DE1260257B - Druckregler fuer gasfoermige oder fluessige Medien - Google Patents

Description

• Druckregler für gasförmige oder flüssige Medien Die Erfindung betrifft einen Druckregler für gasförmige oder flüssige Medien, dessen Ventilkörper an einem schwenkbaren Ventilhebel sitzt, der mittels einer sich auf einer Kurvenbahn abwälzenden Rolle über ein Gestänge von einer etwa senkrecht zur COffnungs- und Schließbewegung des Ventilkörpers schwingenden Membran od. dgl. in Abhängigkeit vom Hinterdruck gesteuert wird.
• Bei einem bekannten Regler dieser Art wird die Kurvenbahn von einer Kurvenscheibe gebildet, die drehbar im Gehäuse gelagert ist und von dem Membranstößel verschwenkt wird. Auf der Kurvenbahn wälzt sich eine Rolle ab, die an dem einen Ende eines Kipphebels gelagert ist, der an seinem anderen Ende das Ventilverschlußstück trägt.
• Diese bekannte Konstruktion ist verhältnismäßig aufwendig, da die Kurvenbahn einem selbständigen Bauelement, nämlich einer schwenkbaren Kurvenscheibe zugeordnet ist. Sie hat ferner den Nachteil, daß zwischen dem Stellmotor und dem Stellglied ein erhebliches Spiel vorhanden ist, das die Ansprechgenauigkeit und Stabilität des Ventilkörpers im geöffneten Zustand nachteilig beeinflußt, denn zwischen dem Membranstößel und dem Ventilverschlußstück befinden sich drei bewegliche Glieder, deren vier Lager sich in ihren Spielen addieren, da sich jeweils zwischen zwei Gliedern die Bewegungsrichtung umkehrt. Da bei dem bekannten Regler das Verschlußstück allein vom Vordruck in Richtung auf seinen Sitz gepreßt wird, ist bei abfallendem Vordruck keine Gewähr für ein sicheres Arbeiten des Reglers gegeben.
• Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und einen Regler einfacher Bauart zu schaffen, der ein reibungs- und spielarmes Arbeiten gewährleistet und bei dem am Ventil wirksame Störkräfte von der Membran ferngehalten werden und bei dem auch bei hohen Vordrücken und kleinen zu entnehmenden Gas- bzw. Flüssigkeitsmengen das Ventil nicht ins Flattern gerät.
• Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß die Kurvenbahn auf einem am Ventilhebel befestigten Formstück und die Rolle auf der Längsachse eines Membranhebels angeordnet ist, der annähernd rechtwinklig zum Ventilhebel und zum Membranstößel verlaufend im Gehäuse schwenkbar im Bereich seiner Längsachse gelagert ist und mit seinem freien Ende mit dem Membranstößel gelenkig und in axialer Richtung verschiebbar verbunden ist.
• Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß praktisch kein Lagerspiel zwischen Stellmotor und Stellglied auftritt. Der Regler spricht daher sehr präzise an und neigt auch bei stark wechselnden Drücken nicht zum Schwingen. Die auf den Ventilkörper einwirkenden Störkräfte werden von dem Schwenklager des Membranhebels abgefangen, ohne daß der Membranhebel eine Schwenkbewegung ausführt, da die sich auf der Schrägfläche des Ventilhebels abstützende Rolle auf der Längsachse des Membranhebels liegt, Membranhebelschwenklager und Angriffspunkt der Störkräfte also in der gleichen Wirkungslinie liegen.
• Die Erfindung wird durch ein Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt F i g. 1 einen Gasdruckregler nach der Erfindung in einem senkrechten Querschnitt, F i g. 2 die Verbindung zwischen Ventilhebel und Membranhebel in einer gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 etwas abgewandelten Ausführungsform und F i g. 3 eine dritte Ausführungsform der Verbindung zwischen Ventilhebel und Membranhebel.
• In den Zeichnungen ist mit 10 das Reglergehäuse bezeichnet, in dessen Vordruckraum 11 die Hinterdruckleitung 12 hineinragt, deren freies Ende den Ventilsitz 13 trägt. Die Hinterdruckleitung 12 wird von dem Ventilkörper 14 verschlossen, der an einem Ventilhebel 15 befestigt ist, der im Reglergehäuse 10 an seinem unteren Ende schwenkbar gelagert ist.
