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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Regelventil, das so ausgebildet
ist, daß es
an eine Leitung zur Führung
von GPG aus einem Tank angeschlossen werden kann, um einen Druckabfall zu
erzeugen, wenn der Druck des GPG unterhalb eines Referenzwertes
ist, und einen wesentlich kleineren Druckabfall, wenn der Druck
des GPG oberhalb eines Referenzwertes ist.
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Ein
solches Regelventil kann verwendet werden, um einen Verdampfer für verflüssigtes
Erdgas, wie Propan, zu regeln, der einem Tank für verflüssigtes Erdgas zugeordnet ist.
Die Abkürzung
LPG wird verwendet, um auf die flüssige Phase des Produktes Bezug
zu nehmen, und die Abkürzung
GPG wird verwendet, um auf die gasförmige Phase des Produktes Bezug
zu nehmen.
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Ein
Tank für
LPG mit einem Verdampfer wird in der französischen Patentschrift Nr. 2
706 580 erörtert,
insbesondere unter Bezugnahme auf 3.
Der bekannte Tank umfaßt
einen Auslaß für GPG, der mittels
einer Leitung an einen Verbraucher angeschlossen ist, wie einen
Brenner eines Zentralheizungssystems. Es versteht sich, daß bei einem
Abfall des Druckes im Tank die GPG-Zufuhr zu dem Verbraucher nachteilig
beeinflußt
werden kann. Um den Gasdurchsatz aufrechtzuerhalten, wird das LPG
in dem Verdampfer verdampft, und das verdampfte LPG wird der Leitung
zugeführt,
welche den Tank mit dem Verbraucher verbindet.
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Der
Verdampfer kann nur arbeiten, wenn das LPG aus dem Tank in den Verdampfer
gezogen werden kann, und das kann nur dann erfolgen, wenn der Gasdruck
in dem Verdampfer kleiner als der Gasdruck im Tank ist. In der französischen
Veröffentlichung
wird eine Regelvorrichtung beschrieben, die ein stromaufwärtiges Ende
hat, das in Fluidverbindung mit dem Gasauslaß des Tanks ist, und ein stromabwärtiges Ende,
das in Fluidverbindung mit der Leitung ist, welche an den Verbraucher
angeschlossen ist. Der Gasauslaß des
Verdampfers ist mit dem stromabwärtigen
Ende des Regelventiles verbunden.
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Die
bekannte Regelvorrichtung ist eine Anordnung, die parallel geschaltet
eine kalibrierte Verengung, die mit dem Bezugszeichen 43 bezeichnet ist,
und ein Abgabeventil aufweist, welches auf einem vorbestimmten Druck
kalibriert und mit dem Bezugszeichen 48 versehen ist, derart,
daß
- – solange
der Druck des GPG kleiner als der Referenzdruck ist, das GPG nur
durch die kalibrierte Verengung strömt, indem es einem Druckabfall unterliegt,
unter Bedingungen, die einen Betrieb des Verdampfers durch die Zufuhr
von LPG zu diesem gestatten, und
- – wenn
der tatsächliche
Druck des GPG den Referenzdruck erreicht oder überschreitet, das Abgabeventil
die Strömung
des GPG in freierem Ausmaß als
durch die kalibrierte Verengung gestattet, derart, daß der Druck
des GPG stromabwärts
der kalibrierten Verengung höher
ist, wodurch es zu einer Unterbrechung des Betriebes des Verdampfers
kommt, weil das LGP nicht zugeführt
werden kann.
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Deshalb
kann der Verdampfer nur funktionieren, wenn der Druck des GPG in
dem Tank kleiner als der Sollwert ist, d. h. wenn tatsächlicher
Bedarf für GPG
besteht.
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Diese
Anordnung ist zufriedenstellend angewendet worden, ihre Produktion
erfordert aber den Zusammenbau mehrerer Komponenten in Parallelschaltung,
und dies hat sich als teuer hinsichtlich der Materialien und der
Mannstunden erwiesen, insbesondere, da mehrere gasdichte Verbindungen
hergestellt werden müssen.
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Der
Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Regelfunktion
zu vereinfachen, und dazu schlägt
die Anmelderin vor, die bekannte Regelvorrichtung durch ein Regelventil
gemäß der Erfindung
zu ersetzen.
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Zu
diesem Zweck weist ein Regelventil, das so ausgebildet ist, daß es an
eine Leitung zur Führung
von GPG aus einem Tank angeschlossen ist, zur Erzielung eines Druckabfalles,
wenn der Druck des GPG unterhalb eines Referenzwertes ist, und eines
wesentlich kleineren Druckabfalles, wenn der Druck des GPG oberhalb
eines Referenzwertes ist, gemäß der Erfindung
folgendes auf
- – ein Gehäuse mit einer Einlaßöffnung und
einer Auslaßöffnung,
einen Hohlraum mit einem Hohlraumeinlaß in Fluidverbindung mit der
Einlaßöffnung und
einem Hohlraumauslaß in
Fluidverbindung mit der Auslaßöffnung und
einem ringförmigen
Ventilsitz, der innerhalb des Hohlraumes um den Hohlraumeinlaß herum
angeordnet ist,
- – einen
Ventilkörper,
der innerhalb des Hohlraumes zwischen einer Drosselstellung, in
welcher der Ventilkörper
gegen den ringförmigen
Ventilsitz gedrückt
ist, und einer Offenstellung bewegbar ist, in welcher der Ventilkörper von
dem ringförmigen Ventilsitz
weg bewegt ist,
- – elastische
Mittel, um den Ventilkörper
in Richtung des ringförmigen
Ventilsitzes zu drücken, derart,
daß der
Ventilkörper
die Drosselstellung einnimmt, wenn der tatsächliche Gasdruck kleiner als
der Referenzdruck ist, und die Offenstellung, wenn der tatsächliche
Gasdruck zumindest gleich dem Referenzdruck ist, wobei der Ventilkörper einen
Durchgang mit einer kalibrierten Öffnung aufweist, die, wenn
der Ventilkörper
die erste Drosselstellung einnimmt, eine kalibrierte Fluidverbindung
zwischen dem Hohlraumeinlaß und
dem Hohlraumauslaß bildet,
und wobei die elastischen Mittel einen vollständig abgedichteten Balgen umfassen,
der innerhalb des Hohlraumes angeordnet ist, welcher Balgen ein
Regelgas enthält
und in der Längsrichtung
und elastisch verformbar ist, aus einem ersten Zustand der Längskompression,
der vorliegt, wenn der Ventilkörper
die Drosselstellung einnimmt, und in welcher das Regelgas einen
Druck hat, der durch den Referenzdruck bestimmt wird, in einen zweiten
Zustand der Längskompression,
der vorliegt, wenn der Ventilkörper
die Offenstellung einnimmt, und in welcher der Balgen durch einen
höheren
GPG-Druck zusammengedrückt
wird.
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In
dieser Hinsicht ist der Widerstand des Balgens gegen Längenänderungen
das Ergebnis der Wirkung der elastischen Eigensteifheit des Balgens und
des Druckes des im Balgen enthaltenen Regelgases.
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Bezug
genommen wird auf die US-Patentschrift Nr. 3 273 590. Diese Publikation
offenbart ein Regelventil, das so ausgebildet ist, daß es eine
langsame Öffnungscharakteristik
hat. Das bekannte Regelventil umfaßt ein Gehäuse, das mit einem Hohlraum
versehen ist, der einen Hohlraumeinlaß und zwei Hohlraumauslässe aufweist,
die jeweils mit einer kalibrierten Verengung und einem ringförmigen Ventilsitz
versehen sind, der um den zweiten Hohlraumauslaß herum angeordnet ist; einen
Ventilkörper,
der innerhalb des Hohlraumes zwischen einer Drosselstellung, in
welcher der Ventilkörper
gegen den ringförmigen
Ventilsitz gedrückt
wird, und einer Offenstellung beweglich angeordnet ist, in welcher der
Ventilkörper
von dem ringförmigen
Ventilsitz weg bewegt ist; einen Balgen, um den Ventilkörper in Richtung
des ringförmigen
Ventilsitzes zu pressen, derart, daß der Ventilkörper die
Drosselstellung einnimmt, wenn der tatsächliche Gasdruck kleiner als der
Referenzdruck ist, und die Offenstellung, wenn der tatsächliche
Gasdruck zumindest gleich dem Referenzdruck ist, wobei der Ventilkörper zwei
ringförmige
Stege aufweist, die eine Abdichtung mit dem Ventilsitz eingehen
können,
und wobei der Ventilkörper
einen Durchgang aufweist, der sich zwischen dem Ringraum zwischen den
Stegen und dem Inneren des Balgens erstreckt, um eine langsame Öffnungscharakteristik
zu erzeugen.
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Diese
Publikation ist jedoch für
die vorliegende Erfindung nicht relevant, weil das bekannte Ventil so
ausgebildet ist, daß es
einen zunehmenden Druckabfall mit zunehmendem Strömungsdurchsatz erzeugt.
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Das
Regelventil gemäß der vorliegenden
Erfindung weist nur eine begrenzte Anzahl von Komponenten auf, und
die einzigen gasdichten Verbindungen, die hergestellt werden müssen, sind
die Verbindungen des Einlasses und des Auslasses mit der GPG-Leitung.
Somit ist es leichter und wirtschaftlicher in der Herstellung und
sicherer als der Zusammenbau, der im französischen Patent beschrieben ist,
obwohl es die gleiche Funktion erfüllt.
