DE652463C - Mehrstufiges Druckminderventil - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein mehrstufiges Absperr- und Druckminderungsventil, vorzugsweise für hohe Drücke, das auf größte und kleinste Durchflußmengen einstellbar und doch sehr einfach und billig herzustellen sowie dauernd in betriebsfähigem Zustand zu halten ist. Auch ist jede Gefahr des Ausbrennens des Ventils bei Verwendung für Sauerstoft" sowie eine Abdichtung der Spindel auf der Hochdruckseite vollkommen vermieden. Zum Druckmindern und Regeln wird im wesentlichen die Undichtheit der Ventilspindel in ihrer Führung im Ventilgehäuse verwendet. Mit Hilfe einer Anzeigevorrichtung mit zwei Skalen kann einerseits der Hahn auf jede gewünschte Gasmenge eingestellt und andererseits die jeweils zu entnehmende Gasmenge dem jeweils in der Hochdruckkammer herrschenden Überdruck angepaßt werden.

Auf der Zeichnung ist beispielsweise ein Absperr- und Druckminderungsventil gemäß der Erfindung in einem senkrechten Längsmittelschnitt gezeigt.

Ein Gehäuse α von kreisförmigem Querschnitt, das mit äußeren, nicht gezeichneten Wärmeaustauschripp$n, namentlich in der oberen Hälfte, Versehen sein kann, enthält eine sich von oben nach unten absatzweise erweiternde Bohrung O₁, a₂, O₃, O₄, O₅, O₀ und trägt zwei seitliche Stutzen, nämlich oben einen Zuflußstutzen b mit einer Bohrung Jb₁,. die in die Bohrung O₁ mündet, und einen etwa in der Mitte des Gehäuses α nach der entgegengesetzten Seite gerichteten Ableitungsstutzen / mit einer Bohrung ^₁, die sich an die Bohrung O₄ anschließt. In eine kurze Erweiterung des Endes der engen Bohrung O₁ ist außen der Stutzen eines Manometers e mit Zeiger e_x eingesetzt, während auf den Stutzen b in bekannter Weise eine Überwurfmutter d zum Anschluß des Ventils an den Stutzen eines Druckbehälters, z. B. das Entnahmeventil einer Sauerstoffflasche, aufgesetzt ist. · .

Der Übergang von der engsten Bohrung O₁ zur nächst weiteren O₂ ist als Ventilsitz ausgebildet und arbeitet zusammen mit dem entsprechend gestalteten kegeligen Ende einer Ventilspindel k, deren letztes, genau in die Bohrung a₂ passendes Stück k₁ am Umfang mit einer oder mehreren schraubenförmigen kleinen Rillen m ausgerüstet ist; gegebenenfalls' sind diese Rillen nur durch leichtes Ritzen des Umfanges des Spindelteiles k_x hergestellt. An das Stück ^₁ schließt sich ein stärkeres Spindelstück k₂ an, dessen Durchmesser wiederum genau der erweiterten Bohrung O₃ entspricht, das aber noch mindestens um etwa die Länge der nächst weiteren Kammer o₄ des Gehäuses α länger ist als die Bohrung O₃. Das nächst stärkere Stück k₃ der Spindel k, das sich hinter dem Ende der Kammer O₄ bei vollkommenem Einschub der Spindel in das Gehäuse anschließt, ist auf einem Teil mit Außengewinde versehen und führt sich damit in einem entsprechend mit Hohlgewinde versehenen Teil der Bohrung O₅, die

wiederum etwas weiter ist als die Bohrung a₄ und in der sich der weitere Teil der Spindel k mehr oder weniger gut abdichtend führt. Zwecks vollkommener Abdichtung ist ferner die Bohrung a₃ am Ende des Gehäuselte bei a_a zur Aufnahme einer Stopfbuchsbrille...;· mit Packung g und Druckring h erweitert.

Außerhalb der Stopfbuchse g, h, i ist auf die Spindel k ein im Querschnitt linsenförmiger Ring p mit einem Stellring r und einer Stellschraube s aufgesetzt. Sein schneidenartiger Rand spielt vor einer Skala q, die auf einer unten am Gehäuse α befestigten Platte angebracht und nach Atmosphären eingeteilt ist. Das untere Ende der Spindel ist mit einem Handrad ο versehen. Der Zeigerring p kann beliebig auf der Spindel k verstellt werden, und diese selbst kann mit einer Skala u zum Einstellen des Zeigers auf verschiedene Durchflußmengen versehen sein.

Die Benutzungs- und Wirkungsweise des Ventils ist folgende: Das Ventil wird beispielsweise mittels der Überwurfmutter d mit seinem Stutzen b an das Entnahmeventil einer Stahlflasche für Sauerstoff, die bis zu einem Druck von 150 at aufgefüllt ist, in der üblichen Weise vollkommen dicht angeschlossen, die Spindel k mittels des Handrades 0 so weit in das Gehäuse c hineingeschraubt, daß sie die Bohrung Gt₁ vollkommen abschließt und dann das nicht gezeichnete Flaschenventil geöffnet. Der Zeiger ^₁ des Manometers e zeigt nunmehr den Druck in der Flasche an. Hierauf wird der Zeigerring p auf der Spindel k auf eine bestimmte Durchflußmenge, z. B. die als normal angenommene Menge von 5 Litern in der Stunde, eingestellt und dann der Hahn durch Zurückdrehen der Spindel k so weit ge- - öffnet, daß der Zeigerring p auf der Skala q 150 at anzeigt. Geht der Druck in der Flasche zurück, beispielsweise auf 140 at (Manometer e), so muß die Spindel so weit herausgeschraubt werden, daß der Zeiger p auf der Skala q 140 at anzeigt usw. Dann erhält man eine konstante Ausflußmenge von 5 Litern je Stunde aus dem Stutzen /. Will man eine andere Durchflußmenge als die von 5 Litern je Stunde, so muß der Zeiger/) nach der Skala u entsprechend auf der Spindel k verstellt und dann in der eben beschriebenen Weise durch Heraus- öder Hereinschrauben' der Spindel auf der Skala q auf den vom Manometer e angezeigten Druck eingestellt werden. Je niedriger dieser Druck ist, desto weiter muß das Ventil geöffnet werden, damit stets die gleiche Gasmenge durchströmt. Gegebenenfalls wird man dabei für die verschiedenen Ausflußmengen verschiedene Skalen q verwenden müssen, wenn man auf eine mögliehst genaue Einstellung Wert legt. Will man mit dem Ventil nur eine einzige, stets gleichbleibende Menge entnehmen können, so entfällt die Skala u auf der Spindel k und die Stellvorrichtung r, s für den Zeigerring p. ■<i. Das durch die Bohrungen ^₁ des Stutzens b und O₁ des Ventilgehäuses α zutretende Gas ?*%römt zunächst durch die schraubenförmigen ^r Muten m des Spindelendes Ji₁ in der Kam- #mer a₂ zur Kammer a₃, in der sich der Spindelteil k₂ möglichst gut abdichtend führt. Die Dichtung ist jedoch naturgemäß auch bei bestem Einpassen nicht so vollkommen, daß kein Gas zwischen der Spindel k₂ und der Kammerwand a_s hindurchtreten könnte, aber die Kammer ist derart lang bemessen, daß darin ein hinreichend großer Druckabfall stattfindet, d. h, daß das Gas sich von etwa 150 bis auf, 0,1 at oder weniger entspannen kann, bis es in die etwas weitere Kammer a₄ übertritt. Gegebenenfalls können ein oder mehrere Kataraktabdichtungsringe auf dem Spindelteil k₂ bzw. in der Bohrung a₃ vorgesehen werden, um die Abdichtungswirkung zu erhöhen. Von der Kammer a₄ wird das Gas durch den Stutzen / mit Bohrung f_t abgeführt, auf den z. B. ein GummiscMauch zur Ableitung des Gases aufgesetzt werden kann. Ein Entweichen von Gas nach unten (längs der Spindel k) wird durch die Stopfbuchse g, h, i verhindert, zumal bei dem äußerst geringen Überdruck auf der Niederdruckseite des Ventils eine besonders gute Abdichtung nicht erforderlich ist.

