DE2705891B2

DE2705891B2 - Vorrichtung zur Regelung des Druckes vor einem in einer Leitung angeordneten Stellventil

Info

Publication number: DE2705891B2
Application number: DE19772705891
Authority: DE
Inventors: Juergen Dipl.-Ing. 7100 Heilbronn Baelz
Original assignee: Helmut Baelz GmbH
Current assignee: Helmut Baelz GmbH
Priority date: 1977-02-11
Filing date: 1977-02-11
Publication date: 1979-03-08
Also published as: DE2705891A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung des Druckes vor einem in einer Leitung angeordneten Stellventil mit einem das Stellventil betätigenden Bauteil, das auf den Vordruck und eine dem Vordruck entgegengesetzt wirkenden Kraft einer Feder anspricht.

Ein aus der DE-AS 15 48 996 bekanntes Regelventil gestattet es, beispielsweise in Fernheizanlagen, eine sogenannte Mengenbegrenzung vorzunehmen, d. h. die Durchflußmenge des durchströmenden Wärmeträgers auf einem vorgegebenen Sollwert zu halten. Dazu wird an einer in dem Ventilgehäuse angeordneten Meßblende eine Druckdifferenz abgegriffen, die in bekannter Weise ein Maß für die Strömungsgeschwindigkeit des durchtretenden Mediums ist. Bei inkompressiblem Medium ist die Strömungsgeschwindigkeit ihrerseits dann wiederum ein Maß für die in der Zeiteinheit durchströmende Mediumsmenge.

""•ei dem bekannten Regelventil kann die als Drosselkörper ausgebildete und mit den Ventilsitz des Regelventiles zusammenwirkende Meßblende stufenlos verstellt werden, wozu gegebenenfalls auch ein Stellmotor vorgesehen sein kann, der es gestattet, den Blendenquerschnitt und damit die Sollwerteinstellung für die Durchflußmengenregelung zu verändern.

Insbesondere in Fernheizübergabeslationen müssen einem solchen, der Mengenregelung dienenden Regelventil noch eigene Armaturen zugeordnet werden, die sicherstellen, daß der Druck slrömungsaufwärts von dem Regelventil nicht unter einen bestimmten Mindestwert absinken kann. Diese getrennten Drucl;haltevorrichtungen sind teuer und aufwendig.

Ein Vordruckregler in Gestalt eines sogenannten Überströmventils ist aus der DE-PS 8 42 574 bekannt. Dabei ist dem Ventil eine feste Drossel nachgeordnet, wobei die Anordnung derart getroffen ist, daß der Regeldruck auf eine Ringfläche am Verschlußstück wirkt, das entgegen der Strömungsrichtung öffnet, so daß der durch die Drossel verursachte Druck die eigentliche Ventilfläche am Absperrquerschnitt beaufschlagt Dadurch wird erreicht, daß bei geringer Oberströmmenge sich ein größerer Vordruck einstellt als bei großer Überströmmenge.

Bei einer Fernheizübergabestation darf aber der Vordruck unabhängig von der Durchflußmenge einen bestimmten Mindestwert nicht unterschreiten.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung zur Regelung des Druckes vor einem in einer Leitung angeordneten Stellventil zu schaffen, die insbesondere zum Einsatz in Fernheizübergabesiätionen geeignet ist und die eine einwandfreie Vordruckregelung gewährleistet, ohne daß dazu mehrere getrennte Armaturen notwendig sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die eingangs genannte Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied zugleich als einstellbare Meßblende für einen in dem gleichen Gehäuse angeordneten und in der Leitung liegenden, an sich bekannten Durchflußmengenregler dient, der die Druckdifferenz an dem als Meßblende dienenden Stellglied selbsttätig konstant hält.

Bei dieser Vorrichtung sind die Durchflußmengenbegrenzung und die Druckhaltung in einem einzigen Gehäuse miteinander kombiniert, wobei gleichzeitig eine einwandfreie Konstanthaltung des Vordruckes gewährleistet ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Anordnung derart getroffen sein, Ja3 ein mit der als Stellglied dienenden Meßblende gekuppelter Stellmotor ein den Sollwert vorgebendes Rückstellorgan enthält und in dem dem Rückstellorgan entgegengesetzten Sinne dauernd mit dem Vordruck beaufschlagt ist. Um den Sollwert für die Druckhaltung verändern zu können, kann es zweckmäßig sein, daß der Stellmotor der als Stellglied dienenden Meßblende ein von außen her betätigbares Betätigungsglied für das Rückstellorgan aufweist. Im übrigen ergeben sich sehr einfache konstruktive Verhältnisse, wenn der als Membran- oder Kolbenstellmotor ausgebildete Stellmotor der als Stellglied dienenden Meßblende auf das Ventilgehäuse aufgesetzt ist und sein Kolben bzw. seine Membran über einen in der Halterung des Stellmotors ausgebildeten Kanal unmittelbar mit einem dem Vordruck beaufschlagten Raum des Ventilgehäuses in Verbindung steht.

In der Zeichnung ist ein Ausfuhrungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Die Figur zeigt eine Vorrichtung gemäß der Erfindung im axialen Schnitt, in einer Seitenansicht und in schematischer Darstellung.

Die dargestellte Vorrichtung weist ein Ventilgehäuse 1 mit einem Ventileingang 2 und einem Ventilausgang 3 auf, das eine Trennwand 4 enthält, in der ein Ventilsitz 5 ausgebildet ist, über den die Verbindung zwischen dem Ventileingang 2 und dem Ventilausgang 3 gesteuert ist.

Mit dem Ventilsitz 5 wirkt ein Ventilkegel 6 zusammen, der mit einer koaxialen Spindel verbunden ist, die in einer Bohrung 8 eines mit dem Ventilgehäuse 1

fest verbundenen scheibenförmigen Führungsstückes 9 axial verschieblich geführt ist Der topfförmig ausgebildete Ventilkegel 6 ist durch eine Dichtung 10 gegen das Führungsstück 9 abgedichtet; er ist im übrigen mit öffnungen 11 versehen und damit entlastet ausgebildet.

Über die Ventilspindel 7 ist mit dem Ventilkegel 6 die Steuermembran 12 eines Membranstellmotors 13 gekuppelt, der auf das Ventilgehäuse 1 aufgesetzt und dessen Membran 12 auf der einen Seite üoer eine Kammer 14, die Bohrung 8 und die öffnungen 11, und auf der anderen Seite über eine Kammer 15 und eine Impulsleitung 16 mit Druck beaufschlagt ist Der Membranstellmotor 13 enthält eine als Sollwertglied wirkende Druckfeder 17, die einenends gegen das Führungsstück 9 und anderenends über einen geeigneten Membranteller gegen die Membran 12 abgestützt ist.

Auf der dem Ventilkegel 6 abgewandten Seite des Ventilsitzes 5 ist eine scheibenförmige Meßblende 18 in Gestalt eines Drosselkörpers angeordnet, der auf einer zu der Spindel 7 koaxialen Steiispindei 19 sitzt, die üher eine entsprechende Halterung 20 in dem Ventilgehäuse 1 axial verschieblich gelagert ist. Mit der Steiispindei 19 ist der Kolben 21 eines Kolbenstellmotors 22 gekuppelt, welcher mittels der Halterung 20 unmittelbar auf das Ventilgehäuse 1 aufgesetzt ist

Auf den randseitig mittels einer Dichtung 23 abgedichteten Kolben 21 wirkt auf der einen Seite über eine Zylinderkammer 24 und eine in der Halterung 20 vorgesehene Bohrung 25 der in dem Ventileingang 2 herrschende Vordruck, während auf der anderen Seite der Kolben 21 unter der Einwirkung einer ein Rückstellorgan bildenden und den Sollwert vorgebenden Rückstellfeder 25 steht, die anderenends gegen einen Federteller 26 angestützt ist. Der Federteller 26 ist durch eine Verdrehsicherung 27 axial beweglich, aber drehfest an einer Haube 28 des Kolbenstellmotors 22 geführt. Er ist mit einer sich gegen den Boden der Haube 28 abstützenden koaxialen und von außen her verstellbaren Gewindespindel 29 verbunden, in die ein koaxialer Gewindestift 30 eingeschraubt ist, der seinerseits mit dem Kolben 21 verbunden ist.

Das insoweit beschriebene Regelventil arbeitet wie folgt: Die Meßblende 18 bildet zusammen mit dem Ventilsitz 5 eine in dem Strömungsweg des durchfließenden Mediums liegende Drosselstelle. Der ,an deti von der Meßblende 18 mit dem Ventilsitz 5 begrenzten Durchtrittsöffnung für das Medium anstehende Differenzdruck, der ein Maß für die in der Zeiteinheit durchtretende Mediummenge darstellt, beaufschlagt einerseits über die Impulsleitung 16 und andererseits über die öffnungen 11, die Bohrung 8 und die Kammer 14 die Membran 12 des Stellmotors 1.3, wo er mit der ίο von der Sollwertfeder 17 ausgeübten Kraft verglichen wird. Der Ventilkegel 6 wird sich deshalb so einstellen, daß er stets eine konstante Druckdifferenz an der Meßblende 18 aufrechterhält und damit eine konstante Durchflußmenge des Mediums einregelt. Der dem konstanten Differenzdruck entsprechenden, an der Meßblende 18 angreifenden konstanten Kraft wirkt eine Kraft entgegen, die sich zusammensetzt aus der Differenz der Kräfte, die einerseits von der Rückstellfeder 25 und andererseits von dem über die öffnung 250 und die Zylinderka-<mer 24 auf den abgedichtet geführten Kolben 2i einwirkenden, im Ventileingang 2 herrschenden Vordruck ausgeübt werden. Damit wird der Vordruck mit der von der Rückstellfeder 25 ausgeübten Kraft verglichen und konstant gehalten.

Fällt der im Ventileingang 2 herrschende Vordruck unter den durch die Rückstellfeder 25 vorgegebenen Sollwert ab, so drosselt die Meßblende 18 die Durchsatzmenge so weit, bis der Vordruck wieder erreicht ist. Gleichzeitig hält aber der Ventilkegel 6 dauernd eine konstante Druckdifferenz an der Meßblende 18 aufrecht.

Da die Meßblende 18 immer mit einem bestimmten Differenzdruck beaufschlagt ist, kann die Entlastung für diese als Drosselkörper wirkende Meßblende entfallen. Die Sollwertgröße für den Vordruck kann durch Verändern der Vorspannung der Rückstellfeder 25 den jeweiligen Bedürfnissen entsprechend eingestehe werden, was durch entsprechende Betätigung der Gewindespindel 29 geschieht. Selbstverständlich ist es denkbar, aucii den Stellmotor 13 des Ventilkegels 6 mit einer entsprechenden Einrichtung zu versehen, die es gestattet, die Vorspannung der Sollwertfeder 17 und damit den eingestellten Sollwert zu verändern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Regelung des Druckes vor einem ·π einer Leitung angeordneten Stellventil mit einem das Stellventil betätigenden Bauteil, das auf den Vordruck und eine dem Vordruck entgegengesetzt wirkende Kraft einer Feder anspricht, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied zugleich als einstellbare Meßblende (18) für einen in dem gleichen Gehäuse angeordneten und in der Leitung liegenden, an sich bekannten Durchflußmengenregler (5, 11, 13) dient, der die Druckdifferenz an dem als Meßblende (18) dienenden Stellglied selbsttätig konstant hält

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem als Stellglied dienenden Meßblende (18) gekuppelter Stellmotor (22) ein den Sollwert vorgebendes Rückstellorgan (25) enthält und in dem dem Rückstellorgan (25) entgegengesetzten Sii^ne dauernd mit dem Vordruck beaufschlagt ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor (22) der als Stellglied dienenden Meßblende (18) ein von außen her betätigbares Beätigungsglied (29) für das Rückstellorgan (25) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der als Membran- oder Kolbenstellmotor ausgebildete Stellmotor (22) der als Stellglied dienenden Meßblende (18) auf das Ventilgehäuse (1) aufgesetzt ist und sein Kolben (21) bzw. seine Membran über einen in der Halterung (20) des Stellmotor, ausgebildeten Kanal (25) unmittelbar mit einem mit dem Vordruck beaufschlagten Raum (2) des Vc:.tilgehäuses (1) in Verbindung steht.