DE3227116C2 - Pressure control valve for liquids - Google Patents

Pressure control valve for liquids

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DE3227116C2 DE19823227116 DE3227116A DE3227116C2 DE 3227116 C2 DE3227116 C2 DE 3227116C2 DE 19823227116 DE19823227116 DE 19823227116 DE 3227116 A DE3227116 A DE 3227116A DE 3227116 C2 DE3227116 C2 DE 3227116C2
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Strömungsregelventil für Flüssigkeiten mit einer sich entsprechend der Änderung des Druckes bewegbaren Membrane, einem Absperrglied, das den durch den Durchlaßkanal erfolgenden Ablauf regelt, einem Verbindungselement, das die Zusammenarbeit der Membrane und des Absperrgliedes sichert, sowie mit einer entgegen deren gemeinsame Bewegung wirkenden Reglerfeder. Um bei einem derartigen Ventil bei kleinen Abmessungen eine hohe Empfindlichkeit und eine kontinuierliche Regelmöglichkeit zu erzielen und zu erreichen, daß das Ventil auch bei einer wesentlichen Änderung des Druckbereiches über eine zuverlässige Kennlinie verfügt, wird vorgeschlagen, daß das Verbindungselement als Gehäuse (12) der Spannfeder ausgebildet ist, zu deren Führung ein zentral angeordneter Federschaft (14) dient.The invention relates to a flow control valve for liquids with a diaphragm which can be moved in accordance with the change in pressure, a shut-off element that regulates the flow through the passage, a connecting element that ensures the cooperation of the membrane and the shut-off element, and a movement that opposes them acting regulator spring. In order to achieve a high sensitivity and a continuous control possibility with such a valve with small dimensions and to achieve that the valve has a reliable characteristic curve even with a substantial change in the pressure range, it is proposed that the connecting element be the housing (12) of the tension spring is formed, for the guidance of which a centrally arranged spring shaft (14) is used.

Description

3030th

Die Erfindung bezieht sich auf ein Druckregelyentil für Flüssigkeiten, mit eintr sich entsprechend der Änderung des Druckes bewegbaren Membrane, einem Absperrglied, das den durch den Du. :hlaßkanal erfolgenden Ablauf regelt, einem Verbindungselement, das die Zusammenarbeit der Membrane und des Absperrgliedes sichert, sowie mit einer entgegen deren gemeinsame Bewegung wirkenden Reglerfeder.The invention relates to a pressure regulating valve for liquids, with an entry corresponding to the change the pressure movable membrane, a shut-off element, that through the you. : hlaßkanal taking place out regulates, a connecting element that the Collaboration of the membrane and the shut-off element ensures, as well as with one against their common Movement acting regulator spring.

Bei einer Reihe von Einsatzmöglichkeiten für derartige Ventile, besteht die Forderung nach einer auch im Falle von durch grobe Körnerungen verunreinigten Flüssigkeiten in einem großen Druckbereich erfolgenden Regelung. Ferner besteht die Forderung nach einer mittels eines mit geringem Energiepegel zu betätigenden, ferngesteuerten Hahnes bzw. Ventils erfolgenden Prozeßregelung. Als Beispiel können Spritzbrühensysteme von Pflanzenschutzmaschinen genannt werden, deren durch strenge Forderungen festgelegte Parameter betriebssichere und außerordentliche empfindliche jo Druckregelvorrichtungen erfordern.In the case of a number of possible uses for such valves, there is also a requirement for an im The case of liquids contaminated by coarse grains takes place in a wide pressure range Regulation. Furthermore, there is a requirement for a device that can be operated with a low energy level, remote-controlled faucet or valve taking place process control. An example can be spray liquid systems of plant protection machines, the parameters of which are determined by strict requirements require reliable and extremely sensitive pressure regulating devices.

Die zur Erfüllung dieser Aufgaben bisher verwendeten direkt betätigten Regelventile verändern die Drosselung des Durchlaßkanals in Abhängigkeit von den Druckschwankungen und regeln dadurch den die Menge der ausgespritzten Spritzbrühe bestimmenden Druck. Die Bewegung des Absperrelementes des Durchlaßkanals erfolgt gegen eine vorgespannte Feder. Im Verlaufe der Bewegung ist eine Konstanthaltung der Federkraft wünschenswert, da nur eine entsprechende eo Kennlinie der Feder die gleichmäßige Regelung gewährleistet. Durch Erhöhung der Federlänge kann die gewünschte Genauigkeit erreicht werden, jedoch hat dies konstruktionsmäßig unvorteilhafte Abmessungsverhältnisse zur Folge. Im Falle von in einem hohen Druckbereich regelnden Ventilen wird deshalb eine Reihenschaltung mehrerer Federn bzw ein Wechseln der Federn erforderlich.The directly operated control valves previously used to perform these tasks change the throttling of the passage channel depending on the pressure fluctuations and thereby regulate the amount the pressure that determines the spray liquid that is sprayed out. The movement of the shut-off element of the Passage channel takes place against a pretensioned spring. In the course of the movement, the is kept constant Spring force desirable, since only a corresponding eo characteristic curve of the spring ensures uniform regulation. The desired accuracy can be achieved by increasing the spring length, but has this results in dimensional relationships which are disadvantageous in terms of construction. In the case of in a high Valves regulating the pressure range are therefore a series connection of several springs or alternation of the springs required.

