DE1151701B

DE1151701B - Valve with electromagnetically operated pilot valve

Info

Publication number: DE1151701B
Application number: DEC14152A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Walter Peli Stuttgart
Original assignee: Concordia Maschinen und Elektrizitats GmbH
Current assignee: Concordia Maschinen und Elektrizitats GmbH
Priority date: 1956-12-22
Filing date: 1956-12-22
Publication date: 1963-07-18

Description

Ventil mit elektromagnetisch zu betätigendem Hilfssteuerventil Gegenstand der Erfindung ist -ein Ventil mit elektromagnetisch zu betätigendem Hilfssteuerventil und einem vom Druck des Durchflußmediums im zylindrischen Teil des Ventilgehäuses mit Spiel bewegbaren Servokolben. Der letztere trägt die Ventildichtung für den Hauptventilsitz und umschließt zusammen mit dem Ventilgehäuse und dessen Deckel einen Druckraum, der über Bohrungen mit einem vor dem Hilfsventil gelegenen Nebendruckraum verbunden ist und einen zentrischen, vom Hilfsventil gesteuerten Abfiußkanal für das Druckmittel aus den Druckräumen zum Ventilauslaß aufweist. Außerdem sind Mittel zur Dämpfung der Ventil- und Servokolbenbewegungen gegen Ende des Schließ- bzw. COffnungsvorganges vorgesehen.Valve with electromagnetically to be actuated auxiliary control valve object of the invention is - a valve to be actuated with electromagnetic pilot valve and a movable by the pressure of the flow medium in the cylindrical part of the valve housing with play servo piston. The latter carries the valve seal for the main valve seat and, together with the valve housing and its cover, encloses a pressure chamber which is connected via bores to a secondary pressure chamber located in front of the auxiliary valve and has a central drainage channel controlled by the auxiliary valve for the pressure medium from the pressure chambers to the valve outlet. In addition, means are provided for damping the valve and servo piston movements towards the end of the closing or opening process.

Um das Auftreten von sogenannten Wasserschlägen beim Schließen derartiger Ventile zu vermeiden und ein Dämpfen der Ventil- bzw. Servokolbenbewegung gegen Ende des Schließ- bzw. Öffnungsvorganges zu erreichen, ist es bekannt, Faltenbälge oder Membranen zu verwenden. Hierdurch läßt sich jedoch keine hinreichend wirksame Dämpfung erzielen. Bei Servokolbenventilen der genannten Art ist es außerdem bekannt, den Ventilkolben mit Kolbenspiel oder mit zusätzlichen kleinen Öffnungen oder mit Drosselspalten zu versehen, um einen Druckausgleich zu schaffen, der verlangsamend auf die Schließ- bzw. Öffnungsbewegung wirken soll. Bei einer anderen Ausführungsart ist der Servokolben starr mit einem Bremskolben verbunden, und die Abbremsung wird durch einen gegen Ende der Schließbewegung sich stark verkleinernden Spalt hervorgerufen. Der Drosselquerschnitt ist also veränderlich. Alle derartigen Ausführungen von Ventilen. sind jedoch nicht nur umständlich und teuer in ihrem Aufbau, sondern auch unzuverlässig in ihrer Wirkungsweise.About the occurrence of so-called water hammer when closing such Avoid valves and counteract dampening of the valve or servo piston movement To achieve the end of the closing or opening process, it is known to use bellows or to use membranes. However, this does not allow a sufficiently effective one Achieve cushioning. In the case of servo piston valves of the type mentioned, it is also known the valve piston with piston clearance or with additional small openings or with To provide throttle gaps to create a pressure equalization that slows down should act on the closing or opening movement. With another type of design the servo piston is rigidly connected to a brake piston and the braking is applied caused by a gap that narrows significantly towards the end of the closing movement. The throttle cross-section is therefore variable. All such designs of valves. however, they are not only cumbersome and expensive to construct, but also unreliable in their mode of action.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Mängel der bekannten Einrichtungen zu beheben, und dies wird dadurch erreicht, daß an einem Ventil der eingangs genannten Gattung der Servokolben mittels eines zylindrischen, den Abfiußkanal und den Hilfsventilsitz aufweisenden kolbenförmigen Ansatzes in einem zylindrischen Ansatz des Ventilgehäusedeckels geführt ist. Des weiteren sind die beiden genannten Ansätze durch eine stufenförmig abgesetzte zylindrische, elastische Schlauchtülle, z. B. aus Gummi, miteinander verbunden, durch die der Druckraum hinter dem Servokolben in einen äußeren und in einen inneren Teildruckraum unterteilt ist. Schließlich ist der innere Teildruckraum über eine relativ kleine Nut mit dem Nebendruckraum über dem Hilfsventil verbunden. Die Schlauchtülle macht also die Bewegungen des Servokolbens mit und wird dabei abwechselnd elastisch aufgebauscht und gedehnt.The invention is now based on the object of the shortcomings of the known To fix facilities, and this is achieved in that on a valve of the Initially mentioned type of servo piston by means of a cylindrical, the outflow channel and the piston-shaped extension having the auxiliary valve seat in a cylindrical Approach of the valve housing cover is performed. Furthermore, the two are mentioned Approaches through a stepped, cylindrical, elastic hose nozzle, z. B. made of rubber, connected to each other, through which the pressure chamber behind the servo piston is divided into an outer and an inner partial pressure chamber. In the end is the inner partial pressure chamber via a relatively small groove with the secondary pressure chamber connected via the auxiliary valve. The hose nozzle makes the movements of the Servo piston and is alternately elastically puffed up and stretched.

