DE2202792C2 - Pressure reducer - Google Patents

Pressure reducer

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DE2202792C2 DE19722202792 DE2202792A DE2202792C2 DE 2202792 C2 DE2202792 C2 DE 2202792C2 DE 19722202792 DE19722202792 DE 19722202792 DE 2202792 A DE2202792 A DE 2202792A DE 2202792 C2 DE2202792 C2 DE 2202792C2
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Description

•15• 15th

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Druckminderer nach dem Gattungsbegriff des Anspruches 1.The present invention relates to a pressure reducer according to the preamble of the claim 1.

Ein derartiger Druckminderer ist aus der DE-PS 16 061 bekannt. Ein an einer Ventilspindel angreifendes Entlastungsorgan in Form einer Membran wird dort sowohl vom Vordruck als auch vom Hinterdruck beaufschlagt, so daß im statischen Zustand der auf den Ventilteller einwirkende Vordruck kompensiert wird. Beim Durchströmen des Mediums durch den Ventilsitz wird im Bereich des Ventiltellers ein großer Teil der Druckenergie in Geschwindigkeitsenergie umgesetzt, während der auf das Entlastungsorgan einwirkende Vordruck voll erhalten bleibt. Dieser Vordruck bewirkt daher eine Überentlastung und wirkt somit schließend auf das Ventil ein. Die Durchflußleistung wird somit bei größerer Druckdifferenz und Durchströmgeschwindigkeit verringert. Bei dem bekannten Druckminderer wird der Hinterdruck über dem Entlastungsorgan und unter der Arbeitsmembran mittels einer Venturidüse in Abhängigkeit von der Durchströmgeschwindigkeit verändert. Der auf diese Weise abgesenkte Hinterdruck wirkt über die Arbeitsmembran in öffnendem Sinne auf das Ventil ein; gleichzeitig wirkt der abgesenkte Hinterdruck aber auch über das Entlastungsorgan schließend auf das Ventil ein. Eine befriedigende Funktionsverbesserung durch eine hinterdruckseitig angeordnete Venturidüse ist daher nur dann zu erwarten, wenn die wirksame Räche der Arbeitsmem-. bran gegenüber der wirksamen Fläche des Entlastungsorgans relativ groß ist Man erhält dadurch unnötig große Membranflächen, Membranaufbauten und ggf. sind auch entsprechend starke SoHwertfedern erforderlich. Aufgrund der großen Membranflächen sind diese Druckminderer dann meist nicht vordruckfest und überdies teuer in ihrer Herstellung.Such a pressure reducer is known from DE-PS 16 061. One that acts on a valve spindle Relief organ in the form of a membrane is there from both the inlet pressure and the outlet pressure applied, so that in the static state the form pressure acting on the valve disk is compensated. When the medium flows through the valve seat, a large part of the Pressure energy converted into speed energy, while acting on the relief organ Full form is retained. This form therefore causes an over-relief and thus has a closing effect on the valve. The flow rate therefore increases with a greater pressure difference and flow rate decreased. In the known pressure reducer, the back pressure is above the relief device and below the working membrane by means of a Venturi nozzle depending on the flow rate changes. The back pressure, which is reduced in this way, has an opening effect via the working diaphragm the valve on; At the same time, however, the lowered back pressure also acts via the relief organ closing on the valve. A satisfactory functional improvement through a downstream pressure side arranged Venturi nozzle can therefore only be expected if the effective area of the Arbeitsmem-. bran compared to the effective area of the relief organ is relatively large large membrane areas, membrane structures and, if necessary, correspondingly strong SoHwert springs are required. Due to the large membrane areas, these pressure reducers are usually not pressure-proof and moreover, expensive to manufacture.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Druckminderer der eingangs genannten Art so auszubilden, daß er bei einem einfachen Aufbau in seiner Durchflußleistung unabhängig von der Durchströmgeschwindigkeit ist Die Lösung dieser Aufgebe gelingt gemäß der im Anspruch 1 gekennzeichneten Erfindung. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.It is therefore the object of the present invention to provide a pressure reducer of the type mentioned at the beginning train that it is independent of the flow rate in its flow rate with a simple structure This problem is solved according to the invention characterized in claim 1. Further advantageous refinements of the invention can be found in the subclaims.

