DE19781634C2 - Druckreduzierventil - Google Patents
DruckreduzierventilInfo
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Abstract
Ein Druckreduzierventil 30 weist eine Grundkörpereinheit 32, eine Kappeneinheit 36 und eine Betätigungseinheit 38 mit einem Handgriff 126 auf. Das Druckreduzierventil 30 weist außerdem ein erstes Diaphragma 84, ein zweites Diaphragma 86, ein drittes Diaphragma 100 und ein viertes Diaphragma 102 auf, die so vorgesehen sind, daß sie sich in der Grundkörpereinheit 32 erstrecken, wobei sie voneinander um festgelegte Abstände getrennt sind, und eine Düse 106 und eine Klappe 110, die in einer dritten Diaphragmakammer 116 angeordnet sind.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Druckreduzier
ventil zum Reduzieren des Druckes eines von einer Primärseite
zugeführten, unter Druck stehenden Fluids auf einen gewünsch
ten Druck und zum Ablassen des Fluids auf der Sekundärseite.
Im allgemeinen wird bei der Zufuhr eines unter Druck stehenden
Fluids mit einem gewünschten voreingestellten Druck von einer
Druckfluidzufuhrquelle zu einer druckfluidbetriebenen
Vorrichtung ein Druckreduzierventil zwischen der Druckfluid
zufuhrquelle und der druckfluidbetriebenen Vorrichtung
installiert. Das Druckreduzierventil wird derart betrieben,
dass das unter Druck stehende Fluid auf der Primärseite, das
von der Druckfluidzufuhrquelle zugeführt wird, einer Druck
reduzierung auf einen gewünschten Druck unterzogen wird, der
für die druckfluidbetriebene Vorrichtung geeignet ist, welche
mit der Sekundärseite verbunden ist, und dass das Fluid der
Sekundärseite zugeführt wird. Ein Druckreduzierventil, das von
dem vorliegenden Anmelder vorgeschlagen wurde, ist in Fig. 13
dargestellt.
Das Druckreduzierventil 1 umfaßt eine Grundkörpereinheit 4,
die einen Primäranschluß 2, der zur Herstellung einer
Verbindung auf der Seite einer Druckfluidzufuhrquelle
verwendet wird, und einen Sekundäranschluß 3 aufweist, der zur
Herstellung einer Verbindung auf der Seite einer druckfluid
betriebenen Vorrichtung verwendet wird, eine Kappe 6, die
einstückig mit der Grundkörpereinheit 4 gekoppelt ist und ein
daran ausgebildetes Federelement 5 umfaßt, und einen Handgriff
7, der drehbar an einem oberen Abschnitt der Kappe 6 vor
gesehen ist.
Eine zentrale Ablaßöffnung 8 ist an einer Seitenfläche der
Grundkörpereinheit 4 ausgebildet. Die zentrale Ablaßöffnung
8 dient als Entlüftungsöffnung zum Ablassen einer über
schüssigen Menge an von der Primäröffnung 2 zugeführtem unter
Druck stehenden Fluid zur Atmosphäre und außerdem als
Ablaßöffnung zum Ablassen des unter Druck stehenden Fluids auf
der Sekundärseite mit einem Druck, der höher ist als ein
festgelegter Druckwert, zur Atmosphäre.
Ein erstes Diaphragma 9, ein zweites Diaphragma 10 und ein
drittes Diaphragma 11 sind so vorgesehen, dass sie sich an der
Innenseite der Grundkörpereinheit 4 erstrecken. Zwischen dem
ersten Diaphragma 9 und dem zweiten Diaphragma 10 ist eine
erste Diaphragmakammer 12 vorgesehen, die über einen ersten
Durchgang 12a mit dem Sekundäranschluß 3 in Verbindung steht,
eine Düsenrückdruckkammer 13, die getrennt von der ersten
Diaphragmakammer 12 ausgebildet ist, und eine Klappe (Rück
schlagventil) 14 und eine Düse 15, die entsprechend der
Wirkung eines in die Düsenrückdruckkammer 13 eingeführten
unter Druck stehenden Fluids aufeinander aufsetzen oder
voneinander getrennt werden.
Eine zweite Diaphragmakammer 16, die mit der zentralen
Auslaßöffnung 8 in Verbindung steht, ist zwischen dem zweiten
Diaphragma 10 und dem dritten Diaphragma 11 vorgesehen. Ferner
ist eine dritte Diaphragmakammer 17 unter dem dritten
Diaphragma 11 vorgesehen. Eine Verbindungsöffnung 18 zur
Verbindung der zweiten Diaphragmakammer 16 mit der dritten
Diaphragmakammer 17 durchtritt das dritte Diaphragma 11. Ein
Ventilstopfen 19 ist so vorgesehen, dass sein eines Ende mit
der Verbindungsöffnung 18 in Eingriff tritt. Der Ventilstopfen
19 ist in einem Zustand, in dem er durch die Hilfe der
elastischen Kraft eines Federelementes 20 nach oben gedrückt
wird. Ein Verbindungsdurchgang 21 zwischen dem Primäranschluß
2 und dem Sekundäranschluß 3 ist geöffnet oder geschlossen,
wenn der Ventilstopfen 19 von einem Sitzabschnitt abhebt oder
auf diesem aufsetzt. Ein zweiter Durchgang 22 zur Verbindung
des Primäranschlusses 2 mit der Düsenrückdruckkammer 13 ist
in der Grundkörpereinheit 4 ausgebildet.
