DE2013724A1 - Konstantdruck Ventil - Google Patents

Description

Die Erfindung bessieht sich auf Ventile, die selbsttätig den Flüssigkeitsdruck in einer Leitung praktisch konstant halten, wenn durch Änderung der Betriebsverhältnisse ein oder mehrere dem Ventil vor- und/oder nachgeschaltete Geräte Druckschwankungen hervorrufen.

Die Konstanthaltung des Druckes in einer flüssigkeitführenden Leitung und die Konstanthaltung des Druokverhältnisses von zwei flüssigkeitführenden Leitungen hat auf manchen Gebieten der Technik, z.B. auf dem Gebiet der Zentrifugalbehandlung von Flüssigkeiten, eine große Bedeutung.

Bei Klärseparatoren, die feste Verunreinigungen aus ein- oder mehrphasigen Flüssigkeiten abscheiden, wird die gereinigte Flüssigkeit in den meisten Fällen mittels einer stillstehenden Schälscheibe aus der Trommel abgeleitet. Um eine schaumfreie Ableitung sicherzustellen, muß die Schälscheibe ein bestimmtes Maß in die mit der Trommel rotierende Flüssigkeit eintauchen. Diese Eintauchtief· wird mittels eines Drosselorgans in der Ablaufleitung eingestellt. Mit zunehmander Drosselung, d.h. BtIt zunehmend·!* Erhöhung des Gegendruckes, nimmt die Eintauchtiefe zu und umgekehrt.

Die Eintauchtief· der Schälscheibe ist abhängig von dem in der Ablaufleitung herrschenden Gesamtgegendruck. Ist in diese Leitung ein druckverbrauchendes Gerät, z.B. ein Erhitzer, Kühler od. dgl. eingeschaltet, dann haben Druckänderungen in einem solchen Gerät Rückwirkungen auf die Eintauchtiefe der Schälscheibe zur Folge. Andererseits rufen bei unveränderten Verhältnissen in der Ablaufleitung Schwankungen im Zulauf des Separators entsprechende Änderungen der Eintauchtiefe der Schälscheibe und entsprechende Druckänderungen in der Ablaufleitung hervor.

Bei Trennseparatoren, aus deren Trommel beide flüssige Komponenten mittels Schälscheiben abgeleitet werden, bewirkt

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eine Änderung des Gegendruckes in einer der beiden Ableitungen eine Änderung der Eintauchtiefen beider Schälscheiben und eine Verschiebung der Trennzone zwischen den beiden Flüssigkeit skomponent en in der Trommel. Mit dieser Verschiebung: der Trennzone ändert sich zugleich auch die Arbeitsweise der Trommel.

Bei Molkereiseparatoren ist es häufig wichtig, das Mengenverhältnis von Rahm und Magermilch konstant zu halten, wenn bei gleichbleibendem Fettgehalt der zulaufenden Vollmilch der Zulauf Schwankungen unterliegt oder sich in einer der beiden Ableitungen der Gegendruck ändert. Auch diese Aufgabe läßt sich durch Konstanthaltung des Druckverhältnisses in den beiden Abw laufleitungen lösen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Ventil zu schaffen, das jede auf seiner Zu- oder Ablaufseite auftretende Druckschwankung selbsttätig kompensiert und damit die aufgeführten Nachteile verhindert.

Die Erfindung ist gekennzeichnet durch ein Gehäuse mit einem in seinem Innern angebrachten, einseitig geschlossenen und mit seitlichen Aussparungen für den Durchtritt der Flüssigkeit versehenen Zylinder, auf dem eine Hülse gleitbar angeordnet ist, die bei ihren axialen Bewegungen den Durchtrittsquerschnitt für die Flüssigkeit steuert und mit einem Ventil-■ körper verbunden ist, dessen eine Seite vom Druck der Flüssigkeit und dessen andere Seite vom Druck einer Feder oder von Druckluft beaufschlagt wird, wobei die beiden Seiten des Ventilkörpers durch eine elastische Membran gegeneinander abgedichtet sind.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungebeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt

Fig.1 einen federbelaeteten Ventilkörper und Fig.2 einen druckluftbelasteten Ventilkörper.

Mit Bezug auf Fig.1 ist mit 1 das Ventilgehäuse bezeichnet, in dem ein einseitig geschlossener und mit Durchtrittsöffnun-

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gen 2 für die Flüssigkeit versehener Zylinder 3 untergebracht ist. Auf der Außenseite des Zylinders 3 ist eine Hülse 4 gleitbar angeordnet, die mit einem Ventilkörper 5 fest verbünden ist. In einem ebenfalls mit dem Ventilkörper 5 verbundenen Hohlzylinder 6 befindet sich eine Druckfeder 7, die im schließenden Sinne auf die Hülse 4 wirkt und deren Spannung mittels einer Druckschraube 8 einstellbar ist. Der Ventilkörper 5 ist von einer rollkragenartigen Membran 9 tungeben, deren äußerer Rand fest im Gehäuse 1 eingespannt ist. Der Ventilkörper 5 ist bezüglich seiner axialen Länge so bemessen, daß zwischen ihm und der Stirnwand 11 des Zylinders 3 ein Spalt 10 freibleibt, wenn der die Feder 7 aufnehmende Hohlzylinder 6 am Anschlag 12 anliegt. ' ά Das Ventil arbeitet in folgender Weise: " Bevor Flüssigkeit in das Ventilgehäuse einströmt, hält die unter dem Druck der Feder 7 stehende,Hülse 4 die Durchtrittsöffnungen 2 praktisch verschlossen.

Durch den Rohrstutzen 13 eintretende Flüssigkeit füllt den Raum 14 vor der Rollmembran 9 vollständig aus und tritt auch in den Raum 10 zwischen Ventxlkörper 5 und Stirnwand 11 des Zylinders 3 über. Als wirksame, mit dem Flüssigkeitsdruck beaufschlagte Fläche gilt der Rohrquerschnitt an der Einspannstelle der Rollmembran. Die wirksame Kraft errechnet sich aus dem Produkt Druck mal Fläche. Ist sie größer als die eingestellte Federkraft, dann bewirkt sie eine Verschiebung des Ventilkorpers 5 «nd der mit ihm verbundenen Hülse 4. Durch die gleich- ί zeitige teilweise Freigabe der Durchtrittsöffnungen 2 wird aber der anfänglich im Raum 14 herrschende höhere Druck vermindert. Das hat zur Folge, daß sich der Ventilkörper 5 nur so weit verschiebt, bis die in entgegengesetzten Richtungen auf den Ventilkörper wirkenden Kräfte gleich sind. Bei später auftretenden Druckänderungen im Raum 14 wird durch Verschiebung des Ventilkörpers 5 der Durchtrittsquerschnitt der Öffnungen 2 jeweils so verändert, daß wiederum Kräftegleichheit herrscht. Die eingestellte Federkraft kann im Rahmen der geringfügigen Verschiebungen des Ventilkörpers 5 als konstant angesehen werden, so

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daß bei konstanter Angriffsfläche auch der Flüssigkeitsdruck
im Raum 14 praktisch konstant gehalten wird.

Die Form der Durchtrittsöffnungen 2 ist derart, daß bei hohem Druckgefälle zwischen den Räumen 14 und 15» d.h. bei kleinem
Durchtrittsquerschnitt, eine geringe Verschiebung des Ventilkörpers 5 nur eine geringe Änderung des Durchtrittsquerschnittes bewirkt. Bei geringem Druckgefälle zwischen den beiden genannten Räumen, d.h. bei großem Durchtrittsquerschnitt, bewirkt eine geringe Verschiebung des Ventilkörpers 5 eine große Änderung des Durchtrittsquerschnittes.

Da während des Betriebes die Räume 14 und 15 über die Öffnungen 2 miteinander in Verbindung stehen, haben Druckänderungen auf der Ablaufseite des Ventile, im Raum 15» Rückwirkungen auf den Druck im Raum 14. Die Lage des Ventilkörpers 5 wird somit in gleicher Weise beeinflußt wie bei primären Druckschwankungen im Raum 14.

Bei der Ausführungeform nach Fig.2 wird anstelle der Druckfeder 7 Druckluft verwendet, die durch den Anschluß 16 herangeführt wird.

Zur Abdichtung des Raumes 17 gegenüber dem Raum 18 ist eine
zweite Rollmembran 19 vorgesehen. Der Raum 18 steht über eine Bohrung 20 mit der Atmosphäre in offener Verbindung.
Die Ausführung nach Fig.2 hat gegenüber der nach Fig.1 den
Vorteil, daß die auf den Ventilkörper 5 im schließenden Sinne wirkende Kraft auch bei größeren Verschiebungen konstant ist. Außerdem gestattet diese Ausführung eine Änderung des Druckes durch Fernsteuerung.

Bei beiden Ausführungen ist ein als elektrischer Kontakt ausgebildeter Anschlag 21 vorgesehen, der von einem axial beweglichen Teil bei vollständig geöffneten Durchtritteöffnungen 2 betätigt wird. Durch ein Alarmsignal wird dann dem Bedienungspersonal angezeigt, daß der Durchfluß so erheblich gestört ist, daß ein manuelles Eingreifen erforderlich ist.

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Claims (3)

201-^7 PATENTANSPRÜCHE

1)yKonstantdruck-Ventil gekennzeichnet durch ein Gehäuse (1) mit einem in seinem Innern angebrachten, einseitig geschlossenen und mit seitlichen Aussparungen (2) für den Durchtritt der Flüssigkeit versehenen Zylinder (3)» auf dem eine Hülse (4) gleitbar angeordnet ist, die box ihren axialen Bewegungen den Durchtrittsquerschnitt für die Flüssigkeit steuert und mit einem Ventilkörper (5) verbunden ist, dessen eine Seite vom Druck einer Feder (7) oder von , Druckluft beaufschlagt wird, wobei die beiden Seiten des Sj

Ventilkörpers (5) durch eine elastische Membran (9) gegeneinander abgedichtet sind.

2) Konstantdruck-Verttil nach Anspruch 1), dadurch gekennzeichnet, daß die im schließenden Sinne auf den Ventilkörpers (5) wirkende Kraft stufenlos regelbar ist.

3) Konstantdruck-Ventil nach Anspruch 1) oder 2), dadurch gekennzeichnet, daß in der einen Endstellung bei vollständig geöffneten Durchtrittsöffnungen (2) ein mit dem Ventilkörper axial beweglicher Teil einen Elektrokontakt (21) betä- * tigt und ein Alarmsignal auslöst. ™

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