DE869586C

DE869586C - Ventil mit einem unter Federwirkung stehenden Absperrorgan

Info

Publication number: DE869586C
Application number: DEA3012A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-07-19
Filing date: 1950-07-19
Publication date: 1953-03-05

Description

Ventil mit einem unter Federwirkung stehenden Absperrorgan Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil mit einem unter Federwirkung stehenden Absperrorgan und bezweckt, Ventile dieser Art zu vervollkommnen. Dieser Zweck wird im wesentlichen dadurch erreicht, daß bei dem Absperrorgan auf der im Wirkungssinn der Feder rückwärtigen Seite ein Teil der Fläche der Wirkung des abzusperrenden Jediums entzogen wird, so daß der der Wirkung des abzusperrenden Mediums ausgesetzte Teil dieser Fläche kleiner ist als der der Wirkung des abzusperrenden Mediums ausgesetzte Teil der gegenüberliegenden Fläche des Absperrorgans. Diese Maßnahme ermöglicht einmal die Schaffung eines Sicherheitsventils, das sich durch Billigkeit und einwandfreie Wirkung auszeichnet, und dann die Schaffung einer Reduzierstufe, Vorschaltstufe, für Reduzierventile mit den gleichen Vorteilen.
In der Zeichnung ist in Abb. i ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten Reduzierstufe im Längsschnitt dargestellt, während die Abb. 2 und 3, gleichfalls im Längsschnitt, zwei Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäß ausgebildeten Sicherheitsventils veranschaulichen.
Reduzierstufen werden bei Reduzierventilen eingeschaltet, um einen zu hohen Druckabfall zu vermeiden. So ist auch die Reduzierstufe nach Abb. i dazu bestimmt, in ein Reduzierventil eingebaut zu werden. Wie der Einbau erfolgt, braucht nicht weiter erläutert zu werden, da ja der Einbau solcher Reduzierstufen an sich bekannt ist.
Die Reduzierstufe besteht aus einem zweikammerigen, mit Außen- und Innengewinde versehenen zylindrischen Körper i, in den die Einzelteile eingebaut sind: In der einen Kammer 2, die mit dem Behälter hohen Druckes, z. B. einer Sauerstoffflasche, in Verbindung steht, ist ein kolbenartiges, mit Durchbrechungen versehenes Organ 3 verschiebbar; dieses steht unter der Wirkung einer Feder .q., £lie'mit dem einen Ende am Organ. 3 und mit dem anderen Ende an einem in die Kammer :2 eingeschraubten Stopfen 5 anliegt. Durch mehr oder weniger weites Einschraubendes Stopfens -5 kann die Spannung der Feder 4 beeinflüßt werden. An der Stützfläche der Feder 4 ist ein Stab 6 vorgesehen; dieser. -ist in einer in den Stopfen 5. eingeschraubten Hülse 7 und einem durch sie angepreßten Gummipolster B geführt und seine Endfläche 9 durch letzteres luftdicht gegenüber der Yammer 2 abgeschlossen. An der der Stützfläche der Feder4 gegenüberliegenden Seiteträgt das Organ einen Ventilkegel io; der die Kammer :2 von der zweiten -Kammer i i abzusperren vermag, und im Anschluß daran einen Stab 12, dessen Querschnitt gleich dem Querschnitt des Stabes-6 ist. Der Stab 12 ist starr verbunden mit einem in der Kammer iz verschiebbaren zweiten kolbenartigen, mit Durchbrechungen versehenen Organ 13. Auch dieses steht unter der Wirkung einer Feder 14, die mit dem einen Ende am Organ 13 und mit dem anderen Ende an. einem in den Ventilkörper eingeschraubten Stopfen 15 anliegt. Durch mehr oder weniger tiefes -Einschrauben des Stopfens 15 kann die Spannung der Feder 1q beeinflußt werden. Im Stopfen 15 sind Bohrungen 16 vorgesehen; durch die die Kammer ii .mit dem entsprechenden Raum des Reduzierventils in Verbindung steht. An dem Organ 13 ist mit seinem einen Ende ein zylindrischer=Federbalg 17 luftdicht angeschlossen, dessen anderes Ende ist mit einer Scheibe i8 luftdicht verbünden, die einen Stab ig trägt; dieser ragt in eine entsprechende Bohrung des Stopfens 15 und ist mit ihm nach erfolgter Einstellung der gewünschten Spannung der Feder 14 verlötet. Die Federn 4 und 14 werden so gegeneinander abgestimmt, da!ß: der Ventilkegel io von seinem Sitz abgehoben ist, wenn in den Kammern :2 und i i kein Drück herrscht. Dabei entspricht die Vorspannung der Feder 14 dem gewünschten reduzierten Druck der Reduzierstufe.
Die Abmessungen der erläuterten Reduzierstufe können so gering -bemessen werden, däß die Stufe in das Reduzierventil eingebaut werden kann, j a daß sogar mehrere hintereinandergeschaltete Stufen im- Reduzierventil_untergebracht werden können.
Beim Einströmen der hochgespannten Gase in die Kammer :2 fließen diese, da der Ventilkegel io von seinem Sitz abgehoben ist, zunächst auch, gedrosselt, in die Kammer i i. Das Organ 3 wird dabei unmittelbar durch die' Gase nicht beeinflußt, da die dem Druck ausgesetzten beiden Flächen, Federstützfläch_e und gegenüberliegende Fläche, gleich groß sind und das Organ daher druckausgeglichen ist. Anders liegen die Verhältnisse beim Organ 13- Bei diesem ist der dem Druck ausgesetzte Teil der Federstützflache erheblich kleiner als der dem Druck ausgesetzte Teil. der gegenüberliegenden Fläche. Denn bei dieser fällt nur der Querschnitt des Stabes 12 aus, während bei jener der dem Durchmesser 2o. entsprechende Querschnitt des Federbalgs 17 ausfällt. Infolgedessen ruht auf dem Organ 13 ein der Feder 14 entgegenwirkender . Überdruck; sobald dieser eine bestimmte Größe erreicht hat, wird somit das Organ 13 entgegen der Wirkung der Feder 14 verschoben und damit das Ventil io geschlossen. Die Verhältnisse sind dabei so gewählt; daß dieses geschieht, wenn sich in der Kammer i i der gewünschte reduzierte Druck eingestellt hat. Sobald hier der Druck wieder sinkt, bewirkt die Feder 14 . ein Öffnen des Ventils io, so daß weiteres Gas in die Kammer i i und von dieser in das Reduzierventil strömen kann. Der Druckausgleich bei dem Organ 3 kann auch dadurch erzielt werden, daß ein Federbalg luftdicht an seinem einen Ende am verschiebbaren Organ 3 und an seinem anderen Ende analem Ventilkörper i befestigt ist.
Das in Abb. 2 dargestellte Sicherheitsventil beruht auf dem gleichen Prinzip wie die vorstehend erläuterte Reduzierstufe: Im Ventilkörper 21 ist ein kolbenartiges Organ 2ä verschiebbar; dieses trägt an seiner äußeren Stirnfläche einen Ventilkegel 23, der eine im Ventilkörper vorgesehene, z. B. ins Freie führende Bohrung 24 abzuschließen vermag. Auf der der Bohrung 24 gegenüberliegenden Seite ist der Ventilkörper 2i/durch einen eingeschraubten Ring 25 und einen in diesen eingeschraubten Stopfen 26 abgeschlossen. Ein Federbalg 27 ist luftdicht an seinem einen Ende mit dem Ring 25 und an seinem anderen Ende mit dem Organ 22 verbunden. Innerhalb des Federbalges 27 liegt eine Feder 28, die sich mit ihrem einen Ende am Stopfen 26 und mit ihrem anderen Ende am Organ 22 abstützt, so daß unter der Wirkung der Feder 28 das Ventil 23, 24 im allgemeinen geschlossen ist. Durch mehr oder weniger weites Einschrauben des Stopfens 26 kann.die Vörspannung der Feder 28 beeinflußt werden. Außerhalb des Federbalgs 27 sind im Ring 25 Bohrungen 29 und im Organ 22 Bohrungen 30 vorgesehen. Der Ventilkörper 2i ist mit Außengewinde versehen und wird in den mit einem Sicherheitsventil auszurüstenden Apparat eingeschraubt. Im Betrieb steht dann durch die Bohrungen 29 der Druckraum des Apparates mit dem Raum 31 zwischen dem Federbalg 27 und dem Ventilkörper 21 in Verbindung. Infolge der Anordnung des Federbalgs lastet der Druck der Gase oder -Dämpfe nur auf einem kleinen Teil der Federstützflache des Organs 22, während er über die Bohrungen 3o auf einen weit größeren Teil der der Federstützfläche gegenüberliegenden Fläche des Organs 22 einwirkt. Die Vorspannüng der Feder 28 ist nun so gewählt, daß durch den auf die Ventilseite des Organs 22 wirkenden Überdruck das Organ entgegen der Wirkung der Feder 28 verschoben und damit das Ventil 23, 24 geöffnet wird, sobald der im Apparat und damit auch im Ventil herrschende Druck das zulässige Maß überschreitet. Infolge des großen Unterschiedes zwischen den beiden dem Druck ausgesetzten Flächen des Organs 22 ist das erläuterte Sicherheitsventil überaus empfindlich.
Wird an die Empfindlichkeit des Sicherheitsventils keine hohe Anforderung gestellt, so kann es auch gemäß Abb. 3 ausgebildet sein.: Dieses unterscheidet sich von dem nach Abb. 2 nur dadurch, daiß ein Federbalg 32 von verhältnismäßiig geringem Durchmesser und eine ihn umschließende Feder 33 vorgesehen sind. Da hierbei der Unterschied zwischen den beiden dem Druck ausgesetzten Flächen des Organs 22 verhältnismäßig gering ist, ist auch die Empfindlichkeit des Sicherheitsventils gering.
Wie man sieht, kann man durch entsprechende Wahl des Durchmessers des Federbalgs die Empfindlichkeit des Ventils größer oder kleiner machen. Bei Verwendung von Zugfedern anstatt der Druckfedern müßte der Federbalg auf der der Zugfeder abgewandten Seite des Absperrorgans vorgesehen sein.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Ventil mit einem unter Federwirkung stelienden Absperrorgan, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Absperrorgan auf der im Wirkungssinn der Feder gesehen rückwärtigen Seite ein Teil der Fläche der Wirkung des abzusperrenden Mediums entzogen ist, so daß der der Wirkung des abzusperrenden Mediums ausgesetzte Teil dieser Fläche kleiner ist als der der Wirkung des abzusperrenden Mediums ausgesetzte Teil der gegenüberliegenden Fläche des Absperrorgans.
2. Ventil nach Anspruch i mit unter der Wirkung einer Druckfeder stehendem Absperrorgan, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Stützfläche der Feder (14 oder 28 oder 33) der Wirkung des abzusperrenden Mediums entzogen ist.
3. Ventil nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein stabförmiger Körper an seinem einen Ende mit der im Wirkungssinn der Feder rückwärtigen Seite des Absperrorgans und an seinem anderen Ende mit dem Ventilkörper luftdicht verbunden ist, wobei eine Verstellung des Absperrorgans gegenüber dem Ventilkörper möglich ist.
4.. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der stabförmige Körper durch einen Federbalg (17 oder 27 oder 32) gebildet wird.
5. Ventil nach Anspruch i bis 4, gekennzeichnet durch eine solche Ausbildung, daß die Feder (28 oder 33) das Ventil (23, 24) zu schließen sucht, so daß das Ventil als Sicherheitsventil verwendbar ist.
6. Ventil nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (28) innerhalb des Federbalges (27) liegt.
7. Ventil nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (33) den Federbalg (32) umschließt. B. Vorschaltstufe für Reduzierventile, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventil gemäß den Ansprüchen i bis 4 sowie 6 und 7 so ausgebildet ist, daß die Feder (14) das Ventil (io) zu öffnen sucht, und daß der Ventilkörper (i) noch eine zweite, dem hohen Druck ausgesetzte Kammer (2) aufweist, in der ein, möglichst druckausgeglichenes Organ (3) verschiebbar ist, mit dem das Absperrorgan (13) gekuppelt ist, das die beiden Kammern (2, 11) gegeneinander abzusperren vermag. g. Vorschaltstufe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckausgleich dadurch erzielt wird, daß das verschiebbare Organ (3) einen stabförmigen Körper (6) trägt, dessen freies Ende im Ventilkörper (i) luftdicht geführt ist, und daß dessen Querschnitt gleich dem Querschnitt des die Verbindung des Absperrorgans (13) mit dem verschiebbaren Organ (3) herstellenden Gliedes (12) ist. io. Vorschaltstufe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckausgleich dadurch erzielt wird, daß ein Federbalg luftdicht an seinem einen Ende am verschiebbaren Organ (3) und an seinem anderen Ende am Ventilkörper (i) befestigt ist. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 539 744, 710 820; schweizerische Patentschrift Nr. 149 5oo.