DE4325629C2 - Mediumdruckregelvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Mediumdruckregelvorrichtung, welche aus einem Gehäusekörper besteht, mit einem Einlaß für das Medium, einem Ventilsitz, einem Ventilkörper, der mit einer Membran verbunden ist, und einem Auslaß für das Medium, wobei die Membran axial von einer Federeinrichtung beaufschlagt ist, welche eine erste Feder mit konstanter Federkraft und eine zweite Feder aufweist, deren der ersten Feder entgegengerichtete Federkraft von einem Betätigungselement einstellbar ist.

Eine solche Vorrichtung ist aus der Praxis bekann. Sie dient beispielsweise dazu, den Druck in der Versorgungsleitung für ein Medium, der üblicherweise 6 bis 8 bar beträgt, auf den erforderlichen Betriebsdruck des angeschlossenen Verbrauchers zu reduzieren und im Bereich des gewünschten Nenndrucks zu stabilisieren.

Ein Beispiel für eine Anwendung eines solchen Druckreglers ist im Bereich einer automatischen Lackierungsstation zu sehen.

Die in der bekannten Mediumdruckregelvorrichtung vorgesehene Membran teilt den Innenraum des Gehäuses in ein vom Medium ausgefülltes Teilvolumen und ein vom Gasdruck beaufschlagtes Teilvolumen. Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß sich nach dem Austausch bestimmter Teile der Vorrichtung, beispielsweise der Membran, das Problem stellt, daß der Arbeitspunkt der Regelvorrichtung verändert, so daß dieser Veränderung beispielsweise durch Nachstellen des Gasdrucks entgegengewirkt werden muß.

In der US 1859089 wird eine Druckregelvorrichtung beschrieben, die aus einem Gehäusekörper, einem Einlaß für das Medium sowie einem Auslaß besteht. Aus dem gekrümmten Einlaß wird das Medium in eine Ventileinrichtung geführt, wobei der Ventilkörper mit der Membraneinheit in Wirkverbindung steht. Die Membraneinheit wird von zwei Federn, die in unterschiedlicher Richtung wirken, beaufschlagt, wobei die innere der beiden Federn über ein Betätigungselement in vertikaler Richtung einstellbar ist.

DE-GM 9002829 beinhaltet ebenfalls eine Druckregelvorrichtung mit einem Einlaß und einem Auslaß für das Medium sowie eine Membrane in Verbindung mit einer Stützmembrane, wobei der Membranstößel einen Kugelanschlag mit konischem Sitz führt. Im Eingangskanal des flüssigen Mediums ist eine Kugel geführt, die mit dem konischen Ventilsitz zusammenwirkt. Die Kugel, die sich im konischen Ventilsitz frei drehen kann, da sie nicht federvorbelastet ist, wird zum einen vom Materialstrom mitgeführt und zum anderen durch die Schwerkraft bedingt in den Ventilsitz geführt.

Desweiteren ist aus der GB 1096112 eine Druckregelvorrichtung bekannt, die eine Membraneinheit sowie eine erste und eine zweite Feder aufweist und bei der der Ventilkörper durch einen auf die dem Medium abgewandte Seite der Membraneinheit wirkenden Gasdruck axial zur Einströmrichtung des Mediums verstellbar ist. Die hier beschriebene Vorrichtung weist jedoch insoweit einen Nachteil auf, als während ihres Betriebs Schwingungen des Massefedersystems auftreten können, die die Regelgenauigkeit herabsetzen können.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einerseits das Betriebsverhalten der Regelvorrichtung zu verbessern und andererseits die Wartung bzw. Reparatur derselben zu erleichtern.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung zeichnet sich u. a. dadurch aus, daß durch das aus den beiden Federn gebildete Federsystem der Arbeitspunkt der Ventileinrichtung praktisch in beliebigen Grenzen verstellt werden kann, wenn sich dieser gegenüber dem zuvor eingestellten Arbeitspunkt verändert hat. Die Einstellung erfolgt mittels des von außen zugänglichen Betätigungselementes derart, daß der Ventilkörper axial mit einer solchen Kraft beaufschlagt wird, daß er gegenüber dem einströmendem Medium im Gleichgewicht gehalten ist. Das erfindungsgemäß wirkende Massefedersystem ist gegenüber Schwingungen weitaus unanfälliger als das aus dem Stand der Technik bekannte Massefedersystem, so daß das Regelverhalten ebenfalls verbessert wird. Anstelle einer Veränderung des Gasdrucks kann bei der erfindungsgemäß ausgestalteten Mediumdruckregelvorrichtung die Arbeitspunkteinstellung, beispielsweise nach Austausch der Membran, in einfacher Weise durch Verdrehen des Betätigungselementes erfolgen, so daß Maßnahmen zur Anpassung des Gasdrucks entfallen können.

