DE1898707U - SHUT-OFF AND REGULATING VALVE, IN PARTICULAR FOR GAS CYLINDERS. - Google Patents
SHUT-OFF AND REGULATING VALVE, IN PARTICULAR FOR GAS CYLINDERS.Info
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Description
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Dr. Cito LoesenbeckDr. Cito Loesenbeck
Dipl.-hg. Stracke
48 Bleioxid, Herforder Straße 17Dipl.-hg. Stracke
48 lead oxide, Herford Strasse 17
A/'S Teknova, Nivaa, DänemarkA / 'S Teknova, Nivaa, Denmark
Absperr- und Regelventil, insbesondere für GasflaschenShut-off and regulating valve, in particular for gas bottles
Die Erfindung betrifft ein Absperr- und Regelventil, insbesondere für Gasflaschen, mit einem in einem Ventilgehäuse angeordneten Ventilkörper, dessen Vorderseite in Schliessstellung des Ventils in dichtende Anlage gegen einen ringförmigen Ventilsitz gehalten wird mittels einer Verschliessfeder sowie Mediumdrucks auf die Rückseite des Ventilkörpers, der ausserdem in Offnungsrichtung vom Mediumdruck auf einen den Ventilsitz umgebenden Teil der Vorderseite belastet ist, und der in seiner Offenstellung vom jeweiligen Auslassdruck des Ventils mittels eines von diesem Auslassdruck belasteten Steuerstifts gesteuert ist.The invention relates to a shut-off and control valve, in particular for gas bottles, with one in a valve housing arranged valve body, the front of which in the closed position of the valve in sealing contact against an annular valve seat is held by means of a closing spring and medium pressure on the back of the Valve body, which is also in the opening direction of the medium pressure on a part of the valve seat surrounding the Front side is loaded, and in its open position by the respective outlet pressure of the valve by means of one of this outlet pressure loaded control pin is controlled.
Es sind solche Ventile bekannt, bei welchen der Steuerstift auf die Vorderseite des Ventilkörpers tritt und in einer Membran festsitzt, die vom Lieferdruck belastet ist, also dem Auslassdruck vom Ventil, und auf die in entgegengesetzter Richtung eine oder mehrere Druckfedern einwirken, die das Ventil in Offnungsrichtung belasten. Wenn das Ventil geschlossen werden soll, wird der Steuerstift gegen die Federbelastung zurückgezogen, undSuch valves are known in which the control pin enters the front of the valve body and is stuck in a membrane that is loaded by the delivery pressure, i.e. the outlet pressure from the valve, and on the one or more compression springs act in the opposite direction, which load the valve in the opening direction. When the valve is to be closed, the control pin is withdrawn against the spring load, and
die unmittelbar auf die Rückseite des Ventilkörpers wirkende Verschliessfeder wird dann zusammen mit dem Mediumdruck auf dieser Rückseite den Ventilkörper gegen den Ventilsitz halten. Die genannte Membran mit zugehöriger Belastungsfeder ist gewöhnlicherweise in einem getrennten Reglergehäuse angeordnet, das ausserdem ein Reduktionsventil aufweisen kann, und das vom Ventilgehäuse leicht lösbar ist.the closing spring, which acts directly on the back of the valve body, is then combined with the medium pressure hold the valve body against the valve seat on this rear side. The said membrane with the associated loading spring is usually arranged in a separate regulator housing, which also has a reduction valve may have, and which is easily detachable from the valve housing.
In diesen bekannten Gasflaschenventilen ist die Rückseite des Ventilkörpers stets dem vollen Mediumdruck in der Gasflasche ausgesetzt, was bedeutet, dass die in der Offnungsrichtung wirkende Federbelastung auf die Membran kräftig sein muss, und dass die Membran einen verhältnismässig grossen Durchmesser haben muss. Hierdurch muss das Reglergehäuse notwendigerweise entsprechend grosse Ausmasse erhalten, weshalb der Herstellungspreis verhältnismassig hoch wird. Ausserdem wird die mittels der Membran erzeugte Regelfunktion verhältnismässig grob werden, weshalb Bedarf für ein weiteres Regelventil, z.B. in Verbindung mit dem Reduktionsventil, vorhanden sein kann.In these known gas cylinder valves, the back of the valve body is always at full medium pressure suspended in the gas cylinder, which means that the spring load acting in the opening direction on the membrane must be strong, and that the membrane has a proportionate must have a large diameter. This must the controller housing necessarily receive correspondingly large dimensions, which is why the production price is relatively high gets high. In addition, the control function generated by means of the membrane will be relatively coarse, which is why There may be a need for a further control valve, e.g. in connection with the reduction valve.
Man könnte sich denken, die oben erwähnten Nachteile durch Verwendung entsprechend kleiner Absperr- und Regelventile zu vermeiden, da hierdurch eine entsprechende Herabsetzung des auf die Rückseite des Ventilkörpers wirkenden Gesamtmediumdrucks erreicht würde, der von der durch den Steuerstift ausgeübten Belastung überwunden werden soll. Andere Erwägungen sprechen jedoch gegen die Verwendung eines kleinen Ventils, wobei ganz besonders zu berücksichtigen ist, dass die Durchströmungskapazität gross genug seinOne might guess the disadvantages mentioned above to be avoided by using correspondingly small shut-off and control valves, as this results in a corresponding reduction of the total medium pressure acting on the back of the valve body would be achieved, that of the through the Control pin exerted load should be overcome. However, other considerations speak against its use of a small valve, whereby it is particularly important to ensure that the flow capacity is large enough
muss. In dieser Hinsicht ist es nicht immer ausreichend, nur auf die gewünschte maximale Liefermenge pro Zeiteinheit Rücksicht zu nehmen, da es bei Vorratsbehältern, z.B. Gasflaschen, von ausserordentlich grosser ökonomischer Bedeutung sein kann, dass der Vorratsbehälter schnell durch das dann als ein Kontraventil wirkendes Ventil gefüllt werden kann.got to. In this regard, it is not always sufficient to just use the desired maximum delivery quantity per unit of time To be taken into account, since storage containers, e.g. gas bottles, are of extremely great economic importance can be that the storage container is filled quickly through the valve, which then acts as a countervalve can be.
In Praxis muss also von der Möglichkeit abgesehen werden, den Ventilkörper so klein auszubilden, dass die vom Mediumdruck auf die Rückseite des Ventilkörpers herrührende Schliesskraft klein genug gehalten wird, und es muss bei der Ausbildung der Regeleinrichtung, besonders der Membran und deren Federbelastung, mit einer Schliesskraft gerechnet werden, die nicht nur von erheblicher Grosse ist, sondern auch in erheblichem Umfang abhängig vom Mediumdruck auf die Einlasg^site des Ventils variiert, wienn es sich besonders um ein Gasflaschenventil handelt, hängt die Schliesskraft somit von Inhalt und Temperatur der Flasche ab.In practice, the possibility of making the valve body so small that the the closing force resulting from the medium pressure on the back of the valve body is kept small enough, and it must with a closing force when designing the control device, especially the membrane and its spring loading be expected, which is not only of considerable size, but also to a considerable extent dependent on the medium pressure it varies on the inlet site of the valve If it is a gas cylinder valve in particular, the closing force depends on the contents and temperature of the cylinder away.
Die Erfindung bezweckt, ein insbesondere für Gasflaschen bestimmtes Absperr- und Regelventil zu schaffen, bei welchem die oben erwähnten Nachteile der bekannten Ventile gleicher Art beseitigt sind. D.as Ventil soll mit anderen Worten so beschaffen sein, dass es nicht nur eine ausreichend grosse Durchströmungskapazität hat, sondern gleichzeitig nur verhältnismässig kleine Kraftbeeinflussungen zum Offnen und Regeln benötigt.The aim of the invention is to create a shut-off and control valve especially intended for gas cylinders, in which the above-mentioned disadvantages of the known valves of the same type are eliminated. D. The valve should communicate with others Words be such that it not only has a sufficiently large flow capacity, but at the same time only relatively small force influences are required for opening and regulating.
Mit Rücksicht hierauf ist das erfindungsgemässe Ventil dadurch gekennzeichnet, dass sich der Steuerstift durchWith this in mind, the valve according to the invention is characterized in that the control pin is through
eine Bohrung im Ventilkörper erstreckt und ein auf dessen Rückseite angeordnetes Hilfsventil belastet, das mit einem die Bohrung umgebenden Ventilsitz zusammenwirkt und gegen diesen mittels der Verschliessfeder belastet ist sowie in einer Druckentlastungskammer gelegen ist, die vom Ventilkörper und einer im Ventilgehäuse festsitzenden Führung für diesen begrenzt ist und durch mindestens eine Drosselpassage mit der Einlasr_site des Ventils verbunden ist.extends a bore in the valve body and loads a arranged on the rear side of the auxiliary valve with a the valve seat surrounding the bore cooperates and is loaded against it by means of the closing spring and is located in a pressure relief chamber, which is held by the valve body and a guide in the valve housing for this is limited and by at least one throttle passage is connected to the inlet site of the valve.
Es sind im voraus Absperrventile mit einer solchen Druckentlastungskammer bekannt, die bewirkt, dass der Ventilkörper, obgleich er in Schliessstellung des Ventils vom vollen, sich durch die Drosselpassage zur Druckentlastungskammer ausbreitenden Mediumdruck gegen den Ventilsitz belastet ist, nach Offnen des verhältnismässig kleinen Hilfsventils nur von einem wesentlich herabgesetzten Mediumdruck belastet sein wird, weshalb nur eine entsprechend geringe Kraftbeeinflussung zur Bewegung des Ventilkörpers in Offnungsrichtung erforderlich ist. Diese Wirkung ist beim erfindungsgemässen Ventil mit einer Regelfunktion kombiniert, die durch das Hilfsventil ausgeübt wird und deshalb nur geringe äussere Kraftbeeinflussung erfordert, die mittels des Steuerstifts auf das Hilfsventil übertragen wird. , Das vom Auslassdruck geregelte Steuerorgan des Steuerstifts, z.B. eine Membran, soll also nur kleine Einstellkräfte ausüben können und kann deshalb entsprechend klein bemessen sein, so dass das Gesamtventilaggregat eine sehr zusammengedrängte Konstruktion erhalten kann.There are shut-off valves with such a pressure relief chamber known in advance, which causes the valve body, although he is in the closed position of the valve from the full, through the throttle passage to the pressure relief chamber spreading medium pressure is loaded against the valve seat, after opening the relatively small Auxiliary valve only from a significantly reduced medium pressure will be loaded, which is why only a correspondingly small force influence to move the valve body in the opening direction is required. This effect is in the valve according to the invention with a control function combined, which is exerted by the auxiliary valve and therefore only requires little external force influence, which is transferred to the auxiliary valve by means of the control pin. , The control element of the regulated by the outlet pressure Control pin, e.g. a membrane, should only be able to exert small adjustment forces and can therefore accordingly be small, so that the entire valve assembly can get a very compact construction.