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Es
sei jedoch bemerkt, daß der
Rahmen der Anmeldung dieses Regelventiles nicht auf den Einbau in
eine Anlage beschränkt
ist, die einen LPG-Tank und einen LPG-Verdampfer enthält, unter den
im vorerwähnten
französischen
Patent beschriebenen Bedingungen, und es kann weitere Anwendungen
haben, die über
den Rahmen der vorliegenden Erfindung hinausgehen.
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Zweckmäßig weist
der Hohlraum Mittel zum Abstützen
des nicht in Berührung
mit dem Ventilkörper
stehenden Endes des engen Balgens auf.
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Zweckmäßig weist
das Regelventil ferner Mittel auf, um den Ventilkörper in
Kontakt mit dem Balgen zu halten.
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Vorzugsweise
umfassen die Mittel eine Wendelfeder zum elastischen Andrücken des
Ventilkörpers
an den engen Balgen.
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Zweckmäßig hat
der Ventilkörper
eine Kappe mit einer Bodenwand, einer rohrförmigen Seitenwand und einer
nach außen
vorspringenden ringförmigen
oberen Wand, und die Wendelfeder ist um die rohrförmige Seitenwand
gewickelt.
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Der
Durchgang in dem Ventilkörper
kann zumindest einen Schlitz in der rohrförmigen Seitenwand aufweisen.
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Der
Ventilkörper
und der Hohlraum haben zweckmäßig Mittel
zum Führen
des Ventilkörpers.
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Gemäß einer
Anordnung, die als „T"-Anordnung bezeichnet
wird, sind der ringförmige
Ventilsitz mit dem Hohlraumeinlaß, der Ventilkörper mit
der kalibrierten Öffnung
und der enge Balgen entlang einer Längsachse ausgerichtet, wobei
die Einlaßöffnung und
die Auslaßöffnung entlang
einer Querachse ausgerichtet sind, so daß die Einlaßöffnung in der Querrichtung
bezüglich
dieser Richtung und direkt stromaufwärts des Hohlraumeinlasses führt, und
wobei die Auslaßöffnung in
der Querrichtung zu einer Zone des Hohlraumes des Gehäuses führt, die
in bezug auf diese Richtung direkt stromabwärts des ringförmigen Ventilsitzes
angeordnet ist.
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Gemäß einer
anderen Anordnung („in-live"-Anordnung) sind
die Einlaßöffnung,
der ringförmige
Ventilsitz mit dem Hohlraumeinlaß, der Ventilkörper mit
der kalibrierten Öffnung,
der enge Balgen und die Auslaßöffnung entlang
einer Längsachse ausgerichtet,
und der Ventilkörper
und der enge Balgen lassen innerhalb des Hohlraumes einen Durchgang
für die
Gasströmung
aus der Einlaßöffnung zur Auslaßöffnung stromabwärts des
ringförmigen
Ventilsitzes frei, wobei der Durchgang in der Größe zumindest gleich dem Durchgang
ist, der dem Ventilkörper in
der Offenstellung zugeordnet ist.
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Das
Regelventil kann ferner Mittel zum Einstellen des Druckes des Regelgases
in dem Balgen aufweisen.
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Infolge
besonderer räumlicher
Anforderungen können
mehrere unterschiedliche Anordnungen der verschiedenen Komponenten
des Regelventiles gemäß der Erfindung
in Betracht gezogen werden.
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In
der Beschreibung wird der Ausdruck „enger Balgen" verwendet, um auf
einen vollständig
abgedichteten Balgen zu verweisen.
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Die
Erfindung wird nun an einem Ausführungsbeispiel
detaillierter unter Bezugnahme auf die angeschlossene Zeichnung
beschrieben, in welcher
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1 einen Querschnitt eines
Regelventiles gemäß der Erfindung
in der „T-Anordnung" zeigt; und
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2 einen Querschnitt eines
Regelventiles gemäß der Erfindung
in der „in-line"-Anordnung zeigt.
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In
beiden Fällen
stellt die Zeichenebene eine Symmetrieebene für das gesamte Regelventil dar.
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Bezug
wird nun auf 1 genommen,
in welcher mit 1 ein abgedichtetes Gehäuse des Regelventiles dargestellt
ist, welches Gehäuse 1 eine
Einlaßöffnung 2 für das GPG
und eine Auslaßöffnung 3 aufweist.
Während
des Normalbetriebes strömt
das Gas in kontrollierter Weise durch das Gehäuse 1 des Regelventiles
zur Auslaßöffnung 3 für das GPG
gemäß dem tatsächlichen
Druck an der Einlaßöffnung 2.
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Die
Einlaßöffnung 2 und
die Auslaßöffnung 3 sind
entlang der Achse 4 angeordnet, welche bei diesem Beispiel
eine Horizontalachse ist, die aber auch irgendeine andere Orientierung
ha ben kann, ohne den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Einlaßöffnung 2 und
die Auslaßöffnung 3 sind
symmetrisch bezüglich
der anderen Achse 5 angeordnet, die senkrecht zur Achse 4 ist
und nachfolgend als Längsachse
bezeichnet wird.
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Das
Gehäuse 1 weist
ferner eine abgedichtete rohrförmige
Wand 7 auf, die um die Achse 5 umläuft und
einen Hohlraum 6 durch eine Innenfläche 8 begrenzt, die
um diese Achse 5 umläuft.
Die rohrförmige
Wand 7 und der Hohlraum 6 sind in bezug auf die
Achse 4 verlagert, nämlich
gegen die Oberseite des dargestellten Beispieles hin, bei welchem
die Längsachse 5 vertikal
ist. Der Hohlraum 6 ist zusätzlich von einer Querabdeckung 9 abdichtend
begrenzt, die an der rohrförmigen
Wand 7 befestigt ist, beispielsweise durch Schrauben mit
eingesetzten Dichtungen 10. Am anderen Ende ist der Hohlraum 6 durch
eine Bodenwand 11 begrenzt. Ein Hohlraumeinlaß 12 für die Strömung des
GPG von der Einlaßöffnung 2 ist
in der Bodenwand angeordnet. Die Einlaßöffnung 2 ist in Fluidverbindung
mit dem Hohlraumeinlaß 12 mittels
einer Zufuhrleitung 13, die im Gehäuse 1 entlang der
Achse 4 angeordnet ist. Die Zufuhrleitung 13 versorgt
das GPG mit einem Strömungsquerschnitt,
der im wesentlichen gleich jenem des Hohlraumeinlasses 12 ist.
Der Ausdruck „Strömungsquerschnitt" wird verwendet,
um auf eine Zone Bezug zu nehmen, die für die Gasströmung senkrecht
zur Strömungsrichtung
verfügbar
ist.
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Der
Hohlraum ist ferner mit einem Hohlraumauslaß 12' versehen, der mittels einer Auslaßleitung 21 in
Fluidverbindung mit der Auslaßöffnung 3 für das GPG
steht. Die Auslaßleitung 21 bildet
einen Strömungsquerschnitt,
der im wesentlichen gleich jenem der Zufuhrleitung 13 ist.
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Innerhalb
des Hohlraumes 6, d. h. gegen die Oberseite bei dem dargestellten
Beispiel, ist der Hohlraumeinlaß 12 am
Umfang auf allen Seiten von einem ringförmigen Ventilsitz 15 begrenzt,
der ringförmig
ist und um eine Achse 5 umläuft, und beispielsweise eine
flache Gestalt senkrecht zu dieser Achse 5 hat.
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Der
ringförmige
Ventilsitz 15 weist einen Ring auf, der sich von der Bodenwand 11 nach
oben erstreckt. Um den ringförmigen
Ventilsitz 15 ist ein ringförmiger Hals 19 vorgesehen,
der durch einen unteren Rand 17 und eine Innenfläche 18 gebildet
ist. Die Innenfläche 18 ist
selbst in Richtung von der Achse 4 weg mit der Innenfläche 8 des
Hohlraumes 6 durch eine kegelstumpfförmige Fläche 20 verbunden, die
um die Achse 5 umläuft
und sich gegen die Innenfläche 18 sowie
gegen die Innenfläche 8 erweitert, wobei
es sich versteht, daß die
letztere den Hohlraum 6 über den größten Teil der Längsdimension zwischen
dem unteren Rand 17 und der Abdeckung 9 definiert.
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Vorteilhaft
bilden die rohrförmige
Endfittinge 14 und 22 ein Mittel zur Erleichterung
des abgedichteten Einbaues des Gehäuses 1 in eine Leitung
(nicht gezeigt), welche das GPG führt, dessen Strömung geregelt
werden soll. Zu diesem Zweck sind die Endfittinge 14 und 22 mit
Gewinden 23 bzw. 24 versehen.
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Unmittelbar
stromabwärts
des ringförmigen Ventilsitzes 15 in
Richtung 16 enthält
der Hohlraum 6 einen Ventilkörper 25, der in dem
Hohlraum 6 gleitbeweglich zwischen einer Position angeordnet
ist, in welcher er in Kontakt mit dem ringförmigen Ventilsitz 15 steht,
und zumindest einer nicht gezeigten Position, in welcher er in Längsrichtung
von dem ringförmigen
Ventilsitz 15 beabstandet ist.
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Der
Ventilkörper 25 hat
allgemein die Gestalt einer Kappe, mit einer Bodenwand 26,
einer rohrförmigen
Seitenwand 30 und einer nach außen ragenden ringförmigen Oberwand 32,
die mit einem nach oben ragenden Rand 34 versehen ist.
