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Druckregelventil (Zusatz zu Patent .......... / Patentanmeldung P
16 52 029.9/) Das Patent ......... (Patentanmeldung P 16 52 029.9) betrifft eine
Vorrichtung zum Ausschank kohlensäurehaltiger Getränke, bestehend aus einer Kombination,
die unter anderem ein mit dem Zapfhahn versehenes Stechrohr aufweist, an dem ein
Ansatz vorgesehen ist, in dem unmittelbar hinter einem an sich bekannten Druckbehälter
in Form einer Kohlensäurekapsel eine Ventilkombination angeordnet ist, die aus einem
selbsttätig regelnden, einstufigen Druckminderventil besteht, dem ein Rückschlagventil
sowie ein überdruckventil zugeordnet sind.
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Das Druckminderventil weist auf der dem Druckbehälter zugekehrten
Seite ein Hochdruckteil auf, das durch eine Dichtschraube von einem durch eine Membran
abgeschlossenen Niederdruckteil
des Ventils getrennt ist. In der
Bohrung des Ventils gleitet mit geringem Spiel ein Ventilschaft, in den eine hohle
Zugstange eingeschraubt ist, die ferner durch einen O-Dichtring und durch eine den
O-Ringsitz bildende, aussen gerändelte Büchse hindurchgeführt ist. Das eine Ende
der Zugstange ist an einer Membranhalterung befestigt. Der 0-Ring, der die Zugstange
fest umschliesst und der in der Präzisionsbohrung stramm sitzt, wird auf der Büchse
durch den Druck im Hochdruckteil des Ventils festgehalten, da der Gasraum an seiner
Unterseite durch die Mittenbohrung und die Aussenrändelung der Büchse mit den Niederdruckraum
verbunden und dadurch praktisch drucklos ist. Getrennte Schrägbohrungen führen vom
Hochdruckraum und vom Niederdruckraum zu der Zentralbohrung. Der Niederdruckraum
ist mit einem Präzisions-Rückschlagventil verbunden, dem ferner ein Überdruckventil
angeschlossen ist.
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Die Arbeit dieses Ventils ist sehr zufriedenstellend und präzise.
Es ist aber in seinem Aufbau kompliziert und die mehrfachen Bohrungen und verhältnismässig
zahlreichen Einzelteile sind herstellungstechnisch sehr aufwendig.
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Aufgabe der Weiterentwicklung der Erfindung ist, ein zuverlässiges,
selbsttätig regelndes, einstufiges Druckregelventil zu schaffen, das die Genauigkeit
des obigen Ventils aufweist, dessen Aufbau aber einfacher ist.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Druckregelventil, insbesondere für
eine Kleinzapfanlage gemäss dem Patent ........ (Patentanmeldung P 16 32 029.9),
bestehend aus einer Kombination, die unter anderem ein mit dem Zapfhahn versehenes
Stechrohr aufweist, an dem ein Ansatz vorgesehen ist, in dem unmittelbar hinter
einem an sich bekannten Druckbehälter in Form einer Kohlensäurekapsel eine Ventilkombination
angeordnet ist, die aus einem selbsttätig regelnden, einstufigen Druckminderventil
besteht, dem ein Über eckventil zugeordnet ist, das Druckminderventil
in
einer im wesentlichen mittigen zylindrischen Längsbohrung im Ventilgehäuse angeordnet
ist, die Bohrung am Ende des Hochdruckraumes zur Aufnahme des Druckbehälters sowie
der Anstechspitze im Gehäuse verbreitert und der ebenfalls verbreiterte Niederdruckraum
durch eine Membran abgeschlossen ist, und das dadurch gekennzeichnet ist, dass die
Längsbohrung durch einen aus einer O-Ringdichtung bestehenden Sitz für den Ventilstösselkopf
des Ventilstössels in den Hochdruckraum und den Niederdruckraum getrennt ist, die
den angrenzend an das Ende der zylindrischen Längsbohrung verbreiterten Niederdruckraum
abschliessende Membran mit der Nadel des Ventilstössels verbunden ist, und dass
diesem Druckminderventil ein mit dem Niederdruckraum in Verbindung stehendes Uberdruckventil
nachgeschaltet ist.
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Das Uberdruckventil kann mit dem Ventilstössel bzw. der Nadel des
Ventilstössels verbunden sein und sich unmittelbar an das Druckminderventil anschliessen.
In diesem Fall ist die Ventilstösselnadel durch die mittige öffnung einer Membranhalterung
und durch die Öffnung eines hieran anschliessenden, mit einer Querbohrung versehenen,
im wesentlichen rohrförmigen Ansatzes gesteckt,und in dessen Spitze befestigt. Über
diesen Ansatz ist ein eine gewisse Anpresskraft aufweisender elastischer Schlauch,
beispielsweise aus Gummi, gezogen. Dieser Schlauch ist auf eine bestimmte Stärke
ausgelegt. Wird nun ein entsprechender Druck im Ventil überschritten, bläht sich
der Schlauch auf, so dass der ueberdruck entweichen kann.
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Andererseits kann das Uberdruckventil auch getrennt vom Druckminderventil
angeordnet werden. So kann vom Niederdruckraum ausgehend eine zweite Bohrung im
Gehäuse der Ventilkombination vorgesehen sein, in die ein Ventil an sich bekannter
Bauart eingesetzt ist, das bei Auftreten eines Uberdruckes zur Einstellung des Druckgleichgewichts
die Verbindung mit der Aussenluft herstellt.
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Bei der Druckregelung arbeitet das Ventil in folgender Weise: Sobald
im Niederdruckteil unter der Membran ein geringer Unterdruck auftritt, bewegt sich
die Membran nach innen und verschiebt den Ventilstössel, wobei der Ventilstösselkopf
vom Sitz abgehoben wird. Dabei wird die Verbindung zwischen Hoch- und Niederdruckraum
freigegeben und das Gas kann aus dem Hochdruckraum in den Niederdruckraum strömen,
bis das Druckgleichgewicht zwischen einstellbarer Federkraft und Niederdruckraum
wieder hergestellt ist. Bei auftretendem Überdruck im Niederdruckraum tritt das
Überdruckventil in Aktion.
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Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen, in denen zwei Ausführungsbeispiele
dargestellt sind, näher erläutert.
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Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch die erfindungsgemässe Ventilkombination
mit Druckminderventil und dem mit dem Ventilstössel kombinierten Überdruckventil;
Fig. 2 ist ein der Fig. 1 entsprechender Längsschnitt, wobei jedoch das Überdruckventil
vom Niederdruckraum ausgehend unterhalb dem Druckminderventil angeordnet ist; Fig.
3 ist ein Längsschnitt durch die Membran mit Halterung und Ansatz; und Fig. 4 ist
eine Ansicht des Ventilstössels.
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Bei der erfindungsgemassen Druckregelventilkombination ist ein Druckminderventil
vorgesehen, das in an sich bekannter Weise auf die Bewegung einer Membran reagiert.
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Zur Aufnahme der Ventilanordnung ist ein Gehäuse 1 vorgesehen, das
eine im wesentlichen mittige Bohrung 4 aufweist, die über ihre grösste Länge im
wesentlichen zylindrisch ist. An einem Ende ist diese Bohrung 4 verbreitert, um
den Druckbehältersatz aufzunehmen. In dieser Öffnung ist ein Schraubring 9 eingesetzt,
in den der Druckbehälter, vorzugsweise eine C02-Kapsel (nicht dargestellt, eingeschraubt
wird. Der Schraubring 9 stösst an eine Dichtscheibe 8, durch deren mittige Bohrung
die Anstechspitze
7 für die Kohlensäurekapsel gesteckt ist. Um
einen festen Sitz zu erreichen, kann zwischen der Dichtscheibe und dem ausladenden
Teil der Anstechspitze 7 eine Unterlegscheibe 12 eingesetzt werden. Gegen die Längsbohrung
4 zu ist die Austrittsmündung aus der Anstechspitze 7 durch einen Filter 6 verschlossen.
Auf diese Weise wird das eintretende Gas noch einmal gereinigt.
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Die Langsbohrung 4 wird durch die als Ventilsitz dienende 0-Ringdichtung
5 und den Ventilstösselkopf 111 in einen Hochdruckraum H und einen Niederdruckraum
N geteilt. Der Hochdruckraum H schliesst unmittelbar an die Austrittsmündung der
Anstechspitze 7 an und reicht bis zum Ventilsitz im zylindrischen Teil der LEngsbohrung
4 ein. Um einenetnwandfreien Ventilsitz zu sichern, ist in die im Niederdruckraum
liegende zylindrische Bohrung 4 des Ventils eine Büchse 2 eingeschoben, die am inneren
Ende ausser einem mittigen Durchlass 2t für die Nadel des Ventilstössels 11 so verschlossen
ist, dass^die 0-Ringdichtung 5 fest anliegt. Die Büchse 2 kann an ihrem Umfang gerändelt
sein.
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An dem dem Druckbehältersatz gegenüberliegenden Ende ist die Bohrung
4 im Gehäuse 1 ebenfalls verbreitert. Unmittelbar an das Ende des zylindrischen
Teiles der Bohrung 4 schliesst sich demnach dieser verbreiterte Niederdruckraum
N an, der durch die Membran 10 abgeschlossen ist, Diese Membran 10 ist in einer
besonderen Halterung angeordnet, die beispielsweise wie in Fig. 2 dargestellt ausgebildet
sein kann, Die Membran 10 ist auf die Nabe der Membranhalterung 16 aufgesteckt,
derart, dass sie an einer umlaufenden Rippe 16t dieser Halterung 16 anliegt. Durch
eine Scheibe 17 wird die Membran gegen die Rippe 16' der Halterung 16 gedrückt.
Eine aufgeschraubte Mutter 18 hält die Anordnung zusammen.
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In Fig. 1 ist das Überdruckventil unmittelbar angrenzend an das Druckminderventil
angeordnet und ist mit dem Ventilstössel 11 kombiniert. Hierzu ist die Nabe der
Membranhalterung 16 verlängert und bildet einen rohrförmigen Ansatz 13, der mit
einer Querbohrung 14 versehen ist, die den Durchlass durch den Ansatz 13 und durch
die Membranhalterung 16 mit der Aussenluft verbindet. Um diesen Ansatz 13 wird ein
Schlauch 5, vorzugsweise aus Gummi, geschoben.
