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Druckregler Die Erfindung betrifft einen Druckregler mit einem in
eine Hauptleitung eingeschalteten Hauptventil mit einem druckabhängigen Stellglied,
dessen eine Seite mit der Hinterdruckleitung und dessen andere Seite mit einer Druckkammer
verbunden ist, in der der bei überwiegen das Hauptventil öffnende Solldruck durch
Zu- oder Abführen von Druckmittel durch Hilfsventile steuerbar ist, und mit einem
umgekehrt zum Hauptventil gesteuerten, die Hinterdruckleitung bei Überdruck freigebenden
Abströmventil.
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Durch die Erfindung sollen für einen bekannten Druckregler der genannten
Art - einfache und wirkungsvolle Mittel geschaffen werden, durch die der Druck in
der Druckkammer leicht und schnell in jeder gewünschten Größe eingestellt werden
kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem in die eine, die Hauptleitung
mit der Druckkammer verbindende Druckmittelleitung zwei in Reihe geschaltete und
in Normalstellung geschlossene Steuerventile und eine Drosselstelle eingeschaltet
sind und indem die zwischen den Steuerventilen befindliche Verbindungsleitung über
eine weitere Drosselstelle mit einem Auslaß verbunden ist.
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Der erfindungsgemäß ausgebildete Druckregler weist in vorteilhafter
Weise einen vereinfachten Aufbau auf. Außerdem verbindet er sich mit einem zusätzlichen
Sicherheitsfaktor, da der Druck in der Druckkammer nicht auf einen gefährlich hohen
Wert anwachsen kann. Das kann z. B. auch im Fall der Abnutzung des Druckreglers
durch sehr langen Gebrauch nicht eintreten. So kann ohne nachteilige Folgen bei
dem erfindungsgemäß ausgebildeten Druckregler das erste Steuerventil eine gewisse
Leckrate aufweisen und den Durchtritt von Druckmittel gestatten. Die Anordnung einer
gedrosselten Entlastungsöffnung in Druckrichtung hinter dem ersten Steuerventil
gibt Sicherheit dafür, daß bei einer derartigen sehr geringen Leckrate das hindurchtretende
Druckmittel abfließen kann, ohne in die Druckkammer einzutreten und hier einen allmählichen
Anstieg des Druckes zu verursachen. Ein vom Regler verursachter Druckanstieg könnte
aber in manchen Fällen eine Gefahrenquelle bilden. Durch die Erfindung wird eine
solche Gefahrenquelle vermieden Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind Gegenstand
der Unteransprüche.
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Die Erfindung sei nachstehend an Hand einiger Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Schnitt
durch einen Druckregler nach der Linie 1-1 der F i g. 3, wobei der die elektromagnetische
Einrichtung enthaltene Teil des Reglers lediglich in Seitenansicht dargestellt ist,
F i g. 2 einen in sich versetzten Schnitt nach der Linie 2-2 der F i g. 3, wobei
der teilweise durch eine unregelmäßige durchgezogene Linie abgegrenzte Teil dieser
Figur einen Schnitt nach der Linie 2-2 der F i g: 3 darstellt, F i g. 3 eine Draufsicht
nach der Linie 3-3 der F i g. 2, F i g. 4 einen senkrechten Schnitt nach der in
sich versetzen Linie 4-4 der F i g. 3, in dem eines der Steuerventile gezeigt wird
(es handelt sich hierbei um das normale oder gesteuerte Abzugsventil), F i g. 5
einen Schnitt durch den Regler nach den F i g. 1, 2 und 3 in schematischer Darstellung,
aus dem die Stellung des Reglers während der Beaufschlagung der Druckkammer ersichtlich
wird, F i g. 6 eine der F i g. 5 ähnliche Ansicht, auf der jedoch die Stellung des
Reglers bei gleichmäßig fortlaufendem Betrieb deutlich wird, F i g. 7 eine der F
i g. 5 ähnliche Ansicht, mit Stellung des Reglers während des gesteuerten langsamen
Druckabbaues in der Druckkammer, F i g. 8 eine Ansicht ähnlich der F i g. 5 mit
Darstellung des Reglers während raschen Druckabbaues
in der Druckkammer,
wie er in Notfällen erforderlich ist, F i g. 9 teils eine Seitenansicht, teils einen
Schnitt durch eine andere Ausführungsform eines Druckreglers mit einfacherer Konstruktion
als die in den F i g. 1 bis 8 gezeigte Ausführungsform, F i g. 10 einen Schnitt
nach der Linie 10-10 der Fig.9, F i g. 11 eine stark vergrößerte Ansicht eines der
in F i g. 10 gezeigten Steuerventile mit mittig durchgelegter Schnittebene, F i
g. 12 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform eines Auslaßgliedes, das an
Stelle der in F i g. 11 gezeigten Auslaßglieder in dem in F 1 g. 11 gezeigten Ventil
zum Einsatz gebracht werden kann, F i g. 13 eine Draufsicht auf das Auslaßglied
der F i g. 12, F i g. 14 eine Ansicht ähnlich der F i g. 11, welche jedoch eines
der anderen in F i g. 10 gezeigten Steuerventile darstellt, F i g. 15 eine Draufsicht
auf das Auslaßglied des in F i g. 14 gezeigten Ventils, F i g. 16 eine Draufsicht
auf die Regeleinrichtung nach den F i g. 9 und 10, nach Wegnahme des den Elektromagneten
enthaltenden Teiles, so daß hiermit praktisch ein Schnitt nach der Linie 16-16 der
F i g. 9 erhalten wird, F i g. 17 eine schematische Ansicht der Regeleinrichtung
nach den F i g. 9 und 10, aus welcher hervorgeht, in welcher Stellung sich die Regeleinrichtung
'während der Beaufschlagung der Druckkammer befindet, F i g. 18 eine Ansicht ähnlich
der F i g. 17, jedoch mit Darstellung der Regeleinrichtung im ständigen gleichmäßig
fortlaufenden Betrieb, F i g. 19 eine Ansicht ähnlich der F i g.17, unter Darstellung
der Regeleinrichtung beim Druckabbau, F i g. 20 teils eine Seitenansicht, teils
einen Schnitt durch die in F i g. 9 gezeigte Regeleinrichtung, bei der jedoch an
Stelle eines elektromagnetisch wirkenden Mechanismus eine Druckknopfbetätigung vorgesehen
ist, F i g. 21. teils eine Seitenansicht, teils einen Schnitt nach zier Linie 21-21
der F i g. 20, F i g. 22 eine Draufsicht auf die Regeleinrichtung der F i g. 20,
F i g. 23 eine in einem größeren Maßstab dargestellte Ansicht ähnlich der F i g.