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Der
Ventilkörper 25 umfaßt einen
Durchgang mit einer kalibrierten Öffnung 27. Der Innendurchmesser
der kalibrierten Öffnung 27 ist
kleiner als jener des Hohlraumeinlasses 12, um eine Strömung des
Gases von der Einlaßöffnung 2 mit
einem Strömungsquerschnitt
zu erzeugen, der schmäler
als jener ist, welcher vom Hohlraumeinlaß 12 und der Zufuhrleitung 13 gebildet
wird. Die kalibrierte Öffnung 27 ist
in der Bodenwand 26 angeordnet, die durch eine flache untere
Fläche 28 begrenzt
ist. Die Bodenwand hat einen kreisförmigen Umfang 29 mit
einem Durchmesser, der größer als
jener des Hohlraumeinlasses 12 und kleiner als jener der
Innenfläche 18 des
Hohlraumes 6 ist. In der in 1 gezeigten
Position ist die untere Fläche 28 in
Berührung
mit dem Ventilsitz 15.
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Die
rohrförmige
Seitenwand 30 hat einen Innendurchmesser, der größer als
der Innendurchmesser der kalibrierten Öffnung 27 ist, und
einen Außendurchmesser,
der im wesentlichen gleich dem Durchmesser des kreisförmigen Umfanges 29 ist.
Der Durchgang durch den Ventilkörper 25 erstreckt
sich von der kalibrierten Öffnung über das
durch die rohrförmige
Seitenwand 30 definierte Innere zu Schlitzen 31,
die in der rohrförmigen
Seitenwand 30 angeordnet sind. Die Schlitze 31 liefern
das GPG von der Einlaßöffnung 2 mit
einem Strömungsquerschnitt,
der größer als
jener der kalibrierten Öffnung 27 ist.
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Der
Durchmesser der zylindrischen Außenfläche 36 des nach oben
ragenden Randes 34 ist etwa gleich jenem der Innenfläche 8 des
Hohlraumes 6, derart, daß die Oberflächen 36 und 8 gemeinsam die
Führungsflächen des
Ventilkörpers 25 bei
der Längsgleitbewegung
im Hohlraum 6 definieren. Der Durchmesser der zylindrischen
Außenfläche 36 ist jedoch
kleiner als jener der Innenfläche 8,
um zwischen dem nach oben vorstehenden Rand 34 und der
rohrförmigen
Wand 7 einen Spalt zu bilden, der kein Bezugszeichen hat.
Der Spalt verhindert die Bildung einer Klemmwirkung zwischen dem
Ventilkörper 25 und
der rohrförmigen
Wand 7 und gestattet den Ausgleich von Drücken in
den Zonen des Hohlraumes 6, die zu beiden Seiten des Ventilkörpers 25 liegen.
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Um
die rohrförmige
Seitenwand 31 des Ventilkörpers 25 ist eine
langgestreckte Wendelfeder 37 angeordnet. Die Wendelfeder 37 wird
vom unteren Rand 17 und von der unteren Fläche 33 der
nach außen
ragenden ringförmigen
Oberwand 32 abgestützt. Die
Wendelfeder 37 übt
damit eine kleine Kraft auf den Ventilkörper 25 aus, um diesen
vom Hohlraumeinlaß 12 weg
in eine Offenstellung zu bewegen. In dieser Position definiert der
Ventilkörper 25 mit
dem Hohlraumeinlaß 12 einen
Strömungsquerschnitt,
der den Strömungsquerschnitt,
welcher den von der kalibrierten Öffnung 27 gebildeten
Strömungsquerschnitt ergänzt, und
die Summe dieser beiden Strömungsquerschnitte
sollte so groß sein,
daß sie
zumindest gleich dem Strömungsquerschnitt
ist, der von der Zufuhrleitung 13 dem Hohlraumeinlaß 12 und
der Auslaßleitung 21 geboten
wird.
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Der
Bewegung des Ventilkörpers 25 in
eine Offenstellung wird jedoch elastisch durch ein Federmittel in
Form eines engen Balgens 38 entgegengewirkt, der in Längsrichtung
zwischen dem Ventilkörper 25,
und genauer gesagt der nach außen
ragenden ringförmigen
Oberwand 32 desselben, sowie der Abdeckung 9 angeordnet
ist, um auf dem ersten stromaufwärts
und auf dem zweiten stromabwärts
zu ruhen, unter Bezugnahme auf die Richtung 16.
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Der
nach oben ragende Rand 34 des Ventilkörpers 25 definiert
einen ringförmigen
Bereich 35 zwischen der Innenfläche 8 der rohrförmigen Wand 7 und
der Außenfläche des
Balgens 38. Die Wendelfeder 37 übt eine
kleine Kraft auf den Ventilkörper 25 aus,
um den Ventilkörper 25 in
Berührung
mit dem Balgen 38 zu halten, wenn der Balgen 38 zusammengedrückt wird.
