DE10219007A1

DE10219007A1 - Reduzierventil für Druckgas

Info

Publication number: DE10219007A1
Application number: DE10219007A
Authority: DE
Inventors: Milan Jovic; Carsten Mantey
Original assignee: Draeger Aerospace GmbH
Current assignee: BE Aerospace Systems GmbH
Priority date: 2002-04-27
Filing date: 2002-04-27
Publication date: 2003-11-13
Anticipated expiration: 2022-04-28
Also published as: US20040055643A1; GB2389641B; GB0309357D0; DE10219007B4; US7121298B2; GB2389641A

Abstract

Ein Reduzierventil für Druckgas mit einem in einem Ventilgehäuse (3) entgegen der Kraft einer Druckfeder (8) verschiebbar angeordneten Kolben (2), der einseitig über eine Steuerdruckleitung (20) durch den Hinterdruck mit Druck beaufschlagt ist, wodurch das aus einer Druckgasquelle über einen Gaseinlass (17) einströmende Gas gedrosselt wird, soll derart verbessert werden, dass in der angeschlossenen Druckgasquelle ein vorbestimmtes Gasvolumen unter einem Mindestdruck verbleibt. Zur Lösung der Aufgabe ist ein oberhalb eines vorbestimmten Grenzdruckes öffnendes Richtungsventil (24, 25) in der Steuerdruckleitung (20) vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Reduzierventil für Druckgas in einem Atemgerät.
Ein Reduzierventil, welches unabhängig von dem in einer Druckgasquelle herrschenden Druck einen in etwa konstanten Hinterdruck einstellt, ist aus der DE-OS 17 08 117 bekannt geworden. Ein Kolben mit einem zylinderförmig ausgeführten Ventilkörper ist entgegen der Kraft einer Druckfeder verschiebbar in einem Ventilgehäuse angeordnet. Das vordere Ende des Ventilkörpers ist mit einer Dichtscheibe versehen, mit der ein Ventilsitz innerhalb des Ventilgehäuses verschlossen werden kann. Das unter Hochdruck stehende Druckgas strömt über den Ventilsitz in das Ventilgehäuse ein, wird je nach Stellung des Ventilkörpers gegenüber dem Ventilsitz, entsprechend gedrosselt und gelangt über eine Ausströmöffnung zu einem nachgeschalteten Verbraucher, beispielsweise in Form eines Lungenautomaten, der bedarfsweise Atemgas an einen Geräteträger abgibt.
Der Kolben wird einseitig durch den Druck, der abströmseitig des Ventilkörpers herrscht, belastet, wodurch der Kolben und der Ventilkörper in Richtung zum Ventilsitz hin bewegt werden. Hierzu ist ein abgeschlossenes Volumen zwischen einer Seite des Kolbens und der Innenfläche des Ventilgehäuses als ein Steuerdruckraum ausgebildet, welcher über eine Steuerdruckleitung mit dem Druckraum abströmseitig des Ventilkörpers verbunden ist. Hierdurch wird der Steuerdruckraum mit dem im Bereich der Ausströmöffnung herrschenden Hinterdruck beaufschlagt. Die andere Seite des Kolbens befindet sich auf Umgebungsdruckniveau. Bei ansteigendem Hinterdruck steigt ebenfalls der Druck im Steuerdruckraum, so dass eine größere Kraft auf den Kolben und den Ventilkörper einwirkt, und das über den Ventilsitz einströmende Gas entsprechend gedrosselt wird, bis sich der Hinterdruck wieder vermindert.
Nachteilig bei dem bekannten Reduzierventil ist, dass für den Fall, dass der Druck der Druckgasquelle unter den Hinterdruck abgefallen ist, der Ventilkörper durch die Druckfeder vom Ventilsitz wegbewegt wird und das gesamte Restgas aus der Druckgasquelle ausströmen kann. Da Druckgase häufig noch eine gewisse Restfeuchtigkeit enthalten, kann es hierdurch zu einer Kondensation von Wasserdampf innerhalb der Druckgasquelle kommen, wodurch Korrosion innerhalb der Druckgasquelle begünstigt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Reduzierventil der genannten Art derart zu verbessern, dass in der angeschlossenen Druckgasquelle ein vorbestimmtes Gasvolumen unter einem Mindestdruck verbleibt.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Der Vorteil der Erfindung besteht im Wesentlichen darin, dass durch ein Richtungsventil innerhalb der Steuerdruckleitung, das erst oberhalb eines bestimmten Öffnungsdruckes einen Gasfluss in den Steuerdruckraum hinein ermöglicht, im vorgeschalteten Druckgasbehälter ein bestimmter Mindestdruck erhalten bleibt. Der Öffnungsdruck des Richtungsventils ist hierbei so eingestellt, dass ein Ausströmen von Gas aus der Druckgasquelle unterbrochen wird, wenn der Druck einen Mindestdruck erreicht hat.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur gezeigt und im Folgenden näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt im Längsschnitt ein Reduzierventil 1 mit einem axial verschiebbaren Kolben 2 in einem Ventilgehäuse 3. Der Kolben 2 besteht aus einem rohrförmigen ersten Kolbenabschnitt 4 und einem daran anschließenden zweiten Kolbenabschnitt 5, dessen Außendurchmesser größer als der Außendurchmesser des ersten Kolbenabschnittes 4 ist. Gegenüber dem Ventilgehäuse 3 sind die Kolbenabschnitte 4, 5 mittels Dichtelementen 6, 7 abgedichtet. Der zweite Kolbenabschnitt 5 stützt sich mittels einer Druckfeder 8 an einem Ventildeckel 9 ab, der mit einem Sprengring 10 im Ventilgehäuse 3 fixiert ist. Im Ventildeckel 9 befindet sich eine Justierschraube 11 für einen Ventilkörper 12, der in einen Kolben-Innenraum 13 des zweiten Kolbenabschnittes 5 ragt und an seinem vorderen Ende eine Dichtscheibe 14 aufweist. Der Ventilkörper 12 ist innerhalb des zweiten Kolbenabschnittes 5 mit einem Dichtring 16 gasdicht geführt. Über einen Gaseinlass 17 gelangt Hochdruckgas durch einen Einströmkanal 18 im ersten Kolbenabschnitt 4 in den Kolben-Innenraum 13 des zweiten Kolbenabschnittes 5. Der Einströmkanal 18 endet an einem Ventilsitz 19, der gegenüberliegend zur Dichtscheibe 14 des Ventilkörpers 12 angeordnet ist, so dass der Ventilsitz 19 bei entsprechender Stellung des Ventilkörpers 12 verschlossen werden kann. Vom Kolben-Innenraum 13 des zweiten Kolbenabschnittes 5 zweigt eine Steuerdruckleitung 20 ab, die mit einem Steuerdruckraum 21 verbunden ist, der durch eine Kolbenseite 26 des zweiten Kolbenabschnittes 5 und eine Ventilgehäuse-Innenwand 22 begrenzt ist. Von dem Steuerdruckraum 21 gelangt das Druckgas über eine Auslassöffnung 23 zu einem in der Figur nicht näher dargestellten Verbraucher.
Eine Ausströmöffnung 25 am Ende der Steuerdruckleitung 20 ist mit einem Elastomerring 24 verschlossen, der erst dann den Gasweg vom Kolben- Innenraum 13 des zweiten Kolbenabschnittes 5 in den Steuerdruckraum 21 freigibt, wenn ein Differenzdruck von zirka 1 bar überschritten ist.
Eine gegenüberliegend zur Kolbenseite 25 liegende Kolbenfläche 27 des zweiten Kolbenabschnittes 5 befindet sich auf Umgebungsdruckniveau, so dass durch den im Steuerdruckraum 21 herrschenden Druck eine Kraft entgegen der Druckfeder 8 aufgebracht wird, die den Kolben 2 in Richtung zum Ventilkörper 12 hin bewegt, so dass der über den Einströmkanal 18 einfließende Gasstrom gedrosselt wird. Hierdurch ergibt sich auch eine Absenkung des Druckes im Steuerdruckraum 21.
Mit der Justierschraube 11 kann die Position des Ventilkörpers 12 gegenüber dem Ventilsitz 19 verändert und damit der Druck im Steuerdruckraum 21 eingestellt werden. Durch den Elastomerring 24 wird ein bestimmter Mindestdruck im Einströmkanal 18 aufrechterhalten, so dass ein an dem Gaseinlass 17 angeschlossener, in der Figur nicht dargestellter, Druckgasbehälter nur bis zu einem Restdruck entleert werden kann.

