DE2628371A1

DE2628371A1 - Druck-regulierventil hoechster feinfuehligkeit und genauigkeit mit ausgeglichener hochdruckseite

Info

Publication number: DE2628371A1
Application number: DE19762628371
Authority: DE
Inventors: Giuseppe Stradella
Original assignee: STRADELLA
Current assignee: STRADELLA
Priority date: 1975-07-09
Filing date: 1976-06-24
Publication date: 1977-01-27
Also published as: FR2317699B1; IT1033916B; FR2317699A1

Description

DIPL.-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAIR

PATENTANWÄLTE

8 MÜNCHEN 86, POSTFACH 86 02 45

2UlIN11976

GIUSEPPE STRADELLA UND

UMBERTO STRADELLA

Aegno (Genova) / ITALIEN

Druck-Regulierventil höchster Feinfühligkeit und Genauigkeit mit ausgeglichener Hochdruckseite

Vorliegende Erfindung betrifft ein Druck-Regulierventil höchster Feinfühligkeit und Genauigkeit, mit ausgeglichener Hochdruckseite.

Anwendungsgebiet für den Erfindungsgegenstand ist die allgemeine Verwendung der in Stahlflaschen unter Druck enthaltenen Gase, d.h. dort wo ein mit hohem Druck komprimiertes Gas, mittels einer ersten Reduktionsstufe auf niedrigen Verwendungsdruck gebracht werden muß. In diesem Gebiet werden normalerweise Druck-Reduzierventile verwendet, bei denen die inneren Organe der Hochdruckseite direkt dem hohen Druck unterworfen sind und

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VI/ho -

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auch in direkter Weise betätigt werden, sodaß mangelhafte Feinfühligkeit und Genauigkeit entstehen, woher die infolgedessen entsprechend schwer belasteten Organe einer hohen Abnützung unterliegen.

Der Gegenstand der Erfindung ist das Ergebnis einer Untersuchung, die das Ziel hatte, ein Reduzierventil zu schaffen, dessen innere Organe vom Hochdruck entlastet sind, u.zw. unter Ausnützung des Gasdruckes selbst derartig ausgeglichen werden, daß die Arbeitsreibung auf ein Minimum reduziert wird, wodurch minimaler Verschleiß, höchste Feinfühligkeit und größte Betätigungsgenauigkeit gewährleistet sind.

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird außerdem die Verwendung üblicher scheibenförmiger Ventildichtungen, bei denen die vom axialen Betätigungsdorn bedingte mittlere Bohrung einen Schwächepunkt darstellt, ausgeschlossen, was durch Beseitigung des Betätigungsdornes selbst und durch Verwendung kleinerer, exzentrisch gelegener Säulen erreicht wurde. Die Dichtungsscheibe konnte hierdurch ohne jegliche Bohrung ausgebildet werden, u.zw. vorzugsweise aus hartem Kunstgummi oder anderem Material entsprechender Härte und Festigkeit, mit feingeschliffener Oberfläche.

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In beiliegender Zeichnung ist beispielsweise eine bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen:

Abb. 1 ein Axialschnitt des erfindungsgemäßen Reduzierventils ;

Abb. 2 in größerem Masstab eine Teilansicht der exzentrischen Säulen für die Verbindung des unteren Dichtungs-Führungstellers mit dem oberen von der Membrane gesteuerten Teller.

Wie aus der Schnittzeichnung Abb. 1 klar ersichtlich, umfaßt das erfindungsgemäße Regulierventil einen becherförmigen, aus Bronce oder ähnlichem Material hergestellten Hauptkörper 1, welcher am oberen Rand mit einem Gewinde versehen ist zum Aufschrauben des glockenförmigen Oberteils 2, der als Ventil-Deckel und zugleich als Druck- und Haltering für die Steuermembrane 3 dient. Die weiteren Teile des Ventiles werden in der Folge entsprechend dem Durchlaufweg des Hochdruckgases bis zum Niederdruckausgang geschildert. Wie durch Pfeil E angezeigt, tritt das Hochdruckgas in die radiale, am unteren Teil des Körpers 1 vorgesehene Anschlußbohrung 4 ein. Von dieser Bohrung sind zwei Kanäle abgezweigt, u.zw. einer in Richtung der unteren, mittels Zapfen abgeschlossenen Kammer 5, und der andere in Richtung

