DE7128182U - Druckregelvorrichtung - Google Patents

Description

20. 7. Ti

W. 24804-/71 12/Sch ' ' j

Tlie Singer Company

Elizabeth, New Jersey (V.St.A.)

Druckregelvorriclitung.

Die Erfindung "bezieht sich auf eine Druckregelvorrichtung in Porm eines automatischen Druckmindez'ventils welches als Durchgangsventil bzw. in der Leitung angeordnetes Yentil ausgeführt ist und eine biegsame Membran als einzigen beweglichen Teil aufweist»

Gemäß der Erfindung umfaßt eine Druckregelvorrichtung in Kombination einen Körper, der einen Eintrittskörperteil mit einem mittleren Eintrittsrohr und einen Austrittskörperteil mit einem mittleren Austrittsrohr auf v/eist, wobei die Rohre axial ausgerichtet sind, eine biegsame Membran, die einen Außenumfang hat, der zwischen den Körperteilen eingeklemmt ist, und die eine mittlere Öffnung hat, welche innerhalb eines inneren Bandes gebildet ist, einen feststehenden Teil, der zwischen den Rohren eingeklemmt ist und den genannten inneren Rand mit Bezug auf das Eintrittsrohr festklemmt, wobei die Membran einen schlauchartigen Teil hat, der das Austrittsrohr verschiebbar aufnimmt, und. zusammenarbeitende Yentilelemente an

712818230.1Z71

der Membran und an dem feststehenden Teil·

Eine Ausführungsform der Erfindung v/ird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. 1 ist eine Schnittansicht eines Ventils gemäß der Erfindung»

Fig. 2 ist eine Schnittansicht nach Linie 2-2 der Pig. 1.

Pig. 3 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene

Teilansicht der Fig. 1, wobei die Ventilteile in der offenen Stellung dargestellt sind.

Pig. 4 ist eine Teilschnittansicht nach Linie 4- 4 der Pig. 3-

Fig. 5 ist eine schaubildliche Ansicht des feststehenden Ventilteiles.

Gemäß der Zeichnung umfaßt der allgemein mit 10 bezeichnete Körper einen Eintrittskörperteil 11 und einen Austrittskörperteil 12, die mittels zusammenarbeitender Flansche 13 und 14 aneinander befestigt sind. Der Flansch ist so verformt, da2 ein Trennen verhindert ist. Die Körperteile 11, 12 klemmen zwischen sich den Außenumfang 15 einer biegsamen elastomeren Membran 16 ein. Der Eintrittskörperteil 11 ist mit einer Eintrittsverbindung 17 und einem einheit lieben odex· eisstüekigen Eintr-ittsr-ohr 18 versehen. In ahnlicher Weise ist der Austrittskcrperteil 12 mit einer Austrittsverbindung 20 und einem Austrittsrohr 21 versehen. Die Bohre 18 und 21 sind axial ausgerichtet und sie klemmen zwischen sich einen feststehenden Ventilteil 22 ein. Die Membran 16 hat eine mittlere Öffnung 23, die xenezh&Ib ihres inneren Sandes 24 gebildet ist, und dieser Sand 24 ist zwischen dem feststehenden Teil 22 und dem Eintrittsronr 18 eingeklemmt.

Der feststehende Ventilteil 22 hat eine rohrfcrmige Wand 25, die mit einer mittleren Bohrung 26 versehen ist, welche in einer einheitlichen oder einstückigen Endwand

712818230.1171

endigt. Eine Mehrzahl von Öffnungen 28 in der Wand 25 rufen Verbindung zwischen dem Inneren des feststehenden Teiles 22 und einem Ringraum oder einer Ausnehmung 29 hervor, die in einem umschließenden Hülsenteil 30 gebildet ist, der an der Membran 16 einheitlich oder einstückig gebildet ist» Eine konische äußere Ventilfläche 31 ist an der End wand 27 des Ventilteiles 22 vorgesehen, und der innere Teil der konischen Fläche $1 ist durch eine Mehrzahl von einheitlichen, sich axial erstreckenden, radiale Strömung geradrichtenden Rippen 32 unterbrochen. Jede der Rippen 32 hat eine Anschlagschulter 33, die mit dem inneren Ende des Austrittsrohres 21 in Berührung tritt.

Die Membran 16 hat einen schlauchförmigen oder rohrförmigen Teil 34, der eine Gleitdichtung 35 an der äußeren zylindrischen Fläche d«s Austrittsrohres 21 bildet. Die zylindrische Öffnung 3d in diesem Teil 34 ist durch eine radiale Fläche 38 an der Membran 16 geschnitten, und der Schnittkreis bildet einen Sitzring 37, welcher mit dem äußeren Teil der konischen Fläche 31 zusammenarbeitet, um eine Abdichtung zu bilden. Wenn der Sitzring 37 mit der Ventilfläche 31 in Berührung tritt, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, ist die Mediumströmung abgesperrt. Wenn die Membran 16 sich bewegt, um Spielraum zwischen dem Sitzring 37 und der Ventilfläche 31 zu erzeugen, tritt Mediumströmung von dem Eintrittsrohr 18 durch die Öffnung 23 in dem Membranrand 24 in die Bohrung 26 des feststehenden Ventilteiles 22, seitlich durch die Öffnungen 28 in den Ringraum oder die Ausnehmung 29 und zwischen den Ventilelementen 31 und 37 in das Austrittsrohr 21 aus. Die Geradriehtungsrippen 32 beseitigen Drall oder Wirbelung in der Strömung und richten den Me&iuiastrom hoher Geschwindigkeit, der zwischen den Yentilelementen 31 und 37 austritt, gegen einen Steuerschirs oder ein Steuersieb 39.

Eine obere Versteifungsplatte 40 und eine untere Versteifungsplatte 41 umgrenzen den mittleren 'Teil der Membran i6 zmschen sich, und eine Belastungsfeder 42 isirku gegen

712818230.1171

-A-

die untere Platte 41 in einer Sichtung, in der die Ventalelemente 31 und 37 geöffnet werden. Sine Steuerkammer 43 ist zwischen der Membran 16 und dem oberen . lörperteil 12 bestimmt, und diese Kamreer 43 ist. von dem MediumstroiQ hoher Geschwindigkeit durch die Ventilteile 3¹J 3? mittels «ler .Abdichtung 35 getrennt oder isoliert Be: bekannten selbstbetätigten Druckreglern stellt zu beanstandendes "Brummen" des Heglers, welches Schwingungen hoher Frequenz des Steuerelementes umfasst, eine bekannte Erscheinung dar, insbesondere, wenn höhere Drue!;--differentiale gesteuert werden. Eine Beseitigung oder Verminderung des Hsglerbrummens wird bei dem Regler gesäss

¹^ der Erfindung dadurch erzielt, dass die Membransteuerkaiamer

43 mittels der Gleitdichtung 35 von dem Mediumstrom getrennt ist. Verbindung des -Au-itrittsdrueks mit der SteuerkaBHner 43 ist über TTherfülirungslöcher 44 hervorgerufen.

Bei federt «.laste ten Eeglern muss ein .Abfall des .Austrittsdrucks wahrgenommen ν,-erden, um die StröroungSBenge oder Strömungsgeschwindigkeit zu erhöhen. Das -Auslass des entwickelten Abfalls ist hauptsächlich von der Druckfederkraft abhängig, jedoch ist es aus offensichtlichen Gründen erwünscht, diesen .Abfall auf einem Minimum zu halten. Bisherige .Arbeitsweisen zusi Vermindern oder Beseitigen dieses Druckabfalls verwenden hauptsächlich ein ".Ansaugen" ("aspirating")

^l. der Membransteuerkammer. Hierdurch wird ein Sieuerkaimnerdruck

erzeugt, der einen niedrigeren V/ert als der ^ustritt%ruck hat, wodurch es dem Kegler ermöglicht ist, weiterzuarbeiten. Jedoch ist das Steuern des erzeugten Jinsaugen? -o'u f?er richtigen Grosse schwierig- wenn ein grosser Bereich vor Eintrittsdrücken umfasst -.,erden solle 7?enn das /nsaugen ungenügend ist, ergibt sich übermässiger Druckabfall, während andererseits, wenn das .Ansaugen zu gross ist, sich ein "Versetzen" oder"Auflaufen" (compounding) des Austritte-

712818230.12 71

druckanstiegs ergibt. Eine Lösung dieses Problems der Steuerung der Ansauggrösse wird bei dem Segler gemäss der Erfindung erreicht. Da das lusmass des erzeugten .ansaugens eino Punktion der Strömungsgeschwindigkeit ist, ist eine Einrichtung vorgesehen, um diese Geschwindigkeit zu steuern. Die die Strömung gerade richtenden Sippen 32 in Poris eines Kreuzes an dem feststehenden Tentilteil 22 sind vorgesehen, um den Strom längs des zentralen Teils der _4bgsbekehle in dem Austrittsrohr 21 zu richten. Wenn der Sintrittsdruck steigt, wird der Strom schmaler und erhält höhere Geschwindigkeit. Eine Verringerung dieser GesoLviin— digkeitszunähme wird durch den domförmigen oder gewölbten Steuerschirm 39 erhalten, der in der Kehle angeordnet ist und der den Strom über eine grössere Fläche zerstreut, wodurch die Geschwindigkeit des Stromes verringert wird. Ein Schutz gegen übermässiges "Versetzen" oder "Auflaufen" bzw. gegen übermässiges "Weglaufen" des Seglers "bei höheren Strömungsgeschwindigkeiten wird dadurch erreicht, dass die überführungslöcher 44 mit hohem Druck geflutet werden. Dieser Vorgang beginnt stattzufinden, wenn die Strömungsgeschwindigkeit bis zu dem Punkt ansteigt, an welchem ausreichende Differentiale an dem Schirm oder Sieb 39 erzeugt sind. Irgendeine zusätzliche Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit bewirkt, dass der ringförmige Bereich zwischen den Über-O führungslöehern 44 und dem Schirm oder Sieb 39 mit hohem

Druck "bepackt" wird, wodurch der .Ansu-ag effekt minimiert wird. Ein Steuersieb einer Maschenweite von 0, 42 mm (40 mesh) und einem Drahtdurchmesser von etwa 0, 254- vm (0,010 Zoll) hat sich bei Glasverteilung als zufriedenstellend erwiesen.

Die Membran 16 ist mit zwei einheitlichen oder einstückigen konzentrischen sich axial erstreckenden Paltungen 46 und 47 versehen, deren jede U-förinigen Querschnitt hat.

Die Faltung 46 ist nahe dem Außenumfang der Membran 16 angeordnet, und die Faltung 47 ist nahe dem inneren Band 24 und dex Hülse 30 benachbart angeordnet, welche die innere Ausnehmung 29 bestimmt. Wenn die Membran 16 sich axial bewegt, führen die Faltungen 46 und 47 einen Bollvorgang zwischen konzentrischen zylindrischen Flächen aus. Demgemäß i-ollt die Faltung J6 zwischen einer inneren zylindrischen Fläche 48 an dem Eintrittskörperteil 11 und einer äußeren zylindrischen Fläche 49, die an einem Band 50 der unteren Versteifungsplatte 41 gebildet ist. In ähnlicher V/eise rollt die Faltung 47 zwischen einer inneren zylindrischen Fläche 52 eines Bandes 53 der Platte 41 und einer äußeren zylindrischen Fläche 54- an dem Eintrittsrohr 18. Durch die Schaffung einer RoIlmeüibraBwirkung zum Feststellen des Austrittsdruckes wird die Begiergestaltung weiterhin verbessert, da der größte· wirksame Bereich oder die größte wirksame Fläche für einen gegebenen Hub und einen gegebenen Durchmesser der Umhüllung durch diese Art von ?i=^bran am besten erhalten wird. Der Druckabfall im Begier wird ebenfalls verbessert, da durch die Rollmembran über ihren Hub eine konstante Fläche aufrechterhalten wird, was im Gegensatz zu üblichen mit Faltungen versehenen Membranen steht, bei denen sich eine Flächenänderung ergibt, wenn ein Hub erfolgt.

Die Wirkung des Eintrittsdruckes auf die Regelvorrichtung, die bei üblichen Gestaltungen gewöhnlich zu einer Änderung des Austrittsdrucks führt, wenn der Eintrittsdruck steigt oder fällt, ist bei der Regelvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zufolge der "ausbalancierten Ventile-Gestalt der Teile 31 und 37 vermieden. Im Gegensatz zu den meisten sogenannten ausbalancierten oder ausgeglichenen Ventilen, die gewöhnlich nur halb ausgeglichen sind, ist das Ventil gemäß der vorliegenden Erfindung ein vollständig ausgeglichenes Ventil und bleibt während des gesamten Hubbereiches ausgeglichen. Das Ventil-

712813230.12.71

glied 22 bleibt feststellend, wahrend der Sitzring 31, ein einheitlicher oder einstückiger Teil der Hauptmembran 16, das bewegliche Element oder Steuerelement ist. Das Ergebnis bestellt darin, daß eins konstante freiliegende Fläche für den Eintrittsdruck an dem dynamischen Steuerteil voriiandeti ist« Das Kerkmal der konstanten Fläche der Bollmembran wird dazu verwendet, Belastungsänderungen zu vermeiden. Die Gesamtgestaltung führt zu einer Ventilgestaltung, die über ihren gesamten Hub vollständig ausgeglichen oder ausbalanciert ist.

