DE1600777C - Selbsttätige Druckminder und Um schaltvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Druckminder- und Umschaltvorrichtung, vorzugsweise für gasförmige Strömungsmedien, mit zwei Einlaßventilen, die an zwei Druckquellen angeschlossen sind und deren Drosselkörper über im Gehäuse schwenkbar gelagerte Hebelgestänge von einer Steuereinrichtung betätigbar sind.

Bei einer bekannten Vorrichtung der vorgenannten Art ist jedem der beiden, je aa eine Druckquelle angeschlossenen Einlaßventile eine Steuermembran zugeordnet. Die beiden Steuermembranen besitzen durch zugeordnete Federn bewirkte, unterschiedliche Regelgrenzen, welche in Verbindung mit den für die beiden Steuermembranen gleichartig ausgebildeten Hebelgestängen zu ihrer Verbindung mit den Drosselkörpern so ausgelegt sind, daß die für beide Druckquellen gemeinsame Verbraucherleitung zunächst nur von der einen Druckquelle gespeist wird und dann, bei Erschöpfung dieser Druckquelle zu einem Zeitpunkt, wenn dann das dieser zugeordnete Einlaßventil voll geöffnet ist, von der anderen Druckquelle. Vorrichtungen dieser Art bauen sehr aufwendig und sind in ihrer Regelcharakteristik abhängig von den Kennlinien der beiden den Steuermembranen zugeordneten Federn ebenso wie von den Fertigungsund Einbautoleranzen der beiden Hebelgestänge, so daß diesbezüglich für ihre Funktionsfähigkeit ein hoher Unsicherheitsfaktor gegeben ist.

Die vorerwähnten Nachteile sind auch für solche Vorrichtungen der eingangs genannten Gattung zu vermerken, die nur mit einer Steuermembran mit zugeordneter Gleichgewichtsfeder auskommen, da bei ihnen in Verbindung mit einer mit der Druckmindervorrichtung unmittelbar gekuppelten Umschaltvorrichtung ein wegen seiner Vielzahl von einzelnen Hebeln äußerst störanfälliger Hebelmechanismus zur Verwendung kommt, der wegen dieser Vielzahl wechselseitig miteinander in Wirkverbindung stehender Hebel die Regelcharakteristik solcher Vorrichtungen nachteilig beeinflußt.

Für selbsttätige Druckminder- und Umschaltvorrichtungen ist es schließlich noch bekanntgeworden, als Steuereinrichtung gleichfalls nur eine Steuermembran zu verwenden und diese über eine Kurvenscheibe mit den Drosselkörpern der beiden je^ran eine Druckquelle angeschlossenen Einlaßventile zusammenwirken zu lassen. '

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine selbsttätige Druckminder- und Umschaltvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die gegenüber den vorbekannten Ausführungsformen äußerst einfach baut und die insbesondere von den Kennlinien Steuermembranen zugeordneter Gleichgewichtsfedern verhältnismäßig unabhängige Regelgrenzen liefert.

Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Steuereinrichtung nach der Erfindung aus einer einzigen Steuermembran, die einen im Gehäuse verschiebbar gelagerten, um 180° um seine Hauptachse drehbaren Betätigungsstößel beaufschlagt, der mit einem senkrecht zu seiner Hauptachse schwenkbaren Hebel mit ungleich langen Armen versehen ist, wobei die Arme an den Hebelgestängen der symmetrisch zur Hauptachse des Betätigungsstößels angeordneten Einlaßventile, in derem Schwenkbereich gehäusefeste Anschläge vorgesehen sind, anliegen. Bei einer Vorrichtung dieser Ausführungsform ist der an dem Betätigungsstößel schwenkbar gelagerte Hebel, der auch als an diesem exentrisch gelagerte, napfförmige Schale ausgebildet sein kann, vorrangig bestimmend für die Regelcharakteristik der Vorrichtung und er liefert auf Grund der von ihm in bezug auf die Achse des-Betätigungsstößels bewirkten, asymmetrischen Kräfteaufteilung von der Kennlinie der der Steuermembran zugeordneten Gleichgewichtsfeder nahezu unabhängige Regelgrenzen, gemäß welchen zunächst die eine Druckquelle an die Verbraucherleitung angeschlossen ist und diese ausschließlich speist, bis der Druck auf einen vorbestimmten Wert absinkt, bei dessen Erreichen dann das dieser Druckquelle zugeordnete Einlaßventil zunächst in« einer Stellung verharrt, in welcher es voll geöffnet ist, worauf dann das der anderen Druckquelle zugeordnete Einlaßventil geöffnet wird.

Eine noch weiter verbesserte Regelcharakteristik erhält man für derartige Vorrichtungen dann, wenn gemäß einem weiteren Teilmerkmal der Erfindung die Drosselkörper der Einlaßventile zylindrisch ausgebildet und mit Führungsscheiben versehen sind, die Aussparungen für den Durchtritt des Strömungsmediums aufweisen, wobei dann Schließfedern für die Drosselkörper vorgesehen sein sollten, deren Vorspannung mit Einstellschrauben veränderbar ist. Die Erfindung wird nachfolgend an Hand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt nach der Linie I-I der Fig. 3 durch eine Druckminder- und Umschaltvorrichtung gemäß Erfindung in einer ersten Ausführungsform, F i g. 2 einen der F i g. 1 entsprechenden Schnitt durch eine erfindungsgemäße Druckminder- und Umschaltvorrichtung in einer zweiten Ausführungsform, und

Fig. 3 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in Draufsicht.

In Fig. 1 bezeichnet 1 das Gehäuse der selbsttätigen Druckminder- und Umschaltvorrichtung, vorzugsweise für gasförmige Strömuhgsmedien, das bis auf eine senkrechte Lagerbohrung 2, eine Öffnung 3 für den Anschluß einer Leitung 5 zu einem Verbraucher 7 und Öffnungen 4 und Aa für den Anschluß von Verbindungsleitungen 6 bzw. 6 a zu Druckquellen 8 bzw. 8 a vollständig geschlossen ist. Die • Lagerbohrung 2 nimmt einen axial verschiebbaren Betätigungsstößel 9 auf, der an seinem über das Gehäuse 1 vorstehenden Ende einen Bedienungsknopf 10 trägt und der mit einer Dichtung 11 versehen jst. Das im Gehäuseinneren liegende Ende des Betätigungsstößels9 ruht auf einer Steuermembran 12, die zwischen dem Gehäuse 1 und einem Deckel 13 verspannt ist, der an dem Gehäuse mittels Schrauben 14 befestigt ist. An dem Deckel 13 stützt sich eine Gleichgewichtsfeder 15 ab, deren anderes Ende die Steuermembran 12 beaufschlagt. Der Deckel 13 besitzt eine Öffnung 16, welche den von ihm und Steuermembran 12 umgrenzten Raum mit der Atmosphäre verbindet. In das Gehäuse 1 sind in dessen Öffnungen 4 und 4 a an die Druckquellen 8 bzw. 8 a angeschlossene Einlaßventile eingesetzt, deren Drosselkörper 17 bzw.

17 a und deren Schließfedern mit 18 bzw. 18 a bezeichnet sind. Diese Einlaßventile 17,18 bzw. 17 a,

18 a sind symmetrisch zu der Hauptachse des Betätigungsstößei 9 angeordnet, von dem aus ihre Drosselkörper mittels unter sich gleich ausgebildeten Hebeln 19 bzw. 19 a mit Hebelarmen 20, 22 bzw. 20 a 22 a, die bei 21 bzw. 21a im Gehäuse 1 schwenkbar

gelagert sind, und eines senkrecht zu dessen Hauptachse schwenkbaren Hebels 24 mit ungleich langen Armen 25 und 25 a, der bei 26 an dem Betätigungsstößel gelagert ist, betätigbar sind. In dem Schwenkbereich der Hebel 19 und 19 a sind gehäusefeste Anschläge 23 und 23 α für diese vorgesehen.

Wird die vorbeschriebene Vorrichtung in Betrieb genommen, dann ist zunächst davon auszugehen, daß die beiden Einlaßventile durch die Druckquelle 8 bzw. 8 a geschlossen sind und die Leitung 5 zu dem Verbraucher 7 aus dem Hohlraum des Gehäuses 1 gespeist wird. Wenn der Druck in diesem Gehäusehohlraum absinkt, dann hebt die Feder 15 die Steuermembrän 12 und damit den an dieser schwenkbar gelagerten Hebel 24 an. Infolge der ungleich langen Arme 25 und 25 a des Hebels 24 übt dann dieser auf die Hebelarme 22 und 22 a der Hebel 19 und 19 a Kräfte F und F₁ aus, welche umgekehrt proportional zu den Längen α und b seiner Arme 25, 25 α sind. Die Hebelarme 20 und 20 a der Hebel 19,19 a werden folglich auf die Drosselkörper 17 und 17 a der beiden Einlaßventile Kräfte G und G₁ ausüben, welche annähernd proportional zu den Kräften F und F₁ und zu den Strecken c und d zwischen den Schwenkachsen 21 und 21 α und den Berührungspunkten der Hebelarme 25, 25a an den Hebelarmen 22, 22 a sind. Da nun die Länge α des Hebelarmes 25 kleiner ist als die Länge b des Hebelarmes 25 a, ist die Kraft F größer als die Kraft F₁, so daß wegen der symmetrischen Anordnung der beiden Einlaßventile mit zugeordneten, unter sich gleichen Hebelnl9 zu der Hauptachse des Betätigungsstößels 9 und der deshalb kleineren Länge der Strecke d gegenüber der Strecke c die Kraft G größer ist als die Kraft G₁, was zur Folge hat, daß zunächst das an die Druckquelle 8 angeschlossene Einlaßventil geöffnet wird, während das an die Druckquelle 8 a angeschlossene Einlaßventil noch geschlossen bleibt. Die Leitung 5 zu dem Verbraucher 7 wird dann also von der Druckquelle 8 aus gespeist. Wenn es nun zu einem weiteren Druckabfall kommt, beispielsweise infolge einer progressiven Entleerung der Druckquelle 8 oder einer übermäßigen Abkühlung des Gases oder aber infolge eines übermäßigen Verbrauchs, dann'wird sich die Feder 15 weiterhin entspannen, sie wird dabei den Betätigungsstößel und damit den Hebel 24 weiterhin anheben, was zur Folge hat, daß der Drosselkörper des an die Druckquelle 8 angeschlossenen Ein-, laßventils voll geöffnet wird und in dieser Offenstellung verharrt, wobei dann der Hebelarm 22 des Hebels 19 an dem gehäusefesten Anschlag 23 anliegt. Kommt es nun zu einem Druckabfall, der beispielsweise hervorgerufen sein kann durch eine fast vollständige Entleerung der Druckquelle 8, dann wird eine weitere Entspannung der Feder 15 eine öffnung des an die Druckquelle 8 a angeschlossenen Einlaßventils bewirken, so daß dann der Verbraucher 7 zusätzlich von der Druckquelle 8 a gespeist wird.

Die in F i g. 2 dargestellte, alternative Ausführungsform besitzt ein gleiches Wirkungsprinzip wie die Ausführungsform gemäß Fig. 1. In ihr sind funktionsmäßig gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Anders als bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist hier der an dem Betätigungsstößel 9 schwenkbar gelagerte Hebel 24 als napfförmige Schale ausgebildet, die an dem Betätigungsstößel bei 26 exzentrisch gelagert ist, so daß auch hier zu Hauptachse des Betätigungsstößels ungleich lange Hebelarme 25 bzw. 25 ά gebildet werden. Diese napfförmige und an dem Betätigungsstößel exzentrisch gelagerte Schale steht ständig in Berührung mit

ίο den Hebeln 20, 20 a zur Betätigung der beiden symmetrisch zur Hauptachse des Betätigungsstößels angeordneten Einlaßventile, deren Drosselkörper 17, α hier zylindrisch ausgebildet und mit Führungsscheiben versehen sind, die Aussparungen 28, 28 α für den Durchtritt des Strömungsmediums aufweisen und deren Schließfedern 18,18 a durch Einstellschrauben 27, 27 a in ihrer Vorspannung veränderbar sind.

Für die beiden vorbeschriebenen Ausführungs-

ao formen ist abschließend das weitere Funktionsmerkmal gemeinsam, daß jeweils durch eine Drehung des Betätigungsstößels 9 um 180° um seine Hauptachse von der einen Druckquelle auf die andere Druckquelle umgeschaltet werden kann, wobei jeweils eine

as Pfeilanzeige des Bedienungsknopfes 10, wie in F i g. 3 veranschaulicht, anzeigt, welche der beiden Druckquellen den Hauptdruck für den Verbraucher liefert.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Selbsttätige Druckminder- und Umschaltvorrichtung, vorzugsweise für gasförmige Strömungsmedien, mit zwei Einlaßventilen, die an zwei Druckquellen angeschlossen sind und deren Drosselkörper über im Gehäuse schwenkbar gelagerte Hebelgestänge von einer Steuereinrichtung betätigbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung aus einer einzigen Steuermembran (12) besteht, die einen im Gehäuse

(1) verschiebbar gelagerten, um 180° um seine Hauptachse drehbaren Betätigungsstößel (9) beaufschlagt, der mit einem senkrecht zu seiner Hauptachse schwenkbaren Hebel (24) mit ungleich langen Armen (25, 25 a) versehen ist, wobei die Arme (25, 25 a) an den Hebelgestängen (19,19 a; 20,20 a) der symmetrisch zur Hauptachse des Betätigungsstößels angeordneten Einlaßventile, in derem Schwenkbereich gehäusefeste Anschläge (23,23a) vorgesehen sind, anliegen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der schwenkbare Hebel (24) als napfförmige Schale, die exzentrisch gelagert ist, ausgebildet ist.
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3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselkörper (17,17 α) der Einlaßventile zylindrisch ausgebildet und mit Führungsscheiben versehen sind, die Aussparungen (28, 28 a) für den Durchtritt des Strömungsmediums aufweisen und daß Schließfedern (18,18 a), deren Vorspannung mittels Einstellschrauben (27, 27 a) veränderbar ist, für die Drosselkörper vorgesehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen