DE29605420U1 - Quick exhaust valve for pneumatic applications - Google Patents
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Description
G 17 404 - lens 16. Februar 1996G 17 404 - lens 16 February 1996
Die Erfindung betrifft ein Schnellentlüftungsventil für pneumatische Anwendungen.The invention relates to a quick exhaust valve for pneumatic applications.
Die Versorgung pneumatisch betriebener Vorrichtungen wie Arbeitszylinder oder pneumatisch betätigte Werkzeuge mit Druckluft erfolgt regelmäßig unter Vermittlung starrer oder flexibler Druckmittelleitungen, die Bestandteil eines Druckluft-Verteilernetzes sein können. Hierbei ergibt sich ab und an das Erfordernis einer Entlüftung der vorgenannten pneumatischen Einrichtungen, beispielsweise, wenn der in einem Druckmittelnetz herrschende Druck unter Verwendung eines Druckminderers abgesenkt wird. Nach Kenntnis der Anmelderin erfolgt hierbei die Entlüftung bisher in der Regel über ein in den Verlauf der Druckmittelleitung eingeschaltetes Ventil, das bei Bedarf betätigt wird. Diese Handhabung ist relativ umständlich und führt wegen der meist geringen Abströmquerschnitte zu Verzögerungen beim Entlüftungsvorgang.Pneumatically operated devices such as working cylinders or pneumatically operated tools are regularly supplied with compressed air via rigid or flexible pressure medium lines, which can be part of a compressed air distribution network. This occasionally results in the need to vent the aforementioned pneumatic devices, for example when the pressure prevailing in a pressure medium network is reduced using a pressure reducer. As far as the applicant is aware, venting has so far generally been carried out via a valve installed in the pressure medium line, which is activated when required. This is relatively cumbersome and leads to delays in the venting process due to the usually small outflow cross-sections.
Es ist somit die Aufgabe; der vorliegenden Erfindung, ein Schnellentluftungsventil zu schaffen, das bei vereinfachter Betriebsweise große Abströmquerschnitte zur Verfügung stellen kann.It is therefore the object of the present invention to create a quick vent valve that can provide large discharge cross-sections with a simplified mode of operation.
Das zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß vorgesehene Schnellentluftungsventil kennzeichnet sich durch ein Einlaß und einen Auslaß für Druckluft, die über einen Hauptströmungskanal in fluidischer Verbindung stehen, in den ein eine Druckluft-Durchströmung vom Einlaß zum Auslaß ermöglichendes und eine Druckluft-Rückströmung in Gegenrichtung verhinderndes Rückschlagventil eingeschaltet ist, das den HauptStrömungskanal in einen mit einem Eingangsdruck beaufschlagbaren einlaßseitigen Kanalabschnitt und einen unter einem Ausgangsdruck stehenden auslaßseitigen Kanalabschnitt unterteilt, und ferner durch einen mit dem auslaßseitigen Kanalabschnitt des HauptStrömungskanals kommunizierenden Entlüftungskanal·, in den ein automatisch betätigtes Absperrventil eingeschaltet ist, das ein zwischen einer eine Durchströmung des Entlüftungskanal·s ermögiichenden geöffneten Entlüftungsstellung und einer eine Durchströmung des Entlüftungskanals unterbindenden geschlossenen Absperrstellung umschaltbares Absperrglied aufweist, welches mit zwei einander entgegengesetzt ausgerichteten Betätigungsflächen in Wirkverbindung steht, von denen eine in Schließrichtung wirksame Betätigungsfläche ständig vom Eingangsdruck und eine in Öffnungsrichtung wirksame Betätigungsfläche ständig vom Ausgangsdruck beaufschlagt ist, so daß sich für das AbsperrgliedThe quick vent valve provided according to the invention to solve this problem is characterized by an inlet and an outlet for compressed air, which are in fluid communication via a main flow channel, into which a check valve is inserted, which enables compressed air to flow from the inlet to the outlet and prevents compressed air from flowing back in the opposite direction, which divides the main flow channel into an inlet-side channel section that can be subjected to an inlet pressure and an outlet-side channel section that is subjected to an outlet pressure, and further by a vent channel communicating with the outlet-side channel section of the main flow channel, into which an automatically operated shut-off valve is inserted, which has a shut-off element that can be switched between an open vent position that enables flow through the vent channel and a closed shut-off position that prevents flow through the vent channel, which has two oppositely aligned Actuating surfaces are in operative connection, of which an actuating surface acting in the closing direction is constantly subjected to the inlet pressure and an actuating surface acting in the opening direction is constantly subjected to the outlet pressure, so that for the shut-off element
eine vom Druckverhältnis zwischen dem Eingangsdruck und dem Ausgangsdruck abhängige Sehaltstellung ergibt.a stop position dependent on the pressure ratio between the inlet pressure and the outlet pressure.
Auf diese Weise liegt ein automatisches Schnellentlüftungsventil vor, das in Abhängigkeit vom Druckverhältnis zwischen dem einlaßseitig anliegenden Eingangsdruck und dem auslaßseitig anliegenden Ausgangsdruck eine selbsttätige Umschaltung des den Entlüftungskanal beherrschenden Absperrventils bewirkt. Die beiden mit dem Absperrglied zusammenwirkenden Betätigungsflächen bilden praktisch eine Druckwaage zwischen dem Eingangsdruck und dem Ausgangsdruck, wobei durch entsprechende Auswahl der Flächenverhaltnisse zwischen den beiden Betätigungsflächen das Ansprechen des Absperrventils beeinflußt werden kann. Zweckmäßigerweise wird man die Flächenverhältnisse so wählen, daß der Entlüftungskanal verschlossen ist, so lange der Eingangsdruck größer oder gleich dem Ausgangsdruck ist, während bei einem Absinken des Eingangsdruckes unter den Wert des Ausgangsdruckes ein Umschalten des Absperrventils in die Entlüftungsstellung erfolgt. Infolge des daraufhin stattfindenden Ausströmens von Druckluft über den Entlüftungskanal sinkt der Ausgangsdruck, wobei nach Erreichen eines unteren Grenzwertes das Absperrventil erneut, in die Absperrstellung umschaltet. Das zugeordnete Rückschlagventil verhindert hierbei ein Rückströmen der Druckluft zum Einlaß, so daß sie ausschließlich über den Entlüftungskanal abströmen kann. Dieser Entlüftungskanal kann mit einem großen Kanalquerschnitt versehen werden, um eine rasche Entlüftung zu erreichen.This creates an automatic quick vent valve that automatically switches the shut-off valve controlling the vent channel depending on the pressure ratio between the inlet pressure on the inlet side and the outlet pressure on the outlet side. The two actuating surfaces that interact with the shut-off element practically form a pressure balance between the inlet pressure and the outlet pressure, whereby the response of the shut-off valve can be influenced by selecting the appropriate area ratios between the two actuating surfaces. It is advisable to select the area ratios so that the vent channel is closed as long as the inlet pressure is greater than or equal to the outlet pressure, while if the inlet pressure drops below the value of the outlet pressure, the shut-off valve switches to the vent position. As a result of the subsequent outflow of compressed air via the vent channel, the output pressure drops, and after reaching a lower limit, the shut-off valve switches back to the shut-off position. The associated check valve prevents the compressed air from flowing back to the inlet, so that it can only flow out via the vent channel. This vent channel can be provided with a large channel cross-section in order to achieve rapid venting.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.Advantageous further developments of the invention are set out in the subclaims.
Die Betätigungsflächen sind vorzugsweise zumindest teilweise an einer biegeflexiblen Dichtmembran vorgesehen, die über statische Dichtstellen eine zuverlässige Abdichtung zwischen dem Absperrglied und dem Ventilgehäuse herstellt, ohne die Schaltbeweglichkeit des Absperrgliedes zu beeinträchtigen.The actuating surfaces are preferably provided at least partially on a flexible sealing membrane, which creates a reliable seal between the shut-off element and the valve housing via static sealing points, without impairing the switching mobility of the shut-off element.
Das Absperrglied ist zweckmäßigerweise in Gestalt eines druckkraftkompensierten Sitzcfliedes ausgebildet, wobei zweckmäßigerweise zusätzlich eine mechanische Schließfeder vorhanden ist, die das Absperrglied in Richtung der Absperrstellung beaufschlagt. Diese Schließfeder trägt zweckmäßigerweise zusätzlich zur Überwindung der Reibung bei, die von einer zweckmäßigerweise ringförmigen Dichtung hervorgerufen werden kann, die zwischen einer ventilgehäuseseitigen Führungsausnehmung und einem in dieser Führungsausnehmung verschiebbar geführten Führungskolben des Absperrgliedes angeordnet ist.The shut-off element is expediently designed in the form of a pressure-force-compensated seat element, whereby expediently a mechanical closing spring is additionally present, which acts on the shut-off element in the direction of the shut-off position. This closing spring expediently also contributes to overcoming the friction that can be caused by an expediently annular seal that is arranged between a guide recess on the valve housing side and a guide piston of the shut-off element that is slidably guided in this guide recess.
Eine besonders kompakte Bauform stellt sich ein, wenn das Rückschlagventil und das Absperrventil in einem gemeinsamen Ventilgehäuse angeordnet sind, das gleichwohl mehrteilig ausgeführt sein kann. An diesem Ventilgehäuse ist im Bereich des Entlüftungsauslasses des Entlüftungskanals zweckmäßigerweise eine die Anbringung einer Funktionseinheit ermöglichende Schnittstelle vorgesehen, so daß sich beispielsweise ein von der abströmenden Druckluft durchströmter Ölabscheider oder Schalldämpfer oderA particularly compact design is achieved when the check valve and the shut-off valve are arranged in a common valve housing, which can nevertheless be made up of several parts. On this valve housing, in the area of the vent outlet of the vent channel, an interface is expediently provided that allows the attachment of a functional unit, so that, for example, an oil separator or silencer through which the outflowing compressed air flows or
eine die Abluft fassende Abluftleitung großen Querschnittes anschließen läßt.an exhaust air duct with a large cross-section can be connected to collect the exhaust air.
