DE3722315C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Druckregelventil mit den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einem bekannten Druckregelventil dieser Art (US-PS 35 59 688) ist der Ventilsitz des zweiten Ventilglieds aus einer Planfläche gebildet, so daß das zweite Ventilglied - durch diese Planfläche vorgegeben - mit einer Ringfläche auf der Sitzfläche des ersten Ventilgliedes in der Ruhestellung sowie in der Arbeitsstellung aufsitzt. Der Außendurchmesser dieser Planfläche des zweiten Ventilgliedes ist deutlich kleiner als der Innendurchmesser des gehäuseseitigen Ventilsitzes, der als stumpfe Ringschneide ausgebildet ist. Zwischen dem Außendurchmesser dieser Planfläche des zweiten Ventilgliedes und dem Innendurchmesser der gehäuseseitigen Ringschneide ist ein relativ großer Ringraum gebildet. Das erste Ventilglied ist als flache Scheibe ausgebildet, deren innere Sitzfläche und letztere umgebende Ventilsitzfläche auf der Scheibenfläche vorgesehen sind, die dem zweiten Ventilglied zugewandt und einer das erste Ventilglied belastenden Feder abgewandt ist. An die stirnseitige Planfläche des zweiten Ventilgliedes schließt sich eine Hülse gleichen Durchmessers an, die an dem ersten Ventilglied abgewandten Ende in einen Doppelkolben übergeht, der aus zwei axial beabstandeten Einzelkolben besteht, die allesamt zusammen mit der Hülse ein einstückiges Gebilde darstellen, wobei im Axialbereich zwischen den beiden Einzelkolben ein Ringraum gebildet ist, der mit dem Hülseninneren des zweiten Ventilgliedes über Durchbrüche in der Wandung in Verbindung steht und seinerseits mit dem gehäuseseitigen Entlüftungsanschluß in Verbindung steht. Die Entlüftung erfolgt also durch das zweite Ventilglied hindurch und durch die Wandungsdurchbrüche in dessen Ringraum und dort durch den gehäuseseitigen Lüftungsanschluß. Nachteilig ist bei diesem bekannten Druckregelventil, daß dieses in der Regel nur für kleinere Nennweiten, z.B. etwa bis zur maximalen Größe von 6 mm möglich ist. Dabei ist die Größe der Regelkraft abhängig von der Nennweite. Je größer die Nennweite sein soll, umso größer muß die Regelkraft sein. Nachteilig ist ferner, daß der Entlüftungsquerschnitt, der durch den Querschnitt des Rohres des zweiten Ventilgliedes vorgegeben ist, kleiner ist als der Belüftungsquerschnitt. Bedient man sich hierzu eines Proportionalmagneten, so erfordert das bekannte Druckregelventil dementsprechend große, schwere und teure Proportionalmagnete.

Es ist ferner ein Druckregelventil bekannt (US-PS 44 52 267), bei dem das erste Ventilglied aus einem Teller besteht, der am unteren Ende einer relativ langen, rohrförmigen Stange sitzt, die mit ihrem oberen Ende eine etwa schneidenförmige Sitzfläche für ein zweites Ventilglied bildet. Das zweite Ventilglied ist ebenfalls als Ventilteller ausgebildet und von oben her mit einer proportionalen Regelkraft beaufschlagbar. Dabei befindet sich das zweite Ventilglied im Bereich der Entlüftung, die bei diesem Druckregelventil zwingend nach oben in Richtung zum Stellantrieb erfolgen muß. Der Anschluß für den Sekundärdruck liegt am unteren Gehäuseende und koaxial zu beiden Ventilgliedern. Der Anschluß für den Primärdruck befindet sich auf axialer Länge zwischen den Anschlüssen für Sekundärdruck und Entlüftung und führt dort zu einer Ringkammer. Auch für dieses bekannte Druckregelventil gelten die eingangs herausgestellten Nachteile.

Es ist ferner ein Druckregelventil bekannt (US-PS 45 65 209), bei dem Faltenbälge vorgesehen sind, die mit einem Ende gehäusefest und mit ihrem anderen Ende am jeweiligen Ventilglied befestigt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Druckregelventil der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, das nur geringe Regelkräfte bei gleichwohl hohen Drücken und großen Mediumdurchsätzen ermöglicht und davon unabhängig für große Nennweiten, z.B. bis hin zu 20 mm, geeignet ist und bei dem die Möglichkeit besteht, in dem Druckregelventil geführte Medien, z.B. aggressive Medien, von dessen Stellantrieb fernzuhalten.

Die Aufgabe ist bei einem Druckregelventil der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art gemäß der Erfindung durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 gelöst. Durch die Ausbildung des Ventilsitzes des zweiten Ventilgliedes als Ringschneide ergibt sich im Verhältnis zu dessen an anderer Stelle größerem Außendurchmesser somit eine axiale Differenzdruckfläche, die unter der Einwirkung des Sekundärdruckes eine der Regelkraft entgegengerichtete Kraft zur Folge hat. Das Druckregelventil ermöglicht dank seiner Gestaltung hohe Drücke, große Mediumdurchsätze und benötigt bei allem kleine Regelkräfte. Werden z.B. zur Aufbringung der jeweils proportionalen Regelkraft Proportionalmagnete verwendet, so können dank der Erfindung diese Proportionalmagnete außerordentlich klein, leicht, billig und kompakt sein, wobei weiterhin von Vorteil ist, daß beim erfindungsgemäßen Druckregelventil die jeweils benötigte Stellkraft völlig unabhängig von der Nennweite, für die das Ventil vorgesehen ist, ist. Die jeweilige Stellkraft korreliert allein mit der Differenzdruckfläche des zweiten Ventilgliedes. Dieses kann in Anpassung an verschiedene Gegebenheiten problemlos verändert und gewählt werden. Von Vorteil ist ferner, daß das Druckregelventil aufgrund der Zylinderhülse am ersten Ventilglied wahlweise auch eine Entlüftung in der Richtung ermöglicht, die dem Stellantrieb, z.B. Proportionalmagneten, abgewandt ist. Dadurch ist die Möglichkeit erschlossen, den Stellantrieb, insbesondere Proportionalmagneten, von dem im Druckregelventil geführten Medium fernzuhalten und diesem Medium nicht auszusetzen. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn aggressive Medien vorliegen. Von Vorteil ist ferner, daß der Entlüftungsquerschnitt genauso groß wie der Belüftungsquerschnitt ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2-12.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen schematischen Schnitt eines Druckregelventils gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, und zwar in der Ruhestellung nach Erreichen des vorgegebenen Sekundärdruckes,

Fig. 2 einen Schnitt entsprechend Fig. 1 in kleinerem Maßstab des Druckregelventils in einer Arbeitsstellung während des Ausregelns,

Fig. 3 einen schematischen Schnitt entsprechend Fig. 2 des Druckregelventils beim Abregelvorgang,

Fig. 4 einen schematischen Schnitt etwa entsprechend demjenigen in Fig. 1 eines Druckregelventils gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, in Ruhestellung.

Das in Fig. 1-3 gezeigte Druckregelventil gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist hier als 3/2-Wege-Sitzventil ausgebildet. Es ist mittels einer proportionalen Regelkraft F zum Einleiten des Regelvorganges betätigbar. Die proportionale Regelkraft F jeweiliger Höhe steht z.B. als Magnetkraft, Federkraft, pneumatische und/oder hydraulische oder mechanische Kraft in Pfeilrichtung F an. Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Regelkraft F von einem Proportionalmagneten 10 erzeugt wird, der mitsamt einem Druckregelventil einen Regler bildet. Auf das Druckregelventil wirkt dann in Pfeilrichtung F die elektrisch voreingestellte Kraft des Proportionalmagneten 10.

Das Druckregelventil weist ein Ventilgehäuse 11 mit drei Anschlüssen auf, nämlich einem Anschluß 12 für Primärdruck P₁, einem Anschluß 13 für Sekundärdruck P₂ und einem Anschluß 14 für die Entlüftung P₃. Im Ventilgehäuse 11 sind zwei Ventilglieder 15 und 35 verschiebbar geführt und gehalten, die zueinander koaxial ausgerichtet und axial hintereinander plaziert sind. Beide Ventilglieder 15, 35 sind von der Regelkraft F beaufschlagbar.

Das erste Ventilglied 15 beherrscht einen Ventilsitz 16 des Ventilgehäuses 11, der von einer Ringschneide 17 gebildet ist. Die Ringschneide 17 trennt eine unterhalb davon angeordnete Ringkammer 18, die mit dem Anschluß 12 für Primärdruck P₁ in Verbindung steht, von einer darüber angeordneten Ringkammer 19, die mit dem Anschluß 13 für Sekundärdruck P₂ in Verbindung steht. Ist der Ventilsitz 16 vom ersten Ventilglied 15 freigegeben (Fig. 2), so verbindet der Ventilsitz 16 die primärseitige Ringkammer 18 mit der sekundärseitigen Ringkammer 19. In der Ruhestellung gemäß Fig. 1 und in der Abregelstellung oder Entlüftungsstellung gemäß Fig. 3 hingegen ist dieser Durchgang im Bereich des Ventilsitzes 16 gesperrt.

Das zweite Ventilglied 35 sitzt in der Ruhestellung gemäß Fig. 1 und in der Arbeitsstellung gemäß Fig. 2 auf einer Sitzfläche 20 des ersten Ventilgliedes 15 axial auf und blockiert im Bereich dieser Sitzfläche 20 eine Entlüftung durch das Innere bis hin zur Ringkammer 21, die mit dem Anschluß 14 zur Entlüftung in Verbindung steht. Diese Sitzfläche 20 des ersten Ventilgliedes 15 für dieses darüber angeordnete zweite Ventilglied 35, auf der letzteres aufsitzen kann, ist im Axialbereich derjenigen Ventilsitzflächen 22 des ersten Ventilgliedes 15 angeordnet, die mit der Ringschneide 17 des Ventilgehäuses 11 zusammenwirkt. Die Sitzfläche 20 und die zuletzt genannte Ventilsitzfläche 22 des ersten Ventilgliedes 15 befinden sich innerhalb einer gemeinsamen Diametralebene. Dabei verläuft die Sitzfläche 20 innen und ist von der Ventilsitzfläche 22 umgeben.

Das zweite Ventilglied 35 weist an dem in Fig. 1-3 unteren Ende, das der Sitzfläche 20 des ersten Ventilgliedes 15 zugewandt ist, als der Sitzfläche 20 zugeordneten Ventilsitz eine Ringschneide 36 auf. Mit dieser Ringschneide 36 kann das zweite Ventilglied 35 auf der Sitzfläche 20 des ersten Ventilgliedes 15 mit im wesentlichen lediglich Linienberührung aufsitzen.

Während das erste Ventilglied 15 einen Hauptkolben bildet, ist das zweite Ventilglied 35 als Regelkolben ausgebildet. Das zweite Ventilglied 35 weist eine Zylinderhülse 37 mit einer beidendig geöffneten Innenkammer 38 auf. Im Bereich der unteren Ringschneide 36 ist die Innenkammer 38 axial offen. Am gegenüberliegenden, in Fig. 1-3 oberen Ende weist die Zylinderhülse 37 einzelne radiale Stege oder dergleichen Zentrierungsmittel auf, zwischen denen Durchlässe 39 gebildet sind, über die eine Verbindung zwischen der Innenkammer 38 und der Ringkammer 21 hergestellt ist. Somit kann durch die beidendig offene Innenkammer 38 des zweiten Ventilgliedes 35 hindurch in der Entlüftungsstellung gemäß Fig. 3 eine Entlüftung der Ringkammer 19 der Sekundärseite P₂ zur Ringkammer 21 und eine Entlüftung über den Anschluß 14 erfolgen.

Das erste Ventilglied 15 weist eine zur Zylinderhülse 37 koaxiale Zylinderhülse 23 mit ebenfalls beidendig geöffneter Innenkammer 24 auf. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt die Entlüftung zwar über das zweite Ventilglied 35 in zuvor beschriebener Weise. Es ist jedoch möglich, statt dessen die Entlüftung durch das erste Ventilglied 15 vorzunehmen, wobei die Entlüftung dann von dem Ende der Innenkammer 24, an dem sich die Sitzfläche 20 und Ventilsitzfläche 22 befinden, zum gegenüberliegenden unteren Ende hin erfolgen kann, wobei in diesem Fall das Ventilgehäuse 11 den Anschluß 14 für die Entlüftung unterhalb des ersten Ventilgliedes 15 enthält.

Das erste Ventilglied 15 weist an dem Ende der Zylinderhülse 23, das zum zweiten Ventilglied 35, also in Fig. 1-3 nach oben, weist, einen Ring 25 auf, der auf seiner Oberseite mit einer aufgesetzten oder eingelegten Dichtung 26 versehen ist. Der Ring 25, und zwar insbesondere die darauf sitzende Dichtung 26, trägt auf der Axialseite, die zum zweiten Ventilglied 35 hinweist, die Sitzfläche 20 für das zweite Ventilglied 35 und ferner die der Ringschneide 17 des Ventilgehäuses 11 zugeordnete Ventilsitzfläche 22.

Das erste Ventilglied 15 ist druckentlastet ausgebildet. Hierzu ist diejenige Axialfläche oder axial wirksame Fläche, die dem Primärdruck P₁ ausgesetzt ist und dem Ventilsitz 16 im Ventilgehäuse 11 axial abgewandt ist, ebenso groß oder zumindest ein wenig größer bemessen als die ebenfalls dem Primärdruck P₁ ausgesetzte Axialfläche, die dem Ventilsitz 16 axial zugewandt ist. Durch diese Bemessung ist eine Differenzfläche geschaffen, die unter dem Einfluß des Primärdruckes P₁ eine der Richtung der Regelkraft F entgegengerichtete Schließkraft zur Folge hat. Zusätzlich dazu kann das erste Ventilglied 15 in Schließstellung noch mit einer Feder belastet sein. Beim ersten Ausführungsbeispiel ist eine solche Feder nicht vorhanden. Das erste Ventilglied 15 ist in bezug auf das Ventilgehäuse 11 mittels eines Faltenbalges 27 abgedichtet, der als metallischer Faltenbalg zugleich eine Feder darstellt, die eine Schließkraft gegensinnig zur Kraft F aufbringt. Der Faltenbalg 27 ist mit einem Ende 28 am ersten Ventilglied 15 und mit dem anderen Ende 29 am Ventilgehäuse 11 fest und druckdicht gehalten.

