DE1222340B

DE1222340B - Valve for the automatic control of the compressed air supply to a compressed air piston motor, which drives a piston pump for the delivery of fluids of adjustable pressure

Info

Publication number: DE1222340B
Application number: DEH45020A
Authority: DE
Inventors: August Hilligweg
Original assignee: Jochums & Co K G; Hauhinco Maschinenfabrik G Hausherr Jochums GmbH and Co KG
Current assignee: Jochums & Co K G; Hauhinco Maschinenfabrik G Hausherr Jochums GmbH and Co KG
Priority date: 1962-02-27
Filing date: 1962-02-27
Publication date: 1966-08-04

Description

Ventil zur selbsttätigen Regelung der Druckluftzufuhr zu einem Druckluft-Kolbenmotor, der eine Kolbenpumpe zur Lieferung von Flüssigkeiten regelbaren Druckes antreibt Die Erfindung betrifft ein Ventil zur selbsttätigen Regelung der Druckluftzufuhr zu einem Druckluft-Kolbenmotor, der eine Kolbenpumpe zur Lieferung von Flüssigkeiten regelbaren Druckes antreibt, und ist gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender an sich bekannter Merkmale: a) Im druckluftdurchströmten Ventilraum ist der Ventilstößel durch einen dem Ventilkegel gegenüber angeordneten Kolben von gleicher Fläche von der Einwirkung des Preßluftdruckes entlastet; b) der Ventilstößel wird einerseits von Federn im Öffnungssinne und andererseits von der von der Kolbenpumpe gelieferten Druckflüssigkeit über einen Kolben im Schließsinne belastet und geschlossen, wenn die auf diesen Kolben ausgeübte Flüssigkeitsbelastung die eingestellte Federbelastung übersteigt.Valve for the automatic regulation of the compressed air supply to a compressed air piston motor, which drives a piston pump to deliver fluids of adjustable pressure The invention relates to a valve for automatically regulating the supply of compressed air to a pneumatic piston motor, which has a piston pump for the delivery of liquids adjustable pressure, and is characterized by the combination of the following Features known per se: a) The valve tappet is located in the valve chamber through which compressed air flows by a piston with the same area of the effect of the compressed air pressure relieved; b) the valve tappet is on the one hand of springs in the opening direction and, on the other hand, of the one supplied by the piston pump Pressure fluid loaded via a piston in the closing direction and closed when the fluid load exerted on this piston is the set spring load exceeds.

Das erfindungsgemäße Ventil hat eine sehr einfache und daher betriebssichere und außerdem sehr raumsparende Bauweise und ermöglicht es, jeden gewünschten Druck im unteren, mittleren und oberen Druckbereich (100 atü und mehr) einzustellen und bei dem eingestellten Druck die Zufuhr des Energieträgers Druckluft zum Druckluft-Kolbenmotor zu unterbinden und dadurch zu verhüten, daß die Druckflüssigkeit einen Druck über der eingestellten Druckgrenze annimmt. Die zuverlässige Arbeitsweise dieses Ventils ist von großer Bedeutung, wenn von einer von einem Druckluft-Kolbenmotor angetriebenen Kolbenpumpe Druckflüssigkeit von unterschiedlichen Drücken für verschiedene Verwendungszwecke erzeugt werden soll, z. B. zum Tränken eines Kohlenstoßes bei etwa 250 atü, zum Setzen von hydraulischen Stempeln bei etwa 150 atü und zum Anpressen und Vordrücken des Strebförderers mittels eines hydraulischen Zylinders bei etwa 100 atü. Dann ist es nämlich aus Sicherheitsgründen und aus betrieblichen Gründen (um den Anpreßdruck und damit den Setzdrück einer großen Zahl von hydraulischen Stempeln zur Schonung der Hangenden gleichzumachen) notwendig, daß die eingestellten Druckgrenzen eingehalten bzw. mit Sicherheit nicht überschritten werden. Das erfindungsgemäße Ventil erfüllt alle in dieser Hinsicht gestellten Anforderungen.The valve according to the invention has a very simple and therefore reliable and also very space-saving design and allows any desired print set in the lower, middle and upper pressure range (100 atmospheres and more) and at the set pressure, the supply of the energy carrier compressed air to the compressed air piston motor to prevent and thereby prevent the pressure fluid from a pressure above the set pressure limit. The reliable operation of this valve is of great importance when powered by an air piston engine Piston pump Pressure fluid of different pressures for different purposes is to be generated, e.g. B. for soaking a coal face at about 250 atmospheres, for Setting of hydraulic rams at about 150 atmospheres and for pressing and advancing of the face conveyor by means of a hydraulic cylinder at about 100 atm. then it is for safety reasons and operational reasons (the contact pressure and thus the setting pressure of a large number of hydraulic rams for protection to equalize the hanging wall) it is necessary that the set pressure limits are adhered to or are definitely not exceeded. The valve according to the invention fulfills all requirements made in this regard.

Es sind überdruckventile oder -schieber bekannt, auf deren Verschlußstücke gleichzeitig mehrere einstellbare Federn mit verschiedenen Federkonstanten wirken, um in einem weiten Druckbereich die überdruckregelung zu ermöglichen. Diese Regelung geht in der Weise vonstatten, daß durch die Einstellung der Federn eine Druckgrenze festgelegt wird, bei deren Überschreiten die Ventile geöffnet werden und das Druckmedium ins Freie oder in einen Auffangbehälter entweichen lassen. Dabei werden die zylinderförmigen Schraubenfedern von unterschiedlicher Stärke und infolgedessen mit verschiedenen Federkonstanten unter Zwischenschaltung von Federtellern oder Hülsen so ineinandergeschoben, daß infolge der Druckeinwirkung auf das Verschlußstück zunächst die weichste Feder und danach die jeweils nächst härteren Federn zusammengedrückt werden, wodurch im Anfang auf einem langen Weg ein weiches Abfedern und danach mit ansteigender Federkraft auf kürzeren Wegen die höheren Drücke geregelt werden. Mit solchen Überdruckventilen kann man einwandfrei Drücke im Bereich von wenigen atü bis über 100 atü beherrschen.There are pressure relief valves or slide known, on their locking pieces several adjustable springs with different spring constants act at the same time, to enable overpressure control over a wide pressure range. This regulation goes in such a way that by adjusting the springs a pressure limit is specified, when exceeded, the valves are opened and the pressure medium Allow to escape into the open air or into a collecting container. The cylindrical Coil springs of different strengths and consequently different ones Spring constants with the interposition of spring plates or sleeves pushed into one another in such a way that that as a result of the pressure acting on the closure piece, the softest spring first and then the next harder springs are compressed, whereby im At the beginning of a long way a soft cushioning and then with increasing spring force the higher pressures can be regulated on shorter routes. With such pressure relief valves one can perfectly control pressures in the range from a few atmospheres to over 100 atmospheres.

Es ist ferner bekannt, bei von einem Druckmittel durchströmten Ventilen den Einfluß des Druckmittels auf das Verschlußstück durch einen Gegenkolben von gleicher Fläche bzw. gleichem Durchmesser aufzuheben.It is also known in the case of valves through which a pressure medium flows the influence of the pressure medium on the closure piece through a counter-piston of the same area or the same diameter.