• An seiner dem Ventilkörper 14 gegenüberliegenden Seite ist der Ventilhebel 15 mit einem Arm 16 versehen, an dem eine Druckfeder 17 befestigt ist, welche sich am Reglergehäuse 10 abstützt und bestrebt ist, den Ventilhebel 15 im Uhrzeigersinn zu schwenken und den Ventilkörper 14 auf seinen Sitz 13 zu pressen. An seinem oberen, freien Ende trägt der Ventilhebel 15 ein Formstück 18, das mit Hilfe von Schrauben 19 an dem Ventilhebel auf der gleichen Seite wie der Ventilkörper 14 lösbar befestigt ist. Das Formstück 18 weist an seiner dem Ventilsitz 13 zugekehrten Seite eine nach einer Kurve gekrümmte Schrägfläche 20 auf, gegen die sich eine drehbare Rolle 21 legt, die in der Längsachse eines Membranhebels 22 angeordnet ist, welcher im Reglergehäuse 10 auf einer Achse 23 schwenkbar gelagert ist. Die Rolle 21 wird von einer Schraubenspindel 24 getragen, die von einer Spindelmutter 25 in axialer Richtung des Membranhebels 22 verstellbar ist. Die Rolle 21 wälzt sich auf der Kurvenfläche 20 ab, deren Krümmung in Richtung auf den Ventilkörper 14 abnimmt.
• Mit seinem freien Ende 26 greift der Membranhebel 22 zwischen zwei Rollzapfen 27 und 28 ein, die am Membranstößel 29 einer Membran 20 angeordnet sind, welche den Vordruckraum 11 nach oben hin abschließt. Der obere Rollzapfen 28 steht unter der Wirkung einer Druckfeder 30 a, die den Zapfen 28 senkrecht zu seiner Achse gegen das freie Ende 26 des Membranhebels 22 drückt.
• Oberhalb der Membran 30 befindet sich der Steuerdruckraum 31, der über eine Leitung 32 mit Regelventil 33 mit dem Vordruckraum 11 und über -eine Leitung 34 mit der Hinterdruckleitung 12 in Verbindung steht. In die Leitung 34 ist ein hier nur schematisch dargestellter Steuerregler 35 bekannter Bauart eingebaut. In dem Steuerdruckraum 31 des Reglers ist außerdem noch eine Membranfeder 36 eingebaut, die auf die Membran 30 wirkt und bestrebt ist, diese und damit auch den mit ihr fest verbundenen Membranstößel 29 nach unten zu drücken.
• Wie in F i g. 2 gezeigt, kann man auf das Formstück 18 auch verzichten und statt dessen das obere, freie Ende des Ventilhebels 15 nach einer Kurve gekrümmt ausbilden und zwischen zwei Rollzapfen 36 und 37 am Membranhebel 22 führen. Der Rollzapfen 37 steht ähnlich wie der Rollzapfen 28 am Ventilstößel 29 unter der Wirkung einer Feder 38, die verhindert, daß sich der Ventilhebel 15 von dem Rollzapfen 36 abhebt.
• Der Membranhebel 22 kann auch als zweiarmiger Hebel ausgebildet sein, wie dies in F i g. 3 gezeigt ist. In diesem Fall greift der Membranhebel 22 mit seinem einen Ende 26 zwischen die Rollzapfen 27 und 28 am Membranstößel 29 ein und trägt -an seinem anderen Ende 39 die Rolle 21, die sich auf der Schrägfläche 20 des Formstückes 18 am oberen Ende des Ventilhebels 15 abwälzt. Die Wirkungsweise des Druckreglers ist folgende: In der Schließstellung des Ventils herrscht im Vordruckraum 11 und im Steuerdruckraum 31 der gleiche Druck. Die Membranfeder 36 drückt die Membran 30 und damit auch den Membranstöße129 nach unten. Das freie Ende 26 des Membranhebels 22 und damit auch die Rolle 21 am Membranhebel befinden sich in der tiefsten Lage. Die Druckfeder 17 preßt, unterstützt vom Vordruck den Ventilkörper 14 auf seinen Sitz 713.
