DE2408672A1

DE2408672A1 - CONTROL VALVE WITH A SINGLE SEAT AND A RELEASED VALVE PISTON

Info

Publication number: DE2408672A1
Application number: DE19742408672
Authority: DE
Inventors: Nicola Di Dr Sciascio
Original assignee: Nuovo Pignone SpA
Current assignee: Nuovo Pignone SpA
Priority date: 1973-02-23
Filing date: 1974-02-22
Publication date: 1974-09-12
Also published as: LU69464A1; FR2219351B1; DE7406310U; IT979392B; FR2219351A1; NL7402545A; BE811166A

Description

Dr. F. Zumstelr sen. - Dr. E. Assmann Dr. R. Koenigsberger - DIpI.-Phys. R. Holzbauer - Dr. F. Zumstein |un.Dr. F. Zumstelr Sr. - Dr. E. Assmann Dr. R. Koenigsberger - DIpI.-Phys. R. Holzbauer - Dr. F. Zumstein | un.

PATENTANWÄLTE 240867?PATENT LAWYERS 240867?

TELEFON: SAMMEL-NR. 225341TELEPHONE: COLLECTIVE NO. 225341

TELEQFiAMME: ZUMPAT POSTSCHECKKONTO:TELEQFiAMME: ZUMPAT CHECK ACCOUNT:

BANKKONTO: BANKHAUS H. AUFHÄUSER KTO.-NR. 3g7997. BLZ 7O03O6O0BANK ACCOUNT: BANKHAUS H. AUFHÄUSER ACCOUNT NO. 3g7997. BLZ 7O03O6O0

6/Li
Case 6256 / Li
Case 625

NUOVO PIGNONE S.p.A., Florenz/ItalienNUOVO PIGNONE S.p.A., Florence / Italy

Regelventil mit einem einzigen Sitz und einem entlastetenControl valve with a single seat and a balanced one

VentilkolbenValve piston

Die Erfindung betrifft ein Regelventil mit einem einzigen Sitz und einem entlastenten Ventilkolben, das ein besseres Betriebsverhalten und in einem großen Temperaturbereich anwendbar istThe invention relates to a control valve with a single one Seat and a relieved valve piston, which has better performance and over a wide temperature range is applicable

im allgemeinen zwischen -200⁰C und +400⁰C, so daß ein solches Ventil auch den Anwendungsbereich erfaßt, der bisher Spezialventilen vorbehalten.war.generally between -200 ⁰ C and +400 ⁰ C, so that such a valve also detects the scope, the previously special valves vorbehalten.war.

Die verschiedensten Arten von Regelventilen mit einem einzigen Sitz und einem entlasteten Ventilkolben sind bekannt. Diese bekannten Ventile weisen im allgemeinen einen massiven Ventilkolben auf, der entlang der Symmetrieachse des-Ventils von einer Antriebswelle in Verbindung mit Stangen angetrieben wird. Auf diese Weise wird die Öffnung des Ventilsitzes mehrVarious types of control valves with a single seat and a balanced valve piston are known. These known valves generally have a massive valve piston which extends along the axis of symmetry of the valve of a drive shaft is driven in conjunction with rods. In this way, the opening of the valve seat becomes more

409837/0295409837/0295

oder weniger geschlossen. Die Durchflußkennlinie des Ventils ist durch das Einzelprofil, nach dem der Kopf des Ventilkolbens geformt ist, direkt bestimmt. Andererseits wird der Ventilkolben bei seiner Bewegung an den Wänden einer Kompensationskammer geführt, die direkt mit dem Ventilsitz durch eine in der Mitte liegende Öffnung des Ventilkolbens in Verbindung steht. Der Hauptgrund, warum eine solche Bauart der Ventile nicht in einem weiteren Temperaturbereich anwendbar ist, liegt in der Tatsache, daß, wenn das Ventil geschlossen ist und der Ventilkolben die Öffnung des Ventilsitzes völlig schließt, zu vermeiden ist, daß die Flüssigkeit in die Kompensationskammer eintritt, die - wie oben erwähnt - direkt in Verbindung mit dem Ventilsitz steht, wobei die Flüssigkeit durch den Zwischenraum zwischen dem Kolben und den Wänden der Kompensationskammer durchfließt. Deshalb muß der Ventilkolben mit Dichtungsringen versehen sein, die, da sie aus einem anderen Material als der Ventilkolben und die Wände der Kompensationskammern bestehen, eine verschiedene Verformung in Vergleich zu den oben erwähnten Elementen aufweisen, wenn sich die Temperatur ändert. Dies ist für die Wirksamkeit dieser Dichtungen nachteilig. Andererseits strömt bekanntlich bei einer solchen Bauart der Ventile die Flüssigkeit von der Öffnung zwischen dem Kolben und dem Ventilsitz (wenn das Ventil geöffnet ist) mit einer beträchtlichen Energie, die im Dauerbetrieb durch Verschleiß die Metallteile des Ventils angreift, so daß die Lebensdauer des Ventils verringert wird, und daß dieses Ventil Lärm verursacht. Schließlich kann der Wirkungsquerschnitt des an der Kompensationskammer anliegenden Kolbenteils nicht ohne bauliche Schwierigkeiten völlig dem Kopfteil des Ventilkolbens gleich sein. Da der zu der Veränderung der kinetischen Energie der Flüssigkeit gehörende Druck auf einen unvermeidlich nicht geringen Restquerschnitt des Ventilkolbens wirkt, können die bekannten Ventile nicht exakt entlastet und dynamisch stabil verwirklicht werden.or less closed. The flow characteristic of the valve is directly determined by the individual profile according to which the head of the valve piston is shaped. On the other hand, the valve piston during its movement on the walls of a compensation chamber, which is directly connected to the valve seat through one in the middle lying opening of the valve piston is in communication. The main reason why such a design of the valves is not in one further temperature range is applicable, lies in the fact, that, when the valve is closed and the valve piston completely closes the opening of the valve seat, it is to be avoided that the liquid enters the compensation chamber, which - as mentioned above - is directly connected to the valve seat, wherein the liquid flows through the space between the piston and the walls of the compensation chamber. Therefore must the valve piston must be provided with sealing rings, which, since they are made of a different material than the valve piston and the walls of the compensation chambers, have a different deformation compared to the elements mentioned above, if the temperature changes. This is detrimental to the effectiveness of these seals. On the other hand, as is well known, flows in one Such type of valve draws the liquid from the opening between the piston and the valve seat (when the valve is opened is) with a considerable amount of energy, which in continuous operation attacks the metal parts of the valve through wear, so that the service life of the valve is reduced, and that this valve Causing noise. Finally, the effective cross-section of the piston part resting on the compensation chamber cannot do without it structural difficulties be completely the same as the head part of the valve piston. Because of the change in kinetic energy the pressure belonging to the liquid acts on an inevitably not small residual cross-section of the valve piston, the known valves are not exactly relieved and realized dynamically stable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben erwähntenThe invention is based on the object mentioned above

409837/0295409837/0295

Nachteile zu beseitigen und das Ventil so auszubilden, daß es besser entlastet und dynamisch stabiler ist, daß es wider- , standsfähiger gegen Beschädigungen und nicht so lärmend wie die bekannten Ventile ist. Ein solches Ventil kann in einem großen Temperaturbereich, im allgemeinen von -200⁰C bis +400*»C Verwendung finden.To eliminate disadvantages and to design the valve so that it is better relieved and dynamically more stable, that it is more resistant to damage and not as noisy as the known valves. Such a valve can be used in a wide temperature range, see generally from -200 ⁰ C to + 400 * "C use.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß keinerlei Dichtungsringe benötigt werden, daß ein Ventilkolben axial bewegbar in demselben Ventilsitz ist, wo er die Öffnungen in dem Ventilsitz mehr oder weniger schließt, daß, wenn das Ventil geschlossen ist, die Dichtung durch eine doppelte Auflage zwischen dem Ventilkolben und dem Ventilsitz bewirkt wird, wobei eines der Auflager die Flüssigkeit daran hindert, von diesen Öffnungen zu dem Auslaß des Ventils zu fließen, während das andere Auflager die Flüssigkeit daran hindert, von den Öffnungen in die Kompensationskammer zu fließen. Eine solche Dichtung kann ihre Wirksamkeit nicht verlieren, wenn sich die Temperatur ändert, da der Ventilkolben und der Ventilsitz aus demselben Material bestehen, und somit ist es möglich, Ventile zu bauen, die in einem großen Temperaturbereich verwendet werden können.This object is achieved according to the invention that no Sealing rings are required that a valve piston is axially movable in the same valve seat where it opens the openings in the valve seat more or less closes that when the valve is closed, the seal by a double support is effected between the valve piston and the valve seat, one of the supports preventing the liquid from getting therefrom Orifices to flow to the outlet of the valve while the other support prevents the liquid from flowing from the Openings to flow into the compensation chamber. Such a seal cannot lose its effectiveness if the Temperature changes because the valve piston and the valve seat are made of the same material, and thus it is possible to use valves to build that can be used over a wide temperature range.

Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gegenstandes weist der Ventilkolben einen Hohlzylinder auf, so daß sein Restwirkungsquerschnitt, auf den der Druck bei einer Veränderung der kinetischen Energie der Flüssigkeit wirkt, sehr klein ist, und folglich ist das Ventil besser entlastet und dynamisch stabiler. . 'S In another embodiment of the subject matter according to the invention, the valve piston has a hollow cylinder so that its residual effective cross section, on which the pressure acts when the kinetic energy of the liquid changes, is very small, and consequently the valve is better relieved and dynamically more stable. . 'S

Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gegenstandes sind die Öffnungen, die mit dem Ventilkolben beim Regeln der Durchflußmenge des Ventils zusammenwirken, in dem Ventilsitz so vorgesehen, daß sie paarweise auf derselben Umfangslinie gegenüberliegen und profilförmig ausgebildet sind, umIn a further embodiment of the article according to the invention are the openings that cooperate with the valve piston in regulating the flow rate of the valve in the valve seat so provided that they are opposite in pairs on the same circumferential line and are formed profile-shaped to

409837/0295409837/0295

die erforderliche Durchflußkennlinie für das Ventil zu erzielen. Auf diese Weise ist das Auftreten von Lärm beträchtlich verringert, und die Widerstandsfähigkeit gegen Beschädigung ist erhöht, so daß____21 'die Lebensdauer des Ventils beträchtlich größer ist, da die Flüssigkeitsströme von diesen gegenüberliegenden Öffnungen gezwungen werden, miteinander zusammenzustoßen, und daß sie dadurch ein Großteil ihrer Energie verlieren.to achieve the required flow characteristic for the valve. In this way the occurrence of noise is considerably reduced and the resistance to damage is reduced is increased so that ____ 21 'the life of the valve is considerable is greater as the liquid streams from these opposing openings are forced to collide with each other, and that doing so causes them to lose much of their energy.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Gegenstandes wird anhand der beigefügten Zeichnung im folgenden näher erläutert.A preferred embodiment of the article according to the invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawing.

Fig. 1 zeigt eine Teilschnittansicht eines Regelventils mit einem einzigen Sitz und einem entlasteten Ventilkolben in geöffneter Stellung.Fig. 1 shows a partial sectional view of a control valve with a single seat and a relieved valve piston in the open Position.

Fig. 2 zeigt eine Teilschnittansicht des Ventils von Fig. in der geschlossenen Stellung.FIG. 2 shows a partial sectional view of the valve of FIG. 1 in the closed position.

Bezugnehmend auf die Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 1 den Ventilkörper, das Bezugszeichen 2 die ringförmige Einlaßöffnung und das Bezugszeichen 3 die Kompensationskammer, in der die Antriebswelle (nicht gezeigt) angebracht ist, wobei diese auf bekannte Weise die Bewegung auf den Ventilkolben durch eine Einrichtung von einer Kurbel 4 und einer Verbindungsstange 5 überträgt. Der Sitz 6 des Ventils ist luftdicht mit dem Ventilkörper 1 verschraubt und erstreckt sich in die Kompensatiönskammer 3, die in dem Fall direkt in Verbindung mit dem Auslaß 7 des Ventils steht. Innerhalb des Ventilsitzes 6 befinden sich zwei kreisförmige Absätze 8 und 9, die durch die Verengung des inneren Durchmessers desselben Ventilsitzes gebildet werden. Vier ümfangsöffnungen ΛΟ^ sind in dem Ventilsitz vorgesehen, die paarweise gegenüberliegen (Fig. 1 zeigt nur die zwei Öffnungen 10^ und 10p, die anderen beiden Öffnungen liegen den ersten Öffnungen gegenüber). Diese ÖffnungenReferring to the figures, the reference number 1 denotes the valve body, the reference number 2 the annular inlet opening and the reference number 3 the compensation chamber in which the drive shaft (not shown) is mounted, this in known manner the movement on the valve piston by means of one Crank 4 and a connecting rod 5 transmits. The seat 6 of the valve is screwed airtight to the valve body 1 and extends into the compensation chamber 3, which in this case is directly connected to the outlet 7 of the valve. Inside the valve seat 6 there are two circular shoulders 8 and 9, which are formed by the narrowing of the inner diameter of the same valve seat. Four circumferential openings ΛΟ ^ are provided in the valve seat, which are opposite in pairs (Fig. 1 shows only the two openings 10 ^ and 10p, the other two openings are opposite the first openings). These openings

409837/0295409837/0295

₁, die den Einlaß 2 mit dem Auslaß 7 des Ventils verbinden, und die profilförmig ausgebildet sind (siehe Fig. 1), so daß die geforderte Durchflußkennlinie für das Ventil erzielt wird. Diese Öffnungen v/eisen eine Öffnung auf, die durch einen Kolben 11 verändert werden können, wobei der Kolben schwenkbar mit dieser Verbindungsstange 5 durch eine Einrichtung, wie ein Bolzen 12, verbunden ist und in dem Ventilsitz 6 gleitet. Der Kolben 11 ist ein Hohlzylinder mit einer sehr geringen Wandstärke, so daß die Kompensationskammer 3 frei mit dem Auslaß in Verbindung steht. Die Wirkungsquerschnitte des Kopfes 13 und des Bodens 14 von dem Kolben,auf dessen Flächen der störende Axialdruck der Flüssigkeit wirkt, sind sehr klein. Andererseits ist der Kolben an seiner außen liegenden Seite so ausgebildet, daß er sich den inneren Durchmessern des Ventilsitzes 6 anpassen kann, wobei die Durchmesser desselben verschieden sind. Dadurch wird in dem Kolben ein kreisförmiger Absatz 15 gebildet, der auf den entsprechenden kreisförmigen Absatz 9 des Ventilsitzes 6 trifft, wenn das Ventil '\ geschlossen ist, d.h. wenn der Kolben 11 ganz, gesenkt ist, um die Öffnungen 10^ zu schließen, und sein Kopf 13 trifft dann auf dai entsprechenden kreisförmigen Absatz 8 des Ventilsitzes 6. ₁ , which connect the inlet 2 to the outlet 7 of the valve, and which are designed in the shape of a profile (see FIG. 1), so that the required flow characteristic for the valve is achieved. These openings have an opening which can be changed by a piston 11, the piston being pivotally connected to this connecting rod 5 by means such as a bolt 12 and sliding in the valve seat 6. The piston 11 is a hollow cylinder with a very small wall thickness, so that the compensation chamber 3 is freely connected to the outlet. The effective cross-sections of the head 13 and the base 14 of the piston, on the surfaces of which the disturbing axial pressure of the liquid acts, are very small. On the other hand, the piston is designed on its outer side so that it can adapt to the inner diameters of the valve seat 6, the diameters of which are different. Thus, a circular shoulder 15 is formed in the piston, the valve seat 6 is incident on the corresponding circular paragraph 9, when the valve '\ is closed, ie when the piston 11 is completely lowered to close the openings 10 ^, and its head 13 then meets the corresponding circular shoulder 8 of the valve seat 6.

Die beiden oben erwähnten Auflager des Kopfes 13 und der Absatz 15 des Kolbens 11 gegenüber den entsprechenden Absätzen 8 und 9 des Ventilsitzes 6, wobei vermieden wird, daß die Flüssigkeit der Kammer 2 in den Auslaß 7 und in die Kompensationskammer 3 fließt, wenn das Ventil geschlossen ist, ermöglichen eine sichere Dichtung des Ventils ohne Dichtungsringe, wodurch sich die Anwendung des Ventils in einem sehr großen Temperaturbereich ermöglicht, im allgemeinen zwischen -200⁰C und +400⁰C.The two abovementioned supports of the head 13 and the shoulder 15 of the piston 11 opposite the corresponding shoulders 8 and 9 of the valve seat 6, avoiding that the liquid of the chamber 2 flows into the outlet 7 and into the compensation chamber 3 when the valve closed, allow a secure sealing of the valve without sealing rings, which allows the use of the valve in a very large temperature range, generally between -200 ⁰ C and +400 ⁰ C.

409837/0295409837/0295

Claims

P a t e n t a ns ρ r ü c h e

Control valve with a single seat and a relieved one Valve piston, characterized in that the valve piston is axially in the. Movable valve seat is where the openings of the channels are changed, which are provided in the same valve seat that a connection the inside of the valve seat with the outlet of the valve allows, with the back being an annular Has paragraph, which together with the valve piston head to two corresponding circular, internal paragraphs the same valve seat pushes when the valve is closed.

Control valve according to claim 1, characterized in that the openings which are provided in the valve seat, in pairs opposite one another on the same circumferential line of the The valve seat and are designed in such a way that they are shaped like a profile, in order to achieve the required flow characteristic for the valve.

Control valve according to claim 1, characterized in that the valve piston consists of a hollow cylinder with a very ι small wall thickness is formed.

409837/0295409837/0295