DE108049C

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Publication number: DE108049C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 47: Maschinenelemente.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 17. Februar 1898 ab.

Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Druckregelungs- und Druckminderungsventil, bei welchem eine von einem Ventil abhängige elastische Membran die Austrittsöffhung je nach den Wirkungen des Enddruckes auf diese elastische Membran mehr oder weniger öffnet.

Vorliegender Apparat ist dazu bestimmt, an einem Behälter angebracht zu werden, welcher eine Flüssigkeit unter irgend einem beliebigen Druck enthält, um diese Flüssigkeit unter einem bestimmten, jedoch niedrigeren Druck als der Anfangsdruck zu liefern. Das zu lösende Problem ist ein ganz besonderer Fall infolge der beständigen Veränderung des Druckes in dem zu leerenden Behälter.

Der vorliegende Regler ist durch die folgenden Eigenschaften gekennzeichnet:

1. Er gestattet Druckfälle im Verhältnifs von 30 000 zu ι.

2. Wenn der Enddruck einmal geregelt ist, so bleibt er genau unveränderlich, ungeachtet der Veränderungen des Anfangsdruckes, ohne dafs es nöthig ist, etwas an dem Apparate zu ändern.

3. Der Apparat ist infolge der weiter unten beschriebenen und zu erklärenden Einrichtung viel weniger schwer und umfangreich als alle anderen Apparate derselben Gattung.

Diese Eigenschaften gestatten, einen 70 g schweren Regulator an einem geeigneten, flüssiges Acetylen unter einem Druck von un-. gefahr 40 kg enthaltenden Behälter anzubringen und das Gas unter einem Druck von 1 oder 2 cm Wasser ausströmen zu lassen, damit es angezündet werden kann. Man erhält eine vollkommen regelmäfsige Flamme; dieser Versuch, welchen zu bewerkstelligen mit irgend einem der bekannten Regler unmöglich sein würde, kennzeichnet den vorliegenden Apparat.

Die beiliegende Zeichnung zeigt einen Längsschnitt des genannten Apparates.

Der Regler besteht aus dem Körper 1, welchen man auf denjenigen Behälter, dessen Inhalt man ausströmen lassen will, aufschraubt. Auf diesen Körper 1 wird eine Hülse 2 aufgeschraubt, welche dazu bestimmt ist, die elastische Membran 3 festzuhalten. Ein Schraubstöpsel 4 ergänzt den Apparat. 5 ist die Oeffnung, durch welche das geprefste Gas des Behälters in den Regler eindringt. 6 ist der Kanal, durch welchen das Gas unter dem gewünschten Druck zu dem Verbrauchsapparat gelangt. In diesem Kanal befindet sich ein geeigneter Theil, z. B. ein Stift 6^b, welcher dazu bestimmt ist, die Weite der Austrittsöffnung abzuändern.

Oeffhung 5 wird in der Richtung der Gasausströmung durch das Ventil 7 geschlossen, welches an der mit der Membran 3 verbundenen Stange 8 sitzt. Auf der der Druckseite des geprefslen Gases entgegengesetzten Seite der Membran 3 befindet sich eine Feder 9, welche sich gegen den gerändelten Stöpsel 4 stützt und auf ein von der Stange 8 getragenes Scheibchen wirkt. Die Spannung dieser Feder ist dadurch regelbar, dafs man den Stöpsel 4 mehr oder weniger einschraubt.

Die Wirkungsweise dieses Apparates ist sehr einfach: So lange der Druck des Gases im Regler und im Kanal 6 die vorher bestimmte Grenze nicht überschreitet, hält die Feder 9 das Ventil 7 offen; sobald aber der Druck in

der Minderungskammer gröfser wird, drückt die Membran 3 die Feder 9 nieder und vermindert das Ausströmen, indem sie das Ventil auf seinen Sitz aufsetzt; dieses Verschliefsen erfolgt selbsttätig, weil von diesem Augenblick an die Wirkung des geprefsten Gases auf das Ventil 7 sich mit derjenigen der Membran vereinigt.

Es soll nachstehend untersucht werden, warum dieser Apparat die oben erwähnten Vortheile zu erreichen gestattet.
Es sei:

R in Gramm die Spannung der Feder 9 für ein bestimmtes Ausströmen,

P der Anfangsdruck in Gramm,
ρ der Druck in Gramm in der Kammer,
π der reducirte Enddruck in Gramm,
5 die Fläche in Quadratmillimeter der Membran 3 und

s die Fläche in Quadratmillimeter des Ventils 7, auf welches der Druck- wirkt.

