DE1103701B

DE1103701B - Springless inlet valve for high-speed pumps

Info

Publication number: DE1103701B
Application number: DES55697A
Authority: DE
Inventors: Peter Vermeulen
Original assignee: SKF Kugellagerfabriken GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1957-10-29
Filing date: 1957-10-29
Publication date: 1961-03-30

Description

Federloses Einlaßventil für schnellaufende Pumpen Die - Erfindung betrifft ein federloses Einlaßventil für schnellaufende Pumpen, bei dem das plattenförrnige Ventilverschlußstück aus einem elastisch nachgiebigen Stoff besteht, dessen spezifisches Gewicht gleich oder kleiner als das des - zu -fördernden Mediums ist und bei dem die den Ventilhub-im geöffneten Zustand begrenzenden Flächen so ausgebildet sind, daß infolge elastischer Verformung des Verschlußstückes die auftretenden Verzögerungs- und Beschleunigungskräfte auch bei sehr großen Strömungsgeschwindigkeifen teilweise aufgefangen werden.Springless inlet valve for high-speed pumps - invention relates to a springless inlet valve for high-speed pump in which the plattenförrnige valve closing piece consists of a resilient material whose specific gravity than the equal or less of the - is the pumping medium and in which the the valve lift - to in the open state delimiting surfaces are designed so that, as a result of elastic deformation of the closure piece, the deceleration and acceleration forces that occur are partially absorbed even at very high flow velocities.

Im Armaturenbau ist es an und für sich bekannt, die Verschlußstücke-von Ventilen' zur leichteren Betätigung im abzusperrenden Medium schweben zu lassen. Zu diesem Zweck wird entweder -am Verschlußstück ein gas- oder Inftgefüllter Schwimmer angebracht, oder das Verschlußstück selbst wird als Schwimmer ausgebildet. Bei einem in dieser Weise gestalteten Ventil für Heizungsanlagen erfolgt die Betätigung beispielsweise durch einen über einen Thermostaten gespeisten Elektromagneten.In the valve industry, it is known in and of itself, the locking pieces-of Let the valves' float in the medium to be shut off for easier actuation. For this purpose, either a gas or Inft-filled float is attached to the closure piece attached, or the closure piece itself is designed as a float. At a Valve designed in this way for heating systems is actuated, for example by an electromagnet fed by a thermostat.

Plattenförmige Ventilverschlußstücke aus--zelastischnachgiebigen Werkstoffen sind ebenfalls bekannt-e, geworden. Der Hauptzweck der elastisch nachgiebigen Ausbildung ist der, daß sich die Platten irgendwelchen Veränderungen der Oberfläche des Ventilsitzes, die z. B. durch Verziehen od. ä. entstehen, sehr leicht anpassen können, so daß keine Verschlechterung der Dichtwirkung eintritt. Die elastischen Verschlußstücke passen sich auch besser den aus besonderen Gründen leicht kugelig ausgebildeten Ventilsitzen an.Plate-shaped valve closure pieces from - zelastischnachgiebigen materials are also bekannt- e become. The main purpose of the resilient design is that the plates any changes in the surface of the valve seat, the z. B. by warping od. Ä. Can adjust very easily, so that no deterioration in the sealing effect occurs. The elastic closure pieces also adapt better to the valve seats, which for special reasons are slightly spherical.

Es ist weiterhin bekannt, die Einlaßventile von Pumpen bzw. deren Platten mit möglichst geringer Eigenmasse auszuführen. Die bisher hierfür verwendeten Werkstoffe haben aber ein spezifisches Gewicht, das wesentlich größer ist und meist ein Vielfaches desjenigen der zu fördernden Flüssigkeit beträgt. Bei den bekannten Ausführungen schnelllaufender Pumpen sind ferner ausnahmslos besondere Ventilfedern angeordnet, um die hier erforderlichen hohen Schließkräfte zu gewährleisten.It is also known, the inlet valves of pumps or their Execute panels with the lowest possible net weight. The ones previously used for this However, materials have a specific weight that is and mostly is significantly greater is a multiple of that of the liquid to be pumped. With the known Versions of high-speed pumps are also without exception special valve springs arranged to ensure the high closing forces required here.

