DE838099C - Reduzierventil fur Behalter hohen Drucks - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 5. MAI 1952

A 1452 XII147 g

Die Erfindung il>ezieht sich auf Reduzierventile für Behälter hohen Druckes, z. B. für Sauerstoffflaschen. Die 1>ekannten Reduzierventile dieser Art sind mit einem Manometer versehen, das den reduzierten Druck anzeigen soll. Manometer sind l>ekaimtlidh empfindliche Instrumente, die ül>erdies teuer sind. Die Erfindung bezweckt in erster Linie, ein Manometer entl>ehrlich zu machen. Darüber 'hinaus ist Zweck der Erfindung, die Reduzierventile auch in anderer Hinsicht zu vereinfachen und zu vervollkommnen. In der Hauptsache lies teilt die Erfindung darin, daß auf das Ventilgehäuse eine Kappe aufgeschrauirt ist, wobei der eine Teil eine Skala und der andere Teil eine Marke tragt, die l>eim Verdrehen der Kappe auf der Skala wandert, daß ferner eine dem reduzierten Druck angepaßte Druckfeder zwischen der Kappe und einer im Ventilkörper eingespannten Membran liegt, wobei Druckfeder und Skala aufeinander abgestimmt sind, und daß schließlich die ao Membran mit einem zwischen der Zu- und Ableitung eingeschalteten Ventilverschlußstücfc in Verbindung steht.

In der Zeichnung sind fünf Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht, und zwar zeigt

Fig. ι ein Reduzierventil für den meistgebräuchlichen reduzierten Druck; diie Figur ist teils in Ansicht und teils in einem axialen Längsschnitt gehalten;

Fig. 2 zeigt in einem axialen Längsschnitt ein für höhere reduzierte Drücke bestimmtes Reduzierventil und

Fig. 3 den Schnitt nach III-III der Fig. 2;

Fig. 4 veranschaulicht in einem axialen Längsschnitt ein Reduzierventil, das sowohl für niedrige als auch für höhere reduzierte Drücke verwendet werden kann;

Fig. 5 und, 6 zeigen schließlich zwei weitere A us führungsibei spiele.

Es soll zunächst das erste Ausführungsbeispiel (Fig. i) erläutert werden. An dem Ventilkörper ι sind in bekannter Weise zwei Anschlußstutzen 2

ίο und 3 vorgesehen, von denen der eine, 2, zum Anschluß an den Druckbehälter mittels einer nicht dargestellten Überwurfmutter und der andere, 3, zum Anschluß des Arbeitsschlauches dient. Die beiden Stutzen können auch, was sehr zweckmäßig ist, eingelötet sein. Das Ventilgehäuse 1 weist einen Ringteil 4 auf, der oben einen ringförmigen Ansatz 5 umd innen Gewinde trägt. Auf dem Rkigteil 4 ist mit entsprechendem Gewinde eine Kappe 6 aufgeschraubt, die durch einen Sprengring 7 gegen Abschrauben vom Ventilgehäuse gesichert ist und deren Form laus Fig. 1 zu erkennen ist. In dem oberen Teil des Ventilgehäuses 1 ist eine Membran 8 eingespannt, die den unter der Kappe 6 befindlichen Raum 9 gegen einen mit dem Anschlußstutzen 3 in Verbindung stehenden Raum 10 abschließt. Die Membran 8 trägt in ihrer Mitte einen aus zwei Teilen 11 und 12 zusammengesetzten Körper; der Teil 11 hat einen Bjund 13 und ist mit dem Teil 12 in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise verschratfbt. Zwischen dem Bund¹ 13 und der Decke der Kappe 6 ist eine Druckfeder 14 eingeschaltet, die eine genau bestimmte Federwirkung aufweist. In dem Teil 12 befindet sich ein Ventilsitz 15 und eine Bohrung 16, die eine Verbindung zwischen den Räumen 9 und 10 vermittelt. Im allgemeinen wird diese Verbindung aber unterbunden durch einen Ventilkegel 17, der auf dem Ventilsitz 15 ruht. 13er Ventilkegel ist über einen Schaft 18 mit einem zweiten Ventilkegel 19 starr verbunden.

Der Schaft 18 liegt in einer Bohrung eines in das Ventilgehäuse 1 eingeschraubten Aibschlußstückes 20 und läßt einen Ringra>um 21 frei, von dem Bohrungen 22 in den Raum 10 führen. Im Abschlußstück 20 'befindet sich der zum Ventilkegel 19 gehörende Ventilsitz 23. Der Ventilkegel 19 sitzt an einem mit einem Bund 24 versehenen und in einer Bohrung 25 geführten Absperrorgan 26, das unter dem Druck einer Feder 27 steht; die Feder 27 ist wesentlich schwächer als die Feder 14. Der Bund 24 ist mit (nicht dargestellten) Bohrungen versehen, die eine dauernde Verbindung der Bohrung 25 und des ül>er d.em Bund 24 liegenden Raumes herstellen. Im Absperrorgan 26 ist eine Membran 28 eingespannt, mit der ein Bolzen 29 starr verlninden ist. Der Bolzen 29 ist an seinem unteren Ende 30 in den Boden des Ventilgehäuses 1 eingelassen umd mit diesem durch Löten starr verbunden. Der Querschnitt des Bolzen 29 ist um einen geringen Betrag kleiner als der Querschnitt des Ventillkegels 19 an seiner Sitzfläche. Die Membran 28 gestattet eine geringe gegenseitige Verschiebung zwischen dem Absperrorgan 26 und dem Bolzen 29 entsprechend dem Öffnungsweg des Ventilkegels 19. Die Bohrung 25 steht mit der Bohrung 31 des Anschilußstutzens2 in Verbindung.

Aus dem Vorstehenden ist zu erkennen, daß zwischen der Kappe 6 (über die Feder 14, den Bund 13, die Membran 8 und dem Ventilsitz 15) und dem Doppelventil 17, 19 ein Kraftschluß besteht. Es wird somit bei einer entsprechenden Drehung der Kappe 6 unter Zus.ammendrückung der Feder 14 der Ventilkegel 19 entgegen der Wirkung der schwachen Feder 27 von seinem Sitz 23 abgeschoben. Andere Kräfte als die der Feder 27 sind nicht zu überwinden; denn das Absperrorgan 26 ist bis auf einen kleinen Rest durch dien Bolzen 29 von einseitigem Druck entlastet. Eine völlige Entlastung könnte ohne weiteres dadurch erzielt werden, daß der Querschnitt des Bolzens 29 genau gleich dem Querschnitt des Ventilikegels 19 an iseiner Sitzfläche gemacht wird. Waru.n es zweckmäßig ist, die Querschnitte um einen geringen Betrag verschieden voneinander zu machen, soll später erläutert werden. Zunächst seien die Verhältnisse erörtert, die l>eim öffnen des Ventils 19,23 eine Rolle spielen. Der dem öffnen entsprechendie reduzierte Druck steht in einem genau bestimmten Verhältnis zu der Verkürzung der Höhe deir Feder 14. Das heißt also, die Federhö'he ist umgekehrt verhältnisgleich dem reduzierten Druck; die Federhöhe ihrerseits ist verhältnisgleich der Drehung der Kappe 6. Nun ist auf der Kappe 6 eine diesem Verhältnis genau angepaßte Skala 32 vorgesehen, der eine am Ventilkörper angebrachte Marke 33 gegenüberliegt. Dabei ist der Abstand der Stirnfläche 34 der Kappe 6 von der Stirnfläche 35 des Ventilkörpers 1 so bemessen, daß, wenn beide Stirnflächen aneinanderliegen, der höchstgewollte reduzierte Druck eingestellt ist.

Nun soll noch der Zweck der verschiedenen Bemessungen der Querschnitte des Bolzens 29 und dies Ventilkegels 19 erläutert werden. Würden die beiden Querschnitte gleich groß gewählt werden, so träte folgendes ein: Bei bestimmter Einstellung der Kappe 6 wird das Ventil 19, 23 unter gewissen Verhältnissen, um einen bestimmten Betrag geöffnet. Ist das Ventil z. B. an eine Gasflasche mit i5oatü angeschlossen, so sinkt tei Gasentnahme der Druck allmählich erheblich. Je niedriger der Druck wird, um so weniger Gas wird durch die Ventilöffnung bei gleichbleibender Einstellung der Kappe fließen, der reduzierte Druck würde also fallen. .

Das hätte zur Folge, daß durch die Feder 14 das Ventil 19, 23 stärker geöffnet wird, der reduzierte Druck damit wieder etwas steigen würde, aber nicht bis auf den an der Skala ursprünglich eingestellten Wert. Um hier einen Ausgleich zu schaffen, ist nun ein kleiner Überdruck auf das Absperrorgan im Sinne des Schließe ns des Ventils 19, 23 dadurch gegeben, daß der Querschnitt des Bolzens 29 nicht ganz so groß ist wie der Querschnitt des Ventilkegels an seiner Sitzfläche, z.B., statt 2,7 0 nur 2,12.

Das Ventil 15, 17 wirkt als Sicherheitsventil.

Sobald im Raum 10 gegenüber dem eingestellten Druck der Feder 14 ein Überdruck von 1 bis 2 atü entsteht, wird die Membran 8 entgegen der Wirkung der Feder 14 nach oben gedrückt und damit das Ventil 15, 17 geöffnet. Das Gas strömt dann aus dem Raum 10 durch die Bohrung 16 in den Raum 9 und wird von dort ins Freie abgeblasen.

Das zweite AusführungsbeLspiel (Fig. 2 und 3) zeigt ein für besonders hohe reduzierte Drücke geeignetes Reduzierventil. Entsprechend dem höheren Druck ist in diesem Falle die Feder 14 wesentlich stärker bemessen als beim ersten Ausführungsbeispiel.

Um beim Verstellen der Kappe 6 eine größere Durchtrittsöffnung für das Druckgas zu erhalten, sind drei Ventile dafür vorgesehen, nämlich die Ventilkegel 36, 37, 38, deren Verteilung aus Fig. 3 ersichtlich ist und für die entsprechende Ventilsitze 39 im Abschkißstück 20 liegen. Die Ventilkegel sitzen am einen Ende eines Schaftes 40, 41, 42, dessen anderes Ende unter der Wirkung der Feder 27 an einem Querbalken 43 anliegt. Der Querbalken trägt den Ventilkegel 44 für das

^a5 Sicherheitsventil. Entsprechend dem größeren Querschnitt der Durohflußöffnunig für das Druckgas ist auch der Querschnitt des Bolzens 29 gröik'r l>emessen als beim ersten Autsführungsbeispiel.
Das dritte Ausfuhrungsbeispiel ist ein Reduzierveutil, das sowohl für niedrigere als auch für höhere reduzierte Drücke geeignet ist. Das Ventil stellt eine Kombination der beiden ersten Ausführungsbeispiele dar; es ist eine Ein ventile inrichtung für die niedrigeren und eine Dreiventileinrichtung für die höheren reduzierten Drücke eingebaut. Die Einventileinrichtung entspricht genau derjenigen nach Fig. 1. Es ist zwischen der Kappe 6 und der Membran 8 eine Feder 45 eingeschaltet, die den niedrigeren reduziertenDrücken angepaßt ist. Mit dem Ventilkegel 46 (entspricht 17 der Fig. 1) ist ül>er einen Schaft 47 ein Absperrorgan 48 starr verbunden, das wieder unter , dem Druck einer schwachen Feder 49 steht, so daß der Ventilkegel 19 auf seinen Sitz 2^ gedrückt wird, und das durch einen Bolzen 29 in Verbindung mit einer Membran 28 druckentlastet ist. Die Wirkungsweise ist genau die gleiche wie l>eim Reduzierventil nach Fig. 1. Xu η ist zwischen der Kappe 6 und der Membran noch eine zweite, stärkere Feder 50 eingeschaltet, jedoch ist zwischen ihr und der Decke der Kappe 6 ein solcher Zwischenraum, daß ein Zusammendrücken der Feder 50 bei der Bedienung der Einventileinrichtung noch nicht erfolgt. Die Anordnung der Dreiventilcinrichtung entspricht derjenigen nach Fig. 2. Die Schäfte 40, 41, 42 der Ventilkegel 36, 37, 38 stoßen jedoch nicht auf den Ventilkegel 46 tragenden Balken 43. sondern es ist zwischen diesem und jenen ein Zwischenraum 51 vorgesehen, so daß die Ventilkegel 36. ^y, 38 bei der Betätiguiiig flerEinventileinrichtung unl>eeinflußt bleiben. Die Ventilkegel werden von einem Zwischenstück 52 getragen, das auf dem Absperrorgan 48 verschiebbar gelagert ist und unter der Wirkung einer Feder 53 steht, die ibestrebt ist, die Ventilkegel 36,37,38 an ihre Sitze zu drücken. Die Wirkungsweise der erläuterten Vierventileinridhtung ist leicht verständlich.

Soll ein niedriger reduzierter Druck zur Anwendung kommen, so wird die Kappe 6 entsprechend gedreht und dadurch allein das Ventil 19, 23 geöffnet. Soll mit höheren reduzierten Drücken gearbeitet werden, so wird die Kappe weitergedreht, so daß auch die Feder 50 zusamimengedrückt wird und die Ventile 36, 37, 38 geöffnet werden. Selbstverständlich ist die an der Kappe 6 vorgesehene Skala diesen Verhältnissen angepaßt.

Das vierte Ausfuhrungsbeispiel (Fig. 5) unterscheidet sich von dem ersten dadurch, daß für die Druckentlastung des Absperrorgan« 26 anstatt der Membran 28 ein Federbalg 54 vorgesehen ist, dessen Innendurchmesser dem Durchmesser des Bolzens 29 entspricht. Der Federbalg 54 ist an seinen Stirnseiten mit dem Absperrorgan 26 und dem Bolzen 29 verlötet. Die Wirkungsweise ist ohne weiteres zu erkennen.

Das fünfte Ausführungsbeispiel (Fig. 6) unterscheidet sich von dem ersten nur dadurch, daß unter Fortfall der Membran 28 der Bolzen 29 in einer im Absperrorgan26 liegenden Manschette 55 luftdicht geführt ist. Da es sidh bei den Bewegungen des Bolzens 29 nur um eine äußerst geringe Strecke handelt, tritt ibei diesen Bewegungen ein Gleiten des Bolzens 29 gegenüber der Manschette 55 nicht ein, so daß auch kein Verschleiß stattfinden kann.

Claims (18)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Reduzierventil für Gasbehälter hohen Drucks, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Ventilgehäuse (1) eine Kappe (6) aufgeschraubt ist, wol>ei der eine Teil eime Skala (32) und der andere Teil eine Marke (33) trägt, daß ferner eine dem reduzierten Druck angepaßte Druckfeder (z. B. 14) zwischen der Kappe (6) und einer im Ventilgehäuse (1) eingespannten Membran (8) liegt, wobei die Druckfeder und die Skala aufeinander abgestimmt sind, und daß schließlich die Membran (8) mit dem Verschlußstück (19) oder dem beweglichen Sitz eines zwischen der Zuleitung (2) und der Ableitung (3) eingeschalteten Ventils (19, 23) verbunden ist.

2. Reduzierventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stkala (32) Werte für den reduzierten Druck enthält.

3. Reduzierventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteliibarkeit der Kappe (6) so weit begrenzt ist, daß iao bei einer einem vorbestimmten höchsten reduzierten Druck entsprechenden Zuisammendrückung der Feder (14) eine weitere Verstellung der Kappe (6) unmöglich ist.

4. Reduzierventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag zur Begren-

zung der Kappenverstellutng durch eine der Stirnfläche (34) der Kappe (6) gegenüberliegenden Fläche (35) des Ventilgehäuses (1) gebildet wird.

5. Reduzierventil nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (10) des reduzierten Druckes mit dem Hohlraum (9) unter der Kappe (6) durch ein Sicherheitsventil (15, 17) in Verbindung steht.

6. Reduzierventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkegel (17) des Sicherheitsventils (15, 17) mit dem zwischen der Zuleitung (2) -und der Ableitung (3) eingeschalteten Ventilkegel' (19) des Red'uzierventils verbunden ist.

7. Reduzierventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung eine zwangsläufige ist.

8. Reduzierventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Venbindung eine kraftschlüssige ist.

9. Für höhere reduzierte Drücke bestimmtes Reduzierventil nach Anspruch 1 ibis 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Zu- und Ableitung mehr als ein Ventil (36,37, 38, 39) vorgesehen ist, so daß die Durchlaßöffnung für das Gas 'bei einem bestimmten Ventilfaub eine mehrfach größere als diejenige ■bei Verwendung nur eines Ventils ist.

10. Reduzierventil mit einer Gruppe von mehreren Ventilen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein einzelnes Ventil für den Bereich niedrigen reduzierten Drucks vorgesehen ist, und daß dieses Ventil mit einer dementsprechend schwächeren Einstellfeder zusammenwirkt, und daß erst dann, wenn der Druckbereich dieses Ventils überschritten wird und seine Ein stell feder entsprechend zusammengedrückt ist, die anderen Ventile (40, 41,42) ansprechen, indem in der Verbindung zwischen den Ventilstößeln dieser Ventile und der Membran Spiel vorgesehen ist.

11. Reduzierventil nach Anspruch 1 und 6,

dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkegel für das Reduzierventil durch eine Feder im Hochdruckraum in kraftschlüssiger Verbindung mit der Membran gehalten wird, wobei zur Auflage für diese Feder am Ventilkegel ein Anisatz mit einem Federteller vorgesehen ist.

12. Reduzierventil nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß für das Einzelventil für den Bereich niederen Drucks und für die Gruppe von Ventilen für den Bereich höheren Drucks zwei Federn im Hochdruckraum konzentrisch zueinander angeordnet sind, und daü der Federteller für die Ventile für den höheren Druckbereich gleitend auf dem Telleransatz des Einzelventils geführt sind.

13. Reduzierventil nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, diaß der verschiebbare Teil (19) des Reduzierventils (19, 23) druckentlastet ist.

14. Reduzierventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der verschiebbare Teil (19) an seinem dem Ventilsitz (23) abkehrten Ende einen Ausgleichsteil (29) trägt, der am Ventilgehäuse (1) starr, am verschiebbaren Teil (19) jedoch verschiebbar und¹ luftdicht angeschlossen ist und dessen Querschnitt dem Querschnitt des Ventilkegels (19) , an seiner Sitzfläche entspricht.

15. Reduzierventil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleicheteil (29) durch eine Membran (28) mit dem verschiebbaren Teil (19) verbunden ist.

16. Reduzierventil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichsteil (29) durch einen Federbalg (54) mit dem verschiebbaren Teil (19) verbunden ist.

17. Reduzierventil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß 'der Ausgleichsteil (29) gegenüber dem verschiebbaren Teil (19) frei verschiebbar ist und 'die Abdichtung durch eine Manschette (55) bewirkt wird.

18. Reduzierventil nach Anspruch 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Ausgleichsteiles (29) um einen geringen Betrag kleiner ist ale der Querschnitt des Ventilkegels (19) an seiner Sitzfläche.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Q 5137 4.52