Die Regelfunktion beruht darauf, dass das Hilfsventil in seiner Offenstellung stets in der SchliessrichtungThe control function is based on the fact that the auxiliary valve in its open position is always in the closing direction
von der Verschliessfeder und dem in der Druckentlastungskammer herrschenden herabgesetzten Mediumdruck belastet ist und in der Offnungsrichtung von der durch den Steuerstift übertragenen Offnungskraft, die vom jeweiligen Auslassdruck des Ventils bestimmt ist. Wird angenommen, dass dieser Auslassdruck aufgrund von Variationen im Verbrauch oder infolge Druckschwingungen an der Einlass_gite des Ventils, also beispielsweise in einer Gasflasche, die Grosse übersteigt, für welche das Ventil justiert ist, wird der Druck des Steuerstifts auf das Hilfsventil entsprechend kleiner werden, und dieses Ventil wird sich deshalb seinem Sitz nähern und mehr oder weniger die Auslassbohrung der Druckentlastungskammer schliessen. Hierdurch wird der herabgesetzte Druck in dieser Kammer wachsen, wodurch der Hauptventilkörper gegen seinen Sitz bewegt wird und die Lieferung begrenzt, bis der Auslassdruck wieder die gewünschte Grosse aufweist. In entsprechender Weise wird eine Herabsetzung des Auslassdrucks einen Druckfall in der Druckentlastungskammer bewirken, so dass der Hauptventilkörper in diesem Fall von seinem Sitz weg bewegt wird und erhöhte Lieferung erlaubt, bis der gewünschte Auslassdruck wieder erreicht ist.loaded by the closing spring and the reduced medium pressure prevailing in the pressure relief chamber and in the opening direction of that through the control pin transferred opening force, which is determined by the respective outlet pressure of the valve is determined. Assume that this outlet pressure is due to variations in consumption or as a result of pressure fluctuations at the inlet_gite of the Valve, for example in a gas cylinder, exceeds the size for which the valve is adjusted the pressure of the control pin on the auxiliary valve will be correspondingly smaller, and this valve will therefore become his Move closer to the seat and more or less close the outlet hole of the pressure relief chamber. This becomes the degraded Pressure in this chamber grow, causing the main valve body to move against its seat and the delivery limited until the outlet pressure has the desired size again. There is a corresponding reduction of the outlet pressure cause a pressure drop in the pressure relief chamber, so that the main valve body in this case is moved away from its seat and allowed increased delivery until the desired outlet pressure is restored is reached.
Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus nachfolgender Beschreibung einer Ausfuhrungsform unter Hinweis auf die Zeichnung hervor, auf welcherFurther details of the invention can be found below Description of an embodiment with reference on the drawing to show which one
Fig. 1 einen teilweise schematischen Längsschnitt durch ein erfindungsgemässes Ventil zeigt, undFig. 1 shows a partially schematic longitudinal section through a valve according to the invention, and
Fig. 2 einen Teil des in Fig. 1 gezeigten Ventils in vergrössertem Massstab.FIG. 2 shows a part of the valve shown in FIG. 1 on an enlarged scale.
Das gezeigte Ventil hat ein Ventilgehäuse 1 mit einem mit Gewinde versehenen Stutzen 2, der zum festen Einschrauben in den Hals einer nicht gezeigten Gasflasche bestimmt ist. Am oberen Ende des Ventilgehäuses 1 kann ein Reglergehäuse 3 angeordnet werden, das nur rein schematisch in Fig. 1 angedeutet ist.The valve shown has a valve housing 1 with a threaded connector 2, which is screwed in firmly is intended in the neck of a gas cylinder, not shown. At the upper end of the valve housing 1, a regulator housing 3, which is only indicated purely schematically in FIG.
Im Ventilgehäuse 1 ist eine Ventilkammer 4 ausgebildet, die sich nach oben zu einem im Gehäuse 1 ausgebildeten Ventilsitz 5 erstreckt, siehe Fig. 2. Dieser Ventilsitz wirkt mit einem kolbenförmigen Ventilkörper 6 zusammen, der in seiner nach oben wendenden Vorderseite eine eingelassene Dichtung 7 aufweist, und dessen Rückseite mit einem Mantel Ö zusamms.ihängt, der teleskopartig eine Ventilführung 9 umschliesst. Diese Führung sitzt fest im Ventilgehäuse 1 und ist in der gezeigten Ausführungsform mittels eines mit Gewinde versehenen Fusses 10 in ein Gewinde 11 im unteren Ende der Ventilkammei' 4 eingeschraubt. Durch eine Anzahl von Löchern 12 im Fuss 10 hat das Druckmedium, im vorliegenden Fall also das Gas, freie Passage nach oben in die Ventilkammer 4·A valve chamber 4 is formed in the valve housing 1 and extends upward to one formed in the housing 1 Valve seat 5 extends, see Fig. 2. This valve seat cooperates with a piston-shaped valve body 6, the has a recessed seal 7 in its upwardly facing front side, and its rear side with a jacket Ö is linked together, telescopically a valve guide 9 encloses. This guide sits firmly in the valve housing 1 and is in the embodiment shown by means of a Threaded foot 10 is screwed into a thread 11 in the lower end of the valve chamber 4. By a number from holes 12 in the foot 10, the pressure medium, in the present case the gas, has a free passage upwards into the valve chamber 4 ·