Die erfindungsgemäß vor dem Ventil vorgesehene drosselnde Engstelle bewirkt ein starkes Ansteigen der Strömungsgeschwindigkeit und damit ein Absinken des Vordrucks. Da der Entlastungszylinderraum an einen Bereich angeschlossen ist, der aufgrund der Engstelle eine Druckreduzhzrung erfährt, wird auch die unter Vordruck stehende Fläche des Entlastungsorgans druckentlastet was auf den Ventilteller öffnend einwirkt. Die Durchflußleistung kann somit bei größerer Druckdifferenz und damit verbundener höherer Strömungsgeschwindigkeit gesteigert werden.The throttling constriction provided in front of the valve according to the invention causes a sharp increase in the Flow velocity and thus a decrease in the pre-pressure. Since the relief cylinder space to a Area is connected, which experiences a pressure reduction due to the constriction, is also the one below The area of the relief device that is standing in front of the pressure is relieved of pressure which opens on the valve disk acts. The flow rate can thus with a greater pressure difference and the associated higher flow velocity can be increased.

In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigtVarious exemplary embodiments are shown in the drawing of the invention shown. It shows

F i g. 1 einen vertikalen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Druckminderer,F i g. 1 shows a vertical longitudinal section through a pressure reducer according to the invention,

F i g. 2 einen Ausschnitt aus einem Längsschnitt durch eine andere Ausbildungsvariante des Druckminderers,F i g. 2 shows a detail from a longitudinal section through another design variant of the pressure reducer,

F i g. 3 denselben Ausschnitt eirsr weiteren Ausführungsform. F i g. 3 the same section for a further embodiment.

Der erfindungsgemäße Druckminderer besitzt ein Gehäuse 1 mit einem Einlaßstutzen 2, einem Auslaßstutzen 3 sowie einem haubenförmig ausgebildeten Deckel 4. Letzterer besteht aus Kunststoff. Zwischen einer Gehäuseschulter 5 und das stirnseitige untere oder innere Ende 6 des Deckels 4 ist der verstärkte Rand einer Membrane 7 eingespannt. Diese trägt an ihrer Unterseite eine Verstärkungsplatte 8 und an ihrer Oberoder Außenseite eme weitere topfförmige Scheibe 9, die ebenfalls der Versteifung des mittleren Membranteils sowie der Abstützung des unteren Endes 10 einer Belastungsfeder 11 dient Letztere kann mit Hilfe des Druckgliedes 12 gespannt werden, welches eine Ringnut 13 zur Führung des oberen Federende 14 sowie ein zentrisches Muttergewinde für eine von außen dreh-, aber axial unverschiebbare Schraube 15 besitzt. Auf den Vierkant 16 der Schraube 15 kann ein abnehmbares Betätigungsorgan aufgesetzt werden. Um ein Drehen des Druckgliedes 12 zu verhindern, besitzt es an seinem äußeren Rand eine vertikale Längsnut 17, in welche eine Rippe 18 an der inneren Mantelfläche des Deckels 4 eingreift.The pressure reducer according to the invention has a housing 1 with an inlet connection 2, an outlet connection 3 and a hood-shaped cover 4. The latter is made of plastic. Between one Housing shoulder 5 and the front lower or inner end 6 of the cover 4 is the reinforced edge a membrane 7 clamped. This carries a reinforcement plate 8 on its underside and on its upper or lower side Outside eme another cup-shaped disc 9, which is also used to stiffen the central part of the membrane as well as the support of the lower end 10 of a loading spring 11 serves the latter can with the help of Pressure member 12 are tensioned, which has an annular groove 13 for guiding the upper spring end 14 and a has a central nut thread for an externally rotatable but axially immovable screw 15. On the Square 16 of the screw 15 can be fitted with a removable actuator. To turn To prevent the pressure member 12, it has on its outer edge a vertical longitudinal groove 17 into which a Rib 18 engages on the inner surface of the cover 4.