Beim Öffnen des Hilfsventils strömt durch den von diesem gesteuerten Ab$ußkanal das Medium aus den Räumen (äußerer Teildruckraum und Nebendruckraum über Hilfsventil) über dem Servokolben rascher ab, als es in diese Druckräume durch das Spiel zwischen dem Servokolben und dem zylindrischen Teil des Ventilgehäuses nachströmen kann. Der Servokolben wird infolgedessen in die Höhe gedrückt und dadurch das Hauptventil geöffnet. Dabei wird die Schlauchtülle durch das aus dem inneren Teildruckraum infolge der relativ kleinen Abströmnut langsamer abströmende Medium elastisch nach Art einer Ringwulst aufgebauscht. Je größer nun diese elastische Erweiterung wird, desto mehr treten Elastizitätskräfte auf. Dies bewirkt, daß der Kolben in seinem Aufwärtsgang abgebremst und somit ein hartes Anschlagen vermieden wird.When the auxiliary valve opens, it flows through the valve controlled by it From the outlet channel the medium from the rooms (outer partial pressure chamber and secondary pressure chamber above Auxiliary valve) over the servo piston faster than it is in these pressure chambers through the Flow in the clearance between the servo piston and the cylindrical part of the valve housing can. As a result, the servo piston is pushed up, and thereby the main valve opened. The hose nozzle is thereby caused by the pressure chamber from the inner part the relatively small outflow groove, the slower outflowing medium is elastic in the manner of a Bulge bulging. The larger this elastic expansion becomes, the more it does elastic forces occur. This causes the piston in its upward gear braked and thus a hard impact is avoided.

Beim Schließen des Hilfsventils strömt durch den Kolbenspalt das Medium in die Räume über den Kolben, und der Servokolben geht nach abwärts. Da jedoch das Medium zu dem inneren Druckraum nur langsamer nachströmen kann, wird sich der Servokolben am Ende des Schließvorganges nur noch entsprechend dem Auffüllen des inneren Druckraumes senken. Dies bedeutet zunächst ein rasches Absinken des Kolbens zu Beginn der Schließbewegung und hierauf eine starke Bremsung gegen Ende des Schließvorganges, somit ein weiches Aufsetzen auf den Ventilsitz. Die Größe der Druckräume, der Querschnitt der Verbindungsnuten und Kanäle sowie die Elastizität der Gummitülle sind selbstverständlich aufeinander abgestimmt. Durch den Einbau der Gummitülle wird mit einfachen Mitteln sowohl das Auftreten von Wasserschlägen wirksam verhindert, als auch ein Dämpfen der Ventil- bzw. Servokolbenbewegung gegen Ende des Schließ- bzw. Öffnungsvorganges erreicht.When the auxiliary valve closes, the medium flows through the piston gap into the spaces above the piston, and the servo piston goes down. However, since that Medium can only flow more slowly to the inner pressure chamber, the servo piston will at the end of the closing process only according to the filling of the inner pressure chamber reduce. This means first of all a rapid lowering of the piston at the beginning of the closing movement and then a strong braking towards the end of the closing process, thus a soft one Put on the valve seat. The size of the pressure spaces, the cross-section the connecting grooves and channels as well as the elasticity of the rubber grommet are a matter of course coordinated. By installing the rubber grommet, with simple means effectively prevents the occurrence of water hammer as well as steaming the valve or servo piston movement towards the end of the closing or opening process achieved.

