. Vor allem soll der Differenzdruckregler derart ausgebildet sein, daß er sich insbesondere zur Begrenzung der Ausströmung des Heizmediums bei Fernheizanlagen gut eignet.

Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß zwischen dem Ventilverschlußrohr und seiner Führung in einem mit dem Zu- und Abfluß des Ventilgehäuseinnenraums in Verbindung stehenden Führungsgehäuse ein Ringspalt mit einem bei geschlossenem Ventil höchstens die zulässige Maximalmenge des strömenden Mediums durchlassenden Durchtrittsquerschnitt vorgesehen ist, wobei das radiale Spiel zwischen dem Verschluß rohr und seiner Führung mindestens so groß ist, daß das Verschlußrohr in seiner Führung reibungsfrei geführt ist.

Die Erfindung geht bei dieser Ausbildung von der Erkenntnis aus, daß bei einem Differenzdruckregler zur Mengenreglung im Gegensatz zu einem normalen Druckregler eine einwandfreie Entlastung und möglichst reibungsfreie Führung des Verschluß rohrs bzw. der Ventilstange wichtiger ist als ein vollkommen dichter Ventilabschluß. Letzterer ist für die genaue Funktion des Differenzdruckreglers nicht unbedingt erforderlich, denn während des Betriebs liegt das Verschluß rohr im allgemeinen sowieso nicht auf dem Ventilsitz auf. Es wird daher erfindungsgemäß eine Undichtigkeit zwischen dem Verschlußrohr und seiner Führung bewußt in Kauf genommen. Diese Undichtigkeit wird nach oben hin nur dadurch begrenzt, Differenzdruckregler

Anmelder:

Samson Apparatebau -Aktien - Gesellschaft, Frankfurt/M., Sdiielestr. 11-13

Gerhard Klee, Frankfurt/M.,
ist als Erfinder genannt worden

daß bei geschlossenem Ventil unter dem maximalen, am Ventilsitz auftretenden Differenzdruck höchstens die größte zu begrenzende Durchflußmenge hindurchtritt. Andererseits ist die untere Grenze der Undichtigkeit, d. h. des Ringspalts zwischen dem. Verschlußrohr und dessen Führung, dadurch gegeben, daß das Verschlußrohr in seiner Führung praktisch reibungsfrei arbeiten soll.

Wenn z. B. ein solcher Differenzdruckregler bei Fernheizanlagen zur Begrenzung der Ausströmung des Heizmediums verwendet wird, strömt das Heizmedium durch eine Blendenöffnung od. dgl. dem Verbraucher zu. Wird nun die Ausflußöffnung von dem Verbraucher weiter geöffnet, als dies nach der vertraglichen Belastung des Fernheizungsnetzes zulässig ist, so wird der Differenzdruckregler unter dem Einfluß des von der Blendenöffnung herkommenden Wirkdrucks schließen. Die Undichtigkeit im Ringspalt der Verschlußrohrführung kann nun in der Tat so groß sein, daß bei geschlossenem Ventil höchstens die vertraglich zulässige Spitzenmenge durch die Ausflußöffnung austritt. Diese Vertragsspitzenmenge ist bei den praktisch auftretenden Drücken so hoch, daß der Ringspalt erfindungsgemäß genügend groß bemessen werden kann, um jegliche Reibung des Verschluß rohrs in seiner Führung auszuschalten. Ein leichtes und auf sehr geringe Steuerkräfte ansprechendes Arbeiten des Differenzdruckreglers ist dadurch gewährleistet.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einer Ausführungsform beispielsweise veranschaulicht.

Fig. 1 zeigt im Längsschnitt einen erfindungsgemäß ausgebildeten Differenzdruckregler für sich allein, während

Fig. 2 in verkleinertem Maßstab schematisch in teilweise geschnittener Seitenansicht eine Einrichtung zur Mengenreglung mit einem Differenzdruckregler nach Fig. 1 darstellt.

