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Druckminderventil Zusatz zurr. PatjAt ; to 8o Indem Patent 710 gzo
ist ein Druckminderventil geschützt, bei dem der Kegel durch die Differenz der auf
einer Membran oder einem Federungskörper lastenden Drücke betätigt wird, indem auf
der einen Seite der Membran der Minderdruck und auf der anderen Seite ein konstanter
oder nahezu konstanter Gas-oder Luftdruck ruht. Als die zu lösende Aufgabe isst
indem Hauptpatent angegeben, .daß die Membran oderder Federungskörper jederzeit
mehr oder weniger entlastet sein muß, damit er eine dünne Wandstärke erhalten und
somit hochelastisch ausgebildet sein kann. Dieser Balg muß ja große Hübe ausüben
können und auf jede Druckveränderung empfindlich ansprechen.
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Für .die Lösung dieser Aufgabe wird im Hauptpatent vorgeschlagen,
daß der Gas- oder Luftdruck durch ein vom Betriebsmitteldruck unter Gegenwirkung
einer - zweckmäßig regelbaren - Feder- oder Gewichtsbelastung gesteuertes Absperrorgan
aufrechterhalten wird. Darüber hinaus wird in dem Hauptpatent eine spezielle Lösung
vorgeschlagen, die die Erzeugung des Gas- oder Luftdruckes selbsttätig vollführt.
Zu dem Zweck soll der Gas- oder Luftdruck -durch .einen Anschluß an .die Minderdruckleitung
erzeugt werden.
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Die vorliegende Erfindung bringt nun weitere Ausführungsformen des
im Hauptpatent geschützten Hauptgedankens, nämlich der jederzeitigen Entlastung
des Federungskörpers mit Hilfe eines vom Betriebsmitteldruck unter Gegenwirkung
einer Feder- oder Gewichtsbelastung gesteuerten Absperrorgans.
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Die erste Lösung besteht darin, daß die Räume aber- und unterhalb
der Membran von einer besonderen Quelle aus unter Druck gesetzt
werden
und der Raum unterhalb d.ei Membran mit der Minderdruckleitung unter Zwischenschaltung
eines vom Minderdruck entgegen einer Belastung zu öffnenden Absperrorgans verbunden
ist. Zweckmäßig ist die Belastung des Absperrorgans so bemessen, daß der ihr entgegenwirkende
Minderdruck kurz unterhalb des Solldruckes das Absperrorgan sich öffnen läßt.
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Ein Ausführungsbeispiel ist in Abb. i dargestellt. Gleiche Bezugszeichen
beziehen sich auf äquivalente Teile gegenüber dem Hauptpatent.
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Die Räume 15 und 21 (Abb. r) über- bzw. unterhalb der Membran 5 werden
vor Inbetriebsetzung des Druckminderventils von einer besonderen Ouelle 22 nach
öffnen der Absperrorgane 2o und 2o' unter Gas- oder Luftdruck gesetzt. Dasselbe
geschieht mit der Leitung 8', dagegen nicht mit der Leitung 8, weil das Absperrorgan
j durch die Belastung der Feder to' geschlossen gehalten wird. Der Raum 2i ist durch
Stopfbüchsen 7 (Abb. i ä) gegenüber dem Vor- oder Minderdruckraum abgesperrt. Auf
diese Weise ist die Membran 5 entlastet. Nachdem der Solldruck erreicht ist, werden
die Absperrorgane 20 und 2ö geschlossen.
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Wird nunmehr das Druckminderventil in Betrieb gesetzt, so kann das
Betriebsmittel von dem Vordruckraum i in den Minderdruckraum 3 gelangen, weil das
Hauptventil .2 infolge des Gewichtes D offen gehalten wird. Damit gelangt auch Druck
in die Leitung 8, der über die Membran i i' der Spannung der Feder to' .entgegenwirkt.
Diese Spannung ist so bemessen, daß der ihr entgegenwirkende :Minderdruck kurz unterhalb
des Solldruckes das Absperrorgan g' sich öffnen läßt. Infolgedessen läßt zunächst
der Druck in dein Raum 21 wegen der Verbindung über die Leitungen 2,8 und
8' etwas nach. Steigt nunmehr der Minderdruck in der Leitung 3 weiter bis über den
Sollwert, so wirkt sich das über das offene Ventil g' auch unterhalb des Balgens
5 aus Das Hauptventil :2 schließt sich.
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Solange das Druckminderventil in Tätigkeit ist, ist also das Absperrorgan
g' offen. Wird das Druckminderventil ganz außer Betrieb genommen und hört somit
in der Leitung 3 der Druck völlig auf, so schließt sich das Ventil g' infolge der
Irraft der Feder to' . Damit kann Druck aus dein Raum 2i nicht entweichen. Der -Federtingskörper
5 bleibt weiterhin entlastet.
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Diese Ausführungsform stellt somit gewissermaßen die kinematische
Umkehrung des im Hauptpatent geschützten speziellen Lösungsgedankens dar. Während
dort das Absperrorgan g von dem steigenden Minderdruck geschlossen wird, wird es
in Abb. i der vorliegenden weiteren Ausbildung geöffnet. Während bei der Ausführung
in dein Hauptpatent eine direkte Verbindung 1,4 zwischen der Minderdruckleitung
3 und dein Raum unterhalb der Membran 5 vorhanden ist, fehlt sie in dem vorliegenden
Beispiel. Während beim Hauptpatent auch die Erzeugung des Gas-oder Luftdruckes selbsttätig
erfolgt und bei Außerbetriebnahme des Druckminderventils auch wieder völlig aufhört,
wird sie im vorliegenden Fall einmal erzeugt und bleibt darin auf beiden Seiten
der Membran auch bei Außerbetriebnahme des Ventils erhalten.
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Der obenerwähnte Lösungsgedanke, die Räume über- und unterhalb des
Federungskörpers von einer besonderen Quelle aus unter Druck zu setzen, kann auch
mit dem Gedanken kombiniert «=erden, wie er im Hauptpatent dargestellt ist und der
in ;einer selbsttätigen Erzeugung durch Abnahme :des Betrebsinitteldruckes besteht.
Im Gegensatz zum Hauptpatent muß aber der Gas- und Luftdruck durch einen Anschluß
nicht an die :Minderdruckleiturig, sondern an die Vordruckleitung erzeugt werden.
Mit ihm werden die Räume über- und unterhalb -der Membran unter Druck gesetzt. An
Stelle der besonders zu bedienenden Absperrorgane -2o und 2ö muß ein selbsttätig
wirkendes Organ treten, und zwar ein Rückschlagventil, das sich schließt, sobald
der Zufluß des Solldruckes aufhört. Die Verbindung des Raumes unterhalb der Membran
reit der Minderdruckleitung wird durch das Schließen des Rückschlagventils nach
der einen Seite und das gleichzeitige Freigeben einer nach der Minderdruckleitung
führenden Leitung hergestellt. Mach Erzeugung des Solldruckes wird der Luftdruck
durch ein vorn Solldruck unter Gegenwirkung einer Belastung zu schließendes Absperrorgan,
wie das in dem Hauptpatent geschützt ist, aufrechterhalten. Die Abnahme des Druckes
von der Vordruckleitung ist für die Anwendung von Düse und Saugdüse mit Rückschlagorgan,
wie i sie schon im Hauptpatent geschützt ist, besonders zweckmäßig, weil nunmehr
ein größeres Druckgefälle zur Verfügung steht.
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Ein Ausführungsbeispiel ist in den Abb. 2 und 3 schematisch dargestellt.
i Bei Inbetriebnahme des Druckminderventils wird von der Vordruckleitung i der Druck
über die Leitung 8" übertragen. Durch das System von Düse und Saugdüse 18 wird über
ein Rückschlagventil i9 Luft angesaugt und über ein Absperrorgan 9, das von einer
Feder-oder Gewichtsbelastung offen gehalten wird, über die Leitung 8' in den Raum
15 oberhalb der Membran 5 übertragen. Von hier gelangt der Druck über die Leitung
27 zu einem Rückschlagventil 26, das in Abb. 3 dargestellt ist. Das Rückschlagventil
wird durch den L'berdruck
offen gehalten, so daß :der Druck über
die Leitung 28 :in den Raum 21 unterhalb der Membran gelangt. Hat,der Druck den
Sollwert erreicht, so wird wegen der Verbindungsleitung 12 das Absperrorgan 9 geschlossen.
Das Absperrorgan 9 entspricht in seinem Aufbau im wesentlichen dem im Hauptpatent
beschriebenen. Es besitzt also einen Federungskörper und eine Feder entsprechend
den Bezugszeichen ii und io beim Hauptpatent. Der Federungskörper ist gegen Druck
nicht entlastet und muß daher verhältnismäßig steif sein. Das schadet aber nichts,
weil dieser Federungskörper nur sehr selben betätigt wird.
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Hört der Zufluß des Druckes in der Leitung 27 (Abb. 2) auf, so schließt
sich infolge der Eigenspannung des Federungskörpers 24 (Abb.3) das Rückschlagventi126.
Das wird weiterhin :dadurch verstärkt, daß inzwischen in der Leitung 3 und damit
über die Leitung 14.' auch auf der anderen Seite des Balgens 24 der Druck gestiegen
ist. Hierdurch wird gleichzeitig die Leitung 1q.' über die Bohrungen 25 (Abb. 3)
mit dem Raum 21 verbunden, so .daß sich unterhalb des Federungskörpers 5 (Abb. i)
die Schwankungen des Minderdruckes in bekannter Weise auswirken können.
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Kommt das Druckminderventil ganz außer Betrieb und läßt damit ,auch
der Druck in der Leitung 3 nach, so bekommen die Drücke in den Räumen 15 und 21
derart das Übergewicht, daß das Rückschlagventil 26 (Abb. 3) die Öffnung der Leitung
1q.' verschließt und die Drücke ober- und unterhalb der Membran 5 im wesentlichen
erhalten bleiben.
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Die bisher behandelten beiden Ausführungsformen haben zur Voraussetzung,
daß .der Raum 21 unterhalb des -Federungskörpers 5 nicht direkt mit dem Minderdruckraum
verbunden ist. Bei der Ausführung nach dem Hauptpatent ist dagegen eine derartige
direkte Verbbindung vorhanden. Eine weitere Ausführung behandelt deshalb diese Bauart
und geht von einem Absperrorgan aus, das sich in gleicher Weise wie das zuletzt
behandelte vom Solldruck unterGegenwirkung cinerBelastung schließt. Auch hier wird
der Druck von der Vordruckleitung abgenommen. Gleichzeitig ist aber der Raum oberhalb
des Federungskörpers auch mit der Minderdruckleitung unter Zwischenschältung eines
Rückschlagorgans verbunden. Dieses Rückschlagorgan hat die Aufgabe, bei Zusammenpressung
der Membran und der damit verbundenen Volumenverringerung des Raumes oberhalb der
Membran einen Druckanstieg in diesem Raum zu verhindern. Der Druck soll daher in
den Minderdruckraum abgelassen werden. Da aber auch im Minderdruckraum der Druck
in diesem Augenblick gestiegen ist und: beim Ablassen des Druckes aus dem Raum oberhalb
der Membran gleichzeitig die Steifigkeit einer Membran im Rückschlagventil überwunden
werden muß, wird in weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens der Membran .durch
eine Feder eine derartige V orspannung erteilt, daß der Druck oberhalb der Membran
stets um so viel größer als der Minderdruck ist, wie :der Steifigkeit der Membran
des Rückschlagorgans entspricht.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Abb. q. dargestellt.
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Der Raum-i5 oberhalb der Membran 5 ist mit der Vordruckleitung i über
eine Leitung 8" verbunden. In diese Leitung ist ein Absperrorgan 9" eingeschaltet,
das vom Solldruck entgegen einer Belastung io" geschlossen wird. Auf diese Weise
bildet sich in dem Raum 15 selbsttätig bei Inbetriebsetzen des Druckminderventils
ein Druck aus, der durch die Regeltätigkeit des Ventils 9" aufrechterhalten wird.
Der Raum 2i unterhalb der Membran 5 ist mit dem Minderdruckraum direkt verbunden.
Steigt der Minderdruck, so wird die Membran 5 zusammengedrückt. Damit vermindert
sich das Volumen des Raumes 15, und der Druck kann über die Leitung 27, Rückschlagorgan
26' und Leitung 28 in den Minderdruckraum entweichen. Durch die Feder 34 wird erreicht,
daß in dem Raum 15 stets ein etwas höherer Druck als in dem Minderdruckraum vorhanden
ist; dieser reicht aus, um die Steifigkeit des Balges 2.1.' des Rückschlagorgans
26' zu überwinden. Bohrungen 25' sorgen für eine Entlastung des Balges 24.'. Sinkt
der Minderdruck, so läßt der Druck im Raum 15 nach. Dias Ventil g" öffnet sich und
läßt frischen Druck über die Leitung 8" nachströmen. Auf diese Weise wird das Ventil
2 im entgegengesetzten Sinne bewegt.
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Wird das Druckminderventil außer Betrieb genommen, so öffnet sich
das Ventil g" und läßt den Druck aus dem Raum 15 ab.