Bei dem erfindungsgemäßen Einlaßventil sind dagegen keine -#Tentilfedern angeordnet. Infolge der Ausführung des Verschlußstückes aus einem elastisch nachgiebigen Kunststoff mit einem spezifischen Gewicht, das gleich oder kleiner als das der Förderflüssigkeit ist, und der Gestaltung der die Öffnung begrenzenden Flächen arbeitet das erfindungsgemäße Ventil auch bei hohen Drehzahlen einwandfrei und mit hohem Wirkungsgrad.In the inlet valve according to the invention, however, there are no - # valve springs arranged. As a result of the design of the closure piece from an elastically resilient Plastic with a specific weight that is equal to or less than that of the liquid to be conveyed is, and the design of the opening delimiting surfaces works according to the invention Valve flawlessly and with high efficiency even at high speeds.

In der Zeichnung ist Abb. 1 ein Schnitt durch ein federbelastetes Ventil bekannter Ausführung im geöffneten Zustand, Abb. 2 desgleichen im geschlossenen Zustand; Abb.3'-zeigt das erfindungsgemäße Ventil --geöffnet und Abb. 4 geschlossen. Abb. 5 und 6 zeigen eine Variante des erfindungsgemäßen Ventils im ge-_öffneten -bzw. geschlossenen Zustand.In the drawing, Fig. 1 is a section through a spring-loaded valve of known design in the open state, Fig. 2 likewise in the closed state; Fig.3'-shows the valve according to the invention - open and Fig. 4 closed. Fig. 5 and 6 show a variant of the valve according to the invention in the open -bzw. closed state.

Bei den Ventilen bekannter Bauart gemäß Abb. 1 und 2 wird die zu fördernde Flüssigkeit durch die Öffnung 1 angesaugt. Dabei wird das Verschlußstück 2 unter überwindung der von der Feder 3 ausgeübten Kraft angehoben bis zu dem den Ventilhub begrenzenden Anschlag 4. Die Flüssigkeit strömt, solange der ihr durch den Ansangvorgang erteilte Impuls wirkt, durch das Ventil in den Pumpenraum ein. Möglichst sofort nach Beendigung des Ansaugvorganges und noch vor dein Beginn des nächsten, das Verdrängen der angesaugten Flüssigkeit bewirkenden Kolbenhubes soll das Verschlußstück 2 schon die Öffnung 1 wieder verschließen, um ein Rückströmen der angesaugten Flüssigkeit zu verhindern.In the known type of valves according to FIGS. 1 and 2, the liquid to be conveyed is sucked in through the opening 1. The closure piece 2 is lifted by overcoming the force exerted by the spring 3 up to the stop 4 limiting the valve stroke. The liquid flows through the valve into the pump chamber as long as the impulse given to it by the initial process is effective. As soon as possible after the end of the suction process and before the start of the next piston stroke causing the displacement of the sucked-in liquid, the closure piece 2 should close the opening 1 again to prevent the sucked-in liquid from flowing back.

Um eine vollständige Füllung der Pumpe während des Ansaugens zu erreichen, soll, abgesehen von einer genügend großen Ansaugöffnung 1, die Ventilfeder 3 schon bei geringstem Unterdruck ansprechen und das Verschlußstück 2 anheben lassen; andererseits muß aber die von der Ventilfeder 3 ausgeübte Kraft groß genug sein, um das Ventil rechtzeitig zu schließen.In order to achieve complete filling of the pump during suction, apart from a sufficiently large suction opening 1, the valve spring 3 should respond even at the slightest negative pressure and raise the closure piece 2; on the other hand, however, the force exerted by the valve spring 3 must be large enough to close the valve in time.

Es zeigt sich nun, daß diese widersprechenden Forderungen durch die Feder allein nicht befriedigt werden können. Man hat deshalb dem Verschlußstück 2 mittels Anschlag 4 eine bestimmte, von der Pumpenfrequenz abhängige Hubhöhe gegeben und damit eine merkbare Verbesserung erreicht. Da aber auch mit einer -solchen Anordnung das einwandfreie Funktionieren des Ventils nicht unter allen Umständen gewährleistet ist, wird auf eine Ventil-Rückstellfeder verzichtet und erfindungsgemäß vorgeschlagen, das Verschlußstück aus einem Werkstoff herzustellen, dessen spezifisches Gewicht gleich oder kleiner ist als das der zu fördernden Flüssigkeit.It turns out that these contradicting demands are made by the Feather alone cannot be satisfied. You therefore have the closure piece 2 by means of stop 4 given a certain lift height dependent on the pump frequency and thus achieved a noticeable improvement. But there also with such an arrangement the correct functioning of the valve is not guaranteed under all circumstances is, a valve return spring is dispensed with and proposed according to the invention, the Manufacture closure piece from a material whose specific weight is the same or smaller than that of the liquid to be pumped.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird für das Verschlußstück ein elastisch nachgiebiger Stoff verwendet. Bei Versuchen mit Einlaßventilen für schnellaufende Pumpen zeigten sich weitere Schwierigkeiten insofern, als die Verwendung verhältnismäßig harter Werkstoffe für das Verschlußstück sehr starken Verschleiß sowohl am Verschlußstück wie auch am \Tentilsitz ergab. Wurde das Verschlußstück aus Kunststoff angefertigt, so ging der Verschleiß am Verschlußstück merklich zurück, der Ventilsitz zeigte jedoch immer noch starken Verschleiß. Erst die Verwendung verhältnismäßig weicher Kunststoffe für die Verschlußstücke ergab den für Ventilsitz geforderten geringen Verschleiß.In a further embodiment of the invention, for the closure piece a resilient material is used. When trying to use inlet valves for high-speed pumps showed further difficulties insofar as the use relatively hard materials for the closure piece very heavy wear both on the locking piece and on the valve seat. Became the breechblock made of plastic, so the wear on the locking piece decreased noticeably, however, the valve seat still showed severe wear. First the use relatively soft plastics for the closure pieces resulted in that for the valve seat required low wear.