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des leicht vertieften, oben vorgesehenen Bodenraumes 7, welcher am Umfang mit einer zentrischen Nut für den Sitz einer Ringdichtung 8 vorgesehen ist. Der genannte Bodenraum 7 bildet einen Teil der inneren Ausbohrung des Körpers 1, welche zwei Kammern 9 und 10 umfaßt. Auf der Ringdichtung 8 sitzt das zentrale Abschlußelement 11, dessen untere nabenförmige Seite in die Kammer 10 eindringt, mit der Aufgabe, dieselbe mittels einer eingesetzten Ringdichtung 12 abzuschließen. Der untere nabenförmige Teil des Elementes 11 besitzt eine axiale, nicht durchgehende Bohrung mit nach unten gerichteter, düsenförmiger Mündung, welche Bohrung am oberen Ende durch eine anschließende Radialbohrung mit der Hochdruckseite über den Bodenraum 7 verbunden ist. Die genannte düsenförmige Mündung ist normalerweise durch die in den Führungsteil 14 eingesetzte, vorzugsweise aus hartem Kunstgummi und mit feingeschliffener Oberfläche gefertigte Dichtungsscheibe 13 geschlossen. Der Pührungsteil 14 besitzt unten eine Zentrierung in der von unten ein beweglicher Dorn 15, der kolbenartig in einer axialen, in die Hochdruckkammer 5 mündenden und mit einer Ringdichtung versehenen Bohrung geführt ist, drückt. Das untere Ende des Domes 15 ragt in die untere Kammer 5 hinein und wird somit durch den sich darin befindlichen Hochdruck belastet, was die Verschiebung nach oben des Dornes selbst und das Andrücken über den Führungsteil 14 der Dichtungsscheibe

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gegen die düsenförmige Mündung des Teiles 11 zur Folge hat. Hierzu ist zu bemerken, daß der Querschnittdurchmesser des Dornes 15 so bemessen ist, daß der über die düsenförmige Mündung gegen die Dichtungsscheibe 13 wirkende Gasdruck einwandfrei ausgeglichen wird.

Wie bereits angedeutet, ist oben eine biegsame, entsprechend widerstandsfähige Membrane 3 montiert. Letztere ist an der oberen Seite mit einer Belastungsscheibe 16 versehen die durch einen unteren Teller 17 geführt wird. Dazu besitzt dieser Teller eine zentrale, nach oben vorstehende und mit Gewinde versehene Nabe, auf die nach Montage eine Rundmutter 18 aufgeschraubt wird, u.zw. unter Berücksichtigung, daß dabei das obere Ende der Nabe leicht vorstehen muß um die Möglichkeit zu geben, den glockenförmigen, oszillierenden Belastungsteil 19_s auf den das untere Ende der Belastungs- und Einstellfeder 20 drückt, aufzusetzen. Am oberen Ende stützt sich die Feder 20 gegen den Boden des becherförmigen Einstellzapfens 21, der in entsprechender, im Oberteil 2 vorgesehenen Gewindebohrung, eingeschraubt ist.

An dieser Stelle muß besonders darauf hingewiesen werden, daß der durch die Membrane belastete Teller 17 mit dem unteren Führungsteil 14 der Dichtungsscheibe nicht, wie üblich, durch einen axialen Dorn verbunden ist, sondern durch mindestens zwei exzentrisch gelegenen

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Säulen 22, wie in Abb. 2 hervorgehoben ist. Die oberen Köpfe dieser Säulen sind in besonderen, am Teller 17 exzentrisch vorgesehenen Schlitzöffnungen eingesetzt. Diese Schlitzöffnungen besitzen einen Anschlagbund gegen den der Kopf der von oben eingeführten Säule anschlägt. Das untere, mit Gewinde und leichtem Anschlagbund versehene Ende jeder Säule, ist in passende, am Führungsteil 1*1 vorgesehene Gewindebohrungen eingeschraubt, wodurch die Verbindung mit dem von der Membrane belasteten Teller 17 geschaffen ist. Bezüglich der Membrane ist zu bemerken, daß der über dieser im Oberteil 2 sich befindliche Raum über geeignete Kanäle mit der Außenluft in Verbindung steht. Es ist außerdem wichtig, daß die im mittleren Element 11 vorgesehenen Bohrungen für den Durchgang der Säulen 22 einen größeren Durchmesser als der Schaft der Säulen selbst besitzen, wodurch ein Spielraum entsteht über den das Niederdruckgas nach oben durchfließen kann, um die Belastung der Membrane 3 vorzunehmen. Sollte sich also in dem unter der Membrane befindlichen, sogenannten Steuerraum infolge einer Niederdruckgasentnahme aber die Ausgangsbohrung 23, entsprechend Pfeil U, der Druck senken, wird die von oben durch die Feder belastete Membrane nach unten bewegt und,unit ihr, über die Säulen 22, der Führungsteil 14 nebst eingesetzter Dichtungsscheibe 13, welche proportional die düsenförmige Mündung zum Auslaß der genauen angeforderten

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Hochdruckgasmenge öffnet. Der Vorgang erfolgt praktisch ohne spü>irbare mechanische Reibungen, da die verschiedenen Organe, wie beschrieben, durch Ausnützung des Gasdruckes selbst vollkommen ausgeglichen sind.

Das Ganze wie beschrieben und dargestellt, vorbehaltlich möglicher Änderungen und Verbesserungen unter Beibehalt des Grundgedankens der Erfindung, ohne deshalb aus dem Rahmen der Erfindung selbst zu gelangen.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche

<· 1.j Druck-Regulierventil höchster Feinfühligkeit und Genauigkeit mit ausgeglichener Hochdruckseite, dadurch gekennzeichnet, daß der annähernd zylindrische und becherförmige Hauptkörper in der Nähe des eigenen unteren Endes eine radiale Bohrung für den Anschluß und den Eingang des Hochdruckgases besitzt, während der obere Rand mit einem Gewinde zum Aufschrauben eines glockenförmigen, einen zentrisch eingeschraubten Regulierzapfen tragenden Oberteils versehen ist, welches Oberteil zum Anpressen am Umfang der scheibenförmigen Steuermembrane eingerichtet ist, welche Membrane auf die Gasnachfrage anspricht, die sich an der Niederdruckseite über die untere radiale Ausgangsbohrung, bemerkbar macht, die in die zentrale und alle Organe enthaltende Ventilkammer mündet.
2. Druck-Regulierventil gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von der eigenen Eingangsbohrung das Hochdruckgas gleichzeitig über geeignete Kanäle nach unten zu einer Kammer, in die das untere Ende eines axial beweglichen und im Hauptkörper dicht geführten Domes ragt, und nach oben zur zentralen, düsenförmigen Mündung gegen die eine bohrungslose, aus hartem Kunstgummi oder dergl. mit feingeschliffener Oberfläche gefertigten Dichtungsscheibe gedrückt wird, welche Dich-

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tungsscheibe in einem Führungsteil eingesetzt ist, der von unten durch den besagten Dorn belastet wird und oben über exzentrisch gelegenen Säulen mit einem an der Membrane direkt befestigten Teller verbunden ist, welche Membrane ihrerseits von oben durch einen weiteren Teller und über ein oszillierendes Element mittels einer Feder, deren Druck über einen im Oberteil des Ventilkörpers eingeschraubten, becherförmigen Zapfen eingestellt werden kann, belastet wird.
3. Druck-Regulierventil gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die düsenförmige Mündung für den gesteuerten Auslaß des Hochdruckgases in Richtung der Niederdruckseite an einem zentralen Abschlußelement vorgesehen ist, das dicht im Ventilkörper eingesetzt und durch die exzentrisch gelegenen, bereits genannten Säulen durchsetzt ist, u.zw. in Bohrungen die gegenüber dem Säulenschftdurchmesser größer sind, sodaß der Niederdruckgas von der unteren Kammer in die obere Steuerkammer unter die Membrane fließen kann.
4. Druck-Regulierventil gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Mündungsbohrung für den gesteuerten Auslaß des Hochdruckgases annähernd gleich ist dem Schaftdurchmesser des unteren, axial beweglichen Dornes, dessen oberes Ende gegen den Führungsteil der Dichtungsscheibe drückt, während das

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untere Ende des Dornes selbst in die untere Hochdruckkammer hineinragt.
5. Druck-Regulierventil gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die exzentrisch gelegenen Säulen am eigenen unteren Ende im Führungsteil der Dichtungsscheibe eingeschraubt sind, während ihr oberes, mit Kopf versehenes Ende, im unteren Membranteller, in passenden, mit Anschlagbund versehenen Schlitzöffnungen, versenkt eingehängt ist.
6. Druck-Regulierventil gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsscheibe für den gesteuerten Auslaß des Hochdruckgases über die genannte düsenförmige Mündung scheibenförmig und ohne Bohrungen gefertigt ist.

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