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Druckminderer Die bisher bekannten Druckminderer sind mit mechanischen
Steuerorganen, wie Membranen, federbelasteten Kolben od. dgl., ausgerüstet, wobei
die eine Seite dieser Steuerorgane von dem jeweiligen Niederdruck beaufschlagt ist,
während auf der anderen Seite eine von außen .entsprechend der gewünschten Höhe
des Niederdruckes einstellbare Kraft, die sogenanute Stellkraft, einwirkt. Solange
die Kraft des Niederdruckes größer ist als diese Stellkraft, bleibt der Druckminderer
geschlossen, sinkt die Kraftdes Niederdruckes unter die Stellkraft, so wird der
Druckminderer geöffnet, und zwar so lange, bis :sich Niederdruck und Stehkraft unter
Berücksichtigung etwaiger Reibungsverluste Idas Gleichgewicht halten..
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Diese bekannte Bauart ist für Druckminderer, die auf höheren Niederdruck,
wie beispielsweise to bis 2d Atn1., entspannen sollen, nachteilig, und zwar um so
mehr, je höher der Niederdruck liegt. Soweit Membranen als Steuerorgane verwendet
werden, müssen, diese mit wachsendem Niederdruck so ,steif gehalten werden, @daß
die Empfindlichkeit leidet. Die Empfindlichkeit leidet weiterhin deshalb, da der
freie Membrandurchmesser aus Festigkeitsgründen ein bestimmtes Maß nicht überschreiten
darf. Soweit federbelastete Kolben oder Federungskörper zur Steuerung verwendet
werden, wächst mit zunehmendem Arbeitsdruck, die Reibung, wodurch die Empfindlichkeit
vermindert wird.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Nachteile der bisher
bekannten Druckminderer zu beseitigen. Sie geht dabei von der Erkenntnis aus, @daß
gewisse Stoffeigenschaften sich abhängig
von .dem Druck, unter .dem
die Stoffe stehen, ändern- Die Erfindung besteht in einem. dem Druck des Niederdruckraumes
ausgesetzten Körper als Niederdruckfühler, dessen eine oder _ mehrere Eigenschaften
sich in Abhängigkeit vom Druck ändern, wobei diese Änderungen zur Steuerung der
Bewegung des ,den Niederdruckraum vom Hochdruckraum trennenden Absperrorgans herangezogen
werden.
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Naturgemäß werden vorzugsweise solche Eigenschaften des Niederdruckfühlers
zur Steuerung verwendet, die sich in besonders hohem Maße mit dem auf ihm lastenden
Druck ändern. So können z. B. die Änderung der elektrischen Leitfähigkeit; die Änderung
der Dielektrizitätskonstanten, der Piezoeffekt, die Änderung der Lichtbrechung in
Abhängigkeit vom Druck im Niederdruckraum zur Auslösung ,des Steuerimpulses herangezogen
werden. Die jeweils erfolgende Änderung in den Eigenschaften des Niederdruckfühlers
kann. auf jede .an sich bekannte Art und Weise, beispielsweise durch Steuerung und
unter Zuhilfenahme eines Motors, eines Magneten od..dgl., :die Bewegung des Absperrorgans
herbeiführen. Bedient man sich für die Steuerung der Änderung elektrischer Eigenschaften
des Niederdruckfühlers, so wenden die bei Druckänderungen auftretenden Strom- oder
Spannungsschwankungen beispielsweise ,durch einen Verstärker in an sich bekannter
Art und Weise verstärkt, so daß z. B. ein das Absperrorgan ibetätigender Motor entsprechend
ein- oder ausgeschaltet werden kann.
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Die Vorteile der Erfindung bestehen in erster Linie :darin, daß die
zur Bewegung des Absperrorgans notwendige Kraft nicht unmittelbar von dem Steuerorgan
hervorgebracht werden muß. Ein weiterer Vorteil besteht darin, @daß der Niederdruckfühler
kein sich bewegendes Bauteil besitzt und daß es -nicht erforderlich ist, irgendeine
Bewegung aus dem Niederdruckraum herauszuführen. Durch den Fortfall von irgendwelchen
bewegten Teilen am Steuerorgan entfällt der Nachteil der geringen Empfindlichkeit
bzw: geringeren Regelgenauigkeit der Druckeinstellung, die sich bei den bekannten
Druckminderern zwangsläufig ergibt. Bei den erfindungsgemäßen Druckminderern sind
lediglich einige druckdichte Durchführungen von Leitungen oder Kabeln: od. dgl.
erforderlich.
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Vorteilhaft kann der Hub des Absperrorgans ganz oder teilweise progressiv
in Abhängigkeit von der Druckänderung Lm Niederdruckraum geregelt werden. Derart
ist es möglich, @daß der Durchflußquerschnitt :des Druckminderers nicht nur proportional,
sondern auch in jedem anderen Verhältnis entsprechend dem Druckanstieg @bzw. Druckabfall
im Niederdruckraum verkleinert bzw. vergrößert wird. So kann eine derartig -übermäßig-,
Vergrößerung des Durchflußquerschnittes beispielsweise bei einem Druckabfall im
Niederdruckraum unter einen bestimmten Wert dann notwendig sein, wenn .der Druckminderer
nur selten stoßweise und stark, im allgemeinen jedoch wenig belastet wird. Es. kann
fernerhin ein übermäßiges Öffnen. des Durchflußquerschnittes erwünscht sein, wenn
einem vorangegangenen anomalen Druckabfall eine stärkere Entnahme folgen soll.
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In der Zeichnung ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Druckminderers schematisch dargestellt. Der Hochdruck wird dem Hochdruckraum 2 ,durch
,den Anschlußstutzen z zugeführt. Der Hochdruckraum 2 ist gegenüber dem Niederdruckraum
3 durch das Absperrorgan 8, das beispielsweise aus einem Ventilteller bestehen kann,
absperrbar. Das auf Niederdruck entspannte Gas verl.äßt den Niederdruckraum 3 .,durch
den Anschlußstutzen q.. Im Niederdruckraum 3 ist der Druckfühler 5 angeordnet, der
beispielsweise aus einer Wismutspirale besteht. Diese ändert ihren elektrischen
Widerstand entsprechend den Druckänderungen im Raum 3. Die Widerstandsänderung der
Spirale beeinflußt einen ständig .durch diese Spirale geführten elektrischen Strom.
Die sich in dem elektrischen Stromkreis, entsprechend der Druckänderung im Raum
3, ergebenden Änderungen der elektrischen Daten werden in an sich bekannter Art
und Weise in tdem an dem Nie.derdruckfühler 5 angeschlossenen Verstärker 6 verstärkt,
der zur Steuerung -des Antriebmittels 7 für das Absperrorgan. 8 dient. Der Niederdruck
im Raum 3 kann durch eine entsprechende Einstellung des Verstärkers 6 auf jeden
gewünschten Wert eingestellt werden. An Stelle der Wismutspirale kann .der Niederdruckfühler
auch aus einem Quarzkristall, dessen piezoelektrischer Effekt verstärkt wird, angeordnet
sein.