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Regelventil
| Die vorliegende Vriindung bezieht sich auf ein |
| Regelventil tllit einer sclteiltenfürmigen, gewelltetl |
| `aeuertnemlu-att oder mit eitlem ähnlichen auf |
| Druck ansprechenden @trurrgliecl, welches eitlen |
| Vctttilverscltlul.i in Abh:ittgigkeit vott direkten oder |
| indirekten Stetterittll,ulsen bet@itigt. \''ttrzttgstvcise |
| betrifft die 1,.rfitldtlttl; 1)ruckregclvctttilc, wie r. t3. |
| l@eduziervctttilc. sowie "I@emlteraturregclvcntile die- |
| ser ehrt. |
| Bei detl ältlichen I@cgclvctttilctl tllit Steuertnetn- |
| brauen liegt die Achse der Hitt- und Austritts- |
| stutzen des \'cntilgcltiittscs scttkrecht zur .\chse
des |
| Vertiltcllers. Dies ist tttttwettdig, weil der beweg- |
| liche h'ctttilteller hier durch eine in der Ventil- |
| tellerachse liegende \'etttilstattgc tnit der `,teuer- |
| tnetnbran verbunden ist, die mit ihrem Gehäuse |
| außen ant \ erittl seitlich attgcordnet ist. t)ie durch |
| ein solches Ventil gehende Striittlttttg wird durch |
| die l@tttlcttl:ttttg cles striitnenden 1-le<littttts stark
ver- |
| wiriht und verliert infolgedessen verhältnismäßig |
| viel Druckenergie. Dabei sind verhälndsmil.iig |
| grofie \iutilüttttmtgen notwendig, um inslwsonderi# |
| bei kleilten lZedttktionsstufen die gewünschten |
| \letlgett durchzulassen. _\bgeselletl voll denn er- |
| hüIltett Rautllbedarf sind die Ventile der ältlichen |
| Ausführung auch in der 1-3earlteitttttg tctt;r, weil |
| sie wegen der sich krenzenden Achsen trrhrmals |
| umgesltattttt werden müssen. |
| Durch die Erfindung wird bezweckt, diese Nt1Cll- |
| teile der bekannten \Uutile zu beseitigetl. 1 tierltei |
| geizt die Erfindung grundsätzlich auch vott einest |
| Regelventil aus, dessen Ventilverschluß durch eitle |
| Steuertnetnbran betätigt wird. Unter der Bezeich- |
| nung Steuerglied oder Steuernlembratl ist hier |
| und itn folgenden sowohl eine scheibetlfiirtnige |
| Membran, \\ ie z. 13. eitle Gumnlinlembr;ul, als auch |
ein Federbalg zu verstehen. Auch ein ko.Ibenförmiges Organ kann
die Funktion einer Steuermembran erfüllen.
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Die Erfindung wird nun im wesentlichen darin erblickt, daß das Steuerglied
ringförmig ausgebildet und konzentrisch um die Ventilverschlußeinrichtung und um
den Vertildurchflußkanal herum angeordnet ist, dessen Achse von der Eintrittsseite
bis zur Austrittsseite des Ventils im wesentlichen gerade verläuft. Vorzugsweise
betätigt diese Steuermembran im Gegensatz zu den üblichen Ventilkegelsteuerungen
einen beweglich angeordneten Ventilsitz, der konzentrisch in der inneren Ringcffnung
der Steuermembran befestigt ist, während der mit diesem Ventilsitz zusammenarbeitende
Ventilkegel ortsfest in der Ventildurchgangsachse festgehalten wird. Die Steuermembran
sitzt hierbei in einem Gehäuse, welches ebenfalls konzentrisch zur Ventildurchgangsachse
angeordnet ist und auf der einen Membranseite den Impulsraum enthält, in dem der
Regeldruck herrscht, auf der anderen Menrbranseite den Atmungsraum mit dein Druck
der freien Atmosphäre. Vorzugsweise kann schließlich auch die gegebenenfalls zur
Belastung der Steuermembran verwendete Regulierfeder konzentrisch zur Ventildurchgangsachse
außerhalb oder innerhalb des Ventilgehäuses eingebaut sein.
