DE69010661T2 - Druckminderer. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft Druckminderer mit einem in einem Gehäuse vorgesehenen Ventilorgan, das entlang einer Achse in einer ersten Bohrung verschiebbar ist und durch eine erste Feder gegen einen Sitz zwischen einer Hochdruckkammer und einer Niederdruckkammer, mit diesem zusammenwirkend, vorgespannt und mit einer beweglichen Wand verbunden ist, die an einer Seite die Niederdruckkammer begrenzt und durch eine manuell austarierbare zweite Feder in die Richtung vorgespannt ist, in der das Ventilorgan von seinem Sitz abgehoben wird, mit einem Einlaß für unter hohem Druck stehendes Gas in die Hochdruckkammer, mit einem mit der Niederdruckkammer kommunizierenden Auslaß für unter niederem Druck stehendes Gas, und mit einer Einrichtung zur Montage zumindest eines mit der Hochdruckkammer kommunizierenden Manometers auf dem Gehäuse.
• Bei herkömmlichen, beispielsweise im Dokument FR-A-2 233 656 beschriebenen Druckminderern dieser Art ist das Druckminderergehäuse mit einer großen Anzahl von Bohrungen ausgebildet, nämlich einer Bohrung mittleren Durchmessers, die den Sitz für das Ventilorgan bildet, einer Bohrung großen Durchmessers, die die Niederdruckkammer bildet, einer koaxial zu den beiden genannten Bohrungen verlaufenden Kammer kleinen Durchmessers, die die Verbindung zwischen der Hoch- und der Niederdruckkammer bildet, zwei Bohrungen für den Einlaß, zwei Bohrungen für den Auslaß sowie zwei zusätzlichen Bohrungen für die Montage eines Hochdruckmanometers und eines Niederdruckmanometers und mit einer zusätzlichen Bohrung für die Montage eines Überdruckventils, das mit der Hochdruckkammer in Verbindung steht. Außerdem ist die das Ventilorgan bildende Bohrung mittleren Durchmessers durch einen Stopfen verschlossen, der eine Auflage für die erste Vorspannfeder des Ventilorgans in einer Anordnung bildet, die Bedienungspersonen keinen Zugang zu dem Ventilorgan und erst recht nicht zu dem Überdruckventilorgan ermöglichen.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen neuen Druckminderer für den industriellen Einsatz vorzuschlagen, welcher einen die Anzahl der Herstellungsschritte begrenzenden, stark vereinfachten Aufbau hat, um eine automatische Großserienfertigung mit verminderten Kosten zu begünstigen, der zuverlässig ist und eine erhöhte Sicherheit gewährleistet und modular aufgebaut werden kann, um für unterschiedliche Arten von an ihren Einsatzzweck angepaßten Druckminderern verwendet und um "bedarfsgerecht" produziert werden zu können.
• Zu diesem Zweck ist gemäß einem Merkmal der Erfindung vorgesehen, daß das Außenende der ersten Bohrung zur Aufnahme einer Manometeranschlußeinrichtung für die Montage des Manometers auf der Achse ausgebildet ist und ein Wiederlager für die erste Feder zur Vorspannung des Ventilorgans bildet.
• Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind eine zweite und eine dritte Bohrung rechtwinklig zur Achse in dem Gehäuse koaxial ausgebildet und dazu bestimmt, eine Einlaßanschlußeinrichtung und eine Auslaßanschlußeinrichtung aufzunehmen, die einen Teil des Einlasses und einen Teil des Auslasses bilden.
• Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung wird die bewegliche Wand von einem Kolben gebildet, der in einer vierten Bohrung großen Durchmessers des Gehäuses gleitet, wobei das geeichte Überdruckventil vorteilhafterweise in einem rohrförmigen Nabenbereich eines Kolbens angebracht ist, der einen Sitz für das Überdruckventil bildet.
• Weitere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung einer beispielhaft und nicht beschränkenden Ausführungsform anhand der Zeichnung hervor; es zeigen:
• Fig. 1 eine schematische Schnittansicht des erfindungsgemäßen Druckminderers in der Ausführungsform mit zwei Manometern, und
• Fig. 2 bis 4 andere Ausführungstormen des erfindungsgemäßen Druckminderers zur Verdeutlichung des modularen Aufbaus.
• Wie in Fig. 1 gezeigt, umfaßt der Druckminderer ein Gehäuse 1, das typischerweise aus einer leichten Gußlegierung besteht und längs einer Hauptachse 2 drei koaxiale Bohrungen umfaßt, nämlich eine Bohrung mittleren Durchmessers 3, die in das obere Ende des Gehäuses mündet, eine Bohrung 4 großen Durchmessers, die in das untere Ende des Gehäuses mündet, und eine gestufte Bohrung 5 kleinen Durchmessers, die die Verbindung zwischen den Bohrungen 3 und 4 herstellt und in ihrem oberen Teil einen Sitz 6 für ein Ventilorgan 7 bildet, das in der Bohrung 3 gleitend gelagert ist.
• In dem Gehäuse 1 sind einander koaxial gegenüberliegend und orthogonal zur Hauptachse 2 zwei Bohrungen 8 und 9 ausgebildet, die jeweils über eine kleine Querbohrung 10 und über eine Axialbohrung 11 mit der Bohrung 3 und dem oberen Teil in Verbindung stehen, der eine Niederdruckkammer 12 in der Bohrung 4 bildet. In der Bohrung 4 ist ein Kolben 13 aus einer leichten Legierung oder einem mechanisch hochfesten Kunststoffmaterial, z.B. einem Polyamid, gleitend gelagert, durch einen durch das Gehäuse 1 getragenen O-Ring abgedichtet und durch eine Haube in Gestalt einer Glocke 15 in seiner Lage fixiert, der den Kolben 13 festsetzt und auf dem Gehäuse 1 abgestützt ist. Ein Ring 16 ist das Gehäuse 1 und die Haube 15 umgebend aufgequetscht, um die Dauerhaftigkeit der Verbindung zwischen dem Körper 1 und der Haube 15 zu gewährleisten. Der Kolben 13 umfaßt einen rohrförmigen Nabenbereich 17, der sich zum unteren Ende erstreckt und einen Innenraum bildet, der mit der Niederdruckkammer 12 über einen Durchgang in Verbindung steht, der einen Sitz 18 für ein Überdruckventilorgan 19 bildet, das durch eine Feder 20 gegen den Sitz 18 vorgespannt ist, die sich auf einem Ring abstützt, der in das untere Ende des die Nabe 17 bildenden Bereichs eingepreßt ist, wobei diese Anordnung ein Überdruck- oder Sicherheitsventil zwischen der Niederdruckkammer 12 und der Atmosphäre über Durchlässe 21 bildet, die im Kopf der Haube 15 ausgebildet sind.
• Der Kolben 13 ist in der Richtung, entlang welcher er bei seiner Bewegung die Niederdruckkammer 12 verkleinert, durch eine starke Feder 22 vorgespannt, die in der Haube 15 gelagert ist und sich auf dem Ring 23 abstützt, der schwenkbar am Innenende einer Stellschraube 24 anliegt, die mit einem Innengewinde 25 zusammenwirkt, das im Kopf der Haube 15 ausgebildet ist. Das Innenende der Schraube 24 umfaßt einen Kragen 26, der dazu ausgelegt ist, mit einer innen liegenden Schulter 27 zusammenzuwirken, die in dem Kopf der Haube 15 derart ausgebildet ist, daß sie ein Herausfallen der Schraube 24 nach außen verhindert. Das Außenende 28 der Schraube 24 ist mit Abflachungen zur kraftschlüssigen Montage in einer Zentralbohrung eines Deckels 29 ausgebildet, der typischerweise aus einem Kunststoffmaterial hoher Dichte besteht und einen Außenzahnkranz 30 umfaßt, der zum ausgerichteten Eingriff mit einem Innenzahnkranz 31 eines ringförmigen Deckels 32 bestimmt ist, der das Handstellorgan für die Spannkraft der Feder 22 bildet und einen Kragen 33 umf aßt, der sich nach oben erstreckt, dabei teilweise den Deckel 15 umgibt und einen ringförmigen Durchlaß 34 festlegt, der sich normgerecht nach oben verjüngt, wobei das Gas über die Durchlässe 21 entweicht, falls das Überdruckventil 19 sich öffnet, um den Druck in der Niederdruckkammer 12 zu begrenzen. Ein mit Markierungen versehener Ring 35 ist den unteren Bereich des Deckels 32 umgebend aufgepreßt.
• Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfaßt das Stellventil 7 ein profiliertes Ventilorgan 36, das in der Bohrung 3 gleitend gelagert ist und in seinem unteren Bereich einen gestuften Raum umfaßt, in dem ein ringförmiger Einsatz aus Polymermaterial angeordnet ist, das mit den transportierten Gasen verträglich ist, und in dem eine axiale Stange 38 eingepreßt ist, die eine mechanische Verbindung zwischen dem Ventilorgan 7 und dem Kolben 13 herstellt. Die kegelstumpfartige Form des Einsatzes gewährleistet eine bessere Dichtigkeit im Zusammenwirken mit dem Sitz 6 und beseitigt die Neigung, daß sich im Bereich des Sitzes 6 unerwünschte oder spanartige Partikel verkeilen. Die Einpreßmontage der Stange 38 im Einsatz 37 gewährleistet eine perfekte Anordnung und Befestigung des Einsatzes in dem Ventilkörper 7. Der Ventilkörper 7 ist durch eine Feder 39 in Richtung auf den Sitz 6 vorgespannt.
• Gemäß einem besonderen Aspekt der Erfindung ist das obere Ende der Bohrung 3 zur Aufnahme einer Manometeranschlußeinrichtung 40 für ein Hochdruckmanometer 41 ausgebildet, das dadurch auf der Achse des Druckminderers liegt. Die Anschlußeinrichtung 40 wirkt über eine Dichtungs- und Positionierscheibe 42 mit einer Metallscheibe 43 zusammen, die von einer ein Filter bildenden Zentralöffnung durchsetzt und in der Bohrung 3 dauerhaft eingesetzt ist und dadurch nicht nur für die Anschlußeinrichtung 40 des Manometers 41, sondern gleichermaßen für die Feder 39 zur Vorspannung des Ventilorgankörpers 7 einen Anschlag bildet
• Gemäß einem vorteilhaften Aspekt der Erfindung erlaubt die gegenüberliegende Anordnung der Bohrungen 8 und 9, die sehr einfach und schnell durch automatische Produktionsmittel hergestellt werden können, den Anschluß einer Vielzahl von Einlaßanschlußeinrichtungen 44 an den Druckminderer zur Herstellung der Verbindung mit der durch die Bohrung 3 gebildeten Hochdruckkammer und von Auslaßanschlußeinrichtungen 46, die eine stromaufwärtige Verbindung des Druckminderers mit einer Leitung oder anderen Bestandteilen der Niederdruckleitung zuläßt. Typischerweise ist die Einlaßanschlußeinrichtung 44 mit einem integrierten Filter 45 versehen, wodurch Mittel zur Montage eines derartigen Filters in dem Druckminderergehäuse selbst entfallen können. In dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel ist die Auslaßanschlußeinrichtung 46 als Y-Stück ausgebildet, das den Anschluß an eine Ausgangsleitung, wie durch 5 gezeigt, und die Montage eines Niederdruckventils 47 am Ende des Körpers 1 erlaubt.
• Der modulare Aufbau des erfindungsgemäßen Druckminderers geht deutlich aus den in den Figuren 2 bis 4 schematisch gezeigten Varianten hervor; im einzelnen zeigen:
• - Fig. 2 einen Druckminderer mit zwei Manometern der vorstehend beschriebenen Art, bei dem im Auslaßanschluß 46 zusätzlich ein handbetätigbares Ventil 48 axial angebracht ist, um die stromabgerichtete Strömung S des Gases zu beeinflussen oder zu unterbrechen;
• - Fig. 3 einen Druckminderer mit Fördermengenanzeige; und
• - Fig. 4 einen Druckminderer mit doppelter Druckminderung, bei dem zwei Druckminderer der vorstehend beschriebenen Art in Reihe geschaltet sind; das Hochdruckmonometer 41 ist auf dem zweiten Druckminderergehäuse 1 angebracht, das eine einfache Stellschraube 200 umfaßt; das Niederdruckmonometer 47 ist auf der Auslaßanschlußeinrichtung 46 angebracht, das auf dem zweiten Druckminderergehäuse 1' angebracht ist; das Niederdruckmanometer ist hier durch einen einfachen Verschlußstopfen 410 ersetzt; die Verbindung zwischen den beiden Druckminderergehäusen 1 und 1' ist durch ein Doppelgewinde 440 gewährleistet, das gleichzeitig einen Auslaßanschluß für das erste Druckminderergehäuse 1 und einen Einlaßanschluß für das zweite Druckminderergehäuse 1' bildet.
• Obwohl die vorliegende Erfindung anhand spezieller Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist sie nicht auf diese Ausführformen beschränkt, sondern vielmehr Modifikationen und Abwandlungen zugänglich, die dem Fachmann geläufig sind.

Claims (10)

1. Druckminderer mit einem in einem Gehäuse (1) vorgesehenen Ventilorgan (7), das entlang einer Achse (2) in einer ersten Bohrung (3) verschiebbar ist und durch eine erste Feder (39) gegen einen Sitz (6) zwischen einer Hochdruckkammer und einer Niederdruckkammer (12), mit diesem zusammenwirkend, vorgespannt und mit einer beweglichen Wand (13) verbunden (38) ist, die entlang der Achse (2) verschiebbar ist, die an einer Seite die Niederdruckkammer begrenzt und durch eine manuell austarierbare zweite Feder (22) in die Richtung vorgespannt ist, in der das Ventilorgan (7) von seinem Sitz (6) abgehoben wird, mit einem Einlaß (10) für unter hohem Druck stehendes Gas in die Hochdruckkammer, mit einem mit der Niederdruckkammer (12) kommunizierenden Auslaß (11) für unter niederem Druck stehendes Gas, und mit einer Einrichtung zur Montage zumindest eines mit der Hochdruckkammer kommunizierenden Manometers (41) auf dem Gehäuse (1), dadurch gekennzeichnet, daß das Außenende der ersten Bohrung (3) zur Aufnahme einer Manometeranschlußeinrichtung (40) für die Montage des Manometers (41) auf der Achse (2) ausgebildet ist und ein Widerlager für die erste Feder (39) zur Vorspannung des Ventilorgans (7) bildet.

2. Druckminderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine zweite Bohrung (8) und eine dritte Bohrung (9) umfaßt, die rechtwinklig zur Achse (2) in dem Gehäuse (1) koaxial ausgebildet und dazu bestimmt sind, eine Einlaßanschlußeinrichtung (44) und eine Auslaßanschlußeinrichtung (46) auf zunehmen, die einen Teil des Einlasses bzw. einen Teil des Auslasses bilden.

3. Druckminderer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Wand von einem Kolben (13) gebildet ist, der in einer vierten Bohrung (4) des Gehäuses gleitet.

4. Druckminderer nach Anspruch 3, mit zumindest einem geeichten Überdruckventil (19), das mit der Niederdruckkammer kommuniziert, dadurch gekennzeichnet, daß das geeichte Überdruckventil (19) in einem rohrförmigen Nabenbereich (17) eines Kolbens (13) angebracht ist, der einen Sitz (18) für das Überdruckventil (19) bildet.

5. Druckminderer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einer Kupplungsstange (38) zwischen dem Ventilorgan (7) und der beweglichen Wand (13), dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilorgan (7) eine konische Ringdichtung (37) umfaßt, die im Ventilorgan (36) angeordnet ist, und in der die Kupplungsstange (38) eingesetzt ist.

6. Druckminderer nach einem der vorangehenden Ansprüche mit einer in einem fest mit dem Gehäuse (1) verbundenen Deckel (15) angebrachten Schraube (24) zur Einstellung der Spannung der zweiten Feder (22) und einem Organ zur manuellen Betätigung der Stellschraube, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellschraube (24) an ihrem innen gelegenen Ende einen Kragen (26), der dazu ausgelegt ist, mit einer innen liegenden Schulter (27) des Deckels (15) zusammenzuwirken, und an ihrem außen liegenden Ende zumindest einen Vierkant (28) zur Steckmontage des Betätigungsorgans (29 - 32) umfaßt.

7. Druckminderer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan einen rohrförmigen Griff (32, 33) umfaßt, der einen Innenzahnkranz (31) und eine Nabe (29) umfaßt, die auf das Außenende (28) der Stellschraube (24) gesteckt ist und einen Außenzahnkranz (30) zum ausgerichteten Eingriff in den Handgriff (32, 33) umfaßt.

8. Druckminderer nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßanschlußeinrichtung (46) eine Abzweigung für die Montage eines Niederdruck-Manometers (47) und den Anschluß (S) an eine Versorgungsleitung bildet.

9. Druckminderer nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßanschlußeinrichtung (44) ein integriertes Filter (45) umfaßt.

10. Druckminderer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Manometeranschlußeinrichtung (40) einen Filterring (43) umfaßt, der in die ersten Bohrung (3) eingesetzt ist und ein Widerlager für die erste Feder (39) zur Belastung des Ventilorgans (7) bildet.