Es sind Mittel vorgesehen, um die Kembranver*. -eifungsplatten 40 und 41 mit dem mittleren Teil der Membran 16 zwischen ihnen eingeklemmt aneinander zu befestigen, und diese Mittel beseitigen irgendeinen Leekveg durch die Verbindungsteile. Wie in der Zeichnung dargestellt, ist die Verstärkungsplatte 40 mit einer Mehrzahl von öffnungen 56 versehen, und dex* mittlere TeiX der Membran 16 ist mit ausgerichteten Öffnungen 57 gleicher Größe versehen. Die unter© Versteifungsplatte 41 ist mit einer Fc^t zahl von einheitlichen oder einstückigen rohrförmigen Vorsprüngen 58 versehen, deren jeder sich durch zwei ausgerichtete öffnungen 56 und 57 erstreckt. Jeder rohrförmige Vorsprung 58 hat eine vergrößerte einheitliche Stirnwand 59, die einen Durchmesser hat, der größer als der Durchmesser der ausgerichteten öffnungen 56 und 57 ist. Die Vorsprünge werden nach dem Zusammenbau verformt, um eine Klemmlippe 60 zu schaffen, welche die Versteifungsplatten 40 und 41 und die Membran 16 aneinander befestigt. Es wird kein Leckweg über die Membran 16 gebildet, weil das Metall der Platte 41 mit den rohrförmigen Vorsprüngen 58, der Klemmlippe 60 und der Stirnwand 59 einheitlich bzw. einstückig gebildet ist.

Aus Vorstehendem ist ersichtlich, daß mit dem Regler gemäß der, Erfindung eine vollständig ausgeglichene oder ausbalancierte Ventilgestaltung erzeugt ist, durch welche

712818230.1171

• U Γ · Γ .1. A3

ein' mittlerer Strömungsweg durch die Regiervorrichtung geschaffen ist. Die mehrere Funktionen ausübende elastomere Membran 16, zusammen mit ihren Versteifungsplatten 40 und 41, stellt den einzigen beweglichen Teil dar. Die Druckfeder 42 v/ird zum Zeitpunkt des Zusammenbaues eingebaut, um einen genauen Einstellpunkt zu schaffen, und das vollständig ausgeglichene Ventil schafft einen einwandfreien Einstellpunkt über den vollen Bereich des Eintrittsdruckes.

712 8182 3 0.1171

Claims (11)

1. Sehutsans"prüehe

   1* Druekregelvorrichtung mit einem Körper, der einen Eintrittskörperteil mit einem mittleren Eintrittsrohr und einen JVustrittsZiürperteil mit einem mittleren Austritte,— rohr aufweist, wobei die Rohre axial ausgerichtet sind, und mit einer biegsamen Membran, die einen Aussenumfang hat, deizwisehen den Körperteilen eingeklemmt ist, und die eine mitt lere Öffnung hat, die innerhalb eines inneren Bandes gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein den inneren 2and s (24) der Membran (16) mit Bezug auf das Eintrittsrohr (18)

   "" - einklemmender feststehender Yentilteil (22) vorgesehen ist, der zwischen den Bohren (18, 21) eingeklemmt ist, die Membran (16) einen das .Austrittsrohr (21) verschiebbar aufnehmenden schlauchförmigan oder rohrförmigen Teil (34) aufweist, und daaa an der Membran und an dem feststehenden Ventilteil zusammenarbeitende Ventilelemente (31, 37) vorgesehen sind.
2. 2. Druckregelvorrichtung mit einem Körper, der einen Eintritt und einen Austritt hat, und mit einer biegsamen Membran, die einen äusseren Teil hat, der an dem Körper befestigt ist und mit dem Körper zusammenarbeitet, um darin nahe dem Austritt eine Kammer zu bilden, gekennzeichnet O durch einen feststehenden Sail (22) innerhalb des Körpers

   (10), der von der Membran (16) umgeben und zwischen dem Eintritt (11) und dem Austritt (12) angeordnet ist, eine Einrichtung »um Befestigen eines ersten innerer. Teiles (24) der Membran mit Bezug auf den Eintritt, eine Gleitdichtung (35) zwischen einem zweiten inneren Teil (34) der Membran und dem Austritt, zusammenarbeitende Ventilelemente (31 > 37) an dem feststehenden Teil und an der Membran zum Regeln der Mediumströmung von dem Eintritt zu dem Austritt, eine Einrichtung (42) zum Bewegen des mittleren Teils der Membran in einer Richtung zum Öffnen der zusammenarbeitenden Ventil-

   71281823 0.12.71

   elemente, und durch eine eine Verbindung zwischen der Kainmer und dem Medium stromab der Yentilelemente hervorrufende Einrichtung (44).
3. 3. Vorrichtung nach -Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zusammenarbeitend en Yentilelemente einen Sitzriag (37) an der Membran (16) und eine äussere Ventilfläche ^31) ata einer Sndwand (27) des feststehenden Teiles (22) aufweisen»
4. 4- Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Strömungsgeradriehtungsrippen (32) an dem feststehenden 3?eil {22) stromab der zusammenarb e it enden Ventilelemente O*? , 37} vorgesehen sind,
5. 5. Vorrichtung nach eiaea der .Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet., dass ein Steisersieb (39) in dein Körper (10) stromab der Ventilelemente (31, 37) angeordnet ist.
6. 6. Vorrichtung Tiach -Anspruch 2, dadurc¹- gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Bewegen des mittleren Teiles der Membran (16) eine den mittleren Teil der Membran a.n einer Richtung, in der tiie Strömung z'.vischen den zusammenarbeitenden Ventilelementen (31 _f 37) vergrösse^t v/irä, drückende Feder (42) ±n dem Körper (10) aufweist.
7. 7. Vorrichtung nach einem der .Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der feststehende Teil (22) eine mit Öffnungen versehene rohrförmige Wand (25) und eine ein-

   O heitliche oder einstückige undurchlässige Sndwand (27) aufweist.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die biegsame Membran (16) eine ™ttlere innere Ausnehmung (29) und zwei einheitliche konzentrische sich axial erstreckende Paltungen (46, 47) auf v/eist, deren jede U-förmigen Querschnitt hat und von denen eine (46) nahe dem Aussenumfang dar Membran, und die andere (47) nahe der inneren Ausnehmung angeordnet ist.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (16) an gegenüberliegenden Enden

   712818230. iz 71

   der mittleren Öffnung (23) die Eintritts- und .Austrittsrohre (18, 21) aufnehmende schlauchförmige oder rohrförmige Elemente (24, 34) aufweist.
10. 10. Vorrichtung nach -Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die biegsame Membran (16) einen Aursenuinicng (15) und eine mittlere Öffnung (23) sowie einen mittleren Teil dazwischen aufweist, der eine Mehrzahl von Öffnungen (57) hat, dass eine erste Versteifungsplatte (4O)₅ die mit einer Seite des mittleren Teiles in Berührung steht und eine Mehrzahl von Öffnungen (56) hat, von denen iede mit einer Membranöffnung ausgerichtet ist und eine SAveite Versteifungsplatte (41) vorgesehen ist, die mit der anderen Seite des mittleren Membranteiles in Berührung steht und einheitliche rohrförmige Vorsprünge (58) aufweist, deren jeder sich durch zwei ausgerichtete Öffnungen erstreckt und deren jeder zum Bilden einer Klemmlippe, uiitxels welcher die Versteifungsplatten und die Membran aneinander befestigt werden, eine einheitliche Endwand (59) mxl grösserer .Abmessung als der .Abmessung des rohrförmigen V^rcr-runges hat.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Versteifungsplatte (41) einen Eand (50) mit einer äusseren zylindrischen Fläche (49), die mit einer der Faltungen (46) der Säesbran (16) iss Singriff steht, und einen Band (53) mit einer inneren zylindrischen Fläche (52) konzentrisch zu der äusseren Fläche aufweist, die mit der anderen Faltung (47) der Membran in Eingriff tritt.

    712818230.12.71