Als besonders zweckmäßig erweist sich der Einsatz des Schneilentlüftungsventils im Zusammenhang mit einer sogenannten Wartungseinheit, also einem Gerät, das in Druckluftnetzen zur Druckluftaufbereitung eingesetzt wird.The use of the quick vent valve proves to be particularly useful in conjunction with a so-called maintenance unit, i.e. a device that is used in compressed air networks for compressed air treatment.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which:
Figur 1 eine bevorzugte Bauform des erfindungsgemäßenFigure 1 shows a preferred design of the inventive
Schnellentlüftungsventils als Bestandteil einer zur Druckluftaufbereitung dienenden Wartungseinheit im Längsschnitt, undQuick exhaust valve as part of a maintenance unit used for compressed air preparation in longitudinal section, and
Figur 2 den in Figur 1 strichpunktiert markierten Ausschnitt II in vergrößerter Darstellung.Figure 2 shows section II marked with a dot-dash line in Figure 1 in an enlarged view.
Aus Figur 1 geht eine zur Druckluftaufbereitung dienende Wartungseinheit 1 hervor, die in den Verlauf einer strichpunktiert angedeuteten Druckluftleitung 2 eingeschaltet ist. Bei dem speziellen Ausführungsbeispiel der Wartungseinheit 1 handelt es sich um einen Abluftentöler, de:: mit Hilfe einer als Ölscheider arbeitenden Filtereinrichtung 3 aus abströmender Abluft die enthaltenen Ölbestandteile herausfiltert, so daß die Abluft ohne Ölverunreinigung an die Umgebung abgegeben werden kann.Figure 1 shows a maintenance unit 1 used for compressed air preparation, which is connected to the compressed air line 2 indicated by a dot-dash line. The special embodiment of the maintenance unit 1 is an exhaust air deoiler, which filters out the oil components contained in the exhaust air with the help of a filter device 3 that works as an oil separator, so that the exhaust air can be released into the environment without oil contamination.
Die Wartungseinheit 1 verfügt als wesentlichen Bestandteil über ein Schnellentlüftungsventil 4 mit einem Ventilgehäuse 5, an das über eine Schnittstelle 6 eine Funktionseinheit 7 lösbar angeschlossen ist, bei der es sich vorliegend um einen Ölabscheider 8 handelt.The maintenance unit 1 has as an essential component a quick-vent valve 4 with a valve housing 5, to which a functional unit 7 is detachably connected via an interface 6, which in this case is an oil separator 8.
Das beispielsgemäße Ventilgehäuse 5 hat einen mehrteiligen blockartigen Aufbau. Es verfügt über einen mit dem herankommenden Abschnitt 14 der Drxickluftleitung 2 verbundenen Einlaß 12 sowie einen mit dem weiterführenden Abschnitt 15 dieser Druckluftleitung 2 verbundenen Auslaß 13. Der herankommende Abschnitt 14 steht beispielsgemäß mit einer Druckluftquelle 16 in Verbindung, wobei ein Druckminderer 17 zwischengeschaltet ist, mit dem sich der am Einlaß 12 anstehende fluidische Eingangsdruck bedarfsgemäß einstellen läßt. Der weiterführende Abschnitt 15 führt beispielsgemäß zu einer oder mehreren nicht näher dargestellten Anschlußstellen über die pneumatische Verbraucher anschließbar sind, wobei gegebenenfalls noch nicht näher dargestellte Steuerventile zwischengeschaltet werden können. The valve housing 5 according to the example has a multi-part block-like structure. It has an inlet 12 connected to the incoming section 14 of the compressed air line 2 and an outlet 13 connected to the continuing section 15 of this compressed air line 2. The incoming section 14 is connected to a compressed air source 16, for example, with a pressure reducer 17 interposed, with which the fluid input pressure at the inlet 12 can be adjusted as required. The continuing section 15 leads, for example, to one or more connection points (not shown in detail) via which pneumatic consumers can be connected, whereby control valves (not shown in detail yet) can be interposed if necessary.
In dem Ventilgehäuse 5 ist ein den Einlaß 12 mit dem Auslaß verbindender, beispielsgemäß geradliniger Hauptströmungskanal 18 ausgebildet. In seinen Verlauf ist ein Rückschlagventil 22 eingeschaltet. Dieses verfügt über ein in Kanallängsrichtung bewegliches Verschlußglied 23, das unter Vermittlung einer Rückstellfeder 24 in eine in Figur 1 oberhalb der strichpunktierten Längsachse 21 des Hauptströmungskanales 18 abgebildete Schließstellung vorgespannt ist. In dieser SchließstellungIn the valve housing 5, a main flow channel 18, for example a straight one, is formed, connecting the inlet 12 with the outlet. A check valve 22 is inserted in its course. This has a closure member 23 that is movable in the longitudinal direction of the channel and is pre-tensioned by a return spring 24 into a closed position shown in Figure 1 above the dash-dotted longitudinal axis 21 of the main flow channel 18. In this closed position
liegt es mit einer Dichtung 25 an einem den HauptStrömungskanal 18 ringförmig umgebenden Ventilsitz 26 an.It rests with a seal 25 on a valve seat 26 which surrounds the main flow channel 18 in an annular manner.
Durch das Rückschlagventil 22 ist der HauptStrömungskanal 18 in einen einlaßseitigen Kanalabschnitt 2 7 und einen auslaßseitigen Kanalabschnitt 28 unterteilt. Das Rückschlagventil 22 ist so ausgebildet, daß eine Druckluft-Durchströmung des Hauptströmungskanals 18 vom EinlcLß 12 zum Auslaß 13 möglich ist, indem das Verschlußglied 23 vom Ventilsitz 2 6 abhebt, wenn die vom einlaßseitig anstehende Eingangsdruck ausgeübte Kraft größer ist als die vom auslaßseitig anstehende Ausgangsdruck und der Rückstellfeder 24 ausgeübte Gegenkraft. Hingegen verhindert das Rückschlagventil 22 eine Druckluft-Rückströmung in Gegenrichtung, indem das Verschlußglied 23 gegen den Ventilsitz 26 gedrückt wird, wenn der Ausgangsdruck größer ist als der Eingangsdruck. Die Rückstellfeder 24 sorgt zweckmäßigerweise für stabile Schaltzustände des Rückschlagventils 22, indem sie stromab des Verschlußgliedes 23 in dem auslaßseitigen Kanalabschnitt 2 8 angeordnet ist und sich dort zwischen dem Verschlußglied 23 und einer gehäusefesten Stützpartie 33 abstützt.The check valve 22 divides the main flow channel 18 into an inlet-side channel section 27 and an outlet-side channel section 28. The check valve 22 is designed in such a way that compressed air can flow through the main flow channel 18 from the inlet 12 to the outlet 13 by lifting the closure member 23 from the valve seat 26 when the force exerted by the inlet pressure on the inlet side is greater than the counterforce exerted by the outlet pressure on the outlet side and the return spring 24. On the other hand, the check valve 22 prevents compressed air from flowing back in the opposite direction by pressing the closure member 23 against the valve seat 26 when the outlet pressure is greater than the inlet pressure. The return spring 24 expediently ensures stable switching states of the check valve 22 by being arranged downstream of the closure member 23 in the outlet-side channel section 28 and being supported there between the closure member 23 and a support section 33 fixed to the housing.
Das Verschlußglied 23 verfügt über mehrere sich axial erstrekkende, am Innenumfang des HauptStrömkanals 18 verschiebbar anliegende Führungsleisten 34, wobei zwischen in Umfangsrichtung benachbarten Führungsleisten 34 jeweils ein Zwischenraum 35 vorliegt, der bei geöffnetem Rückschlagventil 22 eine ungehinderte Druckluftströmung gewährleistet.The closure member 23 has several axially extending guide strips 34 that are displaceably located on the inner circumference of the main flow channel 18, with a gap 35 between adjacent guide strips 34 in the circumferential direction, which ensures an unhindered flow of compressed air when the check valve 22 is open.
Der auslaßseitige Kanalabschnitt 2 8 des HauptStrömungskanals steht mit einem Entlüftungskanal 3 6 in Verbindung, der zu einem im Bereich der Schnittstelle 6 des Ventilgehäuses 5 ausmündenden Entlüftungsauslaß 37 führt. In den Verlauf dieses Entlüftungskanals 36 ist ein automatisch betätigbares Absperrventil 38 eingeschaltet, das wie das Rückschlagventil 22 in das Ventilgehäuse 5 integriert ist, so daß sich eine kompakte.Baueinheit ergibt.The outlet-side channel section 28 of the main flow channel is connected to a vent channel 36, which leads to a vent outlet 37 that opens out in the area of the interface 6 of the valve housing 5. An automatically actuated shut-off valve 38 is inserted into the course of this vent channel 36, which, like the check valve 22, is integrated into the valve housing 5, so that a compact structural unit is produced.
Das Absperrventil 3 8 unterteilt den Entlüftungskanal 36 in einen mit dem auslaßseitigen Kanalabschnitt 28 des Hauptströmungskanals 18 kommunizierenden zuströmseitigen Kanalabschnitt 42 sowie einen zu dem Entlüftungsauslaß 37 führenden abströmseitigen Kanalabschnitt 43.The shut-off valve 38 divides the vent channel 36 into an inflow-side channel section 42 communicating with the outlet-side channel section 28 of the main flow channel 18 and an outflow-side channel section 43 leading to the vent outlet 37.
Das Absperrventil 38 verfügt über einen den Entlüftungskanal konzentrisch umgebenden gehäusefesten Schließsitz 44, dem ein zwischen einer geschlossenen Absperrstellung 45 und einer geöffneten Entlüftungsstellung 46 umschaltbares Absperrglied 47 zugeordnet ist. In Figur 2 ist die Absperrstellung 45 links von der Längsachse 48 des Aissperrgliedes 47 gezeigt, die mit der Schaltrichtung zusammenfällt. Hier liegt das Absperrglied 47 mit einer an seiner ersten Stirnseite 49 vorgesehenen ringförmigen Dichtpartie 50 dichtend an dem Schließsitz 44 an. In der rechts von der Längsachse 48 gezeigten Entlüftungsstellung 46 ist das Absperrglied 47 vom Schließsitz 44 abgehoben und gibt den Kanaldurchgang frei. Zweckmäßigerweise ist das Absperrglied 47 wie abgebildet als Sitzglied ausgebildet.The shut-off valve 38 has a housing-mounted closing seat 44 which concentrically surrounds the vent channel and which is assigned a shut-off element 47 which can be switched between a closed shut-off position 45 and an open vent position 46. In Figure 2, the shut-off position 45 is shown to the left of the longitudinal axis 48 of the shut-off element 47, which coincides with the switching direction. Here, the shut-off element 47 rests sealingly against the closing seat 44 with an annular sealing section 50 provided on its first end face 49. In the vent position 46 shown to the right of the longitudinal axis 48, the shut-off element 47 is lifted off the closing seat 44 and opens up the channel passage. The shut-off element 47 is expediently designed as a seat element as shown.
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Beispielsgemäß befindet sich des: Schließsitz 44 an der freien Stirnseite einer koaxial, in eine Fluidkammer 51 des Ventilgehäuses 5 hineinragenden gehäuseseitigen Erhebung 53. Auf diese Weise ist die vom Schließsitz 44 umschlossene Mündung 54 des abströmseitigen Kanalabschnittes 36 konzentrisch von der im wesentlichen ringähnlichen Fluidkammer 51 umgeben. Die Fluidkammer 51 bildet die Endpartie des zuströmseitigen Kanalabschnittes 42, der mit dem auslaßseitigen Kanalabschnitt 2 8 des Haupströmungskanals 18 ständig verbunden ist.For example, the closing seat 44 is located on the free end face of a housing-side elevation 53 that projects coaxially into a fluid chamber 51 of the valve housing 5. In this way, the mouth 54 of the downstream channel section 36, which is enclosed by the closing seat 44, is concentrically surrounded by the essentially ring-like fluid chamber 51. The fluid chamber 51 forms the end part of the upstream channel section 42, which is constantly connected to the outlet-side channel section 28 of the main flow channel 18.
Zwischen dem beweglichen Absperrglied 47 und dem Ventilgehäuse 5 ist eine vorzugsweise konzentrisch zum Absperrglied 47 angeordnete, aus biegeflexiblem dichtem elastischem Material bestehende Membran 56 angeordnet. Diese Membran 56 bildet zusammen mit dem Absperrglied 47 eine bewegliche Wand der Fluidkammer 51. Desweiteren begrenzt die Membran 56 auf ihrer der Fluidkammer 51 entgegengesetzten Seite eine Steuerkammer 57, die über einen im Ventilgehäuse ausgebildeten Steuerkanal 58 mit dem einlaßseitigen Kanalabschnitt 27 des Hauptströmungskanal 18 verbunden ist. Die Membran 56 bewirkt eine fluiddichte Abtrennung zwischen der Steuerkammer 57 und der Fluidkammer 51 ohne Beeinträchtigung der Beweglichkeit des Absperrgliedes 47. Da die Membran 56 mit ihrem radial inneren und ihrem radial äußeren Ende zum einen an dem Absperrglied 47 und zum anderen am Ventilgehäuse 5 statisch festgelegt ist, insbesondere durch Einspannung, ist die Abdichtung sehr zuverlässig und reibungsf rei.Between the movable shut-off element 47 and the valve housing 5 there is a membrane 56, which is preferably arranged concentrically to the shut-off element 47 and consists of a flexible, dense, elastic material. This membrane 56 forms, together with the shut-off element 47, a movable wall of the fluid chamber 51. Furthermore, the membrane 56 delimits a control chamber 57 on its side opposite the fluid chamber 51, which is connected to the inlet-side channel section 27 of the main flow channel 18 via a control channel 58 formed in the valve housing. The membrane 56 creates a fluid-tight separation between the control chamber 57 and the fluid chamber 51 without impairing the mobility of the shut-off element 47. Since the membrane 56 is statically fixed with its radially inner and radially outer ends on the one hand to the shut-off element 47 and on the other hand to the valve housing 5, in particular by clamping, the seal is very reliable and friction-free.
Die der Steuerkammer 57 zugewandte Fläche der Membran 56 bildet beispielsgemäß eine in Schließrichtung wirksame Betätigungsfläche 59, die über die Steuerkammer 57 und den Steuerkanal 58 ständig vom Eingangsdruck des Hauptströmkanals 18 beaufschlagt ist. Diese Beaufschlagung liegt unabhängig von der momentanen Schaltstellung des Absperrgliedes 47 vor.The surface of the membrane 56 facing the control chamber 57 forms, for example, an actuating surface 59 that is effective in the closing direction and is constantly subjected to the inlet pressure of the main flow channel 18 via the control chamber 57 and the control channel 58. This pressure is present regardless of the current switching position of the shut-off element 47.
Desweiteren ist eine bezüglich der vorgenannten Betätigungsfläche 59 entgegengesetzt ausgerichtete, in Öffnungsrichtung des Absperrventils 38 wirksame Betätigungsfläche 62 vorgesehen. Sie ist von der in Schließrichtung 63 des Absperrgliedes 47 weisenden Fläche der Membran 56 und des .Absperrgliedes 47 gebildet, die in der Absperrstellung die Fluidkammer 51 begrenzen. Beim Ausführungsbeispiel setzt sie sich, demzufolge von der Fläche der Membran 56 sowie einem radial außerhalb des Schließsitzes liegenden Flächenabschnitt des .Absperrgliedes 47 zusammen. Die vorgenannte, in Öffnungsrichtung wirksame Betätigungsfläche 62 ist über den zuströmseitigen Kanalabschnitt 42 des Entlüftungskanals 3 6 ständig vom Auslaßdruck des Hauptströmungskanals 18 beaufschlagt.Furthermore, an actuating surface 62 is provided which is oriented opposite to the aforementioned actuating surface 59 and is effective in the opening direction of the shut-off valve 38. It is formed by the surface of the membrane 56 and the shut-off element 47 pointing in the closing direction 63 of the shut-off element 47, which delimit the fluid chamber 51 in the shut-off position. In the exemplary embodiment, it is therefore made up of the surface of the membrane 56 and a surface section of the shut-off element 47 lying radially outside the closing seat. The aforementioned actuating surface 62, which is effective in the opening direction, is constantly subjected to the outlet pressure of the main flow channel 18 via the inflow-side channel section 42 of the vent channel 36.
Auf diese Weise bilden die beiden einander entgegengesetzt ausgerichteten Betätigungsflächen .5 9, 62 praktisch eine Druckwaage, die für die momentane Schaltstellung des Absperrgliedes 47 verantwortlich ist. Die momentane Schaltstellung des Absperrgliedes 47 hängt vom Verhältnis der beiden Betätigungsflächen 59, 62 sowie vom Druckverhältnis zwischen dem Eingangsdruck und dem Ausgangsdruck ab.In this way, the two oppositely aligned actuating surfaces 59, 62 practically form a pressure compensator, which is responsible for the current switching position of the shut-off element 47. The current switching position of the shut-off element 47 depends on the ratio of the two actuating surfaces 59, 62 and on the pressure ratio between the inlet pressure and the outlet pressure.
Beim Ausführungsbeispiel ist die in Schließrichtung wirksame Betätigungsfläche 59 des Absperrventils 38 geringfügig größer als die in der Absperrstellung in Öffnungsrichtung wirksame Betätigungsfläche 62. Dies hat zur Folge, daß bei einem identischen Einlaßdruck und Auslaßdruck eine geringfügige resultierende Restkraft in Schließrichtung 63 auf das Absperrglied 47 ausgeübt wird, die das Absperrglied 47 in der Absperrstellung hält.In the embodiment, the actuating surface 59 of the shut-off valve 38 that is effective in the closing direction is slightly larger than the actuating surface 62 that is effective in the opening direction in the shut-off position. This means that, with an identical inlet pressure and outlet pressure, a slight resulting residual force is exerted on the shut-off element 47 in the closing direction 63, which holds the shut-off element 47 in the shut-off position.
Infolge des beispielsgemäß gewählten Flächenverhältnisses zwischen den beiden Betätigungsflächen 59, 62 wird erreicht, daß das Absperrventil 3 8 den Entlüftungskanal 3 6 verschließt, so lange der im einlaßseitigen Kanalabschnitt 27 des Hauptströmungskanals 18 anliegende Eingangsdruck größer oder gleich groß wie der im auslaßseitigen Kanalabschnitt 2 8 anstehende Ausgangsdruck ist. Bei ausreichend großer Druckdifferenz findet hierbei eine Durchströmung des HauptStrömungskanal·s 18 vom Einlaß 12 zum Auslaß 13 statt. Sobald jedoch der Ausgangsdruck aufgrund betriebstechnischer Gegebenheiten über den Eingangsdruck ansteigt - beispieisweise aufgrund einer Reduzierung des Eingangsdruckes durch entsprechende Einstellung des Druckminderers 17 -, wirkt über die beiden Betätigungsflächen 59, 62 eine resultierende Druckkraft in Öffnungsrichtung 64 auf das Absperrglied 47 ein, so daß dieses in die Entlüftungsstellung umschaltet und Druckluft aus dem auslaßseitigen Kanalabschnitt über den Entlüftungskanal 36 und dessen Entlüftungsauslaß 37 aus dem Ventilgehäuse 5 ausströmen kann. Dadurch kann sich der Ausgangsdruck, d.h. der in dem weiterführenden Abschnitt 15 anstehende Druck soweit abbauen, bis er erneut das Niveau desAs a result of the area ratio selected as an example between the two actuating surfaces 59, 62, the shut-off valve 38 closes the vent channel 36 as long as the inlet pressure in the inlet-side channel section 27 of the main flow channel 18 is greater than or equal to the outlet pressure in the outlet-side channel section 28. If the pressure difference is sufficiently large, flow takes place through the main flow channel 18 from the inlet 12 to the outlet 13. However, as soon as the output pressure rises above the input pressure due to operational conditions - for example due to a reduction in the input pressure by adjusting the pressure reducer 17 accordingly - a resulting pressure force acts on the shut-off element 47 in the opening direction 64 via the two actuating surfaces 59, 62, so that it switches to the venting position and compressed air from the outlet-side channel section can flow out of the valve housing 5 via the venting channel 36 and its venting outlet 37. As a result, the output pressure, i.e. the pressure in the further section 15, can be reduced until it again reaches the level of the
Eingangsdruckes erreicht. Das während der Entlüftungsphase geschlossene Rückschlagventil 22 verhindert ein Rückströmen der Abluft zum herankommenden Abschnitt 14 der Druckluftleitung 2 und den mit dieser in Verbindung stehenden Einrichtungen.inlet pressure is reached. The check valve 22, which is closed during the venting phase, prevents the exhaust air from flowing back to the approaching section 14 of the compressed air line 2 and the devices connected to it.