22 unter Weglassung der Abdeckplatte und F i g. 24 einen Schnitt nach der Linie
24-24 der F i g. 23.
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Es sei zunächst einmal auf die F i g. 1 bis 8 und insbesondere auf
die F i g. 1 und 2 Bezug genommen. Der darin gezeigte Druckregler ist insgesamt
mit 10 bezeichnet. Er besitzt einen Einführungsanschluß 11, in den ein Filter 12
eingesetzt ist und der in den Einführungsdurchlaß 13 mündet, welcher seinerseits
wiederum die Verbindung zu einer Kammer 14 herstellt. In dieser Kammer 14 ist ein
Hauptventilglied 15 verschiebbar untergebracht. Wie aus der Zeichnung hervorgeht,
ist das Hauptventil 15 nach oben hin mit einer Art Pfanne versehen, die zur
Aufnahme einer Feder 16 dient, welche wiederum das Ventil 15 in seine Schließstellung
und damit gegen einen Lagerring 17 drückt, der seinerseits auf einer Mutter 18 aufliegt.
Die Mutter 18 ist dabei in einen Teil der in dem Reglerkörper ausgebildeten Ausnehniung
oder Kammer 14 eingeschraubt. In ihr ist ein axialer Durchlaß ausgebildet, in den
ein Druckzapfen 19 verschiebbar eingeführt ist, dessen unteres Ende auf einer Platte
20
aufliegt. Die Platte 20 widerum ruht auf einer Regelmembran 25 und ist
in den Wandungen einer zylindrischen Ausnehmung 26 verschiebbar geführt.
Die obere Fläche der Platte 20 steht unter der Wirkung von Kompressionsfedern 24,
von denen eine in F i g. 2 dargestellt ist. Die Membran 25 ist dabei zwischen einem
einen Teil des Reglerkörpers bildenden Block 27 und einer Platte 28 gehalten. Die
Befestigung und Ausrichtung der einzelnen Teile des Reglerkörpers erfolgt unter
Zuhilfenahme entsprechender Kopfschrauben sowie eines oder mehrerer Stifte oder
Zapfen, wie dies aus der Darstellung der F i g. 2 hervorgeht. Ein weiterer Teil
des Reglerkörpers besteht aus einem Block 29, der sich unterhalb der Platte 28 befindet
und in .dem die Ausnehmung oder Kammer 30 ausgebildet ist. Die Kammer 30 steht über
einen Durchlaß 31 mit der Unterseite der Regelmembran 25 in Verbindung, und bei
32 ist ein elastischer Dichtungsring (0-Ring) vorgesehen, dessen abdichtende Wirkung
dahin geht, daß der in der Kammer herrschende Druck nicht nach außen entweichen
kann. über einen weiteren bei 33 vorgesehenen Durchlaß gelangt der in der Kammer
herrschende Druck zur Oberseite einer Kammer 34. In dieser Kammer 34 ist eine Entlastungsmembran
35 auf einer Versteifungsplatte 40 befestigt. Der unterste Abschnitt des Reglerkörpers
10 ist aus einem Block 41 gebildet, in dem eine tiefe ringförmige Nut 42 vorgesehen
ist, die zur Aufnahme eines Halterungsringes 43 dient. Des weiteren sind in dem
Block 41 auch noch die Nuten 44 ausgebildet, die zueinander entweder konzentrisch
oder spiralförmig verlaufen können. Zu einem nachstehend noch näher zu erläuternden
Zweck sind ein oder mehrere nicht gezeigte radiale Schlitze quer über die Nuten
44 geführt. Eine nach oben vorspringende rippenartige ringförmige trhöhung 45 liegt
normalerweise an der Unterseite der Membran 35 an und bewirkt damit eine entsprechende
Abdichtung. Bei 46 ist ein Entlüftungsdurchlaß vorgesehen, der in eine Gewindebohrung
47 mündet, an die wiederum ein entsprechendes Anschlußstück, beispielsweise ein
aus Metall bestehender Auslaßrohr-Ansatz, angeschlossen werden kann.
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Eine auf der Strömungsabseite des Hauptventilkörpers 15 befindliche
Kammer 14a steht über einen Durchlaß 50 mit einem Auslaßstutzen 51 in Verbindung.
Ein weiterer Durchlaß 52 stellt die Verbindung zwischen dem Auslaßstutzen und der
oberhalb der Regelmembran 25 befindlichen Kammer 26 her. Der Durchlaß 53 schließlich
verbindet den Auslaßstutzen 51 mit der Unterseite der Entlastungsmembran 35.
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Wie aus der eine der schematischen Zeichnungen darstellenden F i g.
5 ersichtlich ist, sind drei mit 60a, 60b und 60c bezeichnete Steuerventile
vorgesehen. Das Ventil 60a ist das Beaufschlagungsventil, das Ventil 60b das normale,
einen langsamen Druckabbau bewirkende Ventil und das Ventil 60 c das einen raschen
Druckabbau bewirkende und in Notfällen zum Einsatz gelangende Ventil. Aus Gründen
der Einfachheit sind die Ventile 60 a, 60 b und 60c in den schematischen
Darstellungen der F i g. 5 bis 8 als auf einer gemeinsamen Ebene liegend dargestellt.
Wie jedoch aus F i g. 3 ersichtlich ist, sind diese Ventile symmetrisch um die Längsachse
des Reglers 10 angeordnet. Die drei Steuerventile -d. h. also die Ventile 60
a, 60 b und 60 e = sind einander
im Aufbau im wesentlichen
gleich. Es sei nachstehend das Ventil 60c unter Bezugnahme auf die F i g. 2 näher
beschrieben. (Entsprechende Teile der Ventile 60a und 60b sind mit den gleichen
Bezugszeichen bezeichnet, und bei der Beschreibung der Ventile 60a und 60b wird
lediglich auf diejenigen Merkmale noch näher eingegangen werden, in denen sich diese
Ventile vom Ventil 60a unterscheiden.) Bei der Darstellung der F i g. 2 befindet
sich das einen raschen Druckabbau bewirkende Notventil 60 c in einer in dem Ventilblock
27 ausgebildeten Kammer 61. Es weist eine in die Kammer 61 eingeschraubte Mutter
62 auf, durch die ein axialer Durchlaß 63 hindurchführt, in den wiederum ein Druckbolzen
64 verschiebbar eingeführt ist. Dieser Druckbolzen 64 wirkt in der nachstehend noch
näher beschriebenen Weise dahingehend, daß er das Ventilglied 65 aus dem seinen
Sitz bildenden Ring 66 abhebt. Unter der Wirkung einer Spiralfeder 67 wird das Ventilglied
65 an den seinen Sitz bildenden Ring 66 angedrückt.
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Insgesamt gesehen sind die Steuerventile 60a und 60b dem Steuerventil
60c sehr ähnlich. Wie jedoch aus der Darstellung der F i g. 2 (Beaufschlagungsventil
60a) und der F i g. 4 (gesteuertes Druckabbauventil 60 b) hervorgeht, weisen diese
beiden Ventile bei 69 und 70 jeweils elastische Ringdichtungen auf, deren Aufgabe
im einzelnen an Hand der nachfolgenden Beschreibung der Wirkungsweise dieser Ventile
ersichtlich wird.
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Des weiteren ist das Ventil 60c mit einem Betätigungsmechanismus in
Form eines Elektromagneten 75 c versehen. In ähnlicher Weise besitzen die Steuerventile
60 a und 60 b ebenfalls elektromagnetische Anordnungen 75a bzw.
75b, die mit Ausnahme der nachstehend noch näher beschriebenen Einzelheiten
dem Elektromagneten 75c gleich sind. Der elektrische Anschluß für die Elektromagneten
ist bei 74 dargestellt. Die Elektromagneten 75a und 75b befinden sich
normalerweise nicht im erregten Zustand, während der Elektromagnet 75c normalerweise
erregt wird. Jede dieser drei elektromagnetischen Einrichtungen weist einen axialen
Stab 76 und eine an einem Ende des Stabes befestigte ferromagnetische Ankerplatte
77 auf. Beim Elektromagneten 75c ist die Platte 77 am unteren Ende des Stabes 76
befestigt, und eine Feder 78 wirkt in der Weise auf das obere Ende des Stabes 76
ein, daß, wenn der Elektromagnet 75 c außer Strom gesetzt wird, der Stab 76 und
die Platte 77 abfallen. Dadurch können Stab 76 und Platte 77 auf den entsprechenden
Druckbolzen 64 einwirken, womit wiederum das Ventilglied 65 des Ventils 60 c aus
seinem Sitz abgehoben wird. Im Gegensatz hierzu ist die Platte bei den Elektromagneten
75a und 75 b jeweils am oberen Ende des axialen Stabes 76 befestigt,
und wenn nun diese Elektromagneten unter Strom gesetzt und damit erregt werden,
gelangt jeweils das untere Ende ihrer axialen Stäbe 76 an den entsprechenden Druckzapfen
64 der Ventile 60 a bzw. 60 b zur Anlage, so daß die entsprechenden
Ventilglieder 65 jeweils aus ihrem Ventilsitz abgehoben werden. Werden nun die Elektromagneten
75 a und 75 b außer Strom gesetzt, so werden die axialen Stäbe 76
unter der Wirkung der Federn 78a von den dazugehörigen Druckzapfen abgehoben, und
die Ventile 60 a und 60 b schließen sich.
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Die Wirkungsweise der Regeleinrichtung 10 während der Beaufschlagung
derselben sei nachstehend unter Bezugnahme auf die F i g. 5 näher erläutert. Zunächst
einmal werden die Elektromagneten 75a, 75b und 75c erregt. Wie bereits
vorstehend angegeben,. wird das einen raschen Druckabbau bewirkende Ventil 60c geschlossen,
sobald der ihm zugeordnete Elektromagnet 75 c erregt wird; die Ventile 60
a und 60b dagegen sind, solange sich ihre Elektromagneten 75a und
75b im Erregungszustand befinden, offen. Dies ist auch der in der F i g. 5 gezeigte
Zustand der Elektromagneten und der Ventile, d. h., die Ventile 60 a und
60 b sind geöffnet, während das Ventil 60 c geschlossen ist. Der Eingangsdruck
gelangt damit über einen Durchlaß 90 in die unterhalb des Ventilgliedes 65 des Beaufschlagungsventils
60 a befindliche Kammer 61. Der Querschnitt des Durchlasses 90 wird durch ein Nadelventil
91 verengt, welches derart eingestellt ist, daß die Druckzuführung zu dem Beaufschlagungsventil
60a genau mit der gewünschten Geschwindigkeit erfolgt, um auf diese Weise zu verhindern,
daß die Beaufschlagung zu rasch vor sich geht und infolgedessen der gewünschte Wert
überschritten wird. Des weiteren ist ein Überlauf 92 vorgesehen, der ebenfalls durch
ein Nadelventil 93, gesteuert wird. Die Aufgabe dieses Überlaufes 92 wird nachstehend
noch im einzelnen beschrieben. Der durch das Ventil 60a hindurchtretende Druck gelangt
außerdem auch über den Durchlaß 94 zum Ventil 60b. Da dieses Ventil geöffnet ist,
tritt der Druck durch das Ventil 60 b hindurch und in den Durchlaß 95 ein, von wo
aus er dann in die Beaufschlagungskammer 30 gelangt. Der in der Kammer 30 herrschende
Druck wirkt auf die Unterseite der Regelmembran 25 ein und hebt damit das Hauptventil
15 entgegen der Wirkung der Feder 16 von seinem Sitz ab. Die Druckzuführung zur
Kammer 30 und der Durchgang des Druckmittels von der Einlaßöffnung 11 zur Auslaßöffnung
51 wird auf diese Weise so lange fortgeführt, bis der durch eine nicht gezeigte
Meßeinrichtung bestimmte gewünschte Auslaßdruck erreicht ist.
