DE3232208C2

DE3232208C2 - Druckregler

Info

Publication number: DE3232208C2
Application number: DE3232208A
Authority: DE
Inventors: Akira Matsudo Chiba Sasaki
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-08-31
Filing date: 1982-08-30
Publication date: 1985-07-18
Also published as: GB2105007B; DE3232208A1; FR2512164B1; FR2512164A1; US4417689A; JPS5837376A; GB2105007A

Abstract

Ein Druckregler zur Regulierung einer Flüssigkeit mit primärseitig variierendem Druck auf sekundärseitig konstanten Druck ist mit einem Temperatur-Kompensator versehen, welcher den sekundärseitigen Flüssigkeitsdruck so nachstellt, daß die abgegebene Menge einer viskosen Flüssigkeit, insbesondere von Farbe, konstant bleibt. Der Kompensator umfaßt ein gegenüber den Flüssigkeitskanälen (A; B) des Druckreglers abgedichtetes Innengehäuse (14), in welchem eine Anordnung aus Bimetallplatten (9) untergebracht und mechanisch mit dem Ventilschaft (8) des Druckreglers gekoppelt ist, wobei eine Hilfsmembran (11) den Boden des Innengehäuses (14) verschließt und ebenfalls mit dem Ventilschaft (8) verbunden ist. Die Ausdehnung und Zusammenziehung der Bimetallplatten-Anordnung teilt sich der Druckregulierfeder (7) des Druckreglers mit und ändert deren Vorspannung und damit den sekundärseitigen Flüssigkeitsdruck proportional zur Flüssigkeitstemperatur. Die Kraftwirkung des Flüssigkeitsdruckes auf die Hilfsmembran wirkt sich über den Ventilschaft (8) an der Druckregulierfeder (7) entgegengesetzt zur Kraftwirkung des Flüssigkeitsdruckes an der Hauptmembran (6) aus, wodurch die wirksame Membranfläche verkleinert und so die Genauigkeit des Reglers erhöht wird.

Description

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Die Erfindung betrifft einen Druckregler nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Bei einem solchen, z. B. aus dem Programm der Firma Binks Manufacturing Company, Franklin Park, Illinois, USA (derzeitige Mode!!-Nr. 84-343) bekannten Druckregler wird der Druck einer Flüssigkeit auf der Sekundärseite des Druckreglers auf einem bestimmten Sollwert gehalten unabhängig von Druckänderungen auf der Primärseite.

Wird z. B. flüssige Farbe unter Druck einer Farbspritzpistole zur Durchführung von Lackierarbeiten zu- bo geleitet, verwendet man üblicherweise einen Druckregler in der unter Druck stehenden Zuleitung für die Farbe. Da sich hierbei die Viskositäi der Farbe mit der Temperatur ändert, was eine Veränderung des Widerstandes der Zuleitung zur Folge hai. ändert sich die vohi hl Druckregler abgegebene I arbmenge mit der Temperalur. wenn man den sckimdärscitigun Druck der Farbe konstant hält. Um die Menge der vom Druckregler abgegebenen Farbe zeitlich konstant zu halten, mußte man daher bisher den Sollwert des sckundärseiligen Flüssigkcilsdruckcs bei jeder Tcmpcralurändcrung der Farbe bzw. Flüssigkeit nachstellen.

Es gebt bereits Druckregler, bei denen diese Nachstellung automatisch erfolgt, und zwar mittels einer Nachstelleinrichtung, die mit der temperaturabhängigen Volumenänderung einer Flüssigkeit mit hohem Wärmedehnungkocffizienlen, z. B. Alkohol oder Äther arbeitet. Derartige Druckregler sind jedoch insofern nachteilig, als der Wärmedehnungskoeffizient von Alkohol, Äther oder dergleichen nicht groß genug ist, um große Temperaturschwankungen kompensieren zu können, und ferner insofern, als derartige Flüssigkeiten keine zur Betätigung der Nachstelleinrichtung ausreichenden Kräfte erzeuger« können. Darüber hinaus erfordert die Verwendung einer sich ausdehnenden Flüssigkei' den Einsatz einer Anordnung, bei welcher die Nachstelleinrichtung durch die Kolbenstange eines Arbeitszylinders betätigt wird, der seinerseits durch die temperaturabhängige Volumenänderung der Flüssigkeit angetrieben wird. Dies bedeutet, daß man ständig einen flüssigkeitsgcfüllicn Arbeitszylinder in luftdichtem Zustand hallen muß. Bei längerer Benutzung entsteht jedoch die Gefahr, daß der Arbeitszylinder im Bereich der öffnung, durch welche sich die Kolbenstange nach außen erstreckt, undicht wird und dann dort Flüssigkeit austritt; es ist extrem schwierig, eine perfekt dichte bzw. lecksichere Konstruktion zu schaffen. Die übliche Anordnung führt ferner zu Problemen hinsichtlich der Wartung, da jedes austretrende Leck die Gefahr einer Explosion oder eines Feuers mit sich bringt

Weiterhin verwenden die meisten üblichen Druckregler eine Membran, auf welche man in geeigneter Weise eine Kraft derart einwirken läßt, daß der Druck der den Druckregler passierenden Flüssigkeit reguliert wird. Dementsprechend bestimmt die Arbeitsempfindlichkeit dieser Membran insgesamt die Genauigkeit des Druckreglers und ist kritisch dafür, ob der Druckregler seine Aufgabe ausreichend und zuverlässig erfüllen kann oder nicht. In einigen, von Zweck und Art des Druckreglers abhängigen Fällen werden die besten Ergebnisse mit einer Membran erzielt, die eine sehr kleine Fläche hat. Unter Berücksichtigung der Konstruktion und Herstellung jedoch ist es häufig unmöglich, die Fläche der Membran auf das gewünschte Maß herabzusetzen, oder man stellt bei einer Verringerung der Flache fest, daß die Membran so viele Probleme hinsichtlich Standzeit und Empfindlichkeil mit sich bringt, daß sie für einen praktischen Einsatz nichi in Frage kommt.

Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Druckregler mit einem Temperalur-Kompensator zu schaffen, der trotz eines einfachen Aufbaus in der Lage ist, genau und selbsttätig sowohl eine Druckregelung als auch eine Druckkompensation gegenüber Temperaturänderungen zu bewirken.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit dem im Anspruch I und bezüglich vorteilhafter Ausgestaltungen in den Unicransprüchen gekennzeichneten Druckregler gelöst.

Der erfindungsgemäße Druckregler kann nicht nur einen bestimmten Sollwert des Flüssigkeitsdruckes auf der Sckiindärscilc einhalten, sondern ist darüber hinaus in der Lage, den Sollwert des Druckes automatisch in Abhängigkeit von Tempcraliirärulcningcii der Flüssigkeit zu kompensieren bzw. derart nachzustellen, ilali die zeitliche Menge der vom Druckregler abgegebenen viskosen l'lüssigkeil, /.. \i. Farbe, konslanl bleibt. Im ein/.cl-

ncn ist der erfindungsgemäße Druckregler hierzu mit einer Anordnung von Bimelallplatten ausgestaltet welche sich bogenförmig biegen, wenn sie eine Tempera- % turänderung erfahren. Die gemeinsame Kraft und der p Hub dieser Bimetallplatten bzw. -Streifen aufgrund der H Biegung wird auf den Ventilschaft des Druckreglers ~| übertragen, wodurch das Maß der Kompression bzw.

S Vorspannung einer Druckregulierfeder ausgehend von

j| einem Sollwert variiert wird, welcher einem Sollwert §} des Flüssigkeitsdruckes auf der Sekundärseite des κ. Druckreglers entspricht Darüber hinaus ist der Druck-

ig regler nicht nur mit der normalen Druckregulier-Mem-

|i bran — im folgenden Hauptmembran genannt — verseji hen, sondern kann gemäß einer wichtigen Weiterbil- pA dung noch eine Hilfsmembran am Boden eines Innenge-[" häuses aufweisen, die der Hauptmembran entgegen-

; ; wirkt und mit dem Druck der Flüssigkeit auf der Sekun-Ä därseite des Druckreglers in einer Richtung beaufi|| schlagt wird, die der Richtung der Einwirkung des Druk-N kes auf die Hauptmembran entgegengesetzt ist Da die ;^:~ zusammengesetzte Kraft der beiden Membranen auf m den Ventilschaft einwirkt ist die Wirkung im wesenili- ψ chen die gleiche, die man mit einer einzigen Membran ;*s kleiner Fläche erzielen würde.

?'*■ Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteil-

;.';' haftsn Einzelheiten anhand eines schematisch darge-.;' stellten Ausführungsbeispiels näher erläutert In der ';■ Zeichnung zeigt

W F i g. I einen vertikalen Schnitt durch einen Druck-

;^: regler mit Temperatur-Kompensator gemäß der Erfin-

j* dung,

' . F i g. 2 eine isometrische Ansicht zweier Bimetallplat-

i·; ten, die in dem Temperatur-Kompensator des Druck- \-' regiere nach F i g. 1 angewendet werden.
■:·.'■' Fig.3 eine Seitenansicht einer aus mehreren Bime-

r ■ lallplatten gebildeten Anordnung,

ι.-; Fig.4 und Fig.5 Seitenansichten einer Anordnung

aus normalen, ebenen Bimetallplatten zur Veranschaulichung ihre·" Biege-Deformation,

Fig.6 eine graphische Darstellung der Hub-Eigcn- ; schäften der bei der Erfindung verwendeten Anordnung

aus Bimetallplatten,

. ^: F i g. 7 und F i g. 8 graphische Darstellungen der Lei-

stungs- bzw. Krafteigenschaften von bei der Erfindung verwendeten Anordnungen aus Biiretallplatten.

F i g. 9 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen Temperatur und Druck bei einem erfindungsgemäßen und bei einem üblichen Druckregler.

Fig. IO eine graphbche Darstellung der Beziehung zwischen Temperatur und Flüssigkeitsabgabe beim erfindungsgemäßen Druckregler, und zwar einmal mit wirksamem und einmal mit unwirksamem Tcmpcratur-Kompcnsalor.

Der im folgenden als Ausführiingsbei.spicl beschriebene Druckregler ist zur Einfügung in die unter Drück stehende Zuleitung zu einer Farbspriizdose bestimmt, aus welcher die Farbe auf eine zu lackierende Oberfläche versprüht wird.

Gemäß Fig. 1 umfaßt dieser Druckregler ein Außcngehiiuse 1. welches den Huupikörper des Druckreglers darstellt. Das Außcngchäusc I ist mit einem Farbeinlaß 2 versehen, ferner mit einem primärscitigen Flüssigkeitskanal A, der mit dem Farbeinlaß in Verbindung steht, mit einer Ventilöffnung 4 und mit einem sekundärseitigen Flüssigkeitskanal B, der die Vcntilöffming 4 mi; einem Farbauslaß 3 verbindet. Der primärscitige Flüssigkeitskanal A besitzt an geeigneter Stelle einen Ventilsitz 21. auf welchem sich eine Kugel als Ventilelement 5 befindet In der Nähe des Bodens des Außengehäuses 1 ist eine Hauptmembran 6 vorgesehen, die von einer Druckregulierfeder 7 nach oben vorgespannt ist Von der Mitte der Hauptmembran 6 steht ein Ventilschaft 8 nach oben weg, der in einem mittleren Abschnitt eine Venlildruckplatte 10 besitzt, die so angeordnet ist. daß sie an der Oberseite des Ventilelementes 5 mit Druck anliegt. Über der Ventildruckplatte 10 ist ein zylindrisches Innengehäuse 14 vorgesehen, an welchem eine

