DE37193C

DE37193C - Pressure reducing valve with indirect slide control

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Publication number: DE37193C
Application number: DENDAT37193D
Authority: DE
Original assignee: THE MASON REGULATOR COMPANY in Boston, Massach., V. St. A
Anticipated expiration: 1906-01-12

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMTPATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 47: Maschinenelemente.CLASS 47: Machine elements.

(Massachusetts, V. S. A.).(Massachusetts, V.S.A.).

Patentirt im Deutschen Reiche vom 12. Januar 1886 ab.Patented in the German Empire on January 12, 1886.

Bei den bis jetzt bekannten Druckregulatoren wird das Hauptventil oder ein anderer, von demselben abhängiger, beweglicher Theil gewöhnlich durch den Unterschied zweier beinahe gleich grofsen Druckkräfte in Thätigkeit gesetzt, weshalb solche Regulatoren langsam und unsicher in ihrer Wirkung sind. Dagegen bleibt bei dem dargestellten Druckregulator das Hauptventil oder ein von demselben abhängiger Theil in der nämlichen Stellung, bis der Druck in der Niederdruckleitung eine gewisse vorgeschriebene Höhe erreicht hat, worauf das Hauptventil durch Druck der Hochdruckleitung schnell in die andere Stellung bewegt wird, und dieser Druck ist stark genug, die durch Reibung und andere Ursachen erzeugten Widerstände zu überwinden. Sobald der Druck in der Niederdruckleitung wieder unter jene Höhe gesunken ist, wird das Hauptventil schnell in die frühere Stellung bewegt. . Der Druckregulator besteht im wesentlichen aus zwei Theilen, erstens^dem aus zwei Kolben JL3-L, von verschiedener Gröfse zusammengesetzten Kolbeiisihieber, welcher mit dem zu bewegenden Schieber, der Drosselklappe u. s. w. verbünden sein kann, und dessen Stellung durch die Stellung eines Steuerventils bedingt ist, und zweitens dem Steuerventil g, dessen Stellung durch den Druck eineF"~Feder h oder eines Gewichtes h¹ bedingt ist. Wächst der Druck in der Niederdruckleitung bis zu einer gewissen Höhe, so wird das Steuerventil g entgegen der Spannung der Feder h oder dem Druck des Gewichtes h¹ geöffnet, der Druck der Hochdruckleitung auf den grofsen Kolben a^l geleitet und dadurch das Regulirventil rasch geschlossen. Wenn dann der Druck in der Niederdruckleitung wieder abnimmt und unter eine gewisse Grenze sinkt, so schliefst die Feder oder das Gewicht das Steuerventil g, und die Verbindung des grofsen Kolbens a¹ mit der Hochdruckleitung wird abgesperrt. Das Regulirventil öffnet sich infolge dessen, indem der Kolbenschieber dem einseitigen Druck auf den kleinen Kolben nachgiebt.In the previously known pressure regulators, the main valve, or some other movable part dependent on it, is usually set into action by the difference between two almost equally large pressure forces, which is why such regulators are slow and uncertain in their action. On the other hand, in the pressure regulator shown, the main valve or a part dependent on it remains in the same position until the pressure in the low-pressure line has reached a certain prescribed level, whereupon the main valve is quickly moved into the other position by pressure from the high-pressure line, and this pressure is strong enough to overcome the resistance created by friction and other causes. As soon as the pressure in the low-pressure line has fallen below that level again, the main valve is quickly moved to the previous position. . The pressure regulator consists essentially of two parts, firstly the piston valve composed of two pistons JL3-L, of different sizes, which can be connected to the slide to be moved, the throttle valve, etc., and whose position is determined by the position of a control valve. and secondly, the control valve g, the position of which is determined by the pressure of a spring h or a weight h ^1. If the pressure in the low-pressure line increases to a certain level, the control valve g becomes against the tension of the spring h or the pressure of the weight h ^{1 is} opened, the pressure of the high pressure line is directed to the large piston a ¹ and thereby the regulating valve is quickly closed. When the pressure in the low pressure line then decreases again and falls below a certain limit, the spring or the weight closes the control valve g , and the connection of the large piston a ¹ with the high-pressure line is shut off, and the regulating valve opens as a result the fact that the piston valve gives way to the one-sided pressure on the small piston.