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Die Nadel des Ventilstössels 11 ist bei dieser Ausführungsform durch
die mittige Öffnung 2t am inneren Ende der Büchse 2 in der Längsbohrung 4 sowie
durch die mittige Öffnung in der Membranhalterung 16, in deren Nabe sowie in deren
Ansatz 13 gesteckt. Die Spitze der Ventilstösselnadel ist im Ende 15 des Ansatzes
13 befestigt, b ispielsweise eingelötet.
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In Fig. 2 ist eine Ausführungsform gezeigt, die die gleiche Druckminderventilanordnung
aufweist wie in Fig. 1. Das Überdruckventil schliesst sich jedoch nicht unmittelbar
an das Druckminderventil an, sondern ist unter diesem in einer zweiten Bohrung 20
des Ventilgehäuses 1 untergebracht. Die Nadel des Ventilstössels 11 ist hier in
einer Kappe 19 befestigt, die ihrerseits eine verkürzte Ausführung des Ansatzes
13 der Nabe der Membranhalterung 16 darstellt und durch die Mutter 18 an der Scheibe
17 mit der Membrane 10 fest verbunden ist. Sie kann auch in irgendeiner anderen
Weise mit der Membran verbunden sein.
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Das Überdruckventil besteht bei dieser Anordnung aus einem an sich
bekannten kleinen Ventil 21, das in einer aus dem Niederdruckraum N ausgehenden,
unter dem Druckminderventil liegenden Bohrung 20 eingesetzt ist. Aus dieser Bohrung
20 führt hinter dem Ventil 21, also gegenüber dem Niederdruckraum N, ein Durchlass
22 nach aussen und stellt die Verbindung zwischen der Bohrung im Ventilgehäuse 1
und der Aussenluft her.
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Die Arbeitsweise der Ventilanordnung ist folgende:
Bei
Druckgleichgewicht, d. h. bei Kräftegleichheit zwischen eingestellter Kraft der
auf die Membran 10 wirkenden Druckfeder F und der Kraft, die sich durch das Gaspolster
nnter der Membran im Niederdruckraum N aufbaut, liegt die Membran 10 in einer Ebene
und der Ventilstösselkopf 11t ist fest gegen seinen Ventilsitz, also gegen die 0-Ringdichtung
7 gedrückt. Der Schlauch 5 umfasst dicht den Ansatz 15 der Nabe der Membranhalterung
16.
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Sobald beispielsweise Bier gezapft wird, wird im Niederdruckraum N
der Druck abgebaut, der sofort bewirkt, dass sich die Membran 10 durch die Federkraft
nach innen bewegt. Durch diese Bewegung wird aber auch der Ventilstössel 1-1 nach
innen verschoben und dadurch der Ventilstösselkopf 11 von seinem Sitz 3 abgehoben.
Dabei wird eine Verbindung zum Hochdruckraum H geschafft fen, aus dem nun sofort
Gas in den Niederdruckraum N strömt, und zwar so lange, bis wieder Druckgleichgewicht
herrscht. So wie der Druck im Niederdruckraum N ansteigt, bewegt sich die Membran
10 in ihre Ausgangs- oder Ruhestellung. Etwa auftretender Überdruck, beispielsweise
durch einen Defekt am Ventil, wird durch das Überdruckventil abgebaut.
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Im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 entweicht der Überdruck durch
die Querbohrung 14 im Ansatz 15 der Membranhalterung 16.
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Der diesen Ansatz 15 umfassende Gummischlauch 5 ist so ausgelegt,
dass er durch den möglichen auftretenden Überdruck an der Stelle der Querbohrung
14 angehoben wird und ein Entlüften gestattet. Sobald der Überdruck abgebaut ist,
legt sich der Gummischlauch 5 wieder fest um den Ansatz 15 und verschliesst die
Querbohrung 14.
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Im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2 wirkt der auftretende Überdruck
gegen das Ventil 21 und öffnet es. Dadurch wird über den Durchlass 22 die Verbindung
mit der Aussenluft hergestellt und der Überdruck kann entweichen. Nach Abbau des
Überdrucks schliesst sich das Ventil 21 wieder.
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Das erfindungsgemässe Druckregelventil bzw. die Ventilkombination
ist sehr einfach im Aufbau. Es arbeitet als selbsttätig
regelndes
einstufiges Druckminderventil sehr zuverlässig und nimmt einen äusserst geringen
Raum ein. Da es möglich ist, das Überdruckventil unmittelbar hinter den Niederdruckraum
und hinter die Membran des Druckminderventils anzuordnen und mit dem Ventilstössel
zu kombinieren, kann die gesamte Ventilanordnung sehr gedrängt gebaut und in einem
kleinstmöglichen Raum untergebracht werden. Die Kombination eignet sich daher insbesondere
für Kleinzapfanlagen, bei denen nur ein sehr begrenzter Bereich für das Ventil zur
Verfügung steht.