to Hilfsmembran 11 so angebracht ist, daß sie das untere offene Ende des Innengehäuses 14 verschließt bzw. abdeckt Die Ventildruckplatte 10, eine untere Beilagscheibe 13 und die Hilfsmembran bewegen sich zusammen mit dem Ventilschaft 8. Am oberen Abschnitt des Ventilschaftes 8 innerhalb des im Inneren des Außengehäuses 1 eingebauten Innengehäuses 14 ist eine Anordnung aus mehreren Bimetallplatten 9 vorgesehen. Diese Anordnung aus Bimetallplatten, weiche für eine Expansion und Kontraktion in Abhängigkeit von Temperaturänderungen ausgelegt ist, ist zwischen „-i-r Beilagscheibe 13 und einer oberen Beilagscheibe 12 gehalten und wird von einer auf die Oberseite wirkenden Einstellfeder 15 nach unten gedrückt. Das Innengehäuse 14 wird im Außengehäuse 1 durch den oberen Deckel des Außengehäuse^ 1 gehalten, der auch das obere offene Ende des Innengehäuses 14 verschließt. Die untere Öffnung des Innengehäuses 14 ist von der Hilfsmembran 11 verschlossen und gegenüber den Färb- bzw. Flüssigkeitskanälen mittels einer wasserfesten Dichtung 16 vollständig

JO abgedichtet, die an der Stelle vorgesehen ist, an welcher der Ventilschaft 8 durch die Hilfsmembran 11 hindurchgeht Das innengchäuse 14 ist aus einem Material mit guter Wärmeleitfähigkeit hergestellt und hat an der Außenfläche 17 eine gewellte Formgebung, so daß es alle

J5 Temperaturänderungen der Farbe schnell an die Anordnung aus Bimetallplatten 9 weiterleiten kann. Die Druckregulierfeder 7 und die Einstellfeder 15 sind mit einer Klemmschraube 18 bzw. einer Einstellschraube 19 versehen, mit denen die jeweilige Federkraft eingestellt wrdcn kann. Weiterhin ist das Außengehäuse 1 an geeigneter Stelle mit einem Ablaß 20 versehen, an dem die Farbe aus dem Druckregler abgelassen oder das Innere des Außengehäuses durchspült werden kann.

Die Hauptmembran 6 und die Hilisnembra.n 11 sind aus einem federelastischen Material, z. B. aus Polytetrafluoräthylen hergestellt, wodurch es möglich ist. ihre Randteile als Balgen zu formen.

Die Gestalt der Bimetallplatten 9 und die Art ihrer Zusammenfügung zu einer Anordnung wird nun anhand der Fig. 2 und 3 [-«schrieben. Die mehreren Bimetallplatten, welche die Anordnung bilden und in das Inncngehäusc 14 eingebaut sind, werden so übereinander gestapelt, daß die jeweils benachbarten Platten einander mit denjenigen Plaitcnsciten zugewandt sind, dh den gleichen Warmcdchnungskoeffizient haben. Mit anderen Worten ist die Oberfläche bzw. Plattenscite mit dem kleineren Wärmedchnungskocffizient einer bestimmten Platte der Oberf^|:ichc mit dem kleineren Wärmedehnungskoeffizient der auf der einen Seite benachbarten

W) Flutte und die Oberfläche mit dem höheren Wärmedehnungskoeffizient der betrachteten Platte der Oberfläche mit dem höheren Wärmedchnungskoeffizient der auf der anderen Seite benachbarten Platte zugewandt, so daß sich die Plattet, hinsichtlich der Richtung, in der sie

b5 zeigen, abwechseln. Bei dieser Anordnung werden die Abstände zwischen benachbarten Bimetallplatten größer, wenn sich die Platten mit zunehmender Temperatur bogenförmig deformieren bzw. verbiegen, so daß die

Anordnung insgesamt einen großen Hub hai. Die einzelnen Platten haben eine ringförmige (!cslali und sind in Richtung ihrer mit zunehmender Temperatur erfolgenden Deformation vorgekrüinmt, wodurch sie die Gestalt von Schüsseln oder Schalen erhallen. ^r,

Durch Verdrehen der l-instcllsehraube 19 kann die anfängliche Kompression bzw. Vorspannung der Anordnung aus Bimctallplattcn 9 über die Beilagscheibe 12 eingestellt werden.

Es wird nun die Wirkungsweise des erläuterten Druckreglers nach der Erfindung beschrieben. Wenn der Druck der Flüssigkeil im primiirsciligen Flüssigkeitskanal A ansteigt und es damit tendenziell auch zu einer Erhöhung des Flüssigkeitsdruckes im sekundärseitigen Flüssigkeitskanal B kommt, wirkt der Druck im r> Flüssigkeitskanal B auf die Membran 6 nach unten, die daher entgegen der Vorspannung der Druckregulicrfcder 7 nsch unten °edrückt wird. Entsorcchcnd bovc°t sich auch der Ventilschaft 8 nach unten und drückt die Ventildruckplattc IC .lach unten auf das Vcntilclcmcnt 5, wodurch die Ventilöffnung 4 verkleinert und so der sekundärseitige Flüssigkeitsdruck reduziert wird. Wenn andererseits der Druck im sckundärscitigcn Flüssigkeitskanal B abnimmt, drück: die Druckregulierfcder 7 die Membran 6 und den Ventilschaft 8 nach oben, so daß 2^r> die mit dem Ventilschaft 8 verbundene Vcntildruckplatte 10 weniger Druck auf das Vcntilelement 5 ausübt. Dementsprechend vergrößert sich die Ventilöffnung 4 und läßt den sekundärseitigen Flüssigkeitsdruck ansteigen. Es wird also durch Steuerung der Größe der öff- jo nung 4 mittels des Ventilelementes 5 der Flüssigkeitsdruck im sekundärseitigen Flüssigkeitskanal B auf einem bestimmten, von der Druckregulierfeder 7 vorgegebenen Sollwert unabhängig von Druckschwankungen im primärseitigen Flüssigkeitskanal A geregelt. Insoweit js arbeitet der erfindungsgemäße Druckregler wie ein bisheriger Druckregler.

Außer der erläuterten normalen Druckregelung kann der Druckregler zusätzlich den Flüssigkeitsdruck auf der Sekundärseite über den Hub nachstellen, den die Anordnung aus Bimetallplattcn 9 durch Ausdehnung oder Kontraktion bei Temperaiuränderungen cntwikkelt. Genauer gesagt, biegen sich die einzelnen Bimetallplatten 9 bei steigender Temperatur bogenförmig und der gemeinsame durch die Anordnung der Bimctallplat- 4¹) ten 9 erzeugte Hub drückt die Hilfsmembran Il sowie den Ventilschaft 8 nach unten, wodurch auch, über den Ventilschaft 8, die Druckregulierfeder 7 nach unten zusammengedrückt wird, so daß der wirksame Sollwert des Druckes der r>ruckrcgulicrfeder 7 kräftig geändert wird. Daher kann der Sollwert des Flüssigkeitsdruckes auf der Sekundärseite automatisch so geändert werden, daß eine Kompensation für die Temperaturänderungen erreicht wird, ohne die Klemmschraube 18 nachstellen zu müssen.

Mit anderen Worten wird bei dem erfindungsgemäßen Druckregler der von der Druckregulierfeder 7 vorgegebene Druck automatisch so nachgestellt, daß Temperaturänderungen kompensiert werden, d. h. der sekundärseitige Flüssigkeitsdruck automatisch herabgesetzt wird, wenn die Flüssigkeitstemperatur ansteigt und automatisch heraufgesetzt wird, wenn die Flüssigkeitstemperatur fällt. Deshalb wird bei Einfügung des erfindungsgemäßen Druckreglers in die unter Druck stehende Farb-Zuleitung zu einem Farbspritzgerät der Zuführdruck zur Farbdose automatisch so geändert, daß Temperaturänderungen der Farbe kompensiert und dementsprechend die zeitliche Menge der zugeführten (und versprühten) l-'arbe konstant gehalten wird.

Die im crfiiulungHgcmiiUcn Druckregler ciugesct/.ien Bimclallplallcn sind nicht einfach eben, sondern haben die GeMaIl ringförmiger Scheiben mil einer Krümmung in Richtung ihrer Verbiegung, die sie bei zunehmender Temperatur erleiden, wodurch sie die Gcsiali von Schalen ohne Hoden haben. Die Verwendung von Scheiben solcher Konfiguration vermeidet die Probleme einer instabilen Hub-Richtung und Hub-I.änge. die sich bei Verwendung ebener Scheiben aus zweierlei (!runden einstellen würden: lis entstehen in den Platten temporäre Temperaturunterschiede, weil die Platten eine gewisse Zeil benötigen, bis sie eine durch und durch gleichförmige Temperatur angenommen haben, und jede Bimeiallplalte hat ihre eigenen besonderen Biegceigcnschaften. so daß die Berührungspunkte /wischen benachbarten ebenen Platten, wie dies in F i g. 4 und 5 veranschaulicht isi.M'hli'rhl :iiifcin:inder ausgerichtet wären.

Indem man den Platten eine ringförmige Gestall gibt, lassen sich die Unregelmäßigkeiten der Deformation aufgrund von Temperaturunterschieden und Besonderheilen der einzelnen Platten auf ein Minimum herabsetzen. Indem man den Planen eine schalen- oder schüsseiförmige Ausgangsgcstalt gibt, ist es andererseits möglich, die gegenseitigen Berührungspunkte der benachbarter! Platten auf die inneren und äußeren Kanten der ringförr.'igcn Gestalt zu beschränken, wodurch eine Verlagerung der Berührungspunkte während der Deformation verhindert wird, wie sie im Falle ebener Platten gemäß der Darstellung der Fig.4 und 5 eintreten würde. Insgesamt wird dadurch sichergestellt, daß der Expansions-Hub der Platten-Anordnung sowohl hinsichtlich seiner Richtung als auch hinsichtlich seiner Länge bzw. Größe stabil bleibt. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird dementsprechend ein stärkerer bzw. kräftigerer Hub (nach unten gerichtete Kraft auf dem Ventilschaft 8) wegen der bogenförmigen Biegung der Bimctallplattcn erreicht, als es mit einer Anordnung aus ebenen Bimctallplattcn möglich wäre, obwohl die Anordnung bei der Erfindung eine kleinere Länge hat.

Es wird nun die Wirkungsweise der Hilfsmembran 11 erläutert. Obwohl der bei der Erfindung verwendete Bimctall-Tcmperatur-Kompcnsator eine sehr viel größere Kraft über eine größere Länge erzeugen kann, als es mit dem bisher üblichen Einrichtungen möglich ist, bleibt die Kraft trotzdem normalerweise auf einen Wert zwischen 50 und 200 N begrenzt. Dieser Wert ist zur Erzielung eines ausreichenden Kompcnsationsbercichcs gegenüber tcmpcraiur-vcrursachtcn Flüssigkcitsdruckändcrungcn in einem Druckregler mit einer ^τοΒ-flächigcn Membran immer noch zu klein. An sich wäre es einfach, dieses Problem lediglich durch Verringerung der Membrangröße zu lösen, wenn es nicht im allgemeinen unter dem Gesichtspunkt der Konstruktion und der Herstellung schwierig wäre, die Membranfläche tatsächlich herabzusetzen, und wenn nicht mit einer trotzdem vorgenommenen Flächenverringerung häufig neue Probleme hinsichtlich der Membran-Lebensdauer und -Empfindlichkeit entstehen wurden.

Daher ist bei dem Druckregler die Hilfsmembran 11 vorgesehen, welche auf die Bodenöffnung des Innengehäuses 14 montiert ist und mechanisch mit dem oberen Ende des Ventilschaftes so gekoppelt ist bzw. verbunden ist, daß der Flüssigkeitsdruck auf die Hilfsmembran 11 in einer Richtung einwirkt, die der Richtung seiner Einwirkung auf die Hauptmembran 6 entgegengesetzt ist. Dementsprechend wird die vom Flüssigkeitsdruck auf die Hauptmembran 6 ausgeübte Kraft um den Be-

trag der Kraft reduziert, die vom Flüssigkeitsdruck auf die Hilfsmembran It ausgeübt wird. Hierdurch entsteht im wesentlichen der gleiche Effekt, den man mit Verwendung einer Hauptmembran kleinerer Fläche erzielen würde.

Es wurden verschiedene erfindungsgemäß ausgebildete r^metallplatten-Anordnungen auf ihre Hub- und Krafteigenschaften untersucht. Die Ergebnisse sind in den F i g. 5,6 und 7 graphisch dargestellt.

Fig.6 zeigt die Hub-Eigenschaften einer Bimetallplatten-Anordnung aus 12 Platten, die jeweils einen Durchmesser von 3,5 cm und eine Dicke von 15 mm haben. Die Anfangslast auf der Anordnung betrug 80 N und die Länge der Anordnung bei 6,5"C wurde zu Null angenommen. Die Temperatur stieg während des Te- r> Mcs um l"Cper2 —3 Minuten.

F i g. 7 veranschaulicht die Kraft-Eigenschaften, die in

Ainam '/ \>\* Im«.¹ -Ted fi'ir i/pnohiofliTiA Rimnl 'illnlo I Inn.

Anordnungen unter unterschiedlichen Bedingungen ermittelt wurden. Die Größe der einzelnen Platten war die gleiche wie beim Fall nach Fig.6 und die Temperatur wurde um 1°C pro Minute in allen Fällen geändert. Die mit vollen Punkten dargestellten Ergebnisse gelten für cini.· Anordnung aus 20 Platten, die eine Anfangstemperatur von 14,5°C und eine Anfangsbelastung von 125 N hatte. Die mit Kreuzen in Kreisen dargestellten Ergebnisse gelten für eine Anordnung aus 12 Platten, die eine Anfangstemperatur von 2.5°C und eine Anfangsbelastung von 50 N hatte. Die mit Kreuzen dargestellten Erge.nisse gelten für eine Anordnung aus 12 Platten. die eine Anfangstemperatur von 11°C und eine Anfangsbelastung von 100 N hatte. Die mit leeren Kreisen dargestellten Ergebnisse gelten für eine Anordnung aus 10 Platten, die eine Anfangstemperatur von 18°C und eine Anfangsbelastung von 40 N hatte.

F i g. 8 veranschaulicht die Kraft-Eigenschaften, die in einem Zyklus-Test unter verschiedenen l-ast-Bindungen für eine Anordnung aus 20 Bimetallplatten der gleichen Größe wie beim Fall nach F i g. 6 ermittelt wurden. Die Anfangstemperatur betrug 10⁰C und die Temperatur ändert sich um 1°C pro Minute in allen Fällen. Die mit den Linien A, B und C dargestellten Ergebnisse gellen für Anfangslaslen von 150 N, 100 N bzw. 50 N.

Die Ergebnisse dieser Testreihe lassen erkennen, daß der sckundärseitige Flüssigkeitsdruck beim crfindungs- 4i gemäßen Druckregler automatisch herabgesetzt wird, wenn die Flüssijkeitstemperatur steigt, und automatisch heraufgesetzt wird, wenn die Flüssigkeitstemperatur fällt, obwohl die voreingestellte Vorspannung der Durckregulierfeder 7 nicht verändert wird.

Diese Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Druckreglers wurde experimentell bestätigt; dies geht aus den F i g. 9 und 10 hervor.

F i g. 9 zeigt die Beziehung zwischen Temperatur und Druck bei der Erfindung (volle Punkte) und bei einem üblichen Druckregler (Kreuze). Es ist erkennbar, daß der sekundärseitigc Flüssigkeitsdruck beim erfindungsgemäßen Druckregler mit zunehmender Temperatur fällt.

Fig. 10 zeigt die Beziehung zwischen der Tempera- bo tür der Farbe und der vom erfindungsgemäßen Druckregler abgegebenen Farb-Mcngc Q einmal für den Fall, daß der Tcmpcratur-Kompensalor im Betrieb war (Kurve Al und einmal für den Fall, daß der Tempcraturkompensator außer Betrieb gesetzt war (Kurve B). Es b5 ist erkennbar, daß bei inbctriebbefindlichcm Tcmpcratur-Kompensator der Flüssigkeitsdruck mit steigender Temperatur deutlich fällt, wodurch die abgegebene Farb-Mengc relativ konstant bleibt, während bei cußerbctriebgeset/tem Temperatur-Kompensator der Flüssigkeitsdruck trotz des Temperaturanstieges relativ konstant blieb, so daß die abgegebene Farb-Mcnge proportional mit dem Temperaturanstieg zunahm.

Durch die Ausbildung der Ränder oder Seiten der Hauptmembran 6 und der Hilfsmembran 1) als Balgen aus einem federelastischen Material, wie z. B. Polytetrafluoräthylen, wird eine seitliche Bewegung des Ventilschaftes 8 verhindert. Dies stellt sicher, daß die Ventildruckplatte 10 vertikal nach unten auf das Ventilelement 5 drückt. Außerdem ermöglicht diese Konstruktion das Fortlassen eines ansonsten benötigten Führungsrohres für den Ventilschaft 8, wodurch die Hysterese eliminiert ist, die anderenfalls sehr wahrscheinlich /wischen dem Führungsrohr und dem Ventilschaft 8 während dessen Bewegung entstehen würde. Dadurch

nauigkeit als auch hinsichtlich seiner Haltbarkeit verbessert.

Insgesamt also kann mit dem erfindungsgemäßen Druckregler der Flüssigkeitsdruck so nachgestellt werden, daß Änderungen der Flüssigkeitstemperatur und damit der Viskosität der Flüssigkeit kompensiert werden, wodurch die vom Druckregler abgegebene Flüssigkeitsmenge stets konstant bleibt. Da diese Kompensation mit hoher Genauigkeit unter zur Hilfenahme einer mechanisch einfachen Konstruktion erreicht wird, hat der erfindungsgemäße Druckregler eine hohe Lebensdauer und benötigt geringen Wartungsaufwand.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Druckregler mil einem Ventilschaft, der sich von der Mitte einer Membran nach oben erstreckt. die von der in einem sekundärseitigcn Druck-FIüssigkeitskanal im Hauptkörper des Druckreglers herrschenden Druckkraft und der dazu entgegengerichteten Druckkraft einer Druckregulierfeder beaufschlagt ist, wobei der sekundärseitige Flüssigkeitsdruck durch Steuerung der öffnung eines mittels des Ventilschaftes betätigten Ventils konstant gehalten wird,

dadurch gekennzeichnet,
daß der mit einem Temperatur-Kompensator verse- is hene Druckregler ein zylindrisches Innengehäuse (14) aus einem Material mit guter Wärmeleitfähigkeit umfaßt, welches im Bereich des oberen £ndes des Venti'.^haftes (8) gegenüber den Flüssigkeitska- ' nälen (A: S) im Hauptkörper (1) abgedichtet ist daß μ eine Anordnung aus übereinander gestapelten Bimetallplatten (9), bei welcher jeweils Plattenseiten mit gleichem Wärmedehnungskoeffizienten einander zugewandt sind, innerhalb des Innengehäuses (14) zwischen zwei Bcilagschcibcn (13; 12) gehalten ist, daß der Ventilschaft (8) mit der Anordnung aus Bimetallplatten (9) mechanisch derart gekoppelt ist, daß er durch deren Ausdehnungs-Hub aufgrund bogenförmigen Biegens der Bimetallplatten (9) bei ansteigender Temperatur nach unten gedrückt wird, und

daß der Ventilschaft\B) mit-ier Druckreguüerfeder (7) mechanisch derart gekoppelt ist. daß diese zusammengedrückt wird, wenn d^r Ventilschaft (8) von der Anordnung aus Bimctallplattcn (9) nach unten gedruckt wird.

2. Druckregler nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß der Boden des Innengehäuses (14) von einer Hilfsmembran (11) gebildet ist, die mit dem Ventilschaft (8) mechanisch gekoppelt ist.

3. Druckregler nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß jede Bimclallplatte (9) als ringförmige Scheibe ausgebildet ist. welche durch eine Krümmung in Richtung ihrer Biegung bei an.steigcnderTemperaturdieGeslall einer Schaleohne Boden hat.