DE2032859B2 - Durchflussmengenregler - Google Patents

Description

Servoventils größer gewählt ist als die der Rück- beispiel näher erläutert,

stellfeder (33) des Steuerventils. Fig. 1 zeigt die Draufsicht eines erfindungs-

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 20 gemäßen Ventils.

zeichnet, daß der Querschnitt der das Steuer- Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt längs der Linie

ventil (39, 40) überbrückenden Drosselöffnung II-II nach Fig. 1.

(51) mittels eines Schiebers (60) einstellbar ist. F i g. 3 zeigt einen Querschnitt längs der Linie

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekenn- III-III nach F i g. 2.

zeichnet, daß die Drosselöffnung (51) in einer 25 F i g. 4 bis 9 zeigen Einzelheiten der Vorrichtung

Platte (52) ausgebildet ist, auf welcher eine dreh- zum Einstellen des gewünschten Drucks,

bare Schieberplatte (60) angeordnet ist, deren Das dargestellte Regelventil 10 besteht aus einem

Rand (62, 63 und 64) je nach Drehstellung die Ventilgehäuse 11 mit einer Kammer 12, die durch

Drosselöffnung (51) mehr oder weniger abdeckt. eine Platte 13 mit zwischengelegtem O-Ring 15 ver-

4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekenn- 30 schlossen ist. Der Flansch dieser Platte 13 ist durch zeichnet, daß die Schieberplatte (60) durch eine Schrauben 16 mit dem Gehäuse verbunden.

Feder (77) in Anlage an der Drosselöffnungsplatte Der Einlaßstutzen 17 mündet in die Kammer 12.

(52) gehalten ist und an ihr ein Handbetätigungs- Der Auslaßstutzen 18 ist senkrecht zum Einlaßstutteil (65, 75) angebracht ist. zen und seitlich versetzt gegenüber diesem am Ge-

35 häuse angebracht. In der Kammer 12 ist ein Einsatz

19 mit einem ringförmigen Ansatz 20 angeordnet, der

in einer Zylinderbohrung 21 des Auslaßstutzens 18 mittels eines O-Rings 22 dicht eingesetzt ist.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Durchfluß- Am Einsatz 19 ist eine Kammer 23 für das Steuetmengenregler mit einem Steuerventil, dessen Ventil- 40 ventil vorgesehen, die dem Einlaß 17 gegenüberliegt körper über eine Membran gesteuert ist, die auf der und durch eine nachgiebige Steuermembran 25 vereinen Seite in Ventilschließrichtung dem Einlaßdruck schlossen ist. Diese Membran ist flüssigkeitsdicht in und in entgegengesetzter Richtung dem nach einer einer Ringnut 26 am Umfang dieser Kammer 23 ein-Drosselöffnung herrschenden Strömungsmitteldruck gesetzt. Auf der in Strömungsrichtung vorderen Seile sowie dem Druck einer Rückstellfeder ausgesetzt ist. 45 der Membran 25 ist quer über diese und in Anlage

Durchflußmengenregler dieser Art sind bekannt mit ihr eine Blattfeder 30 angeordnet, die in gegen-

(deutsche Patentschrift 746 386). Sie gewährleisten überliegenden Ausnehmungen 31 und 32 des Einsat-

nur in einem beschränkten Bereich der Einlaßdruck- zes 19 eingesetzt ist. Die Blattfeder 30 hält die Mem-