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Der
Balgen 38 besteht aus einem gewellten Stahlrohr, das an
beiden Enden geschlossen ist, wobei es Querringwellungen aufweist,
die um die Achse 5 umlaufen. Der Balgen 38 enthält ein Regelgas,
wie Luft. Die elastische Steifheit des Balgens 38 und der Druck
des Regelgases tendieren dazu, die Längserstreckung des Balgens 38 zu
vergrößern und
einem Zusammendrücken
desselben in Längsrichtung
unter der Wirkung des Druckes des GPG zu widerstehen. Wenn der Ventilkörper 25 die
dargestellte Position, in welcher er unter Bezugnahme auf die Richtung 16 stromaufwärts abgestützt ist,
auf dem ringförmigen
Ventilsitz 15 einnimmt, wird der Balgen 38 unter
elastischer Längskompression
zwischen dem Ventilkörper 25 und
der Abdeckung 9 vorgespannt, was einem Stadium maximaler
elastischer Ausdehnung des Balgens 38 entspricht. In diesem
Zustand hat das Regelgas, das in dem Balgen enthalten ist, einen
vorbestimmten Druck, der von einem Referenzdruck abhängt, welcher
derart gewählt
wird, daß gemeinsam
mit der elastischen Steifheit des Balgens 38 und unter
Berücksichtigung
der auf den Ventilkörper 25 durch
den Druckabfall ausgeübten
Kraft, welcher von dem GPG beim Durchströmen der kalibrierten Öffnung 27 angetroffen
wird, folgendes gilt:
- – wenn der tatsächliche
Druck des GPG an der Einlaßöffnung 2 kleiner
ist als dieser Referenzdruck, nimmt der Ventilkörper 25 unter der
kombinierten Wirkung des Balgens 38 und der Wendelfeder 27,
die in dieser Hinsicht im allgemeinen vernachlässigbar ist, seine Drosselstellung
am Hohlraumeinlaß 12 ein,
wie dies 1 zeigt, in welcher
Position das GPG, das durch die Einlaßöffnung 2 strömt, durch
die kalibrierte Öffnung 27 strömen muß, um die
Auslaßöffnung 3 durch
die Schlitze zu erreichen, und unterliegt, während es durch die kalibrierte Öffnung 27 strömt, einem
vorbestimmten Druckabfall; und
- – wenn
der tatsächliche
Druck des Gases an der Einlaßöffnung 2 den
eingestellten Punkt erreicht oder überschreitet, bewirkt die Wirkung
des Überdruckes
auf den Balgen 38 eine Längskompression des Balgens 38,
und ermöglicht
es damit dem Ventilkörper 25,
eine Offenstellung des Hohlraumeinlasses 12 (nicht gezeigt)
zu erreichen, in welcher dieser das Gas frei strömen läßt, d. h. ohne irgendeinen
signifikanten Druckabfall zwischen der Einlaßöffnung 2 und der Auslaßöffnung 3,
im wesentlichen zwischen dem ringförmigen Ventilsitz 15 und
der unteren Fläche 28 der
Wand 26 und teilweise durch die kalibrierte Öffnung 27.
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Natürlich folgt
in beiden Fällen
auf die Strömung
des GPG durch die kalibrierte Öffnung 27 eine Strömung durch
die Schlitze 31 der rohrförmigen Seitenwand 30,
was jedoch keinen zusätzlichen
Druckabfall für
das GPG bedeutet.
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Der
Referenzdruck, der durch den Balgen 38 in der einer Drosselung
des Hohlraumeinlasses 25 entsprechenden Position des Ventilkörpers 25 bestimmt
wird, wenn die kalibrierte Öffnung 27 ignoriert wird,
kann ein für
alle Mal gewählt
werden. Man kann jedoch entsprechend den Anwendungen der Vorrichtung
gemäß der Erfindung
auch die Möglichkeit
vorsehen, daß der
Druck des Regelgases innerhalb des Balgens 38 eingestellt
wird. Dies kann erfolgen, indem der Balgen 38 über ein
Rohr 39, welches sich durch die Abdeckung 9 erstreckt,
beispielsweise entlang der Achse 5, mit einem geeigneten
Mittel 40 verbunden wird, das sich außerhalb des Ventilgehäuses 1 befindet
und dem Fachmann bekannt ist.
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Es
sei bemerkt, daß der
Modus des Zusammenwirkens des Balgens 38 mit dem Ventilkörper 25 auf
der einen Seite und mit der Abdeckung 9 auf der anderen
Seite eine einfache Längsabstützung ist, stromaufwärts bzw.
stromabwärts
in bezug auf die Richtung 16; mit anderen Worten sind keine
Mittel vorgesehen, außer
dem Zusammenwirken der Belastungen, die auf den Ventilkörper 25 einerseits
vom Balgen 38 und der Wendelfeder 37 sowie dem
durch die Einlaßöffnung 2 strömenden Gas
anderseits ausgeübt
werden, um diese Abstützung
zu bilden. Vorzugsweise sind jedoch auch Mittel zum Zentrieren des
Balgens 38 relativ zur Achse 5 in bezug auf den Ventilkörper 25 und
die Abdeckung 9 vorgesehen; zu diesem Zweck gleitet der
Balgen 38 in den nach oben vorragenden Rand 34 auf
der Höhe
des Ventilkörpers 25,
und in ähnlicher
Weise in eine Ringschulter 41, die um die Achse 5 umläuft, welche
zur Abdeckung 9 gehört
und gegen die Innenseite des Hohlraumes 6 ragt.
