DE1600913A1

DE1600913A1 - Ventil

Info

Publication number: DE1600913A1
Application number: DE19671600913
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 1966-02-14
Filing date: 1967-01-31
Publication date: 1970-07-23
Also published as: GB1122316A; FR1474917A

Description

8000 München 23,

Dipl.-l ng. R. H. Bahr

Dlpl.-PhyS. Eduard BetZler Fernsprecher:

Dipl.-Ing. W. Herrmann-Trentepohl ³⁹⁸⁰¹³

^r . ■ Telegrammanschrift:

PATENTANWÄLTE ' Babetzpat München

Telex 05 245 62

1 &0 0913 Bankkonten:

Bayrische Vereinsbank München 952287 Dresdner Bank AQ Herno 202436 ■ Postscheckkonto Dortmund 558 68

Π. JAN. 1963

"«f.: A 18 323 He/Pa

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Zuschrift bitte nach:

München

Societe d^fExploitation des Materiels Hispano-Suiza Bois-Colombes, Frankreich

Ventil

Priorität: Prankreich vom 14. Februar 1966

Die Erfindung betrifft ganz allgemein die Ventile zum Einbau in einen Strömungskreis, welcher eine Quelle eines unter hohem Druck stehenden Strömungsmittels mit einer mit diesem Strömungsmittel zu speisenden Empfangsanlage verbindet. .Derartige Ventile enthalten wenigstens ein Verschlußglied, welches eine Schiießungsstellung, in welcher es im wesentlichen durch die Wirkung eines Schließmechanismus auf seinen Sitz gedruckt gehalten wird, sowie eine Öffnungsstellung einnehmen kann, in welcher das.Verschlußglied \ durch einen Öffnungsmechanismus von seinem Sitz entfernt ^V> wird. Von derartigen Ventilen betifft .die Erfindung insbesondere, wenn auch nicht ausschließlich, solche, bei welchen einer der beiden obigen Mechanismen (Schließmechanismus oder Öffnungsmechanismus) durch einen Servomechanismus gebildet wird#-■ insbesondere einen Servomechanismus

Neue UnteriagOTlflÄ-"PÄes.2rfjrfi^att3deaAndeFungsge3.v.4.e.li - 2 -

mit Elektromagnet.

Die Erfindung bezweckt insbesondere, derartige Ventile so auszubilden, daß sie besser als bisher den verschiedenen Erfordernissen der Praxis entsprechen, und zwar hauptsächlich hinsichtlich ihrer Betriebssicherheit.

Hierfür wird bei derartigen Ventilen mit einem in zwei Kammern unterteilten Ventilkörper, von denen die eine, "stromungsaufwärts liegende kammer" genannt, liiit einer Leitung zur Zufuhr des Hochdruckmittels und die andere, "strömungsabwärtsliegende Kammer" genannt, durch, eine Afcga^sleitung mit der Empfangsanlage verbunden ist, wobei diese beiden Hämmern durch einen Durchlas in Verbindung stehen, v/el eher ddt einem Verschlu2glied zusarunemvirkt, dessen durch den Cffnungsiaechanismus erzeugte öffnung durch eine Translatior.s-"bevvegung entgegen der "Virkung des das Versehlußglied auf seinen Cits drückend en Cchließmeeiianismus erfolgt, oder dessen durch den Cchließmechanismus erzeugte Schließung durch eine Iranslationsbewegung entgegen der Wirkung des das Verschlußglied von seinem Sitz entfern4enden Cffnungsmechanismus erfolgt, erfindungsgemäß in der strömungsaufwarts liegenden Kammer ein hermetischer Balgen zwischen dem Verschlußglied und der Innenwand dieser Kammer vorgesehen, so daß wenigstens ein Teil der Oberflächen.des Verschlußgliedes unter Abgrenzung einer Kammer isoliert wird, wobei in dem Verschlußglied wenigstens eine leitung ausgebildet ist, welche ständig und bei beliebiger ,Stellung des Verschlüßgliedes diese Kammer / mit der strömungsabwärts liegenden Kainner verbindet. _o

Dank dieser Ausbildung können die durch den Schließmechanismus und den üffnungsmechanismus zu erzeugenden Kräfte verhältnismäßig kleine Jerte haben, so daß die Leistungen

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dieser Mechanismen ebenfalls verhältnismäßig klein und diese Keehanismen einen geringen Platzbedarf und ein geringes Gewicht haben können.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeich nung beispielsweise erläutert.

Fig. 1 ist ein Axialschnitt einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ventils.

Iig. 2 zeigt in gleicher Darstellung wie Pig. 1 ein gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ausgebildetes Ventil.

Sig-T-3 Im allgemeinen wird ein derartiges Ventil entweder In der uchließungsstellung oder in der Gffnungsstellung benutzt, wobei es je nach der Art der Empfangsanlage sich entweder normalerweise in der SchlieBuhgsstellung befinden und nur gelegentlich geöffnet werden kann, wenn die Smpfangsanlage nur gelegentlich arbeitet, oder sich normalerweise in der iffnungsst ellung, befinden und nur gelegentlich geschlossen werden kann, wenn die Abstellung der Empfangsanlage nur gelegentlich erfolgt.

Derjenige der beiden mechanismen, d. h. der Öffnungsmechanismus oder der Schließmechanismus, welcher durch einen Servomechanismus mit Elektromagnet gebildet wird, ist dann der luechanismus, welcher nur gelegentlich arbeitet. .

'.Venn daher das Ventil normalerweise geschlossen ist und nur gelegentlich-geöffnet wird, wird der Schließmechanismus durch elastische Rückholeinrichtungen gebildet, während der l'ffnungsiiiechaaismus durch den Servomechanismus mit Elektromagnet gebildet wird.

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In dem entgegengesetzten Pall, d. h. wenn das Ventil normalerweise geöffnet ist und nur gelegentlich, geschlossen wird, wird der Öffnungsmechanismus durch elastische Rück- . holeinrichtungen gebildet, während der Schließmechanismus durch den Servomechanismus mit Elektromagnet gebildet wird.

In beiden Fällen enthält das Ventil, wie in Pig» 1 und 2 dargestellt, einen Ventilkörper 1, welcher in zwei Kammern geteilt ist, nämlich eine mit eirer Leitung 3 zur Zufuhr des Hochdruckmittels verbundene strömungsaufwärts liegende Kammer 2 und eine strömungsabwärtsliegende Lämmer 4, welche mit einer zu einer nicht dargestellten Empfangsanlage führenden Abgangsleitung 5 verbunden ist. ■

Diese strömungsaufwärts und strömungsabwärts liegenden beiden Kammern 2 bzw. 4 stehen durch einen Durchlaß 6 miteinander in Verbindung, welcher durch ein Verschlußglied 7 geschlossen •werden kann.

Tig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform der Erfindung, bei welcher ei das Ventil normalerweise geschlossen ist und nur gelegentlich geöffnet wird.

Bei dieser Ausführung erfolgt die Cffnung des Verschlußgliedes 7, welcnes sich in der SchlieSungsstellung in der strömuiigsaufy/ärts liegenden Kammer 2 befindet, durch den hauptsächlich einen Elektromagneten 3 enthaltenden Cffnungsmechanisir.us, ,vocei die Cffnung zweckmäßig durch eine Translatio2:sfcewe£Uiig des VerschluSgliedes 7 in Richtung der strömui:gsaufwä.rts liegenden Kammer 2 entgegen der "wirkung des im wesentliciieri eine Schraubenfeder 9 enthaltenden !,ehließisiiiua erfolgt.

Diese Cchraubexifeder 9 ist so ausgebildet, daß sie das 7er-

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schlußglied 7 auf seinen Sitz 10 drückt, welcher zweckmäßig einen ringförmigen Teil 11 aus Kunststoff aufweist, z. B. einem Elastomer, und der Seite der strömungsaufwärtsliegenden Kammer 2 zugewandt ist.

Erfindungsgemäß ist nun in der strömungsaufwärts liegenden Kammer 2 ein hermetischer Balgen 12 zwischen dem Verschlußglied 7 und der Innenwand dieser Kammer so vorgesehen, daß er wenigstens einen Teil der Oberflächen des Verschlußgliedes 7 unter Abgrenzung einer Kammer 13 isoliert„

In .dem Verschlußglied 7 ist eine Leitung 21 ausgebildet, welche dauernd und bei beliebiger Stellung deB Verschlußgliedes 7 die Kammer 13 mit der strömungsabwärts liegenden Kammer 4 verbindet.

Die von der den Schließmechanismus bildenden Schraubenfeder 9 zu entwickelnde Kraft kann dann offenbar verhältnismäßig klein sein, so daß die von dem den Öffnungsmechanismus bildenden Elektromagneten 8 zu liefernde Leistung ebenfalls verhältnismäßig klein sein und dieser Elektromagnet einen geringen Platzbedarf und ein geringes Gewicht haben kann.

Hierfür kann zweckmäßig, wie in Pig. 1 dargestellt, das Verschlußglied 7 durch einen Umdrehungskörper gebildet werden, so daß es einen mittleren Abschnitt 14 zum Zusammenwirken mit dem von dem Sitz 10 getragenen ringförmigen, aus einem Elastomer bestehenden Teil 11 und eine nach strömungsaufwärts gerichtete, in die strömungsaufwärts liegende Kammer 2 reichende Verlängerung 15 aufweist.

Der Balgen 12 wird nun zweckmäßig so angeordnet, daß er sich zwischen einer in der Nähe des Endes der strömun^- aufwärts gerichteten Verlängerung 15 ausgebildeten Schulter15a

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und der Innenwand der strb'mungsäufwärts liegenden Kammer 2 befindet, wobei dieser Salgen 12 vorzugsweise zylindrisch, und zu dem Verschlußglied 7 gleichachsig ist.

Der Balgen 12 erhält vorzugsweise einen mittleren Durchmesser D , welcher wenigstens angenähert gleich dem Durchmesser D des mittleren Abschnittes 14 des Verschlußgliedes 7 an der Stelle ist, an welcher dieser mittlere Abschnitt 14 mit dem von dem 3itz 10 getragenen ringförmigen Teil 11 zusammenwirkt.

Unter diesen Bedingungen ist, wenn sich das Verschlußglied 7 in der Gchließungsstellung befindet, die Resultierende der von dem Hochdruck herrührenden Kräfte, welche auf die durch das Verschlußglied 7 und den Balgen 12 gebildete Anordnung v/irkt, angenähert Hull.

Das Verschlußglied 7 wird dann auf seinen Gitz 10 nur durch eine Kraft gedruckt, /-/eiche von. der Virkung der CchrauLenfeder 9 und der /Viricung des in der strömungsabwärts liegenden Kammer 4 herrschenden Drucks auf den Abschnitt des 7er— Schlußgliedes 7, welcher sich in der Hammer 13 innerhalb des Balgens 12 befindet, herrührt, r/obei diese Kraft nur auszureichen braucht, um eine richtige Abdichtung des Ventils zu gewährleisten.

Unter diesen Bedingfungen ist, wenn sich das Verschlußglied 7 in der Schließungsstellung "befindet, der in der Kammer herrschende Druck der in der nicht mit Hochdruck gespeisten Empfangsanlage herrschende Druck, welcher natürlich kleiner als der Hochdruck ist und im allgemeinen in der liähe des Atmosphärendrucks liegt.

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■Venn sich das Verschlußglied 7 in der Öffnungsstellung befindet, ist der in der Kammer 13 herrschende Druck der Druck, welcher in der mit Hochdruck gespeisten Empfangsanlage herrscht, so daß er gleich dem Hochdruck'ist.

Venn sich :las VerschluSglied 7 in der Öffnungsstellung befindet, ist also die Resultierende der Kräfte, welche von dem auf die durch das /erschlußglied 7, den Ealgen 12, die ■Leitung 21 und die Kammer 13 gebildete bewegliche Anordnung wirkenden Kochdruck herrühren, angenähert IT

verschlußglied 7 wird dann von seinem Sitz 1C durch den Elektromagneten 8 entfernt gehalten, welcher nur der .(irkung der schraubenfeder 9 entgegenwirkt, da ja der gleiche Hochdruck um die ganze bewegliche Anordnung herum herrscht.

Es ist also ία bemerken, daß die alleinige Kraft, welche der Elektromagnet 8 überwinden muß, um die Öffnung des VerschluSgliedes 7 zu bewirken und dieses offen zu halten, die Kraft der Schraubenfeder 3 ist, welche im wesentlichen von den Dichtigkeitsbedingungen zwischen dem Verschl'ußglied und seinem 3ii<; 1G abhängt. -

Der Elektromagnet 8 ist vorzugsweise gleichachsig zu den* Verschluiglied 7 angeordnet, wobei eine Dichtung, z. B. ein Dichtungsring 22 ₉ zwischen dem Elektromagnet 5 und dem Ventilkcr^er 1 vorgesehen ist.

ι ig. 2 zeiget die Ausführungsf orin eines Ventils, welches normalerweise offen und nor gelegentlicL geschlossen ist. 3ei diesem Veutil erfolgt die Schließung des Verschlußgliedes 7, welches sich in der öffnungsstellung in der strömungsabwärts liegender, liainer 4 befindet, durch den im vvesentlichen einen Elektromagneten 5S umfassenden ochließmechanismus, und z.var

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zweckmäßig· durch, eine Tran slat ion sbewegung des Verschlussgliedes 7 in Richtung *auf die strömungsaufwärts liegende Kammer 2 entgegen der Wirkung des im wesentlichen eine Schraubenfeder 59 enthaltenden Öffnungsmechanismus.

Eine derartige Schraubenfeder 59 ist dann so ausgebildet, daß sie das Verschlußglied 7 von seinem Citz 60 entfernt hält, welcher zweckmäßig einen ringförmigen Teil 61 aus Kunststoff, z. 5. einem Elastomer, aufweist und der strömungsabwLLrtc liegenden Hammer 4 züge, van dt ist.

du-i£,E£eiiiüii ist nun in der strömungsaufwärts liegenden rammer 2 ein hermetischer Balgen 62 zv.ieohen 3.&k Yerschlußglied 7 ui:d der Innenwand dieser Fainruer so'vorgesehen, daß wenigstens ei;a Teil der Oberflächen de£ 7 er Schlußgliedes 7 unter Abgrenzung einer Zaiamer Sj isoliert wird, wobei in dem VerioJilußgliecL 7 eine Leitung 71 ausgebildet ist, welcheütäiidiö lud l:ei beliebiger !'teilung des Verschlußglied'es 7 die I.arjr.er. C3 ^it der ströEiui'ig-E&.b/vU.rts liegenden Hammer 4 verbleiet.

Lie larch lie len c!ffnungsEaechanicir.uc bildende fJchraubenfeier 53 za liefernde Kraft kann dann offenbar verhältnismäßig klein ceiii, so daß die von dem den Schließmechanismus bil3enden Elektromagneten 58 zu liefernde Leistung ebenfalls veriiälxxiisinäßig klein sein Kann und dieser Elektromagnet einen geringen Platzbedarf und ein geringes Gewicht haben kann.

Hierfür kann zweckmäßig, wie in Fig. 2 dargestellt, das Verschlu£glied 7 lurch einen ümdrehuii^oi.örper gebildet werden, so da£ es a8j.ru ei-ien mittleren Absclinitt 64 zum Zusammenwirken mit dem ν Gr., dem 3itz 6C getragenen ringförmigen Teil 61 aus einem ülastoiner und eine strcii^urigcaufr/ärts liegende, in

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die strömungsaufwärts liegende Kammer 2 reichende Verlängerung 65 aufweist.

Der Balgen 62 wird dann zweckmäßig zwischen einer in der Nähe des Endes der strömungsaufwärts liegenden Verlängerung 65 ausgebildeten Schulter 65a und der Innenwand der strömungsaufwärtsliegenden Kammer 2 angeordnet, wobei der Balgen 62 vorzugsweise zylindrisch und zu dem Verschlußglied 7 gleichachsig ist.

Der Balgen 62 erhält vorzugsweise einen mittleren Druehmesser S , welcher wenigstens angenähert gleich dem Durchmesser S_Q des mittleren Abschnitts 64 des Verschlußgliedes 7 an der Stelle ist, an welcher dieser mittlere Abschnitt mit dem von dem Sitz 60 getragenen ringförmigen Teil 61 zusammenwirkt.

Unter diesen Bedingungen ist offenbar, wenn sich das Verschlußglied 7 in der Schließungsstellung befindet, die Resultierende der Kräfte, welche von dem auf die durch das Verschlußglied 7 und den Balgen 62 gebildete Anordnung wirkenden Hochdruck herrühren, angenähert Null.

Das Verschlußglied 7 wird dann auf seinen Sitz 60 nur durch eine von der "Wirkung des Elektromagneten 53 herrührende Kraft gedrückt, welche nur auszureichen braucht, um eine richtige Abdichtung des Ventils zu gewährleisten.

Unter'diesen Bedingungen ist, wenn sich das Verschlußglied 7 in der Schließungsstellung befindet, der in der Kammer 63 herrschende Druck der Druck, welcher in der nicht mit Hochdruck gespeisten Empfangsanlage herrscht, welcher natürlich !deiner als der Hochdruck ist und im allgemeinen in der Nähe des Atmosphärendrueks liegt.

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V/enn sich das Verschlußglied 7 in der üffnungs st ellung befindet, ist der in der Kainer 63 herrschende Druck der Druck, welcher in der mit dem Hochdruck gespeisten Smpfangsanlage herrscht und somit gleich dem Hochdruck ist.

sVenn sich das Verschlußglied 7 in der C-ffnungsstellung befindet, ist daher die Resultierende der liräfte, welche von dem auf die durch das Verschlußglied 7, den Balgen 62, die Leitung 71 und die Kammer 63 gebildete bewegliche Anordnung wirkenden Hochdruck herrühren, angenähert gleich Hull.

Das /erschlußglied 7 wird dann von seinem .'itz 60 durch die Schraubenfeder 59 entfernt gehalten.

3s ist daher zu bemerken, daß die alleinige kraft, welche von den: Elektromagneten 58 überwunden werden muß, um das Verschlußglied 7 zu schließen, und geschlossen zu halten, die Kraft der Schraubenfeder 59 ist, so daß die Kraft des Elektromagneten 58 im weseintlichen von den Dichtungsbedingungen zwischen dem VerschluSglied 7 und seinem .jitz 60 abhängt.

Der Elektromagnet 58 ist vorzugsweise gleichachsig zu dem Verschlußglied 7 angeordnet, wobei eine Dichtung, z. B. ein Dichtungsring 72, zwischen dem Elektromagneten 58 und dem Ventilkörper 1 vorgesehen ist.

Das erfindungsgemäße Ventil besitzt im wesentlichen folgende, Vorteile:

- der Betätigungsmechanismus hat nur eine geringe Leistung, welche nur von der Kraft der das Verschlußglied auf seinem Citz haltenden elastischen Rückholeinrichtungen abhängt;

- der Betätigungsmechanismus hat einen geringen Platzbedarf und ein geringes Gewicht;

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- die Abdichtung ist einwandfrei;

- die Betriebssicherheit ist sehr groß, da kein beweglicher Teil in einer Dichtung geführt wird;

- infolge des 1ehlens einer Reibung zwischen dem Verschlußglied und dein Ventilkörper ist die Ansprechzeit sehr kurz»

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche :

1. Sowohl in Schließ- als auch in Cffnungsstellung ansprechendes Ventil mit einem zwei Kammern aufweisenden Ventilkörper, von denen die eine stromaufwärts gelegen und mit einer Zuführungsleitung für das Hochdruckmittel verbunden, und die andere stromabwärts gelegen und über eine Abgangsleitung mit einer Empfangsanlage verbunden ist, wobei beide Kammern durch einen mittels eines Verschlußgliedes verschließbaren Durchlaß miteinander in Verbindung stehen, wobei dieses Verschlußglied entweder unter der 7/irkung elastischer Rückstellmittel eine - geschlossene oder geöffnete — Normalstellung einnehmen kann, oder sich unter der Wirkung eines Servomechanismus in einer - offenen oder geschlossenen· Zufallsstellung befinden kann, dadurch gekennzeichnet , daß ein hermetischer Balgen (12, £>?.) ix der tt.romaufwärts liegenden Kammer (2) zwischen dem Verschlußglied (7) und der Innenwand der stromaufwärts liegenden Kammer (2) so angeordnet ist, daß er wenigstens einen Teil der Oberflächen des Verschlußgliedes (7) unter Abgrenzung einer Kammer (13, 63) isoliert, und daß in dem Verschlußglied (7) eine Leitung (21, 71) ausgebildet ist, welche die Kammer (13t 63) bei beliebiger Stellung des Verschlußgliedes (7) mit der stromabwärts liegenden Kammer (4) verbindet.

2. Ventil nach Anspruch 1, welches normalerweise geschlossen und gelegentlich geöffnet ist, dadurch gekennzeichnet , daß das Verschlußglied (7) einen mittleren Abschnitt (14) aufweist, welcher sich in der strcrr.ungsqaufwärts liegenden Kammer (2) befindet und, wenn das Ventil geschlossen ist, mit einem der strömungsaufwärts liegenden Kammer (2) zugewandten

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Neue Unterlagen (Art. 7 % 1 Abs. 2 Nr. l "Satt 3 des Ändcrungsfle* v. 4,9. WU _gm

- 13 ringförmigen Teil (11) zusammenwirkt.

3. Ventil nach. Anspruch 1, welches normalerweise offen und gelegentlich, geschlossen ist, dadurch g e k e η η ze i c h η e t , daß das VerschluSglied (7) einen mittleren Abschnitt (64) aufweist, welcher sich in der strömungsabwärts liegenden Kammer (4) befindet und, wenn das Ventil geschlossen ist, mit einem der strömungsabwärts liegenden Kammer (4) zugewandten ringförmigen Teil (61) zusammenwirkt.

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