Die Membrane 7 wird von der Venti'spindel 19 durchsetzt. Selbstverständlich ist an dieser Stelle für eine entsprechende Abdichtung gesorgt. Der Spindelkopf 20 dient zum Herausziehen der Spindel 19. Letztere trägt einen Entlastungskolben 21 und an ihremThe membrane 7 is penetrated by the valve spindle 19. Of course, this is for an appropriate seal is provided. The spindle head 20 is used to pull out the spindle 19. The latter carries a relief piston 21 and on her

unteren Ende einen Ventilteller 22. Dieser ist in nicht gezeigter Weise abnehmbar. Zu diesem Zwecke wird der Boden 23 des Gehäuses 1 in ebenfalls nicht dargestellter Weise lösbar ausgebildet. Der Ventilteller 22 liegt an dem durch einen rohrförmigen Gehäuseteil 5 gebildeten Ventilsitz 24 an. Das freie Ende dieses Ventilsitzes ist als Düse 25 ausgebildet. Bei unvollständigem Druckausgleich und bei gespannter Feder 11 hebt der Ventilteller 22 vom Ventilsitz 24 ab und gestattet den Durchtritt des Mediums, dessen Druck gemindert werden soll. Es strömt in Richtung des Pfeiles 26 über den Stutzen 2 ein und verläßt den Druckminderer in gleicher Richtung über den Auslaßstutzen 3.lower end a valve plate 22. This can be removed in a manner not shown. For this purpose, the bottom 23 of the housing 1 is designed to be detachable in a manner also not shown. The valve disk 22 rests against the valve seat 24 formed by a tubular housing part 5. The free end of this valve seat is designed as a nozzle 25. If the pressure compensation is incomplete and the spring 11 is tensioned, the valve disk 22 lifts off the valve seat 24 and allows the passage of the medium, the pressure of which is to be reduced. It flows in in the direction of arrow 26 via the connector 2 and leaves the pressure reducer in the same direction via the outlet connector 3.

Der Entlastungskolben 21 ist zusammen mit seinem Dichtring 27 in Richtung des Doppelpfeiles 28 im Entlastungszylinder 29 auf und ab verschiebbar. Dieser ist einstückig mit einem aus Kunststoff bestehenden Einsatzstück 30 gefertigt. Letzteres ist im Gehäuse 1 befestigt und mittels des O-Ringes 31 gegenüber diesem abgedichtet. An den Entlastungszylinder 29 schließt sich eine rohrformige Verlängerung 32 an, deren oberes Ende zur Anpassung an die unterschiedlichen Rohrdurchmesser konische Ausbildung aufweist so daß insgesamt eine trichterartige Gestalt entsteht. Das freie oder untere Ende der rohrförmigen Verlängerung 32 ragt in den Ventilsitz 24 hinein. Hierdurch entsteht auf etwa der halben Länge des Ventilsitzes 24 ein ringförmiger Spalt 33. Ein zweiter Ringspalt 34 wird durch die Innenwandung der rohrförmigen Verlängerung 32 einerseits und die Ventilspindel 19 andererseits v' gebildet, welche nicht nur den Ventilsitz 24, sondern auch die rohrformige Verlängerung und den Entlastungszylinder 29 sowie die Membrane 7 jeweils zentrisch durchsetzt. Das untere freie Ende des Ventiltellers 22 umgreift einen gehäusefestert Anschlag J5 35.The relief piston 21, together with its sealing ring 27, can be moved up and down in the relief cylinder 29 in the direction of the double arrow 28. This is made in one piece with an insert piece 30 made of plastic. The latter is fastened in the housing 1 and sealed with respect to the latter by means of the O-ring 31. The relief cylinder 29 is followed by a tubular extension 32, the upper end of which has a conical design to adapt to the different tube diameters so that overall a funnel-like shape is created. The free or lower end of the tubular extension 32 protrudes into the valve seat 24. This creates an annular gap 33 over about half the length of the valve seat 24. A second annular gap 34 is formed by the inner wall of the tubular extension 32 on the one hand and the valve spindle 19 on the other hand v ' , which not only the valve seat 24, but also the tubular extension and the relief cylinder 29 and the membrane 7 each penetrated centrally. The lower free end of the valve disk 22 engages around a stop J5 35 fixed to the housing.

