DE591297C - Druckminderventil - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 19. JANUAR 1934

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVi 591 297
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Tag der Bekanntmachung über die Erteilung des Patents: 28. Dezember 1933

©ipl.-3ng. Karl Kuhlmann in Offenbach a. M. Druckminderventil

Patentiert im Deutschen Reiche vom 25. Juni 1932 ab

Es sind indirekt durch einen Kolben mittels Hilfsventil gesteuerte Reduzierventile bekannt, z. B. nach Patent 60 054. Hierbei wirkt der Hochdruck und der Minderdruck von unten bzw. von oben auf den \^rentilteller ein. Dieser schließt gegen den Sitz mit einer Ringfläche ab, die eine gewisse Breite besitzt. Hierdurch verändert sich die Größe der Druckflächen am Ventilteller, je nachdem, ob das Ventil geschlossen oder geöffnet ist. Infolgedessen und durch die Reaktionswirkung des strömenden Mediums verändern sich die auf den Ventilteller wirkenden Kräfte willkürlich und unerwünscht. Ferner besitzen diese Ventile den Nachteil, daß die Absperrung infolge der bei geschlossenem Ventil offenen Steuerdampfleitung keine vollkommene ist. Man hat diese Mängel dadurch zu beseitigen gesucht, daß man z. B. bei den Reduzierventilen nach Patent 90702 und 219389 ein entlastetes Drosselorgan anordnete und ihm ein Absperrorgan vor- oder nachschaltete. Bei diesen Ventilen besteht aber der Nachteil, daß eine plötzliche Drucksteigerung oder -verminderung des Hochdruckes oder des Niederdruckes zunächst, d. h. ehe die eigentliche Regelvorrichtung zur Wirkung kommt, einen Impuls zum Öffnen bzw. zum Schließen erzeugt, also gerade entgegengesetzt zum Notwendigen. Bei der vorliegenden Erfindung wird nun ein Drosselorgan, bei welchem sich die vom Hoch- bzw. Minderdruck ausgeübten Kräfte in allen Belriebslagen ausgleichen, vereinigt mit einem Stufenkolben, an dem sich drei Flächen befinden, von denen je eine vom Hoch-, vom Minder- und von einem resultierenden Druck belastet sind, und zwar derart, daß eine Steigerung des Hoch- oder des Minderdruckes jeweils im Sinne des Schließens des Drosselorganes wirken, während auf die dritte Fläche des Kolbens ein resultierender regelbarer Druck einwirkt, von dessen Höhe der Grad der Eröffnung abhängt.

In Abb. ι ist 1 das Gehäuse, 2 das Drosselorgan, hier ein Rundschieber, an Stelle dessen aber auch eine andere entlastete Vorrichtung treten kann, 3 der Stufenkolben, 4 das Hilfsventil, 5 der Impulsgeber. Durch die Büchse 6 ist der Stufenkolben gegen den Hochdruckraum abgedichtet. Die Wirkungsweise ist folgende: Der Hochdruck tritt durch die vom Drosselorgan gesteuerten Öffnungen 7 in den Niederdruckraum. Er wirkt auch auf den Stufenkolben, und zwar im Sinne des Schließens. Gleichzeitig wirkt durch die Öffnungen 8 der Niederdruck auf die Ringfläche 9 des Stufenkolbens ebenfalls im Sinne des Schließens. Der Hochdruck füllt durch die Bohrung 10 den Raum 11 unter dem Kolben mit Druck an, und die Höhe dieses Druckes wird in an sich bekannter Weise mittels des Hilfsventils 4 geregelt. Solange die Druckschwankungen allmählich vor sich gehen, stellt sich praktisch gleichzeitig im Raum ti immer derjenige Druck ein, der den notwen-

digen öffnungsgrad des Drosselorganes herbeiführt. Bei raschen Druckschwankungen kann die Regelvorrichtung jedoch nicht immer mit der notwendigen Geschwindigkeit folgen. Hierbei treten nun die oberen Flächen des Stufenkolbens in Wirksamkeit, indem durch die darauf lastenden Drücke das Drosselorgan bereits im Sinne des kommenden Regelvorganges in Bewegung gesetzt ίο wird.