Die Funktion des Druckreduzierventiles 1 wird nachfolgend
schematisch erläutert.
Das unter Druck stehende Fluid wird dem Druckreduzierventil
von dem Primäranschluß 2 in einem Zustand zugeführt, in
welchem die elastische Kraft des Federelements 5 nicht
ausgeübt wird und die Düse 15 und die Klappe 14 voneinander
um einen festgelegten Abstand getrennt sind. Das unter Druck
stehende Fluid tritt durch den zweiten Durchgang 22 hindurch
und wird in die Düsenrückdruckkammer 13 eingeführt. Das unter
Druck stehende Fluid tritt durch die Lücke zwischen der Düse
15 und der Klappe 14 hindurch und wird in die erste Diaphrag
makammer 12 eingeführt. Das unter Druck stehende Fluid, das
in die erste Diaphragmakammer 12 eingeführt wurde, tritt durch
den ersten Durchgang 12a, die dritte Diaphragmakammer 17 und
die Verbindungsöffnung 18 des dritten Diaphragmas 11 hindurch
und wird über die zentrale Ablaßöffnung 8 zur Atmosphäre hin
entlüftet.
Der Handgriff 7 wird nun in eine festgelegte Richtung gedreht,
so dass die Klappe 14 mittels der elastischen Kraft des
Federelementes 5 nach unten gedrückt wird. Somit wird die
Düsenöffnung der Düse 15 geschlossen. Das unter Druck stehende
Fluid, das von dem Primäranschluß 2 zugeführt wird, tritt
durch den zweiten Durchgang 22 hindurch und wird in die
Düsenrückdruckkammer 13 eingeführt. Dementsprechend erhöht
sich der Druck (Düsenrückdruck) in der Düsenrückdruckkammer
13. Das zweite Diaphragma 10 wird entsprechend der Wirkung des
Düsenrückdruckes nach unten gedrückt. Das zweite Diaphragma
10 und das dritte Diaphragma 11 und der Ventilstopfen 19
werden gemeinsam nach unten verschoben und der Ventilstopfen
19 wird von dem Sitzabschnitt getrennt. Somit wird der
Primäranschluß 2 mit dem Sekundäranschluß 3 in Verbindung
gebracht.
Als Folge hiervon wird der Primärdruck entsprechend der
Druckregulierungswirkung des dritten Diaphragmas 11 reduziert
und der reduzierte Druck wird der mit der Sekundärseite
verbundenen druckfluidbetriebenen Vorrichtung zugeführt.
Wenn der Sekundärdruck so erhöht wird, dass er nicht geringer
ist als ein festgelegter Druck, werden das erste Diaphragma
9 und das dritte Diaphragma 11 nach oben gedrückt und der
Ventilstopfen 19 wird auf den Sitzabschnitt aufgesetzt.
Außerdem wird das dritte Diaphragma 11 von dem einen Ende des
Ventilstopfens 19 getrennt und die Verbindungsöffnung 18 wird
geöffnet. Daher wird das unter Druck stehende Fluid, das einen
hohen Druck auf der Sekundärseite hat, von der zentralen
Ablaßöffnung 8 über die Verbindungsöffnung 18 zur Atmosphäre
hin abgelassen.
In diesem Fall tritt das unter Druck stehende Fluid in der
Düsenrückdruckkammer 13 durch die zwischen der Düse 15 und der
Klappe 14 entsprechend der Wirkung der Aufwärtsbewegung des
ersten Diaphragmas 9 gebildeten Lücke hindurch. Anschließend
tritt das unter Druck stehende Fluid durch die Sekundärseite
und wird von der zentralen Ablaßöffnung 8 zur Atmosphäre hin
abgelassen. Daher ist es unmöglich, den Düsenrückdruck schnell
zu verringern. Als Folge hiervon tritt das Problem auf, dass
es unmöglich ist, die Reaktionsgeschwindigkeit des zweiten
Diaphragmas 10 und des dritten Diaphragmas 11, die ent
sprechend der Wirkung des Düsenrückdruckes verschoben werden,
zu verbessern.
Aus der DE 41 06 474 A1 ist ein vergleichbares Druckreduzier
ventil mit vier Diaphragmen bekannt, bei dem im Falle eines
Überdrucks beim Sekundärdruck das Fluid unter Primärdruck
durch die Sekundärseite hindurch durch eine gemeinsame
Ablaßöffnung für Fluid von der Primär- und Sekundärseite
abgelassen wird. Daher ist auch hier die Reaktionsgeschwindig
keit des Druckreduzierventils bei Überdruck auf der Se
kundärseite nicht hoch.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, ein
Druckreduzierventil vorzuschlagen, das es ermöglicht, den
Düsenrückdruck schnell zu verringern, wenn der Sekundärdruck
so erhöht wird, dass er höher ist als ein festgelegter Druck,
so dass die Reaktionsgeschwindigkeit erhöht wird, und das es
ermöglicht, die Ablaßcharakteristiken (Entlastungscharakteri
stiken) des unter Druck stehenden Fluids auf der Sekundärseite
weiter zu verbessern.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit dem in Anspruch 1
angegebenen Druckreduzierventil.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann, wenn der Sekundärdruck
so erhöht wird, dass er nicht geringer ist als ein festgeleg
ter Druck, das unter Druck stehende Fluid in einer Düsenrück
druckkammer durch eine Lücke zwischen einer Düse und einer
Klappe (Rückschlagventil) hindurchtreten und direkt über eine
Entlüftungsöffnung zur Atmosphäre hin abgelassen werden.
Dadurch kann der Düsenrückdruck in der Düsenrückdruckkammer
schnell verringert werden.
Die oben beschriebene schnelle Verringerung des Düsenrück
druckes ermöglicht es, große Verschiebungen für ein erstes
Diaphragma und ein zweites Diaphragma einzustellen, und sie
ermöglicht es, die Reaktionsgeschwindigkeit zu erhöhen.
Außerdem werden die Ablaßcharakteristiken (Entlastungs
charakteristiken) des Sekundärdruckes wesentlich verbessert.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht, die ein Druck
reduzierventil gemäß einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung darstellt.
Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt entlang einer Linie II-II
in Fig. 1.
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung,
die das in Fig. 1 gezeigte Druckreduzierventil
darstellt.
Fig. 4 zeigt eine teilweise vergrößerte Ansicht, die in
Fig. 3 gezeigte Komponenten darstellt.
Fig. 5 zeigt eine teilweise vergrößerte Ansicht, die in
Fig. 3 gezeigte Komponenten darstellt.
Fig. 6 zeigt einen teilweise aufgebrochenen Schnitt, der
das in Fig. 1 gezeigte Druckreduzierventil dar
stellt.
Fig. 7 zeigt einen Teilschnitt, der das in Fig. 1 gezeigte
Druckreduzierventil darstellt.
Fig. 8 zeigt eine teilweise aufgebrochene perspektivische
Ansicht, die einen zurückgezogenen Zustand einer
Klappe darstellt.
Fig. 9 zeigt eine perspektivische Ansicht, die einen
Befestigungszustand einer Klammer darstellt.
Fig. 10 zeigt eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die
ein in Fig. 7 gezeigtes Drosselelement darstellt.
Fig. 11 zeigt einen Teilschnitt, der eine modifizierte
Ausführungsform darstellt, die ein drittes Di
aphragma und ein viertes Diaphragma für den Aufbau
des in Fig. 1 gezeigten Druckreduzierventiles
betrifft.
Fig. 12 zeigt einen Teilschnitt, der eine modifizierte
Ausführungsform darstellt, die einen Ventilstopfen
für den Aufbau des in Fig. 1 gezeigten Druck
reduzierventiles betrifft.
Fig. 13 zeigt einen Längsschnitt, der ein Druckreduzierven
til darstellt, wie es von dem vorliegenden Anmelder
vorgeschlagen wurde.
Mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 bezeichnet das Bezugszeichen
30 ein Druckreduzierventil gemäß einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
Das Druckreduzierventil 30 umfaßt im wesentlichen eine im
wesentlichen rechteckige parallelepipedförmige Grundkörper
einheit 32, eine Abdeckeinheit 34 (vgl. Fig. 2), die mit dem
unteren Abschnitt der Grundkörpereinheit 32 luftdicht
gekoppelt ist, eine Kappeneinheit 36, die einstückig mit dem
oberen Abschnitt der Grundkörpereinheit 32 gekoppelt ist, und
eine Betätigungseinheit 38, die drehbar an dem oberen
Abschnitt der Kappeneinheit 36 vorgesehen ist.
Wie in Fig. 3 dargestellt ist, weist die Abdeckeinheit 34 ein
Schließelement 42 zum luftdichten Verschließen eines an dem
unteren Abschnitt der Grundkörpereinheit 32 ausgebildeten
Loches mit Hilfe eines O-Rings 40 auf, ein zylindrisches
Dämpferelement 46, das durch eine ringförmige Nut 44, die an
einem Ende des Schließelements 42 ausgebildet ist, getragen
wird, und einen Ventilstopfen 50, auf welchen eine Scheibe 48
zum Eingriff mit dem Dämpfungselement 46 extern aufgesetzt
ist. Bei dieser Ausführungsform ist der Ventilstopfen 40
entsprechend der elastischen Kraft des Dämpfungselements 46,
das aus einem Gummimaterial, wie natürlichem Gummi oder
synthetischem Gummi, ausgebildet ist, vertikal verschieblich
vorgesehen.
Wie in Fig. 3 dargestellt ist, weist die Grundkörpereinheit
32 einen ersten Körper 52, einen zweiten Körper 54 und einen
dritten Körper 56 auf, die blockförmig ausgebildet sind. Der
erste Körper 52, der zweite Körper 54 und der dritte Körper
56 sind mit Hilfe von vier Schraubenelementen 60a bis 60d, die
in an den vier Ecken vorgesehene Schraubenöffnungen 58
eingeschraubt werden, einstückig zu einer Einheit zusammenge
setzt. Der zweite Körper 54 weist eine Ablaßöffnung 62 auf.
Der dritte Körper 56 weist eine Entlüftungsöffnung 64 auf. Die
Ablaßöffnung 62 und die Entlüftungsöffnung 64 sind getrennt
voneinander vorgesehen.
Wie in Fig. 2 dargestellt ist, sind ein mit einer Druckfluid
zufuhrquelle verbundener Primäranschluß 66 und ein mit einer
druckfluidbetriebenen Vorrichtung verbundener Sekundäranschluß
68 koaxial ausgebildet, wobei sie voneinander um einen
festgelegten Abstand auf einander gegenüberliegenden Flächen
des ersten Körpers 52 angeordnet sind. Ein Verbindungsdurch
gang 70 zur Verbindung des Primäranschlusses 66 mit dem
Sekundäranschluß 68 ist zwischen dem Primäranschluß 66 und dem
Sekundäranschluß 68 ausgebildet. Der Verbindungszustand des
Verbindungsdurchgangs 70 ist blockiert, wenn der Ventilstopfen
50 auf einem Sitzabschnitt 72 aufsitzt. Andererseits ist der
Verbindungszustand gegeben, wenn der Ventilstopfen 50 von dem
Sitzabschnitt 72 getrennt ist. Ein Filter 74 ist an einem
Abschnitt angrenzend an den Primäranschluß 66 installiert.
Ein Paar von Anschlüssen 76 ist vorgesehen, die senkrecht zu
einer Achse angeordnet sind, die durch Verbindung des
Primäranschlusses 66 und des Sekundäranschlusses 68 gebildet
wird. Ein Druckmesser 78 kann in einen Anschluß des Paares von
Anschlüssen 76 eingeschraubt werden, so dass der Druck des
durch den Verbindungsdurchgang 70 fließenden unter Druck
stehenden Fluids festgestellt werden kann (siehe Fig. 6). Wenn
der Druckmesser 78 nicht verwendet wird, werden jeweils
Stopfenelemente 80 in das Paar von Öffnungen 76 eingeschraubt.
Somit wird das Paar von Öffnungen 76 luftdicht verschlossen
(siehe Fig. 3 und 4).
Wie in Fig. 4 gezeigt ist, ist ein erstes Diaphragma 84
zwischen dem ersten Körper 52 und dem zweiten Körper 54
installiert, wobei ein erstes Federelement 82 zwischen ihnen
angeordnet ist. Das erste Diaphragma 84 ist zwischen ringför
migen Kanten, die an dem ersten Körper 52 bzw. dem zweiten
Körper 54 ausgebildet sind, angeordnet und wird durch diese
gehalten. Auf dieselbe Weise wie oben beschrieben, ist ein
zweites Diaphragma 86 zwischen dem zweiten Körper 54 und dem
dritten Körper 56 angebracht. Das zweite Diaphragma 86 ist
zwischen ringförmigen Kanten, die an den zweiten Körper 54
bzw. den dritten Körper 56 ausgebildet sind, angeordnet und
wird durch diese gehalten.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist eine erste Diaphragmakammer 88,
die mit dem Sekundäranschluß 68 in Verbindung steht, unter dem
ersten Diaphragma 84 vorgesehen. Eine zweite Diaphragmakammer
90, die mit der Ablaßöffnung 62 in Verbindung steht, ist
zwischen dem ersten Diaphragma 84 und dem zweiten Diaphragma
86 vorgesehen. Eine Haltemetallbefestigung 92, die mit dem
Kopf des Ventilstopfens 50 in Eingriff steht, ist in der Mitte
des ersten Diaphragmas vorgesehen. Eine Durchgangsöffnung 94,
die eine Verbindung zwischen der ersten Diaphragmakammer 88
und der zweiten Diaphragmakammer 90 herstellt, ist durch die
Haltemetallbefestigung 92 hindurch ausgebildet. Das erste
Federelement 82, das das erste Diaphragma 84 mittels seiner
elastischen Kraft nach oben drückt, ist in der ersten
Diaphragmakammer 88 vorgesehen. Ein Stopper 95 ist so
ausgebildet, dass er von der oberen Fläche des ersten Körpers
52 angrenzend an das erste Federelement 82 vorsteht, so dass
die Verschiebung der Haltemetallbefestigung 92 reguliert wird.
Wie in Fig. 5 gezeigt ist, sind zwischen dem dritten Körper
56 und der Kappeneinheit 36 ein ringförmiges Diaphragmahalte
element 96, ein drittes Diaphragma 100 (siehe Fig. 2) und ein
viertes Diaphragma 102 vorgesehen, die große und kleine
unterschiedliche Durchmesser aufweisen und zwischen einem Paar
von Scheibenelementen 98a, 98b angeordnet sind, wobei sie
voneinander in einem festgelegten Abstand beabstandet sind,
sowie ein zweites Federelement 104, das mit der oberen Fläche
des Scheibenelementes 98a in Eingriff steht, um das dritte
Diaphragma 100 und das vierte Diaphragma 102 mittels seiner
elastischen Kraft nach unten zu drücken.
Eine Düse 106, die eine Düsenöffnung aufweist, ist in der
Mitte des dritten Körpers 56 angeordnet. Die Düsenöffnung ist
so ausgebildet, dass sie eine Verbindung mit einer durch das
zweite Diaphragma 86 verschlossenen Düsenrückdruckkammer 108
aufweist. Bei dieser Ausführungsform, wie sie in Fig. 8
gezeigt ist, steht eine kugelige Klappe (Rückschlagventil)
110, die in einer Öffnung mit kreisförmigem Querschnitt einer
Plattenfeder 109 gehalten wird, mit der Düse 106 in Eingriff.
Die Klappe 110 ist so vorgesehen, dass sie die Düsenöffnung
verschließt oder von dieser um einen festgelegten Abstand
getrennt wird, gemäß der Wirkung der elastischen Kraft der
Plattenfeder 109.
Das heißt, dass die Plattenfeder 109 drei Klinken 112a bis
112c aufweist, die voneinander um gleiche Winkelabstände
beabstandet sind. Die drei Klinken 112a bis 112c werden an
drei Punkten von einem ringförmigen Stufenabschnitt 114 des
dritten Körpers 56 getragen. Die Klappe 110 ist vorgesehen,
um gemäß der Wirkung der elastischen Kraft, die durch die
Klinken 112a bis 112c ausgeübt wird, eine verzögerungsfreie
Trennung von der Düse 106 zu schaffen.
Eine dritte Diaphragmakammer (Diaphragmakammer) 116, die durch
das dritte Diaphragma verschlossen wird, ist um die Düse 106
und die Klappe 110 vorgesehen. Die dritte Diaphragmakammer 116
ist vorgesehen, um eine Verbindung mit der Entlüftungsöffnung
64 herzustellen. Eine vierte Diaphragmakammer 118 ist zwischen
dem dritten Diaphragma 100 und dem vierten Diaphragma 102
ausgebildet. Die vierte Diaphragmakammer 118 ist vorgesehen,
um über einen ersten Durchgang 119 (siehe Fig. 6) eine
Verbindung mit dem Sekundäranschluß 68 herzustellen.
Die Düsenrückdruckkammer 108, die durch die Bodenfläche des
dritten Körpers 56 und das zweite Diaphragma 86 verschlossen
wird, ist vorgesehen, um über einen zweiten Durchgang 120 eine
Verbindung mit dem Primäranschluß 66 herzustellen (siehe Fig.
7). Bei dieser Ausführungsform sind in dem zweiten Durchgang
120 Drosselelemente 124 vorgesehen, die jeweils eine scheiben
förmige Gestalt mit einer durch ihren mittleren Abschnitt
ausgebildeten kleinen Öffnung 122 aufweisen, wie es in Fig.
10 dargestellt ist. Die kleine Öffnung 122 dient der Drosse
lung des unter Druck stehenden Fluids.
Der Betätigungsabschnitt 38 umfaßt einen Handgriff 126, der
drehbar an dem oberen Abschnitt der Kappeneinheit 36 vor
gesehen ist, eine Verriegelungsmutter 128 zur Befestigung des
Handgriffs 126 und eine ringförmige Mutter 134 und eine
Scheibe 136, um zwischen sich ein Paar von Enden 132a, 132b
einer Klammer 130 aufzunehmen, die in einer gebogenen Gestalt
mit einem L-förmigen Querschnitt ausgebildet ist (siehe Fig.
9). Ein Aufnahmeelement 138, das mit dem zweiten Federelement
104 in Eingriff steht, um das zweite Federelement 104 nach
unten zu drücken, ist an einem Ende des Handgriffs 126
vorgesehen.
Das Druckreduzierventil 30 gemäß der Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ist im wesentlichen wie oben be
schrieben aufgebaut. Nachfolgend werden seine Betätigung,
Funktion und Wirkung erläutert.
Zunächst wird die Druckfluidzufuhrquelle (nicht dargestellt)
über eine Rohrleitung oder dgl. mit dem Primäranschluß 66
verbunden. Auf der anderen Seite wird eine gewünschte
druckfluidbetriebene Vorrichtung, wie ein Zylinder, mit dem
Sekundäranschluß 68 verbunden.
Nach den oben beschriebenen Vorbereitungsschritten wird das
Druckreduzierventil 30 durch Drehen des Handgriffs 126 in
einen Zustand eingestellt, in dem eine Lücke zwischen der Düse
106 und der Klappe 110 ausgebildet ist. Das heißt, dass die
Düse 106 von der Klappe 110 um einen festgelegten Abstand
getrennt ist und die Wirkung der elastischen Kraft des zweiten
Federelements 104 nicht ausgeübt wird. In diesem Zustand wird
das unter Druck stehende Fluid, das von dem Primäranschluß 66
zugeführt wird, über den zweiten Durchgang 120 in die
Düsenrückdruckkammer 108 eingeführt. Das unter Druck stehende
Fluid tritt durch die Lücke zwischen der Düse 106 und der
Klappe 110 hindurch und wird in die dritte Diaphragmakam
mer 116 eingeführt. Das unter Druck stehende Fluid, das in die
dritte Diaphragmakammer 116 eingeführt wird, wird über die
Entlüftungsöffnung 64 zur Atmosphäre hin abgelassen.
In einem solchen Entlüftungszustand wird der Handgriff 126 in
der festgelegten Richtung gedreht und dadurch die Klappe 110
mittels der durch das Federelement 104 ausgeübten elastischen
Kraft nach unten gedrückt, so dass die Düsenöffnung der Düse
106 verschlossen wird. Daher wird das unter Druck stehende
Fluid, das von dem Primäranschluß 66 zugeführt wird, über den
zweiten Durchgang 120 in die Düsenrückdruckkammer 108
eingeführt. Somit wird der Druck in der Düsenrückdruckkammer
108 (nachfolgend als "Düsenrückdruck" bezeichnet) erhöht. Das
zweite Diaphragma 86 wird entsprechend der Wirkung des
Düsenrückdruckes nach unten gedrückt. Das zweite Diaphragma
86, das erste Diaphragma 84 und der Ventilstopfen 50 werden
gemeinsam nach unten verschoben. Der Ventilstopfen 50 wird von
dem Sitzabschnitt 72 getrennt, so dass der Verbindungsdurch
gang 70 geöffnet wird. Dementsprechend wird der Primäranschluß
66 mit dem Sekundäranschluß 68 in Verbindung gebracht.
Als Folge hiervon kann der Primärdruck entsprechend der
Druckregulierungswirkung des ersten Diaphragmas 84 reduziert
werden und der reduzierte Druck kann der mit der Sekundärseite
verbundenen druckfluidbetriebenen Vorrichtung stabil zugeführt
werden.
Wenn der Sekundärdruck so erhöht wird, dass er nicht geringer
ist als ein festgelegter Druck, drückt der erhöhte Sekundär
druck das erste Diaphragma 84 nach oben. Das unter Druck
stehende Fluid auf der Sekundärseite, das über den ersten
Durchgang 119 in die vierte Diaphragmakammer 118 eingeführt
wird, drückt das vierte Diaphragma 102 entgegen der elasti
schen Kraft des zweiten Federelements 104 nach oben. Dadurch
wird die Klappe 110 gemäß der Druckwirkung des unter Druck
stehenden Fluids auf der Sekundärseite von der Düse 106
getrennt. Als Folge hiervon tritt das unter Druck stehende
Fluid in der Düsenrückdruckkammer 108 durch die Lücke zwischen
der Düse 106 und der Klappe 110 hindurch und wird über die
Entlüftungsöffnung 64 zur Atmosphäre hin abgelassen. Dement
sprechend ist es möglich, den Düsenrückdruck in der Düsenrück
druckkammer 108 verzögerungsfrei abzusenken.
Wenn der Düsenrückdruck verzögerungsfrei abgesenkt wird,
werden das erste Diaphragma 84 und das zweite Diaphragma 86
nach oben bewegt und der Kopf des Ventilstopfens 50 wird von
der Haltemetallbefestigung 92 des ersten Diaphragmas 84
getrennt. Der Ventilstopfen 50 wird mittels der federnden
Kraft des Dämpferelements 46 nach oben verschoben und wird auf
den Sitzabschnitt 72 aufgesetzt. Dadurch wird die Durchgangs
öffnung 94 der Haltemetallbefestigung 92, die durch den Kopf
des Ventilstopfens 90 verschlossen war, geöffnet. Der erhöhte
Sekundärdruck wird über die Durchgangsöffnung 94 der zweiten
Diaphragmakammer 90 zugeführt und endlich durch die Ablaßöff
nung 62 zur Atmosphäre hin abgelassen.
Wie oben beschrieben, sind bei der Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung die Entlüftungsöffnung 64 und die
Ablaßöffnung 62 getrennt voneinander ausgebildet. Das
überschüssige unter Druck stehende Fluid wird direkt zur
Atmosphäre hin abgelassen, ohne es dem überschüssigen unter
Druck stehenden Fluid zu gestatten, zur Sekundärseite
durchzutreten. Dementsprechend ermöglicht es die Ausführungs
form der vorliegenden Erfindung, die Reaktionsgeschwindigkeit
zu erhöhen, wenn das Sekundärdruckfluid zur Atmosphäre hin
abgelassen wird, was es weiterhin möglich macht, die Ablaß
charakteristiken (Entlastungscharakteristiken) im Vergleich
mit dem in Fig. 13 gezeigten Druckreduzierventil 1 erheblich
zu verbessern.
Das heißt, dass die vierte Diaphragmakammer 118 über den
ersten Durchgang 119 auf dem gleichen Druck gehalten wird, wie
der Sekundärdruck. Die dritte Diaphragmakammer 116, in welcher
die Düse 106 und die Klappe 110 vorgesehen sind, wird jedoch
mit Hilfe des dritten Diaphragmas 100 von dem Sekundärdruck
abgeschlossen. Außerdem ist die dritte Diaphragmakammer 116
dazu vorgesehen, über die Entlüftungsöffnung 64 eine Verbin
dung zur Atmosphäre herzustellen. Daher kann, wenn der
Sekundärdruck so erhöht wird, dass er nicht kleiner ist als
ein festgelegter Druckwert, das unter Druck stehende Fluid in
der Düsenrückdruckkammer 108 durch die Lücke zwischen der Düse
106 und der Klappe 110 hindurchtreten und wird über die
Entlüftungsöffnung 64 direkt zur Atmosphäre hin abgelassen.
Somit kann der Düsenrückdruck in der Düsenrückdruckkammer 108
schnell verringert werden.
Aufgrund der Tatsache, dass der Düsenrückdruck schnell
abgesenkt wird, kann die Größe der Verschiebung des ersten
Diaphragmas 84 und des zweiten Diaphragmas 86 auf einen großen
Wert eingestellt werden. Außerdem ist es möglich, die
Reaktionsgeschwindigkeit zu erhöhen. Als Folge hiervon wird
das Sekundärdruckfluid durch die Ablaßöffnung 62 und die
Durchgangsöffnung 94 des ersten Diaphragmas 84, das von dem
Kopf des Ventilstopfens 50 getrennt ist, zur Atmosphäre hin
abgelassen.
Wie bei der modifizierten Ausführungsform gemäß Fig. 11
dargestellt ist, kann die Druckaufnahmefläche des dritten
Diaphragmas 100a zur Bildung der dritten Diaphragmakammer 118
etwa die gleiche sein wie die des vierten Diaphragmas 102a.
Dadurch kann die Federkraft des zweiten Federelements 104 im
Vergleich mit dem Normalzustand klein eingestellt werden. Als
Folge hiervon ist es möglich, die Herstellungskosten zu
senken.
Wie bei der modifizierten Ausführungsform gemäß Fig. 12
dargestellt ist, kann ein Durchgang 140 mit einem L-förmigen
Querschnitt durch den Ventilstopfen 50a ausgebildet sein, so
dass die erste Diaphragmakammer 88 und die zweite Diaphragma
kammer 90 immer in einen Verbindungszustand eingestellt werden
können. Außerdem ist vorab eine Lücke 142 zwischen dem
Ventilstopfen 50a und dem Sitzabschnitt 72 ausgebildet.
Dadurch startet der Ventilstopfen 50a seinen Betrieb schnell
und es ist möglich, die Reaktionsgeschwindigkeit weiter zu
erhöhen.
Das Druckreduzierventil ist also so aufgebaut, dass die
Entlüftungsöffnung und die Ablaßöffnung getrennt voneinander
ausgebildet sind, und dass das überschüssige unter Druck
stehende Fluid direkt zur Atmosphäre hin abgelassen wird, ohne
dass das überschüssige unter Druck stehende Fluid durch die
Sekundärseite hindurchtreten muß. Dadurch wird die Reaktions
geschwindigkeit erhöht, wenn das Sekundärdruckfluid zur
Atmosphäre hin abgelassen wird und es wird ermöglicht, die
Ablaßcharakteristiken (Entlastungscharakteristiken) weiter zu
verbessern.
Claims (8)
1. Druckreduzierventil mit:
einer Grundkörpereinheit (32), die eine rechteckige par allelepipedförmige Gestalt und eine Vielzahl von Druckfluid einlaß-/Auslaßöffnungen (66, 68) aufweist;
einer Kappeneinheit (36), die einstückig mit einem oberen Abschnitt der Grundkörpereinheit (32) gekoppelt ist;
einer Betätigungseinheit (38) mit einem Handgriff (126), der drehbar an einem oberen Abschnitt der Kappeneinheit (32) vorgesehen ist;
einem ersten Diaphragma (84), einem zweiten Diaphragma (86), einem dritten Diaphragma (100) und einem vierten Diaphragma (102), die in der Grundkörpereinheit (32) unter Ausbildung von Diaphragmakammern (86, 90, 116, 118) um festgelegte Abstände voneinander beabstandet sind; und
einem Düsen-Klappenmechanismus mit einer Düse (106) und einer Klappe (110), die in einer Diaphragmakammer (116) angeordnet sind, welche zwischen dem zweiten Diaphragma (86) und dem dritten Diaphragma (100) ausgebildet ist, um eine Düsenöffnung gemäß einer Wirkung eines Düsenrückdruckes in einer Düsenrück druckkammer (108) zu öffnen und zu schließen,
wobei die Grundkörpereinheit (32) auf einer Primärseite einen Primäranschluß (66) zur Verbindung mit einer Druckfluid zufuhrquelle, auf einer Sekundärseite einen Sekundäranschluß (68) für die Zufuhr eines unter Druck stehenden Fluids zu einer druckfluidbetriebenen Vorrichtung mit einem auf einen festgelegten Druckwert reduzierten Druck und eine Ablaßöffnung (62) aufweist, um das unter Druck stehende Fluid auf der Sekundärseite abzulassen, falls sein Druck höher ist als ein festgelegter Druck,
gekennzeichnet durch eine Entlüftungsöffnung (64) zum Ablassen von von dem Primäranschluß (66) zugeführtem überschüssigen unter Druck stehenden Fluid, die getrennt und unabhängig von der Ablaßöffnung (62) ausgebildet ist,
wobei die Diaphragmakammer (116) so ausgebildet ist, dass sie von dem Druck auf der Sekundärseite mittels des dritten Diaphragmas (100) abgetrennt ist und über die Entlüftungsöff nung (64) mit der Atmosphäre in Verbindung steht, und wobei das unter Druck stehende Fluid der Primärseite in der Düsenrückdruckkammer (108) mit Hilfe des Düsen-Klappen- Mechanismus und der Entlüftungsöffnung (64) direkt zur Atmosphäre hin abgelassen wird, wenn das unter Druck stehende Fluid auf der Sekundärseite einen Druck aufweist, der höher ist als der festgelegte Druck.
einer Grundkörpereinheit (32), die eine rechteckige par allelepipedförmige Gestalt und eine Vielzahl von Druckfluid einlaß-/Auslaßöffnungen (66, 68) aufweist;
einer Kappeneinheit (36), die einstückig mit einem oberen Abschnitt der Grundkörpereinheit (32) gekoppelt ist;
einer Betätigungseinheit (38) mit einem Handgriff (126), der drehbar an einem oberen Abschnitt der Kappeneinheit (32) vorgesehen ist;
einem ersten Diaphragma (84), einem zweiten Diaphragma (86), einem dritten Diaphragma (100) und einem vierten Diaphragma (102), die in der Grundkörpereinheit (32) unter Ausbildung von Diaphragmakammern (86, 90, 116, 118) um festgelegte Abstände voneinander beabstandet sind; und
einem Düsen-Klappenmechanismus mit einer Düse (106) und einer Klappe (110), die in einer Diaphragmakammer (116) angeordnet sind, welche zwischen dem zweiten Diaphragma (86) und dem dritten Diaphragma (100) ausgebildet ist, um eine Düsenöffnung gemäß einer Wirkung eines Düsenrückdruckes in einer Düsenrück druckkammer (108) zu öffnen und zu schließen,
wobei die Grundkörpereinheit (32) auf einer Primärseite einen Primäranschluß (66) zur Verbindung mit einer Druckfluid zufuhrquelle, auf einer Sekundärseite einen Sekundäranschluß (68) für die Zufuhr eines unter Druck stehenden Fluids zu einer druckfluidbetriebenen Vorrichtung mit einem auf einen festgelegten Druckwert reduzierten Druck und eine Ablaßöffnung (62) aufweist, um das unter Druck stehende Fluid auf der Sekundärseite abzulassen, falls sein Druck höher ist als ein festgelegter Druck,
gekennzeichnet durch eine Entlüftungsöffnung (64) zum Ablassen von von dem Primäranschluß (66) zugeführtem überschüssigen unter Druck stehenden Fluid, die getrennt und unabhängig von der Ablaßöffnung (62) ausgebildet ist,
wobei die Diaphragmakammer (116) so ausgebildet ist, dass sie von dem Druck auf der Sekundärseite mittels des dritten Diaphragmas (100) abgetrennt ist und über die Entlüftungsöff nung (64) mit der Atmosphäre in Verbindung steht, und wobei das unter Druck stehende Fluid der Primärseite in der Düsenrückdruckkammer (108) mit Hilfe des Düsen-Klappen- Mechanismus und der Entlüftungsöffnung (64) direkt zur Atmosphäre hin abgelassen wird, wenn das unter Druck stehende Fluid auf der Sekundärseite einen Druck aufweist, der höher ist als der festgelegte Druck.
2. Druckreduzierventil nach Anspruch 1, wobei die Klappe
(110) aus einer Kugel besteht, wobei die Kugel von einer
Öffnung mit einem kreisförmigen Querschnitt einer Haltemetall
befestigung (109) mit einer Vielzahl von Klinken (112a bis
112c), die voneinander in Umfangsrichtung um gleiche Winkel
abstände beabstandet sind, gehalten wird, und wobei die Klappe
(110) von der Düse (108) um einen festgelegten Abstand gemäß
der Wirkung der elastischen Kraft der Klinken (112a bis 112c)
beabstandet ist.
3. Druckreduzierventil nach Anspruch 1 oder 2, wobei die
Grundkörpereinheit (32) einen ersten Körper (52), einen
zweiten Körper (54) und einen dritten Körper (56) aufweist,
und wobei der erste Körper (52), der zweite Körper (54) und
der dritte Körper (56) mit Hilfe von Schraubenelementen (60a
bis 60d), die in an den Ecken vorgesehene Schraubenöffnungen
(58) eingeschraubt sind, koaxial einstückig zusammengesetzt
sind.
4. Druckreduzierventil nach Anspruch 1, wobei das dritte
Diaphragma so ausgebildet ist, dass es im wesentlichen die
gleiche druckaufnehmende Fläche hat wie das vierte Diaphragma.
5. Druckreduzierventil nach Anspruch 1, wobei der Handgriff
(126) eine ringförmige Mutter (134) und eine Scheibe (136)
aufweist und wobei Enden (132a, 132b) einer Klammer (130)
zwischen der Mutter (134) und der Scheibe (136) angeordnet
sind und durch diese gehalten werden.
6. Druckreduzierventil nach Anspruch 1, wobei die Grundkör
pereinheit (32) einen Durchgang (120) aufweist, um eine
Verbindung zwischen dem Primäranschluß (66) und der Düsenrück
druckkammer (108) herzustellen, wobei ein scheibenförmiges
Element (124), in dessen mittlerem Abschnitt eine kleine
Öffnung (122) mit festgelegtem Durchmesser ausgebildet ist,
an einer festgelegten Position des Durchgangs (120) angebracht
ist, und wobei die kleine Öffnung (122) der Drosselung des
unter Druck stehenden Fluids dient.
7. Druckreduzierventil nach Anspruch 1, wobei ein Ventil
stopfen (50) zum Öffnen und Schließen eines Verbindungsdurch
gangs (70) zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem
Primäranschluß (66) und dem Sekundäranschluß (68) in der
Grundkörpereinheit (32) vorgesehen ist, und wobei der
Ventilstopfen (50) mit Hilfe eines zylindrischen federnden
Elementes (46), das extern auf den Ventilstopfen (50)
aufgesetzt ist, verschieblich vorgesehen ist.
8. Druckreduzierventil nach Anspruch 7, wobei eine Lücke
(142) zwischen dem Ventilstopfen (50a) und einem Sitzabschnitt
(72) ausgebildet ist, und wobei der Ventilstopfen (50a) einen
Durchgang (140) aufweist, um immer eine Verbindung zwischen
einer ersten Diaphragmakammer (88), die durch das erste
Diaphragma (84) verschlossen wird, und einer zweiten Diaphrag
makammer (90), die zwischen dem ersten Diaphragma (84) und dem
zweiten Diaphragma (86) ausgebildet ist, herzustellen.
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