DE1254421B

DE1254421B - Druckminderventil

Info

Publication number: DE1254421B
Application number: DE1965A0048830
Authority: DE
Original assignee: ARMATURENWERK MOSBACH HEINRICH
Current assignee: ARMATURENWERK MOSBACH HEINRICH
Priority date: 1965-04-03
Filing date: 1965-04-03
Publication date: 1967-11-16

Description

Druckminderventil Bei ohne Hilfskraft arbeitenden Druckreglern, den sogenannten Druckminderem, wird das Meßglied üblicherweise durch eine Feder belastet. Da sich jedoch die Federkraft mit der Stellung des Stellgliedes verändert, bekommt man unerwünschte Regelabweichungen. Man hat nun versucht, diese Regelabweichungen durch eine auf dem Bernoullischen Prinzip arbeitende Venturieinrichtung zu verkleinern oder auszuschalten. Dabei wird die nachlassende Federkraft durch eine aus einem Minderdruck, d. h. einem geringeren Druck als der Niederdruck, resultierende, auf die Ventilstange bzw. das Stellglied wirkende Zugkraft ausgeglichen.
Bei den bekannten Druckminderventilen mit einer Venturieinrichtung zur durchflußmengenabh'ängigen Entlastung des Steuergliedes, bei denen der an den Ventilsitz anschließende Gehäuseabschnitt als in Strömungsrichtung divergierender Kanal ausgebildet und von einem Stößel zur Betätigung des Verschlußstücks durchsetzt ist, wobei der Stößel einen mit dem Steuerraum in Verbindung stehenden Kanal aufweist, wird es als nachteilig angesehen, daß der in der Düse angeordnete Teil der Ventilstange einen konstanten Querschnitt aufweist. Bei Veränderung des Ventilhubes bleibt dort die Durchströmgeschwindigkeit in jedem Düsenquerschnitt konstant, so daß eine Verstärkung der Venturiwirkung bei Vergrößerung des Ventilhubes und nachlassender Spannkraft der Feder nicht möglich ist.
Es lag daher die Aufgabe vor, einen mit wachsendem Hub verstärkten Venturieffekt zur Entlastung des Steuergliedes zu erzielen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Stößel des Druckminderventils zumindest in dem im divergierenden Kanal liegenden Teil einen in Strömungsrichtung stetig zunehmenden Querschnitt aufweist. Infolge der gegenläufigen Divergenz von Düse und Ventilstößel ergibt sich nunmehr eine verstärkte durchflußmengenabhängige Entlastung des Steuergliedes und damit eine wesentliche Verbesserung der Regelgenauigkeit.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung im Längsschnitt schematisch dargestellt.
Das als Membran 1 ausgebildete Meßglied des Druckminderers wird durch eine Feder 2 belastet. Die Feder 2 stützt sich mit ihrem einen Ende an der Membran 1 über einen Teller 3 ab und trägt an ihrem anderen Ende eine Druckplatte 4. Diese Druckplatte 4 ist über eine Gewindespindel 5, welche in einem im Gehäuseoberteil 6 befindlichen Gewinde 7 drehbar gelagert ist, in axialer Richtung bewegbar. Die Gewindespindel 5 trägt an dem der Druckplatte 4 abgewandten Ende ein Handrad B. Das Gehäuseoberteil 6 ist mit dem Gehäuse 9 über nicht dargestellte Schrauben fest verbunden. Die nicht dargestellten Schrauben verspannen die Flansche 10 des Gehäuses 9 und 11 des Gehäuseoberteils 6 miteinander, wobei die Membran 1 zwischen beide Flansche 10 und 11 geklemmt wird.
Die Ventilstange 12 ist an ihrem unteren Ende mit dem Kolben 13 verbunden. Dieser Kolben 13 ist in dem mit dem Gehäuse 9 verbundenen Zylinder 14 verschiebbar gelagert und mittels eines Dichtringes 15 gegen den Hochdruck abgedichtet.
Die gemeinsame axiale Bohrung 16 in der Ventilstange 12 und im Kolben 13 verbindet den durch den Kolben 13 und den Zylinder 14 gebildeten Hohlraum 17 über zwei schräg verlaufende Bohrungen 18, die an der etwa rechtwinkligen Eindrehung 19 der Ventilstange 12 münden, mit der Niederdruckseite des Druckminderers.
Die Ventilstange 12 ist oberhalb des Ventiltellers 20 außen mit einem Konus 21 versehen. Dieser Konus 21 bildet mit dem halsförmigen und den Ventilsitz 22 tragenden Gehäuseteil 23 die Venturidüse.
Die Ventilstange 12 ist mit der Membran 1 bei 24 kraftschlüssig verbunden. Die Oberseite 25 des Kolbens 13 und die Unterseite 26 des Ventiltellers 20 sind ungefähr gleich groß ausgebildet, wodurch der Ventilteller 20 vom Hochdruck entlastet wird.
Das Medium strömt bei 27 mit hohem Druck ein und verläßt den Druckminderer bei 28 mit reduziertem Druck.
Der Ventilteller 20 wird durch die Feder 2, welche auf den Teller 3 bzw. auf die Membran 1 und die Ventilstange 12 einwirkt, vom Ventilsitz 22 abgehoben. Das Medium strömt nun entlang dem Konus 21 und dem halsförmigen Gehäuseteil 23 an den schräg verlaufenden Bohrungen 18 der Ventilstange 12 vorbei. Durch die hohe Strömungsgeschwindigkeit an der durch den Konus 21 und die etwa rechtwinklige Eindrehung 19 gebildeten Kante, welche sich als Folge des geringen Querschnitts an dieser Stelle ergibt, entsteht dort entsprechend der Bernoullischen Gleichung ein starker Druckabfall. Dieser Druckabfall bedingt ein Absinken des Druckes im Hohlraum 17, der über die axiale Bohrung 16 und die schräg verlaufenden Bohrungen 18 mit dieser Stelle in Verbindung steht.
Diese Druckabnahme im Hohlraum 17 bewirkt durch das überwiegen der Federkraft das Eindringen des Kolbens 13 in den Zylinder 14 und somit über die Ventilstange 12 eine weitere Abhebung des Ventiltellers 20 vom Ventilsitz 22. Dadurch steigt der Druck auf der Niederdruckseite so lange an, bis ein Gleichgewicht am Meßglied, d. h. der Membran 1, herrscht, d. h. bis die Federdruckkraft, die Druckkraft des Mediums auf die Membran 1 (Niederdruck) und die infolge des Minderdruckes im Hohlraum 17 auf die Ventilstange 12 wirkende Zugkraft im Gleichgewicht sind.

Claims

Patentanspruch: Druckminderventil mit einer Venturieinrichtung zur durchflußmengenabhängigen Entlastung des Steuerglieds, bei dem der an dem Ventilsitz anschließende Gehäuseabschnitt als in Strömungsrichtung divergierender Kanal ausgebildet und von einem Stößel zur Betätigung des Verschlußstücks durchsetzt ist, wobei der Stößel einen mit dem Steuerraum in Verbindung stehenden Kanal aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (12) zumindest in dem im divergierenden Kanal (23) liegenden Teil einen in Strömungsrichtung stetig zunehmenden Querschnitt aufweist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 186149, 596 714, 1088306.