Die Spannung R der Feder steht im Gleichgewicht mit dem Druck Sp auf die Membran 3 und dem Druck s (P—p) auf das Ventil 7. Es gilt die Gleichung:

In dieser Gleichung sind S und s bekannte Gröfsen des Apparates; ρ soll, damit auch π unveränderlich bleibt, unveränderlich sein; nur P ändert sich mit dem Ausströmen.

Wenn man also nicht auf die Feder wirken lassen will, so mufs man nothwendigerweise den Druck auf das Ventil im Verhältnils zum Druck auf die Membran vernachlässigen. Es genügt hierfür, s zu vermindern und ρ zu vergröfsern.

1. Das Minimum von s ist der Querschnitt der Oeffnung, durch welche hindurch die Flüssigkeit vom Behälter in die Kammer des Reglers strömt. Damit s diesen kleinsten Werth annimmt, mufs man (und es genügt) das Ende dieser Oeffnung nach einem ringförmigen, nach dem Ventil zusammenlaufenden schrägen Theile schneiden. Deshalb befindet sich der schräge Theil bei vorliegendem Regler auf der Oeffnung und das Ventil ist eben; es ist vorzuziehen, dieses Ventil etwas kegelförmig zu gestalten, ohne das Ventil am Absperren theilnehmen zu lassen.

2. Um ρ im Verhältnifs zu -π zu vergröfsern, ist in dem Austrittskanal der Flüssigkeit ein beliebiger geeigneter Theil angeordnet, welcher gestattet, den Querschnitt dieses Kanals abzuändern. Z. B. ist auf der beiliegenden Zeichnung ein Stift 6^b dargestellt, welcher gestattet, die Austrittsöffnung beliebig klein zu machen. Es giebt folglich im vorliegenden Regler zwei Druckfälle: erstens zwischen Behälter und Kammer, und zweitens zwischen Kammer und Verbrauchskanal. Gerade diese ganz besondere Vorrichtung gestattet, in der Kammer des Apparates einen beliebigen Druck zwischen dem Verbrauchsdruck und dem Anfangsdruck im Behälter aufrecht zu halten; infolge dieser wesentlichen Vorrichtung kann das Glied s P im Verhältnifs zu den anderen Gliedern der vorhergehenden Gleichung ganz unberücksichtigt bleiben.

Ein Zahlenbeispiel wird den Gedankengang besser verstehen lassen.
Angenommen:

P= ι ο kg = 10 000 g,

s = ι qmm = 0,01 qcm,

5=4 qcm, .

7T=IOg.

Würde der Stift 6^b nicht verwendet, würde man haben:

5 ρ = S π = 40
s (P — p) = s (P — π) — 99,9,
und diese letzte, beständig kleiner werdende Gröfse wird die Abänderung der Spannung R der Feder vom Anfangsdruck 140 cm bis zum Enddruck 40 nothwendig machen.

Wenn man dagegen den Stift 6^b anwendet, so kann die Oeffnung so leicht geregelt werden, dafs der Druck ρ in der Kammer irgend einen Werth, z. B. 1000, annimmt.

Man erhält dann:

Sp = 4000 s (P — p) = 90,

und es braucht die Verminderung dieses letzten Gliedes 90 im Verhältnifs zu der unveränderlichen Gröfse 4000 gar nicht berücksichtigt zu werden. Der Druck der Feder wird beim Beginn 4090 und am Ende 4000 sein; in praktischer Hinsicht ist er unveränderlich.

Diese Erklärungen genügen, um zu beweisen und zu erklären, warum der vorliegende Regler bei äufserst geringem Umfang und Gewicht Ergebnisse zu erreichen gestattet, welche kein Apparat derselben Gattung bewerkstelligen kann.

Claims

, , Patent-Anspruch:

Ein Druckminderventil, in welchem das Abschlufsorgan 7 des Hochdruckes von einer aufsen belasteten Membran 3 bewegt wird, gekennzeichnet durch die Anordnung eines verschraubten Drosselventils 6^b in der Abflufsleitung, um den Querschnitt der Austrittsöffnung dieser Leitung abändern und so zwei auf einander folgende Druckminderungen, ■erstens zwischen Behälter und Kammer und zweitens zwischen Kammer und Abflufsleitung bewirken zu können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.