DE1187026B

DE1187026B - Von Druckmittel gesteuertes Fluessigkeitsventil fuer selbsttaetige Mengenbegrenzungsvorrichtungen

Info

Publication number: DE1187026B
Application number: DEH37490A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Walter Hartung; Willi Daume
Original assignee: WALTER HARTUNG DIPL ING
Current assignee: WALTER HARTUNG DIPL ING
Priority date: 1959-04-22
Filing date: 1959-09-21
Publication date: 1965-02-11
Also published as: DE1187026C2

Description

Von Druckmittel gesteuertes Flüssigkeitsventil für selbsttätige Mengenbegrenzungsvorrichtungen Zusatz zum Patent: 1 115041 Die Erfindung betrifft ein von Druckmittel gesteuertes Flüssigkeitsventil, das von einem Mengenvoreinstellwerk steuerbar ist und bei dem der Ventilverschlußkörper von einem vom Druckmittel beaufschlagten Hubglied gegen die Wirkung einer Ventilschließfeder geöffnet und vor dem Abschluß zur Vermeidung eines starken Flüssigkeitsschlages durch Druckentlastung des Hubgliedes in eine drosselnde Zwischenstellung gebracht wird. Bekanntlich wird bei derartigen Ventilen die drosselnde Zwischenstellung des Ventilkörpers herbeigeführt, um beim plötzlichen Schließen des Ventils den dabei auftretenden Flüssigkeitsschlag zu mildern und unschädlich zu machen. Bei der im Hauptpatent 1115 041 geschilderten Anordnung erfolgt die Druckentlastung des Ventilhubgliedes durch eine vom Mengenvoreinstellwerk betätigte Umschaltvorrichtung, durch welche der an die Steuerdruckleitung angeschlossene Steuerdruckraum des Ventilhubgliedes von der Steuerdruckleitung abgeschaltet und mit einem Druckmittelauslaß verbunden wird.
Es sind dort zur Steuerung des Hubgliedes zwei durch Umschaltvorrichtungen wahlweise an die Steuerdruckleitung oder an eine Auslaßleitung anschließbare Steuerdruckräume vorgesehen. Die beiden Steuerdruckräume werden bei der dort geschilderten Ausführung von Druckflächen unterschiedlicher Größe begrenzt, so daß in der Zwischenstellung des Ventilverschlußkörpers ein Gleichgewichtszustand zwischen der Schließkraft und der öffnenden Kraft des Druckmittels entsteht. Dieser Gleichgewichtszustand, der die Zwischenstellung des Ventilverschlußkörpers bestimmt, ist jedoch nicht allein von den Druckverhältnissen und dem Größenunterschied der Druckflächen des Hubgliedes abhängig, sondern er wird in undefinierter Weise auch beeinflußt von der Stopfbuchsenreibung des Ventilschaftes.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die im Hauptpatent beschriebene Anordnung zu verbessern, insbesondere den Einfluß der Stopfbuchsenreibung auf den in der Zwischenstellung vorhandenen Durch laßquerschnitt zu beseitigen.
Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein vom Steuerdruck in einer aweiten Druckkammer beaufschlagtes Hilfshubglied mit einem Anschlag verbunden ist, an dem das Ventilhubglied in der Zwischenstellung zur Anlage kommt, und daß die Druckkammer des Hilfshubgliedes durch die vom Mengenvoreinstellwerk betätigte Umschaltvorrichtung wahlweise an die Steuerdruckleitung oder den Druckmittelauslaß anschließbar ist. Es wird also die Zwischenstellung des Ventilschlußkörpers nicht mehr durch ein Kräftegleichgewicht bestimmt, sondern durch einen Anschlag, der vom Steuerdruck in der Anschlagstellung festgehalten wird. In anderem Zusammenhang sind steuerbare Anschläge für das Hubglied eines Ventils bekannt. Es handelt sich dabei jedoch nicht um die Herbeiführung einer drosselnden Zwischenstellung bei Ventilen, die von einer selbsttätigen Mengenbegrenzungsvorrichtung gesteuert werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 1 schematisch dargestellt. Fig. 2 und 3 zeigen schematisch die Umschaltventile bei verschiedenen Betriebszuständen. Fig. 4, 5 und 6 zeigen eine abgewandelte Umschaltvorrichtung in verschiedenen Betriebszuständen.
