AT392546B - Druckreduzierventil - Google Patents

Description

AT 392 546 B

Die Erfindung betrifft ein Druckreduzierventil vom Führungstyp, das in einem Leitungssystem für Dampf, Druckluft oder ähnliches verwendet wird, um in einem Sekundärkreislauf den Druck auf einem vorher bestimmten Wert zu halten und speziell verbesserte Dichtungsmittel, die in einem Verschiebungsbereich einer Kolbenvorrichtung, die ein Haupt- oder Führungsventil kontrollieren, vorgesehen sind. 5 Wie beispielsweise aus der japanischen Gebrauchsmuster-Veröffentlichung 45-27184 bekannt ist, besitzt ein Druckreduzierventil vom Führungstyp ein Führungsventil zusätzlich zu einem Hauptventil, angeordnet in einem Fluidkanal, der die Primärseite des Hauptventils mit einem Hohlraum über einem mit dem Hauptventil verbundenen Kolben verbindet, um das Hauptventil zu stellen. Das Führungsventil wird, wie später beschrieben wird, durch ein Diaphragma gestellt, welches in Abhängigkeit vom Fluiddruck auf der Sekundärseite des 10 Hauptventiles deformiert wird, um die Menge des Fluids, die in dem genannten Hohlraum fließt, zu regeln, wobei der Kolben mitbewegt wird und das damit verbundene Hauptventil in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen der oberen Stirnfläche des Kolbens und der unteren Stirnfläche, die vom Druck auf der sekundären Seite beaufschlagt wird, stellt

Ein Druckreduzierventil dieser Art weist einen Kolben und ein Führungsventil auf, welche sich empfindlich in 15 Abhängigkeit vom Druck auf der primären und sekundären Seite, wie oben beschrieben, bewegen müssen und dadurch die Regelcharakteristika des Ventils selbst substantiell beeinflussen. Speziell für den Kolben wird der Fluiddruck, der auf dessen obere Stirnfläche wirkt, geregelt, indem das Primärfluid, das in den Hohlraum über den Kolben durch das Führungsventil geflossen ist, durch eine Spalte zwischen dem Kolben und dem Zylinder leckt Wenn dieser Spalt klein ist ist die Leckage des Fluids ebenfalls klein, was bewirken kann, daß das Hauptventil 20 geöffnet bleibt und/oder der Kolben am Zylinder festreibt Wenn der Spalt genügend groß ist, um solche Schwierigkeiten und das Anreiben zu verhindern, wird die Leckage groß werden, wodurch die Antriebskraft auf das Hauptventil reduziert wird. Bezüglich des Führungsventils kann, wenn das Primärfluid durch einen Spalt in einen Hohlraum unter einem Diaphragma (weiterhin als Diaphragmakammer benannt) fließt, der Druck in der Diaphragmakammer, der ursprünglich der Sekundärdruck war, variieren und in der Folge das Diaphragma, das in 25 Abhängigkeit von diesem Druck wirkt, zu einem Fehlverhalten führen, wenn das Primärfluid durch den Spalt zwischen der Führungsstange und der Stangenführung entweicht Wenn dieser Spalt enger gemacht wird, um die Leckage zu verhindern, stört die erhöhte Gleitreibung die leichte Beweglichkeit Es ist somit wünschenswert eine solche Gleitvomchtung vorzusehen, die hochdicht bei geringer Gleitreibung ist

Um dieses Ziel zu erreichen, wird in der genannten japanischen Druckschrift ein fixer Spalt zwischen Kolben 30 und Zylinder vorgesehen und ein Metallring in einer ringförmige Nut des Kolbenmantels angeordnet um das Fluid an der Oberseite des Kolbens durch den Spalt zwischen dem Metallring und dem Zylinder zu führen.

Eine solche Konstruktion kann zu instabiler Bewegung des verschieblichen Teils führen, was zu einem fehlerhaften Verhalten des Ganzen führt Im speziellen gibt der Metallring, der üblicherweise aus Phosphorbronze hergestellt wird, eine nicht gleichmäßige Leckage zwischen» dem Metallring und der inneren Zylinderoberfläche 35 zufolge Unregelmäßigkeiten seines äußeren Durchmessers und führt manchmal zum Steckenbleiben der Gleitteile zufolge thermischer Expansion, die bei fehlerhafter Bedienung auftreten kann. Dadurch wurde es notwendig, den Phosphorbronzering durch einen anderen Ring mit geringer elastisch«- Kraft und niedriger Gleitreibung zu ersetzen.

Demgemäß ist es eine Aufgabe der Erfindung eine verbesserte Konstruktion eines Druckreduzierventils zu 40 schaffen, dessen bewegliche Teile so modifiziert sind, daß sie hohe Dichtungskraft und niedrige Gleitreibung aufweisen, um ein Festfressen zufolge thermischer Expansion zu verhindern.

Erfmdungsgemäß wird ein Druckreduzierventil, bestehend aus einem Hauptventil und einem Führungsventil, die jeweils eine Kolbenkonstruktion aufweisen, um das korrespondierende Ventil zu beeinflussen, geschaffen. Die Kolbenkonstruktion besteht aus einem beweglichen inneren Teil mit zylindrisch« Außenfläche und einem 45 feststehenden äußeren Teil mit zylindrischer Innenfläche, die der Außenfläche des Innenteils gegenübersteht Als ein wesentlicher Teil der Erfindung weist der erste Teil zumindest zwei ringförmige Nuten im axialen Abstand voneinander auf der äußeren Oberfläche auf, wobei jede Nut zumindest ein ringförmiges Dichtmittel besitzt. Das Dichtmittel besteht aus Fluorelastomeren und ist zumindest an einer Stelle gespalten.

In der Praxis können die ersten und zweiten Teile Kolben bzw. Zylinder sein, um das Hauptventil zu regeln 50 oder die Führungsstange bzw. die Stangenführung, um das Führungsventil zu regeln.

Die Erfindung und ihre Ausgestaltung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung detailliert beschrieben.

Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Druckreduzierventil, in Fig. 2 eine vergrößerte Seitenansicht der Kolb«izylindereinheit des Druckreduzierventils nach Fig. 1, teilweise im Schnitt, und in Fig. 3 einen vergrößerten Schnitt durch den Führungsventilteil des Druckreduzierventils nach Fig. 1. 55 In den v«schiedenen Fig. bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile.

Eine Ausführung des erfindungsgemäßen Druckreduzierventils, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, weist einen Fäng« (29) auf, d« mit einer Bodenabdeckung (31) versehen ist und einen Schwimmer (34) besitzt Weiters ein Hauptgehäuse (1) zur Aufnahme eines Kolbens (6), eines Zylinders (9), eines Hauptventils (5) und einer Trennvorrichtung, die Wirbelleitflügel (27) und einen Abfluß (28) aufweist sowie einen Führungsventilkörper 60 (32), der das Führungsventil (11) aufinimmt und eine Fetterkamm« (33), die eine Druckeinstellfeder (14) beinhaltet Diese Komponenten sind, wie in cter Zeichnung dargestellt in dies« Reihenfolge angeordnet und miteinander durch Flansche und passende Dichtungen dazwischen v«bunden. Ein Diaphragma (15) ist zwischen -2-

AT 392 546 B dem Führungsventilkörper (32) und der Federkammer (33) angeordnet

Der Hauptkörper (1) hat einen Einlaß (2) und einen Auslaß (3), die koaxial zueinander angeordnet sind und durch die Ventilöffinmg (4) miteinander in Verbindung stehen. Der Hauptventilteller (5), der durch eine Feder nach oben gegen den Ventilsitz, der rund um die Ventilöffnung (4) angeordnet ist gedrückt wird, hat eine zentrale Stange, die nach oben führt und durch die Ventilöffnung (4) am unteren Ende eines Kolbenzapfens, der vom Kolben (6) nach unten ragt anliegt

Das Führungsventil (11) ist zwischen einer Zufuhr (12) zu einem Hohlraum unter dem Hauptventil (5) und einer Sekundärveibindung (13) zu einem Hohlraum über dem Kolben (6) gelegen und wird durch eine Feder gegen das Diaphragma (15) gepreßt Dieses Diaphragma (15) wird anderseits über einen Federteller (23) durch die Druckvorwahlfeder (14), deren wirksame Kraft durch Verdrehen einer Schraube (22) eingestellt werden kann, belastet Eine Kammer unter dem Diaphragma (15) (Diaphragmakammer) ist durch eine Verbindung (26) mit der Auslaßöffnung (3) verbunden, während eine Kammer über dem Diaphragma (15) durch eine Auslaßöffung (25) mit der umgebenden Atmosphäre in Verbindung steht

Der Auslaß (28) ist mit einem Sieb (39) im Bereich unter der Ventilöffhung (4) vorgesehen. Der Auslaß (28) weist zwei koaxiale zylindrische Teile auf, deren innerer Teü ein erweitertes unteres Ende besitzt und eine Mehrzahl von Wirbelleitvorrichtungen (27) sind zwischen dem inneren und äußeren Teil angeordnet

Im Inneren des Fangkörpers (29) ist eine halbkugelförmige Abdeckung (35) mit einer Mehrzahl von Löchern (36) über der Grundabdeckung (31) mit passenden Mitteln befestigt (nicht dargestellt) und ein hohler kugelförmiger Schwimmer (34) ist frei im Inneren zwischen der Abdeckung (35) und der Bodenplatte (31) untergebracht. Die Bodenplatte (31) weist einen Ablaß (37) auf, in dem ein Ventilsitz (38) vorgesehen ist, der normalerweise durch den Schwimmer (34) als Ventilkörper geschlossen wird.

Im Betrieb ist das Hauptventil (5) normalerweise durch eine nach oben gerichtete Federkraft geschlossen und das Führungsventil (11) normalerweise durch eine nach unten wirkende Federkraft der Druckvorwahlfeder (14), die durch vorhergehendes Justieren mittels der Schraube (22) gestellt worden ist, geöffnet. Wenn ein Dampfstrom, der Wasser enthält, in den Einlaß (2) gelangt, wird der Druck durch die Verbindung (12) dem Hohlraum unter dem Führungsventil (11) vermittelt und dann dem Hohlraum üb«* dem Kolben (6) durch das offene Führungsventil (11) und den Verbindungskanal (13), wodurch der Kolben nach unten bewegt wird und das Hauptventil (5) öffnet. Dadurch gelangt der Dampf in die Falle (29), gelangt durch das offene Hauptventil (5) und verläßt das Ventil durch den Auslaß (3). Während des Durchganges von Dampf, wird er durch die Leitschaufeln (27) verwirbelt und durch die Zentrifugalkraft vom Wasser befreit, welches sich am Boden des Ventils ansammelt. Wenn genug Wasser im Bodenbereich des Ventils angesammelt ist, um den Schwimmer (34) anzuheben, wird dadurch der Ventilsitz (38) frei und das gesammelte Wasser verläßt das Ventil bei der Drainage (37).

Wenn der Dampfdruck über einen vorgewählten Wert steigt, bewirkt die Überleitung des Druckes durch den Verbindungsgang (26) zur Diaphragmakammer eine Verschiebung des Diaphragmas (15) gegen die Feder (14). Dadurch wird das Führungsventil (11), wie dargestellt, von einer Feder nach oben verschoben und es folgt der Druckausgleich zwischen der Ober- und Unterseite des Kolbens (6) aufgrund der Leckage durch eine Öffnung (10) (Fig. 2) des Kolbens (6). Das Hauptventil (5) wird dabei durch die Federkraft und den Druck auf der Primärseite geschlossen, wodurch der Dampfzustrom endigt.

Dieser Vorgang wiederholt sich bei Veränderung des Druckes im Primärsystem, um den Druck im Sekundärsystem auf dem vorgewählten Wert zu halten.

Fig. 2 zeigt den Kolbenaufbau gemäß der Erfindung. Die Einheit besteht aus einem Zylinder (9) und einem Kolben (6), der im Zylinder (9) mit Spiel eingesetzt ist. Der Kolben (6) weist eine Öffnung (10) zur Verbindung seiner Ober- und Unterseite zum vorgenannten Zweck auf. Zwei ringförmige Nuten (61) sind im Abstand voneinander in der zylindrischen Mantelfläche vorgesehen und ein ringförmiges Dichtmittel (8) ist in jeder Nut (61) vorgesehen. Die Dichtung (8) ist aus Fluorelastomeren hergestellt und zumindest bei einer Stelle (62) geteilt Eine Blattfeder (7) ist zwischen der Dichtung (8) und dem Boden der Nut (61) vorgesehen, um die Dichtung gegen die Innenfläche des Zylinders (9) zu drücken und einen dichten Kontakt herbeizuführen.

Die Fühlungsventilkonstruktion ist in Fig. 3 dargestellt Erfindungsgemäß besteht sie aus einem Führungsteil (16) und einem Führungskolben (17), der in einem Führungsloch (161) des letzterem vorgesehen ist. Ein Ventilsitz (162) ist am unteren Ende des Führungsloches (161) zur Verbindung mit dem Ventilkörper (21) des Führungskolbens (17) vorgesehen. Eine horizontale Bohrung (18), die das Führungsloch (161) durchsetzt, ist im Führungsteil (16) angeordnet und mit dem Verbindungskanal (13) (Fig. 1) zum dort genannten Zweck verbunden.

Der Führungskolben (17) besteht aus einer Spindel (171) mit einem Durchmesser, der wesentlich geringer ist als der innere Durchmesser der Führungsbohrung (161) des Führungsteils (16). Die Spindel (171) weist einen flanschartigen erweiterten Teil (172), integral mit der Spindel (171) gebildet, gerade über dem Querloch (18) auf; ein Ventilkörper (21) ist am unteren Ende angebracht und ein Kopf teil (173) am Kopf aufgepreßt und eine Hülle (20) ist verschieblich auf der Spindel (171) zwischen den beiden Elementen (172 und 173) vorgesehen. Die Elemente (20,172 und 173) haben einen Außendurchmesser, der knapp unter dem inneren Durchmesser der Führungsbohrung (161) liegt Zwischen den Elementen (20 und 172) und den Elementen (20 und 173) ist jeweils ein Paar ringförmiger Dichtungen (19) vorgesehen. Jede Dichtung (19) ist aus -3-

Claims (5)

1. AT 392 546 B Fluorelastomeren helgestellt und zumindest an einer Stelle (191) geteilt Die axialen Abmessungen der Elemente (19 und 20) sind so ausgelegt, daß die Summe dieser Abmessungen kleiner ist als der Abstand zwischen den Elementen (172 und 173) und ein wesentliches axiales Bewegungsspiel der Elemente (19 und 20) erlaubt wird. Eine solche Auslegung erlaubt die Absorption möglicher thermischer Expansion der Dichtungen (19), sowohl in axialer als auch in radialer Richtung, um das oben angeschnittene Problem des Festfressens zu verhindern. Am Kopfreil (173) ist eine Kappe (24) mit gekrümmter Oberfläche vorgesehen, um den Kontakt mit dem Diaphragma (15) zu «möglichen (Fig. 1). Wie oben beschrieben, sind die Dichtungen (8 und 19) aus Fluorelastomeren hergestellt und zumindest an einer Stelle (62,191) gemäß der Erfindung getrennt, wodurch sie wesentlich reduzierte Gleitreibung aufweisen und die thermische Expansion, so sie auftritt, effektiv absorbiert wird; ihr axialer Abstand am Führungskolben (17) oder Kolben (6) verhindert ein Querstellen der Kolben, welches bei nicht gleichmäßigem Kontakt entstehen kann, wodurch ebenfalls die leichte Beweglichkeit des Ventils gesichert wird. Es soll festgehalten werden, daß die obige Beschreibung zur Erläuterung der Erfindung gegeben wurde und verschiedene Modifikationen und Veränderungen durchgeführt werden können, ohne den Bereich der Erfindung gemäß den beiliegenden Ansprüchen zu verlassen. PATENTANSPRÜCHE 1. Druckreduzierventil mit einem Hauptventil und einem Führungsventil, wobei jedes Ventil mit einer Kolbenvorrichtung in Verbindung steht, die das Ventil stellt und die einen beweglichen Innenteil mit zylindrischer Außenfläche und einen feststehenden Außenteil mit zylindrischer Innenfläche, die der Außenfläche des Innenteiles gegenübersteht, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenteil (6,171) zumindest zwei ringförmige Nuten (61) im axialen Abstand voneinander in sein« Manteloberfläche aufweist, und daß jede Nut zumindest eine ringförmige Dichtung (8,19) trägt, die aus Fluorelastomeren besteht und an zumindest einer Stelle (62,191) gespalten ist
2. 2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein elastisch« Teil (7) zwischen dem Grund der Nut und d« Dichtung (8) vorgesehen ist, um die Dichtung gegen die Innenfläche des Außenteiles (9,16) zu drücken.
3. 3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß d« elastische Teil (7) eine ringförmige Blattfeder ist.
4. 4. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenteil (6) ein Kolb«i und der Außenteil (9) ein Zylind« ist, wobei der Kolben eine Öffnung (10) aufweist, die seine beiden Stirnseiten verbindet.
5. 5. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenteil eine Führungsstange (171) und der Außenteil eine Stangenführung (16) ist, wobei die Führungsstange einen in ihrem mittleren Teil reduzierten, an ihren Enden unveränderten Durchmesser auf weist, daß eine zylindrische Hülle (20) verschieblich am mittler«! Teil sitzt und daß die Dichtungen (19) jeweils zwischen der Hülle und den Endteilen mit unverändertem Durchmesser angeordnet sind, wobei sie geringes, sowohl axiales als auch radiales, Spiel aufweisen. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -4-