DE10219007B4

DE10219007B4 - Reduzierventil für Druckgas

Info

Publication number: DE10219007B4
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: 2004-07-29
Anticipated expiration: 2022-04-28
Also published as: GB2389641A; GB2389641B; US20040055643A1; US7121298B2; DE10219007A1; GB0309357D0

Abstract

Reduzierventil für Druckgas mit folgenden Merkmalen:
– Ein in einem Ventilgehäuse (3) entgegen der Kraft einer Druckfeder (8) verschiebbar angeordneter Kolben (2) ist mit einem ersten Kolbenabschnitt (4) und einem zweiten Kolbenabschnitt (5) versehen, wobei der Außendurchmesser des zweiten Kolbenabschnitts (5) größer als der Außendurchmesser des ersten Kolbenabschnitts (4) ist.
Der Kolben (2) besitzt einen Kolbeninnenraum (13), in welchem ein Ventilsitz (19), ein zum Ventilsitz (19) hin führender Einströmkanal (18) für Druckgas und ein gegenüber dem Kolben (2) verschiebbar angeordneter, mit dem Ventilgehäuse (3) verbundener Ventilkörper (12) vorgesehen sind, wobei der Ventilkörper (12) dazu ausgebildet ist, den Ventilsitz (19) zu verschließen.
– Es ist ein zwischen dem zweiten Kolbenabschnitt (5) und einer Ventilgehäuse-Innenwand (22) ausgebildeter Steuerdruckraum (21) vorgesehen, welcher über eine Steuerdruckleitung (20) mit dem Kolbeninnenraum (13) verbunden ist und eine Auslassöffnung (23) für Druckgas aufweist, wobei der Steuerdruckraum (21) derart bemessen ist, dass der zweite Kolbenabschnitt...

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.

Insoweit günstiger ist das aus DE 199 17 431 C2 bekannte Reduzierventil, das eine Restgasdrucksperre aufweist, die verhindert, dass der Druckbehälter über den Entnahmestutzen vollkommen entleert werden kann und somit sicherstellt, dass der Druck im Druckbehälter stets höher als der atmosphärische Druck ist.

Nachteilig bei der dort beschriebenen Ventilarmatur ist, dass innerhalb des Ventils zwei voneinander unabhängig arbeitende Ventilsitze mit entsprechenden Dichtsitzen und Dichtungen vorzusehen sind, was konstruktiv aufwändig ist.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Reduzierventil der vorgenannten Art so zu gestalten, dass zwar in der angeschlossenen Druckgasquelle ein vorbestimmtes Gasvolumen unter einem Mindestdruck verbleibt, jedoch die hierfür erforderlichen konstruktiven Gestaltungen vereinfacht werden.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Das erfindungsgemäße Reduzierventil weist nur druckgasseitig einen Ventilkörper mit Dichtsitz und entsprechendem Dichtkörper auf. Das zweite Ventil, das ein Rückschlagventil bildet und dafür sorgt, dass der Druckgasbehälter nicht über einen Mindestdruck hinaus entleert werden kann, ist konstruktiv einfach gestaltet, in Form einer durch einen als Elastomerring verschlossenen Öffnung, so dass eine aufwändige Fertigung von Ventilkörper, Dichtsitz und dgl. insoweit entfällt.

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 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

Reduzierventil für Druckgas mit folgenden Merkmalen: – Ein in einem Ventilgehäuse (3) entgegen der Kraft einer Druckfeder (8) verschiebbar angeordneter Kolben (2) ist mit einem ersten Kolbenabschnitt (4) und einem zweiten Kolbenabschnitt (5) versehen, wobei der Außendurchmesser des zweiten Kolbenabschnitts (5) größer als der Außendurchmesser des ersten Kolbenabschnitts (4) ist. Der Kolben (2) besitzt einen Kolbeninnenraum (13), in welchem ein Ventilsitz (19), ein zum Ventilsitz (19) hin führender Einströmkanal (18) für Druckgas und ein gegenüber dem Kolben (2) verschiebbar angeordneter, mit dem Ventilgehäuse (3) verbundener Ventilkörper (12) vorgesehen sind, wobei der Ventilkörper (12) dazu ausgebildet ist, den Ventilsitz (19) zu verschließen. – Es ist ein zwischen dem zweiten Kolbenabschnitt (5) und einer Ventilgehäuse-Innenwand (22) ausgebildeter Steuerdruckraum (21) vorgesehen, welcher über eine Steuerdruckleitung (20) mit dem Kolbeninnenraum (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. – Es ist ein oberhalb eines vorbestimmten Grenzdrucks zum Steuerdruckraum (21) hin öffnendes Richtungsventil in der Steuerdruckleitung, das durch einen Elastomerring (24) gebildet ist, der eine Ausströmöffnung verschließt.