Mit dem Schaft 1 eines in einem Ventilgehäuse 2 angeordneten Ventilverschlußkörpers 3 ist eine Membran 4 verbunden, die einen Ansatz 5 des Ventilgehäuses 2 oben abschließt. Mit dem Membranteller4' ist ein in einem Zylinder 6 gleitender Kolben 7 verbunden, dessen Durchmesser größer ist als der des Membrantellers 4'. Der Zylinder 6 befindet sich in einem oben geschlossenen Kopfstück 8, das auf den Ansatz 5 des Ventilgehäuses 2 aufgesetzt ist. Zwischen der Membran 4 und dem Kolben 7 befindet sich ein Steuerdruckraum 9, der durch eine kurze LeitunglO an eine Druckmittelleitung 11 angeschlossen ist. Ein zweiter Steuerdruckraum 12 befindet sich an der Außenseite des Kolbens 7. Durch eine Leitung 13 ist eine Verbindung mit einem Dreiwegehahn 14 hergestellt. Auf einem von Stegen8 des Kopfstückes 8 getragenen Ring 15 liegt eine Membran 16 auf, die zusammen mit einem Gehäusedeckel 17 einen Steuerdruckraum 18 begrenzt. Am Membranteller 16' ist ein Anschlagbolzen 19 befestigt, der in einer abdichtenden Führung 20 das Kopfstück 8 durchdringt und in den Steuerdruckraum 12 hineinragt. Durch eine von außen zu betätigende Stellmutter 21 kann die tiefste Stellung des Anschlagbolzens 19 eingestellt werden. Der Steuerdruckraum 18 ist durch eine Leitung 22 an einen weiteren Dreiwegehahn 23 angeschlossen.
Die beiden Dreiwegehähne 14, 23 gestatten es, den zugehörigen Steuerdruckraum 12 bzw. 18 wahlweise an die Druckmittelleitung 11 oder an eine Auslaßleitung24 anzuschließen. Die Betätigung der Dreiwegehähne 14, 23 erfolgt z. B. durch von einem (nicht dargestellten) Mengenvoreinstellwerk schaltbare Magnete 25. In die zum Dreiwegehahn 14 führende Druckmittelzuleitung 11' ist ein einstellbares Drosselventil 26 eingeschaltet.
Bei der in F i g. 1 gezeigten Offenstellung des Ventils sind alle Steuerdruckräume 9, 12, 18 an die Druckmittelleitung angeschlossen. Der Steuerdruck im Raum 9 hat das Bestreben, den Ventilverschlußkörper 3 in Schließstellung zu bringen, und wirkt daher im gleichen Sinne wie die Ventilschließfeder 27. Durch den auf die Oberfläche des Kolbens 7 im Raum 12 wirkenden Steúerdruck wird jedoch der Ventilverschlußkörper 3 unter Überwindung der Schließkräfte in Offenstellung gehalten. Wird der Dreiwegehahn 14, wie in Fig.2 dargestellt ist, so umgeschaltet,, daß der Steuerdruckraum 12 mit dem Auslaß verbunden ist, also drucklos wird, dann wird der Ventilverschlußkörper 3 unter dem Einfluß der Schließkräfte in Schließrichtung bewegt, bis der Kolben 7 am Anschlagbolzen 19 zur Anlage kommt.
Der Anschlagbolzen 19 wird durch den im Raum 18 herrschenden Steuerdruck in seiner Anschlagstellung gehalten. Der Ventilverschlußkörper 3 hat somit sein durch den einstellbaren Anschlagbolzen 19 genau definierte Zwischenstellung erreicht. Wird nunmehr der Dreiwegehahn 23 umgeschaltet (s. Fig.3), so daß der Steuerdruck im Raum 18 verschwindet, gibt der Anschlagbolzen 19 den Schließkräften nach und der Ventilverschlußkörper 3 geht in Schließstellung.
Zum öffnen des Ventils werden beide Dreiwegehähne 14, 23 wieder auf die Druckmittelleitung 11 umgeschaltet. Durch den Steuerdruck im Raum 18 wird der Anschlagbolzen 19 sofort wieder in seine Anschlagstellung gedrfickt, so daß der Ventilverschlußkörper 3 in erwünschter Weise ohne Verzögerung in die Zwischenstellung gelangt. Im Raum 12 entwickelt sich der Steuerdruck infolge der Drosselung bei 26 mit einstellbarer Verzögerung, so daß der Ventilverschlußkörper 3 entsprechend langsam in Offenstellung geht. Dadurch werden Flüssigkeitsstöße vermieden und die in der Regel angeschlossenen Mengenmeßgeräte geschont.
Der Druck im Steuerdruckraum 9, der wegen der unterschiedlichen Druckflächen (4, 7) eine die Schließkraft der Feder 27 unterstützende Kraftkomponente erzeugt, ermöglicht es, mit einer relativ schwachen Ventilschließfeder 27 auszukommen.