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Der durch die Erfindung erzielte technische Fortschritt besteht vor
allem darin, daß dank der konzentrischen Anordnung aller Teile das dtrrchströmende
_fedium nicht mehr wie bei den bisher üblichen Regelventilen mit Steuermembran im
Ventilgehäuse umgelenkt und verwirbelt wird, sondern daß das Medium in Richtung
der Ventildurchgangsachse gerade durchströmen kann und infolgedessen bei voller
Ventilöffnung kaum an Druckcnergie einbüßt. Ferner ergibt sich ein erheblicher Vorteil
aus der zentralen Ventilform insofern, als alle Teile des Ventils aus reinen Drehtölen
oder Rotationskörpern bestehen, deren Herstellung und Bearbeitung einfacher und
billiger ist. Im übrigen erhält man erfindungsgemäß eine sehr gedrängte Bauart des
gesamten Regelventils. Weitere vorteilliafte Merkmale der Erfindung sind in der
nachfolgenden Beschreibung und in den Ansprüchen näher angegeben.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in zwei Ausführungsformen beispielsweise
veranschaulicht, und zwar zeigt Fig. i und 2 in Seitenansicht bzw. im Längsschnitt
ein Druckreduzierventil gemäß der Erfindung; Fig. 3 veranschaulicht für sich herausgezeichnet
schematisch die Entlastung des Ventilsitzes nach Fig. 2, und F ig. 4 schließlich
stellt eine weitere Ausführungsform eines Regelventils mit Steuerung durch fremde
Impulse dar.
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Die in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsformen von Regelventilen
gemäß der Erfindung besitzen ein zweiteiliges Gehäuse 1, 2, dessen Hälften i und
2 durch Schrauben 3 miteinander verbunden sind. Die Gehäusehälfte i besteht aus
einem schalenförmig erweiterten Teil und aus einem rohrförmigen Teil, der in einen
Eintrittsstutzen 4 übergeht, während die Gehäusehälfte 2 ebenfalls einen schalenförmigen
Teil und über ein kurzes Rohrstück einen Austrittsstutzen 5 aufweist. Das Gehäuse
1, 2 mit den Stutzen 4, 5 bildet einen Rotationskörper, welcher konzentrisch um
die in Richtung vom Eintrittspfeil E zum Austrittspfeil A geradlinig verlaufende
Ventildurchgangsachse herum angeordnet ist.
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In der Ventildurchgangsachse E-A ist an einem Quersteg oder Kreuzträger
6 des Gehäuseteils i eine Ventilkegelstange. 7 starr und ortsfest, jedoch gegebenenfalls
in Längsrichtung verstellbar befestigt. An ihrem freien Ende trägt die Ventilkegelstange
7 einen Ventilkegel 8, der von ihr im ausgebuchteten Teil des Gehäuses 1, 2 etwa
in der Trennebene der beiden Gehäusehälften starr und unbeweglich festgehalten wird.
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Mit diesem ortsfesten Ventilkegel 8 arbeitet ein in der Achsenrichtung
E-A beweglicher Ventilsitz 9 zusammen. Konzentrisch um diese Ventilverschlußorgane
8, 9 herum ist eine ringförmige Steuermembran io, beispielsweise eine Gummieder
Metallmembran, in (lern ausgebuchteten Teil des Gehäuses i, 2 angeordnet. Im Ausführungsbeispiel
ist der äußere Fand der Steuermembran io zwischen den zusamtnerrgeschraubten Flanschen
der Gehäusehälften 1, 2 eingeklemmt, während der innere Rand der 1@Iembran io mit
dem Ventilsitz 9 fest verbunden ist. Auf diese Weise wird der Ventilsitz 9 in der
Mitte der Steuermembran to und in der Ventildurchgangsachse I?-.9 bewegli; 1r schwebend
festgehalten.
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Der Ventilsitz 9 kann gegebenenfalls auch mit besonderen Längsführungsmitteln
versehen sein. Gemäß Fig. 2 ist der Ventilsitz 9 beispielsweise r mit einem Verlängerungsringteil
i i lose in dem rohrförmigen Teil der Gehäusehälfte 2 geführt, so daß zwischen dem
Ringteil r i und der Gehäusewand ein Ringspalt 12 gebildet wird. Durch diesen Spalt
12 kann im Falle der l" ig. 2 das durch das Ventil strömende :Medium, z. B. Wasser,
in einen vor der Arbeitsmembran to im ausgel)"ichteten Gehäuseteil 2 befindlichen
Impulsraum 13 eindringen. Der enge Spalt 12 ergibt bei den Regelbewegungen des Ventils
eine sehr gute, gerade bei Wasserdruckminderern od. dgl. äußerst erwünschte Dämpfung.
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Der Ventilsitz 9 ist ferner z. B. durch Schrauben 14 mit einem sich
in Durcliflußrichtung erweiternden Ringkörper 15 verbunden, an dessen in den rohrförmigen
Teil der Gehäusehälfte i ragendem Ende ein Metallfederbalg 16 dicht befestigt ist.
Das andere Ende des Federrohres 16 ist in einen vorspringenden Ringansatz 17 der
Gehäusehälfte i eingedichtet. Der mittlere Durchmesser des Federrohres 16 ist, wie
in der schematischen Fig. 3 eingezeichnet, gleich dem lichten Durchmesser des Ventilsitzes
9, so daß das Ventil völlig entlastet ist. Auch innerhalb des beweglichen Sitzes
9, 15 heben sich die in Eintrittsrichtung wirkenden Druckkräfte auf, wie in Fig.
3 durch die Pfeile 1D
symbolisch angedeutet ist. Änderungen des
Vordruckes können infolgedessen den Ventilsitz nicht beeinflussen und die Regelung
des Minderdruckes nicht stören.
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Hinter der Steuermembran io liegt in dem ausgebuchteten Teil der Gehäusehälfte
i ein Atmungsraum 18, der sich in dem anschließenden Raum 18' zwischen Federrohr
16 und Gehäusewand bis zum Ringabsatz 17 erstreckt. Der Atmungsraum 18 steht mit
der Außenluft in Verbindung. Vorteilhaft erfolgt diese Verbindung durch Bohrungen
i9, welche gleichzeitig als Durchführungen für Druckstifte 2o dienen, die im _\tmungsraum
18 gegen die Steuermembran io bzw. gegen den Ventilsitz 9 oder den Ringkörper 15
drücken. Außerhalb des Gehäuses 1, 2 sind die Druckstifte 2o an einem Federteller
21 befestigt, der durch eine den rohrförmigen Teil der Gehäusehälfte i von außen
umgebende Regulierfeder 22 belastet wird. :',n ihrem anderen Ende wird die Regulierfeder
22 durch einen Regulierring 23 abgestützt, welcher mittels Gewinde 24 auf dem rohrförmigen
Teil des Gehäuses i verschraubbar ist. Zwecks leichterer Einstellung des Regulierringes
23 von Hand kann derselbe mit einem handradartigen Kranz 25 versehen sein. Die Regulierfeder
22 könnte auch innerhalb des Ventilgehäuses i z. 13. in (lern Raum iS' angeordnet
sein, jedoch ist die äußere Anordnung vorzuziehen.
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Das Druckreduzierventil gemäß Fig. i und 2 arbeitet wie folgt: Das
in seinem Druck zu reduzierende Medium, beispielsweise Wasser, tritt in Richtung
des Pfeiles E in <las Ventil ein und gelangt durch (las Federrohr 16 in den Eintrittsraum
26, von wo es bei geüfftietem Ventil an dem Ventilhegel 8 vorbei zentral durch den
Ventilsitz 9 und den Ventilaustrittsraum 27 in Richtung des Pfeiles A ausstriimt.
Die Strömung verläuft also praktisch geradlinig in Richtung der Ventildurchgangsachse
E-A. Steigt der Druck im Austrittsraum 27 über ein durch die Regulierfeder 22 einstellbares
Maß an, so wirkt er durch den Ringspalt 12 in dem lnrl)tilsratt1n 13 auf die -Membran
io im Sinne einer Verschiebung derselben entgegen der `Wirkung der Feder 22. Dadurch
wird der Ventilsitz 8 bewegt und der Durchgangsspalt so lange verkleinert, bis der
gewiinschte Minderdruck erreicht ist. Änderungen des Vordruckes haben hierbei wegen
der oben erläuterten Entlastung keinen Einfluß auf den Minderdruck.
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Bei der Ausführungsfortn gemäß Fig. 4 wird das Ventil indirekt bzw.
durch fremde Impulse gesteuert. Hierbei ist der Austrittsraum 27 durch einen Federbalg
28, vorzugsweise von gleichem Durchmesser wie der Eingangsfederbalg 16, gegenüber
(lein Gehäuse 1, 2 altgedichtet. Der Federbalg 28 ist ztt diesem Zweck einerseits
am Ventilsitz 9 und andererseits am Austrittsstutzen 5 dicht befestigt. Der Impulsraum
13 steht nun nicht mehr wie bei Fig. 2 mit (lern Austrittsraum 27 in Verbindung,
sondern ist durch eine Impulsleitung 29 mit einem Impulsgeber, Steuerventil od.
dgl. verbunden, so daß die Steuermembran io durch die von außen durch die Leitung
29 kommenden Impulse betätigt wird, welche ihrerseits von irgendwelchen Druckänderungen,
Temperaturänderungen od. dgl. abhängig sind. -Die Erfindung beschränkt sich nicht
auf die erläuterten und dargestellten Ausführungsheispiele, sondern kann abweichend
davon variiert werden. So kann an Stelle der flachen Steuermembran auch ein Federbalg
verwendet werden. Ferner können an Stelle der Entlastungs- und Abdichtungsfederbälge
16 bzw. 28 auch flache Metall- oder Gummimembranen, unter Umständen auch Kolben
oder Manschetten vorgesehen werden.