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Druckminderer Die Erfindung betrifft einen Druckminderer, bei dem
der Schließbolz;en mit einem zylindrischen Ansatz versehen ist, dessen Durchmes
ser etwa dem des Ventilkraters entspricht und der zwecks Entlastung des Schließbolzens
aus der unter dein Schließbolz#en liegenden Hochdruckkammer herausgef ührt ist.
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Bei allen Druckminderern muß im Augen-* blick des öffnens ein Gleichgewichtszustand
herrschen zwischen der Spannkraft der Stellfeder einerseits und der Spannkraft der
Schließfeder zusammen mit der Belastung der Kraterfläche durch den Hochdruck andererseits.
Dieser Hochdruck entspricht dem Produkt aus Gasdruck und Kraterfläche. Ändert sich
der Hochdruck, so wird auch der Gleichgewichtszustand gestört. Besonders tritt dies
dann ein, wenn der eingestellte Arbeitsdruck des Druckminderers, d.h. also. die
Vorspannung der Stellfeder, klein und sowohl die Kraterfläche als auch der Hochdruck
groß sind. Fällt der Hochdruck während des Betriebes ab, so ändert sich der Gleichgewichtszustand
in der Weise, daß die Stellfeder langsam das übergewicht herhält, wodurch sich der
Arbeitsdruck im Mittelraum des Druckminderers vergrößert, weil der Schließbolzen
stärker vom Krater abgehoben wird. Um diese Veränderung des Arbeitsdrucks zu vermeiden,
muß man den Einfluß des Hochdrucks auf den Gleichgewichtszustand ausschalten. Um
dies zu erreichen, wurde an dem Schließbolzen ein zylindrischer Ansatz vorgesehen,
dessen Durchmesser dem des Ventilkraters etwa entsprach und der durch eine Stopfbüchse
hindurch aus dem Druckminderer herausgeführt wurde, so daß auf seinem Querschnitt
lediglich der Atmosphärendruck lastete. Dadurch wurde zwar der Einfluß des Hochdrucks
auf denSchließbolzen ausgeschaltet, aber es war dabei eine völlige Abdichtung des
Ansatzes in der Stopfbüchse notwendig, da sonst erhebliche Gasverluste eintraten,
die zudem noch zu einer Vereisung führen konnten.
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Da es nun fast unmöglich ist, Stopfbüchsen zu bauen, die einem Hochdruck
von i5o at und mehr standhalten, wird der Druckminderer nach der Erfindung so gebaut,
daß der an dem Schließbolzen befestigte zylindrische Ansatz in eine nach außen völlig
geschlossene
Ausgleichkammer mündet, an- die ein Hilfsminderer
angeschlossen ist, der den in der Ausgleichkammer angestauten Hochdruck unter einem
Druck, der den des Hauptminderers etwas übersteigt, in den Mittel-i raum oder den
,%.bflußstutzen des Hauptminderers eintreten läßt. Auf diese Weise wird eine Entlastung
des Schließbolzens vom Hochdruck erreicht, ohne daß es notwendig ist, Stopfbüchsen
o. dgl. zum Abdichten des zum Ausgleich dienenden Ansatzes zu verwenden. Die bisherige
Bauart wird somit wesentlich vereinfacht. Auch die Wirk-ung ist besser als bei den
bisher bekannten Geräten und tritt ein Verlust an Hochdrucke gas nicht auf.
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Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform des neuen Druckminderers
dargestellt. Das Hochdruckgas strömt bei geöffnetem VentilE in Richtung des PfeilsN
in den Druckminderer ein und nach Abheben des SchließbolzensS vom KraterI( in den
Mittelraurr-C und aus diesem durch denStutzenM zur Verwendungsstelle. Der Hochdruck
setzt sich bis in die unmittelbar unter dem Schließbolzen S liegende Kammer
A fort. Der SchließbolzenS steht unter der Wirkung der StellfederF, die dem
gewünschten Niederdruck entsprechend eingestellt wird. An den Schließbolzen schließt
sich der zylindrische AnsatzS', dessen Querschnitt/ etwa dem Querschnitt/' des KratersI<
entspricht. Der AnsatzS' reicht bis in die Kamm#erB, in der auch die SchließfederF'
untergebracht ist. Der Hochdruck gelangt nicht nur in den RaunlA, sondern an dem
AnsatzS' -entlang auch in die KammerB. An diese KammerB ist der HilfsdruckmindererI-I
angeschlossen, der durch das Rohr I in den AbströmkanaliN des Druckminderers mÜndet.