Der eigentliche Differenzdruckregler hat ein Ventilgehäuse 1, in dessen Ventilbohrung 2 ein Ventilsitz-

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ring· 3 eingesetzt ist. Das Ventilgehäuse 1 kann, wie durch die Pfeile in Fig. 1 angedeutet, in der einen oder anderen Richtung von einem flüssigen oder gasförmigen Medium durchströmt werden. Mit dem Ventilsitzring 3 arbeitet als Ventil Verschluß stück gemäß der Erfindung ein dünnwandiges Verschluß rohr 4 zusammen, welches mit geringem Spiel in Führungsringen 5 und 6 geführt ist. Die Führungsringe sind in einem rohrförmigen Führungsgehäuse 7 angeordnet, das einen Boden 8 und einen Flansch 9 hat. Mit Hilfe des Flansches 9 kann das Führungsgehäuse 7 an das Ventilgehäuse 1 angeschraubt sein. Ferner sind an dem Flansch 9 wenigstens zwei Führungsstangen 10 befestigt, die mit ihren anderen Enden mit einem aus zwei Gehäusehälften 11, 12 zusammengesetzten Membrangehäuse verbunden sind.

Das Verschlußrohr 4 ist beispielsweise mittels eines Stegs 13 mit dem Kopf 14 einer Ventilstange 15 fest verbunden. Die Ventilstange 15 ist durch eine Bohrung 16 im Boden 8 des Führungsgehäuses 7 nach außen geführt, wobei sie mittels eines im Ventilstangenkopf 14 und im Boden 8 eingedichteten Metallfederrohrs 17 abgedichtet ist.

Zwischen dem Boden 8 und dem Membrangehäuse 11, 12 ist auf einem Bund 18 der Ventilstange 15 ein Handrad 19 mit einer Gewindemuffe 20 drehbar gelagert. Auf das Gewinde der Muffe 20 ist ein Federteller 21 aufgeschraubt, welcher z. B. mittels an oder in den Führungsstangen 10 gleitenden Führungsstiften 22 gegen Drehung gesichert, aber bei einer Drehung des Handrads 19 und damit der Gewindemuffe 20 nur auf letzterer axial verschiebbar ist. Dadurch kann die Länge einer Einstellfeder 23 verändert werden, die sich einerseits gegen den Flansch 9 und andererseits auf dem Federteller 21 abstützt.

In dem Membrangehäuse ist eine Membran 24 mit ihrem Umfangsrand zwischen den Ringflanschen der beiden Gehäusehälften 11,12 eingespannt. Die mittlere Zone der Membran 24 wird durch einen Membranteller 25 versteift. Mit der Membran 24 und dem Membranteller 25 ist das eine Ende der Ventilstange 15 verbunden. Die durch eine zentrale Durchbrechung der Gehäusehälfte 11 in das Membrangehäuse eingeführte Ventilstange 15 ist in einfacher Weise mittels einer Wälzhaut 26 abgedichtet, deren verhältnismäßig klein gehaltene wirksame Fläche etwa derjenigen des Federrohrs 17 entspricht.

Die Membran 24 teilt das Membrangehäuse 11, 12 in zwei Druckräume 27 und 28, die durch Öffnungen 29 bzw. 30 mit Differenzdruckleitungen 31 bzw. 32 verbunden sind. Letztere sind gemäß dem Ausführungsbeispiel an eine zum Ventilgehäuse 1 führende Rohrleitung 33 vor und hinter einer Blende 34 angeschlossen. Der Austritt des strömenden Mediums aus dem Ventilgehäuse erfolgt beispielsweise durch ein Rohr 35 mit einer Ausflußöffnung 36.

Bei der im Ausführungsbeispiel veranschaulichten Mengenreglung soll der Differenzdruckregler den durch die Impulsleitungen 31, 32 in die Druckräume 27, 28 des Membrangehäuses 11, 12 übertragenen Differenzdruck konstant, z. B. auf einem gleichbleibenden Wert von 0,5 at halten, unabhängig davon, ob z. B. der statische Druck in der Rohrleitung 33 zwischen 1 oder 10 atü schwankt oder die Ausflußöffnung der Rohrleitung vergrößert oder verkleinert wird, usw. Es soll also unabhängig von solchen äußeren Einflüssen die Menge des ausfließenden Wassers stets konstant gehalten werden.

Der gewünschte Differenzdruck kann durch Verstellung der Feder 23 mittels des Handrads 19 voreingestellt werden. Der Differenzdruck wird an der Blende 34 gemessen und in das Membrangehäuse 11,12 übertragen. Solange der Differenzdruck konstant bleibt, ist auch die Geschwindigkeit des durch die Blende 34 fließenden Mediums konstant.

