DE2005406C - Hydraulischer Druckminderer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Druckminderer, dessen von einem Druckpolster betätigter als druckdichter Balg ausgebildeter Aus,-gleichkolben zur Steuerung eines als Regelventil wirksamen Differenzkolbens dient und in einem von einem Vorsteuerdruckraum durch ein Entlastungsventil gelrennt angeordneten, mit der Abströmseite des Druckminderers hydraulisch verbundenen und von einem Gehäusedeckel druckdient verschlossenen Steuerdruckraum angeordnet ist.

Hydraulische Druckminderer dienen dem Zweck, ilen vom Druckerzeuger oder Druckspeicher vorgegelienen hydraulischen Druck auf einen einstellbaren Arbeitsdruck zu drosseln. Gleichzeitig sollen durch ilen Einbau eines Druckminderventils in die Druckzuführleitung zwischen Arbeitseinrichtung und Druckerzeuger etwaige Druckschwankungen ausgeglichen werden, so daß für die Arbeitseinrichtung ein einmal eingestellter Druckwert erhalten bleibt.

Eine bereits bekannte Druckregelvorrichtung dieler Art ist mit einem als Membrandose ausgebildeten Ausgleichkolben ausgestattet.

Diese aus dünnem Blech bestehende Membrando;,e ist in einem vom Austrittsdruck des Reglers beaufschlagten Hilfssteuerraum derart angeordnet, daß in Abhängigkeit der herrschenden Druckverhältnissc: und des Kraftspeichervermögens der Membrandose ein von dieser betätigtes Entlastungsventil unterschiedliche Druckverhältnisse ausgleicht.

Dabei ist jedoch die Funktionsfähigkeit dieses bekannten Druckreglers nur in einem Druckbereich gewährleistet, der höchstens bis an die Grenze der Belastbarkeit der Membrandose heranreicht. Dabei bestimme.· die Elastizität und die mittels Gewindespindel veränderbare Stellung der Membrandose zum Entlastungsventil weitgehend das Regelverhalten dieses Druckreglers. Damit ist jedoch die Genauigkeit des Γ uckreglers von Faktoren beeinflußt, die schwer bestim.nbar und unkontrollierbar veränderlich sind.
Derartige als Kraftspeicher dienende Federelemente beschränken jedoch auch die Einstellbarkeit und die genaue Wiederholbarkeit des Regeldruckes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile auszuschließen und einen Druckminderer

ίο für den Durchfluß von D'uckflüssigkeit zu schaffen, dei eine Druckregelung in einem relativ großen Regelbereich ermöglicht und trotzdem eine genaue Einstellbarkeit und Wiederholbarkeit eines Regeldruckes gewährleistet. Der eingestellte Regeldruck soll ahlesbar.

sowie auf einfache Weise zu korrigieren sein.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Druckraum des mit dem Entlastungsventil in bekannter Weise zusammenwirkenden Ausgleichkolbens durch den Gehäusedeckel verschlossen und wahlweise durch im Gehäusedeckel angeordnete Absperrventile mit der Zuströmseite des Druckmindereroder mit eiiier Drurkluftquelle verbindbar ist.

Dadurch ist auf eimaehe und fortschrittliche Weise eine Druckregelung in einem großen Druckbereich von minimal !0 bar bis maximal 400 bar ermöglich!. Die untere Grenze des zuverlässig noch regelbaren Druckes ist lediglich durch die Reibungsverhältnisse und Ausbildung der Schließkegfl bestimmt. Die Genauigkeit der Einstellbarkeit imd der Wiederholbarkeit des Regeldruckes ist auf einfache Weise gewährleistet.

Der einmal eingestellte Druckwert bleibt konstam. da die als Druckspeicher wirksame Druckluft im Ausgleichskolben absolut dicht abgeschlossen ist. Auf Dichtungen zur Abdichtung des Ausgleichkolbens kann verzichtet werden. Dadurch sind Reibungsverluste vollkommen vermieden. In weiterer Folge ergibt sich daraus eine besonders genaue Ansprechbarkei! des Druckminderers bereits bei geringen Druckunterschieden.