Bevorzugte Ausführungsformen sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Eine besondere Ausgestaltung liegt dabei, darin, daß der Gasdruck über einen im rückseitigen Gehäuseteil vorgesehenen Einlaßstutzen zuführbar ist, wobei im Bereich des Einlaßstutzens ein Mikroporenfilter vorgesehen ist. Hierdurch wird bei einem Membranbruch das Zurückfließen des Mediums in die Luftleitung verhindert. Diese Ausgestaltung trägt ebenfalls zur Wartungsfreundlichkeit bei, da im Falle einer Beschädigung der Membran in das im Betriebsfalle mit Gasdruck beaufschlagten Innenvolumen des Gehäuses eintretendes Medium durch den Mikroporenfilter zurückgehalten wird, so daß es nicht in die Zuführleitung für das Gas gelangen kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels gemäß Zeichnung näher erläutert:
Das Ausführungsbeispiel für eine Mediumdruckregelvorrichtung gemäß der Erfindung setzt sich aus zwei Gehäuseteilen 14, 13 zusammen, welche über Verbindungsschrauben 15 derart verbunden sind, daß beide Gehäuseteile 13, 14 zwischen sich eine Membran einschließen.

Der vorderseitige Gehäuseteil 14 weist eine Einlaßöffnung 1 für das Medium auf, welche über einen Dichtungsring 18 mit dem Ventilsitz 3 einer Ventileinrichtung verbunden ist. Die Ventileinrichtung weist einen im Ventilsitz 3 axial verschiebbaren Ventilkörper 2 auf, der als Kugelventilkörper ausgebildet ist. Der Ventilkörper 2 vergrößert sich zur Membran 5 hin zu einem Membranträger 4, wobei auf der Rückseite der Membran 5 eine Auflageplatte 17 den Mittelbereich der Membran 5 einschließen.

Der Randbereich der Membran 5 wird über einen Zentrierring zwischen den Gehäuseteilen 13, 14 gehalten.

Die Auflageplatte 17 stützt sich gegen einen Federkörper 9 ab, welche an seinem Außenumfang eine erste Feder 7 aufweist, die als Druckfeder ausgebildet ist und zwischen einem am Federkörper ausgebildeten Vorsprung und einem Zentrierring 16 angeordnet ist.

Im Inneren des Federkörpers 9 ist eine Bohrung vorgesehen, innerhalb der eine zweite Feder 8 angeordnet ist, die zur Membranseite hin gegen einen Vorsprung einliegt und zur gegenüberliegenden Seite hin gegen ein Gewindestück 11 stößt, welches von einem durch den rückwärtigen Teil 13 durchgehende Bohrung mit einem Betätigungselement 10 verbunden ist, welches an seiner Außenseite einen Sechskant trägt. Die Befestigung des Betätigungselementes 10 auf dem Gewindestück 11 erfolgt über Dichtungsringe 19, 21 sowie eine Kontermutter 20.

Im folgenden wird die Wirkungsweise des dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben:
Am Einlaß 1 liegt das Medium mit einem in der Versorgungsleitung herrschenden Druck, beispielsweise 6 bis 8 bar an, welcher den Ventilkörper 2 in den Ventilsitz 3 drückt. Durch die Federeinheit wird nun der Ventilkörper 2 derart in axialer Richtung (nach rechts entgegen der Strömungsrichtung des Mediums) verschoben, daß am Auslaß 6 das Medium mit dem gewünschten Druck austritt.

Hierzu wird die Rückseite der Membran 5 mit einem fest eingestellten Gasdruck, der am Stutzen 12 anliegt, beaufschlagt. In Abhängigkeit von der Nachgiebigkeit der Membran 5, sowie den Federkonstanten der ersten (7) und der zweiten Feder 8 wird nun am Betätigungselement 10 die Federkraft der als Kompensationsfeder arbeitenden zweiten Feder 8 so eingestellt, daß sich der Ventilkörper 2 in der gewünschten Axiallage befindet.

Bei Veränderungen des eingestellten Arbeitspunktes, beispielsweise durch Austausch von Einzelteilen, wie der Membran oder Federn, kann durch Nachregulierung am Betätigungselement 10 ohne Veränderung des Gasdrucks am Einlaßstutzen 12 eine Korrektur erfolgen. Auch lassen sich hierdurch die Betriebsparameter, z. B. ein anderer Druck am Auslaß, einstellen.

Claims (4)

1. Mediumdruckregelvorrichtung, bestehend aus einem Gehäusekörper (13, 14) mit einem Einlaß (1) für das Medium, einem Ventilsitz (3), einem Ventilkörper (2), der mit einer Membran (5) verbunden ist, und einem Auslaß (6) für das Medium, wobei die Membran (5) axial von einer Federeinrichtung (7-10) beaufschlagt ist, welche eine erste Feder (7) mit konstanter Federkraft und eine zweite Feder (8) aufweist, deren der ersten Feder (7) entgegengerichtete Federkraft von einem Betätigungselement (10) einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (2) auf der Einlaßseite des Ventilsitzes (3) als Kugelventilkörper ausgebildet ist, sich auf der Auslaßseite des Ventilsitzes (3) zur Membran (5) hin zu einem Membranträger (4) vergrößert und durch einen auf die dem Medium abgewandte Seite der Membran (5) wirkenden Gasdruck, insbesondere Luftdruck, axial zur Strömungsrichtung des Mediums im Einlaß (1) verstellbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Feder (7) am Außenumfang und die zweite Feder (8) in einer Bohrung eines gemeinsamen Federkörpers (9) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasdruck über einen in einem rückseitigen Gehäuseteil (13) vorgesehenen Einlaßstutzen (12) zuführbar ist, wobei im Bereich des Einlaßstutzens (12) ein Mikroporenfilter vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Mikroporenfilter aus keramischem Material, insbesondere Siliziumnitrit, besteht.