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Sobald nun dieser gewünschte Auslaßdruck erreicht ist, werden die
Elektromagneten 75a und 75b
entsprechend der Darstellung der F i g. 6 außer
Strom gesetzt und fallen damit ab. Infolgedessen werden, wie weiter aus F i g. 6
deutlich wird, die Ventile 60 a und 60 b geschlossen. Das Ventil 60 c bleibt
geschlossen, da sich der Elektromagnet 75 c weiterhin im Erregungszustand befindet.
Durch die Ventile 60a und 60 b sowie den Durchlaß 95 kann also der Beaufschlagungskammer
30 kein weiterer Druck mehr zugeführt werden. Für den Fall, daß der Druck
in dem Auslaßstutzen 51 über den für den Regler eingestellten gewünschten Wert ansteigt,
kann er über den Durchlaß 52 zur Oberseite der Regelmembran 25 gelangen, wodurch
dem in der Beaufschlagungskammer herrschende Druck entgegengewirkt und das Hauptventil
15 in Richtung auf seine Schließstellung zu bewegt wird. Sinkt dagegen der in dem
Auslaßstutzen 51 herrschende Druck unterhalb den gewünschten Wert ab, so verringert
sich dadurch der oberhalb der Membran 25 herrschende Druck, und unter der Wirkung
des in der Beaufschlagungskarnmer herrschenden Druckes wird dann das Ventil 15 etwas
weiter geöffnet. Ein in dem Auslaß 51 oder anderswo in der unter Druck gesetzten
Anlage vorliegender Überdruck wird über den Durchlaß 53 in die unterhalb der Entlastungsmembran
35 befindliche Kammer 34 abgeleitet. Wie bereits vorstehend erwähnt und auch in
F
i g. 1 gezeigt, sind am Grund der Kammer 34 Nuten 44 ausgebildet. Durch die Anordnung
dieser Nuten und des ebenfalls vorerwähnten radialen Schlitzes wird erreicht, daß
der so eingeschlossene Druck gleichmäßig auf die untere Fläche- der Membran 35 verteilt
wird, wodurch diese von der rippenförmigen Erhöhung 45 abgehoben wird, so daß der
Überdruck nach außen oder gegebenenfalls auch in eine nicht gezeigte Auffangkammer
entweichen kann.
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Für den Fall, daß die Beaufschlagung in der Kammer 30 und damit auch
der Auslaßdruck etwas vermindert werden soll; kann dies dadurch geschehen, daß der
Elektromagnet 75 b erregt wird. Die Ventile 60a und 60c bleiben dabei geschlossen,
da sich die ihnen zugeordneten Elektromagneten 75 a bzw. 75 c im nicht eregten bzw.
im erregten Zustand befinden. Durch die -Erregung des Elektromagneten 75
b wird jedoch das Ventil 60 b geöffnet, wie dies auch aus der Darstellung der F
i g. 7 hervorgeht. Der in der Kammer 30 herrschende Druck kann damit also durch
den Durchlaß 95 und das Ventil 60 b hindurch und in den DurcTiiaß 94 und von dort
aus durch den durch das Nadelventil 93 geregelten überlaufdurchlaß 92 gelangen.
Während dieses Vorganges besteht die Aufgabe des Nadelventils 93 darin, die Geschwindigkeit
der Druckverminderung in der Kammer 30 zu verzögern, um auf diese Weise einen allzu
raschen Druckabbau zu verhindern. Der Elektromagnet 75 b
wird dabei so lange
im Erregungszustand gehalten, bis der Auslaßdruck den gewünschten niedrigeren Wert
erreicht hat.
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Soll nun zu einem beliebigen Zeitpunkt der Auslaßdruck heraufgesetzt
werden, so werden die beiden Elektromagneten 75a und 75b erregt. Zu
bemerken ist dabei, daß zwar während der Beaufschlagung der Kammer 30 eine bestimmte
Gasmenge durch den Überlauf 93 entweicht, daß dieser Verlust sich jedoch in keiner
Weise nachteilig bemerkbar macht.
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- Die für einen Notfall einen raschen Druckabbau herbeiführende Wirkungsweise
der erfindungsgemäßen Einrichtung sei- nachstehend unter Bezugnahme auf die F i
g. .8 näher erläutert.
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Es sei beispielsweise angenommen, daß ein Notfall, z. B. ein Stromausfall,
eintritt und daß infolgedessen der in der durch die Regeleinrichtung 10 gesteuerten
Anlage herrschende Druck unbedingt abgebaut werden muß. Ähnlich liegen die Dinge
am Ende eines Tages oder einer Schicht oder aber auch nach Abschluß eines bestimmten
Arbeitsvorganges, wenn die Regeleinrichtung 10 und die von ihr gesteuerte Anlage
stillgelegt werden sollen, was naturgemäß möglichst rasch vor sich gehen soll. Erfindungsgemäß
wird zu diesem Zweck wie folgt vorgegangen: Der Elektromagnet 75 c wird beispielsweise
selbsttätig durch einen Stromausfall oder aber auch von Hand durch öffnen eines
Schalters in den nicht erregten Zustand versetzt. Die Ventile 60 a und 60
b
bleiben geschlossen, jedoch das Ventil 60c öffnet sich entsprechend der
Darstellung der F i g. B. Der in der Kammer 30 herrschende Druck gelangt infolgedessen
durch den Durchlaß 95, über den Boden der Ausnehmung, in welcher sich das Ventil
60b befindet, einen Durchlaß 96 und das Ventil 60c zum Auslaß 97. In diesem Durchlaß
ist keinerlei Verengung vorgesehen, und infolgedessen kann der Druck in der Kammer
sehr rasch abgebaut und das Hauptventil 15 schnell geschlossen werden. Ein etwa
in Flußrichtung nach dem Hauptventil eingeschlossener Druck wird in der vorbeschriebenen
Weise über die Entlastungsmembran 35 abgebaut.
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Eine Aufgabe des Ventils 60b, nämlich sein Einsatz zur Verringerung
des in der Kammer 30 herrschenden Druckes -mit einer ganz bestimmten geringen Geschwindigkeit,
wurde bereits vorstehend beschrieben; dieser Fall liegt dann vor, wenn der Auslaßdruck
des Reglers herabgesetzt werden soll. Das Ventil 60 b erfüllt jedoch auch
noch die zweite im folgenden beschriebene Aufgabe: Für den Fall, daß das Beaufschlagungsventil
60a infolge eines Lecks eine Fehlleistung aufweisen würde, so würde dies - wenn
nicht die hier zu beschreibenden Sicherheitsvorkehrungen getroffen wären - zu einer
allmählichen Zunahme des in der Kammer 30 herrschenden Druckes und des Auslaßdruckes
führen. Dies wird durch das Ventil 60 b verhindert, das bei ständig gleichmäßig
fortlaufender Betätigung des Reglers geschlossen bleibt (der in F i g. 6 gezeigte
Zustand). Infolgedessen kann ein durch ein Leck im Ventil, 60 a hindurchtretender
Druck nicht bis zur Kammer 30 gelangen, sondern wird vielmehr bei 92 nach außen
hin abgeführt.
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Zur wahlweisen Betätigung der Elektromagneten 75a, 75b und
75c sind entsprechende, nicht gezeigte Vorrichtungen, beispielsweise Druckknopfschalter,
vorgesehen.
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In den F i g. 9 und 1.0 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt.
Im allgemeinen ist diese Ausführungsform ähnlich der Ausführungsform der F i g.
1 bis 8, jedoch wurden hier bestimmte Änderungen vorgenommen,. die nachstehend noch
näher zu beschreiben sind.
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Bei der in den F i g. 1 bis 8 gezeigtenAusführungsform werden die
drei Steuerventile 60 a, 60 b und 60 c durch die Elektromagneten
75 a bzw. 75 b bzw. 75 c
gesteuert und betätigt. Bei der in
den F i g. 9 und 10 gezeigten Ausführungsform sind ebenfalls drei Steuerventile
vorgesehen, jedoch werden nur zwei davon auf elektromagnetischem Wege betätigt,
während es sich bei dem dritten Ventil um ein Absperrventil handelt.
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Die in den F i g. 9 und 1.0 gezeigte Regeleinrichtung ist insgesamt
mit dem Bezugszeichen 110 bezeichnet. Sie besteht im wesentlichen aus einem Hauptgehäuse
111, das im einzelnen wiederum aus dem oberen Bauteil 112, aus dem mittleren Bauteil
113 und dem unteren Bauteil 114 zusammengesetzt ist, wobei die Befestigung
der einzelnen Bauteile untereinander unter Zuhilfenahme entsprechender Mittel, beispielsweise
Kopfschrauben, erfolgt. Der Einlaßstutzen ist mit 116 und der Auslaßstutzen mit
117 bezeichnet. Der Aufbau des Hauptventils ist im wesentlichen der gleiche wie
bei der Darstelung der F i g. 1, und auch die Zuleitungen zu diesem Ventil sind
im wesentlichen genauso wie in F i g. 1 geführt. Einander entsprechende Teile sind
somit auch durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Trotzdem sind aus den F
i g. 9 und 10 einzelne Veränderungen erkennbar, die unter anderem darin liegen,
daß der unterseitige Abschluß der Kammer 30 in Form einer Platte 118 vorgenommen
ist und daß ein rohrförmiges Abstandsglied 119 vorgesehen ist. Die Platte 118 und
das Abstandsglied 119 sind miteinander durch eine Kopfschraube 120 verbunden. Wie
aus F i g. 10 ersichtlich, sind auch hier den Durchlässen 31 und 33 der F i g. 1
entsprechende Durchlässe 31 und 33 vorgesehen, über die der in der Kammer herrschende
Druck in die
unterhalb der Regelmembran 25 liegende Kammer und die
oberhalb der Entlastungsmembran 35 befindliche Kammer gelangen kann.
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Die drei Steuerventile sind in F i g. 10 mit 130 a, 130b und 130c
bezeichnet. Entsprechend der Darstellung der Zeichnung liegen alle diese Ventile
auf einer Linie, was deswegen möglich ist, weil die Abwesenheit eines dritten Elektromagneten
eine lineare Anordnung zuläßt. Jedes dieser Steuerventile besitzt eine in dem Bauteil
112 ausgebildete Kammer 135, in die eine Mutter 136 eingeschraubt ist. Durch die
Mutter 136 führt jeweils ein axialer Durchlaß 137 hindurch, in den bei den Ventilen
130a und 130c jeweils ein Druckzapfen 138 verschiebbar eingeführt ist, der dazu
dient, ein Ventilglied 139 von seinem ringförmigen Sitz 140 abzuheben. Die Ventilglieder
139 werden jeweils unter der Wirkung einer Feder 141 in ihre Schließstellung gebracht.
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Das Sperrventil 130 b ist in F i g.11 in stark vergrößertem Maßstab
gezeigt. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind zwischen dem ringförmigen Ventilsitz
140 und der diesem zugewendeten Fläche der Mutter 136 ein scheibenförmiges Abstandsglied
145 und zwei außerordentlich dünne, mit Schlitzöffnungen versehene Scheiben 146
angebracht. Eine Scheibe 146 befindet sich dabei auf der Oberseite des Abstandsgliedes
145, während die andere Scheibe 146 unterhalb desselben angeordnet ist. Die Einlaßseite
des Ventils 130 b ist über einen Durchlaß 147 mit dem Beaufschlagungsventil 130a
verbunden, während seine Auslaßseite über einen Durchlaß 148 mit der Kammer 30 in
Verbindung steht. Der ringförmige Ventilsitz 140 wird durch die Mutter 136 fest
an die Grundfläche der Ausnehmung 135 angedrückt, so daß der einzige Weg, durch
den das Druckgas das Ventilglied 139 erreichen kann, durch die lose Gewindeverbindung
zwischen der Mutter 136 und dem Bauteil 112 verläuft. Zur Schaffung eines Durchlasses
für das Gas kann dabei in einem oder in beiden dieser Gewinde ein nicht gezeigter
axial verlaufender Schlitz vorgesehen sein. In der oberen Auflagescheibe 146 ist
bei 149 eine verengte Durchlaßöffnung in Form eines Schlitzes ausgebildet, und in
der unteren Scheibe 146 ist ebenfalls eine verengte Durchlaßöffnung in Form eines
Schlitzes 150 vorgesehen. Ein weiteres Merkmal des Ventils 130 b liegt darin, daß
zwischen der Mutter 136 und dem Bauteil 112 ein Dichtungsring (0-Ring) 150a eingesetzt
ist.
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Gegebenenfalls können auf der Oberseite und/oder auf der Unterseite
des Abstandsgliedes 145 die mit einer Öffnung versehenen Scheiben 146 auch jeweils
in der Weise angeordnet sein, daß jeweils zwei oder mehrere Scheiben übereinander
gelegt sind. Mit einer derartigen Anordnung soll erreicht werden, daß die tatsächliche
Durchlaßgröße und Beaufschlagungsgeschwindigkeit und/oder Druckabbaugeschwindigkeit
besser geregelt werden können. Um der Gefahr zu entgehen, daß die übereinandergestapelten
Scheiben infolge einer fehlerhaften Ausrichtung der Schlitze 149 und 150 den Gasdurchlaß
blockieren, sind die Schlitze vorzugsweise an einer Durchmesserlinie entlanggeführt,
die länger ist als ein Radius. Hierdurch wird erreicht, daß sich die Schlitze stets
überschneiden und somit einen Gasdurchlaß freilassen, ganz gleichgültig, wie die
Scheibenstapel angeordnet sind.
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Die schematische Darstellung der F i g. 17 zeigt die drei Ventile
130 a, 130 b und 130 c mit in erregtem Zustand befindlichen Elektromagneten.
Das Ventil 130 a ist infolgedessen geöffnet, während das Ventil 130c geschlossen
ist. Die verengten Durchlaßstellen 149 und 150 sind in F i g. 17 ebenfalls schematisch
angedeutet. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, mündet der Durchlaß 149 in eine umschlossene
Kammer 151 (s. F i g. 10). Bei 152 ist ein Dichtungsring (0-Ring) vorgesehen, dessen
Aufgabe es ist, ein Ausströmen von Gas aus der Kammer 151 in die freie Atmosphäre
zu verhindern.
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Bei der Beaufschlagung der Kammer 30 gelangt der Druck bei der in
F i g.17 gezeigten Stellung der Regeleinrichtung über einen Durchlaß 160 in das
Beaufschlagungsventi1130a, von dort über den Durchlaß 147 (von dem ein Abschnitt
in F i g. 11 gezeigt ist) zum Absperrventil 130 b und durch den verengten Durchlaß
150 und den ringförmigen Ventilsitz 140 zum Durchlaß 148 und in die Kammer 30. Die
Verengung 150 dient dazu, eine übermäßig rasche Beaufschlagung der Kammer 30 zu
verhindern.
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Sobald der Auslaßdruck den gewünschten Wert erreicht hat, wird der
Elektromagnet 131a außer Strom gesetzt und fällt damit ab. Entsprechend der Darstellung
der F i g.18 befinden sich die Steuerventile 130 a, 130 b und 130
c in ihrer Schließstellung. Das Absperrventil 130b verhindert ein Ausströmen des
Druckmittels aus der Kammer 30.
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Soll nun der Druck in der Kammer 30 abgebaut und die Druckmittelzuführung
zum Auslaßstutzen 117 gesperrt werden, so wird die Stromzuführung zum Elektromagneten
131 c unterbrochen und damit das Auslaßventil 130 c geöffnet (s. F i g. 19).
Der in der Kammer 30 herrschende Druck wird über den Durchlaß 148 a zum Ventil 130
c und von dort über den Durchlaß 161 in die Kammer 151 abgeleitet.
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Eine weitere Sicherheitsvorkehrung sei nachstehend unter Bezugnahme
auf die F i g. 9, 10 und 17 beschrieben. Wie aus F i g. 9 hervorgeht, wird ein nach
dem Druckabbau und Abstellen der Regeleinrichtung noch in Strömungsrichtung nach
dem Hauptventil 15 eventuell vorliegender Druck durch den Durchlaß 53 über die Entlastungsmembran
35 zur Auslaßöffnung 160 hin abgeleitet. Wie die F i g. 10 zeigt, steht die Kammer
151 über einen Durchlaß 168 mit der Auslaßöffnung 160 in Verbindung. Das
von dem Auslaßventil 130 c durch die Verengung 149 und durch den Auslaß 161 strömende
Gas (s. F i g. 17) wird genauso wie das von der Entlastungsmembran 35 durchgelassene
Gas in dem Auslaß 160 aufgefangen. Wenn also nun das verwendete Druckgas
gefährlich (z. B. brennbar oder giftig) oder aber sehr kostspielig ist und deswegen
wieder gesammelt und zurückgewonnen werden muß, so wird all dies Gas bei 160 aufgefangen
und kann von dort aus ohne weiteres entweder in einen Sammelbehälter an eine Stelle,
an der es unschädlich gemacht werden kann, oder anderswohin geleitet werden, wo
es bedenkenlos in die freie Atmosphäre ausströmen kann.