Eine weitere Ausgestaltung Jer Erfindung sieht vor. daß der Ausgleichkolben in Abhängigkeit seiner Volumenveränderung ein den Steuerdruckraum entlastendes Sicherheitsventil betätigt. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise die sonst übliche Sicherheitseinrichtung in der Abströmleilung des Druckminderers zur Arbeitseinrichtung entfallen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Schnitt dargestellt.

Das Druckminderventil ist aus dem Gehäuseoberteil 1, dem Gehäusemittelteil 2 und dem Gehäuseunterteil 3 gebildet. Zwischen dem Gehäusemittelteil? und dem Gehäuseunterteil 3, und damit zwischen den Druckflüssigkeitsanschlüssen der Zuströmseite 5 und der Abströmseite 6, ist der Ventilsitz 4 fest eingeklemmt und nach außen durch Dichtungsringe 7 abgedichtet. Durch diese Anordnung ist der Druckflüssigkeitsanschlu!*6 gegenüber Anschluß 5 je nach Einbausituation verschwenkbar.

Im Gehäusemittelteil 2 gleitet der als Differenzkolben ausgebildete Reglerkolben 8 des Druckminderventils, wobei dessen Schließkegel 9 mit dem Ventilsitz 4 zusammenwirkt. Der Reglerkolben 8 begrenzt an seiner dem Schließkegel 9 gegenüberliegenden Stirnseite einen hydraulischen Vorsteuerdruckraum 10, der über ein Entlastungsventil 11 mit dem im Gehäuseoberteil 1 sich befindlichen hydraulischen Steuerdruckraum 12 in Verbindung steht. Hierbei werden

sowohl der Reglerkolben 8, wie auch das Entlastungsventil 11 durch eine gemeinsame Druckfeder 13 in Schließstellung gebracht. Der Reglerkolben 8 ist mit einem Drosselspalt 24 versehen, der einen Druckausgleich zwischen Vorsteuerdruckraum 8 und dem Eintrittsdruck ermöglicht.

Der hydraulische Steuerdruckraum 12 des Gehäuseoberteils 1 ist durch den Gehäusedeckel 14 abgeschlossen. Am Gehäusedeckel ist ein als volumenveränderlicher Balg ausgebildeter Ausgleichkolben 15 druckdicht befestigt, wobei auch dessen Innenraum 18 gegenüber dem hydraulischen Steuerdruckraum 12 vollkommen dicht ausgebildet ist. Dadurch entfallen die sonst üblichen Dichtungen. Der Druckminderer arbei'et ohne zeitliche Verzögerung, da Reibungsbeiwerte entfallen, somit ist auch die Ansprechbarkeit des Druckminderers bei kleinsten Druckunterschieden gewährleistet. Der einmal eingestellte Druckv.ert läßt sich genau einhalten.

Die Bodenplatte 16 des Ausgleichkolbens 15 betä- ao tigt unier bestimmten Druckverhältnissen das Entlastungsventil II, und in umgekehrter Bewegungsfolge auch das Sicherheitsventil 17. Der Innenraum 18 des Ausgleichkolbens ist über im Gehäusedeckel 14 angeordnete Absperrventile 22 und 23 wahlweise mit dem Druckflüssigkeitsanschluß 5 durch die Druckleitung 19 oder mit einem pneumatischen Druckspeicher über Anschluß 20 verbunden.

Hieraus resultiert die einfache und übersichtliche Bedienbarkeit des Druckminderers. Der gewünschte Austrittsdruck läßt sich leicht einstellen und am Manometer 21 kontrollieren. Der im Innenraum 18 des Ausgleichkolbens herrschende pneumatische Druck entspricht dem am Druckflüssigkeitsanschluß 6 austretenden Flüssigkeitsdruck, der am Manometer 21 abgelesen werden kann. Das Rohr 26 soll verhindern, daß bei Druckreduzierung aus dem Innenraum 18 des Ausgleichkolbens Druckluft austritt, sondern vielmehr Druckflüssigkeit, welche sich in entsprechender Menge am Boden des Innenraumes 18 befindet. Der hydraulische Steuerdruckraum 12 ist mit dem Druckflüssigkeitsanschluß 6 durch die Druckleitung 25 verbunden, so daß sich in diesem Druckraum der entsprechende Vergleichsdruck einstellt.

