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| Die Erfindung betrifft ein Druckminderventil zum Regeln |
| von flüssigen oder gasförmigen Druckmedien. |
| Druckminderventle sind in vielen Ausführungsformen bekannt,
die |
| nicht alle hier im einzelnen angeführt werden. können. Doch
sei |
| bemerkt, daß die bekannten Einrichtungen, insbesondere solche |
| für große Durchflußmengen, aufgrund ihrer äußeren Abmessungen |
| in den Hydraulikanlagen viel Platz beanspruchen und schon des- |
| halb beispielsweise für mobile Anlagen ungeeignet sind. |
| Sehr von Nachteil sind auch solche Druckmnder-- oder Ü'bersträm-- |
| ventile, die im drucklosen Zustand mit Federn oder Gewichten |
| in Schließstellung gehalten werden, weil beispielsweise beim |
| Einschalten einer Iiydraulikpumpe diese sofort auf den Nenndruck |
fördern muß und dadurch
voll belastet
wird: Hierbei
werden
die'
Druckleitungen
vor dem Ventil aufgrund
von Iafteinschlüssen
Schlägen ausgesetzt, die oft zum Rohrbruch führen.
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Ferner neigen federbelastete Ventilkegel zum Flattern, weil.gur
Einhaltung eines kleinen Proportionalbereiches nur federn mit
flachen
Kennlinien eingesetzt werden können.
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Nicht zuletzt sei darauf hingewiesen, daß
die bisher bekannten Druckminderventile für große Leistungen aufgrund
ihrer aufwen-
digen Konstruktion im Preis sehr hoch
liegen.
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Alle vorgenannten Nachteile sollen durch den Erfindungsgegenstand
behoben werden, und es soll ein Druckminderventil zum Regeln
von flüssigen oder gasförmigen Druckmedien gefunden werden, das durch
einfache, betriebsnichere und zugleich
preisgünstige Ausführung überragt.
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Nach der Erfindung besteht das Druckminderventil aus
einem zwischen einem Flanschenpaar mittels der Flanschschrauben
ein-
gespannten Rohrgehäuse und einem zentrisch angeordneten
Zy-
linder, in dem ein Ventilkolben in Abhängigkeit von
dem in Zylinderraum aufgebauten Druck gleitet.
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Gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung wird
vorgeschlagen, daß der Zylinderraum über eine Düsenbohrung
mit der AnetrÖnseite verbunden ist und daß der Ablauf zur Abströaaeite
von einem durch eine Druckfeder belasteten Xugelventilkörper geregelt
wird.
Zweckmäßigerweise ist das Kugelventil mit der Druckfeder in.
einem senkrecht zur Ventilachse angeordneten Ventilraum untergebracht.
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Damit der Druck im Zylinderraum den betrieblichen Bedürfnissen entsprechend
eingestellt werden kann, ist eine Einstellschraube zur Veränderung der Vorspannung
der Druckfeder vorgesehen.
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Ein weiteres Kennzeichen der Erfindung besteht in einem zylindi-ischen
Ansatz an der Kolbenstange, der als Dämpferkolben in. einen Dämpferraum des Zylinderbodens
eintaucht.
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Um die Ventilsitzplatte in vorteilhafter Weise zusammen mit dem Druckminderventil
verspannen zu können, ist in. dem Rohrgehäuse eine Eindrehung zur Aufnahme einer
Ventileitzplatte vorgesehen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt
und werden im folgenden näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch das Druckminderventil, Fig.
2 eine Ansicht auf die Niederdruckseite des Ventils, Fig. 3 das Druckminderventil
bei umgekehrter Durchflußrichtung.
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Die Ausführung nach Fig. 1 und 2 besteht aus einem Rohrgehäuse 1
mit einem über einen Steg 19 angegossenen zentrischen Zylinder 2, zwischen
denen sich ein freier Ringraum 3 bildet. Im Zylinder 2
ist ein Ventilkolben
6 und in einer Bohrung des Zylinderbodens 4 die Kolbenstange 7 geführt.
Die Kolbenstange 7 ist mit einem
zylindrischen Ansatz 8 versehen, der
zum Zylinderboden 4 einen Dämpferraum 9 einschließt: Der Ventilkolben
6 weist eine Düsenbohrung 20 auf, die parallel zur Mittelachse verläuft und
mit einer Erweiterung in den Zylinderraum 13 mündet. Den AbschluB zur Anströmseite
hin bildet eine Ventilsitzplatte 5, die in einer Eindrehung des Rohrgehäuses.gehalten
wird und gegen die der Ventilkolben 6 mit den Dichtring der Steuerfläche 10 im
geschlossenen Zustand zur Anlage kommt. Das Rohrgehäuse 1 ist
zusammen
mit der Ventilsitzplatte 5 zwischen dem Rohrflanschpaar a mittels der flanschschrauben
b fest eingespannt. Senkrecht zur Achse den Ventilkolbens
6 ist im Steg 19 ein Ventilraum 21 angeordnet, der über die
Querbohrung 14 mit den
Zylinderraum 13 und über die achsparallele
Bohrung 17 mit dem
Abströmraum 23 in Verbindung steht. Dis Bohrung
14 und damit der Abfluß aus den Zylinderraum 13 wird
von einem Kugelventil-
körper 15 verschlossen, der von einer
Druckfeder 16 belastet
ist. Mit 18 ist eine Verstellschraube zur Einstellung
der Vorspannung der Druckfeder 16 bezeichnet.