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Die F i g. 12 und 13 zeigen eine wahlweise - und bevorzugte - Ausführungsform
eines mit einer Öffnung versehenen Durchlaßgliedes. Dieses insgesamt mit 162 bezeichnete
Durchlaßglied besitzt abgeschrägte Kanten und weist auf einer seiner Flächen eine
radial verlaufende Nut 163 und auf der anderen Fläche eine radial verlaufende Nut
163 a auf. Das Durchlaßglied 162 kann an Stelle der in F i g. 11 gezeigten Teile
145 und 146 verwendet werden und die Nuten 163 und 163 a dienen dann an Stelle der
in F i g. 11 gezeigten Schlitze 149 und 150 als verengte
Durchlaßstellen.
Die Nuten 163 und 163 a können voneinander unterschiedlich ausgebildet sein; so
kann beispielsweise die eine Nut länger und/oder tiefer sein als die andere, so
daß den unterschiedlichsten Anforderungen in den Beaufschlagungsdurchlaß und die
Ablaßöffnung entsprochen werden kann.
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Die F i g. 14 zeigt das Beaufschlagungsventil 130 a in dem gleichen
vergrößerten Maßstab wie die F i g. 11. Mit Ausnahme der folgenden Merkmale ist
dieses Ventil dem in F i g. 11 gezeigten Ventil 130 b identisch. Ein Druckzapfen
138 ist in dem axialen Durchlaß 137 verschiebbar geführt und ein elastischer Dichtungsring
(0-Ring) 164 verhindert ein Ausströmen des Druckmittels durch diesen Durchlaß. Der
von der Einlaßöffnung 7116 herkommende Druck erreicht das Ventil über den Durchlaß
160 (s. F i g. 10 und 17), und von diesem Ventil aus gelangt er über den Durchlaß
147 (s. F i g. 10 und 17) zu dem Absperrventil 130 b. Das Ventil 130
a weist außerdem ein Durchlaßglied 165 auf, das in Form einer Scheibe mit
einer mittig durch diese Scheibe hindurchgeführten ®ffnung 166 ausgebildet ist,
die zur Aufnahme eines Druckzapfens 138 dient. Ein Teil der Scheibe ist entlang
einer Bogensehne bei 167 abgeschnitten. Wird nun das Ventilglied 139 von seinem
Sitz abgehoben, so kann der Druck durch den auf diese Weise erhaltenen Durchlaß,
über die lockere Gewindeverbindung zwischen der Mutter 136 und dem Bauteil 122 zu
dem Durchlaß 147 gelangen.
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. Von den Ventilzu- und -abführungen abgesehen ist das Ventil 130
c in -der gleichen Weise ausgebildet. Beim Ventil 130 c kommt noch hinzu, daß der
Dichtungsring (0-Ring) 164 wegfallen kann.
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Die schematisch in den F i g. 17 bis 19 und im einzelnen in F i g.
11 gezeigte Auslaßöffnung 149 entspricht dem überlaufdurchlaß 92 und dem Nadelventil
93 der F i g. 5 bis B. Im Gegensatz zu dem Durchlaß 93 besteht die Aufgabe der Öffnung
149 jedoch nicht in der Durchführung eines gesteuerten Druckabbaues, beispielsweise
eines zur Druckverminderung führenden langsamen Druckabbaues. Die Durchlaßöffnung
149 ist vielmehr aus Sicherheitsgründen vorgesehen und wirkt dahingehend, daß, wenn
das Beaufschlagungsventil 130 a zwar geschlossen ist, jedoch eine Leckstelle aufweist,
das unerwünschterweise durch das Ventil 130a hindurchströmende Gas seinen Weg durch
die Durchlaßöffnung 149 nimmt und nicht das Absperrventil 139 öffnet, was zu einer
allmählichen Zunahme des in der Kammer 30 herrschenden Druckes führen würde.
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Die F i g. 20 bis 24 zeigen eine dritte Ausführungsform, die mit Ausnahme
des zur Betätigung der Steuerventile 130 a und 130 c verwendeten Mechanismus dem
in den F i g. 9 und 10 gezeigten Ausführungsbeispiel identisch ist. Der Betätigungsmechanismus
unterscheidet sich von dem vorher verwendeten Betätigungsmechanismus insofern, als
er Druckknöpfe und Hebel aufweist, die nachstehend noch näher beschrieben werden.
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Es sei zunächst einmal auf die F i g. 20, 21 und 22 Bezug genommen.
Bei der hier gezeigten Ausführungsform ist ein Gehäuse 170 oben auf die Regeleinrichtung
110 a aufgesetzt, das in sich eine Abdeckplatte 171 schließt, durch welche die Druckknöpfe
172 a und 172 b hindurchragen. Mit Hilfe dieser Druckknöpfe
172a und 172b kann das Beaufschlagungsventil 130a bzw. das Druckabbauventil
130c betätigt werden. Wie insbesondere aus den F i g. 23 und 24 deutlich erkennbar,
besitzen die Ventile 130a und 130c jeweils einen Druckzapfen 138 a bzw.138 c. Der
Druckzapfen 138 a des Ventils 130 a wird durch einen Hebel
175a betätigt, dessen eines Ende an Zapfen 176 schwenkbar angelenkt ist,
während sein anderes Ende durch den Druckknopf 172a betätigt wird. In ähnlicher
Weise wird auch der Druckzapfen 138c des Ventils 130 c durch einen ähnlichen Hebel
175 c betätigt, der seinerseits ebenfalls an einem Ende am Zapfen 176 schwenkbar
angelenkt ist, während sein anderes Ende durch einen Druckknopf 172c betätigt wird.