In der Absperrstellung des Absperrventils 38 wird die Mündung 54 des abströmseitigen Kanalabschnittes 36 von einer an der oben bereits erwähnten ersten Stirnseite 49 des Absperrgliedes 47 vorgesehenen Schließfläche 65 überdeckt. Diese SchließflächeIn the shut-off position of the shut-off valve 38, the mouth 54 of the downstream channel section 36 is covered by a closing surface 65 provided on the above-mentioned first end face 49 of the shut-off element 47. This closing surface
65 unterliegt in der Entlüftungsstellung 46 dem im zuströmseitigen Kanalabschnitt 42 des Entlüftungskanals 36 herrschenden Druck. Damit sich dies nicht nachteilig auf die gewünschte Wirkungsweise des Absperrventils auswirkt, ist an dem Absperrglied 47 eine bezüglich der Schließfläche 65 entgegengesetzt gerichtete und somit in Öffnungsrichtung 64 weisende Kompensationsflache 66 vorgesehen. Indem das Absperrglied 47 vorzugsweise koaxial von einem Kompensationskanal 67 durchsetzt wird, der einenends an der Schließfläche 65 und andernends an der Kompensationsfläche 66 ausmündet, unterliegen die beiden vorgenannten Flächen stets dem gleichen Druck. Indem die Kompensationsfläche65 is subject to the pressure prevailing in the inflow-side channel section 42 of the vent channel 36 in the venting position 46. To ensure that this does not have a detrimental effect on the desired operation of the shut-off valve, a compensation surface 66 is provided on the shut-off element 47, which is directed in the opposite direction to the closing surface 65 and thus points in the opening direction 64. By preferably coaxially passing through the shut-off element 47 is a compensation channel 67, which opens at one end at the closing surface 65 and at the other end at the compensation surface 66, the two aforementioned surfaces are always subject to the same pressure. By the compensation surface
66 zumindest im wesentlichen gleich groß wie die Schließfläche 65 ausgeführt ist, stellen sich somit ungeachtet der jeweiligen Stellung des Absperrgliedes 47 keine nennenswerten resultierenden Druckkräfte ein. Somit ist gewährleistet, daß die Betätigung des Absperrventils 38 ausschließlich vom momentanen Druckverhältnis zwischen dem Eingangsdruck und dem Ausgangsdruck abhängt und dementsprechend das Absperrventil 38 automatisch selbsttätig in Abhängigkeit vom. jeweils herrschenden Druckverhältnis geschaltet wird.66 is designed to be at least substantially the same size as the closing surface 65, no significant resulting pressure forces occur regardless of the respective position of the shut-off element 47. This ensures that the actuation of the shut-off valve 38 depends exclusively on the current pressure ratio between the inlet pressure and the outlet pressure and accordingly the shut-off valve 38 is automatically switched depending on the prevailing pressure ratio.
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Das Absperrglied 47 verfügt zweckmäßigerweise an seinem der Schließfläche 65 axial entgegengesetzten Endbereich über einen insbesondere zylindrisch konturierten Führungskolben 68. Die freie Stirnfläche dieses Führungskolbens 68 bildet die Kompensationsfläche 66. Über diesen Führungskolben 68, der in einer komplementären Führungsausnehmung 69 des Ventilgehäuses 5 in Längsrichtung 48 verschiebbar angeordnet ist, ist das Absperrglied 47 unter stabiler Ausrichtung relativ zu dem Ventilgehäuse 5 geführt.The shut-off element 47 expediently has a guide piston 68, in particular with a cylindrical contour, at its end region axially opposite the closing surface 65. The free end face of this guide piston 68 forms the compensation surface 66. The shut-off element 47 is guided in a stable alignment relative to the valve housing 5 via this guide piston 68, which is arranged in a complementary guide recess 69 of the valve housing 5 so as to be displaceable in the longitudinal direction 48.
