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Insbesondere für Strömungsteiler bestimmte, durch Membran einstellbare
Absperrvorrichtung Die Erfindung betrifft insbesondere für Strömungsteiler bestimmte,
durch Membran einstellbare Absperrvorrichtungen und bezweckt, diese so auszubilden,
daß sie einerseits dicht schließen und andererseits leicht ansprechen.
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Die Zeichnung bringt eine Reihe von Ausführungsbeispielen des Erfindungsgegenstands
in grundzügiger Darstellung. Es zeigt Abb. I das erste Ausführungsbeispiel, Abb.
2 das zweite Ausführungsheispiel in größeiem Maßstab und Abb. 3 eine Einzelheit
dazu von oben gesehen, Abb. 4 das dritte Ausführungsheispiel und Abb. 5 einen abgeänderten
Einzelteil dazu in größerem Maßstab, während die Abb.6, 7 und 8 das vierte, fünfte
oder sechste Ausführungsbeispiel zeigen.
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Beim ersten Ausführungsbeispiel (Abb. 1) bezeichnet I eine Druckmittelleitung,
die in Pfeilrichtung 2 von eirrem Druckmittel durchflossen wird, dessen Durchflußmenge
zu messen ist. Dazu weist die Druckmittelleitung eine Stauscheibe 3 auf, vor und
hinter der je eine Zweigleitung 4 oder 5 in den Gehäuseraum 6 oder 7 eines durch
eine Membran g unterteilten Strömungsteilergehäuses 8 führen. An der Membran g sitzt
ein Auge IO, an dem eine
Stange 1 1 angelenkt ist, deren anderes
Ende seinerseits an einen Hebel I2 angelenkt ist. Der Hebel I2 sitzt in einem mit
einer Gummiauflage 14 versehenen Ventilkörper 13, der an-einem amGehäuse8-vbrgesehenen
Auge 15 nahe dem Ventilsitz 16 drehbar befestigt ist. 17 bezeichnet die zu einem
Gasmesser führende Teilstromleitung.
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Beginnt das Druckmittel in der Leitung 1 in Pfeilrichtung 2 zu strömen,
so pflanzt sich der l)ruckunterschied vor und hinter der Stauscheibe 3 über die
Zweigleitungen 4 oder 5 in die Gehäuse-.iume 6 oder 7 fort und biegt die Membran
g nach rechts durch. Mittels der Stange 11 dreht sich dabei der Hebel 12 mit dem
Ventilkörper 13 im Uhrzeigersinn um den Drehpunkt 15 und öffnet das Ventil, so daß
ein Teilstrom über die Leitung I7 zuin Gasmesser abströmt. Bei Aufhören der Strömung
kehren die genannten Teile in die aus der Zeichnung ersichtliche Ausgangsstellung
zurück.
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Der Hebel 12 bildet mit dem Ventilkörper 13 einen um den Drehpunkt
15 drehbaren Winkelhebel 12, 13, bei dem der Arm 12 bedeutend länger ist als der
Arm I3, so daß einem großen Weg des kraftäußernden Glieds, d. h. der Membran 9,
ein kleiner Weg des Absperrkörpers 13 entspricht, woraus sich, da die Kräfte umgekehrt
verhältnisgleich den Wegen sind, die eingangs genannten Vorteile ergeben. Das Ventil
wird sich also bereits bei geringer Durchflußgeschwindigkeit öffnen und bei Aufhören
der Strömung alsbald schließen.
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Will man, was wegen der besonderen Verhältnisse bei Strömungsteilern
im allgemeinen nicht nötig ist, erreichen, daß bei einer Mittelstellung der unbelasteten
oder von beiden Seiten gleichmäßig belasteten Membran das Ventil eben schließt,
so kann man in beliebiger Weise für Feineinstellung sorgen, z. B. dadurch, daß man
die Länge der Stange 1 1 einstellbar macht oder die Membran g mit einer senkrecht
zu ihr stehenden Feder verbindet, die zweckmäßig von außen her einstellbar ist.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 und 3 sind folgende Abänderungen
getroffen. Die Stange 1 1 ist an dem der Membran g abgekehrten Ende an einen Hebel
20 angelenkt, der an dem mit einer Gummiauflage 22 versehenen Ventilkörper 21 sitzt.
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Dieser legt sich gegen einen Ventilsitz 23, der sich, wie Abb. 3 zeigt,
von oben gesehen von den üblichen Ventilsitzen dadurch unterscheidet, daß die Kante
der Sitzfläche einen geraden Teil 24 hat. Der Ventil körper hat unten eine nadelförmige
Fortsetzung 25, die durch die Öffnung des Ventilsitzes 23 hindurchgreift und somit
den Ventilkörper gegen seitliche Verschiebung sichert.
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Hinsichtlich der Wirkungsweise unterscheidet sich diese Ausführungsform
von der ersten nur dadurch, daß der Ventilkörper 21 hier um die Kante 24 des Ventilsitzes
23 kantet, die dem Drehpunkt 15 des ersten Ausführungsbeispiels entspricht. Da hier
das Hebelverhältnis noch günstiger ist als dort, so ergil)t sich eine Steigerung
der Genauigkeit.
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Die nadelförmige Fortsetzung 25 kann mit einer Spreizfeder od. dgl.
versehen sein, um ein Herausheben aus der Öffnung des Ventilsitzes zu verhüten.
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An Stelle der Fortsetzung 25 kann man auchum den Ventilsitz herum
ein J<nhr vorsehen, das mit Offnungen zum Durchtritt des I)ruckmittels versehen
ist und im übrigen solche Abmessungen haben muß, daß es ein Kanten des Ventilkörpers
21 nicht behindert.
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Das dritte Ausführungsbeispiel (Abb. 4 und 5) unterscheidet sich
vom vorigeil dadurch, daß der dem Hebelarm 20 entsl)reclieiide l-lebelarm 30 nicht
senkrecht am Ventilkörper 21 sitzt, sondern ein wenig nach der Membran 9 zu geneigt
ist. An dem Hebel 30 ist in einem Gelenk 31 zunächst die von der Membran g kommende
Stange 32 angelenkt und weiter ein Lenker 33, dessen anderes Ende an einem am Gehäuse
8 vorgesehenen Auge 34 angelenkt ist, das senkrecht über dem Veiitilsitz 23 liegt.
Der am Ventilkörper 21 sitzende Hebel 30 bildet daher mit dem um den Festpunkt 34
drehlaren Lenker 33 ein Kniehebelgelenk 30, 31. 33, das bei geschlossenem Ventil
21, 23 eine Totpunktlage noch nicht ganz erreicht. Die Verhältnisse sind so gewählt,
daß l)eim Offnen zunächst der Ventilkörper so kantet und sich so abhebt, daß der
Rand seiner wirksamen Dichtungsfläche um den Rand des Ventilsitzes (Kante 24 in
Abb. 3) kante, sein L)ruck auf ihn aber nicht wächst. Hierdurch wird zunächst erreicht,
daß die weitere Öffnungsbewegung des Ventilkörpers kein reines Kanten, sondern zugleich
ein Abheben vom Ventilsitz ist, und ferner, daß bei geschlossenem Ventil der Ventilkörper
gleichmäßig satt auf dem Ventilsitz aufliegt, da ein B'eiterkanten aus der gezeichneten
Stellung entgegen dem Uhrzeigersinn durch die alsdann einsetzende Kniehebelgelenkwirkung
erschwert würde.
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Um eine genaue Einstellung des Drehpunkts des Lenkers 33 am Gehäuse
8 zu ermöglichen, kann man gemäß Abb. 5 folgende Abänderung treffen. Der Lenker
33 ist an ein dem Auge 34 entsprechendes Auge 35 angelenkt, das drehbar, aber unverschiebbar
an dem Ende eines Schräubehens 36 sitzt, das in der Wandung des Gehäuses 8 schraubbar
sitzt.
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Die Verbindung zwischen dem Auge 35 und dem Schräubchen 36 hindert
somit eine eine Verschiebung des Drehpunkts 35 bewirkende Drehung des Schräubchens
36 nicht.
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Beim vierten Ausführungsbeispiel (Abb. 6) ist auf Winkelhebel verzichtet
und sind zur Steigerung der Wirkung zwei Hebelverlindungen hintereinandergeschaltet.
Es bezeichnet 40 die an die Membran 9 angelenkte Stange, die an einem Gelenkpunkt
41 des ersten Hebels 42 angreift, der um einen Festpunkt 43 drehbar ist und in einem
Gelenkpunkt 44 über einen Lenker 45 mit dem zeiten Hebel 46 in einem Gelenkpunkt
47 verbunden ist. Der Hebel 46 ist um einen Festpunkt 48 drehbar und trägt den Ventil
körper 49 aus Gummi. Der Ventilsitz ist mit 50 bezeichnet. Die Wirkungsweise dieses
Ausführuhgsbeispiels ergibt sich an 1-land der Zeichnung von selbst.
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Beim fünften Ausführungsbeispiel (Abb. 7) ist wieder wie heim dritten
Ausführungsbeispiel ein Kniehebelgelenk in die Verl indung eingeschaltet das bei
geschlossetiem Ventil aiigenähert eine Tot-@unktlage einnimmt. Der eine Schenkel
des Gelenks
wird hier durch den einen Arm 60 eines Winkelhebels
60, 61 gebildet, dessen anderer Arm 61 über die Stange 62 mit der Membrab 9 verbunden
ist Von dem Lenker 63 ab, der den anderen Schenkel des Knichebelgelenks bildet,
entspricht die Anordnung der des vorigen Ausführungsbeispiels. Die Wirkungsweise
ergibt sich an Hand der Zeichnung ebenfalls von selbst.
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Beim sechsten Ausführungsbeispiel (Abb.8) wird der Absperrkörper
durch einen Wälzkkrper gebildet.
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<1er sich auf einer Bahn abwälzt. Diese ist mit einer Durchlaßöffnung
versehen, die durch eine Haut überdeckt wird, deren eines Ende an der Bahn und deren
anderes Ende am Wälzkörper befestigt ist und die durch einen auf den Wälzkörper
ausgeübten Zug gespannt wird. Im einzelnen bezeichnet hier 9 die Membran, 70 die
an sie angelenkte Stange, 71 deren Gelenkverbindung mit dem Hebel 73, dessen anderes
Ende an einem Wälzkörper 74 sitzt. Dieser hat einen kreissektorförmigen Querschnitt,
die Wälzfläche 75 ist soweit zylindrisch. An der der Membran 9 abgekehrten Seite
ist an dem Wälzkörper 74 eine biegsame Haut 76 befestigt, die eine Zwischenlage
zwischen dem Wälzkörper 74 und seiner Bahn 77 bildet, auf der sich der Wälzkörper
abwälzen kann und an deren der Membran 9 zugekehrten Ende die Haut 76 befestigt
ist. die Bahn 77 hat eine Öffnung 78 zur Gasmesserleitung 17. Damit die Haut 76
gespannnt bleibt und der Wälzkörper 74 seine gehörige Stellung einnimmt, ist an
diesem in einem Punkt 79 eine Feder 80 befestigt, deren anderes Ende an einem am
Gehäuse 8 sitzenden Auge 81 l)efestigt ist. I)ie Kraft der Feder 80 ist vom Wälzkörper
74 her zugleich nach abwärts gerichtet, damit sie diesen gegen die Bahn 77 drückt.
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82 ist ein Anschlag, der die Grenzstellung des hebels 72 entgegen
dem Uhrzeigersinn bestimmt.
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Dieser Anschlag, der einstellbar sein kann und der gegebenenfalls
auch bei einigen der anderen Ausführungsformen vorgesehen werden kann, ist so hoch,
daß der Wälzkörper 74 mit der Haut 76 einc Ausgangsstellung einnimmt, bei der die
Öffnung 78 gerade noch vollstäiodig abgedeckt ist.
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Biegt sich nun bei Strömung in der Druckmittelleitung die Membran
nach rechts hin aus und nimmt über die Stange 70 den Hebel 72 mit, so wälzt sich
der Wälzkörper 74 im Uhrzeigersinn auf der Bahn 77 ab und gibt mit seiner Haut 76
die Öffnung 78 zur Gasmesserleitung 17 frei, während er bei Aufhören der Strömung
in die Ausgangsstellung zurückkehrt. I)er wirksame Hebelarm entspricht hier der
Entfernung vom Gelenkpunkt 71 bis zur Bahn 77. während der Hebelarm der am Absperrkörper
74. 76 zu überwinddendne Kraft theoretisch gesehen unendlich klein ist. Diese Absperrvorrichtung
ist also besonders empfindlich. Dese Empfindlichkeit kann noch dadurch gesteigert
werden, daß man den Angriffspunkt 79 der Feder 80 an die bei der Ausgangsstellung
tiefste Stelle der Wälzfläche 75 legt. so daß sich ihre Spannung bei der Öffnungsbewegung
des Wälzkörpers 74 wenig oder gar nicht ändert. l)ies ist möglich. wenn der Wälzkörper
74 sich durch sein Eingengewicht und den Überdruck im Gehäuseraum 6 gegenüber der
Öffnung 78 von selbst ar. Ort und Stelle hält. Es ist dann auch möglich, die Feder
So durch eine Haut neben der Haut 76 bzw. zwei Häute beiderseitig der Haut 76 zu
ersetzen, die so angeordnet ist oder so angeordnet sind, daß ihr eiiies Ende an
der der Membran g zugekehrten Seite des Sektors 74 und ihr anderes Ende an dem der
Membran 9 abgekehrten Ende der Bahn 77 befestigt ist. Sieht man dann unter dieser
Nebenhaut oder diesen Nebenhäuten eine den Öffnungen 78 entsprechende Öffnung vor,
so ergil>t sich eine Absperrvorrichtung, die sich sowohl bei einer Drehung des
Hebels 72 in dem einen als auch in dem anderen Sinn öffnet und für jeden Fall einen
besonderen Abtfluß ermöglicht. Die Feder 80 kann man auch dann entbehren, wenn man
an der Bahn 17 eine Zahnstange vorsieht, die mit einem am Sektor 74 vorgesehenen
Zahnradbogen kämmt. Die Haut wird man dann von ihren befestigten Enden her in Spanliong
halten. Schließlich sei noch bemerkt, daß man die Krümmung der Zylinderfläche des
Sektors 74 Leliebig wählen kann. Man kann also ihre Krümmungsachse auch bis in den
Gelenkpunkt 7I oder noclo darüber hinaus verlegen. Auch braucht die Krümmung in
der Umfangsrichtung nicht zylindrish zu sein, sondern kann nach einem beliebigen
Gesetz verlaufen, sie kann also sowohl zunehmen als auch abnehmen. Die Offnung 78
kann beliebigen Querschnitt habren, der so gewählt sein kann, daß einer bestimmten
Stellung des Hebels 72 ein bestimmer Durchflusquerschnitt entspricht.