Man kann auf diesen Steuerdruckraum 9 gegebenenfalls ganz verzichten, wenn die Ventilschließfeder 27 entsprechend stärker ausgebildet wird. Bei größeren Ventilen ist die vom Steuerdruck im Raum 9 erzeugte Schließkraftkomponente jedoch von großem Vorteil, weil man sie, wie in F i g. 4 bis 6 gezeigt ist, beim Öffnen des Ventils leicht unwirksam machen kann, ohne beim Schließen des Ventils auf sie verzichten zu müssen. Zu diesem Zwecke ist zwischen der Druckmittelleitung 11 und der zum Steuerdruckraum 9 führenden Leitung ein weiterer Dreiwegehahn 28 angeordnet, durch den bei Offenstellung des Ventils der Steuerdruckraum 9 mit dem Auslaß 24 verbunden, also drucklos ist. Es braucht also zum Öffnen des Ventils vom Steuerdruckraum in den Räumen 12 und 18 nur die Kraft der Ventilschließfeder 27 überwunden zu werden, während beim Schließvorgang (s. F i g. 5 und 6) durch Umschaltung des Dreiwegehahnes 28 auf die Druckmittelleitung 11 außer der Federkraft 27 noch zusätzlich eine Steuerdruckkomponente zur Verfügung steht. Natürlich können an Stelle der Dreiwegehähne 14, 24, 28 andere Umschaltmittel verwendet werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Von Druckmittel gesteuertes Flüssigkeitsventil, das von einem Mengeneinstellwerk steuerbar ist und bei dem der Ventilverschlußkörper von einem vom Druckmittel beaufschlagten Hubglied gegen die Wirkung einer Ventilschließfeder geöffnet und vor dem Abschluß zur Vermeidung eines starken Flüssigkeitsschlages durch Druckentlastung des Hubgliedes in eine drosselnde Zwischenstellung gebracht wird, wobei die Druckentlastung des Ventilhubgliedes durch eine vom Mengenvoreinstellwerk betätigte Umschaltvorrichtung erfolgt, durch welche der an die Steuerdruckleitung angeschlossene Steuerdruckraum des Ventilhubgliedes von der Steuerdruckleitung abgeschaltet und mit einem Druckmittelauslaß verbunden wird, nach Patent 1115041, dadurch gekennzeichnet, daß ein vom Steuerdruck in einer zweiten Druckkammer (18) beaufschlagtes Hilfshubglied (16') mit einem Anschlag (19) verbunden ist, an dem das Ventilhubglied (7) in der Zwischenstellung zur Anlage kommt, und daß die Druckkammer (18) des Hilfshubgliedes durch die vom Mengenvoreinstellwerk betätigte Umschaltvorrichtung (23) wahlweise an die Steuerdruckleitung (11) oder den Druckmittelauslaß (24) anschließbar ist.
2. Von Druckmittel gesteuertes Flüssigkeitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die zum Druckraum (12) des Ventilhubgliedes (7) führende Steuerdruckleitung (11') vor der Umschaltvorrichtung (14) eine einstellbare Drosselvorrichtung (26) eingeschaltet ist.
3. Von Druckmittel gesteuertes Flüssigkeitsventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilhubglied zwei Druckflächen (7, 4') unterschiedlicher Größe aufweist, zwischen denen ein dritter Steuerdruckraum (9) gebildet ist, in dem eine Ventilschließkraft entsteht.
4. Von Druckmittel gesteuertes Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Steuerdruckraum (9) durch eine Umschaltvorrichtung (28) beim Öffnen des Ventils mit einer Auslaßleitung (24) verbunden ist.
5. Von Druckmittel gesteuertes Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschlagbolzen (19) ein das Hubglied (7) umschließendes Gehäuse (8) axial in einer abgedichteten Führung (20) durchdringt und von einer Membran (16) gesteuert ist, die auf einem von Stegen (8') des Gehäuses (8) getragenen Ring (15) aufliegt und zusammen mit einem Gehäusedeckel (17) den einen Steuerdruckraum (18) begrenzt.
6. Von Druckmittel gesteuertes Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Anschlagbolzen (19) eine von außen zugängliche Stellmutter (21) angeordnet ist, die zur Einstellung der tiefsten Stellung des Anschlagbolzens (19) dient.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 670 328, 880 242; deutsche Auslegeschriften Nr. 1 058 802, 1056445; deutsche Patentanmeldung M 1408 I a/46 c (bekanntgemacht am 26. 5. 1954); britische Patentschrift Nr. 458 430; USA.-Patentschriften Nr. 1 406 013, 1 406 015, 2626633.