änderung eine konstante Durchflußmenge. Auch bran in einer vorbestimmten neutralen Stellung und

durch die einfache Hintereinanderschaltung zweier 50 in Anlage an einer Druckfeder 33, welche mit ihrem

oder mehrerer solcher bekannten Durchflußmengen- einen Ende an einem in der Membran 25 eingesetzten

regler kann dieser Arbeitsbereich nicht einfach ver- Verstärkungsteil 35 und mit ihrem anderen Ende

größert werden. sich an einer Trennwand 36 zwischen der Kammer 23

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Durchfluß- und der Kammer 37 des Servoventils abstützt. Gegenmengenregler dieser Art so weiterzubilden und zu 55 über der Membran 25 und dem Verstärkungsteil 35 verbessern, daß mit ihm in einem großen Bereich von ist ein Stutzen 38 vorgesehen, der von der Druckfeder Änderungen des Einlaßdrucks sehr genau eine vor- 33 umgeben wird. Das der Membran 25 zugewandte bestimmte Durchflußmenge des Strömungsmittels ein- Ende dieses Stutzens 38 läuft konisch aus und bildet gehalten werden kann. einen Ventilsitz 39. Der an dem Verstärkungsteil 35

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß ausgehend 60 ausgebildete Ventilkörper 40 arbeitet mit diesem

von einem Durchflußmengenregler der eingangs er- Ventilsitz zusammen und dross H den Strömungs-

wähnten Art durch die Anordnung im Kennzeichen mittelfluß durch den Kanal 41, der auf der Innenseite

des Hauptanspruchs gelöst. des Ventilsitzes ausgebüdet ist und innerhalb des

Durch das dem Steuerventil in Reihe nachgeschal- Stutzens 38 durch die Trennwand 36 in die Servo-

tete Servoventil wird der Druckbereich, in welchem 65 kammer 37 führt.

das Steuerventil arbeiten muß, für einen gegebenen Die Servokammer 37 ist durch eine Membran 43

Druckbereich der Gesamtanordnung herabgesetzt verschlossen, die ähnlich wie die Membran 25 aus-

und hierdurch ist es möglich, in einem großen Druck- gebildet ist und ebenfalls dem Einlaßdruck an ihrer

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in Strömungsrichtung vorderen Seite ausgesetzt ist. kann aus einem relativ festen und starren Kunststoff-

Ein dem Verstarkungsteil 35 ähnliches Verstärkungs- material bestehen das eine gewisse Nachgiebigkeit

teil 44 ist teilweise in der Membran 43 eingesetzt und besitzt. Es besitzt in der Mitte einen haubenartigen

bilaet den Sitz für eine in der Servokammer 37 an- Ansatz 66, der unten offen ist und eine zylindrische

geordnete Druckfeder 45. Diese Druckfeder hält die 5 Ausnehmung bildet, die drehbar auf dem Stift 59

Servomembran 43 in Anlage an eine.- Blattfeder 46, aufsetzbar ist. Das Drehteil 65 besitzt an diametral ;

die sich über die Membran erstreckt und mit ihren gegenüberliegenden Seiten rechteckige Ausnehmun- j

Enden am Einsatz 19 in der gleichen Weise wie die gen 67, und zwar auf entgegengesetzten Seiten dieses

Blattfeder 30 befestigt ist. Die Druckfeder 45 ist star- Haubenabschnitts 66, durch welche Zungen 69 ge- I

ker und größer ausgebildet als die Druckfeder 33 und io steckt werden, die von der Schieberplatte 60 ab-

sie erstreckt sich um einen Stutzen 47, der an seinem stehen. Gemäß F i g. 2 werden diese Zungen 69 über

der Membran 43 zugewandten Ende konisch zu- die Oberfläche des Drehteils 65 gebogen und so das

gespitzt ist und einen Sitz 48 für den am Verstär- Drehteil mit der Schieberplatte 60 verbunden. Das

kungsteil 44 ausgebildeten Ventilkörper 49 bildet. Drehteil 65 besitzt ferner zwei an entgegengesetzten

Der Ventilsitz 48 umgibt einen Kanal 50, der mit dem 15 Seiten nach oben abstehende Antriebsarme 70, die

Auslaß 18 in Verbindung steht und axial mit diesem aus eiuem Stück mit dem Drehteil bestehen und nach

fluchtet. _unten gerichtete hakenartige Ansätze 71 an ihren

Sowohl die Steuermembran 25 als auch die Servo- Enden aufweisen. Die Arme 70 und die nach oben

membran 43 sind beide auf ihrer Vorderseite dem abstehenden Enden 71 können in axiale Schlitze oder