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Das
in 1 dargestellte Regelventil
kann in Querrichtung der Achse 4 relativ kompakt ausgebildet
sein, d. h. in Richtung der Leitung, in welche das Regelventil eingesetzt
werden muß,
und bestimmte Raumdimensionen in Längsrichtung der Achse 5,
d. h. seitlich in bezug auf die Leitung, haben.
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Aus
Herstellungsgründen
kann die Achse 5 auch unter einem Winkel von 45° geneigt
sein, um die Abgabeleitung 21 entlang der Achse 4 anzuordnen.
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Abhängig von
Passungsbedingungen kann eine andere Anordnung der Komponenten des
Regelventiles gemäß der Erfindung
gewählt
werden (wie 2 zeigt),
in welcher die Raumdimensionen des Regelventiles, seitlich bezüglich der
Leitung, in welche es eingesetzt ist, die Raumdimension der letzteren
nicht überschreiten;
anderseits sind die Raumdimensionen des Regelventiles in Richtung
der Leitung im allgemeinen größer als
bei der in 1 gezeigten
Anordnung.
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In 2, auf die nun Bezug genommen
wird, sind im wesentlichen die gleichen Komponenten wie in 1 vorhanden, und in 2 werden die gleichen Bezugszeichen
wie in 1, die aber um
100 erhöht
sind, verwendet, um identische oder entsprechende Komponenten zu
bezeichnen.
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Das
in 2 dargestellte Regelventil
hat ein abgedichtetes rohrförmiges
Gehäuse 101,
das um eine Längsachse 105 umläuft, die
bei diesem Beispiel der Leitung (nicht gezeigt) entspricht, in welche das
Regelventil passen muß,
d. h. insbesondere an einer Einlaßöffnung 102 des Gehäuses 101 für das GPG
und an einer Auslaßöffnung 103 des
Gehäuses 101 für das GPG,
um welche herum das Gehäuse Anordnungen,
wie Gewinde 123 oder 124, zum Anschluß der Leitung
aufweist.
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Innerhalb
des Gehäuses 101 erstreckt
sich die Einlaßöffnung 102 in
der Längsrichtung,
d. h. koaxial durch eine Zufuhrleitung 113 zu einer Bodenwand 111,
die in bezug auf die Längsachse 105 die gleiche
Konfiguration wie die Bodenwand 11 in bezug auf die Längsachse 5 hat,
und insbesondere um die Achse 105 herum eine Öffnung 112 definiert,
die in jeder Hinsicht identisch dem Hohlraumeinlaß 12 ist, außer, daß sie direkt
an der Einlaßöffnung 102 gemäß der Achse 105 angeordnet
und bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
durch eine Innenumfangsfläche
ohne Bezugszeichen begrenzt ist, die zylindrisch ist und um die
Achse 105 umläuft,
aber einen Durchmesser hat, der kleiner als jener der Innenfläche (ebenfalls
ohne Bezugszeichen) der Zufuhrleitung 113 ist, die beispielsweise
ebenfalls zylindrisch ist und um eine Achse 105 umläuft.
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In
Richtung stromabwärts
unter Bezugnahme auf die Richtung 116 des Stromes des GPG
innerhalb der Öffnung 112,
von der Einlaßöffnung 102 zur
Auslaßöffnung 103,
ist die Bodenwand 111 einem Hohlraum 106 benachbart,
der in jeder Hinsicht identisch dem Hohlraum 6 ist, außer, daß er durch
die Innenfläche 108 begrenzt
ist, die um die Achse 105 umläuft, und bei diesem Ausführungsbeispiel
dementsprechend koaxial zur Einlaßöffnung 102 und der Auslaßöffnung 103 ist.
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In
Richtung stromabwärts
unter Bezugnahme auf die Richtung 116, d. h. gegen den
Hohlraum 106, ist die Bodenwand 111 (angedeutet
durch die Bezugszeichen 115, 117, 118 und 120)
mit den gleichen Komponenten versehen, wie sie unter den Bezugszeichen 15, 17, 18 und 20 in 1 gezeigt sind, entsprechend
der Achse 116 und der Innenfläche 108 des Hohlraumes 106,
der identisch dem vorstehend beschriebenen unter Bezugnahme auf
die Richtung 16 und die Innenfläche 8 sowie den Hohlraum 6 ist.