• Nach Einstellen des Steuerreglers 35 auf einen bestimmten Gasdruck sinkt im Steuerdruckraum 31 der Gasdruck ab und die Membran 30 wird von dem auf seine Unterseite wirkenden Vordruck entgegen der Wirkung der Membranfeder 36 nach oben ausgelenlct. Hierdurch wird auch der Membranstößel 29 angehoben, der das äußere Ende 26 des Membranhebels 22 mitnimmt. Hierdurch verschwenkt sich der Membranhebel 22 und die Rolle 21 wälzt sich auf der Kurvenfläche 20 des Formstückes 18 ab, wodurch der Ventilhebel 15 entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt wird, so daß sich der Ventilkörper 14 von seinem Sitz abhebt. Unabhängig von der Höhe des auf der Rückseite des Ventilkörpers lastenden Vordruckes, der sich namentlich bei geringer Öffnung des Ventils bemerkbar macht, wird der Ventilhebel 15 in seiner Stellung sicher festgehalten, daß der Ventilhebel 15 sich mit seiner Schrägfläche 20 gegen die Rolle 21 abstützt, die seine Last über den Membranhebel 22 unmittelbar in die Achse 23 am Ventilgehäuse abträgt. Insbesondere bei geringer Ventilöffnung, wo die Schrägfläche 20 annähernd parallel zum Hebel-15 verläuft, ist die in dieser Schrägfläche wirksame vertikale Komponente so gering, daß sie sich auf den Membranstößel 29 praktisch nicht auswirken kann. Die Membran kann daher auch nicht in Schwingungen geraten. Andererseits spricht der Regler sofort an, sobald sich der Hinterdruck in der Hinterdruckleitung 12 ändert und diese Druckänderung von dem Steuerregler 35 in den Steuerdruckraum 31 übertragen wird, wo schon geringe Druckänderungen genügen, um die Membran 30 zu ver= schieben und damit über den Membranstößel 29 auf den Membranhebel 22 einzuwirken.
• Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt.. Beispielsweise könnte das Formstück 18 auch auf der Rückseite des Ventilhebels 15 angeordnet sein, wobei dann die Schrägfläche von oben nach unten hin ansteigend ausgebildet und die Rolle 21 entsprechend auf der anderen Seite des Ventilhebels angeordnet sein müßte.
• Statt in Verbindung mit einem Steuerregler kann der Druckregler nach der Erfindung auch als gewicht-oder federbelasteter Regler ausgebildet sein, bei dem dann der Hinterdruck auf die Unterseite der in einem geschlossenen Raum angeordneten Membran wirkt, deren Oberseite dem Atmosphärendruck ausgesetzt ist. In diesem Fall ist dann sinngemäß die Schrägfläche 20 in Richtung auf den Ventilkörper 14 hin ansteigend auszubilden, da die Schließbewegung des Ventilhebels durch eine Aufwärtsbewegung des Membranstößels 29 eingeleitet wird.

Claims (6)

1. Patentansprüche: 1. Druckregler für gasförmige oder flüssige Medien, dessen Ventilkörper an einem schwenkbaren Ventilhebel sitzt, der mittels einer sich auf einer Kurvenbahn abwälzenden Rolle über ein Gestänge von einer etwa senkrecht zur öffnungs-und Schließbewegung des Ventilkörpers schwingenden Membran od. dgl. in Abhängigkeit vom Hinterdruck gesteuert wird, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Kurvenbahn auf einem am Ventilhebel (15) befestigten Formstück (18) und die Rolle (21) auf der Längsachse eines Membranhebels (22) angeordnet ist, der annähernd rechtwinklig zum Ventilhebel (15) und zum Membranstößel (29) verlaufend im Gehäuse (10) schwenkbar im Bereich seiner Längsachse gelagert ist und mit seinem freien Ende (26) mit dem Membranstößel (29) gelenkig und in axialer Richtung verschiebbar verbunden ist.
2. 2. Druckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Membranhebel (22) mit seinem freien Ende (26) zwischen zwei Rollzapfen (27, 28) am Membranstößel (29) angreift, von denen der eine (28) senkrecht zu seiner Achse entgegen der Wirkung einer Feder (30) verschiebbar ist.
3. 3. Druckregler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilhebel (15) unter der Wirkung einer Feder (17) steht, die bestrebt ist, den Ventilkörper (14) auf seinen Sitz (13) und die Kurvenbahn (20) gegen die Rolle (21) zu pressen.
4. 4. Druckregler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Formstück (18) an dem Ventilhebel (15) lösbar befestigt und gegen ein solches mit anderer Schräg-oder Krümmungsfläche auswechselbar ist.
5. 5. Druckregler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle (21) in Richtung der Längsachse des Membranhebels (22) verstellbar ist.
6. 6. Druckregler nach einem der Ansprüche 1. bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des Ventilhebels (15) selbst gekrümmt und zwischen zwei Rollzapfen (36,37) am Membranhebel (15) geführt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Österreichische Patentschrift Nr.158 514; französische Patentschrift Nr. 1324 992; USA.-Patentschrift Nr. 2 021053.