DE971811C - Gasdruckregler mit einer Arbeitsmembran und einem druckentlasteten Ventil - Google Patents
Gasdruckregler mit einer Arbeitsmembran und einem druckentlasteten VentilInfo
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Description
(WiGBl. S. 175)
AUSGEGEBEN AM 2. APRIL 1959
K 8057 XJ4C
Die Erfindung betrifft einen Gasdruckregler mit einer Arbeitsmembran und einem Ventil, das unter
Verwendung eines als Wellrohrmembran od. dgl. ausgebildeten Federungskörpers druckentlastet ist.
Die Erfindung bestellt bekannten Einrichtungen dieser Art gegenüber darin, daß die Bewegung der
Arbeitsmembran und die Bewegung des von ihr gesteuerten Ventils durch Zwischenschaltung eines
Über- bzw. Untersetzungssystems, vorzugsweise eines Hebelsystems, mechanisch miteinander gekoppelt
sind. Das Hebelsystem ist vorzugsweise so ausgebildet, daß bei gleichmäßiger Veränderung
der Arbeitsmembranlage eine ungleichmäßige Veränderung der Ventillage bewirkt wird, und zwar
zunehmend für größere Durchgänge. Der Federungskörper kann in an sich bekannter Weise
durchgehend hohl ausgebildet sein. Auch kann der Durchmesser des Ventilsitzes in an sich bekannter
Weise gleich oder nahezu gleich dem Durchmesser der zylindrischen Enden des Federungskörpers sein.
Der Ventilsitz des vom Federungskörper gesteuerten Ventils ist vorzugsweise als Venturidüse ausgebildet.
Der an der engsten Stelle der Venturidüse befindliche Raum steht zweckmäßig mit der vom
Regeldruck beaufschlagten Seite des Federungskörpers in Verbindung. Die ein Belastungsgewicht
tragende Arbeitsmembran ist zweckmäßig gleichzeitig Dichtfläche zwischen einem als Ventilteller
wirkenden Membranteller einerseits und einem über eine Brücke unter Wirkung einer Feder
stehenden Ventilsitz andererseits.
Durch die Erfindung ist ein Regler geschaffen, der ermöglicht, Vordruckschwankungen auszuschalten
und der dadurch für hohe Vordrücke als
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Mitteldruckregler verwendbar ist. Der Regler weist ferner eine nahezu geradlinig verlaufende Reglerkurve
bei allen Durchgängen auf. Die abfallende Reglerkurve bei erhöhtem Gasdurchgang ist also
wieder aufgerichtet. Der Durchflußbereich des Reglers ist ferner wesentlich vergrößert. Außerdem
hat der Regler nur eine geringe Reibung, und ein Festpressen ist auch bei im Gas enthaltenen
Verunreinigungen vermieden. Der Regler weist ίο ferner nur eine kleinflächige Arbeitsmembran und
damit ein kleines Reglergehäuse auf und ist in wirtschaftlicher Weise herstellbar. Seine Dichtheit
und der Schließdruck sind dabei auch bei verunreinigtem Gas gewährleistet.
Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, es zeigt:
Abb. I eine Ausführungsform in Verbindung mit einem Druckregler,
Abb. II a bis III b einige Beispiele weiterer An-Ordnungen des Federungskörpers in schematischer
Darstellung.
Der Regler in Abb. I besteht aus einem Gehäuseunterteil α mit einem Eingangsstutzen b und einem
Ausgangsstutzen c. In einer Erweiterung des Eingangsstutzens b ist ein als Wellrohrmembran ausgebildeter
Federungskörper d an seinem Boden e fest mit dem Eingangsstutzen b verbunden. An
seinem anderen Ende trägt der Federungskörper d einen Ventilteller f, der durch eine Bewegungsstange
gegen einen als Venturidüse ausgebildeten Ventilsitz g bewegt werden· kann. Die Bewegungsstange besteht aus einem mit einem Längsloch h'
und zwei Querlöchern h" versehenen Teil h und einem schwenkbar mit ihm verbundenen Teil i, der
in einer Führung ;', die an ihrem rechten Ende durch ein Spannstück w abgestützt ist, in Längsrichtung
bewegt werden kann. Der Bewegungsstange h, i wird durch die mit einer Arbeitsmembran
0 verbundene Bewegungsspindel η über einen schwenkbar an der Führung / gelagerten Bewegungshebel
m und einen Bewegungshebel k eine Längsbewegung erteilt. Die Bewegungsspindel η
trägt an ihrem oberen Ende einen Ventilsitz p und eine Führungsstange q. Über eine Brücke r wird
die Membran 0 mit einem Membranteller s und einem Belastungsgewicht t durch eine Feder u dichtend
gegen den Ventilsitz p gepreßt. Die Führungsstange q gleitet in einem mit Führungsbuchse und
Entlüftungsloch versehenen Deckel v. Der Regler wirkt in folgender Weise: Im Nichtbetriebszustand
drückt das Belastungsgewicht t über die Bewegungsspindel η die Bewegungshebel k
und m aus der gestreckten Lage in eine gewinkelte Lage und bewegt damit die Bewegungsstauge i
gegen den Eingangsstutzen b, wodurch das Ventil geöffnet wird.
Im Falle eines durch den Regler fließenden Mediums wird der Betriebszustand auf folgende Weise
hergestellt:
Das Medium kann durch den Eingangsstutzen b außerhalb des Federungskörpers d nahezu ungehindert
zwischen Ventilteller / und Ventilsitz g in den Raum unterhalb der Arbeitsmembran 0 und
von dort über den Ausgangsstutzen c weiter zum Verbraucher strömen. Der sich dabei ausbildende
Druck hebt die Arbeitsmembran 0 mit Belastungsgewicht t und Bewegungsspindel 11 in bekannter
Weise an, wobei die angewinkelten Bewegungshebel k und m sich strecken und die Bewegungsstange mit ihren Teilen i und h gegen den Aus-
gangsstutzen bewegt und bei Nullverbrauch das Ventil geschlossen wird. Der Raum innerhalb des
Federungskörpers d ist über die Längs- und die zwei Querbohrungen des Teiles h der Bewegungsstange mit dem Raum unter der Arbeitsmembran 0
verbunden, so daß bei Nullverbrauch, wobei das Ventil geschlossen ist, in beiden Räumen gleiche
Druckverhältnisse vorliegen. Bei steigendem Verbrauch verringert sich in bekannter Weise der
Druck unter der Arbeitsmembran 0, das Belastungsgewicht drückt die Bewegungsspindel nach unten,
die Bewegungshebel k und m werden angewinkelt,
das Ventil öffnet sich und läßt das Medium nachströmen, bis der durch das Belastungsgewicht t bestimmte
Hinterdruck wieder erreicht ist. Gleichzeitig wird in an sich bekannter Weise bei steigendem
Verbrauch in dem als Venturidüse ausgebildeten Ventilsitz g an der engsten Stelle dieser Düse
durch die größere Strömungsgeschwindigkeit ein Unterdruck gegenüber dem Raum unter der
Arbeitsmembran 0 erzeugt, der sich über die Querlöcher h" und das Längsloch h' in dem Teil h der
Bewegungsstange dem Raum in dem Federungskörper d mitteilt und damit ein weiteres öffnen des
Ventils verursacht, wodurch die Möglichkeit eines erhöhten Druckes bei erhöhten Durchgängen gegeben
ist.
Eine gleiche Wirkung wird außerdem auf mechanischem Wege durch die sinusabhängige Bewegungsübertragung
der senkrechten Steuerbewegung der Membran 0 auf die waagerechte Bewegung der
Bewegungsstange hervorgerufen. Durch gleichmäßige Veränderungen der Membranlage wird eine
ungleichmäßige Veränderung der Ventillage, und zwar zunehmend für größere Durchgänge hervorgerufen,
wodurch ebenfalls relativ höhere Drücke bei erhöhten Durchgängen erzeugt werden. Gleichzeitig
wird durch die große Kraftübersetzung infolge der sich erstreckenden Schenkel m und k der
sinusabhängigen Bewegungsübertragung bei Nullverbrauch ein höher Anpreßdruck des Ventils erzeugt,
der dichtes Abschließen gewährleistet.
In an sich bekannter Weise wird im Falle einer Betriebsstörung bei Überschreiten des Hinterdruckes
um einen gewissen Betrag die Membran 0 über die Endstellung der Bewegungspindel η gegen
die Feder angehoben, wobei das den Überdruck erzeugende Medium durch das Ventil mit dem
Ventilsitz p und durch die im Deckel ν vorhandene öffnung entweichen kann. iao
Die erfindungsgemäße Unabhängigkeit des Ventilsystems von schwankenden Vordrücken ist
bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. I auf folgende Weise gegeben: Der Ventilsitzdurchmesser
des Ventilsitzes g entspricht genau dem Durchmesser der zylindrischen Enden des Federungs-
körpers d. Der Boden des Federungskörpers d ist im Eingangsstutzen b des Gehäuses α fest angebracht.
Der Vordruck von außen und der Hinterdruck von innen auf diesen wird vom Gehäuse a
aufgenommen. Der auf den Falten des Federungskörpers d und zu beiden Seiten des Ventiltellers /
liegende Vordruck gleicht sich ohne Rücksicht auf die Höhe des Vordruckes aus. Eine Längenänderung
des Federungskörpers ist durch den Vordruck
ίο also nicht möglich. Diese Längenänderung des Federungskörpers
d wird somit nur über das Bewegungsgestänge von der vom Hinterdruck gesteuerten
Membran und von dem durch den venturidüsenartigen Ventilsitz g erzeugten Druckunterschied
vor und hinter dem Ventilteller f erzeugt.
In den Abb. Ha, Hb, III a und III b sind einige
weitere Beispiele von Anordnungen von Federungskörpern gegeben, bei denen das Ventilsystem ebenfalls
vollständig von den im Innern oder außerhalb der Federungskörper herrschenden Drücken und
deren Schwankungen entlastet ist. In allen Abbildungen sind folgende Bezeichnungen gewählt:
Es bedeutet:
P1 = Vordruck.
P2 = Hinterdruck.
P2 = Hinterdruck.
χ = Ventilteller.
y = Ventilsitz.
ζ = Bewegungsübertragung zum Ventil.
Bei allen Anordnungen ist zum Zwecke vollständiger Ventilentlastung der Ventilsitzdurchmesser
dem Durchmesser der zylindrischen Enden der Federungskörper anzugleichen. Durch Differenzen
zwischen den Durchmessern des Ventilsitzes und der zylindrischen Enden der Federungskörper kann
eine Tendenz zum vermehrten öffnen oder vermehrten Schließen bei steigenden Vor- oder Regeldrücken
erzielt werden, wodurch die Regelkurvenlage für verschiedene Vordrücke nach Wunsch bestimmt
werden kann.
Abb. II a und II b zeigen eine waagerechte Anordnung des Federungskörpers, wobei außerhalb
des Federungskörpers Vordruck, innerhalb geregelter Druck vorhanden ist. Die Steuerungsbewegungen
für »Auf« und »Zu« sind in beiden Abbildungen entgegengesetzt.
Abb. III a und III b zeigen eine senkrechte Anordnung des Federungskörpers. Auch hierbei sind
die Steuerungsbewegungen des Ventils für »Auf« und »Zu« entgegengesetzt. Bei Abb. III a liegt der
Vordruck innerhalb des Federungskörpers, die Bewegungseinrichtung ist außerhalb des Ventilsitzes
angebracht. Bei Abb. III b ist im Gegensatz zu Abb. HIa der Vordruck außerhalb, der Regeldruck
innerhalb des Federungskörpers wirksam.
Claims (7)
1. Gasdruckregler mit einer Arbeitsmembran und einem Ventil, das unter Verwendung eines
als Wellrohrmenbran od. dgl. ausgebildeten Federungskörper druckentlastet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Bewegung der Arbeitsmembran und die Bewegung des von ihr gesteuerten Ventils durch Zwischenschaltung eines
Über- bzw. Untersetzungssystems, vorzugsweise eines Hebelsystems, mechanisch miteinander
gekoppelt sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine solche Ausbildung des
Hebelsystems, das bei gleichmäßiger Veränderung der Arbeitsmembranlage eine ungleichmäßige
Veränderung der Ventillage, und zwar zunehm endfür größereDurchgängebewirkt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Federungskörper
in an sich bekannter Weise durchgehend hohl ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
der Durchmesser des Ventilsitzes in an sich bekannter Weise gleich oder nahezu gleich dem
Durchmesser der zylindrischen Enden des Federungskörpers ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
der Ventilsitz des vom Federungskörper gesteuerten Ventils als Venturidüse ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der an der engsten Stelle der
Venturidüse befindliche Raum mit der vom Regeldruck beaufschlagten Seite des Federungskörpers in Verbindung steht.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die ein Belastungsgewicht (i) tragende Arbeitsmembran (c) gleichzeitig Dichtfläche zwischen
einem als Ventilteller wirkenden Membranteller
(s) einerseits und einem über eine Brücke (r)
unter Wirkung einer Feder (w) stehenden Ventilsitz (p) andererseits ist.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 21 751, 345900, 565, 505136, 596714, 611420, 624594,
Deutsche Patentschriften Nr. 21 751, 345900, 565, 505136, 596714, 611420, 624594,
636009, 640995, 657821, 660871, 672267,
826, 698 120, 705 789, 717 460.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
© 809 762/32 3.59
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DEK8057A DE971811C (de) | 1950-11-17 | 1950-11-17 | Gasdruckregler mit einer Arbeitsmembran und einem druckentlasteten Ventil |
BE506673D BE506673A (de) | 1950-11-17 | 1951-10-25 | |
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE971811C true DE971811C (de) | 1959-04-02 |
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