Die Einzelheiten des Gegenstandes der Erfindung sind dem in der Zeichnung schematisch im Schnitt dargestellten Ausführungsbeispiel zu entnehmen.The details of the subject matter of the invention are that in the drawing shown schematically in section.

Der zylindrische Teil des Ventilgehäuses 1 ist durch den Ventilgehäusedeckel3 mittels der tTberwurfmutter 2 abgeschlossen. In den Deckel 3 ist nach außen das Ankerführungsrohr 4 angesetzt, das den Gegenpol s enthält. Darüber befindet sich das Magnetgehäuse 17. Der im Innern des Ventilgehäuses 1 befindliche Servokolben 6 trägt an seiner Unterseite die Ventildichtung 7, die auf dem Hauptventilsitz 23 zwischen dem Ventileinlaß 19 und dem Ventilauslaß 12 aufsitzt.The cylindrical part of the valve housing 1 is through the valve housing cover 3 closed by means of the union nut 2. In the lid 3 is to the outside Armature guide tube 4 attached, which contains the opposite pole s. Above is the magnet housing 17. The servo piston located inside the valve housing 1 6 carries the valve seal 7 on its underside, which is on the main valve seat 23 seated between the valve inlet 19 and the valve outlet 12.

Der Servokolben 6 besitzt einen im Durchmesser wesentlich kleineren kolbenförmigen und den Abflußkanal 9 aufweisenden Ansatz 8, der in einem zylindrischen Ansatz 10 des Deckels 3 geführt ist. Der Ansatz 10 ragt in den zylindrischen Teil des Ventilgehäuses 1 hinein. Der Ansatz 8 ist ferner an seinem äußeren Ende als Hilfsventilsitz 21 ausgebildet. Auf diesem sitzt die Dichtung 16 auf, die in dem Anker 15 eingebettet ist.The servo piston 6 has a much smaller diameter piston-shaped and the discharge channel 9 having approach 8, which is in a cylindrical Approach 10 of the cover 3 is performed. The approach 10 protrudes into the cylindrical part of the valve housing 1 into it. The approach 8 is also at its outer end as Auxiliary valve seat 21 is formed. On this sits the seal 16, which is in the Anchor 15 is embedded.

Die beiden Ansätze 8 und 10 sind durch eine stufenförmig abgesetzte zylindrische, elastische Schlauchtülle, z. B. aus Gummi, miteinander verbunden. Dadurch wird der Druckraum über dem Servokolben 6 und dem umgebenden zylindrischen Teil des Ventilgehäuses 1 in einen äußeren Teildruckraum 18 und in einen inneren Teildruckraum 22 unterteilt.The two approaches 8 and 10 are offset by a step cylindrical, elastic hose nozzle, e.g. B. made of rubber, interconnected. This makes the pressure space above the servo piston 6 and the surrounding cylindrical Part of the valve housing 1 in an outer partial pressure chamber 18 and in an inner one Partial pressure chamber 22 divided.

Der äußere Teildruckraum 18 steht einerseits z. B. über das Kolbenspiel des Servokolbens 6 oder durch eine kleine Bohrung od. dgl. mit dem Ventileinlaß 19 und andererseits durch die Bohrung 13 in dem Deckel 3 mit dem Nebendruckraum 20 oberhalb des Hilfsventilsitzes 21 in Verbindung. Ferner ist am Umfang des Ansatzes 8 eine Nut 14 angeordnet, durch die der innere Teildruckraum 22 mit dem Nebendruckraum 20 in Verbindung steht.The outer partial pressure chamber 18 is on the one hand z. B. about the piston clearance of the servo piston 6 or through a small hole or the like with the valve inlet 19 and on the other hand through the bore 13 in the cover 3 with the secondary pressure chamber 20 above the auxiliary valve seat 21 in connection. Furthermore, the scope of the approach 8 a groove 14 is arranged through which the inner partial pressure chamber 22 with the secondary pressure chamber 20 communicates.

Wenn das elektromagnetische Ventil eingeschaltet wird, wird der Anker 15 angezogen und das Hilfsventil geöffnet. Das über dem Servokolben 6 befindliche Medium strömt nun durch die Bohrung 13, den Nebendruckraum 20 und den Abflußkanal 9 nach dem Ventilauslaß 12 ab. Demgegenüber strömt das Medium aus dem inneren Teildruckraum 22 über Bierelativ enge Nut 14 verhältnismäßig langsamer ab. Infolgedessen sinkt der Druck über dem Servokolben 6, und der außerhalb wirkende Druck des Mediums drückt von dem Ventileinlaß 19 her den Servokolben 6 hoch, so daß der Ventildurchgang zu dem Ventilauslaß 12 frei wird. Bei den Bewegungen des Servokolbens 6 wird die Schlauchtülle 11 zusammengedrückt und ausgebauscht. Wenn das elektromagnetische Ventil ausgeschaltet wird, schließt der Anker 15 das Hilfsventil. Durch das Kolbenspiel des Servokolbens 6 oder durch eine kleine Bohrung oder durch einen Drosselspalt strömt nun das Medium von dem Ventileinlaß 19 her in den äußeren Teildruckraum 18 und durch die Bohrung 13 in den Nebendruckraum 20 wieder ein und bewirkt, daß der Servokolben 6 sich in Schließrichtung des Hauptventils bewegt. Die zusammengedrückte Schlauchtülle 11 wird dabei in dem Maße wieder gestreckt, wie Medium durch die Nut 14 in den Teildruckraum 22 nachströmt. Der Querschnitt der Nut 14 ist relativ klein. Das Nachströmen des Mediums erfolgt daher nur langsam, und der Servokolben 6 setzt sich ganz weich auf den Hauptventilsitz 23 auf, so daß kein Schlag entstehen kann.When the electromagnetic valve is switched on, the armature 15 is attracted and the auxiliary valve is opened. The medium located above the servo piston 6 now flows through the bore 13, the secondary pressure chamber 20 and the discharge channel 9 to the valve outlet 12. In contrast, the medium flows out of the inner partial pressure chamber 22 via relatively narrow groove 14 relatively more slowly. As a result, the pressure above the servo piston 6 drops, and the external pressure of the medium pushes the servo piston 6 upwards from the valve inlet 19, so that the valve passage to the valve outlet 12 becomes free. When the servo piston 6 moves, the hose nozzle 11 is compressed and replaced. When the electromagnetic valve is turned off, the armature 15 closes the auxiliary valve. Through the piston clearance of the servo piston 6 or through a small bore or through a throttle gap, the medium now flows from the valve inlet 19 into the outer partial pressure chamber 18 and through the bore 13 into the secondary pressure chamber 20 and causes the servo piston 6 to move in the closing direction of the main valve moved. The compressed hose nozzle 11 is stretched again to the extent that the medium flows through the groove 14 into the partial pressure chamber 22. The cross section of the groove 14 is relatively small. The subsequent flow of the medium therefore takes place only slowly, and the servo piston 6 sits very softly on the main valve seat 23 so that no impact can occur.

Durch die Unterteilung des über dem Servokolben befindlichen Druckraumes in zwei Teildruckräume mittels der Schlauchtülle 11 wird somit trotz des einfachen Aufbaues des Ventils eine einwandfreie und stets zuverlässige Dämpfung der Ventil-bzw. Servokolbenbewegung gegen Ende des Schließ-bzw. Öffnungsvorganges erreicht.Due to the subdivision of the pressure chamber located above the servo piston in two partial pressure spaces by means of the hose nozzle 11 is thus despite the simple Structure of the valve a perfect and always reliable damping of the valve or. Servo piston movement towards the end of the closing or Opening process achieved.

Claims

PATENT CLAIM. Valve with an electromagnetically operated auxiliary control valve and a servo piston which can be moved with clearance by the pressure of the flow medium in the cylindrical part of the valve housing and which carries the valve seal for the main valve seat and, together with the valve housing and its cover, encloses a pressure chamber which, via bores, is connected to a Auxiliary valve located secondary pressure chamber and has a central, controlled by the auxiliary valve outlet channel for the pressure medium from the pressure chambers to the valve outlet, as well as with means for damping the valve and servo piston movements towards the end of the closing or opening process, characterized in that the servo piston (6 ) by means of a cylindrical, the outflow channel (9: the auxiliary valve seat (21) having cöliben-shaped extension (8) in a cylindrical extension (10) of the valve housing cover (3) that the two extensions (8 and 10) through a stepped cylindrical, elastic hose nozzle (11) are connected to each other, through which the pressure chamber behind the servo piston (6) is divided into an outer (18) and an inner (22) partial pressure chamber, and that the latter via a relatively small groove (14) with the secondary pressure chamber (20) above the Auxiliary valve is connected. Considered publications: German Patent Specifications No. 613 790, 625 027; German interpretation document M 21810 X11 / 47 g (published on January 12, 1956); French additional patent specification No. 62,374 (addition to French patent specification No. 1 021143); U.S. Patent No. 2,291,101.