DE504567C - Druckminderer - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Druckminderer mit Hubventil und indirekter Steuerung. Bei diesen läßt das von der einen Druckseite abhängige, auf die gewünschte Betriebsspannung einstellbare Hilf ssteuerglied (Membran o. dgl.) das Druckmittel auf das Antriebsglied (Servomotor für das Ventil) im üffnungs- oder Schließsinne zur Wirkung kommen. Da bei solchen Ventilen das Antriebsmittel (Servomotor) von dem Hilfssteuergliede mechanisch völlig gelöst ist, so kann es vom Ventilkegel aus rückwirkend bewegt werden. Wenn deshalb diese indirekt gesteuerten Ventile durch Betriebsstörungen aus dem Gleichgewicht geraten, so kehren, sie nur sehr langsam in diesen Gleichgewichtszustand zurück, da die schwankende Ventilmasse eine ständige Veränderung des Durchtrittsquerschnittes und damit des Spannungsverhältnisses hervorruft, die dann wieder als unerwünschte Steuerung des Servomotors auf das Ventil zurückwirken.

Durch die vorliegende Erfindung werden diese bei indirekt gesteuerten Ventilen auftretenden Nachteile dadurch vermieden, daß rückwirkende Bewegungen des Ventils auf sein Antriebsglied (Servomotor) unmöglich gemacht sind. Als Mittel hierfür werden Keilflächen mit Selbstsperrung oder andere selbstsperrende Getriebeteile zwischengeschaltet, die die Bewegung des Servomotors auf das Ventil derart übertragen, daß eine Rückwirkung vom Ventil auf den Servomotor o. dgl. unmöglich ist.

An sich sind Keilflächen, schon bei Druckminderern mit direkter Steuerung des Ventils durch das Hilfssteuerglied (Membran) zu den Zwecken angewendet, durch Verstellen dieser Keilflächera den durch die Reibung der aneinandergleitenden Teile entstehenden Verschleiß auszugleichen.

Von dieser bekannten Einrichtung unterscheidet sich die vorliegende dadurch, daß das Keilgetriebe bei indirekt gesteuerten X^entilen zur Verhinderung der hier bisher als unvermeidlich geltenden Rückwirkungen des frei beweglichen Ventils angewendet ist.

Eine als Beispiel anzusehende Ausführung der Erfindung ist in der Zeichnung im senkrechten Querschnitt an einem Druckregler dargestellt, dessen Ventilkörper sowohl nach der Hochdruck- als auch nach der Niederdruckseite ausgeglichen ist.

Der Ventilkörper 1 ist in hinlänglich bekannter Weise sowohl nach der Hochdruckseite 2 als auch nach der Niederdruckseite 3 hin durch die Kanäle 5 bzw. die Durchbrechungen 4 entlastet. Mit dem Ventilgehäuse 6 ist ein Gehäuse 7 verbunden, das eine zur Ventilachse senkrechte Zylinderbohrung 8 besitzt. In dieser Bohrung, die durch die vorgenannten Kanäle 5 und eine Bohrung 9 des

Gehäuses 7 mit dem Hochdrucke in' Verbindung steht, gleitet der Kolben 10 eines Servomotors, der eine Keilfläche 11 besitzt oder mit einer solchen verbunden ist. Auf dieser stützt sich ein in der Ventilachse (ini der Bohrung 9) verschiebbares Gleitstück 12 so ab, daß es durch Hinundherbewegen des Kolbens im Sinne der Ventilöffnung und -Schließung gehoben und gesenkt wird. Auf dem Gleitstücke 12 stützt sich unter dem Einflüsse des Strömungsdruckes das Ventil 1 ab, das demzufolge beim Hinundherbewegen des Kolbens

10 gehoben und gesenkt wird. Die Keilfläche

11 verhindert dabei in jeder Stellung eine Rückbewegung des Gleitstückes 12, d. h. auch eine Rückbewegung des Ventils 1, das sich unter dem Strömungsdrucke 'des Mediums stets nach unten: zu bewegen sucht. Die gezeichnete Ausführung zeigt das Ventil in ao Ruhelage, in der es völlig vom Gleitstück 12 sich gelöst hat. In der Arbeitslage aber stützt sich das Ventil 1 unmittelbar mit einer eingedrehten Mutter 31, die das Einführen eines den Kanal 5 abschließenden Hilfsventil^ 32 in, den Ventilkörper 1 ermöglicht, auf einer in das Gleitstück 12 eingedrehten Schraube 33 ab, die verstellbar ist. Diese Schraube 33 ist so bemessen bzw. in ihren Träger 12 eingedreht, daß, wie gezeigt, bei ganz nach rechts geschobenem Motorkolben' 10 das auf seinem Sitze 34 ruhende Ventil 1 sich von der Abstützschraube 33 gelöst und das Hilfsventil 32 den Kanal 5 abgeschlossen hat. Dieser Hilfsventilabschluß, durch den der Zustrom von Hochdruck zu den Druckräumen 26, 27 des Servomotors verhindert ist und dem die Ruhelage, d.h. AbscMußlage des Hauptventils, entspricht, wird umgekehrt bei Bewegung des Kolbens 10 nach links vor Eröffnung des Hauptventils 1 aufgehoben.

Zum Steuern der Bewegungen des Servomotors dient ein Zylinderschieber 13, der in einem besonderen Gehäuse 14 gleitet und dessen Aufnahmeraum 15 durch ein Rohr 16 an die Niederdruckseite 3 angeschlossen ist. Der im gezeichneten Beispiele senkrecht bewegbare Steuerschieber 13 besitzt auf seinem Mantel ringförmige Eindrehungen 17, 18, die durch Bohrungen. 19, 20 mit dem unter der Niederdruckspannung stehenden Schieberhohlraume 21 (15) in Verbindung stehen. Ringförmige Eindrehungem 22, 23 in der Gehäusewand 14 sind durch Rohrleitungen 24, 25 mit dem: linken bzw. rechten. Zylinderräume 26 bzw. 27 des Arbeitskolbens 10 verbunden. Durch Heben und Senken des Steuerschiebers 13 kann, die Niederdruckrille 17 oder 18 mit der. linken,- oder rechten Druckseite der Kulisse 10 verbunden werden; in seiner Mittelstellung schließt der Schieber 13 jene Rillen oder Kanäle gegen beide Druckseiten ab. Der Steuerschieber 13 stützt sich auf einer Membran: 28 ab, und zwar auf der z. B. der Niederdruckspannung ausgesetzten Seite dieser Membran,, die auf der entgegengesetzten Seite in an sich bekannter Weise von einer einstellbaren, die gewünschte Normalniederdruckspannung regelnden Feder 29 belastet ist. Zur Einstellung dieser Feder kann beispielsweise eine Schraubkapsel 30 dienen.

Die das Gleitstück (Bolzen) 12 aufnehmende Bohrung 9 ist außer durch den Kanal 5 auch noch durch ein Rohr 35 mit der Hochdruckseite 2 verbunden, indem dieses Rohr 35 in eine Kapsel 26 unmittelbar oder durch einen Zwischenkanal 37 einmündet. Durch ein. Rückschlagventil 38 ist die Verbindung für gewöhnlich unterbrochen; sie kann zu einem an späterer Stelle erläuterten Zwecke durch den Schieber 13 hergestellt werden, wenn dieser bei seiner Aufwärtsbewegung unter den Stift 39 des Rückschlagventils 38 stößt und dieses von seinem Sitze 40 hebt. Tn diesem Falle strömt der durch das Rohr 35 zugeführte Hochdruck durch die Kapsel 36 und die Kanäle 42, 43, 44 in die Bohrung 9, von der er dann auf eine Druckseite gelangt. Die Wirkung dieser neuen Einrichtung ist die folgende:

Die Zeichnung veranschaulicht die Schlußlage des Reglers. Zum Inbetriebsetzen, wird die Stellmutter (Kapsel) 30 in Richtung des Pfeiles χ vorgeschraubt, wobei die Federstange 45 durch die Membran 28 und den Schieber 13 das Rückschlagventil 38 von seinem Sitze 40 abhebt. Der Schieber 13 deckt dabei mit seiner Rille 17 die Rille 22 ab, wodurch die linke Seite, 26, des Servomotors an den Raum 15, 21 und durch Rohr 16 an die vorläufig drucklose Niederdruckseite 3 angeschlossen wird. Der durch Ventil 38 in die Bohrung 9 und damit in den Zylinder 8 einströmende Hochdruck dringt an den nicht ganz dichten Druckflächen der Kulisse 10 vorbei in die Räume 26 und 27 ein. Da der erstere, 26, nach der Niederdruckseite hin offen ist, schiebt der im Räume 27 wirkende Hochdruck den Kolben: 10 nach links, wodurch das Gleitstück 12 gehoben und damit das Hauptventil 1 angehoben und geöffnet wird. Der auf der Niederdruckseite 3 entstehende Druck teilt sich durch Rohr 16 dem Räume 15 mit und wirkt auf die Membran 28 ein, die er unter Zusammendrückung der Feder 29 nach unten drückt. Der auf der Membran abgestützte Steuerschieber 13 senkt sich dabei so, daß seine Rillen 17 und 18 in Mittellage zwischen den Gehäuserillen 22 und 23 treten, wodurch der Schieberraum 15, 21 gegen beide Druckräume 26, 27 abgesperrt wird. Es ist dies der normale Betriebszu-

stand, der sich durch Drehen des Stellteiles 30, nötigenfalls unter Zuhilfenahme einer Skala, beliebig einstellen, läßt. Das Ventil 1, das sich in der Strömungsrichtung zu schließen sucht, ist dabei durch die Schrägfläche 11 an Rückwirkungen auf das Antriebsglied (Servomotor 10) verhindert.

