Die vorliegende Erfindung betrifft ein Druckreduzierventil zum Reduzieren des Drucks von komprimiertem Gas.

Um den Druck eines komprimierten Gases auf einen geeigneten Arbeitsdruck zu regulieren, wird allgemein ein Druckreduzierventil verwendet. Zum Beispiel verwendet ein Paintballgewehr, das in einem Kriegsspiel verwendet wird, einen Gasdruck, um einen Paintball (mit Farbe versehenes Geschoss) zu schießen. Gewöhnliche Paintballgewehre schließen Hochdruckpaintballgewehre (Abschussdruck von 800 bis 950 PSI, das heißt 55 bis 65,5 bar) und Niedrigdruckpaintballgewehre (Abschussdruck von ungefähr 450 bis 550 PSI, das heißt 31 bis 38 bar) ein. Wenn derselbe Druck eines Druckgases verwendet wird, kann ein Niedrigdruckpaintballgewehr eine größere Anzahl von Paintballs als ein Hochdruckpaintballgewehr verschießen. Ein Niedrigdruckpaintballgewehr erfordert einen Mechanismus zum Verringern des Drucks. Druckreduzierventile für diesen Zweck sind aus US-Patent 6 543 475 und dem taiwanesischen Gebrauchsmuster M265591 bekannt. Gemäß diesen Konstruktionen wird eine Belleville-Scheibenfeder verwendet, um den Eingangsarbeitsdruck in einen Ausgangslieferdruck zu regulieren, und ein Kolben wirkt als eine Führung für die Belleville-Scheibenfeder. Der Kolben richtet Druck von einem Druckbehälter. Die Belleville-Scheibenfeder ist so aufgebaut, dass eine vorbestimmte Menge von Federenergie benutzt werden kann, um die Gasdruckenergie zu ändern. Weiter kann eine Spiralfeder benutzt werden, um die Belleville-Scheibenfeder zu ersetzen, wodurch dieselbe Wirkung erzielt wird.

Die vorgenannte Belleville-Scheibenfeder oder Spiralfeder ist aus Stahllegierung aus Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt hergestellt, die eine große Starrheit hat, wodurch es nicht möglich ist, den Gasdruck auf 200 PSI (ca. 9 bar) oder niedriger zu verringern. Die Verwendung der Belleville-Scheibenfeder oder der Spiralfeder in einem Druckreduzierventil hat die folgenden zahlreichen Nachteile:

• 1. Beide, die Belleville-Scheibenfeder und die Schraubenfeder haben das Problem einer Größen- oder Durchmessertoleranz.
• 2. Da die Belleville-Scheibenfeder/Spiralfeder eine thermische Behandlung erfordert, existiert das Problem der Härtetoleranz und der Gleichmäßigkeit bei der Härte.
• 3. Die Feuchtigkeit, die während des Befüllens des komprimierten Gases in den Hochdruckgaszylinder erzeugt wird, bewirkt, dass die Belleville-Scheibenfeder/Spiralfeder rostet.
• 4. Da die Belleville-Scheibenfeder aus vielen Scheibenfederelementen besteht und bei der Installation eine Richtungseinschränkung hat, erfordert die Installation der Belleville-Scheibenfeder viel Arbeit und Zeit.
• 5. Wenn die Belleville-Scheibenfeder/Spiralfeder zu rosten beginnt, kann herabfallender Rost die Dichtigkeit des inneren Gummidichtrings beeinflussen.
• 6. Die Herstellung der Belleville-Scheibenfeder/Spiralfeder ist nicht in Übereinstimmung mit dem Umweltschutz. Zum Beispiel weist die Herstellung der Spiralfeder die Schritte der Formgebung, des Schleifens des Endteils, der thermischen Behandlung und der Elektroplattierung auf. Die chemischen Substanzen, die während der Elektroplattierung verwendet werden, sind Umweltgifte, die eine ernsthafte Umweltverschmutzung bewirken.

Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung dieser Umstände geschaffen. Es ist das Hauptziel der vorliegenden Erfindung, ein Druckreduzierventil zu schaffen, das einfachen Aufbau hat, sehr stabil ist und leicht zu installieren ist und das wirksam den Druck eines Druckgases auf den gewünschten niedrigen Druck durch eine einzige Stufe ohne sekundäre Druckreduzierwirkung reduziert.

Um dieses und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung zu erreichen, wurde das Druckreduzierventil der Erfindung geschaffen. Das Druckreduzierventil der Erfindung schließt ein Gehäuse, das mit einer Druckgasquelle verbunden und mit einer Endkappe bedeckt ist, einen Kolben, der in dem Gehäuse angebracht ist und mit der Endkappe eine Luftkammer begrenzt, ein zylindrisches elastisches Kunststoffglied, das aus einem polymeren Material durch Spritzgießen, Extrusionsformen oder Schaumformen hergestellt ist und zwischen dem Kolben und dem inneren Teil des Gehäuses anliegt, und ein Ventilelement oder eine Ventilklappe ein, die durch eine Rückstellfeder niedergehalten wird, um die Luftkammer zu schließen.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer vorteilhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beispielsweise beschrieben, die in 1 eine Explosionsansicht eines Druckreduzierventils der Erfindung zeigt.