Wesentlich ist u.a., daß beim zweiten Ventilglied 35 der Außendurchmesser der Ringschneide 36 dem Innendurchmesser der Ringschneide 17 des Ventilsitzes 16 im Ventilgehäuse 11 entspricht.

Das zweite Ventilglied 35 weist zwei vom Sekundärdruck beaufschlagbare Axialflächen auf, die bei der Druckbeaufschlagung axial entgegengerichtete Kräfte zur Folge haben. Beide Flächen bilden eine Differenzdruckfläche, die unter dem Sekundärdruck eine der Regelkraft F entgegengerichtete Kraft zum Ausregeln des Sekundärdruckes P₂ zur Folge hat. Eine dieser Flächen ist durch die in Fig. 1-3 oben verlaufende Oberseite 40 der Ringschneide 36 gebildet. Die zweite, im Durchmesser demgegenüber größere Fläche ergibt sich aus folgendem. Das zweite Ventilglied 35 ist in bezug auf das Ventilgehäuse 11 mittels eines Faltenbalges 41 abgedichtet. Der Faltenbalg 41 ist mit dem unteren Ende 42 am Ventilgehäuse 11 fest und dicht angebracht, während das andere, obere Ende 43 fest und dicht am zweiten Ventilglied 35 angreift. Die beiden Anbindungsdurchmesser an den Enden 42 und 43 des Faltenbalges 41 sind gleich groß. Sie entsprechen dem mittleren Balgdurchmesser. Somit ist zwischen der Außenseite der Zylinderhülse 37 und dem Faltenbalg 41 ein Innenraum 44 gebildet, der über einen unteren, zwischen dem Ventilgehäuse 11 und der Zylinderhülse 37 gebildeten, axial durchgängigen Ringraum 45 mit der Ringkammer 19 verbunden ist und somit unter Sekundärdruck P₂ steht. Der Faltenbalg 41 dichtet diesen Innenraum 44 und somit die sekundärseitige Ringkammer 19 gegen die Ringkammer 21 und den Anschluß 14 zur Entlüftung ab. Die zum Ausregeln des Sekundärdruckes P₂ wirksame Differenzfläche des zweiten Ventilgliedes 35 ist dadurch gebildet, daß der mittlere Durchmesser des Faltenbalges 41 an dem Ende 42, wo der Anschluß an das Ventilgehäuse 11 erfolgt, größer bemessen ist als der Innendurchmesser der Ringschneide 17 des Ventilgehäuses 11. Durch größeren Innendurchmesser des Faltenbalgendes 42 als Außendurchmesser der Ringschneide 36 mit Oberseite 40 ist somit eine axiale Differenzdruckfläche geschaffen, die unter der Einwirkung des Sekundärdruckes P₂ eine der Regelkraft F entgegengerichtete Kraft zur Folge hat.

Die Funktionsweise des beschriebenen Druckregelventils gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in Fig. 1-3 ist nachfolgend beschrieben. Das Funktionsprinzip dieses Druckreglers basiert auf einem Vergleich von Kräften.

In der in Fig. 1 gezeigten Ruhestellung ist eingangsseitig die elektrisch voreingestellte Kraft F des Proportionalmagneten 10 wirksam. Ausgangsseitig ist eine Gegenkraft wirksam, die aus dem Sekundärdruck P₂ und der beschriebenen Differenzdruckfläche, und zwar der Differenz der wirksamen Fläche des Faltenbalges 41 und der Oberseite 40, resultiert. In der Ruhestellung gemäß Fig. 1 sind diese Kräfte ausgeglichen. In diesem Zustand sind beide Ventilsitze geschlossen, nämlich folgende Ventilsitze: Geschlossen ist zum einen der Ventilsitz 16 im Ventilgehäuse 11, und zwar dadurch, daß das erste Ventilglied 15 mit seiner axial zugewandten Ventilsitzfläche 22 gegen die Ringschneide 17 gedrückt ist, so daß dadurch eine Verbindung zwischen der Ringkammer 18 der Primärseite und der sekundärseitigen Ringkammer 19 gesperrt ist. Auch der andere Ventilsitz zwischen Sekundärseite mit Ringkammer 19 und Ringkammer 21 der Entlüftung 14 ist gesperrt, und zwar dadurch, daß das zweite Ventilglied 35 mit seiner Ringschneide 36 auf der Sitzfläche 20 des ersten Ventilgliedes 15 axial aufsitzt. In dieser Ruhestellung gemäß Fig. 1 ist somit der Sekundärdruck P₂ sowohl gegenüber dem Primärdruck P₁ als auch gegenüber der Entlüftung abgesperrt.

