DE1550164A1

DE1550164A1 - Fluessigkeitsregelventil

Info

Publication number: DE1550164A1
Application number: DE19661550164
Authority: DE
Inventors: Heiser Ferdinand Frank; Thayer George Leo
Original assignee: Controls Company of America
Current assignee: Controls Company of America
Priority date: 1966-01-06
Filing date: 1966-11-16
Publication date: 1969-09-11
Also published as: NL6617948A; FR1501425A; BE692273A

Description

Flüssigkeiteregelven:tii

Die Erfindung bezieht sieh auf ein Fl-üseigkeitsregel-

ventil, insbesondere aber auf ein druckgesteuertes Fliisaigkei'te-

regelventil.

Die .Erfindung kennzeichnet sich durch. einen Wählschalter!

welcher wahlweise derart betätigbar ist, dass die zweite Druck-

feder zum Zwecke der Zusammenarbeit mit der ersten Druckfeder mit

dem Versohluneglied verbunden wird, wobei der Kraft der Membran

ftntgageng®wirkt oder aber die eweite Druckfeder von dem Versohluee-

.glied gelöst und getrennt wird# und dass die erste Druckfeder

oder sowohl die erste Ale auch die zweite Druckfeder der Bewegung

dieses Verschlussgliedes wahlweise entgegenwirken.

Es besteht eine Reihe von Anwendungsmöglichkeiten, bei welehen@das Erfordernis einer wirksamen und auch wirtschaftlichen Anordnung besteht, mit deren Hilfe das Ventil auf mehr als einen Betriebsdruck oder aber auf einen Betriebsdruckbereich umgestellt werden kann, wodurch die Charakteristik des Betriebes des Ventiles entsprechend ausgewählt werden kann. So hat bei-spielsweise die Ausbreitung der beweglichen Heimindustrie ein Bedürfnis nach einem Gasventil geschaffen, welches eine derar-tige Umwandelbarkeit bei der Verwendung in verschiedenen geographischen Gebieten ermöglicht, in welchen Naturgas bzw. Niederdruekgas verfügbar ist. Ein derartiges Ventil kann in Übereinstimmung mit der Erfindung vorgesehen werden, obgleich die Erfindung auf dieses Anwendungsgebiet keineswegs beschränkt ist, vielmehr ganz allgemein auf Ventile anwendbar ist, welche auf der Grundlage von mehr als einem Betriebsdruck bzw. Betriebsdruckbereich arbeiten. -Die-Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung noch etwas ausführlicher erläutert. In dieser zeigen in rein schematischer Weises Fig. 1 einen längeschnitt durch das erfindungagemäsae Ventil, welches in diesem Falle als Hochdruckventil arbeitet Fig. 2 einen Längsschnitt durch das erfindungsgemässe Ventil, welches als Niederdruckventil arbeitet Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3 - 3 in Figur 1, wobei Teile weggebrochen dargestellt sind, so dass der Wählschalter voll sichtbar wird Fig. 4 eine Teilansicht-des Ventiles gemäss der Erfindung, wobei der äussere Teil des Wählschalters in einer der Anordnung nach Figur 1 entsprechenden Lage gezeigt wird Fig. 5 eine Ansicht des äusseren Teiles des Wählschalters in einer der Anordnung nach Figur 2 entsprechenden Lage.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, besteht das Ventil 1o aus einem Aussengehäuse 12, welches die Form `einer Kappe 14 mit einem unteren Teil 16 besitzt, wobei beide teile 14; 16 mittels Schrauben 18 miteinander verbunden sind. Zwischen die Kappe 14 und den unteren Teil 16,ist eine auf Druck ansprechende Membrananordnung 2o eingeklemmt, welche so wirkt, dass in dem Ventil 1o eine Durchgangsöffnung für das strömende Medium gebildet wird. Mit der unteren Seite der Membrananordnung.2o steht eine Einlassöffnung 22 und eine Auslassöffnung 24 über verengte Öffnungen 26 und 28 in Verbindung, wodurch ein Durohgangskanal durch das Ventil 1o hindurch gebildet wird. Die Nembrananordnung 2o ist dabei der Einwirkung des.Druokes des in diesem Durchgangskanal befindlichen Strömungsmediums ausgesetzt und spricht auf" den Druck dieses Mittels an.

Mit 30 ist ein Aohei-benförmiges Verschlussglied bezeichnet, welches sich in Richtung der verengten Öffnung 26 bewegen und sich gegen diese bewegen kann derart, dass der Fluss durch den Durchgangskanal des Ventilen 1o geregelt wird. Das scheibenförmige Verschlussglied 3o steht mit der Membrananordnung 2o über einen Stössel _32 in Verbindung. Dieser ßtönnel 32 be- sitzt eine Schulter 34 .und ist durch flache, kräftige, schalenförmige Seheiben 36, 38 hindurchgeführt. Diese schalenförmigen Scheiben 36, 38 sind Teil der Membrananordnung 2o und legen sich gegen eine Mutter 4o an. Diese Mutter 4o besitzt eine rohrförmige Verlängerung 42, welche einen Teil des Stössels 32 umgibt und sich gegen die schalenförmige Scheibe 38 anlegt, so dass sie mit der Schulter 34 des Stössele 32 so zusammenarbeitet, dass die schalenförmigen Scheiben 36 und 38 miteinander verklammert werden. Auf der rohrförmigen Verlängerung-42 der Mutter 4o ist eine ringförmige Scheibe 44 angeordnet, welche mit der Unterseite der Mutter 4o vorzugsweise über eine Feder 46 in Kontakt gehalten wird, wobei sich diese Feder 46 zwischen der ringförmigen Scheibe 44 und der schalenförmigen Scheibe 38 erstreckt. Die ringförmige Scheibe 44, die Feder 46 und die Mutter 40 sind im gewissen Sinne Teile der Membrananordnung 2o; ebenso wie die schalenförmigen Scheiben 36 und 38. Die Membraninordnung 2o wird durch eine elastische Membran 48 herkömmlicher festalt vervollständigt, welche zwischen die schalenförmigen Boheiben 36 und 38 eingeklemmt ist,*wobei der Umfangsrand zwischen die Kappe 14 und den unteren feil 16 eingeklemmt ist. 8o bestimmt. die relative nage zwischen dem scheibenförmigen Verschlussglied 3o und der verengten Öffnung 26, welche den Sitz bildet, gegen welche sich das scheibenförmige Veraohlussglied'3o in der Schließstellung anlegt, den Fluse durch das Ventil hindurch, und die Stellung des scheibenförmigen Verschlussgliedes 3o wird von dem Druck oder aber von°dem mangelnden Druck bestimmt, welcher auf die Untergeite der Membrananordnung 2o einwirkt. '

Die Charakteristik des Betriebes des Ventilen wird von

der Gegenkraft bestimmt, welche auf das scheibenförmige Vor-

schlusaglied 30 über die Nembrananordnung 2o zur Binwirkuung ge-

langt, wobei die Rüokstellkraft vorgewählt worden 'kann. Diese

Rückstellkraft wird von Druckfedern 5o und 52 erzeugt. Das eine

Ilnde der Druckfeder 5o legt' sich gegen die Scheibe 44 an, während

sich das gegenüberliegende llnde gegen einen verstellbaren Sitz 53

anlegt, welcher in eine in der Kappe 14. vorgesehene Öffnung 55

eingeschraubt.,tot. Mit dieser Anordnung übt die Druckfeder 5o

über die Scheibe 44 eine kontinuirkrliohe Druckkraft aus, während

die (oder 42 auf das scheibenfärnige Vorsohlussgliid 3o einwirkt.

Um Veränderungen in der Charakteristik den Betriebes

des Ventilen zu erhalten, kann die Druckfeder 52 wahlweise mit

dem Ventil verbunden werden bzw. von dem Ventil gelöst werden' so

-dass in der einen Betrebsntellung die Zugfelder 52 zusammen mit

. der bruckfeder 5o auf dai Vereohluseglied 3o einwirkt, Währe

@In einer anderen Betriebsstellung auf das Verschlussglied'3o 1e- '

diglieh die Druckfeder 5o zur Einwirkung.gelangt. Mit 54 ist ein Hebel bezeichnet,-weloher in einem Zager 56 gelagert ist, das seinerseite,mit der Kappe 14 verbunden ist. Der Hebel 54 besitzt ein Paar Schenkel 581 6o, welche eich auf gegenüberliegenden Seiten der Druckfeder 5o und der Mutter 4o erstrecken und an der Feder vorbeigeführt werden. Beide Schenkel 58t 6o besitzen eine flache V-förmige Vertiefung-59 und 61, welche so angeordnet sind, dass sie sich gegen die Scheibe 44 anlegen können. Der eine Schen-kel 58 erstreckt sich über die Feder hinaus und steht in Wirkverbindung mit einem Wählschalter 62. Das eine Ende der Druckfeder 52 legt eich gegen einen Vorsprung 64 an, welcher auf dem Hebel 54 angeordnet ist, und das gegenüberliegende Ende legt sich gegen einen verstellbaren Sitz 36, welcher in die Öffnung 68 der Kappe 14 eingeschraubt ist. Die Druckfeder 52 drückt den Hebel 54 gegen die Scheibe 44, und wenn ein Anschlag erfolgt, so wird die Kraft der Druckfeder 52 zusammen mit derjenigen der Druckfeder 5o über die-Sohoibe 44, die geder 46 und den Stössel 32 auf das scheibenförnige Verschlussglied 32 übertragen.

Der Wählaehalter 62 besitzt einen Schaft 70, welcher

in einer Öffnung 72 in der Kappe 14 und in einem von der Innen-

fliehe der Kappe 14 ausgehenden Vorsprung 74 gelagert ist. Der

erweiterte Kopf 76 den Schaftes 70 greift in eine Öffnung 72 des

Gehäunea eini wobei Zwischen der Innenfläche der Öffnung 72 und

den- Hing 8o auf dem Schaft 7o eine goder 78 angeordnet ist. Die

Puder 78 drückt den Schaft 7a in dem Gehäuse nach innen und

aoblägt ferner-den erweiterten Kopf 76 gegen das Gehäuse an...

Mit dem Schaft 70 steht ein Zapfen 82 in Verbindung, welcher in. der Betriebsstellung in der Nähe des Endes 84 des Hebels 54 liegt. Der Zapfen 82 ist in dem Schaft 70 drehbar gelagert und legt sich in der einen Stellung gegen den Hebel 54 an und hält diesen ausser Kontakt mit der Membrananordnung 2o (Fig. 2) derart, dass das Verschlussglied 30 von der Druckfeder 52 getrennt wird. In einer anderen Stellung löst der Wählschalter 62 den Hebel 54, so dass letzterer mia der Scheibe 44 der Membrananordxjung 2o in Berührung gelangen kann (Fig. 1) derart, dass zwischen der Druckfader 52 und dem scheibenförmigen Verschlussglied 3o eine Wirkverbindung,hergestellt wird.

Der Zapfen 82 wird durch Betätigung des erweiterten Kopfes 76 in eine von zwei Stellungen bewegt. Zu diesem Zwecke besitzt der erweiterte Kopf 76 einen Schlitz 85 zur Aufnahmeeines Schraubenziehers und dgl. Der erweitertes Kopf 76 trägt auch einen Zapfen 86, welcher zusammen mit dem Zopf 76 über einen erhabenen V-förmigen Vorsprung 88 bewegbi' lot. Die Kombination des Zapfens 86 mit dem V-förmigen Vorsprusfg 68 verriegelt den Wählschalter 62 in einer von beiden Stellungen und verhindert,' dass der Wählschalter 62 zwischen seinen beiden Betriebsstellungen zur Ruhe kommt.
Bei der dargestellten Ausführungsform verbinden die beiden Stellungen des Wählschalters 62 das Ventil zum Betrieb ent- weder mit Normaldruckgas oder aber mit Niederdruckgäs. Zum Betrieb mit Niederdruckgas wird der Wählschalter 62 so verdreht, dass der Zapfen 86 nach links von dem Vorsprung 88 bewegt wird (Feg. 4), wobei auf dem Gehäuse geeignete Anzeigemittel vorgesehen sind, damit die Niederdruckgasetellung festgestellt werden kann. Hierdurch wird der Zapfen 82 verdreht, so dass er ausser Eingriff mit dem Ende 84 des Hebele 54 gelangt, und der Hebel 54' gelöst wird, so dass er eich gegen die Scheibe 44 anlegt, wobei ~. beide Federn dem auf die Membran 48 einwirkenden Druck in dem Durchtrittskanal entgegenwirken. Wenn das Ventil im Zusammenhang mit einer Naturgasquelle relativ niedrigen Druckes verwendet werden solle dann wird der erweiterte Kopf 76 so verdreht, dass er den Zapfen 86 in eine Stellung rechte von dem Vorsprung 88 bewegt, wobei wiederum Anzeigemittel vorgesehen sind, um die Lage erkennbar zu machen. Die Drehbewegung des erweiterten Kopfes 76 bewirkt eine Verdrehung des Zapfens 82, welcher mit dem Ende 84 des Hebels 54 in Berührung gelangt, wobei der Hebel 54 ausser Berührung mit der Scheibe 44 bewegt Wird. Der Wählschalter 62 wird durch das ZVsammenwirken der Feder 78, des Zapfens 86 und des Vorsprunges 88 in dieser Stellung gehalten, wobei der Hebel 54 die Scheibe 44 nicht berührt, welcher das Verschlussglied 3o von der Druckfeder 52 trennt und dabei die Federkraft vermindert, die in entgegengesetzter Richtung auf die Xembrananordnung 2o einwirkt. Bei der Verwendung von Niederdruckgas ist eine grössere Federkraft erforderlich, wobei das Ventil auf höhere Drücke oder Druckbereiche anspricht, während bei Verwendung von Naturgas relativ niedrigen Druckes eine kleine Federkraft vorgesehen wird. Dabei spricht das Ventil auf einen relativ niedrigen Druck oder Druckbereich an. Dementsprechend arbeitet eine grössere Feder- kraft mit höheren Drücken zusammen, welchen man bei der Verwendung' von Niederdruckgasen begegnet, und eine'relativ kleinere Federkraft arbeitet mit relativ niedrigeren Drücken zusammen, welchen man bei Verwendung von Naturgas -begegnet, wobei in beiden Fällen -(Niederdruckgas oder Naturgas) ein relativ gleichmäseiger Durchsatz aufrechterhalten wird.
Es ist zu berücksichtigen, dass die beiden Druckfedern 5o und 52 voneinander unabhängig gelagert sind, wobei eine jede Druckfeder 5o und 52 durch Betätigung ihres verstellbaren Sitzes-53 oder 66 verstellt werden kann, ohne dass dabei der Verstellvorgang der anderen Druckfeder beeinflusst wird. Da bei der Verwendung von Naturgas der Bewegung der Membran lediglich die Druckfeder 5o entgegenwirkt, bestimmt die Verstellung dieser Feder den Betrieb mit Naturgas. Bei der Verwendung von Niederdruakgas wirken beide Federn der Bewegung der'Membran entgegen, wobei der Betrieb mit Niederdruckgas.duroh Verstellung beider Druckfedern beeinflusst werden kann.@Die'Fsderverbindung in der Membrananordnung,..d.h.
zwischen der Scheibe 44 und der schalenförmigen Scheibe 38 stellt eine bevorzugte Ausführungsform dar, und die Kraft:der Feder 46 ist zwar grösser als diejenige der Druckleder 5c, jedoch kleiner als die kombinierte Kraft der Druckfedern 5o und 52, so dass die Feder 46 leicht zusammengedrückt wird derart, dass die Scheibe von der Mutter 4o gelöst wird, wenn die Druckfeder 52 mit derb Scheibe in Wirkverbindung gebracht wird. Hierdurch werden die in seitlicher Riohtung wirkenden Kräfte herabgesetzt, welche anderen- falle in der Nembrananordnung 2o auftreten könnten, wobei ein genaueres Ansprechen auf Änderungen des auf die Membran wirkenden Druckes errgicht werden kann.

Claims

Patentansprüche Flüssigkeitsregelventil, mit einer Membran und dgl., welche in Übereinstimmung mit den Änderungen des Druckes bewegbar ist, mit einem Verschlussglied, welches in einem Durchgangskanal angeordnet ist und mit der Membran verbunden ist, so dass diese zusammen mit dem Verschlussglied nach Massgabe der Veränderungen den Druckes eine Bewegung vollführt derart, dass hierdurch der Durchsatz durch diesen Durchgangskanal geregelt wird, mit einer ersten Feder, welche mit dem Verschlussglied in Verbindung steht und auf dieses Verschlussglied eine Kraft ausübt, die entgegengesetzt derjenigen Kraft wirkt, welche von der- Membran auf das Verschlussglied zur Einwirkung gelangt, wobei ferner eine zweite Feder vorgesehen ist, welche auf das Verschlussglied eine Druckkraft ausübt, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Wählschaltvorrichtung (54, 62), welche wahlweise derart betätigbar istg dass die zweite Druckfeder (52) zum Zwecke der Zusammenarbeit mit der ersten Druckfeder (50) mit dem Verschlussglied (30) verbunden wird, wobei der Kraft der Membran entgegengewirkt oder aber die zweite Druckfeder (52) von dem Verschlussglied (30) gelöst und getrennt wird, und dass die erste Druckfeder (5o) oder sowohl die erste als auch die zweite Druckfeder (5o, 52) der Bewegung dieses Verschlussgliedes (30) wahlweiee'entgegenwirkena Ventil nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , dass die Wählsehaaltvorriehtung einen Hebel (54) besitzt, welcher die zweite Feder (52) abetützt,und dass ein -Wä,h7.schalter (62) vorgesehen ist, welcher sich gegen der-:Hebel (54) anlegt und wahlweise betätigbar ist derart, dass dieser Hebel (5Q.) ausser Wirkverbindung mit dem Verschlussglied (3ƒ) bewegt und gehalten wird oder aber der Hebel (54) gelöst und somit in Wirkverbindung mit dem Verschlussglied (3a) gebracht wird derart, dass die Druckkraft-der zweiten Feder (52) auf das VerachlUssglied (3o) übertragen wird. Ventil nach Anspruch 2, d a d u roh g e k e n n z e -i c h -n e t , dass das Betätigungsglied einen ersten Teil in Form ei-nes Zapfens (82)_besitzt, welcher in dem Gehäuse (12) des Ventilen zum Zwecke des Anschlages gegen den Hebel (54) und gegen einen weiteren Teil in Form eines erweiterten Kapfes (76) ange- ordnet ist, welch letzterer zum Zwecke der Betätigung-und damit 'zur Kontrolle den. Hobels (54) aus dem Gehäuse herausragt. Ventil nach Anspruch 2 oder 3, g e k e n n z e i a h n e t d u r o h eine dritte Feder (46), welche zwischen der Scheibe (44) und der Membran (48) angeordnet ist und diese goheibe (44) von der Membran (48) fortbewegt und mit einem Anschlag in Form einer Mutter (40) in Berührung bringt, wobei diese erste Druck- feder (50) sich gegen die Seheibe (44) anlegt, und der Hebel (54) wahlweise in Kontakt und ausser Kontakt mit dieser Seheibe (44) bewegbar ist, und dass die Kraft dieser dritten Feder (46) grös- ser ist als die Kraft der ersten Feder (5o), jedoch kleiner ist als die zusammengefasste Kraft der ersten und der zweiten Druck- fader (5o, 52), so dass die dritte Feder (46) dann zusammenge- drückt wird, wenn dieser Hebel (54) sich gegen die goheibe (44) anlegt und die Scheibe (44) von der als Anschlag wirkenden Mutter (40) gelöst wird.

Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche' g e k e. n n -z e i o h n e t d u r c h eine Verstellvorrichtung (53, 66) zur unabhängigen Veränderung der Kraft der ersten und der zweiten Druckfeder (5o' 52)