Die Führung 9 hat die Form eines Pfropfens, der mit einem gewissen Spielraum in den Mantel 9 hineinpasst, und der an seiner Aussenseite mit Dichtungsrillen 13 ausgebildet ist. über den grössten Teil der Länge enthält die Führung 9 eine zentrale Bohrung 14, die nach oben offen ist und an ihrem oberen Ende einen Hilfsventilkörper 15 enthält, der in Aufwärtsrichtung von einer in der Bohrung 14 angeordneten Verschliessfeder 16 belastet ist und durch eine Dichtung 17 mit einem Ventilsitz 1Ö zusammenwirkt, derThe guide 9 has the shape of a plug which fits into the jacket 9 with a certain amount of clearance, and which is formed with sealing grooves 13 on its outside. over most of the length contains the guide 9 a central bore 14 which is open at the top and contains an auxiliary valve body 15 at its upper end, which is loaded in the upward direction by a closing spring 16 arranged in the bore 14 and through a seal 17 cooperates with a valve seat 1Ö, the
in der Unterseite des Hauptventilkörpers 6 ausgebildet ist. Der Hilfsventilkörper 15 enthält einen Steuerstift 19, der sich frei durch eine Bohrung 20 im Hauptventilkörper 6 erstreckt und mit seinem oberen Ende mit einer Stange 21 zusammenwirken kann, die fest in einer Membran 22 sitzt,die an ihrer Oberseite von einer Druckfeder 23 belastet ist.is formed in the underside of the main valve body 6. The auxiliary valve body 15 includes a control pin 19, which extends freely through a bore 20 in the main valve body 6 and with its upper end with a Rod 21 can interact, which is firmly seated in a membrane 22 which is supported on its upper side by a compression spring 23 is burdened.
Die erklärte Ventilkonstruktion wirkt auf folgende Weise.The valve construction explained works in the following way.
In der Schliessstellung ist die Stange 21 gegen die Wirkung der Feder 23 vom Stift 19 abgehoben, und sowohl das Hauptventil als auch das Hilfsventil werden geschlossen gehalten, teils von der Verschliessfeder 16, teils vom Druckmedium auf die Einlass—eite des Ventils, da dieses Druckmedium durch den Stutzen 2 und die Löcher 12 freien Zutritt zur Ventilkammer 4 hat und von dieser durch den als eine Drosselpassage wirkenden Spalt zwischen dem Mantel β und der Führung 9 in die Kammer 24 unter dem Hauptventilkörper 6 dringen kann» Von dieser Kammer kann sich das Druckmedium weiter zur Bohrung 14 unter dem Hilfsventilkörper 15 verpflanzen. Sowohl die Rückseite des Hauptventilkörpers 6 als auch die Rückseite des Hilfsventilkörpers werden also in der Schliessrichtung vom Mediumdruck auf die Einlass_eite des Ventils belastet sein, und in derselben Richtung wirkt der Mediumdruck auf die freie, untere Endfläche 25 des Mantels Ö. In entgegengesetzter Richtung wirkt der Mediumdruck auf den den Ventilsitz 5 umgebenden Teil 26 der Vorderseite des Hauptventilkörpers 6. Das Areal dieses ringförmigen Teils 26 ist in der gezeigten Ausfüh-In the closed position the rod is lifted 21 against the action of the spring 23 by the pin 19, and both the main valve and the auxiliary valve are kept closed, part of the Verschliessfeder 16, partly by the pressure medium to the inlet - eite of the valve, since this pressure medium through the nozzle 2 and the holes 12 has free access to the valve chamber 4 and from there through the gap acting as a throttle passage between the jacket β and the guide 9 into the chamber 24 under the main valve body 6 transplant further to the hole 14 under the auxiliary valve body 15. Both the back of the main valve body 6 and the back of the auxiliary valve body will therefore be loaded in the closing direction by the medium pressure on the inlet side of the valve, and the medium pressure acts in the same direction on the free, lower end surface 25 of the casing Ö. In the opposite direction, the medium pressure acts on the part 26 of the front side of the main valve body 6 that surrounds the valve seat 5. The area of this annular part 26 is in the embodiment shown.
rungsform etwas grosser als das Areal der Endfläche 25 des Mantels B. approximately larger than the area of the end face 25 of the jacket B.
Wenn die Stange 21 durch Handbetätigung freigegeben wird, wird die Feder 23 die Membran 22 und damit die Stange 21 nach unten zwingen, so dass diese gegen den im Hilfsventilkörper 15 sitzenden Stift 19 in Anlage gerät. Dadurch wird die Schliesskraft auf diesen Ventilkörper überwunden, so dass von der Kammer 24 durch die Bohrung 20 freies Ausströmen zum Auslasskanal 27 des Ventils entsteht. Hieraus folgt, dass der Mediumdruck, der in der Schliessstellung die Rüakseiten der beiden Ventilkörper 6 und 15 beeinflusste, wesentlich herabgesetzt wird, wonach der abwärts gerichtete Mediumdruck auf den Ringteil 26 im Verhältnis zum aufwärts gerichteten Mediumdruck vorherrschend wird, so dass das Hauptventil 6 geöffnet wird. Dies setzt jedQch voraus, dass die jeweilige Liefermenge die Gasmenge übersteigt, die durch den Spalt zwischen dem Mantel Ö und der Führung 9 in die Kaiumer 24 eindringen kann, von wo das Gas Ablauf durch die Bohrung 20 und den Kanal 27 hat.When the rod 21 is released by manual operation, the spring 23 becomes the diaphragm 22 and thus the rod 21 force down so that it is against the in the auxiliary valve body 15 seated pin 19 comes into contact. This overcomes the closing force on this valve body, so that there is free flow from the chamber 24 through the bore 20 to the outlet channel 27 of the valve. From this it follows that the medium pressure, which in the closed position influenced the return sides of the two valve bodies 6 and 15, is significantly reduced, after which the downward medium pressure on the ring portion 26 in proportion becomes predominant towards the upward medium pressure, so that the main valve 6 is opened. However, this implies assume that the respective delivery amount exceeds the amount of gas that passes through the gap between the jacket and Ö the guide 9 can enter the Kaiumer 24, from where the Gas drain through the bore 20 and the channel 27 has.
Die Erfindung ist nicht auf die auf der Zeichnung gezeigte Ausführungsform begrenzt, indem zahlreiche Änderungen denkbar sind. Beispielsweise brauchen der Ventilkörper 6 und die Führung 9 nicht teleskopartig zusammenzuwirken, indem die beiden Elemente durch einen Balg miteinander verbunden gedacht werden können. Der begrenzte Zutritt des Druckmediums zur Druckentlastungskammer 24 kann dann auf andere Weise als durch den zuvor erwähnten Spalt zuwegegebracht sein, indem beispielsweise ein enges Loch gedrosselte Verbindung zwischen der Ventilkammer 4 und derThe invention is not limited to the embodiment shown in the drawing, with numerous changes are conceivable. For example, the valve body 6 and the guide 9 do not need to interact telescopically, in that the two elements can be thought of as being connected to one another by a bellows. The limited access of the pressure medium to the pressure relief chamber 24 can then in a different way than through the aforementioned gap be brought away by, for example, a narrow hole throttled connection between the valve chamber 4 and the
Bohrung 14 schaffen kann.Hole 14 can create.
Sehliesslich sei erwähnt, dass die besprochene Ventilkonstruktion auch auf anderen Gebieten als bei Flaschengasanlagen Verwendung finden kann. Beispielsweise kann sie an Reglern zum Steuern eines Flüssigkeitsstroms, ZoB. ein Wasserstromj benutzt werden.Finally, it should be mentioned that the valve construction discussed can also be used in areas other than cylinder gas systems Can be used. For example, it can be attached to regulators for controlling a liquid flow, ZoB. a Wasserstromj can be used.
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