Als Beispiel sei das mit einem Wählschalter gemäß der DE-PS 15 50 164 gekennzeichnete Druckregel ventil erwähnt, bei dem die Erfassung des Betriebsbereiches durch wahlgemäße Betätigung von zwei Federn erfolgt.As an example, the pressure control valve marked with a selector switch according to DE-PS 15 50 164 mentioned, in which the detection of the operating range takes place through optional actuation of two springs.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein universell einsetzbares Druckregeiventil zu schaffen, das sich ohne funktionell Nachteile in relativ kleinen Abmessungen herstellen läßt.The object of the present invention is to create a universally usable pressure regulating valve which can be produced in relatively small dimensions without any functional disadvantages.

Diese Aufgabe wirderfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Verbindungselement als Gehäuse der Reglerfeder ausgebildet ist, zu deren Führung ein zentral angeordneter Federschaft dient.According to the invention, this object is achieved by that the connecting element is designed as a housing of the regulator spring, for its guidance a centrally arranged Spring shaft serves.

_ Das Wesentliche der Erfindung besteht darin, daß die Änderung der Drosselung des Durchlaßkanals mit Hilfe eines differenzierten Membranmechanismus auf einem verminderten Energieniveau erfolgt und daß die sich unter Reibung bewegenden Bauteile des Regelventils mit dem Regelmedium nicht in Berührung kommen. Demzufolge kann ein genaues Ansprechen auf die Änderungen des auf die Membrane wirkenden Druckes erreicht werden._ The essence of the invention is that the change in the throttling of the passage channel with the help a differentiated membrane mechanism takes place at a reduced energy level and that the Components of the control valve that move under friction do not come into contact with the process medium. As a result, an accurate response to changes in the pressure acting on the diaphragm can be achieved.

Das Druckregelventil gewährleistet im Falle des Einsatzes bei Spritzsprühsystemen eine gleichmäßige Verteilung der Spritzsbrühe.The pressure control valve ensures in case of use In spray spray systems, an even distribution of the spray liquid.

Das Druckregelventil stellt ein Ventil dar, bei dem die unter Einwirkung der Druckänderung sich bewegende Membrane und &*-> Absperrglied des Durchlaßkanals durch ein Federgehäuse miteinander verbunden sind. Diese Verbindung gewährleistet eine Zusammenarbeit bei einer Verschiebung auf dem zentral angeordneten Federschaft. Die bei einer Änderung des Druckes zustandekommende gemeinsame Bewegung kann mittels einer mit regelbarer Vorspannung ausgeführten Feder beeinflußt werden. Die obere Grenze des durch den Flüssigkeitsstrom ausgeübten Druckes ist von dem Ausmaß der Federkraft abhängig. Die Änderung des Regelbereiches kann erfolgen:The pressure control valve is a valve in which the pressure change under the influence of the moving membranes and & * -> shut-off member of said passageway are connected to each other by a spring housing. This connection ensures cooperation in the event of a displacement on the centrally arranged spring shaft. The joint movement that occurs when there is a change in pressure can be influenced by means of a spring designed with an adjustable preload. The upper limit of the pressure exerted by the liquid flow depends on the extent of the spring force. The control range can be changed:

— mechanisch, durch von Hand erfolgendes Verdrehen des Federschaftes, bzw. mittels eines ferngesteuerten Elektromotors;- mechanically, by turning the spring shaft by hand, or by means of a remote-controlled one Electric motor;

— pneumatisch, durch Änderung des im Raum oberhalb der Membrane herrschenden Druckes.- pneumatically, by changing the pressure in the space above the membrane.

Der niedrige Energiebedarf der Regelung ermöglicht bei den automatisierten Varianten der Steuerung den Einsatz der vorteilhaft verwendbaren Elektromotoren geringer Leistung.The low energy requirement of the control allows for the automated variants of the control Use of the advantageously usable low-power electric motors.

Besonders vorteilhaft ist der Umstand, daß sich das Ventil ohne jeden Umbau zu einer elektrischen bzw. pneumatischen Betätigung verwenden läßt.Particularly advantageous is the fact that the valve can be converted into an electrical or electrical system without any modification. pneumatic actuation can be used.

