DE2801083C2

DE2801083C2 - Automatisches Steuerventil zum Durchlassen eines für Verbraucher bestimmten, unter Eingangsdruck stehenden Fluidums in festgesetzten Mengen

Info

Publication number: DE2801083C2
Application number: DE2801083A
Authority: DE
Inventors: Marcel Schmitten Freiburg Boschung
Original assignee: Marcel Boschung AG
Current assignee: Marcel Boschung AG
Priority date: 1977-01-27
Filing date: 1978-01-11
Publication date: 1985-12-05
Also published as: US4203459A; CH623927A5; GB1560191A; FR2379003B1; NO780263L; CH615891A5; SE7800901L; DE2801083A1; YU17278A; JPS5393431A; SE433874B; FR2379003A1; DD133992A5; NO147317C; DE2704383A1; CA1081581A; BE863325A; AT370466B; DE2704383C3; NO147317B

Description

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Dung beispielsweise näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt eines automatischen Steuerventils in der Anfangsphase, wenn in dasselbe eine unter Eingangsdruck stehende Flüssigkeit eingeführt wird,

F i g. 2 einen Schnitt des Ventils nach der F i g. 1 in der Arbeitsphase, wenn der mittlere Ko'ben durch den aufgebauten Flüssigkeitsdruck die Austrittsöffnung zu einem Verbraucher abschließt,

F i g. 3 eine schematische Darstellung einer StrdJenbesprühuE£sinstallation, die eine Förderanlage, ein Leitungssystem und eine Mehrzahl von Steuerventilen nach der F i g. 1 umfaßt, und

F i g. 4 einen Teilschnitt des Ventils nach der F i g. 1 mit einer an den Hohlraum des zweiten Zylinders angeschlossenen Rückführleitung.

Wie aus der F i g. 3 zu entnehmen ist, wird die Oberfläche einer Straße 15 durch auf beiden Seiten der Straße angeordnete Steuerventile 4, die auch als Verbraucher funktionieren können, z. B. mit Salzwasser be-

gert und zeitlich bestimmt werden kann, drückt der Kolben 9 über die Kolbenstange 22 auf den Kolben 17, der im zweiten Zylinder 16 angeordnet ist Dieser wird gegen die Wirkung der Dämpfflürsigkeit und der Rück-5 führfeder 19 in Bewegung gesetzt. Durch eine oder mehrere Bohrungen 20 im Kolben 17 strömt die Dampfflüssigkeit in den Zylinderraum vor dem Kolben 17 (gesehen von dem ersten Zylinder 10 her), so daß dieser langsam gegen den Zylinderabschluß 21 bewegt wird, ίο Bei der oben beschriebenen Bewegung der Kolben 9 und 17 bewegt sich gleichzeitig die Kolbenstange 22. Bei dieser Bewegung wird durch den Begrenzungsanschlag 24 auch der Kolben 7 der im Hohlraum 6 des kleineren Volumens untergebracht ist mitgenommen. Wenn der 15 Kolben 9 sich dem Anschlag 14 nähert wird der Kolben 7 von der Austrittsöffnung 8 wegbewegt Somit wird die Austrittsöffnung 8 geöffnet In dieser Phase schließt der Kolben 9 am Anschlag 14 die Austrittsöffnung 13 an den Verbraucherort ab, und die Flüssigkeit fließt durch die spritzt Eine Förderpumpe 1 fördert aus einem Reser- 20 Austrittsöffnung 8 zu einem weiteren Steuerventil 4 voir 2 eine unter Druck stehende Flüssigkeit durch eine bzw. Verbraucher, wo sich der gleiche Vorgang, wie oder mehrere Druckleitungen 3 zu den nächstgelegenen
in die Druckleitung 3 eingebauten automatischen Steuerventilen 4 (Verbrauchern).

Wie aus den F i g. 1 und 2 ersichtlich ist, besteht das 25
automatische Steuerventil 4 aus zwei axial hintereinander angeordneten Kolbenzylindern 10 und 16, die an den
Außenseiten durch Zylinderabschlüsse 31 und 21 abgeschlossen sind. Die Flüssigkeit tritt beim Anschluß 5 des
ersten Zylinders 10 in einen Hohlraum 6 ein, der ein 30 Zylinders 16 mit der Kolbenstange 22 und damit auch kleineres Volumen aufweist als der an ihn anschließende den Kolben 9 in die Ausgangsstellung zurück. Vor AbHohlraum 12 eines größeren Volumens. In jedem Hohl- schluß dieser Phase wird dann auch der Kolben 7 durch raum 6, 12 ist ein Kolben 7, 9 untergebracht welche den Begrenzungsanschlag 23 mitgenommen und wieder Kolben voneinander unterschiedliche Durchmesser ha- in seine Ausgangslage gebracht so daß die Austrittsöffben und mit ihren Umfangsflächen von der den entspre- 35 nung 8 wieder abgeschlossen wird, chenden Hohlraum 6,12 begrenzenden Innenwand des Um das öffnen des Kolbens 7 in der letzten Bewe-

ersten Zylinders 10 im Abstand stehen. Der im Hohl- gungsphase der Kolben 9 und 17 zu beschleunigen, ist raum 12 des größeren Volumens untergebrachte KoI- der Innendurchmesser des zweiten Zylinders 16 am ben 9 ist zwischen zwei Seegerringen 32 an der Kolben- Wegende des Kolbens 17 und somit das Volumen des stange 22 befestigt, die axial verläuft und für die beiden 40 Hohlraumes 18 durch eine in die Wand des Zylinders 16 Zylinder 10,16 bestimmt ist Der in dem Hohlraum 6 des eingefräste Nut 25 vergrößert. Somit kann die Dämpfkleineren Volumens untergebrachte Kolben 7 ist an der flüssigkeit um ein mehrfaches schneller am Kolben 17 in Kolbenstange 22 zwischen zwei Begrenzungsanschlä- den Raum vor demselben vorbeiströmen. Auf diese gen 23 und 24 gleitbar. In dem von dem ersten Zylinder Weise wird der Kolben 7 brüsk geöffnet ohne daß ein wasserdicht getrennten zweiten Zylinder 16 ist ein wei- 45 Stau oder ein Druckausgleich im Hohlraum 6 und 12 terer Kolben 17 angeordnet Er steht in Verbindung mit möglich wird.

der Kolbenstange 22. Der Kolben 17 drückt gegen eine Ebenfalls kann die Rückführung der Kolben 9 und 17

den Hohlraum 18 des zweiten Zylinders 16 ausfüllende und damit das Schließen des Kolbens 7 beschleunigt Dämpfflüssigkeit und eine Rückführfeder 19, die sich werden, indem der Kolben 17 mit einer Drossel 26 beeinerseits gegen den Kolben 17 und andererseits gegen 50 stückt wird. In der Öffnungsphase drückt die Dämpfftüsdie Bodenwand des zweiten Zylinders 16 bzw. seines sigkeit die Drossel 26 gegen den Kolben 17, so daß die

oben beschrieben, wiederholt An der Austrittsöffnung 8 kann entweder ein weiteres Steuerventil 4 oder ein Verbraucher angeschlossen werden.

Wenn dann letztlich der Flüssigkeitsstrom von Hand oder durch eine automatische Schaltung in irgendeiner Form unterbrochen wird und der Druck in der Druckleitung 3 nachläßt wird die Rückführfeder 19 wirksam und schiebt den Kolben 17 im Hohlraum 18 des zweiten

Abschlusses 21 abstützt.

Nach dem Eintritt der Flüssigkeit durch den Anschluß 5 in den Zylinder 10 baut sich im Hohlraum 6 ein Druck auf, der einerseits gegen den Kolben 7, der die Austrittsöffnung 8 zum nächsten Steuerventil 4 bzw. Verbraucher schließt und andererseits gegen den Kolben 9 einwirkt Der Kolben 9 ist in seinem Durchmesser so ausgelegt daß zwischen seiner Umfangsfläche und der

Bohrungen 20 weitgehend abgedichtet sind. Bei der Rückführbewegung des Kolbens 17 durch die Rückführungsfeder 19 drückt die Dämpfflüssigkeit durch die Bohrung 20 gegen die Drosselscheibe 26 und erleichtert und beschleunigt damit den Rückfluß der Flüssigkeit.

Die Regelung des Flüssigkeitsdurchflusses und dadurch der Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens 17 bei gegebenem Druck kann anstelle der Bohrungen 20

Wand des Zylinders 10 eine bestimmte Menge Flüssig- 60 bzw. der Drossel 26 durch eine externe Rückführleitung

keit durchfließen kann. Es können aber auch Bohrungen 27 mit Durchflußregulierventil 28, wie in der F i g. 4 dar-

11 im Kolben 9 vorgesehen sein, die die gewünschte

Menge der Flüssigkeit in den Hohlraum 12 des größeren Durchmessers und weiter durch die Austrittsöffnung 13

an den Verbraucherort fließen läßt. Durch den aufgebauten Flüssigkeitsdruck im Hohlraum 6 bzw. Hohlraum 12 beginnt der Kolben 9 in Richtung des Anschlages sich zu bewegen. Damit nun dieser Vorgang verzö-

gestellt ist, erfolgen. In diesem Fall drückt der Kolben 17 die Dämpfflüssigkeit durch die Austrittsöffnung 29 und Rückführleitung 27 über das Druckflußregulierventil 28 zur Wiedereintrittsöffnung 30 in den Zylinder 16, also vor den Kolben 17 von dem ersten Zylinder 10 hergesehen, zurück. Mittels des Durchflußregulierventils 28 in der Rückführleitung 27 kann die Durchflußmenge

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reguliert werden. Die Beschleunigung der Rückführung der Kolben 9 und 17 kann in diesem Fall auch dadurch erleichtert werden, daß ein Durchflußregelventil verwendet wird, das nur in einer Richtung drosselt und in der anderen Richtung die volle Durchlaufmenge freigibt.

Dank diesem automatischen Steuerventil wird es möglich, selbst eine Vielzahl von Verbrauchern mit einer Förderanlage mit geringer Förderleistung und bei kleindimensionierten Druckleitungen nacheinander zu bedienen. Je nach Wahl der Fördereinrichtung bzw. nach Bedarf der Gesamtanlage können natürlich gleichzeitig zwei oder mehrere, voneinander unabhängige Druckleistungssysteme an die Förderpumpe angeschlossen werden, so daß der gleiche Vorgang sich gleichzeitig an mehreren Orten abspielen kann. Die Öffnungszeit des Verbrauchers kann durch verschiedene Maßnahmen bestimmt werden, wenn die Zeit, während der die Austrittsöfffnung 13 offen bleiben muß, bzw. die für den Verbraucher beabsichtigte Menge der Flüssigkeit bekannt ist. Dabei spielt die am Kolben 9 und der Wand des Zylinders 10 vorbeifließende Durchflußmenge bzw. die Größe der Bohrungen 11 eine wesentliche Rolle. Im weiteren kann die Verbrauchszeit durch den Eingangsdruck der Flüssigkeit am Anschluß 5 und letztlieh durch die Wahl des Durchmessers des Kolbens 17 bestimmt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

28 Ol Patentansprüche:

1. Automatisches Steuerventil zum Durchlassen eines für Verbraucher bestimmten, unter Eingangs· druck stehenden Fluidums in festgesetzten Mengen, mit zwei axial hintereinander angeordneten Zylindern, von denen der erste Zylinder zwei einander anschließende zylindrische Hohlräume unterschiedlichen Volumens umfaßt, mit einer mit dem einen Hohlraum verbundenen Eintrittsöffnung für das Fluidum, mit Austrittsöffnungen für das Fluidum, von denen eine Ober einen am Ende des Hohlraums größeren Volumens angeordneten Ventilsitz und über einen in diesem Hohlraum verschiebbaren er- is sten Kolben kleineren Durchmessers als der Innendurchmesser des betreffenden Hohlraums gegenüber der Eintrittsöffnung absperrbar ist, mit einer mit dem ersten Kolben fest verbundenen, verschiebbaren Kolbenstange, die sich in beiden Zylindern axial erstreckt und die mit einem im zweiten Zylinder verschiebbaren zweiten Kolben als Teil einer Verzögerungseinrichtung fest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (14) an dem dem Hohlraum (6) kleineren Volumens abgelegenen Ende des anderen Hohlraums (12) angeordnet ist, daß der Hohlraum (6) kleineren Volumens mit der Eintrittsöffnung (5) und mit einer weiteren, zu einem nächsten Steuerventil führenden Austrittsöffnung (8) verbunden ist, daß auf der KoI-benstange (22) zwischen zwei Anschlägen (23, 24) ein dritter Kolben (7) kleineren Durchmessers als der Durchmesser des ersten Kolbens (9) gleitend verschiebbar ist, daß der dritte Kolben (7) im Hohlraum (6) kleineren Volumens untergebracht ist und dieser Kolben (7), der einen kleineren Durchmesser als der Innendurchmesser des zugehörigen Hohlraumes (6) aufweist, über die Austrittsöffnung (8) dieses Hohlraumes (6) zur Freigabe des Fluidumstromes zum nächsten Steuerventil dient und daß die Verzögerungseinrichtung eine sich einerseits gegen den zweiten Kolben (17) und andererseits gegen die Bodenwand des zweiten Zylinders (16) abstützende Rückführfeder (19) und eine den zweiten Zylinder (16) ausfüllende Dämpfflüssigkeit umfaßt.

2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des Hohlraumes (18) des zweiten Zylinders (16) am Wegende des zweiten Kolbens (17) durch eine in den zweiten Zylinder (16) von innen eingefräste Nut (25) vergrößert ist.

3. Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (17) im zweiten Zylinder (16) Durchbrechungen (20) aufweist, die durch eine Drosselscheibe (26) absperrbar sind.

4. Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Hohlraum (18) des zweiten Zylinders (16) eine Rückführleitung (27) mit einem Durchflußregulierventil (28) angeschlossen ist, und daß die Eintritts- und eo Austrittsöffnungen (29,30) der Rückführleitung (27) an den gegenüberliegenden Endteilen des Hohlraumes (18) liegen, zwischen welchen sich der zweite Kolben (17) bewegt.

65 Die Erfindung betrifft ein automatisches Steuerventil zum Durchlassen eines für Verbraucher bestimmten, unter Eingangsdruck stehenden Fluidums in festgesetzten Mengen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Hauptanspruchs.

Wenn z. B. eine Verkehrsfläche, Kulturen oder Anlagen in einem Produktionsbetrieb mit einer Mehrzahl von Verbrauchern (z. B. Düsen) in gewissen Zeitabständen oder bei gegebenen Umständen und Bedingungen kurzzeitig mit einer bestimmten Flüssigkeitsmenge bedient werden sollen, dann ist eine Fördereinrichtung der Flüssigkeit erforderlich, deren Förderleitung der Gesamtzahl der zu bedienenden Verbraucher entsprechen muß, oder aber jeder einzelne oder mehrere Gruppen von Verbrauchern müssen mit relativ aufwendigen und anfälligen Steuerelementen, wie Magnetventile, Steuerventile mit Zeitgebern, Druckgebern oder dgl. ausgerüstet sein. Wenn beispielsweise eine Verkehrsfläche zu Kühlzwecken in der warmen Jahreszeit mit Wasser oder aber im Winter gegen Glatteis mit einem flüssigen Taumittel zeitweise besprüht werden muß, dann werden viele Verteildüsen und eine entsprechend große Förderanlage der gewünschten Flüssigkeit mit entsprechend dimensionierten Leitungen benötigt, was entsprechend hohe Investitionskosten bedeutet Wenn dann eine solche Förderanlage nur in gewissen Zeitabstsnden und nur für eine sehr kurze Zeit eingeschaltet werden muß, ist der Betrieb zu kostspielig und das Betriebsrisiko zu hoch.

Für die Steuerung von flüssigen Medien zu einem Verbraucher stehen eine Vielzahl von Ventilen, wie Überdruck-, Absperr-, Rückschlag-, Steuer- oder Mindestdruckventile, zur Verfügung. Zum Beispiel sind Mindestdruckventile bekannt, die die Aufgabe haben, den Durchfluß des Mediums zum Verbraucher erst dann zu öffnen, wenn ein vorbestimmter, einstellbarer Druck erreicht ist, und wieder zu schließen, wenn dieser Druck unter einen gewissen Wert herabsinkt Der Kolben eines solchen Ventils ist durch eine Druckfeder belastet, die auf einen gewünschten Mediumdruck durch eine Druck-Regulierschraube einstellbar ist.

In der US-PS 10 69 648 sind Ventile nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs beschrieben, die für Klosette bestimmt sind. In zwei axial aneinander gereihten Kolbenzylindern ist eine im ersten Zylinder bewegbare Ventilscheibe befestigt, die als Kolben angesehen werden kann. An der gleichen Kolbenstange ist ein weiterer Kolben befestigt, der sich im zweiten Zylinder bewegt und als Dämpfvorrichtung wirkt.

Mit all diesen Ventiiarten läßt sich jedoch die weiter gestellte Aufgabe in keiner Art und Weise lösen.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein automatisches Steuerventil zu schaffen, das ohne spezielle Zusatzsteuerung bei anstehendem Eingangsdruck während einer bestimmten Zeit Fluidum zu einem Verbraucher durchfließen läßt und dann selbsttätig diesen Austritt schließt und gleichzeitig den Ausgang zum nächsten Verbraucher öffnet, so daß dadurch eine beliebige Anzahl Verbraucher mit einer Förderanlage mit relativ geringer Fördermenge und über ein klein dimensioniertes Leitungsnetz gespeist werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß beim dem eingangs erwähnten automatischen Steuerventil durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruches 1 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Steuerventils ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Der Erfindungsgegenstand wird an Hand einer Zeich-