DE1059732B

DE1059732B - Safety valve

Info

Publication number: DE1059732B
Application number: DEA25348A
Authority: DE
Inventors: Walter Simonsmeier
Original assignee: Aerzener Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Aerzener Maschinenfabrik GmbH
Priority date: 1956-07-20
Filing date: 1956-07-20
Publication date: 1959-06-18

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung betrifft ein federbelastetes Sicherheitsventil für Gebläse und Verdichter. Bei diesen Sicherheitsventilen wird die Belastungsfeder entsprechend dem Hub des Ventils zusammengedrückt. Dadurch wirkt auf den Ventilteller ein mit zunehmendem Ventilhub steigender Federdruck, dessen Größe durch die Hubhöhe und die Federkennlinie bestimmt ist. Bei den meisten bekannten Ventilen mit federbelastetem Ventilteller ist daher der herrschende Federdruck am Ende eines großen Hubs wesentlich größer als zu Beginn des Hubs, so daß der Druck vor dem Ventil mit größer werdender Durchströmmenge steigt. Das ist jedoch unerwünscht. Ideal wäre die Arbeitsweise eines solchen Ventils dann, wenn mit steigender Durchströmmenge der Abblasdruck entsprechend dem Öffnungsdruck des Ventils konstant bliebe.The invention relates to a spring-loaded safety valve for fans and compressors. With these With safety valves, the loading spring is compressed according to the stroke of the valve. As a result, a spring pressure, the size of which increases with increasing valve lift, acts on the valve disk is determined by the lifting height and the spring characteristic. In most known valves with spring-loaded Valve disk is therefore the prevailing spring pressure at the end of a long stroke greater than at the beginning of the stroke, so that the pressure in front of the valve increases with the flow rate increases. However, this is undesirable. The operation of such a valve would be ideal if with increasing flow rate, the blow-off pressure is constant according to the opening pressure of the valve would stay.

Um dieser idealen Arbeitsweise näher zu kommen, hat man den Ventilteller mit einer Hochhubzusatzfläche versehen. Bei diesen Hochhubventilen strömt das Medium über den Ventilsitz in eine Art Kammer, wobei der Austritt von der Zusatzfläche stark gedrosselt ist, so daß sich die in die Kammer eingeströmte Luft staut und auf die Zusatzfläche ein zusätzlicher Druck ausgeübt wird, welcher den Ventilteller schlagartig von der Ventilöffnung abreißt. Dadurch fällt der Abblasdruck ruckartig ab und unterschreitet wesentlich den eingestellten öffnungsdruck. Er läßt sich mit diesen Hochhubeinrichtungen nicht konstant halten. Diese Art von Hochhub ventilen wird auch hauptsächlich für hohe Drücke und als Überdrucksicherung für Dampfkessel verwendet, bei denen schlagartiges Öffnen erwünscht ist, teils auch deswegen, weil die Durchtrittsgeschwindigkeit bei nur wenig geöffnetem Ventil sehr hoch ist und der Ventilsitz durch den längere Zeit mit hoher Geschwindigkeit durchblasenden Dampf zerstört werden könnte.In order to get closer to this ideal way of working, the valve disc has an additional high-lift surface Mistake. With these high-lift valves, the medium flows through the valve seat into a kind of chamber, the outlet from the additional surface is greatly restricted, so that the flow into the chamber Air accumulates and an additional pressure is exerted on the additional surface, which the valve disc abruptly tears off the valve opening. As a result, the blow-off pressure drops suddenly and falls below it essentially the set opening pressure. He can not be with these high lift devices keep constant. This type of high-lift valve is also mainly used for high pressures and as overpressure protection used for steam boilers where sudden opening is desired, partly because of this, because the passage speed is very high when the valve is only slightly open and the Valve seat can be destroyed by the steam blowing through at high speed for a long time could.

Bei Sicherheitsventilen für Gebläse und Verdichter kommt es dagegen auf gleichmäßigen Abblasdruck an, der bei dem erfindungsgemäßen, federbelasteten Ventil dadurch erreicht wird, daß am Rand des Ventiltellers ein Abströmkanal ausgebildet ist und in diesen Kanal ragende, dessen Querschnitt verringernde Nocken oder Vorsprünge am Ventilteller angeordnet sind, welche einen Staudruck erzeugen, der die mit zunehmendem Ventildruck steigende Rückstellkraft der Ventilbelastungsfeder weitgehend ausgleicht.In the case of safety valves for blowers and compressors, on the other hand, it is important to have a uniform blow-off pressure, which is achieved in the spring-loaded valve according to the invention in that at the edge of the valve disk a discharge channel is formed and protruding into this channel, its cross-section reducing cams or projections are arranged on the valve plate, which generate a back pressure that increases with increasing Valve pressure largely compensates for the increasing restoring force of the valve loading spring.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und mehrerer Anwendungsmöglichkeiten, welche in der Zeichnung veranschaulicht sind.Further details and advantages of the invention emerge from the following description of a Embodiment and several possible applications, which are illustrated in the drawing are.

Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch das Ventil;Fig. 1 is a longitudinal section through the valve;

Anmelder:Applicant:

Aerzener Maschinenfabrik G.m.b.H.,
Aerzen (Kr. Hameln)Aerzener Maschinenfabrik GmbH,
Aerzen (district of Hameln)

Walter Simonsmeier, Barntrup (Lippe),
ist als Erfinder genannt wordenWalter Simonsmeier, Barntrup (Lippe),
has been named as the inventor

Fig. 2 ist ein horizontaler Schnitt nach Linie U-II in Fig. 1;Fig. 2 is a horizontal section along line U-II in Fig. 1;

Fig. 3 ist ein Kennliniendiagramm, bei welchem der vertikale Pfeil p den steigenden Druck auf das Ventil und der horizontale Pfeil Q die Richtung des steigenden Abblasvolumens angibt.3 is a characteristic diagram in which the vertical arrow p indicates the increasing pressure on the valve and the horizontal arrow Q the direction of the increasing blow-off volume.

Das Ventil besteht aus einem Ventilteller 1, der mittels einer Kopfschraube 2 an einer Spindel 3 koaxial befestigt ist. Diese Spindel ist in einer Bohrung 4 der durch die Ventilöffnung 5 durchgreifenden Führungsnabe 6 längsverschiebbar gelagert, während die Führungsnabe 6 durch speichenartige Stege 7 mit der als Trennwand dienenden Sitzplatte 8 für das Ventil verbunden ist. Zur genauen zentrischen Führung der Spindel 3 in der Bohrung 4 der Nabe 6 ist in diese eine Lagermuffe 9 eingefügt, welche mit engem Spiel am Umfang der Spindel 3 anliegt. Diese Lagermuffe 9 kann durch eine Sicherungsschraube 10 in der Nabe 6 arretiert werden.The valve consists of a valve plate 1, which is coaxially fixed by means of a screw head 2 to a spindle. 3 This spindle is mounted in a longitudinally displaceable manner in a bore 4 of the guide hub 6 extending through the valve opening 5, while the guide hub 6 is connected by spoke-like webs 7 to the seat plate 8 serving as a partition wall for the valve. For precise central guidance of the spindle 3 in the bore 4 of the hub 6, a bearing sleeve 9 is inserted into the latter, which rests on the circumference of the spindle 3 with close play. This bearing sleeve 9 can be locked in the hub 6 by a locking screw 10.

Der durch die Nabe 6 hindurchgreifende Teil der Spindel ist an seinem Ende mit einem Außengewinde 11 versehen, auf welches ein Federteller 12 aufgeschraubt und mittels einer Mutter 13 gekontert ist. Dieser Federteller 12 dient als Widerlager für die die Spindel 3 zentrisch umgebende und mit ihrem anderen Ende gegen die Nabe 6 anliegende, schraubenförmig gewundene Ventilbelastungsfeder 14. Durch die auf der Spindel 3 längsverschiebbare Ausbildung des Federtellers 12 und durch dessen mittels der Schraube 13 gewährleistete Feststellbarkeit in beliebiger Höhe des Gewindes 11 kann die Spannung der Feder 14 beliebig verändert und das Ventil auf den gewünschten öffnungsdruck eingestellt werden. Die koaxiale Anordnung der Spindel 3 und der diese umgebenden Ventilfeder 14 zum Ventilteller 1 verhindert jegliches Verkanten der Spindel in ihrer Führung 4. Dies ist für die Leichtgängigkeit des Ventils, insbesondere für den Betrieb bei geringen Öffnungsdrücken, von wesentlicher Bedeutung.The part of the spindle reaching through the hub 6 has an external thread at its end 11 is provided, onto which a spring plate 12 is screwed and locked by means of a nut 13. This spring plate 12 serves as an abutment for the spindle 3 centrally surrounding and with its other End against the hub 6 abutting, helically wound valve loading spring 14 the spindle 3 longitudinally displaceable formation of the spring plate 12 and through it by means of the screw 13 guaranteed lockability at any height of the thread 11 can be the tension of the spring 14 changed as required and the valve set to the desired opening pressure. The coaxial The arrangement of the spindle 3 and the valve spring 14 surrounding it relative to the valve disk 1 prevents anything Canting of the spindle in its guide 4. This is for the ease of movement of the valve, in particular for operation at low opening pressures is essential.

909 557/238 909 557/238

Der Ventilteller 1 ist in einem bestimmten Abstand von einem ringförmigen Umlenkkragen 15 umgeben, der bis über den Rand des Ventiltellers hochgeführt ist und zusammen mit diesem einen ebenfalls ringförmigen Abströmkanal 16 für das auszublasende Medium bildet. Um die mit zunehmendem Hub des Ventiltellers 1 und damit der Spindel 3 steigende Rückstellkraft der Ventilfeder 14 weitgehend auszugleichen, sind am Umfang des Ventiltellers Nocken oder Vorsprünge 17 angeordnet, die in den Abströmkanal 16 ragen und dessen Querschnitt stellenweise verringern. Diese Nocken oder'.Vorsprünge erzeugen durch ihre Verringerung des-Querschnitts des Kanals 16 einen auf ihre Unterseite einwirkenden Staudruck, welcher mit größer werdender Durchflußmenge durch den Abströmkanal 16 ansteigt und dadurch bis zu einer bestimmten Hubhöhe die linear zunehmende Rückstellkraft der Ventilfeder 14 kompensiert.The valve disk 1 is surrounded at a certain distance by an annular deflecting collar 15, which is led up over the edge of the valve plate and together with this one also ring-shaped Forms outflow channel 16 for the medium to be blown out. In order to increase the stroke of the Valve disk 1 and thus the spindle 3 largely compensate for the increasing restoring force of the valve spring 14, cams or projections 17 are arranged on the circumference of the valve disk, which into the outflow channel 16 protrude and reduce its cross-section in places. These cams or projections generate by reducing the cross-section of the channel 16, a dynamic pressure acting on its underside, which increases with increasing flow rate through the outflow channel 16 and thereby up to the linearly increasing restoring force of the valve spring 14 compensates for a certain stroke height.

Durch diese Ausbildung des Ventiltellers 1 und eines diesen umgebenden Abströmkanals 16 wird eine Arbeitscharakteristik des Ventils gewährleistet, die der Kurve 18 in Fig. 3 der Zeichnung entspricht. Durch geeignete konstruktive Ausbildung der Nocken 15 und des Abströmkanals 16 können bestimmte Staudruckwerte erreicht und mit der Federkennlinie abgestimmt werden. Der Druckverlauf des Staudruckventils kann dadurch beliebig beeinflußt werden, so daß er sich bei richtiger Abstimmung der durch die Kurve 19 angegebenen idealen Charakteristik nähert. Das erfindungsgemäße Staudruckventil besitzt also eine der idealen Linie 19 bedeutend näher kommende Charakteristik als die bisher bekannten federbelasteten Ventile und die Hochhubventile, deren Charakteristiken durch die Kurven 20 und 21 wiedergegeben sind.This design of the valve disk 1 and an outflow channel 16 surrounding it is a Guaranteed working characteristics of the valve, which corresponds to the curve 18 in Fig. 3 of the drawing. By means of a suitable structural design of the cams 15 and the outflow channel 16, certain dynamic pressure values can be achieved and matched with the spring characteristic. The pressure curve of the back pressure valve can thereby be influenced as desired, so that, with correct coordination of the Curve 19 approaches the indicated ideal characteristic. The back pressure valve according to the invention thus has a characteristic that comes much closer to the ideal line 19 than the previously known spring-loaded ones Valves and the high-lift valves, the characteristics of which are shown by curves 20 and 21 are.

Da in den meisten Fällen nur eine langsame Reaktion des Ventils erwünscht ist, ist an die Führungsnabe 6 mittels einer Befestigungsschraube 22 ein Dämpfzylinder 23 angeschlossen, welcher den unteren Teil der Spindel 3, die diesen Teil umgebende ieöii"Since in most cases only a slow reaction of the valve is desired, a fastening screw 22 is attached to the guide hub 6 Damping cylinder 23 connected, which the lower part of the spindle 3 surrounding this part ieöii "

uer juamptzyiinaer έά ist mit uampieroi geiuntja^KgL·, ches beim Heben und Senken des gleichzeitig au" Bremskolben dienenden Federtellers 12 infolge von dessen geringem Spiel im Dämpfzylinder 23 nur langsam zwischen Federteller und Dämpfzylinder hindurchtreten kann und dadurch eine Dämpfung der Ventilbewegung bewirkt. Außerdem wird hierdurch die Genauigkeit der zentrischen Führung der Spindel 3 in der Bohrung 4 und dadurch deren Leichtgängigkeit erhöht. Zur Abdichtung des Zylinderraumes von der Bohrung 4 und der Nabe 6 kann zwischen dieser und der Spindel 3 eine Dichtmanschette 24 angeordnet sein.uer juamptzyiinaer έά is with uampieroi geiuntja ^ KgL ·, ches when lifting and lowering the spring plate 12, which also serves as the brake piston, because of its small play in the damping cylinder 23, it can only pass slowly between the spring plate and the damping cylinder, thereby damping the valve movement this increases the accuracy of the centric guidance of the spindle 3 in the bore 4 and thereby increases its ease of movement.

Claims

Patent claims:

1. Spring-loaded safety valve for blower and compressor with a ring-

ao-shaped surrounding, in the axial direction of the Valve extending outflow channel, characterized in that on the valve plate (1) into the outflow channel (16) cams or projections protruding radially and reducing its cross-section (17) are arranged, which generate a dynamic pressure that increases with increasing valve lift largely compensates for the increasing restoring force acting on the valve disk.

2. Valve according to claim 1, characterized in that for damping the valve movement a damping cylinder is provided, which the valve spring and the damping piston surrounded by it encloses bearing valve spindle and arranged together with this coaxially to the spring plate is.

Considered publications:
German Patent Nos. 359 434, 644 260, 675 618, 677 032, 724 994, 757 563, 847 388, 849 206, 943 562.

1 sheet of drawings