Bezugnehmend auf die beigefügte 1 ist dort ein Druckreduzierventil der Erfindung gezeigt, das ein Gehäuse 1, das mit einer Hochdruckgasquelle (nicht gezeigt) verbunden ist, und eine Endkappe 2 aufweist, die am Gehäuse 1 befestigt ist.

Das Gehäuse 1 und die Endkappe 2 sind aneinander mithilfe einer Schraubverbindung befestigt, wobei darin eine Aufnahmekammer gebildet wird, die einen Kolben 3, ein zylindrisches elastisches Kunststoffglied 4, Ventilelement oder eine Ventilklappe 5 und eine Rückstellfeder 6 aufnimmt. Der Kolben 3 definiert mit der Endkappe 2 eine Luftkammer (nicht gezeigt) innerhalb des Gehäuses 1. Das zylindrische elastische Kunststoffglied 4 liegt zwischen dem Kolben 3 und einem Teil innerhalb des Gehäuses 1 an. Nachdem der Druck des zylindrischen elastischen Kunststoffgliedes 4 überwunden ist, drückt Druckgas den Kolben 3, um den Druck zu verringern, und wird dann in der Luftkammer zum Ausgeben derselben gehalten. Die Rückstellfeder 6 ist zwischen dem Ventilelement oder der Ventilklappe 4 und der Endkappe 2 verbunden und dazu ausgebildet, den Kolben 3 zurückzuführen. Wenn die Ventilklappe 5 geöffnet wird, wird es druckreduziertem Gas ermöglicht, die Luftkammer zu verlassen. Das Arbeitsprinzip des Druckreduzierventils ist im Wesentlichen ähnlich zu demjenigen des Druckreduzierventils der US 6 543 475. Es ist daher in dieser Hinsicht keine weitere detaillierte Beschreibung notwendig.

Das Hauptmerkmal der vorliegenden Erfindung ist das zylindrische elastische Kunststoffglied 4. Das zylindrische elastische Kunststoffglied 4 ist direkt aus einem Polymermaterial mithilfe von Spritzgießen, Extrusionsformen oder Schaumformen hergestellt und hat eine hohe Zugfestigkeit oder Zerreißfestigkeit. Dadurch, dass man das verwendete Kunststoffmaterial und die Größe des zylindrischen Körpers kontrolliert, ist das zylindrische elastische Kunststoffglied 4 verwendbar, den gewünschten Arbeitsdruck innerhalb von 10 bis 1000 PSI (0,69 bis 69 bar) zu kontrollieren. Die Charakteristik des zylindrischen elastischen Kunststoffgliedes erlaubt auch eine Anwendung für Niedrigdruckausgang. Wenn zum Beispiel für Niedrigdruckausgabeanwendung zum Beispiel CO₂ für Wassergas bei einem Ausgangsdruck von ungefähr 15 PSI (1,04 bar) verwendet werden soll, können Polyurethan, Ethylenvinylacetat oder Polyvinylchlorid mit 60 % DOP benutzt werden, um das zylindrische elastische Kunststoffglied 4 für Niedrigdruckanwendungen herzustellen. Für die Zufuhr von Sauerstoff für medizinische Anwendungen kann das zylindrische elastische Kunststoffglied 4 aus Teflon geformt sein, das sicher bei der Benutzung ist und Bestimmungen der amerikanischen FDA-Behörde genügt. Weiter kann das zylindrische Kunststoffglied aufgrund der hohen Stabilität der Molekularstruktur und eines großen Bereichs von Weichheit und Härte für alle industriellen Druckreduzierventile verwendet werden. Die Verwendung des zylindrischen elastischen Gliedes in dem Druckreduzierventil hat die folgenden Vorteile:

• 1. Es ist widerstandsfähig gegen Korrosion. Es treten keine Rostprobleme auf.
• 2. Es ist für Massenproduktion durch Spritzgießen, Extrusionsformung oder Schaumformung geeignet, so dass die Herstellung vereinfacht wird.
• 3. Die Herstellungskosten sind niedrig; es ist leicht zu installieren.
• 4. Material ist sehr stabil, um genau den Ausgangsdruck zu kontrollieren.
• 5. Es hat einen weiten Bereich der Härte/Weichheit und einen großen Temperaturarbeitsbereich für unterschiedliche Anwendungen.

Die Erfindung kann wie folgt zusammengefasst werden. Das Druckreduzierventil schließt ein Gehäuse, das mit einer Druckgasquelle verbunden ist und mit einer Endkappe bedeckt ist, einen Kolben, der im Gehäuse angebracht ist und mit der Endkappe eine Luftkammer bildet, ein zylindrisches elastisches Kunststoffglied, das zwischen dem Kolben und dem inneren Teil des Gehäuses anliegt, und ein Ventilelement oder eine Ventilklappe ein, die durch eine Rückstellfeder heruntergehalten wird, um die Luftkammer zu schließen.