Claims

1. Reduzierventil für Druckgas mit

- einem in einem Ventilgehäuse (3) entgegen der Kraft an einer Druckfeder (8) verschiebbar angeordneten Kolben (2) mit einem ersten Kolbenabschnitt (4) und einem zweiten Kolbenabschnitt (5), wobei der Außendurchmesser des zweiten Kolbenabschnittes (5) größer als der Außendurchmesser des ersten Kolbenabschnittes (4) ist,
der Kolben (2) besitzt einen Kolben-Innenraum (13), in welchem ein Ventilsitz (19), ein zum Ventilsitz (19) hinführender Einströmkanal (18) für Druckgas und ein gegenüber dem Kolben (2) verschiebbar angeordneter, mit dem Ventilgehäuse (3) verbundener Ventilkörper (12) vorgesehen sind, welcher dazu ausgebildet ist, den Ventilsitz (19) zu verschließen, mit

- einem zwischen dem zweiten Kolbenabschnitt (5) und einer VentilgehäuseInnenwand (22) ausgebildeten Steuerdruckraum (21), welcher über eine Steuerdruckleitung (20) mit dem Kolben-Innenraum (13) verbunden ist und eine Auslassöffnung (23) für Druckgas aufweist, wobei der Steuerdruckraum (21) derart bemessen ist, dass der zweite Kolbenabschnitt (5) durch das Druckgas eine der Kraft der Druckfeder (8) entgegenwirkende, den Ventilsitz (19) gegen den Ventilkörper (12) führende resultierende Kraft erfährt und mit

- einem oberhalb eines vorbestimmten Grenzdruckes zum Steuerdruckraum (21) hin öffnenden Richtungsventil (24, 25) in der Steuerdruckleitung (20).

2. Reduzierventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Richtungsventil als ein eine Ausströmöffnung (25) verschließender Elastomerring (24) ausgebildet ist.

3. Reduzierventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Richtungsventil (24, 25) einen Öffnungsdruck von größer gleich 1 bar aufweist.