Einlaßdruck ausgesetzt und werden bei Druck- 20 Nuten 73 in einem Stellteil 75 einschnappen. Gemäß

Schwankungen durch diesen Einlaßdruck entgegen F i g. 3 und 9 ist der Boden dieser Schlitze 73 aus-

ihrer Druckfedern 33 und 45 in Stellungen bewegt, in genommen, so daß von diesem Boden und über die-

wclchen der Strömungsfluß durch die Kanäle 4ί und sen hinaus nach oben gerichtete hakenförmige An-

50 gedrosselt wird, und zwar geregelt durch die schlage 76 gebildet werden, die mit den Hakenenden

Druckfedern 45 und 33 und den Druckabfall des 25 71 der Arme 70 zusammenwirken. Der Drehteil 65

Strömungsmittels beim Durchgang durch eine in einer mit der Schieberplatte 60 wird durch eine Feder 77

Platte 52 ausgebildete Drosselöfrnung 51 und dem in Anlage an der Platte 52 gehalten. Beim Zusam-

Druckabfall zwischen der Steuerkammer 23 und der menbau der Teile 65 und 75 werden diese Teile zu-

Servokammer 37. Die Drosselöffnung 51 ist in einer nächst axial zur Fluchtung gebracht, so daß die

Platte 52 ausgebildet und steht mit einem Kanal 55 30 Arme 70 des Drehteils 65 mit den Schlitzen 73 im

in Verbindung, der durch eine Trennwand 56 in die Stellteil 75 fluchten. Die Teile 65 und 75 werden

Kammer 23 mündet. Der Druckabfall des durch diese dann aufeinander zu bewegt, so daß die Arme 70

Drosselöffnung strömenden vom Einlaß kommenden nach außen ausgelenkt werden und schließlich in die

Strömungsmittels steuert damit den Strömungsfluß Schlitze 73 hineingleiten. Die Feder 77 ist an ihrem

durch den Auslaß 18. ₃₅ einen Ende am Drehteil 65, und zwar über den

Die Platte 52 ist auf geeignete Weise auf der Ober- haubenartigen Ansatz 66 abgestützt und erstreckt

seite des Einsatzes 19 so befestigt, daß die Drossel- sich nach oben in einer Ausnehmung im Stellteil 75.

öffnung 51 mit dem Kanal 55 fluchtet, der durch die Sie spannt das Teil 65 so vor, daß es in Anlage an

Trennwand 56 in die Kammer 23 mündet. Die Platte der Schieberplatte 60 und diese ihrerseits in enger

kann beispielsweise aus einem dünnen Metallblech. 40 Anlage an der Drosselöffnungsplatte 52 gehalten

beispielsweise rostfreiem Stahl, bestehen, und sie wird. Das Stellteil 75 ist innerhalb einer zylindrischen

besitzt eine Mittelöffnung 57, mit welcher sie auf Ausnehmung 81 der Abdeckplatte 13 angeordnet und

einem Stift 59 aufgesetzt ist, der von der ebenen dort über einen O-Ring 83 abgedichtet. An dem Teil

Oberseite des Einsatzes 19 nach oben absteht. 75 ist ein Flansch 85 ausgebildet, welcher den Ab-