Die Büchse 6 ist lose eingelegt. Sie wird durch den Hochdruck dichtend auf einen Vorsprung des Zylinders aufgepreßt. Man kann die Dichtungswirkung fördern durch Auf schleif en oder durch Zwischenlegen von Dichtungsmitteln. Die Büchse 6 hat auch seitliches Spiel. Durch das lose Einlegen der Büchse kann man den Kolben und das Drosselorgan als in sich geschlossenes System nach oben herausnehmen und nachsehen. Durch das seitliche Spiel der Büchse werden Ungenauigkeiten der Herstellung ausgeglichen.

In den Abb. 2, 3 und 4 sind Beispiele gezeigt, wie das Drosselorgan in seinen wichtigen Teilen aus besonders zweckmäßigem Baustoff hergestellt und auswechselbar sein kann. Der Rohrschieber ist in Abb. 2 und 3 auf den sternförmigen Tragkörper aufgeschraubt. In Abb. 4 ist er in Ausnehmungen des Tragkörpers gelagert, und die Auswechselung kann hierbei durch Verformung eines Teiles des Tragkörpers erfolgen.

In der bisher beschriebenen Ausführung schließt der Apparat bei Aufhören des Dampfverbrauches nicht dicht ab, und er ist daher so nur für solche Anwendungsfälle bestimmt, bei denen es auf vollständigen Abschluß nicht ankommt. Wenn diese Forderung jedoch gestellt wird, dann wird das Drosselorgan gemäß der Erfindung durch ein Absperrorgan ergänzt, wobei Vorkehrungen getroffen sind, daß durch diese Hinzufügung die gute Wirkungsweise des Drosselorganes nicht gestört wird.

In Abb. 5 und 6 ist 12 das Ventilgehäuse, 13 eine eingesetzte Zylinderbüchse, in welcher —.von unten nach oben — zunächst der Stufenkolben 14 geführt ist; dann folgt die lose eingesetzte Führungsbüchse 15, dann das entlastete Drosselorgan i6, dann die Sitzfläche für das Absperrorgan 17 und schließlich der obere Kolben 18. Auch hier verbindet wieder eine zweckmäßig in ihrem Durchlaß einstellbare Bohrung 19 den Hochdruckraum mit dem Raum 20 unter dem Stufenkolben, wobei erfindungsgemäß diese Bohrung unterhalb des Absperrventils abgezweigt ist. Diese Einmündung befindet sich daher, solange der Ventilkegel 17 noch nicht abschließt, in dem vom Hochdruck erfüllten Raum. Sobald der Ventilkegel aber fest abgeschlossen hat, ist damit auch die Mündung der Bohrung

19 ebenfalls abgesperrt, so daß auch hierdurch kein Dampf auf die Minderdruckseite gelangen kann. Oberhalb des oberen Kolbens 18 befindet sich ein Raum 21. Aus den Räumen 20 und 21 und aus dem Niederdruck raum führt je eine Bohrung oder Leitung nach der Seite des Gehäuses und setzt sich dort in dem Reguliergehäuse 22 fort. In diesem sind auswechselbar zwei Ventilsitze 23 und 24 mit Ventilen 25 und 26 derart eingebaut, daß sich das eine Ventil öffnet, wenn sich das andere schließt. Beide Ventile werden von einem Impulsgeber gesteuert. Bei steigendem Minderdruck öffnet sich das zum Drosselorgan gehörende Hilfsventil 26, während gleichzeitig das dem Absperrorgan zugeordnete Hilfsventil 25 sich allmählich schließt. Dadurch wird der Druck im Raum