Ohne Zweifel ist das frei schwingende, ohne Rückstellfeder arbeitende Einlaßventil aus weichem, elastisch nachgiebigem Werkstoff mit einem spezifischen Gewicht, das gleich oder kleiner ist als das der zu fördernden Flüssigkeit, für Einlaßventile schnellaufender Pumpen als ideal zu bezeichnen. Durch die erfindungsgemäße Formgebung der den Öffnungshub begrenzenden Flächen am Verschlußstück oder am Anschlag, gegebenenfalls auch an beiden, wird eine weitere Verbesserung der günstigen Eigenschaften des Einlaßventils erreicht. In Abb. 3 und 4 ist das Verschlußstück 5 an der dem Anschlag 6 zugewendeten Seite konkav ausgeführt. Beim Öffnen des Ventils prallt das Verschlußstück 5 gegen den Anschlag 6, das Verschlußstück 5 aus weichem, elastisch nachgiebigem Kunststoff verformt sich, wie in Abb. 3 aus Darstellungsgründen übertrieben dargestellt. Durch die Verformungsarbeit wird ein großer Teil der kinetischen Energie des Verschlußstückes verbraucht. Gleichzeitig erfährt das Verschlußstück 5 beim Zurückfedern einen Bewegungsimpuls in Richtung Ventilsitz. Die Wirkung der Verzögerungs- und Beschleunigungskräfte wird durch die erfindungsgernäße Formgebung auf das kleinstmögliche Maß gebracht.Without a doubt, the freely oscillating inlet valve, which works without a return spring, made of soft, resilient material with a specific weight that is equal to or less than that of the liquid to be conveyed, is ideal for inlet valves of high-speed pumps. The inventive shaping of the surfaces delimiting the opening stroke on the closure piece or on the stop, optionally also on both, results in a further improvement in the favorable properties of the inlet valve. In Fig. 3 and 4 the closure piece 5 is concave on the side facing the stop 6. When the valve is opened, the closure piece 5 strikes the stop 6, and the closure piece 5 made of soft, elastically flexible plastic is deformed, as shown exaggerated in Fig. 3 for reasons of illustration. A large part of the kinetic energy of the closure piece is consumed by the work of deformation. At the same time, the closure piece 5 experiences a movement impulse in the direction of the valve seat when it springs back. The effect of the deceleration and acceleration forces is brought to the smallest possible level by the design according to the invention.

Abb. 5 und 6 zeigen eine Variante, bei der der Anschlag 7 konkav ausgebildet, das Verschlußstück 8 jedoch vollkommen eben ist. Diese Ausführung hat den Vorteil der leichteren Bearbeitbarkeit, der Effekt ist aber der gleiche wie bei dem konkav ausgebildeten Verschlußstück.Figs. 5 and 6 show a variant in which the stop 7 is concave, but the locking piece 8 is completely flat. This embodiment has the advantage of being easier to work with, but the effect is the same as with the concave closure piece.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Springless inlet valve for high-speed pumps, in which the plate-shaped valve closure piece consists of an elastically flexible plastic, characterized in that its specific weight is equal to or less than that of the liquid to be pumped.

2. Inlet valve according to claim 1, characterized in that the side of the closure piece facing the stop is concave. 3. Inlet valve according to claim 1, characterized in that the side of the stop facing the closure piece is concave. 4. Inlet valve according to claim 1, characterized in that the two mutually facing surfaces of the closure piece and the stop are concave. Considered publications: German Patent Specifications No. 47 062, 1 041 755; USA. Pat. No. 2,223,944.