Eine Schieber- oder Nockenplatte 60 aus dünnem 45 schluß der Schlitze 73 bildet und welcher an der Metallblech, beispielsweise ebenfalls rostfreiem Stahl, Unterseite der Platte 13 anliegt und so das Teil 75 liegt an der Oberseite der Platte 52 an und ist um in seiner durch die Druckfeder 77 bestimmten Lage die Achse des Stifts 59 drehbar. Die Schieberplatte hält. Auf der Oberseite des Teils 75 ist ein Schlitz 86 60 besitzt eine Nockenfläche, die über die Drossel- zum Ansetzen eines Schraubenziehers od. dgl. vorölTnung 51 hinwegragt und so geformt ist, daß sie 50 gesehen, so daß das Stellteil 75 verdreht und damit beim Drehen der Platte 60 im Uhrzeigersinne den die Stellung der Schieberplatte 60 relativ zur Drossel-Ouerschnitt der Drosselöffnung verringert und beim öffnung 51 eingestellt werden kann, was durch eine Verdrehen der Platte 60 im Gegenuhrzeigersinne Skala 88 am Umfang der Ausnehmung 81 und einen diesen Querschnitt der Drosselöffnung vergrößert. Zeiger 89 auf der Oberseite des Teils 75 angezeigt F i g. 3 zeigt die Drosselöffnung 51 mit ihrer größten 55 wird. Gemäß F i g. 1 wird beim Verdrehen des Stellöffnung. Die Nockenfläche der Schieberplatte wird teils 75 im Uhrzeigersinn eine Verringerung des durch einen geraden Randabschnitt 62 und einen Querschnitts der Drosselöffnung in einem durch die daran anschließenden gekrümmten Randabschnitt 63 Skaleneinteilung auf der Oberseite der Abdeckplatte gebildet, der sich um den Einstell-Mittelpunkt der 13 bestimmten Maße erreicht, wahrend beim Ver-Schieberplatte herum erstreckt und eine gekrümmte 60 drehen im Gegenuhrzeigersinn eine entsprechende Fläche bildet, die stetig im Durchmesser zunimmt Zunahme des Drosselquerschnitts erreicht wird, und schließlich in einer Ecke 64 endet. Beim Drehen Das Stellteil 75 und das Drehteil 65 sind so ausder Schieberplatte 60 um die Achse des Stifts 59 im gebildet, daß sie einen ungestörten Stromungsmittel-Uhrzeigersinne wird dadurch der Querschnitt der fiuß vom Einlaß 17 zu und längs der Membran Drosselöffnung 51 zunehmend kleiner. 65 und der Membran 43 ermöglichen, damit der gleiche

Die Schieberplatte 60 wird von einem Drehteil 65 Einlaßdruck sowohl auf die Servomembran als auch

unterstützt das gemäß Fig. 7 etwa so wie die auf die Steuermembran wirken kann.

SchieberplaUe 60 geformt ist. Dieses Drehteil 65 Die Steuermembran 25 unterscheidet sich von der

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Servomembran 43 nur dadurch, daß die Kraft der der Druckabfall an der Servomembran 43 die Kraft Feder 45 auf der Rückseite oder Servoseite der der Feder 45 überwindet und so die Servomembran Servomembran größer gewählt ist als die der Feder 43 mehr in Richtung auf den Ventilsitz 48 zu aus-33 auf der Rückseite oder Steuerseite der Steuer- lenkt, wodurch der Strömungsmittelfluß an dieser membran, die unter Berücksichtigung der Wirk- 5 Ventilöffnung weiter gedrosselt wird,
fläche der Membran den Druckabfall an der Mem- Die Servomembran wird also betätigt und gebran bestimmt, der nötig ist, um die Kraft der Feder steuert durch die Steuermembran und es wird damit 45 zu überwinden und die Servomembran auszulen- eine Kraftverstärkung erzielt, die eine größere Geken und den Ventilkörper 49 in Richtung auf den nauigkeit der Steuerung des Strömungsmittelflusses in Ventilsitz 48 zu bewegen. Eine Verstellung der Ven- io einem großen Bereich von Druckänderungen ermögtilkörper 40 und 49 bewirkt eine Drosselung an den licht. Die gegen eine stärkere Feder als die Feder 33 entsprechenden Ventilsitzen bis zu einem vollständi- des Steuerventils 25 und gegen einen dem Einlaßgen Unterbinden des Strömungsmittelflusses durch druck minus dem Druckabfall an der Drosselöffnung die Kanäle 41 und 50. 51 entsprechenden Druck arbeitende Servomembran

Wenn beispielsweise der Zufluß an Strömungs- 15 43 erzeugt eine Kraft, die unmittelbar gegen die

mittel am Eingang 17 zunimmt, so wird auch der Federkraft arbeitet und bewirkt eine Reduzierung des

Druckabfall an der Steuermembran zunehmen, bis die Druckabfalls an der Steuermembran sowie des Strö-

hederkraft überwunden wird und die Membran so rnungsSusscs durch das Ventil. Die Servomembran

ausgelenkt wird, daß eine weitere Strömungsmittel- bewirkt also eine Reduzierung des Druckbereichs, in

zunähme begrenzt wird. Bei zunehmendem Einlaß- 20 welchem das Steuerventil arbeiten muß und begrenzt

druck begrenzt somit die Steuermembran die Drossel- die Druckänderungen, denen das Steuerventil in

öffnung und hält so den Druckabfall und die Feder- einem vorbestimmten Druckänderungsbereich des

kraft an der Steuermembran konstant. Gesamtventils ausgesetzt ist. Wenn daher der Druck-

Die Servomembran 43 ist dem gleichen Druck P₁ abfall an der Servomembran 43 zunimmt, so nimmt an ihrer Ober- bzw. Außenseite ausgesetzt wie die 25 der Strömungsmittelfluß wegen der an der Ventil-Steuermembran 25. Die Unter- oder Rückseite der öffnung auftretenden und entgegen der Feder 45 Servomembran ist dem Einlaßdruck abzüglich dem wirkenden Kraft ab. Wenn dies eintritt, so ist die Druckabfall an der Drosselöffnung 51 und dem Steuermembran 25 der Änderung des Druckabfalls Druckabfall an dem Steuerventil 39, 40 ausgesetzt. ausgesetzt und öffnet etwas um einen geringeren Wenn der Einlaßdruck zunimmt, wird das Steuer- 30 Druckabfall am Steuerventil und damit auch an der ventil betätigt und seine Ventilöffnung gedrosselt. Servomembran einzustellen, welcher der Kraft ent-Eine weitere Zunahme des Einlaßdrucks bewirkt, daß gegenwirkt, die an der Ventilöffnung auftritt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

... änderunesbereich die Durchflußmenge konstant zu Patentansprüche: haltenTlEin erfindungsgemäßer Durchfhißmengen-

1. Durchflußmengenregler mit einem Steuerventil, regler eignet sich daher beispielsweise besonders gut dessen Ventilkörper über eine Membran gesteuert zur Aufrechterhaltung eines konstanten Sirupflusses ist, die auf der einen Seite in Ventilschließrichtung 5 mit vorbestimmtem Druck in einem breiten Bereich dem Einlaßdruck und in entgegengesetzter Rieh- von Einlaßdruckschwankungen sowie Viskositätstung dem nach einer Drosselöffnung herrschen- änderungen des Sirups. Eine besonders einfache Einden Strömungsmitteldruck sowie dem Druck einer stellung dieser konstanten Durchflußmenge ergibt Rückstellfeder ausgesetzt ist, gekennzeich- sich gemäß einer Weiterbildung der Erfindung bei η et durch ein nachgeschaltetes Servoventil (48, io einer einstellbaren Ausbildung der das Steuerventil 49), das ebenfalls über eine Membran (43) ge- überbrückenden Drosselöffnung im Sinne der Untersteuert ist, die auf der einen Seite in Ventilschließ- ansprüche. Trotz dieser vorteilhaften Gesamteigenrichtung dem Einlaßdruck und in entgegengesetz- schäften des erfindungsgemäßen Durchflußmengenter Richtung dem Strömungsmitteldruck am Aus- reglers ergibt sich ein sehr einfacher und gedrungener gang (41) des Steuerventils (39, 40) sowie dem 15 Gesamtaufbau.

Druck einer Rückstellfeder (45) ausgesetzt ist, Die Erfindung wird im folgenden an Hand

wobei die Stärke der Rückstellfeder (45) des schematischer Zeichnungen an einem Ausführungs-