Im folgenden ist zur weiteren Erläuterung und zum besseren Verständnis ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. For further explanation and better understanding, an embodiment of the invention is shown below described in more detail with reference to the drawings.

Fi g. 1 zeigt eine Seitenansicht des Ventils, wobei das Ventil aus dem mittleren Gehäuse 6, einem Decke! 3, und einem Durchlaßstück 7 besteht, die durch Schrauben 5 miteinander verbunden werden. Die Lage des aus dem Deckel 3 hervorstehenden Federschaftes 1 wird durch eine Feststellmutter 2 gesichert.Fi g. 1 shows a side view of the valve, the Valve from the middle housing 6, a ceiling! 3, and a passage piece 7 is made by screws 5 are connected to each other. The position of the spring shaft 1 protruding from the cover 3 becomes secured by a locking nut 2.

F i g. 2 zeigt eine Draufsicht des Ventils gemäß Fig. 1, mit einer Anschlußbohrung 4 für eine Pneumatikleitung.F i g. 2 shows a top view of the valve according to FIG. 1, with a connection hole 4 for a pneumatic line.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt des Regelventils in einem im Vergleich zu den vorhergehenden Figure;] größeren Maßstab.Fig. 3 shows a section of the control valve in a compared to the previous figure;] larger Scale.

Im mittleren Gehäuse 6 sind zwei einander kreuzende Kanäle ausgebildet, von denen der eine einen freienIn the middle housing 6 two intersecting channels are formed, one of which is a free one

Durchfluß sichert, der andere der sogenannte Durchlaßkanal ist, der einerseits durch das auf dem FedergehäuseThe other is the so-called passage channel, which is on the one hand through the on the spring housing

12 befindliche Sperrglied 9 und andererseits über die Membrane Jl abgeschlossen ist Der äußere Rand der Membrane 11 wird durch den Deckel 3 an das Mittelteil 6 gepreßt, während der innere Rand der Membrane durch den Gewindedeckel 10 des Federgehäuses 12 festgeklemmt wird.12 located locking member 9 and on the other hand is completed via the membrane Jl The outer edge of the The membrane 11 is attached to the middle part through the cover 3 6 pressed, while the inner edge of the membrane through the threaded cover 10 of the spring housing 12 is clamped.

In dem mit einem Gewinde versehenen Deckel 10 des Federgehäuses ist eine zentral angeordnete Paßbohrung vorgesehen, die die Führung auf dem Federschaft 14 sicherstellt. Das Gewindeende des Federschaftes 14 tritt durch den Deckel hindurch und ist an seinem Ende abgeplattet. An dem Federschaft 14 ist ein als Anschlag dienender Bund vorgesehen, der die Bewegung des mit Gewinde versehenen Deckels 10 abgrenzt, wobei der Fußteil auf der Mantelfläche das Federgehäuse gegen die auftretenden seitlichen Kräfte abstützt.In the threaded cover 10 of the spring housing is a centrally arranged fitting bore provided, which ensures the guidance on the spring shaft 14. The threaded end of the spring shaft 14 passes through the lid and is flattened at its end. On the spring shaft 14 is a stop Serving collar provided which delimits the movement of the threaded lid 10, the The foot part on the lateral surface supports the spring housing against the lateral forces that occur.

Die Reglerfeder 13 ist zwischen dem Gewindedeckel 10 und dem Fußteil des Gewindeschaftes 14 in vorgespanntem Zustand angeordnet. Zwischen dem mittleren Teil 6 und dem Durchlaßstück 7 stellt ein entsprechend profilierter Ventilsitz 8 die Abdichtung sicher.The regulator spring 13 is between the threaded cover 10 and the foot part of the threaded shaft 14 arranged in a pretensioned state. Between the middle one Part 6 and the passage piece 7 ensures a correspondingly profiled valve seat 8 the seal.

Die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Ventils beruht darauf, daß der auf das Absperrglied 9 wirkende Flüssigkeitsdruck, der das Abheben vom Ventilsitz 8 herbeiführt, im Gleichgewicht mit den Kräften der dagegen wirkenden Membrane 11 und der Regelfeder 13 ist.The operation of the valve according to the invention is based on the fact that the valve acting on the shut-off element 9 Liquid pressure that causes the lifting from the valve seat 8, in equilibrium with the forces of the opposite acting membrane 11 and the control spring 13 is.

Der Gleichgewichtszustand tritt in Abhängigkeit von der Vorspannung der Feder 13 bei veränderlichen Druckwerten ein.The state of equilibrium occurs as a function of the bias of the spring 13 when changing Pressure values.