Der Arbeitsdruck des HilfsdruckminderersHwird fest eingestellt, und zwar um eine
Kleinigkeit höher als der gewünschte Arbeitsdrudk des Hauptdruckminderers. Der Hilfsdruckminderer
soll den in der KammerB herrschenden Hochdruck auf beispielsweise 4,2 atü reduzieren,
wenn der Hauptdruckminderer auf beispielsweise 4 atü eingestellt ist. Aus dem RaumB
-fließt das Hochdruckgas so lange durch den Hauptdruckminderer ab, bis der gesamte
l#üttelraumC des Hauptminderers und dessen AbflußstutzenM bis hin zum AbsperrhahnE
unter einem Druck von 4:,2 atü stehen. In diesem Augenblick schließt sich der Hilfsdruckminderer
selbsttätig. Soll jetzt eine Entnahme von Gas stattfinden, so wird das AbsperrventilE
geöffnet. Das in dem MitteldruckraumC und dem Auslaßstutzeri H angesammelte
Gas, das unter einem Druck von 4,2 atÜ steht, strömt durch den-AbsperrhahnE in die
Entnahmeleitung ab. Infolgedessen "öffnet sich der Hilfsdruckminderer wieder und
entleert die AusgleichkammerB weiter, bis auch sie unter einem Druck von 4,2 atü
stellt. Mit fal-Aendem, Gasdruck im RaumB wird auch der zylindrische Ansatz S' und
dadurch der Krater K vom Hochdruck entlastet. Die Stellfeder F gewinnt langsam das
übergewicht und hebt den Schließbolzen S vom Krater 9
ab. Der Hauptminderer
ist geöffnet und kann nunmehr das Hocbdruckgas unter dem gewünschten Druck der Entnahmeleitung
zuführen.
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Da die Kammer B nach außen völlig abgeschlossen ist, kann also bei
der neuen Bauart kein Gasverlust eintreten.
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Ein weiterer Vorteil der Bauart ist darin zu sehen, daß das öffnen
des Druckminderers nicht schlagartig, sondern selbst bei plötzlichem öffnen des
Absperrventils E gedämpft erfolgt, weil zunächst der Hochdruck im RaumB bis
auf. den Arbeitsdruck abfällt. Trotzdem, spielt sich der ganze Vorgang innerhalb
des Bruchteiles einer Sekunde ab.
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Man muß den Hilfsdruckminderer auf einen etwas höheren Arbeitsdruck
als den Hauptminderer einstellen, um auch während des Arbeitens des Druckminderers
eine Entlastung des RaumesB vom Hochdruck zu gewährleisten. Wollte man den Hilfsdruckminderer
auf den gleichen Druck wie den Hauptminderer einstellen, so würde sich d#r Hilfsdruckminderer
sofort schließen, wenn der Hauptdruckminderer zu arbeiten beginnt, weil dann in
der Entnalimeleitung M der Arbeitsdruck des Hilfsdruckminderers erreicht ist und
dieser dadurch abgeschlossen wird, trotzdem im Raum B der Hochdruck ansteigt. Dieser
ansteigende Hochdruck im i RaumB würde aber wieder den Kolben des Schließbo17ens
stark belasten und den SchließbolzenS entgegen der Kraft derStellfederF allmählich
auf den KraterI( drücken.
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Um die Anspringzeit des Hauptdruckmin- i derers zu verringern, wird
der RaumB möglichst klein gehalten. Dadurch wird auch die in diesem Raum angesammelte
Gasm.enge wesentlich verringert und kann durch den Hilfsdruckminderer schneller
abgeführt werden.
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Um die KammerB möglichst klein zu halten, werden alle Hohlräume mit
Werkstoff ausgefüllt.