Wird nun ein höherer Sekundärdruck P₂ gewünscht, so wird beim Proportionalmagneten 10 durch z.B. elektrische Einstellung die Regelkraft F erhöht. Dies hat zur Folge, daß das Druckregelventil aus dem Gleichgewichtszustand gemäß Fig. 1 herausbewegt wird. Die Regelkraft F, die axial gemäß Fig. 2 von oben nach unten auf das zweite Ventilglied 35 wirkt, hat eine Verschiebung des zweiten Ventilgliedes 35 zusammen mit dem ersten Ventilglied 15 in Fig. 2 nach unten zur Folge. Dabei verbleibt nach wie vor die Ringschneide 36 des zweiten Ventilgliedes 35 auf der axialen Sitzfläche 20 des ersten Ventilgliedes 15, so daß nach wie vor der Sekundärdruck P₂ gegenüber der Entlüftung P₃ abgesperrt bleibt. Jedoch hebt das erste Ventilglied 15 mit der Ventilsitzfläche 22 in Fig. 2 axial nach unten ab von der Ringschneide 17 des gehäuseseitigen Ventilsitzes 16. Dadurch wird eine Verbindung zwischen der primärseitigen Ringkammer 18 zur sekundärseitigen Ringkammer 19 geschaffen. Somit kann das Medium nun unter dem Primärdruck P₁ von der primärseitigen Ringkammer 18 zur sekundärseitigen Ringkammer 19 strömen, und zwar so lange, bis der über den Proportionalmagneten 10 und dessen Regelkraft F vorgegebene Sekundärdruck P₂ erreicht ist. Dann wird das zweite Ventilglied 35 unter der Wirkung des Sekundärdruckes P₂, der mit der beschriebenen Differenzdruckfläche zusammenwirkt, gegensinnig zum Pfeil F in Fig. 2 axial nach oben verschoben, und zwar so weit, bis die Kräfte wieder ausgeglichen sind. Das zweite Ventilglied 35 nimmt dann wieder die Ruhestellung gemäß Fig. 1 ein. Das erste Ventilglied 15 folgt der Verschiebung des zweiten Ventilgliedes 35 axial gegensinnig zum Pfeil F, so daß auch dabei der Sekundärdruck P₂ gegenüber der Entlüftung P₃ abgesperrt bleibt.

Soll mittels des Druckregelventils ein niedrigerer Sekundärdruck P₂ erzeugt werden, so wird hierzu die Magnetkraft des Proportionalmagneten 10 reduziert. Durch die nunmehr unausgeglichene Kräftebilanz wird das zweite Ventilglied 35, bedingt durch die beschriebene Differenzdruckfläche und unter der Wirkung des Sekundärdruckes P₂, gegensinnig zum Pfeil F in Fig. 3 nach oben verschoben. Das erste Ventilglied 15 kann dieser Bewegung des zweiten Ventilgliedes 35 in Fig. 3 nach oben nicht folgen, da das erste Ventilglied 15 mit seiner Ventilsitzfläche 22 von unten axial gegen die Ringschneide 17 des gehäuseseitigen Ventilsitzes 16 angedrückt ist und angedrückt bleibt. Es hebt also lediglich das zweite Ventilglied 35 in Fig. 3 nach oben vom ersten Ventilglied 15 ab, wobei die Ringschneide 36 von der Sitzfläche 20 des ersten Ventilgliedes 15 nach oben abhebt. Dadurch wird die Innenkammer 38 des zweiten Ventilgliedes 35 mit ihrem unten offenen Ende zur sekundärseitigen Ringkammer 19 hin geöffnet. Der Sekundärdruck P₂ in der Ringkammer 19 kann somit durch die Innenkammer 38 des zweiten Ventilgliedes 35 hindurch und durch die Durchlässe 39 in die Ringkammer 21 so lange entlüften, bis die Kräftebilanz wieder ausgeglichen ist. Nach Erreichen des vorgegebenen Sekundärdruckes bei diesem Abregelvorgang nimmt das Druckregelventil erneut die in Fig. 1 gezeigte Ruhestellung ein. Es versteht sich, daß in gleicher Weise auch eine gänzliche Entlüftung des an den Anschluß 13 angeschlossenen Verbrauchers erfolgen kann.

Das Druckregelventil macht es möglich, mit nur kleinen Stellkräften als Regelkräfte F große Drücke regeln zu können, und dies bei großen Durchsätzen. Ein weiterer wesentlicher Vorteil liegt darin, daß die jeweilige Regelkraft des verwendeten Stellorganes, z.B. Proportionalmagneten 10, völlig unabhängig von der jeweiligen Nennweite, für die das Druckregelventil bestimmt ist, ist. Somit lassen sich Druckregelventile dieser Art bis hin zu Nennweiten von 20 mm konzipieren, wobei nach wie vor lediglich kleine Regelkräfte in gleicher Größenordnung wie für kleine Nennweiten erforderlich sind. Demgemäß können die erforderlichen Stellantriebe, insbesondere Proportionalmagnete 10, klein, leicht und somit kostengünstig und platzsparend sein, wodurch das gesamte Druckregelventil entsprechend kostengünstig, leicht, klein und kompakt wird. Von Vorteil ist außerdem, daß die Entlüftung wahlweise sowohl nach oben z.B. in Richtung zum Proportionalmagneten 10 hin erfolgen kann als auch statt dessen durch das Ventilgehäuse 11 gegensinnig nach unten hin. Letzteres ist z.B. dann von Vorteil, wenn der Arbeitsraum des Proportionalmagneten 10 vom Medium, das das Druckregelventil durchströmt, gänzlich getrennt werden soll. Dies gilt z.B. für aggressive Medien, denen man den Proportionalmagneten 10 nicht aussetzen will. In diesem Fall kann das zweite Ventilglied 35 z.B. als im Inneren geschlossener, voller Kolben ausgebildet sein, wobei dann die Entlüftung durch das innen hohle erste Ventilglied 15 nach unten hin erfolgt. Dadurch, daß beide Ventilglieder 15 und 35 jeweils mittels eines Faltenbalges 27 bzw. 41 abgedichtet sind, entfallen sonst durch Abdichtung der Ventilglieder bedingte Reibungskräfte. Die Ventilglieder 15, 35 sind also besonders leichtgängig, was zusätzlich noch zu einer weiteren Verringerung der benötigten Regelkraft und somit Reduzierung der Größe des Proportionalmagneten 10 führt.

Es versteht sich, daß das erfindungsgemäße Druckregelventil abweichend vom beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel auch als reines Auf/Zu-Ventil gestaltet werden kann. Dies wird dann erreicht, wenn beim zweiten Ventilglied 35 die beschriebene Differenzdruckfläche zu Null gemacht wird.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Druckregelventiles liegt darin, daß allein durch die Bemessung der besagten Differenzdruckfläche des zweiten Ventilgliedes 35 jeweils unterschiedliche Charakteristika für das Druckregelventil ermöglicht werden können. Die sonstigen Bestandteile des Druckregelventils bleiben dabei unverändert.

Bei dem in Fig. 4 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel sind für die Teile, die dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechen, um 100 größere Bezugszeichen verwendet, so daß dadurch zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels Bezug genommen ist.

Beim zweiten Ausführungsbeispiel ist die Zylinderhülse 123 des ersten Ventilgliedes 115 im Ventilgehäuse 111 mittels eines O-Ringes 130 abgedichtet. Der Außendurchmesser der Zylinderhülse 123 des ersten Ventilgliedes 115 entspricht zumindest annähernd dem Innendurchmesser der Ringschneide 117 des gehäuseseitigen Ventilsitzes 116, so daß das erste Ventilglied 115 zumindest im wesentlichen druckausgeglichen ist. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Außendurchmesser der Zylinderhülse 123 etwas geringer, wodurch sich im Bereich des Ringes 125, der die Dichtung 126 trägt, eine größere unterseitige Axialfläche 131 ergibt als auf der anderen Axialseite, wo die unter dem Primärdruck P₁ stehende Fläche sich aus der Differenz des Außendurchmessers des Ringes 125 und des Innendurchmessers der Schneide 117 im Ventilsitz 16 ergibt. Das erste Ventilglied 115 weist somit eine Differenzdruckfläche auf, die unter dem Primärdruck P₁ eine axial in Fig. 4 nach oben gerichtete Schließkraft zur Folge hat, die zusätzlich noch durch die Kraft einer in gleicher Richtung wirksamen Feder 132 unterstützt ist. Somit ist immer zuverlässig eine Schließstellung des ersten Ventilgliedes 115 gewährleistet.

Das zweite Ventilglied 135 ist ebenfalls mittels eines O-Ringes 146 im Ventilgehäuse 111 abgedichtet. Das die Ringschneide 136 tragende Ende des zweiten Ventilgliedes 135 kann so, wie z.B. beim ersten Ausführungsbeispiel, radial über die äußere Umfangsfläche der Zylinderhülse 137 überstehen, so daß sich hier eine vom Sekundärdruck P₂ in der Ringkammer 119 beaufschlagte Oberseite 140 analog dem ersten Ausführungsbeispiel ergibt. Ferner kann das zweite Ventilglied 135 in Axialabstand davon, z.B. am gegenüberliegenden, in Fig. 4 oben befindlichen Ende, eine ebenfalls dem Sekundärdruck P₂ ausgesetzte Axialfläche 147 aufweisen, die größer als die axial wirksame Oberseite 140 ist, so daß sich aus der Differenz die vom Sekundärdruck P₂ beaufschlagte Differenzdruckfläche ergibt. Auch dann, wenn der Außendurchmesser der Ringschneide 136 dem Außendurchmesser der Zylinderhülse 137 entspricht, steht die Axialfläche 147 radial über und bildet somit die vom Sekundärdruck P₂ beaufschlagte Differenzdruckfläche. Über den Ringraum 145 wirkt der Sekundärdruck P₂ der Ringkammer 119 auch im Bereich der Axialfläche 147. Das zweite Ventilglied 135 ist außerdem von einer in Fig. 4 nach oben gerichteten Federkraft mittels einer Feder 148 belastet.