20 vermindert und im Raum 21 gesteigert. Das Drosselorgan 16 und das mit ihm beispielsweise fest verbundene Absperrorgan 17 senken sich. Damit nun aus den eingangs erwähnten Gründen die Schwankungen des Hochdrucks keine unerwünschten Rückwirkungen auf die Stellung des Drosselorganes ausüben können, ist, falls die Organe miteinander fest verbunden sind, für einen Teil des Hubes die Regulier wirkung des Kolbens 18 ausgeschaltet, in der gezeichneten Ausführung beispielsweise dadurch, daß durch Nuten, Bohrungen o. dgl. ein Druckausgleich zwischen der Ober- und der Unterseite des Kolbens herbeigeführt ist. Man kann die erwähnten Rückwirkungen auch auf andere Art ausschalten, indem z. B. die Verbindung zwischen Drosselorgan und Absperrorgan in gewissem Grade nachgiebig gemacht oder ganz aufgehoben wird. Wenn bei der Abwärtsbewegung des Drosselorganes die Kante 27 die Abschluß stellung erreicht hat, ist das Absperrorgan 17 seinem Sitz genähert. Das Hilfsventil 25 beginnt bereits zu drosseln und wirkt von nun an bis zum vollkommenen Abschluß bei der Regelung mit. Sobald das Ventil 25 vollständig geschlossen ist, steigt der Druck im Raum 21 bis auf die Höhe des unverminderten Druckes an und preßt dadurch das Ventil 17 fest auf seinen Sitz. Hierbei wird auch die Bohrung 19 mit abgeschlossen und dadurch die untere Steuervorrichtung vollkommen außer Betrieb gesetzt. Beim Öffnen spielt sich der umgekehrte Vorgang ab, indem zunächst die obere Steuereinrichtung das Öffnen des Hauptventils herbeiführt und dann allmählich das Drosselorgan mit seiner zugehörigen Steuereinrichtung die Regelung übernimmt. Der Übergang der Regulierung erfolgt ganz allmählich. In der vorliegenden Beschreibung ist als

Durchflußmedium Dampf angenommen. Das Minderventil kann aber ebensogut zu Druckreduzierung beliebiger Gase oder Flüssigkeiten verwendet werden.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Druckminderventil mit entlastetem Drosselorgan, das durch einen vom Hoch- und Niederdruck beaufschlagten Stufenkolben gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Stufenkolben eine dritte Fläche vorgesehen ist, die durch den resultierenden Druck aus Hoch- und Niederdruck belastet wird.

2. Druckminderventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum am Stufenkolben durch eine lose eingelegte Führungsbüchse abgeschlossen wird, die auf einem Absatz des Zylinders ruht und durch den Differenzdruck der auf ihm lastenden Drucke selbsttätig dichtend angepreßt wird.

3. Druckminderventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselorgan im wesentlichen aus zwei Teilen besteht, einem Tragkörper und einem damit auswechselbar verbundenen Drosselkörper, ζ. B. einem Rohrstück aus für diesen Zweck besonders geeignetem Baustoff.

4. Druckminderventil nach Anspruch ι, dadurch gekennzeichnet, daß der auf die dritte Fläche des Stufenkolbens wirkende rusultierende Druck durch eine in den Hochdruckraum mündende Bohrung aufgeladen und durch ein Steuerventil geregelt wird, welches in an sich bekannter Weise durch eine Membran beeinflußt wird.

5. Druckminderventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die vollkommene Absperrung ein Zusatzregter vorgesehen ist, welcher aus einem mit dem Absperrkegel verbundenen Steuerkolben besteht, der mit dem Drosselorgan entweder fest oder nachgiebig oder gar nicht verbunden ist und der durch einen resultierenden Druck gesteuert wird, welcher in gleicher Weise wie beim Stufenkolben durch ein von der Membran beeinflußtes Hilfsventil geregelt wird.

6. Druckminderventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Aufladen des resultierenden Druckes am Stufenkolben dienende Bohrung unterhalb des Absperrventils mündet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen