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Druckregler.
Die Erfindung bezieht sich auf Druckregler, welche mit einem vom Druckmittel gesteuerten, mit dem Absperrorgan gekuppelten Kolben ausgestattet sind. Die bisher bekannten Druckregler dieser Art haben den Nachteil, dass sie meist gar nicht oder nicht bei allen Kolbenstellungen gleich gut abgebremst sind, so dass die vom Druckmittel gesteuerten Teile in Schwingungen geraten oder gar hämmern.
Dort, wo bessere Abbremsungen verwendet wurden, konnte aber kein einwandfreies Arbeiten des Reglers erzielt werden, weil das Schliessen und Öffnen zu spät erfolgte und überdies die dicht eingepassten, mit breiten Gleitflächen versehenen Kolben zum Steckenbleiben neigten.
Gegenstand der Erfindung bildet nun eine solche Ausgestaltung derartiger Druckregler, dass diese Nachteile völlig vermieden werden, was insbesondere durch die besondere Ausbildung und Anordnung des Kolbens und seiner Steuerung erzielt wird.
In Fig. 1 der Zeichnungen ist eine Ausführungsform eines gemäss der Erfindung ausgestalteten Druckminderventiles im senkrechten Schnitt dargestellt.
In das Ventilgehäuse 1 ist die Kolbenführungsbüchse 2 eingesetzt, in welcher der mit dem Ventil-
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Gehäusedeckel und legt sich mit einem zylindrischen Ansatz gegen die Stossstelle zwischen Gehäuse und Deckel, so dass die dortselbst eingelegte Dichtung oder Teile derselben den Kolben nicht in seiner Bewegung hemmen können. Der Kolben besteht aus zwei Scheiben 5, 6, zwischen welchen und der Wand der Kolbenführungsbüchse ein Hohlraum 7 verbleibt, welcher bei jeder Kolbenstellung durch Öffnungen 8 in der Wand der Kolbenführungsbüchse mit dem Minderdruckraum des Ventiles in offener Verbindung steht.
Der Raum 8 zwischen der unteren Scheibe 5 des Kolbens und dem Boden der Kolbenführungsbüchse 2 dient als Bremsraum und ist durch die kleine Öffnung 10 (deren Querschnitt ebventuell regelbar sein kann) mit dem Minderdruckraum des Ventiles in offener Verbindung. Zufolge dieser Anordnung muss auf beiden Seiten der Kolbenscheibe 5 stets der gleiche Druck herrschen, so dass bei jeder Kolbenstellung die gleich gute Bremswirkung unterhalb der Scheibe 5 gesichert ist. Gelangt hiebei Dampf als Druckmittel zur Verwendung, so wirkt das zwischen die Kolbengleitfläche und die Wand der Kolbenführungsbüchse gelangende Kondensat als vorzügliche Abdichtung, welche zufolge des beiderseits gleichen Druckes von der Dichtungsstelle nicht abströmen kann.
Um diese Kondensatdichtung noch wirksamer zu gestalten, empfiehlt es sich die Kolbengleitflächen mit Ringnuten zu versehen, wie bei 11 für die obere Kolbenscheibe 6 angedeutet. Durch diese Anordnung von Räumen gleichen Druckes sowie der Kondensatabdichtung ist es möglich, den Kolben mit nur schmalen Gleitflächen zu
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kondensierbares Druckmittel vorliegt, kann die Abdichtung bzw. die Bremsung durch eine besonders eingefüllte bzw. in die Nuten an den Gleitflächen eingebrachte Flüssigkeit erzielt werden. In diesem Falle muss eine besondere Bohrung vorgesehen werden, um den Bremsraum in ständiger Verbindung mit dem Raum 7 zu halten.
Man kann auch die Kolbenstangenführung durch Kondensat abdichten, indem in der Führung eine Ringnut 26 vorgesehen wird, die durch einen Kanal 27 mit dem Minderdruck- raum verbunden ist, so dass auch in der Kolbenstangenführung der gleiche Druck wie im Bremsraum aufrecht erhalten wird.
In der oberen Scheibe 6 des Kolbens sind Öffnungen 12 vorgesehen, welche durch ein federbelastetes Ventil 13 abgeschlossen sind. Bei Überschreitung des zulässigen Druckes wird das Ventil 13 angehoben und das überschüssige Druckmittel strömt aus dem Raum 7 über das Sicherheitsventil 14 ins Freie.
Dieses Ventil 13 ist nun in bekannter Weise über seinen Sitz hinaus seitlich verbreitert und derart in die den Ventilsitz bildende Scheibe 6 eingebaut, dass in der Sohlussstellung zwischen dem Rande des Ventilkörpers und dem den Ventilsitz umgebenden Teil der Scheibe 6 ein ringförmiger Raum 15 gebildet wird. Beim Öffnen des Ventiles 13 strömt das Druckmittel in den Raum 15 und wirkt hier auf die Ventilverbreiterung, so dass ein rasches Hochheben des Ventiles herbeigeführt wird.
In Fig. 2 ist eine andere Ausführungsform des Kolbens nach der Erfindung dargestellt. Hier sind zwei konzentrische hohle Kolben 16, 17 mit gemeinsamem Kolbenboden verwendet, von welchen der innere 16 in einer zur äusseren Kolbenführungsbüchse 2 konzentrischen Büchse 18 gleitet. Der Bremsraum 9 wird hier zwischen äusserem Kolben und der Führungsbüchse gebildet, während der Hohlraum des inneren Kolbens durch grosse Öffnungen 19 mit dem Minderdruckraum in offener Verbindung steht und das Ventil 13 trägt. Die Gleitflächen der Kolben besitzen breite Ringnuten 20, welche durch die Öffnungen 8 bzw. 10 mit dem Minderdruckraum in ständiger Verbindung stehen, so dass auch hier zu beiden Seiten der verbleibenden schmalen Gleitflächenteile der gleiche Druck herrscht und die Abdichtung
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durch das Kondensat gesichert ist.
Die grossen Öffnungen 19 haben zur Folge, dass der Kolben und der mit ihm verbundene Ventilkörper besonders rasch dem sich ändernden Dampfverbrauche folgen können, ohne in Schwingungen zu geraten. Der das Hochheben des Ventiles 13 bewirkende Ringraum 15 ist hier in der Verbreiterung des Ventiles selbst vorgesehen.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist der Boden des inneren Kolbens 16 auf der
Seite des Bodens der Kolbenführungsbüchse angeordnet und die Hohlräume der beiden konzentrischen
Kolben sind miteinander in offener Verbindung. Der Bremsraum 9 befindet sich hier zwischen dem Boden des inneren Kolbens und dem Boden der Kolbenführungsbüchse. Der ganze Raum zwischen den beiden Kolben und der Kolbenfuhrungsbüchse ist durch die grossen Öffnungen 10 mit dem Minderdruckraum in Verbindung, so dass der Druck rasch auf den ganzen Kolben zur Wirkung gelangt und dieser dem Dampfverbrauch rasches folgen kann. Eine Bohrung 21 im inneren Kolben 16 führt in dessen Ringnut 20, um die Kondensatabdichtung in der beschriebenen Weise zu sichern.
Die in Fig. 4 dargestellte Ausführung unterscheidet sich von jener nach Fig. 2 dadurch, dass die Wände der konzentrischen Kolben sich nach verschiedenen Seiten des gemeinsamen Kolbenbodens erstrecken und die Führung des inneren Kolbens im Boden der Kolbenführungsbüchse erfolgt.
Das Sicherheitsventil 14 kann zum Zwecke der Erzielung eines raschen Hochheben ähnlich ausgestaltet werden, wie das Ventil 13. Die Fig. 5 zeigt in grösserem Massstabe eine Ausführungsform des Sicherheitsventiles gemäss der Erfindung. Wie ersichtlich, ist auch hier das Ventil über seinen Sitz hinaus seitlich verbreitert, doch wird die Verbreiterung durch einen auf dem Ventil verschraubbaren und in eine ringförmige Führung 22 lose passenden Ring 23 gebildet. Auch diese Führungshülse 22 kann verschraubbar sein, so dass durch Verstellung des Ringes 23 oder seiner Führung 22 der Zeitpunkt der Ventileröffnung geregelt werden kann.
Die Einrichtung kann auch so getroffen werden, dass der die Federbelastung auf das Ventil übertragende Teller 24, wie gleichfalls in Fig. 5 dargestellt, als Gleitventil ausgebildet wird. Zu diesem Zwecke wird eine im Deckel oder in der Federhaube verschraubbare Führungshülse 25 vorgesehen, so dass durch Verstellung dieser Hülse der Zeitpunkt des Eröffnens geregelt werden kann. Im Falle einer solchen Ausbildung des Belastungstellers findet das Abströmen des Druckmittels nicht wie bei der erstgenannten Ausführung unter dem Teller bei 28 sondern oberhalb des Tellers 20 statt.
Wesentlich für die Konstruktion ist, dass die verstellbaren Teile 22,23, 25 so angeordnet werden, dass sie von aussen leicht zugänglich sind. In der Tat kann die Verstellung durch die Ausströmöffnung 28 mit einem geeigneten Werkzeug leicht vorgenommen werden und können zu diesem Zwecke am Umfang dieser verstellbaren Teile entsprechende Nuten oder Kerben für den Angriff des Werkzeuges vorgesehen sein.
Zur Regelung des durch den im Gehäuse vorgesehenen Kanal 30 (Fig. 1) auf die Kolbenoberseite strömenden Belastungsdruckmittels ist ein Regelventil 31 vorgesehen, welches durch eine federbelastete Membrane 32 gesteuert ist. Die Konstruktion dieses Ventiles, welche in Fig. 6 in grösserem Massstabe ersichtlich gemacht ist, bildet einen weiteren Teil der Erfindung.
Der Ventilkegel 31 ist mit einem entlasteten Führungskolben 33 verbunden, der in eine Führungsbüchse 34 eingesetzt ist und einen über das Ende der Büchse ragenden, mit Schraubengewinde versehenen Fortsatz besitzt. Auf diesen ist die Federhaube 35 aufgeschraubt. Die Büchse 34 ist herausnehmbar in den Deckel des Reglers eingesetzt und durch eine am Deckel festgeschraubte, ringförmige Platte 36 fixiert. Nach Abschauben dieser Platte 36 und der Federhaube 35 kann daher die Führungsbüchse mit dem Ventilkörper leicht entfernt und ausgewechselt werden.