Oberhalb des Bereiches der Ringschneide 136 weist das zweite Ventilglied 135 eine Ringnut 149 mit jeweils gleich großen Axialflächen als Nutflanken auf. Die Ringnut 149 steht mit der Ringkammer 119 in Verbindung. Der Außendurchmesser der Zylinderhülse 137 entspricht hier zumindest im wesentlichen dem Innendurchmesser der Ringschneide 117 des Ventilsitzes 116.

Der der Entlüftung dienende Anschluß 114 ist hier koaxial zu beiden Ventilgliedern 115, 135 angeordnet. Er befindet sich am in Fig. 4 unteren Ende des Ventilgehäuses 111. Beim Abheben des zweiten Ventilgliedes 135 gegensinnig zum Pfeil F in Fig. 4 nach oben vom darunter befindlichen ersten Ventilglied 115 erfolgt somit die Entlüftung des Sekundärdruckes P₂ durch die Innenkammer 124 des ersten Ventilgliedes 115 nach unten zum Anschluß 114. Das zweite Ventilglied 135 kann im oberen Bereich und auch innen völlig geschlossen sein. Will man eine zusätzliche Umspülung auch des zweiten Ventilgliedes 135 mit dem Medium, so kann auch das zweite Ventilglied 135, wie gezeigt, mit der Innenkammer 138 versehen sein, die über zumindest einen axialen Durchlaß 139 zur Oberseite des zweiten Ventilgliedes 135 hin geöffnet ist. Da die Wirkungsweise des Druckregelventils gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in Fig. 4 analog demjenigen gemäß des ersten Ausführungsbeispiels ist, wird auf die diesbezügliche Beschreibung verwiesen.

Claims (12)

1. Druckregelventil, das mittels einer proportionalen Regelkraft, z.B. mittels eines Proportionalmagneten (10), beaufschlagt wird, mit einem Ventilgehäuse (11), das mit einem Primäranschluß (12), einem Sekundäranschluß (13) und einem Entlüftungsanschluß (14) versehen ist, und mit zwei zueinander koaxialen, im Ventilgehäuse (11) in Axialrichtung verschiebbar geführten und axial mit der Regelkraft (F) beaufschlagbaren Ventilgliedern (15, 35), von denen das erste Ventilglied (15) mit seiner Ventilsitzfläche (22) auf einem die Primärseite (12, 18) mit der Sekundärseite (13, 19) verbindenden, als Ringschneide (17) ausgebildeten Ventilsitz (16) des Ventilgehäuses (11) aufsitzen kann und somit in der Ruhestellung und Entlüftungsstellung den Durchgang zwischen der Primärseite und der Sekundärseite sperrt, hingegen in der Arbeitsstellung den Durchgang freigibt, von denen das zweite Ventilglied (35) in der Ruhestellung sowie in der Arbeitsstellung mit seinem Ventilsitz (36) auf einer Sitzfläche (20) des ersten Ventilgliedes (15) aufsitzt und somit eine Entlüftung zum Entlüftungsanschluß (14) blockiert und in der vom ersten Ventilglied (15) abgehobenen Entlüftungsstellung dagegen den Durchgang vom Sekundäranschluß (13) zu dem Entlüftungsanschluß (14) freigibt und in Axialabstand von seinem Ventilsitz (36) eine erste Axialfläche aufweist, d.h. eine Fläche, welche bei Sekundärdruckbeaufschlagung eine Axialkraft auf das zweite Ventilglied (35) in Richtung Entlüftungsstellung zur Folge hat, wobei die Sitzfläche (20) des ersten Ventilgliedes (15) und die mit dem Ventilsitz (16) im Ventilgehäuse (11) zusammenwirkende Ventilsitzfläche (22) innerhalb einer gemeinsamen, senkrecht zur Axialrichtung liegenden Diametralebene angeordnet sind und die Sitzfläche (20) innen verläuft und von der Ventilsitzfläche (22) umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (36; 136) des zweiten Ventilgliedes (35; 135) als Ringschneide (36; 136) ausgebildet ist, die beim Aufsitzen im wesentlichen nur eine Linienberührung ermöglicht, daß die Ringschneide (36; 136) auf ihrer Oberseite eine der ersten Axialfläche zugewandte zweite Axialfläche bildet, daß der Außendurchmesser der Ringschneide (36; 136) des zweiten Ventilgliedes (35; 135) dem Innendurchmesser der Ringschneide (17; 117) des Ventilgehäuses (11; 111) entspricht und daß das erste Ventilglied (15; 115) eine Zylinderhülse (23; 123) mit einer beidendig geöffneten Innenkammer (24; 124) aufweist, durch die hindurch von dem Ende, an dem sich die Sitzfläche (20; 120) und Ventilsitzfläche (22; 122) befinden, zum anderen Ende hin in der Entlüftungsstellung die Sekundärseite (19; 119) zu einem weiteren Entlüftungsanschluß (114) entlüftbar ist.

2. Druckregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Axialfläche größer als die zweite bemessen ist unter Bildung einer Differenzdruckfläche, die unter dem Sekundärdruck (P₂) eine der Regelkraft (F) entgegengerichtete Kraft zum Ausregeln des Sekundärdruckes (P₂) zur Folge hat.

3. Druckregelventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ventilglied (15; 115) an dem Ende der Zylinderhülse (23; 123), das zum zweiten Ventilglied (35; 135) hinweist, einen mit einer Dichtung (26; 126) versehenen Ring (25; 125) aufweist, die auf derjenigen Seite, die zum zweiten Ventilglied (35; 135) hinweist, die Sitzfläche (20; 120) für das zweite Ventilglied (35; 135) und die dem Ventilsitz (16; 116) im Ventilgehäuse (11; 111) zugeordnete Ventilsitzfläche (22; 122) bildet.

4. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ventilglied (15; 115) mittels zweier Axialflächen, d.h. solchen Flächen, die bei Druckbeaufschlagung axial entgegengerichtete Kräfte auf das erste Ventilglied zur Folge haben, druckentlastet ausgebildet ist.

5. Druckregelventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß diejenige dem Primärdruck (P₁) ausgesetzte Axialfläche (131) des ersten Ventilgliedes (115), die dem Ventilsitz (116) im Ventilgehäuse (111) abgewandt ist und deshalb eine Kraft in Richtung auf den Ventilsitz (116) erzeugt, ebenso groß wie oder größer als die dem Primärdruck (P₁) ausgesetzte Axialfläche des ersten Ventilgliedes (115) ausgebildet ist, die dem Ventilsitz (116) im Ventilgehäuse (111) zugewandt ist und deshalb eine Kraft weg vom Ventilsitz (116) im Ventilgehäuse (111) erzeugt.

6. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 2-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der Zylinderhülse (123) des ersten Ventilgliedes (115) dem Innendurchmesser der Ringschneide (117) des Ventilgehäuses (111) entspricht.

7. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventilglied (35; 135) als Zylinderhülse (37; 137) ausgebildet ist und das die Ringschneide (36; 136) tragende Ende des zweiten Ventilgliedes (35; 135) radial über den Außendurchmesser dieser Zylinderhülse (37; 137) übersteht und somit die zweite Axialfläche bildet und daß die Zylinderhülse (37; 137) in Axialabstand davon, vorzugsweise im Bereich des anderen Endes, die ebenfalls dem Sekundärdruck (P₂) ausgesetzte erste Axialfläche (147) aufweist, die größer als diejenige (40; 140) des überstehenden anderen Endes ist.

8. Druckregelventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventilglied (35) in bezug auf das Ventilgehäuse (11) mittels eines Faltenbalges (41) abgedichtet ist, der in dem zwischen dem zweiten Ventilglied (35) und der Innenseite des Faltenbalges (41) gebildeten Innenraum (44) vom Sekundärdruck (P₂) beaufschlagt ist und diesen Innenraum (44) gegen den Entlüftungsraum (21) abdichtet, und daß die zum Ausregeln des Sekundärdruckes (P₂) wirksame Differenzdruckfläche dadurch gebildet ist, daß der mittlere Durchmesser des Faltenbalges (41) an der Anschlußstelle (42) des Ventilgehäuses (11) und an der Anschlußstelle (43) des zweiten Ventilgliedes (35) größer bemessen ist als der Innendurchmesser der Ringschneide (17) des Ventilgehäuses (11).

9. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ventilglied (15) in bezug auf das Ventilgehäuse (11) mittels eines Faltenbalges (27) abgedichtet ist, der mit einem Ende (28) am ersten Ventilglied (15) und mit seinem anderen Ende (29) am Ventilgehäuse (11) gehalten ist.

10. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventilglied (135) oberhalb des Bereichs der Ringschneide (136) eine Ringnut (149) mit vorzugsweise jeweils gleich großen Axialflächen als Nutflanken aufweist und daß die Ringnut (149) mit der den Sekundäranschluß (113) aufweisenden Ringkammer (119) in Verbindung steht.

11. Druckregelventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der Zylinderhülse (137) des zweiten Ventilgliedes (135) im wesentlichen dem Innendurchmesser der Ringschneide (117) des Ventilgehäuses (111) entspricht.

12. Druckregelventil nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventilglied (135) in Axialabstand von der Ringschneide (136) eine Ringschulter aufweist, mit der das zweite Ventilglied (135) im Ventilgehäuse (111) geführt ist, und daß die Ringschulter auf der zur Ringschneide (117) des Ventilgehäuses (115) weisenden Seite eine dem Sekundärdruck (P₂) ausgesetzte Axialfläche (147) aufweist, deren Außendurchmesser größer als der Außendurchmesser der Zylinderhülse (137) und der Innendurchmesser der Ringschneide (117) des Ventilgehäuses (111) bemessen ist.