Der Abströmraum 36, also der nach dem Ventilsitz 24 vom Medium durchströmte Raum, wird mit dem Hinterdruckraum 37 über eine Drosselbohrung 38 verbunden. Letztere durchsetzt einerseits eine Gehäusewand 39 u'd andererseits den den Membranrand teilweise umfassenden rohrförmigen Teis- 40 des Einsatzstückes 30.The outflow space 36, that is to say the space through which the medium flows after the valve seat 24, is connected to the The downstream pressure chamber 37 is connected via a throttle bore 38. The latter penetrates a housing wall on the one hand 39 and, on the other hand, the tubular part which partially encompasses the membrane edge Insert 30.

Wenn das Medium bei geöffnetem Ventilteller 22 durch das Gehäuse 1 des erfindungsgemäßen Druckminderers strömt, so muß es zunächst die Engstelle 33 passieren. Dies hat eine Zunahme der Strömungsgeschwindigkeit und eine damit unmittelbar zusammenhängende Abnahme des statischen Drucks in dem Raum 41 zur Folge. Da dieser noch vor dem Ventilteller gelegene Raum über die rohrformige Verlängerung 32 des EntSastungszylinders 29 in Verbindung steht, reduziert sich hierdurch auch der Druck im Entlastungsraum 42 und damit die auf die Unterseite des Entlastungskolbens 21 wirkende Druckkraft. Dies führt zu einer Bewegung der Ventilspindel in öffnendem Sinne. Der Druckabfall an der Drosselstelle 33 ist umso größer, je höher die Strömungsgeschwindigkeit an dieser Stelle ist. Letztere ist wiederum eine Folge der Druckdifferenz zwischen Zuführ- und Abströmdruck.When the medium with the valve disk 22 open through the housing 1 of the pressure reducer according to the invention flows, it must first pass through the bottleneck 33. This has an increase in the flow rate and an immediately related decrease in static pressure in the space 41 result. Since this space, which is still in front of the valve disk, extends over the tubular extension 32 of the relief cylinder 29 is in connection, this also reduces the pressure in the relief space 42 and thus on the underside of the Relief piston 21 acting pressure force. This causes the valve stem to move in opening Senses. The pressure drop at the throttle point 33 is greater, the higher the flow velocity this place is. The latter is in turn a consequence of the pressure difference between the supply and discharge pressure.

