DE944661C

DE944661C - Diaphragm pressure regulator

Info

Publication number: DE944661C
Application number: DEK5769A
Authority: DE
Inventors: Karl Schwarz
Original assignee: G Kromschroeder AG
Current assignee: Elster Kromschroeder GmbH
Priority date: 1950-08-05
Filing date: 1950-08-05
Publication date: 1956-06-21

Description

Membrandruckregler Die Erfindung betrifft einen Membrandruckregler mit einem auf Membranen befestigten hohlen. Ventilsitzkörper, der frei schwebend ohne besondere Führung gegen einen oberhalb des Ventilsitzkörpers angeordneten Ventilteller hin beweglich ist.Diaphragm pressure regulator The invention relates to a diaphragm pressure regulator with a hollow attached to membranes. Valve seat body floating freely without special guidance against a valve disk arranged above the valve seat body is movable.

Die bekannten Regler dieser Art weisen durchweg eine große Anzahl Bauelemente auf, wodurch einmal die Herstellungskosten verhältnismäßig hoch liegen und zum anderen die Bauhöhe zur Unterbringung der Einzelteile entsprechend groß werden muß: Außerdem weisen sie erhebliche funktionsmäßige Mängel auf. Durch die breitflächige Ausbildung des Ventilsitzes können sich hierauf die im Gas mitgeführten Verunreinigungen ablagern und ein sicheres Schließen des Ventils besonders bei niedrigen Vordrücken verhindern. Außerdem machen es die Sicherheitseinrichtungen und andere Bauelemente ummöglich, einen häufig geforderten, axial zum Ventilsitzkörper gerichteten geraden Durchgang des zu regelnden Mediums ohne Umlenkung zu erzielen.The known regulators of this type consistently have a large number Components, as a result of which the manufacturing costs are relatively high and on the other hand, the overall height for accommodating the items is correspondingly large must be: They also have significant functional deficiencies. Through the large-area training of the valve seat can then be carried out in the gas Deposits contaminants and a safe closing of the valve especially at low Prevent pushing forward. Also, the safety devices and others do it Components are not possible, a frequently required, axially directed to the valve seat body to achieve a straight passage of the medium to be controlled without diversion.

Durch die Erfindung sollen diese Mängel beseitigt werden. Der Regler soll eine gedrungene Bauform mit möglichst wenigen Bauelementen aufweisen. Zu diesem Zweck besteht die Erfindung darin, daß der Ventilsitzkörper als Ven,turidüse ausgebildet und an einer in an sich bekannter Weise im mittleren Teil des Ventilsitzkörpers befestigten Arbeitsmembran sowie an einer in an sich bekannter Weise im oberen Bereich des Ventilsitzkörpers befestigten Aus.gleidimemb-ran gelagert, ist, wobei der obere Rand des Ventilsitzkörpers über die Ausgleichmembran hinausragt.The invention aims to overcome these deficiencies. The regulator should have a compact design with as few components as possible. To this The purpose of the invention is that the valve seat body is designed as a valve nozzle and in a manner known per se in the central part of the valve seat body attached working membrane as well as on one in a known manner in the upper area sliding diaphragm mounted on the valve seat body, is, wherein the upper edge of the valve seat body protrudes beyond the compensation membrane.

Der Ventilteller ist dabei zweckmäßig in an sich bekannter Weise schwenkbar, jedoch in axialer Richtung unverschiebbar .gelagert, wobei seine untere Fläche eine glatte Ebene bildet. Der Ventilsitz ist zur Vermeidung von Schmutzablagerungen spitzwinklig ausgebildet, was durch den Auslauf der kurvenförmigen Bohrung des Ventilsitzkörpers erreicht wird. ' Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die untere Austrittsöffnung des als Venturidüse ausgebildeten Ventilsitzkörpers in eine Saugblende eintaucht, wobei die Saugblende einen Raum unterhalb der Arbeitsmembran (Regelmembran) bildet. Durch den nur durch die Membranen ohne jegliche Führungselemente frei schwebend geführten Ventilsitzkörpcr und die Ausbildung des Ventilsitzkörpers wird der innere Druckverlust so verringert, daß vor allem bei Vordrucken, die den gewünschten Regeldruck nur unwesentlich übersteigen, eine verhältnismäßig hohe Reglerleistung erzielt wird. Durch die schwenkbare Anordnung des Ventiltellers paßt sich dieser während des Arbeitens des Reglers. hinsichtlich seiner Lage. der Arbeitslage des Ventilsitzkörpers an, wo, durch erhöhte Regeldrücke bei geringem Gasdurchgang vermieden werden.The valve disk is expediently pivotable in a manner known per se, but immovable in the axial direction .gellager, with its lower surface a forms smooth plane. The valve seat is angled to avoid dirt deposits formed what by the outlet of the curved bore of the valve seat body is achieved. 'Another feature of the invention is that the lower Outlet opening of the valve seat body designed as a Venturi nozzle into a suction panel immersed, with the suction panel a space below the working diaphragm (regulating diaphragm) forms. By only floating freely through the membranes without any guide elements guided valve seat body and the formation of the valve seat body becomes the inner one Pressure loss so reduced that especially with forms that have the desired control pressure only marginally exceed, a relatively high controller performance is achieved. Due to the pivoting arrangement of the valve disk, it adapts itself during work of the controller. regarding its location. the working position of the valve seat body, where, can be avoided by increased control pressures with low gas passage.