Die Führungsbüchse besitzt eine von der Einmündung des Kanales 30 sich nach abwärts erstreckende Ringnut 37, von deren unterem Ende ein. e Bohrung 38 in der Führungsbüchse zum Ventil- kegel führt. Durch diese Tieferlegung der Bohrungen 38 gegen den Ventilkegel ist die Möglichkeit geboten, die Verbindungsstange zwischen dem Ventilkegel 31 und dessen Kolben 33 möglichst kurz zu halten, was von besonderer Wichtigkeit ist, weil hiedurch die Bruchgefahr dieses kleinen Ventilchens wesentlich herabgesetzt wird. Anderseits sichern die symmetrisch verteilten Bohrungen 12 eine gleichmässige Belastung des Ventilkegels 5 durch das Druckmittel, was für die verlässliche Funktion des Ventiles von besonderer Wichtigkeit ist.
Zum Schutz des Ventiles gegen Verschmutzung ist in die Ringnut 37 ein Sieb 39 eingesetzt und die Platte 36 mit einer den Ventilkegel umschliessenden siebförmig durchlochten Kappe 40 versehen.
Um das zum Regelventil strömende Druckmittel drosseln zu können, ist eine Drosselschraube 41 vorgesehen, welche zur Erschwerung einer unbefugten Verstellung in der zum Kanal 30 führenden Bohrung versenkt ist. Nach aussen hin ist diese Bohrung durch einen Pfropfen 42 abgeschlossen, welcher eventuell durch Plombierung gesichert werden kann. Die Vorschaltung der Drosselschraube vor das Regelventil ermöglicht noch eine bessere Anpassung des letzteren für gegebene Druckverhältnisse und damit eine möglichst geringe Abnützung der Dichtungsflächen,
In Fig. 7 der Zeichnung ist ein Druckbegrenzungsventil mit gemäss der Erfindung ausgestalteten Kolben dargestellt, bei welchem jedoch in dem Kolben kein Ventil angeordnet ist.
Hingegen ist im Deckel des Reglers ein Raum 43 vorgesehen, welcher mit der Hochdruckseite des Reglers durch den
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Kanal 30 verbunden ist und von einer belasteten Membran 48 nach oben abgeschlossen wird, die auf ein die Kolbenoberseite gegen den zur Ausgangsseite des Reglers führenden Kanal 44 absperrendes Ventil 45 wirkt, dessen Zapfen gegen den Membranraum abgedichtet ist. Der Ventilkegel 3 ist von einem sich zweckmässig nach abwärts gegen den Ventilsitz verengenden Ring oder einer mit Durchbrechungen versehenen Buchse 46 umgeben, welche das Druckmittel derart gegen den Ventilkegel lenkt, dass es
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rasch und sicher schliesst.
In dem Kanal 30 ist eine Drosselschraube 47 vorgesehen, vermittels welcher der Druckmittelzutritt in den Raum 43 gedrosselt oder auch ganz abgesperrt werden kann, so dass die Anordnung eines besonderen Absperrorganes überflüssig wird. Der Regler kann auch aus dem in Fig. 10 veranschaulichten Rückschlagventil entstanden gedacht werden. Bei einem solchen Rückschlagventil bietet der erfindungsgemäss ausgestaltete Kolben alle bereits geschilderten Vorteile. Die breite Ringnut 20 im Kolben ist durch eine nahe dem Kolbenboden befindliche Bohrung 60 des Kolbens mit dem Raume oberhalb desselben in Verbindung, so dass das Kondensat zur unteren Kolbengleitfläche gelangen kann.
Da das Druckmittel stets gleichzeitig auf den nach unten offenen inneren Kolben und den von der. konischen Büchse umschlossenen Ventilkegel wirkt, werden Druckmittelstösse aufgefangen.
An die Stelle des Kolbens kann auch, wie Fig. 8 zeigt, eine Membran 50 treten, die durch an ihrer Oberseite'vorgesehene Lamellen an zu starkem Ausbauchen. verhindert wird. Diese Lamellen 51 sind mit der Membran 50 und dem mit ihr verbundenen Bremskolben 52 und dem im vorliegenden Aus- führungsbeispiel doppelsitzigen Ventilkegel 3 gekuppelt, so dass auch beim Reissen der Membrane die Bewegungen übertragen werden und das Ventil in Wirksamkeit erhalten wird. Bei Verwendung eines doppelsitzigen Ventiles ist zweckmässig der obere Ventilsitz grösser auszuführen wie der untere. Der
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Kolben mit einer oder mehreren Ringnuten versehen und bildet mit seiner Führungsbüchse 52 den durch die kleine Öffnung 54 mit dem Druckraum in Verbindung stehenden Bremsraum.
Die Entlastung des Kolbens und die Kondensatabdichtung wird in gleicher Weise wie bei den früher beschriebenen Kolbenkonstruktionen erreicht. Die Verbindung zwischen dem Raum oberhalb der Membrane 50 und dem auf die Ausgangsseite des Reglers führenden Kanal 44 wird durch das bei der dargestellten Ausführungs-
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die Membrane 48 iührende Kanal 30 ist wieder mit einer Drosselschraube 47 versehen ; hinter der Drosselschraube ist noch eine in den Kanal 30 mündende Bohrung 55 im Gehäuse vorgesehen, welche durch einen Schraubpfropfen 56 verschlossen ist und an welche eine von einer beliebigen Stelle der Druckmittelleitung abzweigende Leitung angeschlossen werden kann, um die Membran in Abhängigkeit von dem an jener Stelle herrschenden Druck zu beeinflussen.
E'ne gleichartige Ausführung mit einsitzigem Ventilkegel, wobei wieder an Stelle der Membrane 50
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gesteurte Ventil 45 durch die hohle Stange 58, welche den Kolben mit dem Ventilkegel 3 verbindet.
Statt des einen beschriebenen Regelventiles können im Deckel des Reglers auch mehrere Regelventile angeordnet werden, von denen beispielsweise eines vom Druckmittel auf der Eingangsseite, ein anderes vom Druckmittel auf der Ausgangsseite des Reglers und wieder andere von anderen Stellen des Druckmittelweges öffnend oder schliessend beeinflusst werden können.
Ein besonderer Vorteil der Konstruktion nach der Erfindung ist, dass sie sich bei allen Arten von Reglergehäusen in Anwendung bringen lässt. Sie kann bei allen Durchgangs-, Eck-, Kreuz-oder sonstigen Ventilen angewendet werden.
Die Kolbenausbildung na-h der Erfindung kann auch bei Ventilen für hohe Drucke und grösseren Ventilabmessungen Verwendung finden, wo der Ventilkegel mit einem Entlastungsventilkegel versehen ist. Eine solche Konstruktion bei einem Überströmventil zeigt die Fig. 11 der Zeichnung.
In dem mit dem Kolben verbundenen Hauptventilkegel 3 ist der Ventilkegel J9 eingebaut. Die Vebindung dieses Kegels 59 mit dem Kolben erfolgt durch einen Mitnehmer M, welcher an einem am Kolben fixen Zapfen 62 vom Durchmesser des Entlastungsventilsitzes sitzt. Der Hauptventilkegel 3, welcher entsprechende Führung besitzt, ist wieder ausserhalb seines Sitzes von einer sich nach abwärts verengenden Büchse 46 umschlossen. Der hohle Kolben bildet wieder mit der Führungsbüchse den Bremsraum 9 sowie den zweiten, die Kondensatabdichtung der Gleitflächen durch die offene Verbindung
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Im Deckel des Reglers befindet sich wieder die das Regelventil 45 betätigende Membran 48, welches durch das den Kanal 30 durchströmende Druckmittel beeinflusst wird. Das Regelventil A5 schliesst wieder die Ve-bindung zwischen dem Raum oberhalb des Kolbens und den auf die Austrittsseite des Reglers führenden Kanal 44 ab.
Es können auch, wie Fig. 12 zeigt, zwei Regelventile 45' und 45" angewendet werden, deren Sitze in einem rohrförmigen Teil des Deckels vorgesehen sind. Das eine RegelT gentil 45'wired von einer belasteten Membrane 48'geschlossen gehalten, deren sonst vollkommen abgeschlossener Raum nur durch einen regel-bzw. absperrbaen Kanal JO mit dem Ventilraume über dem Hauptkegel 3 in Verbindung steht ; das andere Ventil 45" wird durch eine belastete Membrane in Offenstellung gehalten, deren
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Raum nur mit dem Ventilraum unter dem Hauptkegel 3 durch einen gleichfalls absperrbaren Kanal 44 in Verbindung steht.
Steigt der Druck höher, als es der Membranbelastung des geschlossenen Regulierventiles 45' entspricht, so wird dieses Ventil gehoben, der Druck über dem Kolben sinkt, der Kolben eröffnet den kleinen Kegel 59 und dieser nimmt den nun entlasteten Hauptkegel 3 mit.
Sinkt der Druck unter die eingestellte Höhe, dann schliesst das Ventil 45', der Druck über dem Kolben wird wieder gleich dem Ventildruck, das strömende Druckmittel schliesst den Hauptkegel 3 infolge der Führung durch die Büchse 46 und der Kolben folgt mit dem kleinen Kegel 59 infolge des Überdruckes auf den in den Entlastungsraum führenden Zapfen bis zur Schlussstellung.
Steigt bei Offenstellung des Regelventiles 45', also auch offenstehendem Hauptventil 3, der Druck am Ventilausgang so hoch, dass er die Membranbelastung des zweiten Regelventiles 45" überwindet und dieses schliesst, dann erfolgt wieder Druckausgleich über dem Kolben und das Hauptventil 3 schliesst in der vorbeschriebenen Weise.
Sowohl bei der Ausführung nach Fig. 11 als auch bei jener nach Fig. 12 ist sowohl in dem zur Membran 48 (bzw. 48') führenden Kanal 30 eine Drossel- oder Abspe"rschraube 47 als auch in dem vom Ventil 45 (bzw. von der Membran 48") führenden Ausstromkanal 44 eine Drossel oder Absperrschraube 63 angeordnet. Durch Absperrung der Kanäle 30 und 44 wird das Ventil zu einem Absperrventil. Weiters ist auch hier im Deckel eine durch den Pfropfen 56 verschlossene, in den Raum unter die Membrane 48 führende Bohrung 55 vorgesehen, an welche eine von einer anderen Stelle des Druckmittelweges abzweigende Leitung angeschlossen werden kann.
In der Fig. 13 ist eine weitere Ausführungsform eines solchen Überströmventiles dargestellt, bei welcher eine andere Form des Kolbens und der Büchse 46 verwendet ist und auch eine weitere in den Raum unter der Membrane 48" mündende Bohrung 38" vorgesehen ist, welche eine Fernbeeinflussung der Membrane 48" durch eine anzuschliessende Zweigleitung gestattet.
Schliesslich zeigt Fig. 14 eine analoge Ausführung eines solchen Ventiles, bei welchen die Rengel-
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Statt zweier Regelventile können auch mehrere solcher Ventile im Deckel des Reglers angeordnet werden. Die Fig. 15 und 16 zeigen verschiedene Anordnungen von je drei solchen Regelventilen, die zum
Teil vom Druckmittel auf der Ventileingangsseite und auf der Ventilausgangsseite und zum Teil von einer anderen Stelle aus beeinflusst werden können.
Die beschriebenen Konstruktionen haben auch den Vorteil, dass die Prüfung auf Freibeweglichkeit der einzelnen Teile leicht erfolgen kann, indem ein im Deckel angebrachtes Ventil geöffnet wird, so dass ein Ausblasen des Druckmittels eintritt und dadurch ein Hochgehen des Kolbens erzwungen wird.
Bei Druckbegvenzungsventilen von kleinen Abmessungen kann der Ventilkegel mit dem Kolben zu einem einzigen Körper vereinigt werden, der die Funktionen von Kegel und Kolben übernimmt.
In den Fig. 21 bis 24 sind verschiedene Ausführungsformen eines solchen Ventiles dargestellt.
Der kolbena-tig ausgebildete Ventilkörper 64 des in Fig. 17 davgestellten Überströmventiles besitzt in seinem oberen, in der Führungsbüchse 65 gleitenden Teil grösseren Durchmesser als der Ventilsitz. Ausserdem gleitet der Ventilkolben auf einem in der Ventilachse angeordneten, hohlen Zapfen 66 dessen Bohrung 73 von einem durch die federbelastete Membran 67 gesteuerten Ventil 68 verschlossen wird. Über dem Sitze des Ventiles 68 führen Bohrungen 69 in den Raum oberhalb des Ventilkolbens 64.
Dieser Raum steht seinerseits wieder durch Öffnungen 71 in der Kolbenführungsbüchse 65 mit dem Ventilraum in Verbindung. Der Hub des Ventilkolbens wird durch einen Ringansatz 70 an seinem unteren Teile begrenzt. Auch hier ist seitlich vom Sitze des Kolbenventils eine das letztere umschliessende, sich gegen den Sitz verengende Büchse 72 vorgesehen.
Bei der in Fig. 17 dargestellten Ausführungsform eines Überströmventiles, bei welchem das Druckmittel zunächst über den Ventilkolben gelangt, muss das Regelventil 68 mit der Membrane 67 fest verbunden sein. Dieses Regelventil 68 bleibt so lange geschlossen, bis der durch die Öffnung 76 in den Membranraum gelangende Druck die Membranbelastung überwindet und das Regelventil 68 öffnet. Erst wenn der Druck auf der Ventileingangsseite, also auch im Membranraum, auf die der Membranebelastung entsprechende Höhe gesunken ist, senkt sich mit der Membrane 67 das Regelventil, schliesst die zentrale Bohrung 73 und der Druck des Druckmittels steigt über dem Kolben wieder auf die volle Höhe.
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bei jeder Ventilstellung ein Hämmern oder Klappern des Ventilkegels.
Zur weiteren Verhinderung des Klapperns kann auch ein Kegelführungsring 73 vorgesehen werden.
Statt durch den zentralen hohlen Zapfen kann das Druckmittel auch, wie Fig. 19 zeigt, durch einen Kanal 74 im Gehäuse nach dem Deckel geführt werden, in dem sich dann der Kegel des Regelventiles 68 befindet, von welchem Bohrungen 75 in den Raum über den Kolben führen.
Der Membranraum ist auch hier wieder durch Öffnungen 76 mit dem Ventilraum verbunden.
Im Deckel kann auch, wie in Fig. 20 dargestellt, ein Sicherheitsventil 77 vorgesehen werden, das den Druck im Ventilraum begrenzt und, wie früher beschrieben, durch Verbreiterung über den Ventilsitz hinaus als Hochhubsieherheitsventil ausgebildet ist.
Mittels eines vom Hauptventil ganz unabhängigen Absperrkegels 78 kann der Ventildurehgang abgesperrt werden. Es ist dann ohne weiters möglich, die selbsttätig wirkenden Teile auszubauen und nach Untersuchung oder etwa erforderlicher Instandsetzung und Wiedereinbau wieder in Betrieb zu nehmen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Druckregler, bei welchem das Absperrorgan mit einem Kolben gekuppelt ist, gekennzeichnet durch eine solche Ausbildung und Anordnung des Kolbens, dass er mit seiner Führungsbüchse einerseits einen Bremsraum und anderseits einen oder mehrere von den Führungsflächen begrenzte Räume bildet, welche Räume sämtlich mit der einen Reglerseite in ständiger, offener Verbindung stehen.
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Pressure regulator.
The invention relates to pressure regulators which are equipped with a piston that is controlled by the pressure medium and coupled to the shut-off element. The previously known pressure regulators of this type have the disadvantage that they are mostly not braked at all, or not braked equally well in all piston positions, so that the parts controlled by the pressure medium start to vibrate or even hammer.
Where better braking was used, the regulator could not work properly because the opening and closing were too late and the tightly fitted pistons with wide sliding surfaces tended to get stuck.
The subject of the invention is such a configuration of such pressure regulators that these disadvantages are completely avoided, which is achieved in particular through the special design and arrangement of the piston and its control.
In Fig. 1 of the drawings, an embodiment of a pressure reducing valve designed according to the invention is shown in vertical section.
In the valve housing 1, the piston guide bushing 2 is used, in which the valve with the
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Housing cover and lays itself with a cylindrical extension against the joint between the housing and cover, so that the seal inserted there itself or parts of the same cannot inhibit the movement of the piston. The piston consists of two disks 5, 6, between which and the wall of the piston guide bushing a cavity 7 remains, which is in open connection with the downstream pressure chamber of the valve through openings 8 in the wall of the piston guide bushing in each piston position.
The space 8 between the lower disk 5 of the piston and the bottom of the piston guide bushing 2 serves as a braking space and is in open connection with the downstream pressure space of the valve through the small opening 10 (whose cross section can also be regulated). As a result of this arrangement, the same pressure must always prevail on both sides of the piston disk 5, so that the equally good braking effect below the disk 5 is ensured in every piston position. If steam is used as a pressure medium, the condensate passing between the piston sliding surface and the wall of the piston guide bushing acts as an excellent seal, which cannot flow away from the sealing point due to the pressure being the same on both sides.
In order to make this condensate seal even more effective, it is advisable to provide the piston sliding surfaces with annular grooves, as indicated at 11 for the upper piston disk 6. This arrangement of spaces with the same pressure and the condensate seal makes it possible to close the piston with only narrow sliding surfaces
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If condensable pressure medium is present, the sealing or braking can be achieved by a specially filled liquid or liquid introduced into the grooves on the sliding surfaces. In this case, a special hole must be provided in order to keep the braking space in constant communication with space 7.
The piston rod guide can also be sealed by condensate by providing an annular groove 26 in the guide which is connected to the reduced pressure chamber by a channel 27 so that the same pressure is maintained in the piston rod guide as in the brake chamber.
In the upper disk 6 of the piston openings 12 are provided which are closed by a spring-loaded valve 13. If the permissible pressure is exceeded, the valve 13 is raised and the excess pressure medium flows out of the space 7 via the safety valve 14 into the open.
This valve 13 is now widened laterally beyond its seat in a known manner and built into the disc 6 forming the valve seat in such a way that an annular space 15 is formed between the edge of the valve body and the part of the disc 6 surrounding the valve seat. When the valve 13 is opened, the pressure medium flows into the space 15 and acts here on the valve widening, so that the valve is raised quickly.
In Fig. 2, another embodiment of the piston according to the invention is shown. Here two concentric hollow pistons 16, 17 with a common piston crown are used, of which the inner 16 slides in a bush 18 concentric to the outer piston guide bush 2. The brake chamber 9 is formed here between the outer piston and the guide bushing, while the cavity of the inner piston is in open communication with the reduced pressure chamber through large openings 19 and carries the valve 13. The sliding surfaces of the pistons have wide annular grooves 20, which are in constant communication with the reduced pressure chamber through the openings 8 and 10, so that the same pressure and sealing prevail here on both sides of the remaining narrow sliding surface parts
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is secured by the condensate.
The large openings 19 have the consequence that the piston and the valve body connected to it can follow the changing steam consumption particularly quickly without starting to oscillate. The annular space 15 causing the lifting of the valve 13 is provided here in the widening of the valve itself.
In the embodiment shown in Fig. 3, the bottom of the inner piston 16 is on the
Side of the bottom of the piston guide sleeve arranged and the cavities of the two concentric
Pistons are in open communication with one another. The brake chamber 9 is located here between the bottom of the inner piston and the bottom of the piston guide bush. The entire space between the two pistons and the piston guide bushing is connected to the reduced pressure space through the large openings 10, so that the pressure quickly takes effect on the entire piston and this can quickly follow the steam consumption. A bore 21 in the inner piston 16 leads into its annular groove 20 in order to secure the condensate seal in the manner described.
The embodiment shown in FIG. 4 differs from that according to FIG. 2 in that the walls of the concentric pistons extend to different sides of the common piston head and the inner piston is guided in the bottom of the piston guide bushing.
The safety valve 14 can be designed similar to the valve 13 for the purpose of achieving rapid lifting. FIG. 5 shows, on a larger scale, an embodiment of the safety valve according to the invention. As can be seen, here too the valve is laterally widened beyond its seat, but the widening is formed by a ring 23 which can be screwed onto the valve and which loosely fits into an annular guide 22. This guide sleeve 22 can also be screwable, so that the time at which the valve opens can be regulated by adjusting the ring 23 or its guide 22.
The device can also be made such that the plate 24 which transfers the spring load to the valve, as also shown in FIG. 5, is designed as a slide valve. For this purpose, a guide sleeve 25 that can be screwed into the cover or the spring hood is provided, so that the time of opening can be regulated by adjusting this sleeve. In the case of such a design of the load plate, the outflow of the pressure medium does not take place under the plate at 28, as in the first-mentioned embodiment, but above the plate 20.
It is essential for the construction that the adjustable parts 22, 23, 25 are arranged in such a way that they are easily accessible from the outside. In fact, the adjustment through the outflow opening 28 can easily be carried out with a suitable tool and, for this purpose, corresponding grooves or notches can be provided on the circumference of these adjustable parts for the tool to grip.
To regulate the load pressure medium flowing through the channel 30 provided in the housing (FIG. 1) to the top of the piston, a regulating valve 31 is provided which is controlled by a spring-loaded diaphragm 32. The construction of this valve, which is shown on a larger scale in FIG. 6, forms a further part of the invention.
The valve cone 31 is connected to a relieved guide piston 33 which is inserted into a guide bushing 34 and has a screw-threaded extension projecting over the end of the bushing. The spring hood 35 is screwed onto this. The sleeve 34 is inserted removably into the cover of the regulator and fixed by an annular plate 36 screwed tightly to the cover. After removing this plate 36 and the spring hood 35, the guide bushing with the valve body can therefore be easily removed and replaced.
The guide bushing has an annular groove 37 extending downward from the confluence of the channel 30 and from its lower end. e Hole 38 in the guide bushing leads to the valve cone. By lowering the bores 38 against the valve cone, it is possible to keep the connecting rod between the valve cone 31 and its piston 33 as short as possible, which is of particular importance because it significantly reduces the risk of this small valve breaking. On the other hand, the symmetrically distributed bores 12 ensure an even loading of the valve cone 5 by the pressure medium, which is of particular importance for the reliable functioning of the valve.
To protect the valve against contamination, a sieve 39 is inserted into the annular groove 37, and the plate 36 is provided with a cap 40 perforated in a sieve-like manner, surrounding the valve cone.
In order to be able to throttle the pressure medium flowing to the control valve, a throttle screw 41 is provided, which is countersunk in the bore leading to the channel 30 to make unauthorized adjustment more difficult. On the outside, this hole is closed by a plug 42, which can possibly be secured by sealing. The upstream connection of the throttle screw in front of the control valve enables the latter to be better adapted to the given pressure conditions and thus the least possible wear on the sealing surfaces,
7 of the drawing shows a pressure relief valve with a piston designed according to the invention, in which, however, no valve is arranged in the piston.
In contrast, a space 43 is provided in the cover of the regulator, which with the high pressure side of the regulator through the
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Channel 30 is connected and is closed at the top by a loaded membrane 48, which acts on a valve 45 which closes the piston top against the channel 44 leading to the outlet side of the regulator and whose pin is sealed against the membrane space. The valve cone 3 is surrounded by a ring that expediently narrows downwards towards the valve seat or by a bushing 46 provided with openings which directs the pressure medium against the valve cone in such a way that it
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closes quickly and safely.
A throttle screw 47 is provided in the channel 30, by means of which the pressure medium access to the space 43 can be throttled or even shut off completely, so that the arrangement of a special shut-off element is superfluous. The regulator can also be thought to have arisen from the check valve illustrated in FIG. In such a check valve, the piston designed according to the invention offers all of the advantages already described. The wide annular groove 20 in the piston is connected to the space above the piston through a bore 60 located near the piston crown, so that the condensate can reach the lower piston sliding surface.
Since the pressure medium always acts simultaneously on the downwardly open inner piston and that of the. The valve cone enclosed in a conical sleeve acts, pressure medium surges are absorbed.
As FIG. 8 shows, the piston can also be replaced by a membrane 50, which is bulged too much by lamellae provided on its upper side. is prevented. These lamellae 51 are coupled to the diaphragm 50 and the brake piston 52 connected to it and to the double-seated valve cone 3 in the present exemplary embodiment, so that the movements are transmitted even when the diaphragm ruptures and the valve is maintained in effectiveness. When using a double-seat valve, it is advisable to make the upper valve seat larger than the lower one. The
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Piston is provided with one or more annular grooves and, with its guide bushing 52, forms the brake chamber which is connected to the pressure chamber through the small opening 54.
The relief of the piston and the condensate seal are achieved in the same way as with the piston designs described earlier. The connection between the space above the membrane 50 and the channel 44 leading to the outlet side of the regulator is established by the
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the channel 30 carrying the membrane 48 is again provided with a throttle screw 47; Behind the throttle screw there is another hole 55 in the housing opening into the channel 30, which is closed by a screw plug 56 and to which a line branching off from any point of the pressure medium line can be connected to the membrane depending on the at that point to influence prevailing pressures.
A similar design with a single-seat valve cone, again in place of the diaphragm 50
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controlled valve 45 through the hollow rod 58, which connects the piston to the valve cone 3.
Instead of the one described control valve, several control valves can be arranged in the cover of the regulator, of which, for example, one can be influenced by the pressure medium on the input side, another by the pressure medium on the output side of the regulator and still others from other points in the pressure medium path, opening or closing.
A particular advantage of the construction according to the invention is that it can be used in all types of controller housings. It can be used with all straight, corner, cross or other valves.
The piston design according to the invention can also be used in valves for high pressures and larger valve dimensions, where the valve cone is provided with a relief valve cone. Such a construction in an overflow valve is shown in FIG. 11 of the drawing.
The valve cone J9 is installed in the main valve cone 3 connected to the piston. This cone 59 is connected to the piston by means of a driver M, which is seated on a pin 62 fixed on the piston and having the diameter of the relief valve seat. The main valve cone 3, which has a corresponding guide, is again enclosed outside its seat by a sleeve 46 which narrows downwards. The hollow piston, together with the guide bushing, forms the brake chamber 9 and the second, the condensate seal of the sliding surfaces through the open connection
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In the cover of the regulator there is again the diaphragm 48 which actuates the control valve 45 and which is influenced by the pressure medium flowing through the channel 30. The control valve A5 again closes the connection between the space above the piston and the channel 44 leading to the outlet side of the controller.
As FIG. 12 shows, two control valves 45 'and 45 "can also be used, the seats of which are provided in a tubular part of the cover. One control valve 45' is held closed by a loaded diaphragm 48 ', the other completely The closed space is only connected to the valve space above the main cone 3 by a regulable or shut-off channel JO; the other valve 45 ″ is held in the open position by a loaded diaphragm
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Space communicates only with the valve chamber under the main cone 3 through a channel 44 which can also be shut off.
If the pressure rises higher than the diaphragm load on the closed regulating valve 45 ', this valve is raised, the pressure above the piston drops, the piston opens the small cone 59 and this takes the main cone 3, which is now relieved, with it.
If the pressure drops below the set level, the valve 45 'closes, the pressure above the piston becomes equal to the valve pressure again, the flowing pressure medium closes the main cone 3 as a result of being guided by the bushing 46 and the piston follows with the small cone 59 as a result of the overpressure on the pin leading into the relief space up to the final position.
If the pressure at the valve outlet rises so high when the control valve 45 'is in the open position, i.e. also when the main valve 3 is open, that it overcomes the diaphragm load on the second control valve 45 "and closes it, then pressure equalization occurs again over the piston and the main valve 3 closes in the above-described manner Wise.
Both in the embodiment according to FIG. 11 and in that according to FIG. 12 there is a throttle or shut-off screw 47 both in the channel 30 leading to the membrane 48 (or 48 ') and in that of the valve 45 (or from the membrane 48 ″) leading outflow channel 44 a throttle or shut-off screw 63 is arranged. By shutting off channels 30 and 44, the valve becomes a shut-off valve. Furthermore, a bore 55, which is closed by the plug 56 and which leads into the space under the membrane 48, is provided in the cover, to which a line branching off from another point of the pressure medium path can be connected.
13 shows a further embodiment of such an overflow valve, in which a different shape of the piston and the bushing 46 is used and a further bore 38 "opening into the space under the membrane 48" is provided, which remote influencing of the Membrane 48 "permitted by a branch line to be connected.
Finally, FIG. 14 shows an analogous embodiment of such a valve, in which the Rengel-
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Instead of two control valves, several such valves can be arranged in the cover of the controller. 15 and 16 show different arrangements of three such control valves, which are used for
Part of the pressure medium on the valve inlet side and on the valve outlet side and partly can be influenced from another point.
The constructions described also have the advantage that the individual parts can easily be checked for freedom of movement by opening a valve in the cover so that the pressure medium is blown out and the piston is forced to rise.
In the case of pressure relief valves of small dimensions, the valve cone can be combined with the piston to form a single body which takes on the functions of cone and piston.
Various embodiments of such a valve are shown in FIGS.
The piston-like valve body 64 of the overflow valve shown in FIG. 17 has a larger diameter than the valve seat in its upper part sliding in the guide bush 65. In addition, the valve piston slides on a hollow pin 66 arranged in the valve axis, the bore 73 of which is closed by a valve 68 controlled by the spring-loaded membrane 67. Bores 69 lead above the seat of the valve 68 into the space above the valve piston 64.
This space is in turn in connection with the valve space through openings 71 in the piston guide bushing 65. The stroke of the valve piston is limited by an annular shoulder 70 on its lower part. Here, too, a sleeve 72 which surrounds the piston valve and narrows towards the seat is provided to the side of the seat of the piston valve.
In the embodiment of an overflow valve shown in FIG. 17, in which the pressure medium first reaches the valve piston, the control valve 68 must be firmly connected to the diaphragm 67. This control valve 68 remains closed until the pressure passing through the opening 76 into the diaphragm space overcomes the diaphragm load and the control valve 68 opens. Only when the pressure on the valve inlet side, i.e. also in the diaphragm chamber, has dropped to the level corresponding to the diaphragm load, does the control valve with the diaphragm 67 lower, the central bore 73 closes and the pressure of the pressure medium rises above the piston to the full level again .
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hammering or rattling of the valve cone at every valve position.
A cone guide ring 73 can also be provided to further prevent rattling.
Instead of through the central hollow pin, the pressure medium can also, as FIG. 19 shows, be passed through a channel 74 in the housing to the cover, in which the cone of the control valve 68 is then, from which bores 75 into the space above the piston to lead.
The membrane space is here again connected to the valve space through openings 76.
A safety valve 77 can also be provided in the cover, as shown in FIG. 20, which limits the pressure in the valve chamber and, as described earlier, is designed as a high-lift safety valve by widening it beyond the valve seat.
The valve passage can be shut off by means of a shut-off cone 78 which is completely independent of the main valve. It is then easily possible to dismantle the automatically acting parts and to put them back into operation after inspection or any necessary repairs and reinstallation.
PATENT CLAIMS:
1. Pressure regulator, in which the shut-off element is coupled to a piston, characterized by such a design and arrangement of the piston that it forms with its guide bush on the one hand a brake chamber and on the other hand one or more spaces delimited by the guide surfaces, which spaces all with one The controller side are in constant, open connection.