Die Druckknöpfe 172 a und 172 c sind jeweils am oberen Ende eines Stabes
177 befestigt, der jeweils seinerseits in einer in dem oberen Bauteil 112 der Regeleinrichtung
ausgebildeten Führung 178 verschiebbar gehalten ist. Die Stäbe 177 werden dabei
jeweils unter der Wirkung einer Feder 179 nach oben gedrückt. Sie weisen außerdem
jeweils eine flanschartige Verbreiterung 180 auf, oberhalb derer jeweils ein Anschlag
oder eine Platte 181 vorgesehen ist. Das freie Ende der Hebel kommt dabei ebenfalls
in die zwischen den Teilen 180 und 181 gebildete ringförmige Ausnehmung oder Nut
zu liegen. Des weiteren weist der an dem Druckknopf 172 c befestigte Stab 177 noch
eine ringförmige Nut 182 sowie einen konischen Abschnitt 183 auf. Des weiteren umfaßt
der Betätigungsmechanismus für die Ventile 130a und 130c eine Einklinkplatte oder
einen Einklinkstreifen 190, an dessen einem Ende ein Schlitz 191 vorgesehen ist,
durch den der an dem Druckknopf 172a befestigte Stab 1.77 hindurchgeführt
ist. Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, liegt die Platte 190, wenn sich der Stab
in seiner oberen Stellung befindet, kurz unterhalb des konisch verlaufenden Teiles
183 dieses Stabes. Des weiteren weist die Einklinkplatte 190 auch an ihrem -anderen
Ende einen Schlitz 192 auf, durch den ein als Führung wirkender Bolzen oder eine
Schraube 193 hindurchgeführt ist. Des weiteren ist die Einklingplatte 190 mit einer
nach oben ragenden Zunge 194 versehen, die insbesondere in F i g. 24 deutlich gezeigt
ist und die an einer in F i g. 23 gezeigten Blattfeder 195 angreift; die ihrerseits
die Einklinkplatte 190, in bezug auf die Fig. 24 gesehen, normalerweise nach rechts
drückt.
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Es sei nun einmal angenommen; daß die Kammer 30 mit Druck beaufschlagt
werden soll. Zu diesem Zweck wird der Druckknopf 172a nach unten gedrückt
und damit das Beaufschlagungsventil 130a
geöffnet. Der Druckknopf wird dabei
so lange in dieser Stellung gehalten, bis der Auslaßdruck den gewünschten Wert erreicht
hat. Bei der Abwärtsbewegung des Druckknopfes gleitet nämlich der konisch zulaufende
Abschnitt 183 des Stabes 177 an der Einklinkplatte 190 entlang und verschiebt diese
damit, unter Bezugnahme auf die F i g. 24 gesehen, nach links. Wenn dann der gewünschte
Auslaßdruck erreicht und der Druckknopf 172a losgelassen wird und damit unter
der Wirkung der Feder 179 wieder in seine normale Stellung nach oben zurückkehrt,
so wird auch die Einklinkplatte 190 wieder freigegeben und in ihre in F i g. 24
gezeigte Ausgangsstellung zu= rückgebracht. Soll nun der Druck in der Druckkammer
abgebaut werden, so wird der Druckknopf 172c nach unten gedrückt, und während dieser
Abwärtsbewegung verschiebt der konisch zulaufende Abschnitt 183 die Einklinkplatte
190 (unter Bezugnahme auf die F i g. 24 gesehen) entgegen der Wirkung
der
Feder 195 so weit nach links, bis das rechte Ende der Einklinkplatte 190 sich an
dem konischen Abschnitt 183 vorbei bewegt hat. Wenn sich nun der Stab 177 noch weiter
nach unten bewegt, schnappt die Einklinkplatte in die ringförmige Ausnehmung oder
Nut 182 ein. Damit wird der Druckknopf 172 automatisch in seiner unteren Stellung
gesperrt und so das Druckabbauventil 130c in seiner öffnungsstellung gehalten. Soll
nunmehr die Druckkammer 30 wieder mit Druck beaufschlagt werden, so wird der Druckknopf
172a wieder nach unten gedrückt. Wie bereits vorstehend beschrieben, verschiebt
der konische Abschnitt 183 die Einklinkplatte 190 nach links, wodurch das rechte
Ende der Einklinkplatte wieder aus der Sperrnut 182 gelöst wird. Die dem Druckknopf
172c zugeordnete Feder 179 kann damit wieder zur Wirkung gelangen und den Stab 177
und den Druckknopf 172c wieder in die obere Stellung bringen und damit das Abzugsventil
130 c schließen.
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Hinsichtlich der Wirkungsweise der in den F i g. 20 bis 2,4 gezeigten
Druckknopfbetätigungseinrichtung lassen sich die folgenden Vorteile feststellen:
Die Beaufschlagungs- und die Druckabbaugeschwindib keit kann durch den Grad gesteuert
werden, in dem der Druckknopf 172a bzw. 172c eingedrückt wird; wenn also
der Druckknopf 172a nur leicht nach innen gedrückt wird, so öffnet er auch
das Ventil 130a nur ganz wenig, und der in der Druckkammer herrschende Druck nimmt
nur langsam zu; wird der Druckknopf 172a dagegen weiter oder ganz nach innen
gedrückt, so wird damit auch entsprechend die Beaufschlagungsgeschwindigkeit erhöht.
In ähnlicher Weise läßt sich auch ein ausnehmend langsamer, ein sehr schneller oder
ein mit mittlerer Geschwindigkeit vor sich gehender Druckabbau in der Weise erreichen,
daß der Druckknopf 172c nur wenig, ganz oder bis auf eine Zwischenstellung niedergedrückt
wird. Außerdem kann auch der dem Druckknopf 172a
zugeordnete, konisch ausgebildete
Nocken 183 so ausgebildet bzw. der Einklinkplatte 190 gegenüber so angeordnet
werden, daß er den Druckknopf 172c zu Beginn der nach unten gerichteten Bewegung
des Druckknopfes 172a ausklinkt. Wenn also nun die Regeleinrichtung stillgelegt
und das Ventil 130 c in seiner Öffnungsstellung festgehalten ist und die Regeleinrichtung
schnell beaufschlagt werden soll, so wird der Druckknopf 172c freigegeben, sobald
der Knopf 172a nach unten gedrückt wird, die Beaufschlagung der Druckkammer
setzt unmittelbar ein, und durch das Ventil 130c kann kein Gas abströmen.