Aus den Flächenverhältnissen zwischen der Membrane 11 und dem Absperrg.lied 9 resultierend tritt zufolge des Flüssigkeitsdruckes eine geringfügige Kraftwirkung in Öffnungsrichtung auf, die durch die Vorspannung der Reglerfeder 13 ausgeglichen wird. Bei Anstieg des Druckes drückt das mit der Membrane 11 und dem Absperrglied 9 zusammen sich verschiebende Federgehäuse 12 über seinen Gewindedeckel 10 die ReglerfederResulting from the area relationships between the membrane 11 and the shut-off member 9 occurs according to of the liquid pressure a slight force in the opening direction, which is caused by the bias of the Regulator spring 13 is balanced. When the pressure rises, this pushes with the membrane 11 and the Shut-off member 9 together sliding spring housing 12 via its threaded cover 10, the regulator spring

13 zusammen. Beim Abheben des Absperrgliedes 9 vermindert sich die Drosselung des Durchlaßkanals und die durch diesen strömende Flüssigkeitsmenge steigt an, demzufolge sich der Druckwert in Richtung des freien Durchflusses auf den eingestellten Wert wieder einstellt.13 together. When the shut-off member 9 is lifted, the throttling of the passage channel and the by this flowing amount of liquid increases, consequently the pressure value in the direction of the free Adjusts the flow rate to the set value again.

Die Einstellung des Betriebsdruckes kann durch Verdrehen des Federschaftes 14, was eine Änderung der Vorspannung der Reglerfeder 13 bewirkt oder auf mittelbare Weise durch die Erzeugung eines entgegen der Membrankraft wirkenden Gasdruckes bzw. durch gleichzeitige Anwendung beider Möglichkeiten erfolgen. Die pneumatische Steuerung setzt den durch die Federkraft bestimmten maximalen Druckwert auf den gewünschten niedrigen Wert herab. Das Ventil verfügt dadurch in seiner vorgenannten Variante über einen zweifachen Sicherheitsgrad. Der Gleichgewichtszustand des Regelventils ist von der Lage des Absperrgüedes 9 weitgehend unabhängig, da innerhalb des Bewegungsbereiches der Anstieg der Federkraft vernachlässigt werden kann, weshalb der Gleichgewichtszustand to einen weitgehend stabilen Druckwert bedeutet.The operating pressure can be set by turning the spring shaft 14, which changes the preload of the regulator spring 13, or indirectly by generating a gas pressure acting against the diaphragm force or by using both options at the same time. The pneumatic control reduces the maximum pressure value determined by the spring force to the desired low value. As a result, the valve in its aforementioned variant has a twofold degree of security. The state of equilibrium of the control valve is largely independent of the position of the shut-off element 9, since the increase in the spring force can be neglected within the range of motion, which is why the state of equilibrium to means a largely stable pressure value.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Druckregelventi! für Flüssigkeiten, mit einer sich entsprechend der Änderung des Druckes bewegbaren Membrane, einem Absperrglied, das den durch den Durchlaßkanal erfolgenden Ablauf regelt, einem Verbindungselement, das die Zusammenarbeit der Membrane und des Absperrgliedes sichert, sowie mit einer entgegen deren gemeinsame Bewegung wirkenden Reglerfeder, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement als Gehäuse (12) der Reglerfeder (13) ausgebildet ist, zu deren Führung ein zentral angeordneter Federschaft (14) dient.1. Pressure regulating valve! for liquids, with a according to the change in pressure movable membrane, a shut-off element that the through the passage regulates the flow, a connecting element that the cooperation secures the membrane and the shut-off member, as well as with a common movement against them acting regulator spring, characterized in that the connecting element is designed as a housing (12) of the regulator spring (13), a centrally arranged spring shaft (14) is used to guide them. 2. Druckregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zentral angeordnete Federschaft (14) an den Deckel (3) mittels eines Gewindes angeschlossen ist und daß durch sein Verdrehen die Vorspannung der Reglerfeder (13) veränderbar ist.2. Pressure control valve according to claim 1, characterized in that the centrally arranged spring shaft (14) is connected to the cover (3) by means of a thread and that by twisting the The bias of the regulator spring (13) can be changed. 3. Dmckregelventi! nach Anspruch ! und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Membrane (11) und dem Deckel (3) ein geschlossener Raum ausgebildet ist, dessen Verbindung mit einem Oberdruckraum die Verminderung der gegen die Reglerfeder wirkenden Membrankraft, d. h. die pneumatische Regelung des Druckes ermöglicht3. Pressure control valve! according to claim! and 2, thereby characterized in that a closed space between the membrane (11) and the cover (3) is formed, the connection of which with an overpressure chamber reduces the pressure against the regulator spring acting membrane force, d. H. enables the pneumatic control of the pressure
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