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In ähnlicher
Weise ist innerhalb des Hohlraumes 106 in einer identischen
Beziehung zu jener der entsprechenden Komponenten innerhalb des
Hohlraumes 6 ein Ventilkörper 125 vorhanden,
der identisch dem Ventilkörper 25 ist,
mit der einzigen Ausnahme, die nachfolgend beschrieben wird, eine
Feder 137, die in jeder Hinsicht identisch der Wendelfeder 37 ist,
die einerseits in der Längsrichtung
durch den Rand 117 des Sitzes 115 und anderseits
durch die untere Fläche 133 des
Ventilkörpers 125 um
die rohrförmige
Seitenwand 130 des letzteren herum abgestützt ist,
und ein enger Balgen 138, der in jeder Beziehung identisch
dem Balgen 38, aber stromabwärts unter Bezugnahme auf die
Richtung 116 durch das Gehäuse 101 abgestützt ist,
zwar nicht durch eine Abdeckung ähnlich
der Abdeckung 9, sondern durch einen Quertrageclip 142,
der vorteilhaft am Gehäuse 101 durch
Kerben 145 in einem ringförmigen Hals 143 befestigt
ist, welcher um eine Achse 105 umläuft, die in der rohrförmigen Wand
des Gehäuses 101 in
einem Längsabstand
vom Sitz 115 liegt, welcher dem Abstand in der Längsrichtung
entspricht, welcher den Sitz 15 von der Abdeckung 9 des
Gehäuses 1 des
Regelventiles nach 1 trennt.
Dieser Hals 143 bildet den Hohlraumauslaß 112' und formt einen Übergang
zwischen der Innenfläche 108 des
Hohlraumes 106 und der Innenfläche, welche diese Innenfläche 108 direkt
verlängert,
und innerhalb des Gehäuses 101 in
Richtung der Längserstreckung
der Zufuhrleitung 113 und des Hohl raumes 106 eine
Abgabeleitung 121 definiert, die zur Auslaßöffnung 103 für das GPG
führt.
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Ein
Fachmann versteht leicht, daß der
Betrieb dieser Version des Regelventiles gemäß der Erfindung in jeder Hinsicht
identisch jenem der unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Version ist.
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Damit
der Ventilkörper 125 seine
Offenstellung bezüglich
der Öffnung 112 einnimmt,
bildet weder der Ventilkörper 125 noch
der Trageclip 142 ein signifikantes Hindernis für die Strömung des
Gases in der Einlaßöffnung 102 gegen
die Auslaßöffnung 103,
wobei die Längskerben 144 und 145 in
der Längsrichtung
in der Außenumfangsfläche 136 des Randes 135 des
Ventilkörpers 125 und
in einer Umfangszone des Clip 142 angeordnet sind, direkt
benachbart der Innenfläche 108 des
Hohlraumes 106, derart, daß diese Kerben 144 und 145 zusätzlich zu einem
ohne Bezugszeichen dargestellten Spalt zwischen dem Balgen 138 und
der Innenfläche 108 des Hohlraumes 106 verbleibt
und einen Strömungsquerschnitt
aufweist, der zumindest gleich jenem ist, der kumulativ durch die
kalibrierte Öffnung 127 des
Ventilkörpers 125 und
den Raum gebildet wird, der von dem letzteren gegenüber dem
Sitz 115 geschaffen wird, wenn der Ventilkörper 125 seine
Offenstellung der Öffnung 112 einnimmt.
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Natürlich können in
diesem Fall wie im Fall des Regelventiles nach 1 bestimmte Mittel (dieses Mal nicht
gezeigt) vorgesehen sein, um den vorbestimmten Druck des Regelgases
innerhalb des Balgens 138 einzustellen, wenn der letztere
seine maximale Expansionsstellung einnimmt, in welcher er den Ventilkörper 125 gegen
den Sitz 115 drückt, um
eine Einstellung des Bezugsdruckes zu gestatten, welcher den tatsächlichen
Druck des GPG an der Einlaßöffnung 102 definiert,
unterhalb welchem der Ventilkörper 125 seine
Drosselstellung der Öffnung 112 aufrechterhält, d. h.
für die
Zwangsströmung
des GPG durch die kalibrierte Öffnung 127 gegen
die Auslaßöffnung 103,
und aus welcher der Ventilkörper 125 seine
Offenstellung der Öffnung 112 und
zur Freigabe der Strömung
des GPG aus der Einlaßöffnung 102 zur
Auslaßöffnung 103 einnimmt.
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Ein
Fachmann versteht leicht, daß die
beiden Ausführungsformen
der Erfindung, die vorstehend beschrieben worden sind, nur Beispiele
sind, die vielfach abgewandelt werden können, ohne den Schutzumfang
der vorliegenden Erfindung zu verlassen, der durch die angeschlossenen
Ansprüchen
definiert ist.