Bekannt ist außerdem ein Ventil mit einer von einer druckmittelbeaufschlagten Membran gesteuerten Einstellvorrichtung, bei dem der Durchlaufkanal aus einem flexiblen Schlauch und der Klemmverschluß aus zwei beiderseits des Schlauches angeordneten Klemmbacken besteht, die von der Einstellvorrichtung über eine Steuerstange und eine Hebelübersetzung im CSffnungs- oder Schließsinne bewegt werden. Mit dieser komplizierten Einstellvorrichtung konnte-dieses von der üblichen Bauweise grundlegend abweichende Ventil bei Erreichen der Druckgrenze gegen Federdruck geschlossen-werden. -In der Zeichnung ist ein Längsschnitt durch ein schematisch dargestelltes Ventil gemäß der Erfindung veranschaulicht. Einer nicht gezeichneten preßluftbetriebenen Kolbenpumpe wird Preßluft über das dargestellte Ventil zugeführt, und zwar wird die Preßluft dem Ventil durch den Eintrittsstutzen 1 zugeführt und aus dem Ventil durch den Austrittsstutzen 2 abgeleitet und danach dem Preßluftkolbenmotor der Pumpe zugeführt. Der Stutzen 3 des Ventils steht dauernd mit der Förderleitung der Pumpe in Verbindung, so daß das Ventil von rechts her ständig von der durch die Pumpe geförderten Druckflüssigkeit mit der jeweils vorhandenen Druckhöhe beaufschlagt wird.Also known is a valve with a pressurized medium Membrane-controlled adjustment device in which the flow channel consists of a flexible Hose and the clamp closure from two arranged on both sides of the hose There is clamping jaws that are controlled by the adjustment device via a control rod and a leverage can be moved in the opening or closing direction. With this Complicated adjustment device could-this from the usual design fundamentally different valve can be closed against spring pressure when the pressure limit is reached. -In the drawing is a longitudinal section through a valve shown schematically illustrated according to the invention. A compressed air operated one, not shown Piston pump compressed air is supplied via the valve shown, namely the compressed air fed to the valve through the inlet nozzle 1 and out of the valve through the outlet nozzle 2 derived and then fed to the compressed air piston motor of the pump. The stub 3 of the valve is permanently connected to the delivery line of the pump, so that the valve from the right is constantly affected by the hydraulic fluid conveyed by the pump is applied with the respective existing pressure head.

Auf dem Ventilstößel 5, der in einer Büchse 6 des Ventilgehäuses 7 mittels eines Bundes 8, durch eine Dichtung 9 abgedichtet, geführt ist, sitzt ein die Ventilöffnung 10 abschließendes Verschlußstück 11, an das sich ein mit dem Ventilstößel verbundener Kolbenschieber 12 anschließt, der in einer Büchse 13, durch eine Dichtung 14 abgedichtet, verschiebbar ist. Der Kolbenschieber 12 hat einen abgesetzten Kolben 15, auf dem eine Manschettendichtung 16 angeordnet ist, die den Eintritt der im Stutzen 3 vorhandenen Pumpendruckflüssigkeit in das Innere des Ventils verhindert.On the valve tappet 5, which is in a bush 6 of the valve housing 7 is guided by means of a collar 8, sealed by a seal 9, is seated the valve opening 10 closing closure piece 11, to which a with the valve stem connected piston valve 12, which is in a sleeve 13, through a seal 14 is sealed, slidable. The piston valve 12 has a stepped piston 15, on which a sleeve seal 16 is arranged, which prevents the entry of the im Prevents nozzle 3 existing pump pressure fluid into the interior of the valve.

Der Ventilstößel 5 hat linksseitig einen Ansatz 18, auf dem eine Schraubenfeder 19 dergestalt geführt ist, daß sie sich einerseits auf den Bund 8, andererseits auf der Stirnfläche einer zentrierenden Bohrung 20 eines Federtellers 21 abstützt. Auf der anderen Seite des Federtellers 21 stützt sich eine im Verhältnis zu der Feder 19 sehr starke Schraubenfeder 22 ab, die mit ihrem linken Ende auf dem flanschartigen Ansatz 24 einer auf der Schraube 25 verstellbaren Mutter 26 aufliegt. Beim Drehen der Schraube 25 mittels eines an dem Schraubenkopf 28 angreifenden Werkzeugs kann die Mutter 26 gegen den entgegengerichteten Widerstand der sich spannenden Federn 22 und 19 verstellt werden. Ein Axiallager 30 nimmt die auf die Schraube 25 einwirkenden Reaktionskräfte auf und verringert die beim Drehen der Schraube auftretenden Reibungswiderstände.The valve tappet 5 has an extension 18 on the left side on which a helical spring 19 is guided in such a way that it is supported on the one hand on the collar 8 and on the other hand on the end face of a centering bore 20 of a spring plate 21 . A helical spring 22, which is very strong in relation to the spring 19 and rests with its left end on the flange-like projection 24 of a nut 26 adjustable on the screw 25, is supported on the other side of the spring plate 21. When the screw 25 is turned by means of a tool that acts on the screw head 28, the nut 26 can be adjusted against the opposing resistance of the tensioning springs 22 and 19. An axial bearing 30 absorbs the reaction forces acting on the screw 25 and reduces the frictional resistance that occurs when the screw is turned.

Durch Spannen der durch den gemeinsamen Federteller 21 gegeneinander zentrierten und abgestützten Federn 22 und 19 können auf den Ventilstößel einstellbare Kräfte ausgeübt werden, die ausreichen, um das Verschlußstück 11 von seinem Sitz in dem Ventilraum 10 abzuheben und abgehoben zu erhalten, wenn der von dem Stutzen 3 her durch die Pumpendruckflüssigkeit ausgeübte Gegendruck innerhalb einer bestimmten Druckgrenze liegt. übersteigt der Flüssigkeitsdruck diese durch die Einstellung der Federn bestimmte Druckgrenze, so wird das Verschlußstück 11 geschlossen und der Durchfluß von Preßluft zu der Pumpe abgesperrt. Die Schraubenfeder 19 ist so bemessen, daß sie Pumpendrücke bis zu etwa 100 atü zuläßt, also die Einstellung und Regelung von Pumpendrücken in einem Bereich ermöglicht, den man als den unteren und mittleren Druck- und Regelbereich bezeichnen kann (die stärkere Feder 22 überträgt dabei Kräfte von der Mutter 26, ohne in diesem Bereich eine größere Zusammendrückung zu erfahren). Die Feder 19 kann also nach Bedarf so eingestellt werden, daß sie bei Pumpendrücken bis zu 40, 60 oder 80 atü (diese Drücke sind auch in dem Stutzen 3 vorhanden) das Ventil offenhält. Beim überschreiten der eingestellten Druckgrenze wird das Ventil geschlossen und der Austritt von Preßluft aus dem Stutzen 2 unterbrochen.By tensioning the by the common spring plate 21 against each other centered and supported springs 22 and 19 can be adjusted on the valve stem Forces are exerted which are sufficient to the locking piece 11 from its seat lift off in the valve chamber 10 and get lifted when the from the nozzle 3 back pressure exerted by the pump pressure fluid within a certain range Pressure limit is. if the fluid pressure exceeds this due to the setting of the springs certain pressure limit, the locking piece 11 is closed and the flow of compressed air to the pump is shut off. The coil spring 19 is like this dimensioned that it allows pump pressures up to about 100 atü, so the setting and control of pump pressures in what is known as the lower range and mean pressure and regulation range (the stronger spring 22 transmits thereby forces from the nut 26, without a major compression in this area to experience). The spring 19 can be adjusted as needed so that they at pump pressures of up to 40, 60 or 80 atmospheres (these pressures are also in the nozzle 3 present) keeps the valve open. When the set pressure limit is exceeded the valve is closed and the discharge of compressed air from the nozzle 2 is interrupted.