Der im Abströmraum 36 herrschende Druck stellt sich im Laufe der Zeit auch im Hinterdruckraum 37 ein. Dies ist umso schneller der FaU, je größer der Durchmesser der Bohrung 38 gewählt wird. Damit plötzliche Druckschwankungen des Abströmraumes 36 vom Hinterdruckraum 37 und damit letztlich von der Oberseite 43 des Entlastungskolbens ferngehalten werden, wählt man den Querschnitt der Bohrung 38 relativ klein.The pressure prevailing in the outflow space 36 is also established in the downstream pressure space 37 over the course of time. This is the faster the FaU, the larger the diameter of the bore 38 is selected. In order to sudden pressure fluctuations of the outflow space 36 from the downstream pressure space 37 and thus ultimately from the The top side 43 of the relief piston are kept away, the cross section of the bore 38 is selected relatively small.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig.2 ist das freie Ende der rohrförmigen Verlängerung 32 des Entlastungszylinders 29 in der Art einer Düse 44 ausgebildet. Ansonsten unterscheidet sich diese Ausführungsform von derjenigen der Fig. 1 nicht. Dasselbe gilt auch für die Konstruktion der Fig. 3, welche sich vom Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 lediglich durch die düsenförmige Ausbildung des Ventilsitzes 24 unterscheidet, wobei der Beginn der Düse etwa mit dem Ende 46 der ringförmigen Engstelle 33 zusammenfällt. Man kann hier von einer ausgeprägten Düse sprechen, während in F i g. 1 eher ein abgerundetes Abströmende vorliegt.In the embodiment of Figure 2, the free end of the tubular extension 32 of the relief cylinder 29 designed in the manner of a nozzle 44. Otherwise this embodiment differs from that of FIG. 1 not. The same goes for the construction of FIG. 3, which differs from the embodiment of FIG. 1 only by the nozzle-shaped design of the valve seat 24 differs, the beginning of the nozzle coinciding approximately with the end 46 of the annular constriction 33. Man can speak of a pronounced nozzle here, while in FIG. 1 rather a rounded outflow end is present.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (6)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Druckminderer für flüssige, dampf- oder gasförmige Medien mit einer Arbeitsmembran, deren eine Fläche von einer vorgebbaren Kraft und deren andere Fläche von dem Hinterdruck beaufschlagt ist mit einer Ventilspindel und mit einem von der Ventilspindel getragenen und sich in Durchströmrichtung des Mediums öffnenden Ventilteller, wobei die Ventilspindel mit der Arbeitsmembran und im Abstand davon mit einem Entlastungsorgan verbunden ist und das Entlastungsorgan einerseits von dem Hinterdruck in Öffnungsrichtung des Ventils und andererseits von dem Vordruck in Schließrichtung des Ventils beaufschlagbar ist ι"5-dadurch gekennzeichnet, daß in Durchströmrichtung vor dem Ventilteller (22) eine drosselnde Engstelle (33) angeordnet ist und die Mündung eines dem Vordruck ausgesetzten Entlastungszylinderraums (42) zwischen der Engstelle und dem Venüteller gelegen ist1.Pressure reducer for liquid, vaporous or gaseous media with a working diaphragm, one surface of which is acted upon by a predeterminable force and the other surface of which is acted upon by the back pressure, with a valve spindle and with a valve disk carried by the valve spindle and opening in the direction of flow of the medium, wherein the valve spindle is connected to the working diaphragm and at a distance from it to a relief member and the relief member can be acted upon on the one hand by the back pressure in the opening direction of the valve and on the other hand by the pre-pressure in the closing direction of the valve ι "5 - characterized in that in the flow direction in front of the valve disc (22) a throttling constriction (33) is arranged and the opening of a relief cylinder space (42) exposed to the admission pressure is located between the constriction and the valve plate 2. Druckminderer nach Anspruch!, dadurch gekennzeichnet daß die Engstelle (33) als Ringspalt ausgebildet ist2. Pressure reducer according to claim !, thereby characterized in that the constriction (33) is designed as an annular gap 3. Druckminderer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß zur Bildung der Engstelle (33) eine rohrförmige Verlängerung (32) eines Entlastungszylinders (29) in ein den Ventilsitz tragendes rohrförmiges Gehäuseteil (24) hineinragt.3. Pressure reducer according to claim 2, characterized in that to form the constriction (33) a tubular extension (32) of a relief cylinder (29) into one bearing the valve seat tubular housing part (24) protrudes. 4. Druckminderer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß das freie Ende (44) der rohrförmig^ Verlängerung (32) des Entlastungszylinders (29) düsenartig erweitert ist.4. Pressure reducer according to claim 3, characterized in that the free end (44) of the tubular ^ extension (32) of the relief cylinder (29) is expanded like a nozzle. 5. Druckminderer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (24) nach Art einer Düse (45) erweitert ist.5. Pressure reducer according to claim 3, characterized in that the valve seat (24) according to Art a nozzle (45) is expanded. 6. Druckminderer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den Ventilteller (22) und das Entlastungsorgan (21) tragende Ventilspindel (19) -»ο den Ventilsitz (24) und die Engstelle (33) koaxial durchsetzt.6. Pressure reducer according to one or more of the preceding claims, characterized in that that the valve spindle (19) carrying the valve disk (22) and the relief element (21) - »ο passes through the valve seat (24) and the constriction (33) coaxially.
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