Zu Beginn des Regelvorgangs möge das Regelventil des Differenzdruckreglers geöffnet sein, weil die Feder 23 das Verschluß rohr 4 vom Ventilsitz 3 weg nach unten zieht. Dadurch entsteht an der Blende 34 ein zu hoher Differenzdruck, der in entsprechender Höhe durch die Impulsleitungen 31, 32 in die Räume 27, 28 übertragen wird und auf die Membran 24 wirkt. Da dieser auf die Membran wirkende Differenzdruck eine größere Kraft ausübt, als der durch die Feder 23 voreingestellten Kraft entspricht, wird das Verschlußrohr 4 von der Ventilstange 15 entgegen der Wirkung der Feder 23 angehoben, und das Ventil beginnt sich zu schließen. Dadurch wird die durch das Regelventil beeinflußte Geschwindigkeit des strömenden Mediums, z. B. Wasser, verringert, und der Differenzdruck an der Blende und damit auch an der Membran fällt. In dem Augenblick, in dem die von dem Differenzdruck auf die Membran ausgeübte Kraft gleich der Kraft der Feder 23 ist, hört die Schließbewegung des Verschlußrohrs auf. Würde nun z. B. der absolute Druck des in die Rohrleitung 33 einströmenden Mediums erhöht, so würde ohne den Differenzdruckregler mehr Wasser od. dgl. durch die Rohrleitung hindurch fließen. Weil aber an der Blende 34 infolge der höheren Wassergeschwindigkeit ein höherer Differenzdruck entsteht, hebt sich wiederum die Membran 24 und bewegt das Verschlußrohr weiter in Schließrichtung, wodurch die Wassergeschwindigkeit wieder absinkt und ihren gewünschten konstanten Wert beibehält.

Diese Regelbewegungen vollziehen sich erfindungsgemäß sehr leicht, und bereits bei geringen Schwankungen des Differenzdrucks spricht der Regler dank der fehlerfreien Entlastung und des praktisch reibungsfreien Spiels der Ventilstange an. Das Resultat besteht in einer bisher nicht erreichbaren Genauigkeit der Reglung.

Es versteht sich, daß im Rahmen der Erfindung verschiedene, vom dargestellten und beschriebenen Beispiel abweichende Ausführungsformen der Erfindung möglich sind. So kann die Führung und Dichtung des Verschluß rohrs auch in anderer Weise vorgenommen werden, ebenso wie z. B. die Abdichtungsmittel für die Ventilstangendurchführungen anders ausgebildet sein können.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Differenzdruckregler zur Begrenzung der Maximailmenge eines durch eine Rohrleitung strömenden Mediums, insbesondere von Heizungswasser oder Heizdampf in Fernheizungsanlagen, mit einem Ragelventil, dessen gegenüber dem Ventilsitz axial verschiebbares Verschlußrohr von einer Arbeitsmembran entgegen der Wirkung einer Feder- oder Gewichtsbelastung entsprechend den vor dem Ventil entstehenden Differenzdrücken gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Verschlußrohr (4) und seiner Führung in einem mit dem Zu- und Abfluß des Ventilgehäuseinnenraumes in Verbindung stehenden Führungsgehäuse (7) ein Ringspalt mit einem bei geschlossenem Ventil höchstens die zulässige Maximalmenge des strömenden Mediums durchlassenden Durchtrittsquerschnitt vorgesehen ist, wobei das radiale Spiel zwischen dem Verschluß-

rohr und seiner Führung mindestens so· groß ist, daß d:as Verschluß rohr in seiner Führung reibungsfrei geführt ist.

2. Differenzdruckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschluß rohr (4) in zwei im Führungsgehäuse (7) vorgesehenen Führungsringen (5, 6) mit entsprechenden Ringspalten gelagert ist.

3. Differenzdruckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilstange (15) mit dem Verschluß rohr (4) mittels eines Steges (13) od. dgl. verbunden und durch eine Bohrung (16) des Führungsgehäuseboden-s (8) nach außen geführt und in bekannter Weise durch ein Metallfederrohr (17) abgedichtet ist.

4. Differenzdruckregler nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Verschlußrohr abgewandte, mit der Differenzdruckmembran (24) bzw. mit dem Membranteller (25) in Verbindung stehende Ende der Ventilstange (15) bei seiner Einführung in das Membrangehäuse (11-, 12) mittels einer an sich bekannten Wälzhaut (26) abgedichtet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 500 410, 41 585,
009, 10198.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent 921 008.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen