DE7405272U - Druckminderer, insbesondere für Hauswasse ranlagen - Google Patents

Description

11 2Ό B/wi

Braukmann Armaturen AG

Rothrlst/Schweiz Bahnweg 2

Druckminderer, insbesondere für Hauswasseranlagen

Die Erfindung betrifft einen Druckminderer für flüssige, dampf- oder gasförmige Medien, insbesondere für Hauswasseranlagen, mit einem Ventilteller, -kegel oder dgl., einem damit zusammenwirkenden Ventilsitz, einer gegen die Kraft einer Feder in Schließrichtung verschieb-

7405272 07.05.75

	lsuiridel	s ο ν; ι e	- 2 -	mi t	I	der Ventι1SDinde1
			r-i ner
bar^n Vent:

ve-1 L uiidenen im Druckminderer-Gehäuse eingespannten Membrane Untev einem Druckminderer versteht mar. ^: non ;nne Hilfskraft arbeitenden Druckregler, dessen Meßgi:ed üblicherweise durch eine Feder belastet wird 7:ej fach kann die Kraft der Feder verändert und damit der Sjliwert verstellt werden Es ist bekannt, ar. Druckminderern zur Druckentlastung einen Kolben. Metallbalge oder andere Vorrichtungen anzubringen Diese zusätzlichen Vorrichtungen bringen selbstver-

ständlich Extrakosten mit sich und die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird darin giS.hen. einen Druckminderer der eingangs genannten Art zu schaffen. bei dem die notwendige Druckentlastung möglichst keine. höchstens aber unbedeutende Kosten verursacht-

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem derartigen Druckminderer erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Ventilteller oder dgl, ortsfest im Gehäuse befestigt und der Ventilsitz mit der Spindel zusammen verschiebbar im Druckminderergehäuse gelagert ist, daß die Durchflußrichtung des Mediums durch den rohrförmigen Ventilsitz in Schließrichtung des letzteren verläuft und daß die vom Vordruck in Schliaßrichtung druckbeaufschlagten

7405272 07.05.75

Flachen des Ventilsitzes und der Ventilspindel gleich aroß sind wie die vom Vordruck entgegen der Schließrichtung druckbeaufsch lagte Flache deE Vent.lsitzes Die Ventilspindel durchsetzt den ortsfesten Ventilteller und aus diesem Grunde kam: sie vom Druck nar von einer Seite her belastet werden De; rohrförmige. verschiebbare Ventilsitz ist selbstverständlich gegenüber dem D·: uckmindere rcehäuse in jeder Verschiehe 1aqe abgedichtet, so daß das Medium nur durch sein Inneres strömen kann Demzufolge steht =ilso der Vordruck an dem in Öffnungsrichtung vorderen Ende von Spindel und Ventilsitz sowie dem hinteren Ende des Ventilsitzes.- soweit es vom ortsfester. Ventilteller einen Abstand hat an. Verbindungstreben zwischen der Ventilspindel und dem Ventilsitz können hier außer Betracht bleiben, weii sie von beiden Seiten her unter dem gleichen Druck stehen und sich somit die Kräfte aufhebe >i Um nun einen Ausgleich der Kräfte des Vordrucks zu erreichen ist die dam Ventilteller zugekehrte Stirnfläche bzw die für eine Verschiebekraft bedeutsame Fläche an diesem Ende um den Betrag größer als die entgegengesetzte Stirnfläche des Ventil?!tzes. welcher der Fläche am freien Ende der Ventilspindel (bei konstantem Spindeidurchmesser) bzw. der für. Verschiebekräfte wirksamen Querschnitts fläche der Ventilspindel am Ventilteller entspricht. Mit anderen Worten, man erreicht eine Balance der vom Vordruck herrührenden Verschiebekräfte in Hin- und Herrichtung dadurch. dadurch, daß man die wirksamen Flächen des verschiebbaren

7405272 07.05.75

- j' £ t e rr..-: v; e - _ r. e ι r. H _ :-, - v. r. d Hsrrichtung '"; e i s e:. , g ι e ι c h "i χ ο '■

r.-T.tung stehe::. ; f - ihre Komponente auf cine zur Ve r s c .h ι ■:· ^e -r - :: h ' u :\ "■ ~ e η k r ·.· t· h te F h -^ r. ο π a ß g e b end.

Eir.e besonders bevorzugte Aus führungs form der Erfindung ist iadarch gekennzeichnet, daß die Dichtkante oder die gesamte wirksame dichtfläche des Ventilsitzes ausschiießlicr. an einem r. 3 c h außen ragender. Bund des Ventilsitzes angeordnet und ζ u ir.ii.dest die vor. Ventilteller oder dgl. wegweisende Flic-e des Bundes von Hinterdruck beaufschlagt ist Aufgrund dts nach außen ragenden Bundes ist also die Stirnfläche an 'if: Bundseite größer als diejenige aro gegenüber liegenden Knde des Ventilsitzes wenn man nun darauf achtet, daß der Bund in der Schließlage des Ventilsitzes zumindest te ι Iweise dem Medium ausgesetzt ist. so ist die an der Bundseite anstehende Druckkraft größer als diejenige am gegenüber liegenden stunseitigen Ende des Ventilsitzes Der Bund kann '/oil ausgenutzt werden, wenn sein freies Ende als Dichtkante ausgebildet is' and lediglich diese Dithtkante an der Gegendichtiläche der einer Gegendichtkante des Ventilteller s oder dqi ζ j ■' Ani.iqo kommt Die vom Ventilteller wegweisende Flache des Bundes ist dem Hinterdruck ausgesetzt, so daß sie bei der (U^tprüfung deä Kräftegleichgewichts des Vordruckes nicht in betracht zu ziehen ist Andererseits bewirkt der am Bund angreifende Hinterdruck eine Anpressung de;, Ventilsitzes an den Ventilteller, während ¹^e an der

7405272 07.05.75

mit der Ventilspindel verbundenen Membrane angreifende Druckfeder eine Gegenkraft, also eine im öffnenden Sinne wirkende Kraft auf das verschiebbare System ausübt. Bei vollständigem Ausgleich der Vordruckkräfte ist also das Kräftespiel des Druckminderers ausschließlich durch die Federkraft und durch den am Bund und Membrane angreifende Hinterdruck bestimmt. Vordruckänderungen haben erfindungsgemäß keinen Einfluß auf den eingestellten Hinterdru'\;. Bei all diesen Betrachtunger wurde von einer geschlossenen Lage des Ventilsitzes ausgegangen und Strömungskräfte außer Acht gelassen. Im Betrieb wird der Druckminderer meist eine mehr oder weniger weite Offenstellung einnehmen. Es kommen dann noch dynamische Strömungskräfte hinzu.

Eine Weiterbildung der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß das Abströmende des Ventilsitzes mit seinem Bund düsenförmig erweitert ist. Diese Ausgestaltung hat nicht nur strömungstschnische Vorteile; vielmehr läßt sich dadurch auf einfache Weise die Dichtkante am äußeren Ende des Ventilsitzbundes anformen.

Eine andere vorteilhafte Variante der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller oder dgl, eine Dicht-" inte oder ringförmige Dichtfläche besitzt, die ausschließlich an einem nach außen ragenden Bund des Ventilsitzes anlegbar

7405272 07.05.75

- 6 - r

ist und daß die vor. Ventilteller wegweisende Fläche des Ventilsitzbundes vom Hinterdruck beaufschlagt ist. Bei dieser Variante wird also die Dichtkante am feststehenden Ventilteller angeformt und sie ist ausschließlich dem Bund des Ventilsitzes zugeordnet, insbesondere dessen Außsnrand= Somit ist es dem Vordruck auch bei dieser Konstruktion möglich, an dem dem Ventilteller oder dgl. zugekehrten Ende des Ventilsitzes eine größere Fläche zu beaufschlagen als an dem gegenüberliegenden Ventilsitzende.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß das freie Bundende im Querschnitt keilförmig gestaltet ist. Damit erhält man in sehr vorteilhafter Weise eine sogenannte Hochhubhilfe,

Ein anderes Mtrkmal der Erfindung sieht vor, daß der verschiebbare Ventilsitz mit einem r atzlichen Hochhubrand versehen ist.

Ein weiteres Erfindungsmerkmal besteht darin, daß der zwischen Membrane und Ventilsitz gelegene Ventilteller einen Halteflansch zum dichten Befestigen im DruckminderergehSuse besitzt und die Ventiistange dichtend hindurchgeführt ist. Im übriger, können

7405272 07.05.75

in zweckmäßiger Weise sowohl der Ventilteller _uder Gq ι. auch der Ventilsitz mit der Ventilspindel und den verb;. ....·. Rippen oder Stegen aus Kunststoff hergestellt werden , *' können die erwähnten Teile außerhalb des Druckmindererge h/· ..·■■·■ zusammengebaut und als einbaufertiger Ventileinsatz nontir:.-. werden.

In der Zeichnung sind verschiedene AusführungsbrLspiele ce\ Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Figur 1 einen vertikalen Längsmittelschnitt durch eine

erste Ausführungsform, Figur 2 in vergrößertem Maßstabe den Ventilsitz und das

untere Ventilspindelende,

Figur 2 ebenfalls in vergrößerter Darstellung den Ventilbereich einer zweiten Ausführungsform, Figur 4 eine d&r Figur 2 entsprechende Darstellung

einer modifizierten Ausführungsvariante der

Figur 2,
Figur 5 nochmals eine der Figur 2 entsprechende weitere

Ausführungs form,
Fign. 6, 7, 8 drei verschieder»e Ausführungsbeispiele einer

Hochhubhilfe

Das Gehäuse 1 des erfindungsgeme.ßen Druckminderers besitzt einen Flansch 2 zum Anschluß der Zuführungsleitung, einen Flansch 3 für die weiterführende Leitung sowie einen oberen

/405272 07.05.75

Flansch 4 und den Flansch 6 der Federhai.be 5 ist : . ι Rand einer Membrane 7 eingespannt". Letztere ist von Ίΐ'ΐ Spiraldruckfeder 8 druckbeaufschlagt, die sich im en .vn oberen Ende der Federhaube 5 abstützt. Zwischen dem ur.tr,,;,

scheibe 9 geschaltet, deren Rand Io zur seitlichen Fül f»

des unteren Federendes hochgebogen sein kann.

Mit der Membrane 7 ist die Ventilspindel 1) fest verbunder'. Sie durchsetzt einen im Gehäuse festgehaltenen Ven ciltelle:· 12 , dessen oben angeforrater Halteflansch 13 im oberen Gehäuseteil abnehmbar gehalten ist. Dabei ist sowohl der Haltefiarsch 13 gegenüber dem Gehäuse flansch als auch die Ventilspindel 11 gegenüber dem Ventilteller und dem einstückig damit gefertigten Halteflansch 13 abgedichtet. Zur inneren Abdichtung dienen die beiden O-Ringe 14 und 15, welche in entsprechende Nuten des Teils 12, 13 eingesetzt sind. Der Ventilteller 12 kann noch mit einer eingelegten oder aufgesetzten Dichtung 16 versehen werden.

Mit dem unteren Spindelende 17 ist über Stege 18 ein rohrförmiger Ventilsitz 19 verbunden. Das bedeutet, daß hier der Ventilsitz mit der Ventilspindel zusammen in Richtung

7405272 07.05.75

des Doppelpfeils 2o auf und ab verschiebbar 'st, während der Ventilteller 12 ortsfest bleibt. Gegenüber dem Gehäuse ist der Ventilsitz 19 mittels eines in eine Gehäusenut eingoler ten O-Rings 21 abgedichtet. Anstelle der O-Ringe könnn^.-auch andere Dichtringe verwendet werden.

Das untere topfförmige Gehäuseende 22 ist abnehmbar und beispielsweise durch Gewinde mit dem übrigen Gehäuse 'verbunden. Es nimmt ein an seinem oberen und unteren Ende jeweils dicht abgestütztes Sieb 23 auf, welches von außen nach '.nnen durchströmt wird. Vom Siebinnern gelangt das Medium durch den Ventilsitz hindurch, und am Ventilteller vorbei in den AusiaSstutzsn 24 des Druckminderers.

Aus dem Vorstehenden ergibt, sich, daß sowohl die untere Stirnfläche 26 des Ventilsitzes 19 als auch die parallel dazu liegende Stirnfläche des freien Endes 27.der Ventilspindel 11 vom Vordruck beaufschlagt werden,.Dasselbe gilt für die obere düsenförmig gestaltete Stirnfläche.28 des Ventilsitzes 19. Erfindungsgemäß, ist am oberen,.dem-Ventilteller 12 zugekehrten Ende außen am Ventilsitz ein Bund 29 angeformt, wodurch diese obere Stirnfläche 28 tzw. ihre Projektion auf

- Io -j

7405272 07.05.75

- Io -

eine zur Spindelachse senkrecht stehende Ebene größer isi. die untere Stirnflache 26. Hierbei ist der Anteil der ■■ c, förmigen oberen Bundstirnflache an der gesamten oberen S< fliehe gleich groß wie die Flache am freien Ende 27 rier ,, spindel 11, so daß der Ventilsitz, was den Vordruck anbe 1 a r ov. kraftefrei ist. Di« an der Ober- und Unterseite der Stege 18 angreifenden, vom Vordruck herrührenden Kräfte heber. sich jeweils auf.

An der Unterseite 3o des Bundes 29 und der Membrane 7 greift der Hinterdruck an und er bewirkt eine Aufwärtsbewegung von Ventilsitz und Ventilspindel= Dem wirkt die Kraft der Druckfeder 8 entgegen. Das versch. -bbare System i^t also in Ruhe, wenn diese beiden Kräfte gleich groß sind.

Beim Ausführungsbeispiel der Figur 1 entsteht durch die trichterförmige AusbJldung des oberen .Ventilsitzendes außen oben eine Dichtkante 31, die mit der Dichtung 16 oder.allgemein dem Ventilteller 12 zusammenarbeitet (siehe auch Figur 2). Bei der in Figur.3 gezeigten Variante ist.es.gerade umgekehrt. Dort ist die Dichtkante 32 außen am unteren freien Ende des Ventiltellers 12 angeformt.und.dafür ist die obere Stirnfläche 28 des Ventilsitzes.19 eben.ausgebildet-und.sie-verläuft senkrecht zur Verschieberichtung 2o des bewegbaren Systems, Demzufolge ist oben am Ventilsitz 19 noch ein Dichtring

- 11 -

7405272 07.05.75

- " ' slit,

eingesetzt oder aufgetragen. Er ist jedoch ebenso wie b*j. ·.« Atisführungsbeispiel der Figur 1 entbehrlich, wenn man f \; das gesamte Teil 19 entsprechendes Material verwende.·.

Bei der Ausführungsvariante gemäß Figur 5 verläuft keine der beiden Dichtflächen senkrecht zur Spindellängsachse. vielmehr sind beide schräg nach unten gerichtet, jedoch besitzen sie unterschiedliche Schräge, so daß das Medium ebenso wie bei den übrigen Ausführungsvarianten, in den im Querschnitt keilförmigen oder ähnlich gestalteten Spaltraun) 34 einbringen und die angestrebte Druckwirkung ausüben kann.

In Figur 4 ist der Ventilteller wieder flach ausgebildet und auch der Ventilsitz 19 entspricht im wesentlichen demjenigen der Figuren 1 bzw. 2. Ergänzend wurde jedoch das freie Bundende 35 etwas anders gestaltet. Es ist im Querschnitt dreieck- oder keilförmig mit einer horizontalen unteren und einer geneigt von oben nach unten verlaufenden oberen Flanke. Diese Ausbildung bringt eine stabilisierende Wirkung bei geöffnetem "Ventil" mit sich.

Die Figuren 6 bis 8 zeigen verschiedene Ausbildungsmöglichkeiten der insb. vorgesehenen Hochhuhhilfe, üobei der Hochhubrand jeweils mit 36 bezeichnet ist.

- 12 -

7405272 07.05.75

Claims (7)

Ansprüche

1. Druckminderer für flüssige, dampf- oder gasförmige M---M insbesondere für Hauswasseranlagen, mit einem Ventilfce"■ -r-■-··-, -kegel oder dgl., einem damit zusammenwirkenden Ventils! . ■--_ , einer gegen die Kraft einer Feder in Schließrichtur.g v?·:■■■■■ schiebbarsn Ventilspindel sowie einer mit der Ventilspindel verbundenen, im . Druckminderer-Gehäuse eingespannten Membrane, dadurch gekennzeichnet,-daß der Ventiltelller (12).oder dgl. .ortsfest.im Gehäuse (1) befestigt und der Ventilsitz (19) mit - der.Spindel (11) zusammen.verschiebbar.im Druckminderergehäuse gelagert ist,.daß die Durchflußrichtung.des.Mediums durch den rohrförmigen Ventilsitz.in-Schließrichtung des letzteren verläuft und daß die vom.Vordruck in Schließrichtung druckbeaufschlagten Flächen (26) des Ventilsitzes und (27) der Ventilspindel (11) gleich groß sind wie die.vom Vordruck entgegen der Schließrichtung dru<- 'beaufschlagte Fläche (28) des Ventilsitzes.

2. Druckminderer nach Anspruch l_f dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtkante (31) oder die gesamte wirksame Dichtfläche des Ventilsitzes ausschließlich an einem nach außen

- 13 -

7405272 07.05.75

ragenden Bund (29) des Ventilsitzes (19) angeordnet u;;,l zumindest die vom Ventilteller (12) oder dgl. wegwei^p η df Fläche (3o) des Bundes vom Hinterdruck beaufschlage ist

3. Druckminderer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abströmende (28) des Ventilsitzes (11} mit seinem Bund (29) düsenförmig erweitert ist.

4. Druckminderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller (12) oder dgl. eine Dichtk.ante (32) oder ringförmige Dichtfläche besitzt, die ausschließlich an einem nach außen ragendan Bund (29) dos Ventilsitzes (19) anlegbar ist und daß die vom Ventilteller (12) wegweisende Fläche (3o) des Ventilsitzbundes von. Hinterdruck beaufschlagt ist.

5. Druckminderer nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Bundende (35) im Querschnitt keilförmig gestaltet ist.

6. Druckminderer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprache, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Bundende mit einem Hochhubrand versehen ist.

- 14 -

7405272 07.05.75

7. Druckminderer nach einem oder mehreren der vorhe rgehon-; Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zwi ;chen Nun: brane (7) und Ventilsitz (19) gelegene Ventilteller litt oder dgl. einen Halteflansch !13) zum dichten Befestige im Druckminderergehäuse (1) besitzt und die Ventilstano dichtend (14, 15) hindurchgeführt ist.

7405272 07.05.75