Wenn man die Spindelfe weiter aus dem Gehäuse herauszieht (durch entsprechendes Drehen des Handrades), so schieben sich die Spindelteile Ji₁ und k₂ immer weiter aus der Kammer a₂ bzw. Ct₃ heraus in die Kammer a_s bzw. a₄, so daß sich die Abdichtungslänge des mit schraubenförmigen «Nuten?» versehenen Spindelendes ^₁ in der Kammer a_s sowie die des Teiles k₂ in der Kammer a₃ immer mehr verkürzen, d. h. der Weg durch die Nuten m und der zwischen der Spindel k₂ und der inneren Wandung der Kammer a₃ hindurch wird immer mehr verkürzt und damit der Durchflußwiderstand dieser Drosselstrecken verringert. Infolgedessen wird der Druck in der Kammer σ₄ wesentlich steigen und sich die Ausflußmenge des Gases entsprechend erhöhen. Schraubt man die Spindel so weit heraus, daß die Teile U_x und k₂ vollständig ihre Bohrungen a₂ und a₃ verlassen und in die . nächst größeren Bohrungen a₃ und <z₄ bzw. die übernächst größeren a₄ und a₅ übertreten, so wird jeweils ein erheblich größerer Durch-' gangsquerschnitt freigegeben bzw. eine nennenswerte Drosselung überhaupt nicht mehr stattfinden und damit das Ventil auf große und größte Durchflußmengen eingestellt. Man hat es vollkommen in der Hand, auf diese Weise kleinste und größte Mengen zu ent-

nehmen bzw. den Druck auf der Niederdruckseite beliebig hoch oder niedrig einzustellen. An die Kammer a₄ können auch mehrere Stutzen / angeschlossen sein, um das entspannte Gas gleichzeitig mehreren voneinander unabhängigen Stellen zuführen zu können. Wählt man dabei die Bohrungen /_t der Stutzen / möglichst fein und lang, so kann man z. B. die durchströmenden Mengen in

ίο den einzelnen Niederdruckstutzen dauernd ungefähr gleich halten, wenn auch geringe Druckschwankungen an den verschiedenen Abnahmestellen stattfinden. Andererseits kann man auch die Abzweigstutzen / für den Niederdruck für die einzelnen Zweige entsprechend wie das Hochdruckventil a₂, k_lt m, cz₃, Ze₂, <z₄ ausbilden, so daß man für einen jeden Abzweig auf der Niederdruckseite ganz beliebige Durchflußmengen einstellen kann. Ge-

?-o gebenenfalls kann der Spindelteil Zj₁ auch ohne die schraubenförmigen Rillen m ausgeführt sein, so daß bei ihm ebenso wie beim Spindelteil k₂ in der Kammer a₃ der Durchgangsquerschnitt lediglich durch die Undichtheiten der Spindelführung in der Bohrung a₂ gebildet ist. Statt der zwei Druckabfallräume a₂, a_z können auch mehrere angeordnet sein.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Mehrstufiges Druckminderventil, vorzugsweise für hohe Drücke, mit mehreren hintereinandergeschalteten Druckabfallräumen, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckabfall wenigstens in einem der Dnackabfallräume lediglich durch die Undichtheit einer Spindel (L·) in ihrer Führung (a₃) erzielt wird und die Länge des Druckabfallweges für die Regelung des Druckabfalles einstellbar ist.
2. 2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine gemeinsame Spindel für die sämtlichen Druckabfallräume vorgesehen ist und letztere aus einer entsprechend absatzweise ausgeführten Bohrung für die Führung der Spindel bestehen.
3. 3. Ventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die für alle Druckabfallräume gemeinsame Spindel (fet, k₂, fes, k) und die Druckabfallräume derart gestaltet und hintereinander angeordnet sind, daß die Durchgangsquerschnitte (in den Kammern a₂, a_s) in Durchflußrichtung stufenweise derart zunehmen, daß bei Verschieben der Spindel nach der Niederdruckseite, hin die Länge der einzelnen Drosselstrecken und gegebenenfalls auch deren Querschnitt gemeinsam geändert werden.
4. 4. Ventil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch gemeinsames Verschieben der einzelnen Spindelteile (k_lt k₂) in 'die nächst bzw. übernächst größere Kammer (^₁ in a_s bzw. ö₄, ko in a₄ bzw. a_s) der Hahn auf große und größte Ausflußmengen einstellbar ist.
5. 5. Ventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel für die verschiedenen Druckabfallräume 7" von gleichem Querschnitt ausgeführt ist und nur für die verschiedenen Räume in ihren Umfang eingearbeitete verschieden tiefe und bzw. oder verschieden lange Nuten aufweist, derart, daß die Nuten in Richtung des Druckabfalls zunehmende Tiefe und bzw. oder abnehmende Länge besitzen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen