DE944661C - Membrandruckregler - Google Patents

Description

• Membrandruckregler Die Erfindung betrifft einen Membrandruckregler mit einem auf Membranen befestigten hohlen. Ventilsitzkörper, der frei schwebend ohne besondere Führung gegen einen oberhalb des Ventilsitzkörpers angeordneten Ventilteller hin beweglich ist.
• Die bekannten Regler dieser Art weisen durchweg eine große Anzahl Bauelemente auf, wodurch einmal die Herstellungskosten verhältnismäßig hoch liegen und zum anderen die Bauhöhe zur Unterbringung der Einzelteile entsprechend groß werden muß: Außerdem weisen sie erhebliche funktionsmäßige Mängel auf. Durch die breitflächige Ausbildung des Ventilsitzes können sich hierauf die im Gas mitgeführten Verunreinigungen ablagern und ein sicheres Schließen des Ventils besonders bei niedrigen Vordrücken verhindern. Außerdem machen es die Sicherheitseinrichtungen und andere Bauelemente ummöglich, einen häufig geforderten, axial zum Ventilsitzkörper gerichteten geraden Durchgang des zu regelnden Mediums ohne Umlenkung zu erzielen.
• Durch die Erfindung sollen diese Mängel beseitigt werden. Der Regler soll eine gedrungene Bauform mit möglichst wenigen Bauelementen aufweisen. Zu diesem Zweck besteht die Erfindung darin, daß der Ventilsitzkörper als Ven,turidüse ausgebildet und an einer in an sich bekannter Weise im mittleren Teil des Ventilsitzkörpers befestigten Arbeitsmembran sowie an einer in an sich bekannter Weise im oberen Bereich des Ventilsitzkörpers befestigten Aus.gleidimemb-ran gelagert, ist, wobei der obere Rand des Ventilsitzkörpers über die Ausgleichmembran hinausragt.
• Der Ventilteller ist dabei zweckmäßig in an sich bekannter Weise schwenkbar, jedoch in axialer Richtung unverschiebbar .gelagert, wobei seine untere Fläche eine glatte Ebene bildet. Der Ventilsitz ist zur Vermeidung von Schmutzablagerungen spitzwinklig ausgebildet, was durch den Auslauf der kurvenförmigen Bohrung des Ventilsitzkörpers erreicht wird. ' Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die untere Austrittsöffnung des als Venturidüse ausgebildeten Ventilsitzkörpers in eine Saugblende eintaucht, wobei die Saugblende einen Raum unterhalb der Arbeitsmembran (Regelmembran) bildet. Durch den nur durch die Membranen ohne jegliche Führungselemente frei schwebend geführten Ventilsitzkörpcr und die Ausbildung des Ventilsitzkörpers wird der innere Druckverlust so verringert, daß vor allem bei Vordrucken, die den gewünschten Regeldruck nur unwesentlich übersteigen, eine verhältnismäßig hohe Reglerleistung erzielt wird. Durch die schwenkbare Anordnung des Ventiltellers paßt sich dieser während des Arbeitens des Reglers. hinsichtlich seiner Lage. der Arbeitslage des Ventilsitzkörpers an, wo, durch erhöhte Regeldrücke bei geringem Gasdurchgang vermieden werden.
• Durch die Anordnung der Saugblende mit ihrem Kragen wird bei geringem Durchfluß (bei nahezu geschlossenem Ventil) ein Staudruck im Raum zwischen Saugblende und Arbeitsmembran erzielt, der bei großer Durchflußmenge durch den Sog an der Saugblende in einen Unterdruck übergeht, wodurch ein zusätzliches Öffnen des Ventils hervorgerufen wird. Hierdurch wird in Verbindung mit dem Membranhub und in Verbindung mit der an sich bekannten Ausbildung der Aü.sgleichmembran und dem Oberteil der Ventildüse ein bis zur Höchstleistung nahezu gleichmäßiger und von Vordruckschwankungen freier Hinterdruck erzeugt.
• Durch die Anordnung einer Sicherheitseinrichtung (Sicherheitsmembran mit Entlüftungsdüse) sowie aller anderen für die-Arbeitsweise des Reglers wichtigen Teile im Mittelteil des Gehäuses wird eine Dreiteilung des Reglers in Gehäuseoberteil, Gehäusemittelteil und Gehäuseunterteil erreicht, die ohne Änderung des Gehäusemittelteils des Reglers nur durch Austausch entsprechender Gehäuseober- oder -unterteile eine Anpassung des Reglers für verschiedene Anschlußnotwendigkeiten ermöglicht.
• Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist iiiden Zeichnungen dargestellt, es zeigt Abb. z einen Regler nach der Erfindung in senkrechtem Schnitt, -Abb. 2 bis 5 verschiedene Anschlußmöglichkeiten des Reglers, Abb. 6 und 7 die Reglerkurve des Reglers nach der Erfindung im Vergleich zu vorbekannten Reglern, Abb: 8 eine Ein- zeldä,rstallung der Saugblende in Verbindung mit der Ventildüse. Der Regler besteht aus dem Gehäuseäberteiil a mit dem um ein Kugelgelenk schwenkbaren Ventilteller b, dem Gehäuseunterteil c und dem mit der Atemdüse p versehenen Gehäusemittelteil d, an dem alle übrigen funktionell wichtigen Teile befestigt sind. Dazu gehören die . Ausgleichmembran e, die Arbeitsmembran f, die Sicherheitsmembran g mit der Entlüftungsdüse h, die Saugblende i mit ihrem Kragen o, die Ventildüse k, der Distanzring m zum Festlegen des Abstandes zwischen .der Ausgleichmembran e und der Arbe'itsmenbran f und dieVentildüsenmuttern, welche die auf der Ventildüse k befestigten Teile zusammenhält und das Belastungsgewicht trägt.
• Der innere Raum des Gehäuseoberteils a ist mit A, der Raum zwischen Saugblende i und Arbeitsmembran f mit B, der innere Raum des Gehäuseunterteils mit C, der Raum zwischen Arbeitsmembran f und Sicherheitsmembran g und Ausgleidunembran e mit D und der Ätemraum oberhalb der Sicherheitsmembran g mit E bezeichnet.
• Der Regler-wirkt in folgender Weise: Das zu -regelnde Medium gelangt mit einem in gewissen Grenzen veränderlichen Vordruck in das Gehäuseoberteil a und zwischen dem schwenkbaren Ventilteller b und dem Sitz der Ventildüse k durch diese in a ,n, sich bekannter Weise durch das Gehäuseunterteil c zum Verbraucher. Dabei wird in ebenfalls bekannter Weise durch die nach oben wirkende Kraftkomponente des Hinterdruckes auf die Arbeitsmembran, fdie Ventildüse k so@ weit gegen den Ventilteller gehoben, daß im Falle eines beliebigen Verbrauches das durch den Ventilspalt nachströmende Medium den durch die Belastung l zu bestimmenden Hinterdruck erzeugt. Die Charakteristik der bekannten Regler ist dabei so, daß bei einem den Hinterdruck nur um ein Geringes überschreitenden Vordruck der Hinterdruck bei geringer Leistung schon stark absinkt (Abb. 6a,), während bei höheren Vordrucken durch strömungstechnische Einrichtungen (z. B. nachgeschaltete Venturidüsen, Stauscheiben u. dgl.) der Regeldruck zum Ausgleich der bei höheren Geschwindigkeiten des . Mediums größeren Strömungsverluste stark ansteigend gehalten ist (Abb.6b), wodurch der Nachteil entsteht,- daß bei größeren Durchflußmengen der Hinterdruck bei Vordruckschwankungen erhebliche Hinterdruckschwankungen -aufweist (Abb. 6 c), der Regler in diesem Bereich seine eigentliche Aufgabe also nicht mehr erfüllt. Im Gegensatz hierzu weist der erfindungsgemäße Regler eine gegenüber den bekannten Reglern gleicher Größe wesentlich höhere Leistung auf, wobei der Hinterdruck vom Nullverbrauch bis zur Höchstleistung ünbeeinflußt von Vordruckschwankungen nahezu gleichbleibt (Abb.7). Diese Wirkung wird durch die erfindungsgemäße Anordnung und Verbindung der erwähnten, Konstruktionselemente erzielt.
• Während des Arbeitens. des Reglers wird in an sich bekannter Weise durch die Atemdüse p die in dem Atemraum E befindliche Luft beim Schließen des Ventils zum Teil verdrängt, während beim Öffnen des. Ventils die Außenluft durch den im Atemraum E entstehenden Unterdruck durch die Atemdüse p in den Atemraum E eingesogen wird, wobei bekanntermaßen die Größe der Atemdüse p für die Geschwindigkeit der Regelfolge maßgebend ist. Die erfindungsgemäße Membranbruchsicherung besteht aus einer schräg im Atemraum aufgehängten Sicherheitsmembran g mit der Entlüftungsdüse h, die den inneren Membranraum D von dem Atemraum E abtrennt. Die Sicherheitsmembran g liegt mit ihrem äußeren Rand auf der Arbeitsmembran f auf, wodurch sie dieser während der Arbeitshübe widerstandslos folgen kann. Bei eventuellem Bruch der Arbeitsmembran f oder der Ausgleich;me@mbran e füllt sich der innere Membran; raum D mit dem strömenden. Medium, das die Sicherheitsmembran aufbläht und durch die Entlüftungsdüse p in den freien Raum treten kann. Die Entlüftungsdüse h ist so klein gehalten, daß das ausströmende Medium (z. B. Gas) als Anzeige einer Reglerbeschädigung dient, ohne auf Grund der geringen Menge gesundheitsschädlich zu sein. Durch die erfindungsgemäße Aufhängung der an sich bekannten Sicherheitsmembran. g in dem Atemraum können alle funktionswichtigen Teile des Reglers im Gehäusemittelteil d des. Reglers untergebracht werden, wodurch neben der Vereinfachung des Regleraufbaus durch Austausch verschiedener Gehäuseoberteile a und Gehäuseunterteile c die aufgeführten Anschlußvorteile des Reglers entstehen.

Claims (8)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Membrandruckregler mit einem auf Membranen befestigten hohlen Ventilsitzkörper, der frei schwebend ohne besondere Führung gegen einen oberhalb des Ventilsitzkörpers angeordneten Ventilteller hin beweglich ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitzkörper (k) als Venturidiise ausgebildet und an einer in an sich bekannter Weise im mittleren Teil des Ventilsitzkörpers befestigten Arbeitsmembran (f) sowie an einer in an sich bekannter Weise im oberen Bereich des Ventilkörpers befestigten Ausgleichmembran (e) gelagert ist, wobei der obere Rand des Ventilsitzkörpers über die Ausgleichmembran hinausragt.
2. 2. Regler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller (b) in an sich bekannter Weise schwenkbar, jedoch axial unverschiebbar gelagert ist, wobei seine untere Fläche eine glatte Ebene bildet.
3. 3. Regler nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz durch die kurvenförmige Bohrung eine spitzwinklige Form aufweist.
4. 4. Regler nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Ausganges des Ventils.itzkörpers eine Saugblende (i) mit Kragen (o) angeordnet ist.
5. 5. Regler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Sicherheitsmembran (g), die an ihrem Außenrand auf der Arbeitsmembran (f) aufliegend, schräg zum äußeren Rand der Ausgleichmembran (e) geführt ist.
6. 6. Regler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitsmembran mit einer Entlüftungsdüse (h) versehen ist.
7. 7. Regler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventildüse einen Distanzring (rn) zum Festlegen des Abstandes zwischen Ausgleichmembran (e) und Arbeitsmembran (f) und eine Ventildüsenmutter (n) aufweist, welche die auf der Ventildüse befestigten Teile zusammenhält und das Belastungsgewicht (i) trägt.
8. 8. Regler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus einem den Ventilteller tragenden Oberteil (a), einem Mittelteil (d) und einem Unterteil (c) besteht und daß alle für die Wirkungsweise des Reglers wesentlichen Teile im Gehäusemittelteil (d) angeordnet sind. g. Regler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Einlaß- und Auslaßstutzen am Oberteil bzw. am Unterteil des Reglergehäuses an beliebiger Stelle und in beliebiger Richtung anbringbar sind. i o. Regler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusemittelteil mit einer Atemdüse (p) versehen ist. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 26 649, 503 127, 527 609, 529 i09, 539 767, 587 507, 596 7i4, 6oo 675, 61o 037, 61i ggo, , 612:2:27, 623 996, 65o925.