DE3206107A1

DE3206107A1 - Druckregelventil

Info

Publication number: DE3206107A1
Application number: DE19823206107
Authority: DE
Inventors: Edwin J. 92067 Rancho Santa Fe Calif. Hunter
Original assignee: Toro Co
Current assignee: Toro Co
Priority date: 1981-02-19
Filing date: 1982-02-19
Publication date: 1982-11-04
Also published as: FR2500186A1

Description

The Toro Company 1709 La Costa Meadows Drive San Marco, Calif. 92069, USA

Druckregelventil

Die Erfindung betrifft ein Druckregelventil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und bezieht sich insbesondere auf ein Ventil, welches den Druck regelt und/oder vermindert.

Ein Druckregler ist ein Ventil, das zur Regelung des Drucks am Auslaß in Abhängigkeit der Druckschwankungen am Einlaß verwendet wird. Druckregelventile werden ebenfalls allgemein zur Reduzierung des Druckes vom Einlaß zum Auslaß verwendet. Derartige Ventile weisen gewöhnlich eine Membran auf, die mittels einer Vorspannfeder relativ zum Ventilsitz in offener Stellung gehalten wird. Die Membran ist im stromabwärtigen Abschnitt des Ventils angeordnet und schließt das Ventil, wenn der gewünschte Auslaßdruck überschritten wurde. Der gewünschte Auslaßdruck wird mittels einer die Membran vorspannenden Feder eingestellt, die die Membran in der offenen Stellung vorspannt. Wenn die Federkraft mittels eines gesteigerten Auslaßdrucks überschritten wird, schließt die Membran den Ventilsitz.

Die bekannten Druckregler werden allgemein mittels einer dem stromabwartigen Druck ausgesetzten, flexiblen Hilfsmembran geregelt. Diese flexible Hilfsmembran ist mechanisch mit der (ersten) Membran gekoppelt, welche den Ventilsitz schließt. Die mechanische Kopplung zwischen der HiIfsmembran und der ersten Membran sorgt gewöhnlich für einen Ausgleich gegen den Einlaßdruck, wodurch die die Membran vorspannende Feder das Ventil öffnet und der stromabwärtige Druck auf der Hilfsmembran das Ventil schließt.

Die bekannten Ventile sind in verschiedener Hinsicht begrenzt. So ist die Hilfsmembran gewöhnlich eine große flexible Membran, die dem Verschleiß unterworfen ist. Weiter sind die bekannten mechanischen Anordnungen zum Ausgleich der ersten Membran gegen den Einlaßdruck mit Reibung behaftet, wodurch ihr Wirkungsgrad gering ist. Normalerweise geht ein Druckregler nicht unmittelbar von dor geschlossenen zu der vollständig offenen oder von der offenen zu der vollständig geschlossenen Stellung über, sondern bewegt sich zwischen diesen Stellungen in Abhängigkeit von den Einlaßdruckschwankungen. Entsprechend kann dieser Wirkverlust den Betrieb des gesamten Systems, in dem das Druckregelventil verwendet wird, ernsthaft beschränken.

Weiter neigt die große flexible Hilfsmembran, die zur Darstellung einer großen Fläche bei den bekannten Geräten zum Schließen der ersten Membran verwendet wird, dazu, den Ausgleich der ersten Membran schwierig zu gestalten. Die Verwendung der Hilfsmembran zum Schließen der ersten Membran, und die Verwendung der Vorspannfeder zum öffnen der ersten Membran, stellen ebenfalls eine ungünstige Auslegung dar. Es wäre von Vorteil, wenn-man auf die Hilfsmembran verzichten könnte und der Auslaßdruck an der ersten Membran direkt zum Schließen des Ventils verwendet würde.

Eine weitere Begrenzung der bekannten Geräte liegt darin, daß die erste Membran dazu neigt, sehr schnell zu öffnen und zu schließen. Dies führt wiederum zum Verschleiß der ersten Membran und des Ventilsitzes, gegen den sie sich schließt. Während ein schnelles Schließen des Ventils wünschenswert ist, wenn der Auslaßdruck über die eingestellte Grenze hinausgeht, wird ein langsames Öffnen des Ventils ebenso bevorzugt, um schnelle Druckschwankungen stromabwärts vom VoηMl so «jerimj wie möglich v.u machen.

Entsprechend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Druckregelventil der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Reibung vermindert und der Wirkungsgrad gesteigert wird.

Mit dem erfindungsgemäßen Ventil wird in vorteilhafter Weise die Größe und Masse des Ventils vermindert.

Weiter wird in vorteilhafter Weise mit dem erfindungsgemäßen Ventil der Druck gegen den Einlaßdruck genauer ausgeglichen.

Schließlich wird mit dem erfindungsgemäßen Ventil in vorteilhafter Weise das Schließen der inneren Ilembran direkt mittels des Auslaßdrucks gesteuert, wodurch die Verwendung einer Hilfsmeitibran nicht erforderlich ist.

Dabei wird in vorteilhafter Weise mit dem erfindungsgemäßen Druckregelventil das öffnen der Ilerabran gedämpft, 30

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte AusgostaH uriqon dor Erfindung ergeben sich b aus don

Die Erfindung schafft ein Druckregelventil mit einem Einlaß, einem stromabwärts vom Einlaß angeordneten Auslaß und einen zwischen dem Einlaß und dem Auslaß angeordneten Ventilsitz. Das Ventil umfaßt eine Ventilschließanordnung, die gegen den Einlaßdruck ausgeglichen ist, und sich zwischen einer offenen und einer relativ zum Ventilsitz geschlossenen Stellung nur in Abhängigkeit vom Auslaßdruck bewegt. Die Ventilschließanordnung umfaßt einen Ventilteller mit einer dem Einlaßdruck ausgesetzten stromaufwärtigen Fläche und einer dem Auslaßdruck ausgesetzten stromabwärtigen Fläche, wobei die stromabwärtige Fläche gegen den Ventilsitz in geschlossener Stellung anschlägt. Die Venti1schlioßanordnung ist in der offenen Stellung mit einer vorbestimmten Kraft vorgespannt, wodurch die stroroaufwärtige Fläche gegen den Ventilsitz anschlägt, wenn der Auslaßdruck an der stromabwärtigen Fläche eine vorbestimmte Kraft überschreitet.

Entsprechend einem Merkmal der Erfindung umfaßt der Ventilsitz eine Kammer, die mit dem Einlaß zur Begrenzung des dem Auslaß zugewandten Ventilsitzes verbunden ist, wenn die Ventileinrichtung geöffnet ist. Die Ventilschließeinrichtung umfaßt weiter eine in der Kammer angeordnete, mit dem Einlaß in Verbindung stehende Membran und einen Ventilstößel zur Verbindung des Ventiltellers und der Membran für eine einheitliche Bewegung. Die flexible Membran hat eine im allgemeinen gleich große Fläche wie der Ventilsitz, wodurch der Einlaßdruck Ausgleichskräfte an der flexiblen Membran und der stromaufwärtigen Fläche des Ventiltellers erzeugt, so daß die Ventilschließanordnung nicht auf den Einlaßdruck anspricht.

Die flexible Membran umfaßt eine kreisförmige Scheibe und eine flexible, zwischen der Scheibe und dem Ventilteller angeordnete Ringdichtung. Die Ringdichtung ist nur dem Ein-

uck au.⁽;(jc:u't7.t. Die Ringdichtung hat. oinon sehr geringen Reibungskoeffizient und gestattet daher, daß sich die kreisförmige Scheibe in dem Ventil sehr wirkungsvoll bewegt.
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Der Ventilteller umfaßt ein kreisförmiges Teil mit einem kegelstumpfförmigen, die stromaufwärtige Fläche darstellenden Abschnitt und einen gegenüberliegenden, kegeligen Abschnitt mit einem ebenen Rand, der die stromabwärtige Fläche darstellt.

Die Konstruktion der'Ventilschließanordnung ermöglicht eine hohe Ansprechbarkeit auf Änderungen des Auslaßdrucks. Hierdurch entfällt die Notwendigkeit für eine große Hilfs-V) ιικ!ΐΐι1)κτη, wie boiin Stand der Technik, die. dom Auslaßdruck zur Steuerung der ersten ^embran ausgesetzt war.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist eine stromabwärts vom Ventilteller angeordnete Dämpfereinrichtung zur Begrenzung der Kraft, mit der sich die Ventileinrichtung in die geöffnete Stellung bewegt, wenn der Auslaßdruck, geringer als die vorbestimmte Kraft ist, mit der die Ventilanordnung vorgespannt ist. Entsprechend bewegt sich die Ventilanordnung schnell in die Schließstellung und langsam in die geöffnete Stellung. Die Dämpfereinrichtung kann eine im Auslaß benachbart zur stromabwärtigen Fläche des Ventiltellers angeordnete Dämpferplatte und eine Feder zur Vorspannung der Dämpferplatte gegen die stromabwärtige Fläche umfassen. Diese Anordnung verlangsamt das Öffnen der Ventilschließanordnung und beschleunigt das Schließen.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

	Fig.	1
	Fig.	2
5	Fig.	3
	Fig.	4
	Fig.	5
10
	Fig.	6

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ein zwischen einem Sprinkler und einer Fluidquelle angeordnetes Druckregelventil; ein Querschnitt des Druckregelventils, im geöffneten Zustand;

einen Teilquerschnitt des Ventils von Fig. 2 unmittelbar nach dem Schließen des Ventils; oinon Toi Iquersclin i It: der Teile de;; Ventils von Fig. 2 nach dem Schließen in der Ruhestellung; einen Querschnitt einer zweiten Ausfuhrungsform des Ventils in der geöffneten Stellung; und einen Teilquerschnitt des Ventils von Fig. 5 in der geschlossenen Stellung.

In der Zeichnung zeigt Fig. 1 ein Druckregelventil 20, das an einem auf einem Stab 12 befestigten Sprinkler 10 oder ähnlichem angebracht ist. Das Druckregelventil 20 kann mit einem festen Einlaßkanal 2 0 versehen sein, der an einem Schlauch 18 angebracht ist, der zu einer Fluidquelle führt. Das Ventil 20 kann an dem Sprinkler 10 mittels einer Schel-Ie 16 angebracht sein, wobei das Ventil 20 mit dem Sprinkler 10 mittels einer dazwischen angeordneten Innenbohrung verbunden ist.

Die Figuren 2 bis 4 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform des Druckregelventils. Wie in Fig. 2 dargestellt, umfaßt das Ventil 20 einen Ventilkörper 30 mit einer Einlaßkammer bzw. einem Einlaßkanal 22 und einer Auslaßkammer bzw. einem Auslaßkanal 24. Der Ventilkörper 30 ist mit einer Ventilkappe 26 und einem Ventilgrundkörper 56 versehen. 30

Das Ventil 20 dient zur Regelung des Drucks im Auslaßkanal in Abhängigkeit von den Druckschwankungen im Einlaßkanal · 22. Insbesondere begrenzt das Ventil 20 den Auslaßdruck auf einen bestimmten Wert.

Der Einlaßkanal 22 steht mit dem Auslaßkanal 24 mittels eines Ventilsitzes 45 am Boden einer im allgemeinen kreisförmigen Kammer 44 in Verbindung, die mit dem Einlaßkanal 22 in Verbindung steht. Die Verbindung des Auslaßkanals 24 mit dem Einlaßkanal 22 über dem Ventilsitz 45 wird mittels einer Ventilschließanordnung 47 geregelt. Die Ventilschließanordnung umfaßt einen im allgemeinen kreisförmigen, an einem Ende eines Ventilstößels 46 angebrachten Ventilteller 48. Am anderen Ende des Ventilstößels 46 ist eine Mninbran mit einem im allgemeinen kreisförmigen mittleren Abschnitt 4 0 verbunden, der in.lt einer flexiblen ringförmigen oder umgebördelten Faltung, im folgenden als Umbördelung 41 bezeichnet, verbunden ist. Der ringförmige mittlere Abschnitt ist mittels einer im allgemeinen kreisförmigen, mit einem Flansch versehenen Scheibe 36,gelagert, die gegen den Einlaßdruck über die Membran 38 abgedichtet ist. Die Scheibe 36 wirkt als Halterung für die Membran 38 und als Sitz für die Feder 34. Die Membran ist ebenfalls an dem Ventil 20 mittels eines Halterings 42 angebracht.

Der Ventilteller 48 hat eine im allgemeinen kegelstumpfförmige stromaufwärtige Fläche 50 und eine im allgemeinen kegelförmige, stromabwärtige Fläche 52 mit einem im allgemeinen ebenen Umfangsrand 54. Wie im folgenden beschrieben, wird die stromaufwärtige Fläche 50 des Ventiltellers 48 zwischen einer geöffneten und einer geschlossenen Stellung relativ zur Fläche des Ventilsitzes 45 nur in Abhängigkeit vom Druck im Auslaßkanal 24 bewegt, der auf die stromabwärtige Fläche 52 und den Umfangsrand 54 des Ventiltellers 48 0 einwirkt.

Die Ventilschließanordnung 47 ist mittels einer Feder 34 im oberen Teil des Ventilkörpers bzw. dem Ventilgehäuse 30 zu einer Stellung vorgespannt, in der die stromaufwärtige Fläche 50 des Ventiltellers 48 von dem Ventilsitz 45 ent-

fernt ist. Die Feder 34 liegt gegen die kreisförmige, mit einem Flansch versehene Scheibe 36 an, die die Membran 38 abstützt. Die Feder 34 wird mittels einem bewegbaren Kolben 32 gegen die Scheibe 36 gedrückt. Eine durch eine Gewindebohrung 29 in der oberen Kappe 26 verlaufende Schraube 28 bewegt den Kolben 32 nach oben oder unten, um den Druck auf die kreisförmige Scheibe 36 und daher die Vorspannung der Venti.lschließanordnung 47 zu verringern bzw. zu steigern. Die Kraft, mit der die Ventilschließanordnung 47 mittels der Feder 34 vorgespannt ist, bestimmt den maximalen Druck im Auslaßkanal 24. Wenn der Druck im Auslaßkanal 24 einen bestimmten hohen Wert erreicht, überschreitet er die mittels der Feder 34 eingestellte Vorspannkraft, wodurch die stromaufwartige Fläche 50 des Ventiltellers 48 sich gegen den Ventilsitz 45 bewegt, wodurch die Verbindung zwischen dem Einlaßkanal 22 und dem Auslaßkanal 24 unterbrochen wird.

Die Ventilschließanordnung 47 ist genau und wirksam zwisehen dem Druck im Einlaßkanal 22 ausgeglichen, wodurch die Ventilschließanordnung 47 vollständig vom Einlaßdruck unabhängig ist und dadurch der Auslaßdruck an der stromabwärtigen Seite des Ventiltellers 48 die Bewegung der stromaufwärtigen Fläche 50 des Ventiltellers 48 gegen den Ventilsitz 45 steuert. In dieser Hinsicht ist die Fläche des Ventilsitzes 45 gleich der wirksamen Fläche der Membran Die wirksame Fläche der Membran 38 wird durch die halbe Summe des Durchmessers der Umbördelung 41, der innerhalb des Durchmessers des Halterings 42 liegt, und des Außen-0 durchmessers der Scheibe 36 bestimmt.

Die Verwendung der Mebran 38 hat verschiedene Vorteile. Erstens besitzt sie eine sehr geringe Reibung und hat daher einen hohen Wirkungsgrad. Zweitens macht der Wirkungsgrad eine getrennte große Hi1fsmembran, die dem stromabwär-

tigen Druck zur Steuerung des Druckregelventils ausgesetzt ist, wie dies beim Stand der Technik der Fall ist, überflüssig. Drittens wird eine sehr kompakte Bauweise und eine schnelle Ansprechbarkeit auf Änderungen des Auslaßdruckes erreicht.

Das öffnen der Ventilschließanordnung 47 wird mittels eines Dämpfers im unteren Teil des Ventils 20 erreicht. Insbesondere umfaßt der Dämpfer eine Dämpferplatte 58, die auf einer Feder 60 in einem unteren zylindrischen Raum 62 im Ventilgrundkörper 56 des Ventils 20 angeordnet ist. Die Dämpferplatte 58 hat eine mittlere Bohrung 64, in die die Kegelfläche auf der stromabwärtigen Seite 52 des Ventiltellers 48 eingreift. Entsprechend wird das öffnen der Ventilschließanordnung 47 verlangsamt, da die Dämpferplatte 58 das Wasser unter ihr verdrängen muß. Weiter wird das Schließen des Ventilsitzes 45 beschleunigt, da die Feder 60 den Auslaßdruck auf der stromabwärtigen Seite des Ventiltellers 48 beim Schließen des Ventils unterstützt. Entsprechend hat das Ventil die Eigenschaft, daß es schnell schließt und langsam öffnet. Das langsame öffnen ist wichtig, um schnelle Schwankungen im stromabwärtigen Druck zu verhindern.

Fig. 3 und 4 zeigen das Schließen des Ventils 20 von Fig. 2 in Abhängigkeit einer Steigerung des Auslaßdrucks über die Vorspannkraft der Ventilschließanordnung 47, die mittels der Feder 34 eingestellt wurde. Wie man in Fig. 3 sieht, schnappt die Ventilschließanordnung 47 nach oben, 0 wenn der Auslaßdruck über diesen Wert angestiegen ist, wodurch die stromaufwärtige Fläche 50 gegen den Ventilsitz 45 anschlägt. Die Dämpferplatte 58 muß dabei mehr Wasser als der Ventilteller 4 8 bei der Aufwärtsbewegung verdrängen, wodurch die Dämpfcrplatte 58 langsam der Aufwärtsbewegung des Ventiltellers 48 folgt. Wenn der Auslaßdruck

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nicht abnimmt, kommt die Dämpferplatte 58 möglicherweise mit der Kegelfläche auf der stromabwärtigen Fläche 52 des Ventiltellers 48 in Berührung. Die Teile des Ventils verbleiben dann in dem in Fig. 4 dargestellten Zustand, bis der Auslaßdruck auf einen Wert abnimmt, der geringer als die Vorspannkraft der Ventilschließanordnung 47 ist, worauf die Teile dann in die in Fig. 2 gezeigte Stellung zurückkehren.

Zusätzlich zu einer genaueren Regelung des Auslaßdrucks kann das Ventil 20 billiger und leichter als die bekannten Ventile hergestellt werden. Dabei kann leichtes Kunststoff material, wie zum Beispiel Nylon, für das gesamte Ventil 20 verwendet werden, wodurch es billiger und einfächer herzustellen ist. Ein Prototyp des Ventils 20 hatte ein Viertel des Gewichts vergleichbarer bekannter Ventile. Weiter gestattet die Konstruktion des Ventils 2 0 eine schnelle Erneuerung der verschiedenen Bauteile zum Ersatz oder zur Reparatur. Es soll darauf hingewiesen werden, daß, da das Ventil 20 für die Verwendung bei Sprinklerköpfen gedacht ist, es nicht vollständig die Strömung des Wassers abschließt, auch wenn der Druck ein niedriges Niveau erreicht. Entsprechend kann der Ventilteller. 48 und der Ventilsitz 45 aus Kunststoff hergestellt sein. Das Ventil 20 regelt in geeigneter Weise die Fluidströmung und den Druck, auch wenn es nicht die Fluidströmung "tropfdicht" absperrt.

Das in den Figuren 2 bis 4 dargestellte Ventil weist einen Auslaßkanal 24 auf, der ein wesentlich größeres Volumen 0 als der Ventilsitz 45 aufweist und somit als Expansionskammer wirkt. Entsprechend erreicht man eine Druckreduzierung zwischen dem Einlaßkanal 22 und dem Auslaßkanal 24 aufgrund des unterschiedlichen Volumens. Das beschriebene Ventil ist jedoch nicht notwendigerweise auf die Verwendung als Druckminderventil beschränkt, sondern kann ebenfalls als irgendein Druckregelventil verwendet werden.

Fig. 5 und 6 zeigen eine zweite Ausführungsform 100 des Druckregelventils. Dieses Druckregelventil 100 unterscheidet sich ein wenig von dem oben beschriebenen Ventil und ist für den Hausgebrauch zur Druckminderung des Wasserdrucks geeignet. Dieses Ventil muß daher vollständig die Fluidströmung absperren, wenn stromabwärts keine Abnahme erfolgt.

Das Druckregelventil 100 umfaßt einen Ventilkörper 130 mit einem Einlaßkanal 122 und einem Auslaßkanal 124 und eine untere Kappe 160. Der Einlaßkanal 122 steht mit dem Auslaßkanal 124 über einen Ventilsitz 145 in Verbindung, der durch die untere Kante einer im allgemeinen zylindrischen Kammer 144 begrenzt wird. Ein Sieb 143 filtert das von dem Einlaßkanal 122 zum Auslaßkanal 124 durch den Ventilsitz 145 strömende Fluid. Die Unterfläche der kreisförmigen Kammer 144 wird durch ein im allgemeinen kreisförmiges Teil 149 begrenzt, das mit O-Eingen 151 oder ähnlichem am Ventilkörper 130 angebracht ist.

Das öffnen und Schließen des Ventilsitzes 145 wird wieder mittels einer Ventilschließanordnung 147 geregelt. Bei dieser Ausführungsform hat die Schließanordnung 147 einen im allgemeinen ebenen Ventilteller 148, der mit dem Ventilsitz 145 über eine federnde Scheibe 150 in Verbindung steht. Vorzugsweise ist die Fläche der Scheibe 150 größer als die des Ventilsitzes 145, und der Ventilsitz 145 mit einer scharfen Kante versehen, um eine vollständige fluiddichte Absperrung zu gewährleisten, wenn sich die Ventilschließanordnung 147 in einer geschlossenen Stellung befindet.

Der Ventilteller 148 ist über einen Ventilstößel 146 mit einer Membran 138 verbunden. Die Membran hat einen im allgemeinen kreisförmigen mittleren Abschnitt 140, der mit

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einer flexiblen ringförmigen oder umgebördelteii Membran 141 verbunden ist. Der mittlere kreisförmige Abschnitt 140 ist auf einer im allgemeinen kreisförmigen, mit einem Flansch versehenen Scheibe 136 abgestützt, und ist an einem Haltering 142 angebracht.

Die Ventilschließanordnung 147 ist gegen den Einlaßdruck ausgeglichen, indem die Fläche des Ventilsitzes 145 gleich der wirksamen Fläche der Membran 138 ist, wie dies bei der oben beschriebenen Ausführungsform der Fall ist. Entsprechend spricht die Ventilschließanordnung 147 im allgemeinen nicht auf den Einlaßdruck an. Hierdurch wird das Öffnen und Schließen des Ventilsitzes 145 durch die stromaufwärtige Fläche 150 des Ventiltellers 148 durch den Auslaßdruck auf der stromabwärtigen Seite 152 des Ventiltellers 148 gesteuert. Der Auslaßdruck wird zur stromabwärtigen Seite des Ventiltellers 148 über eine öffnung 154 im Ventilkörper übertragen.

Wie bei der oben beschriebenen Aus führungs form ist die Schließanordnung 147 zu einer offenen Stellung relativ zum Ventilsitz 145 mittels einer an der Scheibe 136, die die Membran 138 abstützt, angebrachten Feder, vorgespannt. Die Feder 134 wird mittels einer Schraube 128, die durch eine Gewindebohrung 129 im Ventilkörper 130 verläuft, zusammengedrückt. Die Schraube stößt gegen einen Kolben 132, der die Feder gegen die Scheibe 136 drückt. Die gegen die Scheibe 136 von der Feder 134 ausgeübte Kraft bestimmt die Vorspannung der Ventilschließanordnung 1'47 und den maximal gestatteten Auslaßdruck, der mittels des Ventils 100 eingestellt wird. Entsprechend bewegt sich die Ventilschließanordnung, immer wenn der Auslaßdruck auf der stromabwärtigen Seite 152 des Ventilstellers 148 die Vorspannkraft der Feder 134 überschreitet, nach oben, um den Ventilsitz 145 zu schließen. Der genaue Ausgleich der Ventil-

schließanordnung 147 stellt ein schnelles Schließen des Ventilsitzes 145 sicher, wenn dies auftritt.

Das öffnen des Ventilsitzes 145 mittels der Ventilschließ^r) anordnung 147 wird mittels eines Umfangsf 1 ansches 156 auf der stromabwärtigen Seite 152 des Ventiltellers 148 gedämpft. Mit diesem Flansch muß die stromabwärtige Seite 152 sich gegen irgendein unterhalb von ihr angeordnetes Fluid in einem im allgemeinen zylindrischen Raum 158 und dem unteren Abschnitt des Ventils 100 bewegen. Hierdurch öffnet sich das Ventil langsamer als es schließt.

Beide Ausführungsformen der Druckregelventile benötigen keine dem stromabwärtigen Druck ausgesetzte Hilfsmembran zum Schließen des Ventils. Weiter sind die Ventilschließanordnungen in beiden Auaführungsformen wesentlich genauer gegen den Einlaßdruck als die bekannten Ventile ausgeglichen, und weisen eine wesentlich geringere Reibung auf.

Leerseite

Claims

The Toro Company
17 09 La Costa Meadows Drive San Marco, Calif. 9206 9, USA

Druckregelventil

Patentansprüche

/ 1 .J Druckregelventil mit einem Einlaß, einem stromabwärts vom Einlaß angeordneten Auslaß und einem, zwischen dem Einlaß und dem Auslaß angeordneten Ventilsitz, gekennzeichnet durch

- eine nicht auf den Einlaßdruck im Einlaß (22, 122) ansprechende Ventileinrichtung (46, 48; 146, 148) zur Bewegung zwischen einer offenen und einer relativ zum Ventilsitz (45, 145) geschlossenen Stellung in Abhängigkeit vom Auslaßdruck im Auslaß (24, 124) , wobei die Ventileinrichtung einen Ventilteller (48, 148) mit einer dem Einlaßdruck ausgesetzten, stromaufwärtigen Fläche (50, 150) und einer dom Auslaßdruck ausgesetzten, stromabwärtigen Fläche (52, 152) umfaßt, und die stromaufwär-Ii(Jc Kl.'irhc (')(), TiO) <|<·(|οη den Von I Π si 1-7. (4^Γι, 14S) in der geschlossenen .SLcJ I ung anschlugt., und

- eine Ventilvorspanneinrichtung (34, 134), die die Ventileinrichtung mit einer vorbestimmten Kraft in die geöffnete Stellung drückt, wodurch die stromaufwärtige Fläche (50, 150) gegen den Ventilsitz (45, 145) anschlägt, wenn der Auslaßdruck an der stromabwärtigen Fläche (52, 152) eine vorbestimmte Kraft überschreitet.
2. Druckregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Ventilsitz (45, 145) eine Kammer (44, 144) umfaßt, die mit dem Einlaß (22, 122) zur Begrenzung des dem Auslaß (24, 124) zugewandten Ventilsitzes (45, 145) verbunden ist, wenn die Ventileinrichtung geöffnet ist, und daß die Ventileinrichtung weiter eine in der Kammer (44, 144) angeordnete, mit dem Einlaß (22, 122) in Verbindung stehende Membran (38, 138) umfaßt, und einen Ventilstößel (46, 146) zur Verbindung des Ventiltellers (48, 148) und der Membran (38, 138) für eine einheitliche Bewegung aufweist, daß die flexible Membran (38, 138) eine im allgemeinen gleich große Flache wie der Ventilsitz (45, 145) aufweist, wodurch der Einlaßdruck Ausgleichskräfte an der flexiblen Membran (38, 138) und der stromaufwärtigen Fläche (50, 150) des Ventiltellers (48, 148) erzeugt, so daß die Ventileinrichtung nicht auf den liin'lnßdiuck anspricht.
3. Druckregelventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Ventileinrichtung weiter einen vom Einlaßdruck abgedichteten, an der flexiblen Membran (38, 138) und dem Ventilstößel (46, 146) angebrachten Kolben (32, 132) aufweist, und daß die Vorspanneinrichtung eine gegen den Kolben (32, 132) anschlagende Feder (34, 134), eine Einrichtung zum Andrücken der Feder (34, 134) gegen den Kolben (32, 132), um eine vorbestimmte Kraft einzustellen, und eine Einstelleinrichtung (28, 128)

zur Bewegung dor Komprcssionsoinrichtung relativ zum Kolben (32, 132) zur Veränderung der vorbestimmten Kraft umfaßt.
4. Druckregelventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (44, 144) einen im allgemeinen zylindrischen Raum im Ventil umfaßt, wobei die Seite des Raums dem Einlaß (22, 122) zugewandt ist, und wobei ein Ende des Raums den Ventilsitz (45, 145) begrenzt und dem Auslaß zugewandt ist, wenn sich das Ventil in der offenen Stellung befindet, daß die flexible Membran (38, 138) eine mit einem Flansch versehene Scheibe (36, 136) und eine zwischen der Scheibe (36, 136) und dem anderen Ende des Raums angeordnete flexible Ringdichtung (41,

141) aufweist, wodurch die Ringdichtung eine Linearbewe-· gung der Scheibe (36, 136) in dem Raum gestattet, und daß der Ventilteller (48, 148) ein kreisförmiges Teil mit einem allgemein kegelstumpfförmigen, die stromaufwärtige Fläche (50, 150) darstellenden Abschnitt und einen gegenüberliegenden, kegeligen Abschnitt mit einem ebenen Rand (54), der die stromabwärtige Fläche (52) darstellt, umfaßt.
5. Druckregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine stromabwärts vom Ven- tilteller (48, 148) angeordnete Dämpfereinrichtung zur Begrenzung der Kraft, mit der sich die Ventileinrichtung in die geöffnete Stellung bewegt, wenn der Auslaßdruck geringer als die vorbestimmte Kraft ist, vorgesehen ist, wodurch sich die Ventileinrichtung schnell in die Schließstellung und langsam in die offene Stellung bewegt.
6. Druckregelventil· nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Dämpfereinrichtung eine im Auslaß (24) benachbart zur stromabwärtigen Fläche (52) des Ventiltellers (48) angeordnete Dämpferplatte (58) und

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eine Einrichtung (60) zur federnden Vorspannung der Dämpferplatte (58) gegen die stromabwärtige Fläche (52) umfaßt, wobei die stromabwärtige Fläche (52) die Dämpferplatte (58) gegen das Fluid im Auslaß (24) bewegt, wenn sich die Ventileinrichtung in die offene Stellung bewegt, wodurch die Bewegung der Ventileinrichtung in die geöffnete Stellung verlangsamt wird, und die Vorspanneinrichtung (60) den Auslaßdruck beim Schließen der Ventileinrichtung unterstützt, wenn der Auslaßdruck die bestimmte Kraft überschreitet.
7. Druckregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Ventileinrichtung weiter eine Einrichtung zur Druckreduzierung für das vom Einlaß (2 2) durch den Ventilsitz (45) zum Auslaß strömende Fluid aufweist.
8. Druckregelventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Kammer (144) einen zy- lindrischen Raum im Ventil aufweist, daß die an einem Ende des Raums angeordnete Seite, die den Ventilsitz (145) begrenzt, dem Einlaßdruck und dem Auslaßdruck bei geöffneter Ventileinrichtung ausgesetzt ist, daß die flexible Membran (138) eine mit einem Flansch versehene Scheibe

(136) und eine zwischen der Scheiben (136) und dem anderen Ende des Raums angeordnete Ringdichtung (141) aufweist, wodurch die Ringdichtung (141) eine Linearbewegung der Scheibe (136) im Raum gestattet, und daß der Ventilteller (148) ein kreisförmiges Teil mit einer ersten, die stromauswärtige Fläche (150) darstellende cbone Fläche und mit ο Liier zweiten gegenüber! i eejenden , die i;l t omabwürti ge Fläche darstellenden ebenen Fläche (152) aufweist.
9. Druckregelventil nach Anspruch 8, dadurch g e kennzeichnet, daß die Kammer eine Einrich-

tung (143) in der Kammer zum Filtern des durch den Einlaß (122) strömenden Fluids aufweist.
10. Druckregelventil nach Anspruch 1, dadurch g e -

kennzeichnet, daß das Ventil weiter eine am Ventilteller (148) angebrachte Dämpfereinrichtung zur Begrenzung der Kraft, mit der sich das Ventil in die offene Stellung bewegt, wenn der Auslaßdruck größer als die vorbestimmte Kraft ist, aufweist, wodurch sich die Ventileinrichtung langsam in die offene Stellung bewegt.
11. Druckregelvonti1 nach Anspruch 10, dadurch g c kennzeichnet, daß ein Ri mjf lausch (156) am Ventilteller (148) vorgesehen ist, und daß ein kreisförmiger Raum (158) benachbart zum Ringflansch (156) angeordnet ist, wodurch die Bewegung der Ventileinrichtung zur offenen Stellung verlangsamt wird, da sich die Ventileinrichtung und der Ringflansch (156) gegen das Fluid im kreisförmigen Raum (158) bewegen.