Die Feder 19, der Federteller 21 und der Ventilstößelansatz 18 sind außerdem so bemessen, daß die Feder 19 beim Erreichen der Grenze des mittleren Druckbereiches, also etwa 100 atü, so weit zusammengedrückt ist, daß die Stirnfläche der Bohrung 20 des Federtellers 21 sich auf der Stirnfläche 31 des Ventilstößels 5 (bzw. des Ansatzes 18) abstützt, so daß sie bei einer weiteren Drucksteigerung durch Verstellung der Mutter 26 nicht mehr weiter zusammengedrückt werden kann. Bei einer weiteren Drucksteigerung wirkt dann also die starke Schraubenfeder 24, die Pumpendrücke im Stutzen 3 bis zu etwa 300 atü aufzunehmen ermöglicht, unmittelbar über den Federteller 21 auf den Ventilstößel 5 ein. Diese Feder 24 kann nunmehr in einem oberen Druck- und Regelbereich (also in einem Bereich, der oberhalb der für die Feder 19 gewählten Druckgrenze von etwa 100 atü liegt) auf den Ventilstößel 5 einwirken und in entsprechender Weise, wie dies vorstehend für die Feder 19 geschildert ist, die Einstellung einer Druckgrenze zwischen etwa 10 und 300 atü ermöglichen, bei deren Erreichen das Ventil die Preßluftzufuhr zu dem Preßluftkolbenmotor der Pumpe unterbricht.The spring 19, the spring plate 21 and the valve tappet attachment 18 are also dimensioned so that the spring 19 when reaching the limit of the middle pressure range, i.e. about 100 atm, is compressed so far that the end face of the bore 20 of the spring plate 21 is on the The end face 31 of the valve tappet 5 (or of the extension 18) is supported so that it can no longer be compressed any further in the event of a further increase in pressure by adjusting the nut 26. In the event of a further increase in pressure, the strong helical spring 24, which enables pump pressures in the connector 3 to be absorbed up to approximately 300 atmospheres, then acts directly on the valve tappet 5 via the spring plate 21. This spring 24 can now act on the valve tappet 5 in an upper pressure and control range (i.e. in a range which is above the pressure limit of approximately 100 atmospheres selected for the spring 19) and in a corresponding manner, as described above for the spring 19 is described, allow the setting of a pressure limit between about 10 and 300 atü, when reached, the valve interrupts the supply of compressed air to the compressed air piston motor of the pump.

Da für den unteren und mittleren Druck- und Regelbereich einerseits und für den oberen Druck-und Regelbereich andererseits zwei verschiedene Federn verwendet werden, die für die ihnen zugewiesenen Bereiche besonders geeignet sind, ergibt sich für den gesamten Druck- und Regelbereich des Ventils zwischen 0 und etwa 300 atü eine Einstellbarkeit von hoher, allen Anforderungen des Betriebes genügender Genauigkeit.As for the lower and middle pressure and control range on the one hand and on the other hand, two different springs for the upper pressure and control range are used that are particularly suitable for the areas assigned to them, results for the entire pressure and control range of the valve between 0 and about 300 atm an adjustability of high, all requirements of the operation sufficient Accuracy.

Stifte 32 am Umfang des flanschartigen Ansatzes 24 der Mutter 26 sind in Nuten 33 des Ventilgehäuses 7 geführt und verhindern, daß die Mutter, wenn sie durch Betätigung der Schraube 25 verschoben wird, sich dabei drehen kann.Pins 32 on the periphery of the flange-like extension 24 of the nut 26 are guided in grooves 33 of the valve housing 7 and prevent the nut when they is moved by actuating the screw 25, can rotate in the process.

Claims

Claim: Valve for automatic control of the compressed air supply to a pneumatic piston motor, which has a piston pump for the delivery of liquids adjustable pressure drives the association the following known features: a) In the valve chamber through which compressed air flows the valve tappet (5) by one arranged opposite the closure piece (11) Piston (8) relieved from the action of air pressure over the same area; b) the valve tappet (5) is on the one hand by springs (19, 22) in the opening direction and on the other hand from the hydraulic fluid supplied by the piston pump via a piston (15) loaded in the closing direction and closed when the liquid load exerted on this piston exceeds the set spring load. Considered publications: German Patent No. 899 887; German Auslegeschrift No. 1085 736; German Utility model No. 1757 405.