Sinkt oder steigt in der Folge der Niederdruck im Verbrauchsraume 3, dann sinkt

ίο oder steigt auch der Druck auf die Membran 28, die entweder gehoben (durch die Feder 29) oder gesenkt wird. Die Folge davon ist, daß der Steuerschieber 13 einen der durch das geöffnete Hilfsventil 32 unter Hochdruck geig haltenen Räume 26, 2j nach der Niederdruckseite 15, 21 hin öffnet, und zwar bei Sinken der Spannung itn Räume 3 den Hochdruckraum 26, beim Steigen den Hochdruckraum 27. Das sich nach links oder rechts aus seiner Mittellage verschiebende Antriebsglied 10 stellt durch Heben oder Senken des Ventils 1 den gewünschten Betriebsdruck im Räume 3 immer wieder her.

Steigt während des Betriebes der Druck im Niederdruckraume 3 über das normale Maß, dann gleitet das Antriebsglied 10 in die gezeichnete Endlage, in der es das Ventil 1 und auch dessen Hilfsventil 32 in die Schlußlage kommen läßt. Da auf diese Weise jede Zuströmung von Hochdruck zum Antriebsgliede 10 abgeschnitten ist, würde dieses in dieser Endlage liegenbleiben, wenn das vorerwähnte Rückschlagventil 38 nicht vorgesehen wäre. Sobald nämlich nach dem Absperren des Hochdruckes der Niederdruckraum 3 spannungslos wird, wodurch auch der Steuerschieberraum¹15, 21 drucklos wird, drückt die Feder 29 die unbelastete Membran 28 und demzufolge auch den Schieber 13 hoch, der vermittels des Stiftes 39 das Ventil 38 öffnet. Der Hochdruck strömt durch die Leitungen 35- 37 und die Kanäle 42, 43, 44 in den Raum- 9 und bewirkt in der eingangs beschriebenen Weise die Wiederherstellung des Betriebszustandes. Außerdem hat das Ventil 38 noch den Vorteil, daß es den Steuerschieber 13 dauernd nach unten drückt, und zwar in der Schlußstellung mit dem vollen Hochdrucke (Leitung 35), während des Betriebes dagegen mit dem Unterschiede zwischen vollem Hochdrucke und dem auf den Querschnitt des Stiftes 39 wirkenden Niederdrucke. Dadurch wird beispielsweise eine Feder entbehrlich, die den leicht beweglichen Schieber 13 dauernd gegen die Membran 28 drücken müßte.

Gegenüber einer starren Verbindung zwischen Hauptventil 1 und Servomotor 10 hat ■üe beschriebene Anordnung, wonach· das Ventil ι ungekuppelt von, dem Gleitbolzen 12 getragen wird, den Vorteil, daß beim Schließen des Ventils dessen Zusammenhang mit seinem Antriebe 10, 12 sich, wie gezeichnet, löst. Demzufolge setzt das Ventil auf seinen Sitz 34 auf, gegen den es 'dann ohne Tanzen dicht angedrückt wird, sobald sich auch sein Hilfsventil 32 vom Antriebe (Abstützmutter 33) löst und schließt.

Zum Außerbetriebsetzen des Reglers genügt das Zurückschrauben des Stellteiles 30 entgegen der Pfeilrichtung x.

Der Servomotor 10 kann auch in zwei Kolben zerlegt werden, die entsprechend auf das Ventil 1 einwirken und die von einem' gemeinsamen, senkrecht oder waagerecht verschiebbaren Steuergliede 13 überwacht werden. Beispielsweise könnten diese beiden Kolben entgegengesetzt arbeiten, derart, daß sich ihre entgegengesetzt verlaufenden Hubkanten kreuzen. Ferner kann das Steuerorgan 13, 14 in zwei getrennte Einzelorgane (z. B. ein +- und ein —Ventil, die unmittelbar an die Räume 26 und 2J angeschlossen werden) aufgelöst werden. Das Steuerorgan 13, 14 und das An- und Abstellglied 30 können von dem Regler getrennt und an beliebiger Stelle des Betriebsraumes angeordnet werden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Druckminderer mit Hubventil und indirekter Steuerung, bei der das von einer der Druckseiten abhängige Hilfssteuerglied (Membran o. dgl.) das Druckmittel auf das Antriebsglied (Servomotor) für das Ventil im Öffnungs- oder Schließsinne zur Wirkung kommen läßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung tier Bewegung des Servomotorkolbens auf das Hauptventil durch Keilflächen, mit Selbstsperrung oder andere selbstsperrende Getriebeteile derart erfolgt, daß eine Rückwirkung vom Hauptventil auf den Servomotor unmöglich ist.

2. Druckminderventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungszusammenhang zwischen dem Ventil und seinem Antriebsmittel (Kulisse 10) ein loser ist und letzteres nach Schließen des Ventils seine Endlage erst erreicht, nachdem sein Zusammenhang mit dem Ventil gänzlich gelöst ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen