DE60004583T2 - Regler - Google Patents

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DE60004583T2
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
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    • G05D16/04Control of fluid pressure without auxiliary power
    • G05D16/06Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a flexible membrane, yielding to pressure, e.g. diaphragm, bellows, capsule
    • G05D16/063Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a flexible membrane, yielding to pressure, e.g. diaphragm, bellows, capsule the sensing element being a membrane
    • G05D16/0644Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a flexible membrane, yielding to pressure, e.g. diaphragm, bellows, capsule the sensing element being a membrane the membrane acting directly on the obturator
    • G05D16/0655Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a flexible membrane, yielding to pressure, e.g. diaphragm, bellows, capsule the sensing element being a membrane the membrane acting directly on the obturator using one spring-loaded membrane
    • G05D16/0661Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a flexible membrane, yielding to pressure, e.g. diaphragm, bellows, capsule the sensing element being a membrane the membrane acting directly on the obturator using one spring-loaded membrane characterised by the loading mechanisms of the membrane
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K7/00Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T137/7793With opening bias [e.g., pressure regulator]
    • Y10T137/7822Reactor surface closes chamber
    • Y10T137/7823Valve head in inlet chamber
    • Y10T137/7825Rectilinear valve stem rigid with reactor surface

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Regler zum Einstellen des Drucks eines Druckfluids wie Druckluft.
  • Solch ein Regler wird mit Druckfluid von einem Zuführungsanschluss beaufschlagt und stellt den Druck desselben auf einen Sollwert ein, bei dessen Erreichen es über einen Austrittsanschluss abgegeben wird. Ein Beispiel für diesen Regler ist in dem US-Patent Nr. 5 458 001 beschrieben. Bestandteile des Reglers sind ein Ventilsitz, der in einem Fluidströmungsweg angeordnet ist, der den Zuführungsanschluss mit dem Austrittsanschluss verbindet, eine auf der Austrittsseite des Ventilsitzes beweglich eingebaute Membran, ein an der Membran befestigtes Spindelventil, das durch die Bewegung der Membran die Ventilsitzöffnung von der Zuführungsseite her öffnet und schließt, und eine Druckeinstellfeder, die auf die Membran in der Richtung wirkt, in der das Spindelventil den Ventilsitz öffnet. Das Spindelventil, das den Ventilsitz öffnet und schließt, ermöglicht einen Öffnungswert entsprechend der Differenz zwischen der Kraft des Fluiddrucks auf der Austrittsseite, die auf die Membran von der anderen Seite einwirkt, und der Kraft der Druckeinstellfeder, so dass der Fluiddruck auf der Zuführungsseite reduziert und auf einen Sollwert eingestellt wird.
  • Die Membran neigt dazu, sich nicht nur in Achsrichtung, sondern auch geneigt in einem Winkel zur Achsrichtung zu bewegen. Im Ergebnis weist der Regler den Nachteil auf, dass das an der Membran befestigte Spindelventil die Tendenz hat, sich in einem bestimmten Winkel auf den Ventilsitz zu zu bewegen und von diesem zu trennen, so dass der Öffnungs- und Schließprozess des Spindelventils instabil ist, was dazu führt, dass die Druckeinstellung mit ungenügender Genauigkeit erfolgt. Ein weiteres Problem besteht in der Wahrscheinlichkeit, dass durch die Bewegung des Spindelventils auf den Ventilsitz zu und von diesem weg örtlicher Verschleiß entsteht, wodurch die Lebensdauer des Reglers verkürzt wird.
  • In der Patentschrift US-A-5492146 wird ein Druckregler für den sanitärtechnischen Bereich beschrieben, zu dessen Bestandteilen in Strömungsrichtung hinter einer Drosselöffnung ein Druckmessraum gehört, dessen oberer Bereich durch eine Membran begrenzt wird. Eine an der Membran befestigte Ventilspindel erstreckt sich nach unten durch die Drosselöffnung und ist in Strömungsrichtung vor der Drosselöffnung mit einem Ventilkegel versehen. In ein Federgehäuse ist eine Ventilfeder eingesetzt, die über eine untere Federführung wirksam wird und federnd die Bewegung des Ventilkegels bis in eine Position abbremst, in der der Fluidstrom begrenzt wird. Die Federführung wird für die Aufwärtsbewegung gegenüber dem Federgehäuse durch einen oberen und einen unteren Ansatz geführt, die jeweils mit einer Öffnung im Federgehäuse in Eingriff kommen. Federgehäuse, Kompressionsfeder und untere Federführung bilden eine Einheit, die an einem Gehäuse mit Kanälen angebaut und davon abgenommen werden kann. Die Ventilspindel ist an der Membran mit Hilfe einer Mutter befestigt, die an der Ventilspindel auf den an der Membran hervorstehenden Teil aufgeschraubt wird. Für den Einsatz eines Hochdruckfluids zum Reinigen des Reglers wurde dafür gesorgt, dass die Ventilspindel in einer Öffnungsstellung arretiert werden kann. Bei einer alternativen Ausführung ist die Ventilspindel in Achsrichtung an der unteren Federführung befestigt, und an der Unterseite der Membran kommt eine Scheibe zum Anliegen. Bei einer werteren Ausführungsform wird der Ventilkegel für Regelungszwecke federnd an der Austrittsöffnung der Drosselöffnung zum Anliegen gebracht. Auch diese Ausführungsform ist mit einer Kompressionsfeder und einer unteren Federführung versehen, die in ein Federgehäuse eingesetzt sind, und sie ist so konzipiert, dass die Kompressionsfeder ihre Länge in entspanntem Zustand einnehmen kann, so dass eine zweite Feder, die auf die Federführung wirkt, die Ventilspindel in eine Öffnungsstellung bringen kann, so dass das Fluid aus dem Regler abgelassen werden kann.
  • Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht dann, die Mittel zur Stabilisierung des Öffnungs- und Schließprozesses des Spindelventils zu verbessern, indem die Membran und das Spindelventil daran gehindert werden, von der Achsrichtung abzuweichen.
  • Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, den örtlichen Verschleiß im Regler zu beseitigen, so dass die Lebensdauer verlängert wird.
  • Ein erfindungsgemäßer Regler wird in Patentanspruch 1 definiert.
  • Wird der Kolben von einer Druckeinstellfeder des Druckeinstellmechanismus bewegt, so dass die Membran gegen den Ventilsitz gedrückt wird, hebt sich das Spindelventil vom Ventilsitz ab und öffnet die Ventilsitzöffnung, so dass auf der Zuführungsseite befindliches Druckfluid über die Ventilsitzöffnung zur Austrittsseite überströmen kann.
  • Der an der Membran wirksame austrittsseitige Fluiddruck erzeugt eine Betätigungskraft in der der Druckeinstellfederwirkung entgegengesetzten Richtung, wodurch das Spindelventil den Ventilsitz um einen Öffnungswert öffnet, der der Differenz zwischen den beiden Kräften entspricht. Ist die austrittsseitige Kraft des Fluiddrucks kleiner als die Federkraft, so öffnet das Spindelventil, und Druckfluid strömt von der Zuführungsseite zur Austrittsseite ein. Nimmt die Kraft des Fluiddrucks austrittsseitig zu und somit die Differenz gegenüber der Federkraft ab, so bewegt sich die Membran vom Ventilsitz weg, so dass der Öffnungswert des Spindelventils kleiner wird. Nimmt die Druckdifferenz den Wert Null an und befinden sich die Betätigungskräfte im Gleichgewicht, so schließt das Spindelventil, wodurch der Fluiddruck austrittsseitig eingestellt ist.
  • Da die Membran über den Kolben mittels Buchse geführt wird, erfolgt die Bewegung der Membran als Reaktion auf den austrittsseitigen Druck sicher und zuverlässig nur in Achsrichtung ohne Verkantung oder seitlichen Schlag. Entsprechend entsteht auch für das an der Membran befestigte Spindelventil keinerlei seitliche Neigung, es läuft absolut ohne Schlag und bewegt sich zum Öffnen und Schließen des Ventilsitzes nur in Achsrichtung, wodurch auf Grund des beständigen und präzisen Öffnungs- und Schließprozesses eine erhöhte Genauigkeit bei der Druckeinstellung erzielt wird. Zudem wird die Lebensdauer des Reglers verlängert, da kein örtlicher Verschleiß durch Schrägstellung der Anlageflächen entsteht.
  • Der Kolben und die Buchse sind mit vorderen Endbereichen mit kleineren Durchmessern und rückseitigen Endbereichen mit größeren Durchmessern ausgeführt, wobei sich der Kolben und die Buchse an den vorderen und rückseitigen Endbereichen in gleitendem Kontakt befinden, und an der Innenseite der Buchse ist eine Abstufung als Anschlag zur Aufnahme des rückseitigen Endbereichs beim vollständigen Ausfahren des Kolbens ausgebildet.
  • Auf diese Weise kann nicht nur eine Verkantung der Membran zuverlässiger verhindert werden, sondern es kann mit Sicherheit ausgeschlossen werden, dass die Membran und der Kolben auf den Ventilsitz oder andere Teile aufschlagen und Schäden bzw. Abrieb verursachen, wenn der Fluiddruck der Austrittsseite plötzlich abnimmt oder wenn sich auf der Austrittsseite ein Druck unter Null bzw. ein Vakuum bildet.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann der Regler aus einem Gehäuse und einer Kappe bestehen, die abnehmbar am Gehäuse befestigt ist, wobei das Gehäuse mit dem Zuführungs- und dem Austrittsanschluss ausgeführt und die Kappe mit der Buchse, dem Kolben, der Membran und dem Druckeinstellmechanismus versehen ist. Ein äußerer Umfangsbereich der Membran ist zwischen dem Gehäuse und der Kappe hermetisch eingespannt, zudem ist ein Einsatz zur Aufnahme des Ventilsitzes vorgesehen, wobei der Ventilsitz zwischen dem Einsatz und dem Gehäuse fixiert ist.
  • Ist zur Verbesserung der hermetischen Abdichtung der äußere Umfangsbereich der Membran zwischen im Gehäuse und in der Kappe ausgebildeten ringförmigen Befestigungsteilen beidseitig eingespannt, so ist es wünschenswert, dass einer dieser Befestigungsteile eine ebene Fläche aufweist und der andere eine Wulst bildet.
  • Bei einer anderen Ausführungsform können das Gehäuse und die Kappe mit einem Klemmring miteinander verbunden werden, der aus einem Befestigungsteil, der an einem äußeren Flansch am Außenumfang der Kappe befestigt ist, und einem Innengewindeabschnitt besteht, der auf einen Außengewindeabschnitt am Außenumfang des Gehäuses aufgeschraubt wird. Zwischen dem Befestigungsteil und dem Flansch der Kappe können Führungselemente für eine Gleitbewegung eingesetzt sein.
  • Bestandteile des Druckeinstellmechanismus sind eine Rückholfeder für die Bewegung des Kolbens in der Richtung, in der das Spindelventil schließt, wobei die Rückholfeder von zumindest einer Feder gebildet wird, einer Spiralfeder und/oder einer Blattfeder.
  • Wird als Rückholfeder eine Spiralfeder eingesetzt, so wird diese in die Buchse zwischen Innenseite der Buchse und äußerer Umfangsfläche des Kolbens eingesetzt.
  • Wird als Rückholfeder eine Blattfeder eingesetzt, so besteht sie aus einem Ring, der Kolben ist in den mittleren Bereich der Feder eingesetzt, während der äußere Umfangsbereich der Feder am Gehäuse oder der Kappe befestigt ist. Auf diese Weise ist die Blattfeder an einer Stelle an der Rückseite der Membran eingesetzt, die nicht die normale Durchbiegung der Membran behindert.
  • Vorzugsweise wird das Spindelventil mit einer konischen Dichtfläche ausgeführt und weist nahe zur Mitte der konischen Fläche, die in ihren Abmessungen der Ventilsitzöffnung entspricht, einen Volumenstromdrosselbereich auf, wobei die konische Fläche des Volumenstromdrosselbereichs eine steil verlaufende Erzeugende hat.
  • Beim Öffnen des Spindelventils verlässt somit der Volumenstromdrosselbereich die Ventilsitzöffnung allmählich, wodurch ein plötzliches Öffnen der Ventilsitzöffnung verhindert wird. Auch beim Schließen des Spindelventils wird auf Grund des gleitenden Annäherns der Passflächen von Volumenstromdrosselbereich und Ventilsitzöffnung ein plötzliches Schließen der Ventilsitzöffnung verhindert, was eine Verringerung von Druckschwankungen auf der Austrittsseite bewirkt.
  • Die Erfindung soll nun anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben werden. In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 einen Schnitt eines Reglers entsprechend einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
  • 2 eine Explosivdarstellung eines Teils des Reglers von 1,
  • 3 einen Schnitt eines Reglers entsprechend einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
  • 4 einen Schnitt eines Teils eines Reglers entsprechend einer dritten Ausführungsform.
  • Es sollen nun einige bevorzugte Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Reglers unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben werden.
  • Die 1 und 2 zeigen eine erste Ausführungsform. Bestandteil eines Reglers 1A entsprechend der ersten Ausführungsform sind ein säulenförmiges Gehäuse 2 geringer Höhe, eine auf die Oberseite des Gehäuses 2 aufgesetzte zylindrische Kappe 3 und ein mutternartiger Klemmring 4 zum Befestigen der abnehmbaren Kappe 3 am Gehäuse 2.
  • An den Seiten des Gehäuses 2 sind ein Zuführungsanschluss „P" für die Zufuhr eines Druckfluids und ein Austrittsanschluss „A" zur Abgabe eines druckgeregelten Druckfluids vorhanden. An der Oberseite des Gehäuses 2 befindet sich ein Druckraum 7, der an diese Anschlüsse „P" und „A" angeschlossen ist. Im Druckraum 7 ist an einer Stelle, an der der Zuführungsanschluss „P" mündet, ein Ventilsitz 8 eingebaut. Der Zuführungsanschluss „P" steht mit dem Druckraum 7 über eine Ventilsitzöffnung 9 in der Mitte des Ventilsitzes 8 in Verbindung.
  • Der Ventilsitz 8 ist mittels eines Einsatzes 11 befestigt. Der Einsatz 11 ist ein Teller mit einer Mittenbohrung 11a, die zur Ventilsitzöffnung 9 führt, mit einem runden Auskehlungsteil 11b, der die Mittenbohrung 11a umgibt, und einem ringförmigen Befestigungsteil 11c im äußeren Umfangsbereich. Der Einsatz 11 ist zwischen dem Gehäuse 2 und der Kappe 3 eingesetzt, indem er zwischen einem Abstufungsteil 2a des Gehäuses 2 zum Befestigen und einem als Teil der Kappe 3 dienenden ringförmigen Befestigungsteil 12a eines Abstandsstücks 12 befestigt wird. Der Ventilsitz 8 ist ebenfalls zwischen dem Auskehlungsteil 11b des Einsatzes 11 und dem Gehäuse 2 fixiert. Eine ringförmige Wulst 14 sollte zur Verbesserung der hermetischen Abdichtung des Gehäuses 2 und des Ventilsitzes 8 vorzugsweise am Gehäuse 2 ausgebildet sein.
  • In den Zeichnungen sind mit 11d Durchgangsbohrungen im Einsatz 11 zur Herstellung der Verbindung zwischen der Austrittsseite des Ventilsitzes 8, die dem Druckraum 7 entspricht, und dem Austrittsanschluss „A" bezeichnet.
  • Auf der Austrittsseite des Ventilsitzes 8 ist zur Begrenzung der Oberseite des Druckraums 7 eine Membran 15 so befestigt, dass sie beweglich in Richtung Ventilsitz 8 und weg von ihm ist. Die Befestigung der Membran 15 erfolgt durch hermetisches Einspannen ihres Umfangsbereichs zwischen einem ringförmigen Befestigungsteil 2b am äußeren Umfang des Gehäuses 2 und dem ringförmigen Befestigungsteil 12a am äußeren Umfang des Abstandsstücks 12. Zur Verbesserung der hermetischen Abdichtung beim Einspannen sollte eine am Gehäuse 2 bzw. am Abstandsstück 12 ausgebildete Fläche dieser Befestigungsteile 2b und 12a eben sein, während an der anderen Fläche eine Wulst 16 ausgebildet sein sollte. In dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel ist die Wulst 16 am Befestigungsteil 2b des Gehäuses 2 ausgebildet.
  • Am mittleren rückseitigen Teil der Membran 15 ist ein Kolben 18 befestigt, zwischen einem Abstufungsteil 3a der Kappe 3 und dem Abstandsstück 12 ist eine Buchse 19 eingesetzt. Die Buchse 19 nimmt den Kolben 18 auf, der in ihr gleiten kann. Der Kolben 18 und die Buchse 19 sind mit vorderen Endbereichen 18a bzw. 19a mit kleineren Durchmessern und rückseitigen Endbereichen 18b bzw. 19b mit größeren Durchmessern versehen. Der Kolben 18 und die Buchse 19 befinden sich in den beiden Bereichen 18a/19a und 18b/19b in gleitendem Kontakt, so dass der Kolben 18 bei seiner Bewegung genau in Achsrichtung ohne Verkantung und seitlichen Schlag geführt wird. An der Innenseite der Buchse 19 ist eine Abstufung 19c als Anschlag zur Aufnahme des rückseitigen Endbereichs 18b beim vollständigen Ausfahren des Kolbens 18 ausgebildet.
  • Im mittleren vorderen Endbereich des Kolbens 18 ist eine Ventilspindel 21 so befestigt, dass sie an der Vorderseite der Membran 15 hervorsteht. Die Ventilspindel 21 erstreckt sich durch die Ventilsitzöffnung 9 des Ventilsitzes 8 hindurch, wobei sie am Ende mit einem Spindelventil 22 versehen ist. Das mit einer konischen Dichtfläche 22a ausgeführte Spindelventil 22 öffnet und schließt auf Grund der Bewegung der Membran 15 von der Zuführungsseite aus mit der Dichtfläche 22a die Ventilsitzöffnung 9.
  • Der Fußendbereich 21a der Ventilspindel 21 verläuft durch den Kolben 18 und steht an der Rückseite vor. Auf einen hervorstehenden Bereich sind Muttern 23 zur Befestigung aufgeschraubt.
  • Zwischen der Rückseite des Kolbens 18 und einem Federteller 26, der einen Teil des Einstellmechanismus 25 bildet, ist eine Druckeinstellfeder 27 angeordnet, durch die der Kolben 18 in die Öffnungsrichtung des Spindelventils 22 bewegt wird, und in die Buchse 19 ist zwischen der inneren Umfangsfläche der Buchse 19 und der äußeren Umfangsfläche des Kolbens 18 eine erste Rückholfeder 28 eingesetzt, die den Kolben 18 dazu bringt, sich in Schließrichtung des Spindelventils 22 zu bewegen. Ein Ende der Rückholfeder 28 wird von dem mit kleinerem Durchmesser ausgeführten vorderen Endbereich 19a der Buchse 19 gehalten, das andere Ende von dem mit größerem Durchmesser ausgeführten rückseitigen Endbereich 18b des Kolbens 18. Die Druckeinstellfeder 27 wie auch die Rückholfeder 28 sind eine Spiralfeder.
  • Die Einstelleinrichtung 25 besteht aus einer im mittleren Endbereich der Kappe 3 eingeschraubten Stellschraube 29, dem vorstehend genannten Federteller 26, der auf die Stellschraube 29 aufgeschraubt ist und mittels der Stellschraube 29 bewegt werden kann, und einem Griff 30 zum Einstellen der Stellschraube 29 von außerhalb der Kappe 3. Mit Hilfe der Einstelleinrichtung 25 wird der Austrittsfluiddruck durch Einstellen der Kraft der Druckeinstellfeder 27 eingestellt, er dient zusammen mit der Druckeinstellfeder 27 und der Rückholfeder 28 als Druckeinstellmechanismus.
  • Der vorstehend genannte Klemmring 4, der das Gehäuse 2 mit der Kappe 3 verbindet, besteht aus einem ringförmigen Befestigungsteil 4a, der drehbar an einem äußeren Flansch 32 der Kappe 3 am Umfangsendbereich gehalten wird, und einem Innengewindeabschnitt 4b, der auf einen Außengewindeabschnitt 33 des Gehäuses 2 am Außenumfang aufgeschraubt wird. Zwischen dem Befestigungsteil 4a und dem Flansch 32 der Kappe 3 sind Führungselemente 34 für eine Gleitbewegung eingesetzt, die aus einem Lager und dergleichen bestehen.
  • Bei dem Regler 1A mit dem obigen Aufbau löst sich, wenn der Kolben 8 durch die Druckeinstellfeder 27 nach unten gedrückt wird, wodurch die Membran 15 in Richtung Ventilsitz 8 durchgebogen wird, das Spindelventil 22 vom Ventilsitz 8 und öffnet die Ventilsitzöffnung 9, so dass das Druckfluid von der Zuführungsseite (Zuführungsanschluss „P") durch die Ventilsitzöffnung 9 zur Austrittsseite (Austrittsanschluss „A") strömt.
  • Der Fluiddruck der Austrittsseite wirkt auf die Membran 15 ein und bildet eine Betätigungskraft, die entgegen der Kraft der Druckeinstellfeder 27 wirkt und dafür sorgt, dass das Spindelventil 22 den Ventilsitz 8 um einen Öffnungswert öffnet, der der Differenz zwischen den wirkenden Kräften entspricht. Ist der Fluiddruck der Austrittsseite kleiner als der Einstelldruck, so öffnet das Spindelventil 22 und lässt Druckfluid von der Zuführungsöffnung zur Austrittsöffnung strömen. Nimmt der Fluiddruck auf der Austrittsseite zu und die Druckdifferenz zum Einstelldruck ab, so bewegt sich die Membran 15 vom Ventilsitz 8 weg, so dass der Öffnungswert des Spindelventils 22 kleiner wird. Hat sich die Druckdifferenz auf Null reduziert, wobei sich die Betätigungskräfte im Gleichgewicht halten, so schließt das Spindelventil 22, wodurch der Fluiddruck auf der Austrittsseite eingestellt ist.
  • Da die Membran 15 über den Kolben 18 mittels Buchse 19 geführt wird, erfolgt diese Bewegung entsprechend dem austrittsseitigen Druck sicher und uneingeschränkt nur in Achsrichtung ohne Verkantung oder seitlichen Schlag. Da sich der Kolben 18 und die Buchse 19 an mehreren Abschnitten wie den vorderen Endbereichen 18a bzw. 19a und den rückseitigen Endbereichen 18b bzw. 19b in gleitendem Kontakt befinden, ist ein gleichförmiges Gleiten gewährleistet, ein Verkanten kann vollständig ausgeschlossen werden. Dementsprechend kommt es auch zu keiner seitlichen Neigung und keinem seitlichen Schlagen des an der Membran 15 befestigten Spindelventils 22 von der Achsrichtung, in der es sich ausschließlich bewegt und den Ventilsitz 8 öffnet und schließt, was eine größere Genauigkeit bei der Druckregelung durch präzises und gleichförmiges Öffnen und Schließen bedeutet. Zudem kann die Lebensdauer erhöht werden, da örtlicher Verschleiß, der durch Richtungsabweichungen bei der gleitenden Bewegung verursacht wird, nicht auftritt.
  • Durch die Begrenzung der vollständigen Ausfahrlänge des Kolbens 18 mittels der Abstufung 19c an der Innenseite der Buchse 19 können Schwierigkeiten der Art, dass die Membran 15 oder der Kolben 18 auf den Ventilsitz 8 aufschlagen oder andere Teile beschädigt werden bzw. Abrieb entsteht, sicher ausgeschlossen werden, selbst wenn der Fluiddruck der Austrittsseite plötzlich abnimmt oder wenn sich auf der Austrittsseite ein Druck unter Null bzw. ein Vakuum bildet.
  • 3 zeigt eine zweite Ausführungsform des Reglers. Ein Unterschied des Reglers 1B entsprechend der zweiten Ausführungsform im Vergleich zum Regler 1A entsprechend der ersten Ausführungsform besteht dann, dass abgesehen von der ersten Rückholfeder 28, die von einer Spiralfeder gebildet wird, eine zweite Rückholfeder 36 eingebaut ist, die von einer Blattfeder gebildet wird.
  • Die Blattfeder besteht aus einem Ring, und der vordere Endbereich des Kolbens 18 ist in die mittlere Öffnung 36a der Feder eingesetzt und wird dann gehalten, während der äußere Umfangsbereich der Feder an der inneren Umfangsfläche des Abstandsstücks 12 gehalten wird. Auf diese Weise ist die Blattfeder an einer Stelle an der Rückseite der Membran 15 eingesetzt, die nicht die normale Durchbiegung der Membran 15 behindert.
  • Die zweite Rückholfeder 36 ist zudem so ausgelegt, dass sie abgesehen davon, dass sie zusammen mit der ersten Rückholfeder 28 den Kolben 18 zurückbewegt, bei Einwirken einer starken Kraft durch den Fluiddruck auf die Membran 15 eine übermäßige Durchbiegung derselben verhindert, indem sie diese von der Rückseite her abstützt.
  • Wird eine solche zweite Rückholfeder 36 in Form einer Blattfeder vorgesehen, kann sogar auf die als Spiralfeder ausgeführte erste Rückholfeder 28 verzichtet werden.
  • Da der Aufbau abgesehen von dem vorstehenden Punkt im Wesentlichen derselbe wie beim Regler 1A entsprechend der ersten Ausführungsform ist, werden Hauptelemente, die bei der ersten und der zweiten Ausführungsform gleich sind, mit denselben Bezugszahlen bezeichnet, und ihre Beschreibung ist kürzer gehalten.
  • 4 zeigt einen wichtigen Teil eines Reglers entsprechend einer dritten Ausführungsform. Der Regler der dritten Ausführungsform verfügt wie auch die vorstehend beschriebenen anderen Ausführungsformen über einen Volumenstromdrosselbereich des Spindelventils 22. In einem Bereich nahe der (inneren) Mitte, d. h. in einem Bereich, der in seinen Abmessungen der Ventilsitzöffnung entspricht, hat das Spindelventil 22 an der konischen Dichtfläche 22a einen Volumenstromdrosselbereich 22b, dessen Erzeugende steil verläuft.
  • Wenn das Spindelventil 22 öffnet, wird die Ventilsitzöffnung 9 auf Grund des Volumenstromdrosselbereichs 22b allmählich geöffnet, so dass vermieden wird, dass Druckfluid plötzlich in den Druckraum 7 strömt. Auch beim Schließen des Spindelventils wird die Ventilsitzöffnung 9 auf Grund des Volumenstromdrosselbereichs 22b allmählich geschlossen, so dass vermieden wird, dass der Druckfluidstrom plötzlich unterbrochen wird. So werden nicht nur abrupte Druckveränderungen ausgeschlossen, die Folgeerscheingungen beim Öffnen und Schließen des Spindelventils 22 sind, sondern es lassen sich auch Abriebbildung auf Grund plötzlicher Volumenstromveränderungen sowie ein Verlust der Volumenstromgleichmäßigkeit, bedingt durch die Entstehung von Turbulenzen, usw. zuverlässig verhindern.
  • Der vorstehend beschriebene Volumenstromdrosselbereich kann auch auf der Austrittsseite des Ventilsitzes 8 ausgebildet werden. Das heißt, entsprechend 4 kann in einem im Druckraum 7 befindlichen Fußendbereich der Ventilspindel 21 der Volumenstromdrosselbereich 38 mit konischer Fläche ausgebildet sein, so dass die Öffnung der Mittenbohrung 11a des Einsatzes 11 mit Hilfe des Volumenstromdrosselbereichs gedrosselt wird, wenn das Spindelventil 22 vollständig öffnet.
  • So erfolgt, wenn das Spindelventil 22 vollständig geöffnet ist, durch Ausbildung des Volumenstromdrosselbereichs 38 auf der Austrittsseite des Ventilsitzes 8 eine Drosselung des Volumenstroms, so dass plötzliche Druckveränderungen wirksamer vermieden werden können. Wird der Fluiddruck auf der Austrittsseite stark verringert und somit das Spindelventil 22 vollständig geöffnet, um den maximalen Volumenstrom zuzuführen, so neigt der Regler auf Grund plötzlicher Veränderungen des Volumenstroms zur Bildung von Abrieb und auf Grund von Turbulenzen zur Entstehung von Volumenstromungleichmäßigkeiten. Der Druckanstieg ist jedoch allmählich, da der Volumenstrom durch die Mittenbohrung 11a mit Hilfe des Volumenstromdrosselbereichs 38 gedrosselt wird.
  • Es ist zudem möglich, am Spindelventil 22 den Volumenstromdrosselbereich 38 gemeinsam mit dem Volumenstromdrosselbereich 22b oder anstelle des Volumenstromdrosselbereichs 22b vorzusehen.
  • Bei den oben beschriebenen Reglern bewegt sich die Membran, da der an der Membran befestigte Kolben von der Buchse geführt wird, sicher und uneingeschränkt nur in der Achsrichtung ohne Verkantung und seitliche Richtungsabweichungen, wodurch ein Verkanten und seitlicher Schlag des Spindelventils verhindert werden, so dass dessen Öffnungs- und Schließprozess stabilisiert wird, was wiederum nicht nur zu einer größeren Druckeinstellgenauigkeit des Reglers, sondern auch zu einer Verlängerung der Lebensdauer desselben führt, indem örtlicher Verschleiß auf Grund des nicht genau in Achsrichtung erfolgenden Laufs des Spindelventils ausgeschlossen wird.

Claims (8)

  1. Regler mit folgenden Bestandteilen: einem Gehäuse (2) mit einem Zuführungsanschluss (P) für die Zufuhr von Druckfluid und einem Austrittsanschluss (A) für die Abgabe von druckgeregeltem Druckfluid, einer Kappe (3), die mit dem Gehäuse (2) verbunden ist, einem Ventilsitz (8), der auf einem den Zuführungsanschluss (P) und den Austrittsanschluss (A) verbindenden Fluidströmungsweg angeordnet ist, einer auf der Austrittsseite des Ventilsitzes (8) angeordneten und in Richtung Ventilsitz (8) sowie vom Ventilsitz (8) weg bewegbaren Membran (15), einem an der Rückseite der Membran (15) befestigten und sich in Achsrichtung mit der Membran (15) bewegenden Kolben (18), einer von einem Endbereich des Kolbens (18) zur Vorderseite der Membran (15) und durch eine Öffnung (9) im Ventilsitz (8) geführten Ventilspindel (21), einem in einem Endabschnitt der Ventilspindel (21) angeordneten Spindelventil (22) zum Öffnen und Schließen der Ventilsitzöffnung (9) von der Zuführungsseite her durch die Bewegung der Membran (15), einem Druckeinstellmechanismus (25, 27, 28) einschließlich einer Druckeinstellfeder (27) zum Verstellen des Kolbens (18) in der Richtung, in der das Spindelventil (22) öffnet, und einer Einstelleinrichtung (25) zum Einstellen der Kraft der Druckeinstellfeder (27), dadurch gekennzeichnet, dass eine Rückholfeder (28) den Kolben (18) in der Richtung verstellt, in der das Spindelventil (22) schließt, eine Buchse (19) den Kolben (18) gleitend aufnimmt, um dessen Bewegung in Achsrichtung zu führen, wobei der Kolben (18) und die Buchse (19) in der Kappe (3) angeordnet sind und vordere Endbereiche (18a, 19a) mit kleinerem Durchmesser als dem der entsprechenden rückseitigen Endbereiche (18b, 19b) aufweisen, sich der Kolben (18) und die Buchse (19) am vorderen Endbereich (18a, 19a) und im rückseitigen Endbereich (18b, 19b) in gleitendem Kontakt befinden und eine Abstufung (19c) an der Innenseite der Buchse (19) vorhanden ist, die als Anschlag zur Aufnahme des rückseitigen Endbereichs (18b) des Kolbens (18) dient, wenn der Kolben vollständig ausgefahren ist.
  2. Regler nach Anspruch 1, bei dem mittels eines Klemmrings (4) die Kappe (3) abnehmbar am Gehäuse (2) befestigt ist und ein äußerer Umfangsbereich der Membran (15) hermetisch zwischen dem Gehäuse (2) und der Kappe (3) eingespannt ist, wobei ein Einsatz (11) mit einer Mittenbohrung (11a) und einem Auskehlungsteil (11b) um die Mittenbohrung (11a) herum vorgesehen ist und der Ventilsitz (8) zwischen dem Auskehlungsteil (11b) des Einsatzes (11) und dem Gehäuse (2) fixiert ist.
  3. Regler nach Anspruch 2, bei dem am Gehäuse (2) und an der Kappe (3) zum beidseitigen Einspannen des äußeren Umfangsbereichs der Membran (15) ringförmige Befestigungsteile (2b, 32) ausgebildet sind, von denen einer eben, der andere als Wulst (16) ausgeführt ist.
  4. Regler nach Anspruch 2 oder 3, bei dem der Klemmring (4) einen Befestigungsteil, der durch einen äußeren Flansch (32) am äußeren Umfangsendbereich der Kappe (3) drehbar gehalten wird, und einen Innengewindeabschnitt (46) aufweist, der mit einem Außengewindeabschnitt (33) am äußeren Umfang des Gehäuses (2) in Eingriff gebracht wird, wobei zwischen dem Befestigungsteil und dem Flansch (32) der Kappe Führungselemente (34) für eine Gleitbewegung eingesetzt sind.
  5. Regler nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Rückholfeder (28) von zumindest einer Feder gebildet wird, einer ersten Rückholfeder in Form einer Spiralfeder und einer zweiten Rückholfeder in Form einer Blattfeder (36).
  6. Regler nach Anspruch 5, bei dem die Rückholfeder zumindest von der ersten Rückholfeder (28) gebildet wird, wobei die erste Rückholfeder (28) in die Buchse (19) zwischen der inneren Umfangsfläche der Buchse (19) und der äußeren Umfangsfläche des Kolbens (18) eingesetzt ist und ein Ende der ersten Rückholfeder (28) am rückseitigen Endbereich des Kolbens (18b) und das andere Ende am vorderen Endbereich (19a) der Buchse (19) befestigt sind.
  7. Regler nach Anspruch 6, bei dem die Rückholfeder zumindest von der zweiten Rückholfeder (36) gebildet wird, wobei die zweite Rückholfeder nahe an der Rückseite der Membran (15) an einer Position angeordnet ist, in der sie nicht die normale Bewegung der Membran (15) behindert, wozu der Mittenbereich der zweiten Rückholfeder (36) am Kolben (18) und der äußere Umfangsbereich an dem Gehäuse (2) und der Kappe (3) befestigt wird.
  8. Regler nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das Spindelventil (22) nahe der Mitte der konischen Fläche an einem zum Abdichten in die Ventilsitzöffnung (9) einsetzbaren Teil eine konische Dichtfläche mit einem Volumenstromdrosselbereich (38) aufweist, wobei der Volumenstromdrosselbereich (38) der konischen Fläche eine steil verlaufende Erzeugende hat.
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TW (1) TW430060U (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11703483B2 (en) * 2017-09-22 2023-07-18 Cytiva Sweden Ab Valve unit for a chromatography apparatus

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060260690A1 (en) * 2005-05-20 2006-11-23 Itt Industries, Inc. -Conoflow Pressure regulator with reduced outlet pressure loss
JP2007058616A (ja) * 2005-08-25 2007-03-08 Tokai Corp 圧力調整器
EP2017514B1 (de) 2007-07-02 2018-11-14 Luxembourg Patent Company S.A. Absperrventil in einem Druckminderventil integriert
EP2264399B1 (de) * 2009-06-19 2012-05-30 The Swatch Group Research and Development Ltd. Drucksensor mit Membran und Tiefenmessgerät, das einen solchen Sensor umfasst
US8517043B2 (en) * 2009-11-10 2013-08-27 Pentair Valves & Controls US LP Pressure build economizer valve
GB0921970D0 (en) * 2009-12-16 2010-02-03 Norgren Ltd C A Pressure regulator
EP2420910B1 (de) * 2010-03-16 2016-04-27 Nelson Irrigation Corporation Druckregelgehäuseanordnung
CN204025703U (zh) 2014-07-28 2014-12-17 费希尔久安输配设备(成都)有限公司 调节器的执行器及流体调节器
US9671029B2 (en) * 2015-09-26 2017-06-06 Te-Feng Lin Lid of gas pressure regulator
US10578186B2 (en) * 2016-10-31 2020-03-03 Emerson Process Management Regulator Technologies, Inc. Spring seat vibration damper apparatus for use with pressure regulators
CN107620814A (zh) * 2017-09-26 2018-01-23 江烨 带温度调节的开关阀
CN116490710A (zh) 2020-11-04 2023-07-25 斯瓦戈洛克公司 具有集成式孔口限制部的阀
US11796077B2 (en) 2020-11-06 2023-10-24 Swagelok Company Valve cavity cap arrangements
CN114526365A (zh) * 2022-03-21 2022-05-24 中科艾尔(北京)科技有限公司 一种气体减压阀

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US221950A (en) * 1879-11-25 Improvement in gas-governors
US3369562A (en) * 1962-11-29 1968-02-20 Robertshaw Controls Co Pressure regulator
US3972346A (en) * 1974-08-23 1976-08-03 Wingaersheek, Inc. Pressure regulator
GB2099112B (en) 1981-04-15 1986-01-29 Dereve Flow Controls Ltd Fluid pressure governor
CH658503A5 (de) 1983-01-28 1986-11-14 Kummer Freres Sa Druckregelventil mit signalabgabe zwecks sekundaerdruckueberwachung.
US4807849A (en) 1987-10-14 1989-02-28 Veriflo Corp. Fluid flow control device and compression member therefor
US5492146A (en) 1992-09-02 1996-02-20 Richards Industries, Inc. Pressure regulators
US5458001A (en) 1993-08-31 1995-10-17 Veriflo Corporation Gas pressure regulator, diaphragm assembly therefor and method of making same
US5732736A (en) 1994-07-15 1998-03-31 Veriflo Corporation Pressure regulator with lower outlet pressure drop
US5449142A (en) 1994-12-12 1995-09-12 Automatic Switch Company Two-way cartridge valve for aggresive media
US6026850A (en) 1996-02-27 2000-02-22 Global Agricultural Technology And Engineering, Llc Pressure regulating valve

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11703483B2 (en) * 2017-09-22 2023-07-18 Cytiva Sweden Ab Valve unit for a chromatography apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000242338A (ja) 2000-09-08
CN1178116C (zh) 2004-12-01
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TW430060U (en) 2001-04-11
JP3502561B2 (ja) 2004-03-02
DE60004583D1 (de) 2003-09-25
US6289925B1 (en) 2001-09-18
KR100367416B1 (ko) 2003-01-10
KR20010006661A (ko) 2001-01-26
EP1031900B1 (de) 2003-08-20
CN1264827A (zh) 2000-08-30

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