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Membrangesteuerter Druckregler.
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Druckregler für Regelventile
und andere druckmindernde Einrichtungen, deren Regelorgan eine Spindel besitzt,
die mit Hilfe einer im Druckregler eingebauten Membrane zum Schließen des Ventils
oder der Einrichtung beansprucht wird, wobei die der Spindel abgewandte Seite der
Membrane dem verminderten Druck hinter dem Ventil oder der Einrichtung ausgesetzt
ist, und die von einer Kraft, z.B. Federkraft, die mit dem verminderten Druck Gleichgewicht
hält, beeinflußt wird.
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Druckregler dieser Art werden z.B. für Warmwasserfernheizungsanlagen
mit hohen Drücken verwendet, bei denen man aus Sicherheitsgründen den hohen Druck
des Verteilungsnetzes nicht in Wohnhäuser oder bei anderen Abnehmern hineingeführt
haben will. Der Druckregler wird dann mit einem Hauptregelventil verwunden, und
eine Kapillarleitung
leitet den verminderten Druck hinter dem Ventil
zur Unterseite der Membrane, wobei der Regler gewöhnlich unter dem Regelventil hängend
angebracht wird. Ein Anstieg des. verminderten Drucks wird die Membrane und damit
die Spindel aufwärts pressen und damit den Offnungsgrad des Regelventils vermindern,
so daß der frühere Zustand wiederhergestellt wird.
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Der Nachteil von Druckreglern dieser Art ist, daß eine Undichtigkeit
in oder ein Bersten der Membrane katastrophal werden kann, denn der Druck auf die
Unterseite der Membrane wird sich durch die Undichtigkeit ausgleichen, und die Federkraft,
die sonst mit dem Druck Gleichgewicht hält, wird dann ein gänzliches Öffnen des
Regelventils durch den Regler bewirken, so daß sich dadurch der volle Eintrittsdruck
vom Fernheizungsnetz zur örtlichen Anlage fortpflanzen und dieser der Berstungsgefahr
aussetzen wird.
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Die Erfindung bezweckt eine Behebung dieses Nachteils, und zu diesem
Zweck hat ein Druckregler der besagten Art erfindungsgemäß sein kennzeichnendes
Merkmal daran, daß die Spindel des Regelorgans durch einen im Gehäuse des Druckreglers
axial verschiebbaren Sicherungsschieber geführt ist, und daß an der Spindel an einer
der im voraus festgelegten Hubhöhe entsprechenden Stelle zwischen dem Schieber und
der Stirnwand des Druckreglergehäuses ein Sicherungsring angebracht ist.
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Falls die Membrane schadhaft werden sollte, steigt der Druck auf
die Oberseite der Membrane an und beeinflußt dadurch den Sicherungsschieber, so
daß dieser gegen den Sicherungsring der Spindel stößt und dadurch die Spindel mitnimmt,
so daß das Regelventil in Schließrichtung betätigt wird.Wenn zwischen dem Druck
auf die Unterseite des Schiebers und den von oben auf den Schieber einwirkenden
mechanischen Kräften Gleichgewicht erreicht ist, wird das Regelventil so weit geschlossen
sein, daß der hohe Druck aus dem Fernheizungssystem daran gehindert ist, sich zur
örtlichen Anlage fortzupflanzen. Der Eintritt wird somit nicht gänzlich abgesperrt,
und dadurch kann eine minimale Versorgung aufrechterhalten bleiben, bis eine Reparatur
vorgenommen werden kann. Diese minimale Versorgung kann erfindungsgemäß mit Hilfe
von Federn, die auf den Schieber einwirken und vorzugsweise einstellbar sind, im
voraus festgelegt werden.
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnung, auf der ein teilweiser Schnitt
durch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Druckreglers dargestellt ist,
soll die Erfindung nachstehend genauer erläutert werden.
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Der gezeigte Druckregler hat ein Gehäuse 10, in dem eine Membrane
11 eingespannt sitzt. Der Raum unterhalb der Membrane steht durch eine nicht gezeigte
Rohrleitung mit kleinem Durchmesser mit der einen Seite eines nicht gezeigten Ventils,
genauer bezeichnet mit der in der Durchflußrichtung hinter dem Ventil befindlichen
Seite, wo der Druck gegenüber dem auf der anderen Seite herrschenden Eintrittsdruck
vermindert ist, in Verbindung.
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Das Ventil, das z.B. ein Regelventil für eine an eine Warmwasserfernheizungsanlage
angeschlossene Zentralheizungsanlage in einem Wohnhaus sein kann, ist über dem Druckregler
angebracht und an dessen Gehäuse 10 befestigt und besitzt ein Regelorgan, das von
einer Spindel 12 betätigt wird, deren unteres Ende gegen die Oberseite der Membrane
11 anliegt.
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Der an der Unterseite der Membrane 11 herrschende Druck ist bestrebt,
die Membrane wie gezeigt aufwärts zu wölben, und dieser Verformung wirkt eine unter
der Membrane angebrachte Druckfeder 13, die zwischen ein von der Membrane herabragendes
Federgehäuse 14 und einen mit dem Reglergehäuse fest verbundenen Anschlag 15 eingeschaltet
ist, entgegen.
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An der Spindel 12 ist im Reglergehäuse ein Sicherungsring 16 befestigt,
und eine leichte Feder 17 zwischen dem Sicherungsring und der oberen Stirnwand des
Reglergehäuses ist bestrebt, das untere Ende der Spindel gegen die Membrane 11 in
Anlage zu halten. Die Spindel bewegt sich gleitend durch einen Sicherungsschieber
in Form eines Kolbens 18, der von einer leichten Feder 19 mit einem Flansch 20 gegen
einen ringförmigen Vorsprung 21 im Gehäuse gehalten wird.
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Abdichtung zwischen Gehäuse und Kolben und zwischen Kolben und Spindel
ist mit Hilfe von O-Ringen hergestellt.
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Um zu vermeiden, daß der Luftdruck im Raum über der Membrane bei
Temperaturänderungen und Verschiebung der Membrane dem Druck unterhalb der Membrane
entgegenwirkt, kann in der Wand des Gehäuses oberhalb der Membrane ein automatisches
Entlüftungsventil 22 angebracht sein. Dieses ist indessen nicht-obligatorisch, falls
man von den durch die eingeschlossene Luft oberhalb der Membrane hervorgerufenen
Druckabweichungen absieht.
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Bei normalem Betrieb wird der unter der Membrane 11 herrschende Druck
die Membrane aufwärts drücken, so daß die Feder 13 dadurch zusammengedrückt wird,
bis zwischen Druck und Federkraft Gleichgewicht besteht. Die Spindel 12 wird dann
das nicht gezeigte Regelventil in einer teilweise geöffneten Stellung halten.
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Entsteht eine Undichtigkeit in oder ein Bersten der Membrane 11,
so wird in den Raum oberhalb der Membrane Flüssigkeit empordringen, und die vorhandene
Luft wird zusammengedrängt oder wird durch das Entlüftungsventil 22 entweichen,
das zuletzt auf bekannte Weise schließen wird, wenn der Raum mit Flüssigkeit gefüllt
ist.
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Der Druckunterschied zwischen Oberseite und Unterseite der Membrane
wird sich schnell ausgleichen, von der Größe der Undichtigkeit abhängig, und die
Membrane wird sich abwärts bewegen. Der ansteigende Druck über der Membrane wird
danach ein Aufwärtsbewegen des Kolbens 18 verursachen, und wenn dieser gegen den
Sicherungsring 16 an der Spindel anschlägt, nimmt der Kolben die Spindel mit aufwärts
und betätigt das Regelventil zum Schließen.
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Die Schließbewegung des Ventils wird indessen aufhören, wenn zwischen
dem Flüssigkeitsdruck auf die Unterseite des Kolbens und den mechanischen Kräften
der von oben auf den Kolben einwirkenden Federn Gleichgewicht besteht, und das Regelventil
hat dann eine Gleichgewichtslage erreicht,'bei welcher der hohe Eintrittsdruck daran
gehindert ist, sich zur angeschlossenen Anlage fortzupflanzen.
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Der Schieber oder der Sicherungskolben kann zweckmäßig aus einem
Material ausgeführt sein, an dem die O-Ringe aus Gummi nicht kleben, z.B. Plast.
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Der Sicherungsschieber kann prinzipiell durch eine Membrane oder
ein Metallwellrohr ersetzt werden, wenn für freie Beweglichkeit der Spindel durch
die Membrane oder den Wellrohrboden bei normalem Betrieb gesorgt wird.