Dieser besondere Autbau des Druckminderers ertnöglicht in seiner Wirkungsweise eine stets gleichbleibende Durci/flußmenge und ein genaues und schnelles Reaelverhalten.

Die Wirkungsweise des Druckminderers ist nun folgende:

Über die Luftladeleitung 20 und das Absperrventil 23 wird der Innenraum 18 des Ausgleichkolbens !S bis zu dem an dem austrittsseitigen Druckanschluß 6 gewünschten Druckwert aufgeladen. Dieser Druck bewirkt eine Ausdehnung des Ausgleichkolbens, so daß die Bodenplatte 16 das Entlastungsventil 11 öffnet. Dadurch wird der Vorsteuerdruckraum Ii) entlastet. und der Reglerkolben 8 durch den eintrittsseitig anstehenden Flüssigkeitsdruck vom Ventilsitz 4 abgehoben.

Die Druckflüssigkeit strömt so lange durch den geöffneten Ventilsitz4, bis der Flüssigkeitsdruck ar Anschluß 6 über die Druckleitung 25 den Ausgleichkolben 15 nach oben drückt, so daß das Entlastungsventil 11 schließt. Daraufhin kar. · ein Druckausglrj;, \ zwischen dem Vorsteuerdruckraum 10 und dem F.·.--trittsdruck am Anschluß 5 über den Drosselspp!t24 -.· folgen. Die Druckfeder 13 drückt den Reglerkolbcn ;! auf den Ventilsitz 4. Am Anschluß 6 herrscht nun Ci
selbe flüssigkeitsdruck wie der im Innenraum 18 ,! Ausgleichkolbens 15 vorgegebene Luftdruck.

Zur Erlangung eines höheren oder niedrige:. Austrittsdruckes am Anschluß 6 braucht lediglich ·.:.·- Luftdruck im Innenraum 18 verstärkt oder gese;.: werden.

Wenn die Druckverhältnisse des öfteren van*:.
werden müssen, so kann bei fest eingestelltem Lu
druck Druckflüssigkeit über das Absperrventil <.;■■ die Druekzüführungsleitung 19 zu- oder abgelas·-. ■ werden. Die Druckflüssigkeit komprimiert oder _■ ::
stet dann die Druckluft bis zum gewünschten Dru,.
wert.

Zur Sicherung gegen Überdruck im Druckraum \: und damit zur zusätzlichen Sicherung des Druckw
tes in der Abströmleitung 6 etwa bei undichtem V*.
tilkegel 9 oder Entlastungsventil 11, dient das duw-. den Ausgleichkolben 15 betätigte Sicherheitsventil S '

Solche Sicherheitseinrichtungen mußten bisher b._: Veränderung des Druckwertes jeweils auf den neue· Druckwert umgestellt werden.

Die erfindungsgemäße Anordnung des Sicherheit-· ventils 17 am Steuerdruckraum 12 erübrigt die-,.. Maßnahme, da der Ausgleichkolben 15 in Abhängigkeit seiner Volumenveränderung und damit in Abhängigkeit des Druckwertes das Sicherheitsventil direki betä .igt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Hydraulischer Druckminderer, dessen von einem Druckpolster betätigter als druckdichter Balg ausgebildeter Ausgleichkolben zur Steuerung eines als Regelventil wirksamen Differenzkolbens dient und in eine" von einem Vorsteuerdruckraum durch ein Entlastungsventil getrennt angeordneten, mit der Abströmseite des Druckminderers hydraulisch verbundenen und von einem Gehäusedeckel druckdicht verschlossenen Steuerdruckraum angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckraum (18) des mit dem Entlastungsventil (11) in bekannter Weise zusammenwirkenden Ausgleichkolbens (15) durch den Gehäusedeckei (14) verschlossen und wahlweise durch im Gehäusedeckel angeordnete Abspementile (22. 23) mit der Zuströmseite des Druckminderers oder mit einer Druckluftquelle verbindbar ist.

2. Hydraulischer Druckminderer nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichkolben (15) in Abhängigkeit seiner Volumenveränderung ein den Steuerdruckraum (lit) entlastendes Sicherheitsventil (17) betätigt.