-
Druckminderventil . Die Erfindung bezieht sich auf ein Druckminderventil,
dessen Einsitzteller in einem Gegendruckzylinder entlastet ist, wobei ein im Gegendruckzylinder
sitzendes Hilfsventil den Ein- und Auslaß° des Betriebsmittels steuert.
-
Gegenüber anderen Entlastungseinrichtungen, wie Gegendruckkolben,
Doppelsitzventilen, Balgmembranen u. dgl., mit ihren Vorzügen und Nachteilen vereinigt
die bekannte Entlastung mittels Gegendruckzylinder und Hilfsventil eine praktisch
vollkommene Ab-dichtung mit einem genügend großen Hub für das Regelorgan.
Dazu kommt, daß bei Anordnung von Ventilteller und Gegendruckzylinder auf der gleichen
Seite (über oder unterhalb) des Ventilsitzes der Ventilteller in baulich einfacher
Weise gleichzeitig den Kolbenboden des Gegendruckzylinders bilden Tann, und,daß
für die Impulseinführung von der anderen Seite des Ventilsitzes her eine unbeschränkte
Baufreiheit gegeben ist.
-
Nachteilig bleibt bei dieser Bauart jedoch, daß erhebliche Unter-
und Übersteuerungen des Durchsatzes am Hauptventil auftreten, die sich praktisch
in stark vibrierenden Pendelbewegungen des Hauptventils äußern. Dieser Nachteil
ist darauf zurückzuführen, daß die Einleitung der Entlastung des Ventiltellers durch
.die vom Impulsfühler zu bewirkende Öffnung des Hauptventils eine Überwindung des
auf dem Hilfsventil lastenden Schließdruckes im Gegendruckzylinder erfordert. Wenn
man das Hilfsventil auch verhältnisrnäßig klein bemessen kann, so ist insbesondere
bei großen Unterschieden zwischen Vor- und Minderdruck doch noch eine Öffnungskraft
am Hilfsventil nötig, die unter Bezugnahme auf das hierzu erforderliche Absinken
des Minderdruckes erheblich sein kann. Die damit- verbundene Regelungenauigkeit
bedeutet ein plötzliches Öffnen des Hilfs-und unmittelbar anschließend des damit
verbundenen, nunmehr entlästeten Hauptventils mit der Folge der erwähnten Pendelbewegung.
-
Derartige Regelungenauigkeiten lassen sich erfindungsgemäß dadurch
vermeiden, daß das Hilfsventil in an sich für Hauptventile bekannter
Weise
ebenfalls druckentlastet ausgebildet ist. Mit einer solchen Maßnahme «Tird der von
dein im Gegendruckzylinder befindlichen Vordruck ausgeübte Schließdruck auf das
Hauptventil nicht beeinträchtigt, so 11a1, die dieser Bauart eigene vorzügliche
Abdichtung erhalten bleibt. Lediglich der S: fließ- und Belastungsdruck am kleinen
Hilfsventil, das infolge seiner geringen G' " ohnehin leicht dichtzuhalten ist,
fällt foi@f; damit ist aber der Vorteil gegeben, daß die Einleitung des Entlastungsausgleichs
bereits erfolgt, wenn das hierzu impulsgebende Absinken des Minderdruckes einen
Wert von etwa 11101/, erreicht. Das Hilfsventil öffnet infolgedessen nicht plötzlich,
sondern bei immer noch nahezu ausgeglichenen Druckverhältnissen um den Ventilkegel
herum praktisch vollkommen stoßfrei, und es nimmt in ebensolcher Weise auch den
Hauptventilteller mit in die Öffnungsstellung. Unter- und überstenerungen des Durchsatzes
werden durch die Entlastung des Hilfsventils verhindert und damit die Genauigkeit
rler Regelung wesentlich verbessert.
-
Eine besonders zweckmäßige Art und Weise der Druckentlastung des Hilfsventils
wird durch folgende Mittel erreicht, die nicht an sich, sondern nur in Anwendung
auf ein Hilfsventil der hier in Frage kommenden Art Gegenstand der Erfindung sind,
nämlich dadurch, daß auf der einen Seite des Hilfsventilkegels die anschließende
Ventilstange den gleichen Querschnitt wie der Hilfsventildurchmesser aufweist, während
auf der anderen Seite des Hilfsventilkegels ein im Hilfsventilgehäuse abgestützter
Federbalg von gleichem Durchmesser wie der Hilfsventilsitz auf dein 1lilfsventilkegel
druckdicht angeordnet ist. Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem
Ausführungsbeispiel erläutert.
-
Der Ventilteller i wird von dein Zylinder 2 in clem Gegenzylinder
3 geführt und wirkt in dem durch die beiden Zylinder gebildeten Raurn d. als Kolben.
Der in diesem Raum hineinragende Mittelteil 5 -des Ventiltellers i bildet ein Gehäuse
für das aus dem Kegel 6 u'111 dem Ventilsitz 7 bestehende Hilfsventil. Dieses Gehäuse
ist oben durch eine Steilbüchse 8 abgeschlossen, in der sich die Stellschraube 9
befindet. Bohrungen 1o verbinden den Raum über dem Ventilsitz ; mit dein Raum Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beschriebenen Teile gemeinsam auf
der Eingangsseite i i des Druckminderers angeordnet. Die von unten in den Druckminderer
eintretende Ventilstange 12 vom gleichen Durchmesser wie .der Ventilsitz 7 ist unterhalb
dieses Sitzes für den Ventildurchgang im Durchmesser entsprechend verringert. Der
einen besonderen Bauteil bildende Hilfsventilkegel6 ist mit Gewinde an dem oberen
Ventilstangenende befestigt; er besitzt eine als Anschlag gegen die Stellschraube
9 @virksaine Verlängerung 13 und außerdem einen Federbalg i.1 vom Durchmesser
.des Hilfsventilsitzes 7. Dieser Federbalg ist an seinem oberen Ende in der Stehbüchse
8 ,uckdicht befestigt. Um eine Verdrehbeanspruchung des Federbalges zu verhindern,
ist der Zylinder 2 durch eine außerazial angeordnete Stiftführung i ,# gegen Verdrehen
gesichert.
-
Die Öffnung des in geschlossener Stellung dargestellten Ventils erfolgt
durch einen von der Ventilstange 12 ausgeübten, nach oben gerichteten Impuls, wodurch
zunächst der Hilfsventilkegel 6 von seinem Ventilsitz ,`. abgehoben wird. Der im
Raum d. herrschende L`berdruck entspannt sich infolgedessen nach der Ausgangsseite
des Ventils, und der dadurch eintretende Druckausgleich über und unter dein Ventilteller
i ermöglicht ein leichtes Öffnen des Hauptventils.
-
Für die Öffnung des Hilfsventiikegels 6 ist infolge des erfindungsgemäß
vorgesehenen Druckausgleichs nur eine geringe Verstellkraft an der Ventilstange
z2 erforderlich.
-
Das Hilfsv entilgehäuse kann abweichend von der beschriebenen Ausführung
aufgebaut sein, desgleichen kann der Hilfsv entilkegel 6 mit der Ventilstange 12
aus einem Stück bestehen.
-
Die dargestellte Druckentlastung des Hilfsventils mit dem Federbalg
14 hat gegenüber anderen Entlastungsbauarten den besonderen Vorteil, daß durch die
vollkommene Abdichtung des druckdicht eingebauten Membranbalges kein Verlust des
Betriebsmittels eintreten kann. Für den im Gegendruckzylinderraum 4. herrschenden
Vordruck ist nur der eine Weg über den Ventilsitz des Hilfsventils nach der Minderdruckseite
hin möglich. Die Entlastungskonstruktion des Hilfsventils selbst bietet infolge
der Verwendung einer druckdicht eingebauten Membran keinerlei Wege, auf denen der
im Gegendruckzylinder herrschende Vordruck über Undichtheiten nach .der Minderdruckseite
gelangen könnte. Die Eigenart der Balgmembran hinsichtlich ihres verhältnismäßig
geringen Hubes bedeutet für den vorliegenden Anwendungsfall keinen Nachteil, weil
für das Hilfsventil selbst ohnehin nur ein ganz geringer Öffnungshub in Betracht
kommt.