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Durch die Pfeile ist die Strömungsrichtung des Druckaediums
angedeutet, wobei die Anströmseite (Hochdruckseite) mit 22
und
die Abströmseite (Niederdruckseite) mit 23 gekennzeichnet
ist. In der Anordnung nach Fig. 1 schließt der Ventilkolben
6
also gegen die Strömungsrichtung, während die Schlie8riobtl4
des
Ventilkolbens 6 in der Anordnung nach Fig. 3 mit der Strömungsrichtung übereinstimmt.
In der Fig. 3 sind gegenüber der Fig. 1 lediglich die Düsenbohrung 20 und
die achsparallele. Bohrung 17 geändert. Während nämlich in der gig. 1 die Düsenbohrung
20 im Ventilkolben 6 und die Bohrung 'f'7 im Steg 19 angeordnet sind, ist in der
Pig. 3 die Düsenbohrung 20 durch den Zylinderboden 4 und die Bohrung 17 durch die
Ventilsitzplatte 5 und den Steg 19 hindurchgeführt.
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Alle anderen Positionen der Fig. 3 entsprechen denen der Fig..l. Das
zwischen ein Flanschpaar a in einer Druckleitung eingespannte Druckminderventil
wird nach Fig. 1 in Pfeilrichtung gegen die Steuerfläche 10 des Ventilkegels 6 mit
dem Hochdruck des zu regelnden Druckmediums beaufschlagt und drückt den Ventil-kegel
in Strömungsrichtung nach oben. Dadurch wird zunächst das Druckmedium über den Ringkanal
3 auf die Niederdruckseite umgesteuert. Über die Düsenbohrung 20 wird infolge des
Staudrucks ein Druck im Zylinderraum 13 aufgebaut, der eine Druckkraft auf
die Kolbenfläche 11 des Ventilkolbens 6 ausübt, wodurch der Ventilkolben 6 gegen
die Ventilsitzplatte 5 bewegt wird.
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Der Druck im Zylinderraum 13 wird vom Zugelventilkörper 15 geregelt
und richtet sich nach der Vorepannung der Druckfeder 'i6 und nach
dem Druck der Abströmseite 23, mit denen der Kugelventilkörper 15 beaufschlagt
wird. Steigt beispielsweise der
Druck der Abströmseite 23 (Niederdruck)
an, so wird der Kugel-
ventilkörper 15 stärker
gegen die Bohrung 14 gedrückt, wodurch
der Druck im Zylinderraum
'i3 ansteigt und auf den Ventilkolben 6
solange eine Schließbewegung
ausgeübt wird, bis sich die auf den Ventilkolben 6 einwirkenden Kräfte
im Gleichgewicht be-
finden. In Strömungsrichtung
wirken auf die Steuerfläche 10
der Druck der Anströmseite
22 und auf die konische Kolbenfläche
12 der Druck der Abströmseite
23, während in entgegengesetzter
Richtung der Niederdruck die
Stirnfläche der Kolbenstange und der einstellbare Druck
im Zylinderraum 13 die Kolbenfläche 11.
beaufschlagt.
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Mit Hilfe der Verstellschraube 18, die im eingebauten
Zustand des Druckminderventils von außen zugänglich ist, kann
diesen
Gleichgewicht beliebig verändert werden, d.h. der Druck
auf
der Abströmseite 23 in weiten Grenzen variiert
werden.
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Bei Hubbewegungen des Ventilkolbens 6 bewirkt
der Dämpferraum 9,
in den der als Dämpferkolben ausgebildete
zylindrische Ansatz 8
der Kolbenstange ? eintaucht, eine dynamische
Rückführung, die
eine Instabilität in der Druckhaltung oder ein
Flattern den
Ventilkolbens 6 unmöglich macht.
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Der freie Ringraum 3 zwischen dem Rohrgehäuse 1 und
dem zen-
trischen Zylinder 2 ergibt geringste 8trömungrwiderstände
für das zu steuernde Druckvediua.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, da8
das
Druokminderventil als kompletten Hauteil ohne jegliche '
.
innere Schraubverbindungen zwischen einem Flanschenpaar nur. mittels
der Planschschrauben eingespannt werden kann.
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sowohl die Ausführungsform nach Fig. 1 als auch die nach Figo -3 sind
geeignet, wahlweise den. Niederdruck oder, wenn der Niederdruck anderweitig geregelt
wird, den. Hochdruck zu regeln.
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Als Beispiel für seine Leistungsfähigkeit sei angeführt, daB ein Druckminderventil
mit der Nennweite 50 und den äußeren Abmessungen '!00 x 50 (Durchmesser x Länge)
bei einem Differenzdruck von 2 kp/em2 in der Lage ist, Durchflußmengen zwischen
5 und 500 1/min abzusteuern.