Durch die Anordnung der Saugblende mit ihrem Kragen wird bei geringem Durchfluß (bei nahezu geschlossenem Ventil) ein Staudruck im Raum zwischen Saugblende und Arbeitsmembran erzielt, der bei großer Durchflußmenge durch den Sog an der Saugblende in einen Unterdruck übergeht, wodurch ein zusätzliches Öffnen des Ventils hervorgerufen wird. Hierdurch wird in Verbindung mit dem Membranhub und in Verbindung mit der an sich bekannten Ausbildung der Aü.sgleichmembran und dem Oberteil der Ventildüse ein bis zur Höchstleistung nahezu gleichmäßiger und von Vordruckschwankungen freier Hinterdruck erzeugt.Due to the arrangement of the suction panel with its collar, there is little Flow (when the valve is almost closed) a dynamic pressure in the space between the suction orifice and working diaphragm achieved by the suction at the suction panel when the flow rate is high passes into a negative pressure, causing an additional opening of the valve will. This is in connection with the diaphragm stroke and in connection with the known design of the equalizing membrane and the upper part of the valve nozzle one that is almost even up to maximum performance and free from fluctuations in admission pressure Back pressure generated.

Durch die Anordnung einer Sicherheitseinrichtung (Sicherheitsmembran mit Entlüftungsdüse) sowie aller anderen für die-Arbeitsweise des Reglers wichtigen Teile im Mittelteil des Gehäuses wird eine Dreiteilung des Reglers in Gehäuseoberteil, Gehäusemittelteil und Gehäuseunterteil erreicht, die ohne Änderung des Gehäusemittelteils des Reglers nur durch Austausch entsprechender Gehäuseober- oder -unterteile eine Anpassung des Reglers für verschiedene Anschlußnotwendigkeiten ermöglicht.By arranging a safety device (safety membrane with ventilation nozzle) as well as all others important for the operation of the controller Parts in the middle part of the housing are divided into three parts of the controller in the upper part of the housing, Housing middle part and lower housing part achieved without changing the housing middle part of the controller only by exchanging the corresponding upper or lower parts of the housing Adjustment of the regulator for different connection needs made possible.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist iiiden Zeichnungen dargestellt, es zeigt Abb. z einen Regler nach der Erfindung in senkrechtem Schnitt, -Abb. 2 bis 5 verschiedene Anschlußmöglichkeiten des Reglers, Abb. 6 und 7 die Reglerkurve des Reglers nach der Erfindung im Vergleich zu vorbekannten Reglern, Abb: 8 eine Ein- zeldä,rstallung der Saugblende in Verbindung mit der Ventildüse. Der Regler besteht aus dem Gehäuseäberteiil a mit dem um ein Kugelgelenk schwenkbaren Ventilteller b, dem Gehäuseunterteil c und dem mit der Atemdüse p versehenen Gehäusemittelteil d, an dem alle übrigen funktionell wichtigen Teile befestigt sind. Dazu gehören die . Ausgleichmembran e, die Arbeitsmembran f, die Sicherheitsmembran g mit der Entlüftungsdüse h, die Saugblende i mit ihrem Kragen o, die Ventildüse k, der Distanzring m zum Festlegen des Abstandes zwischen .der Ausgleichmembran e und der Arbe'itsmenbran f und dieVentildüsenmuttern, welche die auf der Ventildüse k befestigten Teile zusammenhält und das Belastungsgewicht trägt.An embodiment of the subject matter of the invention is shown iiiden drawings, it shows Fig. Z a controller according to the invention in vertical section, -Abb. 2 to 5 different connection possibilities of the regulator, Fig. 6 and 7 the regulator curve of the regulator according to the invention in comparison to previously known regulators, Fig: 8 a single wall of the suction panel in connection with the valve nozzle. The controller consists of the housing part a with the valve disk b pivotable about a ball joint, the housing part c and the housing middle part d with the breathing nozzle p, to which all other functionally important parts are attached. This includes the. Compensating diaphragm e, the working diaphragm f, the safety diaphragm g with the venting nozzle h, the suction panel i with its collar o, the valve nozzle k, the spacer ring m for setting the distance between the compensating diaphragm e and the working diaphragm f and the valve nozzle nuts, which the on the valve nozzle k holds parts fastened together and carries the loading weight.

Der innere Raum des Gehäuseoberteils a ist mit A, der Raum zwischen Saugblende i und Arbeitsmembran f mit B, der innere Raum des Gehäuseunterteils mit C, der Raum zwischen Arbeitsmembran f und Sicherheitsmembran g und Ausgleidunembran e mit D und der Ätemraum oberhalb der Sicherheitsmembran g mit E bezeichnet.The inner space of the upper part of the housing is marked with A, the space between the suction orifice i and the working membrane f is marked with B, the inner space of the lower part of the housing is marked with C, the space between the working membrane f and the safety membrane g and discharge membrane e with D and the ventilation space above the safety membrane g with E denotes.

Der Regler-wirkt in folgender Weise: Das zu -regelnde Medium gelangt mit einem in gewissen Grenzen veränderlichen Vordruck in das Gehäuseoberteil a und zwischen dem schwenkbaren Ventilteller b und dem Sitz der Ventildüse k durch diese in a ,n, sich bekannter Weise durch das Gehäuseunterteil c zum Verbraucher. Dabei wird in ebenfalls bekannter Weise durch die nach oben wirkende Kraftkomponente des Hinterdruckes auf die Arbeitsmembran, fdie Ventildüse k so@ weit gegen den Ventilteller gehoben, daß im Falle eines beliebigen Verbrauches das durch den Ventilspalt nachströmende Medium den durch die Belastung l zu bestimmenden Hinterdruck erzeugt. Die Charakteristik der bekannten Regler ist dabei so, daß bei einem den Hinterdruck nur um ein Geringes überschreitenden Vordruck der Hinterdruck bei geringer Leistung schon stark absinkt (Abb. 6a,), während bei höheren Vordrucken durch strömungstechnische Einrichtungen (z. B. nachgeschaltete Venturidüsen, Stauscheiben u. dgl.) der Regeldruck zum Ausgleich der bei höheren Geschwindigkeiten des . Mediums größeren Strömungsverluste stark ansteigend gehalten ist (Abb.6b), wodurch der Nachteil entsteht,- daß bei größeren Durchflußmengen der Hinterdruck bei Vordruckschwankungen erhebliche Hinterdruckschwankungen -aufweist (Abb. 6 c), der Regler in diesem Bereich seine eigentliche Aufgabe also nicht mehr erfüllt. Im Gegensatz hierzu weist der erfindungsgemäße Regler eine gegenüber den bekannten Reglern gleicher Größe wesentlich höhere Leistung auf, wobei der Hinterdruck vom Nullverbrauch bis zur Höchstleistung ünbeeinflußt von Vordruckschwankungen nahezu gleichbleibt (Abb.7). Diese Wirkung wird durch die erfindungsgemäße Anordnung und Verbindung der erwähnten, Konstruktionselemente erzielt.The regulator works in the following way: The medium to be regulated arrives with a form which can be changed within certain limits in the upper part of the housing a and between the pivotable valve disk b and the seat of the valve nozzle k through this in a, n, in a known manner through the lower housing part c to the consumer. Included is also known in a known manner by the upward force component of the Back pressure on the working diaphragm, the valve nozzle k so far against the valve disk raised that in the case of any consumption the flowing through the valve gap Medium generates the back pressure to be determined by the load l. The characteristic the known regulator is such that at one the back pressure is only a small one Exceeding the pre-pressure, the downstream pressure drops sharply at low power (Fig. 6a,), while at higher pre-pressures by fluidic devices (e.g. downstream venturi nozzles, baffle plates, etc.) the control pressure for compensation at higher speeds of the. Medium greater flow losses is kept rising (Fig.6b), whereby the disadvantage arises - that with larger Flow rates of the outlet pressure with admission pressure fluctuations considerable outlet pressure fluctuations - shows (Fig. 6 c), the controller in this area has its actual task no longer fulfilled. In contrast to this, the controller according to the invention has one opposite the known regulators of the same size have a much higher performance, with the back pressure from zero consumption to maximum output almost unaffected by fluctuations in inlet pressure remains the same (Fig.7). This effect is achieved by the arrangement according to the invention and Connection of the mentioned, construction elements achieved.

Während des Arbeitens. des Reglers wird in an sich bekannter Weise durch die Atemdüse p die in dem Atemraum E befindliche Luft beim Schließen des Ventils zum Teil verdrängt, während beim Öffnen des. Ventils die Außenluft durch den im Atemraum E entstehenden Unterdruck durch die Atemdüse p in den Atemraum E eingesogen wird, wobei bekanntermaßen die Größe der Atemdüse p für die Geschwindigkeit der Regelfolge maßgebend ist. Die erfindungsgemäße Membranbruchsicherung besteht aus einer schräg im Atemraum aufgehängten Sicherheitsmembran g mit der Entlüftungsdüse h, die den inneren Membranraum D von dem Atemraum E abtrennt. Die Sicherheitsmembran g liegt mit ihrem äußeren Rand auf der Arbeitsmembran f auf, wodurch sie dieser während der Arbeitshübe widerstandslos folgen kann. Bei eventuellem Bruch der Arbeitsmembran f oder der Ausgleich;me@mbran e füllt sich der innere Membran; raum D mit dem strömenden. Medium, das die Sicherheitsmembran aufbläht und durch die Entlüftungsdüse p in den freien Raum treten kann. Die Entlüftungsdüse h ist so klein gehalten, daß das ausströmende Medium (z. B. Gas) als Anzeige einer Reglerbeschädigung dient, ohne auf Grund der geringen Menge gesundheitsschädlich zu sein. Durch die erfindungsgemäße Aufhängung der an sich bekannten Sicherheitsmembran. g in dem Atemraum können alle funktionswichtigen Teile des Reglers im Gehäusemittelteil d des. Reglers untergebracht werden, wodurch neben der Vereinfachung des Regleraufbaus durch Austausch verschiedener Gehäuseoberteile a und Gehäuseunterteile c die aufgeführten Anschlußvorteile des Reglers entstehen.While working. of the controller, the air in the breathing space E is partially displaced through the breathing nozzle p when the valve is closed, while when the valve is opened, the outside air through the breathing nozzle p through the breathing nozzle p into the breathing space E due to the negative pressure created in the breathing space E is sucked in, it being known that the size of the breathing nozzle p is decisive for the speed of the control sequence. The diaphragm rupture protection device according to the invention consists of a safety diaphragm g, suspended at an angle in the breathing space, with the ventilation nozzle h, which separates the inner diaphragm space D from the breathing space E. The outer edge of the safety diaphragm g rests on the working diaphragm f, so that it can follow it without resistance during the working strokes. If the working diaphragm f or the compensation; me @ mbran e ruptures, the inner diaphragm fills; room D with the flowing. Medium that inflates the safety membrane and can enter the free space through the vent nozzle p. The vent nozzle h is kept so small that the medium flowing out (e.g. gas) serves as an indicator of controller damage without being harmful to health due to the small amount. Due to the suspension according to the invention of the safety membrane known per se. g in the breathing space all functionally important parts of the controller can be accommodated in the middle part of the housing d of the controller, which in addition to simplifying the controller structure by exchanging different housing upper parts a and housing lower parts c, the listed connection advantages of the controller arise.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Diaphragm pressure regulator with a mounted on diaphragms hollow valve seat body that floats freely without any special guidance against one above the valve plate arranged in the valve seat body is movable, characterized in that that the valve seat body (k) is designed as a Venturiise and on one in itself working diaphragm fixed in a known manner in the central part of the valve seat body (f) as well as in a manner known per se in the upper region of the valve body attached compensating membrane (s) is mounted, wherein the upper edge of the valve seat body protrudes beyond the compensating membrane.

2. Regulator according to claim i, characterized in that that the valve disk (b) can be pivoted in a manner known per se, but is axially immovable is mounted with its lower surface forming a smooth plane.

3. Regulator after Claim i or 2, characterized in that the valve seat by the curved Bore has an acute-angled shape.

4. Regulator according to one of claims i to 3, characterized in that below the outlet of the valve seat body a Suction panel (i) with collar (o) is arranged.

5. Regulator according to one of the preceding Claims, characterized by a safety membrane (g) on its outer edge resting on the working diaphragm (f) at an angle to the outer edge of the compensating diaphragm (e) is performed.

6. Regulator according to one of the preceding claims, characterized in that that the safety membrane is provided with a venting nozzle (h).

7. Regulator according to one of the preceding claims, characterized in that the valve nozzle a spacer ring (rn) to determine the distance between the compensating membrane (e) and working diaphragm (f) and a valve nozzle nut (n), which on the Valve nozzle holds fastened parts together and bears the loading weight (i).

8. Regulator according to one of the preceding claims, characterized in that the housing consists of an upper part carrying the valve disk (a), a central part (d) and a lower part (c) and that all parts essential for the operation of the regulator are in the central housing part ( d) are arranged. G. Regulator according to Claim 8, characterized in that the inlet and outlet connections can be attached to the upper part or the lower part of the regulator housing at any point and in any direction. i o. Regulator according to one of the preceding claims, characterized in that the housing middle part is provided with a breathing nozzle (p). Cited pamphlets: German Patent Nos. 26 649, 503 127, 527 609, 529 i09, 539 767, 587 507, 596 7i4, 6oo 675, 61o 0 37, 61i ggo,, 612: 2: 27, 623 996, 65o925.