Um zu verhindern, daß im Kontaktbereich zwischen dem Führungskolben 68 und der Führungsausnehmung 69 Druckluft zwischen der Steuerkammer 5 7 und der sich rückseitig an das Absperrglied 47 anschließenden, von der Kompensationsfläche 66 begrenzten Kompensationskammer 70 überströmt, ist zwischen dem Führungskolben 68 und der Führungsausnehmung 69 eine ringförmige Dichtung 71 angeordnet. Sie sitzt zweckmäßigerweise in einer Umfangsnut des Führungskolbens 68 ein. Insbesondere um die durch diese Dichtung 71 verursachte Reibung zu kompensieren, ist in der Kompensationskammer 70 ergänzend eine Schließfeder 74 angeordnet, die sich einerseits am Ventilgehäuse 5 und andererseits an dem Führungskolben 68 abstützt und dadurch den Führungskolben 68 einschließlich des Absperrgliedes 47 in Schließrichtung 63 vorspannt. Dies ist beispielsgemäß auch insofern sinnvoll, als die Kompensationsfläche 66 geringfügig kleiner ist als die Schließfläche 65.In order to prevent compressed air from overflowing in the contact area between the guide piston 68 and the guide recess 69 between the control chamber 57 and the compensation chamber 70, which is connected to the back of the shut-off element 47 and is delimited by the compensation surface 66, an annular seal 71 is arranged between the guide piston 68 and the guide recess 69. It is expediently seated in a circumferential groove of the guide piston 68. In particular, in order to compensate for the friction caused by this seal 71, a closing spring 74 is additionally arranged in the compensation chamber 70, which is supported on the one hand on the valve housing 5 and on the other hand on the guide piston 68 and thereby preloads the guide piston 68 including the shut-off element 47 in the closing direction 63. This is also useful insofar as the compensation surface 66 is slightly smaller than the closing surface 65.
Anstelle der Membran 56 könnte auch ein anderes Stellglied vorgesehen sein, beispielsweise ein Kolben, der an der Wand der Fluidkammer 51 in Sehaltrichtung beweglich geführt ist. Aufgrund der hier noch erforderlichen Dichtung, wird die auftretende Reibung jedoch etwas größer sein als beim Einsatz einer Membran.Instead of the membrane 56, another actuator could also be provided, for example a piston that is movably guided on the wall of the fluid chamber 51 in the direction of travel. Due to the seal that is still required here, the friction that occurs will be somewhat greater than when using a membrane.
Abgesehen von seiner kompakten Bauform hat das Schnellentlüftungsventil 4 den besonderen Vorteil, das es ohne manuelle Eingriffe automatisch allein aufgrund der jeweils herrschenden Druckverhältnisse selbständig betätigt wird. Durch ausreichend große Bemessung des Querschnittes des Entlüftungskanals 36 kann bei geöffnetem Absperrventil 38 die überschüssige Druckluft sehr rasch entweichen, so daß praktisch ein automatisches Schnellentlüftungsventil vorliegt.Apart from its compact design, the quick exhaust valve 4 has the special advantage that it is automatically operated without manual intervention based solely on the prevailing pressure conditions. By dimensioning the cross-section of the exhaust channel 36 sufficiently large, the excess compressed air can escape very quickly when the shut-off valve 38 is open, so that in practice an automatic quick exhaust valve is present.
Die über den Entlüftungskanal 3 6 abgegebene Druckluft kann bei Bedarf einer für erforderlich gehaltenen Behandlung unterzogen werden. Beispielsgemäß besteht diese Behandlung in der Entölung der Abluft. Hierzu ist an der Schnittstelle 6 ein Ölabscheider 8 angebracht, dessen Filtereinrichtung 3 an den Entlüftungsauslaß 37 angeschlossen ist. Somit strömt die Abluft gemäß Pfeilen 75 durch die Filtereinrichtung 3 hindurch und gelangt anschließend über seitliche Öffnungen 76 eines die Filtereinrichtung 3 aufnehmenden schalen- bzw. becherförmigen Gehäuses 77 gereinigt ins Freie. Das ausgefilterte Öl tropft in den unteren Teil des schalenförmigen Gehäuses 77 und kann von dort über eine geeignete Ablaßeinrichtung 78 entfernt und entsorgt werden.The compressed air released via the vent channel 3 6 can, if required, be subjected to a treatment deemed necessary. For example, this treatment consists in deoiling the exhaust air. For this purpose, an oil separator 8 is attached to the interface 6, the filter device 3 of which is connected to the vent outlet 37. The exhaust air thus flows through the filter device 3 according to arrows 75 and then, cleaned, is released into the open air via side openings 76 of a bowl-shaped or cup-shaped housing 77 that accommodates the filter device 3. The filtered oil drips into the lower part of the bowl-shaped housing 77 and can be removed and disposed of from there via a suitable drain device 78.
In Abhängigkeit vom Zustand der Druckluft und den Einsatzbedingungen kann anstelle des Ölabscheiders 8 auch eine andere Funktionseinheit 7 vorgesehen sein. Hier ist beispielsweise an einen Schalldämpfer zu denken oder an eine weiterführende Abluftleitung großen Querschnitts, die die Abluft zu einer gewünschten Stelle abseits der Wartungseinheit 1 führt. Es versteht sich, daß die Schnittstelle 6 entsprechend der jeweils anzubringenden Funktionseinheit 7 mit unterschiedlich gestalteten Kupplungseinrichtungen ausgestattet sein kann.Depending on the state of the compressed air and the operating conditions, another functional unit 7 can also be provided instead of the oil separator 8. For example, a silencer or a further exhaust air line with a large cross-section that leads the exhaust air to a desired location away from the maintenance unit 1 can be considered here. It goes without saying that the interface 6 can be equipped with differently designed coupling devices depending on the functional unit 7 to be attached.
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