Die Figuren stellen verschiedene Abänderungen in der Bauart für verschiedene Anwendungen dar. Fig. 1 ist ein senkrechter Schnitt durch einen für ein Pumpwerk passenden Druckregulator, bei welchem der Zuflufs der treibenden Flüssigkeit zu der Maschine durch den Kolbenschieber selbst geregelt wird. Fig. 2 zeigt einen Druckregulator im senkrechten Schnitt, welcher sowohl den Druck in der Zuleitung, als auch unabhängig von diesem den Druck in der Ableitung regelt. In Fig. 3 ist die Verbindung eines Druckregulators mit einer Drosselklappe zum Zweck der Regulirung des Luftzuges einer Dampfkesselfeuerung durch die veränderliche Dampfspannung dargestellt. Der in Fig. 4 dargestellte Druckregulator ist für eine Dampfpumpe geeignet; der Kolbenschieber α a^x wird durch die von der Pumpe geförderte Flüssigkeit bewegt und ist mit einem den Zutritt des Dampfes oder einer anderen treibenden Flüssigkeit zu der Pumpe regulirenden Schieber c⁸ verbunden. Fig. 5 zeigt die Vorrichtung der Fig. 4 im Aufrifs und theilweise imThe figures show different modifications in design for different applications. Fig. 1 is a vertical section through a pressure regulator suitable for a pumping station, in which the inflow of the driving liquid to the machine is regulated by the piston valve itself. 2 shows a pressure regulator in vertical section, which regulates both the pressure in the supply line and, independently of this, the pressure in the discharge line. In Fig. 3 the connection of a pressure regulator with a throttle valve for the purpose of regulating the draft of a steam boiler by the variable steam tension is shown. The pressure regulator shown in Fig. 4 is suitable for a steam pump; the piston slide α a ^x is moved by the liquid conveyed by the pump and is connected to a slide c ⁸ which regulates the entry of steam or another driving liquid to the pump. Fig. 5 shows the device of Fig. 4 in elevation and partly in

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senkrechten Schnitt mit einer zur Ebene der Fig. 4 rechtwinklig gelegten Ebene. Fig. 6 ist ein Querschnitt nach der Linie x-x der Fig. 4.perpendicular section with a plane placed at right angles to the plane of FIG. FIG. 6 is a cross section along the line xx in FIG. 4.

Die Fläche des Kolbens α beträgt etwa die Hälfte der Fläche des Kolbens a^l. Der Kolben α bewegt sich im Cylinder b, der Kolben a¹ im Cylinder b^l. Der kleine Kolben α ist ununterbrochen dem Hochdruck der Flüssigkeit ausgesetzt, während der Cylinder b^l durch einen Kanal e mit der Hochdruckseite verbunden werden kann. Diese Verbindung wird durch das Steuerventil g beherrscht, welches in der Kammer g² mit einem Kolben oder einer biegsamen Platte g^l in Verbindung steht und durch eine Feder h oder ein Gewicht /z¹ belastet ist, dessen Druck auf Schlufs des Ventils wirkt, während die Oeffnung desselben mittelst der durch den Kanal ζ in die Kammerg·² einströmenden Nieder3ftrck flüssigkeit bewirkt wird. Wenn der DTu"clT"3Teser Flüssigkeit nicht genügt, den Druck der Feder oder des Gewichtes zu überwinden, so bleibt g geschlossen, Fig. i, 3 und 4, so dafs die Hochdruckflüssigkeit nicht auf den grofsen Kolben a^l, sondern nur auf den kleinen Kolben α drückt. Mithin bewegt sich dann der Kolbenschieber α α^λ in der Richtung von dem kleinen nach dem grofsen Kolben hin und öffnet den Durchflufs. Sobald aber die Spannung der Niederdruckflüssigkeit hinreichend grofs geworden ist, um den Druck der Feder des Steuerventils g überwinden zu können, öffnet sich letzteres, und der Hochdruck wirkt nun auch auf den grofsen Kolben λ¹, worauf der Ueberdruck den Kolbenschieber α α¹ in der Richtung von dem grofsen nach dem kleinen Kolben hintreibt und den Durchflufs schliefst.The area of the piston α is approximately half the area of the piston a ^l . The piston α moves in the cylinder b, the piston a ¹ in the cylinder b ^l . The small piston α is continuously exposed to the high pressure of the liquid, while the cylinder b ^l can be connected to the high pressure side through a channel e. This connection is dominated by the control valve g , which is in the chamber g ² with a piston or a flexible plate g ^l in connection and is loaded by a spring h or a weight / z ¹ , the pressure of which acts on the closing of the valve while the opening of the same is effected by means of the low-pressure liquid flowing ^{into the chamber g · 2 through the channel ζ.} If the DTu "clT" 3Ts liquid is insufficient to overcome the pressure of the spring or the weight, then g remains closed, Fig. 1, 3 and 4, so that the high pressure liquid does not hit the large piston a ¹ , but only on the pushes small piston α. As a result, the piston slide α α ^λ then moves in the direction from the small to the larger piston and opens the flow. But as soon as the tension of the low-pressure fluid has become sufficiently high to be able to overcome the pressure of the spring of the control valve g , the latter opens, and the high pressure now also acts on the large piston λ ¹ , whereupon the excess pressure pushes the piston valve α α ¹ in the In the direction from the large piston to the small piston and closes the flow.

Nach Fig. 1 und 2 bildet der kleine Kolben a selbst das Regulirventil mit dem Sitz c im Ventilgehäuse c¹ mit den Ein- und Ausströmungsöffnungen c¹ und c³, welche durch die Wand c⁴ getrennt sind. Nach Fig. 3 bewegt der Kolbenschieber a a¹ die Drosselklappe c⁷ im Feuerungskanal C eines Dampfkessels, und zwar mittelst des Hebels c⁶ und der Stange c⁵. Die Einströmung der regulirenden Flüssigkeit, nämlich des Kesseldampfes, erfolgt durch den Kanal d in den Cylinder b des Kolbenschiebers und durch die Kanäle e i in den Raum g², so dafs der Dampf, wenn seine Spannung bis zu einem gewissen Grade gewachsen ist, das Steuerventil öffnet und durch Herabbewegung des Kolbenschiebers den Zug der Feuerung durch das Rohr C hemmt.According to FIGS. 1 and 2, the small piston a itself forms the regulating valve with the seat c in the valve housing c ¹ with the inflow and outflow openings c ¹ and c ³ , which are separated by the wall c ⁴ . According to FIG. 3, the piston valve aa ¹ moves the throttle valve c ⁷ in the combustion duct C of a steam boiler, specifically by means of the lever c ⁶ and the rod c ⁵ . The inflow of the regulirenden liquid, namely boiler steam takes place, through the passage d in the cylinder b of the spool valve and through the channels ei in the space g ^2; so that the vapor, if its voltage is increased to a certain degree, the control valve opens and by moving the piston valve downwards, the train of the furnace through the pipe C is inhibited.

Bei der Anordnung nach Fig. 4 des für eine Dampfpumpe geeigneten Regulators ist der Kolbenschieber α α¹ durch die Stange c⁵ mit dem Schieber c⁸ verbunden, welcher durch seine Bewegung in dem geschlitzten Rohr c⁹ die Verbindung zwischen der Ein- und Ausströmung c² und c³ regelt oder ganz absperrt, wenn der Kolbenschieber seine höchste Stellung erreicht hat. Die Zuleitung der durch die Pumpe geförderten Flüssigkeit zu dem kleinen Kolben α geschieht durch den Kanal d^l, welcher mit dem Druckrohr der Dampfpumpe verbunden ist; die Geschwindigkeit des das Gehäuse c^l durchströmenden Dampfes wird durch den Schieber c⁸ geregelt. Auch kann der Kanal d¹ irgend eine andere Flüssigkeit aufnehmen, deren veränderlicher Druck auf die Vorrichtung wirken soll.In the arrangement according to FIG. 4 of the regulator suitable for a steam pump, the piston slide α α ^{1 is} connected by the rod c ⁵ to the slide c ⁸ , which, through its movement in the slotted tube c ^{9, establishes} the connection between the inflow and outflow c ² and c ³ regulates or shuts off completely when the piston valve has reached its highest position. The liquid conveyed by the pump is fed to the small piston α through the channel d ^l , which is connected to the pressure pipe of the steam pump; the speed of the steam flowing through the housing c ^l is regulated by the slide c ⁸ . The channel d ¹ can also accommodate any other liquid, the variable pressure of which is intended to act on the device.

Bei den in Fig. 1 und 2 dargestellten Druckregulatoren steht der Kanal e des Steuerventils mit der Einströmung c² der Druckleitung,, bei dem Regulator Fig. 3 dagegen mit der Einströmung f des Kanals d in Verbindung, welcher den Dampf oder die Flüssigkeit, deren Druck geregelt werden soll, unter den kleinen Kolben leitet.In the illustrated in Fig. 1 and 2, pressure regulators of the channel E of the control valve with the inflow ² 3 is c the pressure pipe ,, for the regulator Fig., However, with the inflow f of the channel d in connection which the vapor or the liquid whose Pressure to be regulated is directed under the small piston.

Bei dem Regulator Fig. 4 für Dampfpumpen verbindet der Kanal e die Cylinder b b¹ des Kolbenschiebers α α¹ an ihren entgegengesetzten Enden, wie aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich ist.In the regulator Fig. 4 for steam pumps, the channel e connects the cylinder bb ^{1 of} the piston valve α α ¹ at their opposite ends, as can be seen from FIGS.

Bei den Regulatoren Fig. 1, 2 und 3 ist die Kammerg·² des Steuerventils getrennt von dem Cylinder b^l des grofsen Kolbens, während bei dem Regulator nach Fig. 4, 5 und 6 für Dampfpumpen diese Kammer nur eine Verlängerung des Cylinders b bildet.In the regulators Fig. 1, 2 and 3, the chamber g · ^{2 of} the control valve is separated from the cylinder b ^{1 of} the large piston, while in the regulator according to Figs. 4, 5 and 6 for steam pumps this chamber forms only an extension of the cylinder b .

In Fig. ι, 2 und 3 führt ein Kanal m aus dem Cylinder b^l nach der Stange des Ventils g und ein anderer Kanal m¹ nach der Ausströmung wz². Sobald das Steuerventil g geschlossen ist, steht der Cylinder Z?¹ durch die Kanäle 'mm¹ mit der Ausströmung in Verbindung, Fig. ι und 3, so dafs die in diesem Cylinder enthaltene Flüssigkeit entweichen kann, wenn der Regulator offen oder der Kolbenschieber gehoben ist. Ist dagegen das Nebenventil g geöffnet, Fig. 2, so ist die Verbindung zwischen den Kanälen nt und m^l durch die genannte Ventilstange abgesperrt.In Fig. 1, 2 and 3, a channel m leads from the cylinder b ^l to the rod of the valve g and another channel m ¹ to the outflow wz ² . As soon as the control valve g is closed, the cylinder Z? ¹ through the channels ' mm ¹ with the outflow in connection, Fig. Ι and 3, so that the liquid contained in this cylinder can escape when the regulator is open or the piston valve is raised. If, on the other hand, the secondary valve g is open, FIG. 2, the connection between the channels nt and m ^l is blocked by the valve rod mentioned.

Bei dem Regulator Fig. 1 wird das Steuerventil g durch eine bei i in die Kammer g² einströmende Flüssigkeit bewegt, welche verschieden ist von der auf den Kolbenschieber wirkenden. Bei den Druckregulatoren Fig. 2, 3 und 4 dagegen ist es die auf den kleinen Kolben des Kolbenschiebers drückende Flüssigkeit, welche durch den Kanal i auch die Hebung des Steuerventils g entgegen dem Druck der Feder h oder des Gewichts h^l bewirkt.In the regulator of FIG. 1, the control valve g is moved by a liquid flowing into the chamber g ² at i , which is different from that acting on the piston valve. In the pressure regulators Fig. 2, 3 and 4, on the other hand, it is the liquid pressing on the small piston of the piston slide which, through the channel i, also causes the control valve g to lift against the pressure of the spring h or the weight h ^l.

Nach Fig. 3 steht der Einströmungskanal i zur Kammer g^z mit dem Kanal e und der Einströmung/ in Verbindung, welche den Cylinder b¹ sowohl wie auch den Cylinder b mit Dampf versieht.According to FIG. 3, the inflow channel i to the chamber g ^{z is} connected to the channel e and the inflow / which supplies the cylinder b ¹ as well as the cylinder b with steam.

Bei dem Regulator Fig. 4 besteht das Steuerventil aus einer Büchse g^l, welche je nach ihrer Stellung die ringförmige Nuth e^l auf dem inneren Umfang des verlängerten Cylinders b^l In the regulator Fig. 4, the control valve consists of a sleeve g ^l which, depending on its position, the annular groove e ^l on the inner circumference of the elongated cylinder b ^l

deckt oder freiläfst. In letzterem Falle ist die Verbindung des Kanals e¹ mit dem Kanal d¹ offen, und der Kolbenschieber wird dadurch in der Stellung Fig. 5 gehalten, sobald die Spannung des Dampfes eine gewisse Stärke erreicht hat. Anderenfalls ist die Nuth e¹ von dem Kanal e abgesperrt und der Kolbenschieber bleibt in der Stellung Fig. 4.covers or leaves free. In the latter case, the connection of the channel e ¹ with the channel d ^{1 is} open, and the piston valve is thereby held in the position of FIG. 5 as soon as the tension of the steam has reached a certain strength. Otherwise, the groove e ^{1 is} shut off from the channel e and the piston slide remains in the position in FIG. 4.

Wie aus letzterer Figur ersichtlich ist, werden bei diesem Regulator die Ausströmungskanäle Wi³Mi¹ von dem Cylinder b^} nicht wie bei den Regulatoren Fig. 1, 2 und 3 durch die Stange des Steuerventils abgesperrt, wenn der Regulator geschlossen ist, so dafs der auf den grofsen Kolben wirkende Druck sich auch in diese Kanäle m⁸ m^l fortpflanzen kann. Da der Querschnitt dieser Kanäle jedoch sehr klein ist im Verhältnifs zu der Einströmung e, so wird der Druck auf den Kolben a^] nur ganz unbedeutend durch die Ausströmung vermindert. Sobald das Steuerventil den Kanal e abgesperrt hat und der Kolbenschieber sich infolge des einseitigen Druckes auf den kleinen Kolben senkt, entweicht der im Cylinder b¹ befindliche Dampf rasch durch die Kanäle m^s m¹. Die Geschwindigkeit des ausströmenden Dampfes und mithin auch diejenige des Kolbenschiebers kann mittelst des von aufsen verstellbaren Ventils m⁸ geregelt werden.As can be seen from the latter figure, in this regulator the outflow channels Wi ³ Mi ¹ from the cylinder b ^{} are} not shut off by the rod of the control valve as in the regulators Fig. 1, 2 and 3 when the regulator is closed, so that the on the great piston acting pressure to m also in these channels ⁸ m ^l can propagate. However, since the cross-section of these channels is very small in relation to the inflow e, the pressure on the piston a ^{] is} only slightly reduced by the outflow. As soon as the control valve has shut off channel e and the piston slide lowers as a result of the one-sided pressure on the small piston, the steam in cylinder b ¹ escapes quickly through channels m ^s m ¹ . The speed of the steam flowing out, and therefore also that of the piston slide, can be regulated by means of the externally adjustable valve m ^8.

Bei dem Regulator Fig. 3 wird die das Steuerventil schliefsende Kraft durch ein Gewicht h^l erzeugt, während bei den übrigen Figuren eine Feder h hierzu dient. Die Spannung dieser Feder kann durch eine Stellschraube verändert werden.In the regulator of FIG. 3, the force closing the control valve is generated by a weight h ^l , while in the other figures a spring h is used for this purpose. The tension of this spring can be changed by means of an adjusting screw.

Bei dem Regulator Fig. 2 ist das Steuerventil g mit einer biegsamen Platte verbunden, auf welche von der einen Seite der Druck der Flüssigkeit, von der anderen Seite aber die Spannung der Feder wirkt. Bei allen übrigen Figuren dagegen sind die Federn in hohlen Kolben angeordnet, welche in cylindrische Ausbohrungen des oberen Endes · des Gehäuses passen und in denselben geführt sind.In the regulator Fig. 2, the control valve g is connected to a flexible plate on which the pressure of the liquid acts on one side, but the tension of the spring acts on the other side. In all other figures, on the other hand, the springs are arranged in hollow pistons which fit into cylindrical bores in the upper end of the housing and are guided in the same.

Die Kammer g·² des Steuerventils ist mit einer Nüth m⁴ versehen, welche durch den Kanal m⁵ mit dem Auslafskanal m¹ verbunden ist, so dafs die zwischen dem Kolben g^l und der inneren Wand der Kammer g² hindurchrinnende Flüssigkeit durch m¹ einen Ausweg findet und die freie Bewegung des Steuerventils nicht hindert. Demselben Zweck entspricht die Nuth m⁶ des Cylinders b b¹ in Verbindung mit den Kanälen m⁷ m¹ bezüglich der freien Bewegung des grofsen Kolbens.The chamber g · ^{2 of} the control valve is provided with a groove m ⁴ which is connected to the outlet channel m ¹ through the channel m ⁵ , so that the liquid flowing through between the piston g ^l and the inner wall of the chamber g ² ^{through m 1} finds a way out and does not prevent the control valve from moving freely. The same purpose corresponds to the groove m ^{6 of} the cylinder bb ¹ in connection with the channels m ⁷ m ¹ with regard to the free movement of the large piston.

Bei dem Regulator Fig. 2 ist die Kammer des Steuerventils mit dem Abflufsrohr c³ durch den Kanal i verbunden; es wird mithin, sobald der Druck in dem Abflufsrohr eine solche Höhe erreicht hat, dafs das Steuerventil geöffnet wird, das Abflufsrohr durch den Kolbenschieber von der Zuleitung abgesperrt, so dafs der Druck in dem Abflufsrohr unabhängig von ■dem Druck in der Zuleitung nicht über eine gewisse Grenze wachsen kann. Die Oeffnungen i und m², Fig. 1, können auch in dem Gehäuse c¹ des Kolbenschiebers angebracht sein, ebenso wie die Oeffnungenyund w?² der Fig. 3, so dafs das Gehäuse, welches die Kammer des Steuerventils enthält, von dem Gehäuse des Kolbenschiebers abgenommen werden kann, ohne dafs die Rohrverbindungen der Vorrichtung deswegen gelöst zu werden brauchen, wie es bei der Anordnung Fig. 1 geschehen mufs, wenn der Kolbenschieber und die übrigen Theile der Vorrichtung nachgesehen und reparirt werden sollen.In the regulator Fig. 2, the chamber of the control valve is connected to the drain pipe c ³ through the channel i ; As soon as the pressure in the drain pipe has reached such a level that the control valve is opened, the drain pipe is shut off from the supply line by the piston valve, so that the pressure in the drain pipe does not have a certain limit can grow. The openings i and m ² , Fig. 1, can also be ^{attached in the housing c 1 of} the piston valve, as well as the openings y and w? ² of Fig. 3, so that the housing which contains the chamber of the control valve can be removed from the housing of the piston valve without the need to loosen the pipe connections of the device, as has to be done with the arrangement of Fig. 1, when the piston valve and the other parts of the device are to be checked and repaired.

Claims

Patent claim:

A pressure-reducing valve with indirect slide control, characterized in that the displacement of a _§ciiieii £ kcdbens_jriit ^ _two unequal pressure areas ί ^ α ^{1, which is} connected to the regulating valve or which itself serves as a regulating valve, by the automatic opening or closing of a spring or the like. der_GeÄicht__laden_Ventils_g · is effected in such a way that the last mentioned valve is closed as long as the pressure of a liquid acting on this valve through the channel i does not exceed a certain pressure corresponding to the spring or the weight, but opens as soon as the The pressure of this liquid increases above this level, so that the highly stressed liquid is passed through the opening of the valve and through the channels i and e onto the larger area a ^{1 of} the piston and pushes it into the position in which the pressure of the liquid is reduced and as a result whose closure of the valve g is effected.

For this purpose ι sheet of drawings.