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Von Druckmittel gesteuertes Flüssigkeitsventil
Die Erfindung betrifft ein von Druckmittel gesteuertes Flüssigkeitsventil. Es ist bekannt, beim Abfüllen von Flüssigkeiten Mengenvoreinstellwerke zu benutzen, die einen Durchflussmengenzähler enthalten und die z. B. beim Füllen eines Tankwagens od. dgl. auf eine bestimmte Flüssigkeitsmenge, z. B. 5000 1, voreingestellt werden. Durch ein solches Mengenvoreinstellwerk wird ein Flüssigkeitsventil selbsttätig geschlossen, sobald die voreingestellte Menge durch den Mengenzähler hindurchgeflossen ist.
Bei diesem Vorgang treten verschiedene technische Schwierigkeiten auf. Um die Genauigkeit des Mengenzählwerkes nicht ungünstig zu beeinflussen, darf das Mengenzählwerk durch die Steuerung des Flüssigkeitsventils nicht mit mechanischen Kräften belastet werden. Aus diesem Grunde benutzt man für solche Zwecke Flüssigkeitsventile, die durch Hilfskraft, z. B. Druckluft, vom Mengenvoreinstellwerk steuerbar sind.
Um die voreingestellte Menge mit ausreichender Genauigkeit einhalten zu können, ist es erforderlich, das Flüssigkeitsventil verzögerungslos zu schliessen, wenn die voreingestellte Menge erreicht ist. Das führt meist zu Schwierigkeiten, da bei einem Schnellschluss des Flüssigkeitsventils grosse Flüssigkeitsschläge auftreten.
Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, ist es bekannt, das Flüssigkeitsventil vor dem Erreichen
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Mit diesem gedrosselten Flüssigkeitsstrom wird die noch fehlende Menge aufgefüllt und dann beim Erreichen der voreingestellten Menge ein Schnellschluss des Flüssigkeitsventils herbeigeführt.
Da der Schnellschluss nunmehr bei stark gedrosseltem Flüssigkeitsstrom stattfindet, bleibt der Flüssigkeitsschlag in erträglichen Grenzen.
Es sind also Flüssigkeitsventile, die von einem Mengenvoreinstellwerk steuerbar sind, bekannt, bei denen der Ventilverschlusskörper durch ein vom Druckmittel in einer Hauptdruckkammer beaufschlagtes Ventilhubglied gegen die Wirkung einer Ventilschliesskraft geöffnet und vor dem Abschluss durch eine vom Mengenvoreinstellwerk betätigte Druckmittelsteuervorrichtung in eine drosselnde Zwischenstellung gebracht wird.
Bei den bekannten Flüssigkeitsventilen dieser Art wird die Zwischenstellung des Ventilverschlusskörpers dadurch erreicht, dass der das Ventilhubglied belastende Steuerdruck durch Öffnen einer Auslassdrossel vermindert wird. Es entsteht dann ein Gleichgewicht zwischen der Ventilschliesskraft und dem verminderten Steuerdruck bei einer Zwischenstellung des ventilverschlusskörpers.
Eine solche Steuerung hat erhebliche Nachteile. Es muss nämlich während der Periode der Ventil-Zwischenstellung durch Auslassdrosselung ein verminderter Steuerdruck aufrechterhalten werden, so dass während dieser Zeit ein beachtlicher Druckmittelverbrauch stattfindet. Der besagte Gleichgewichtszustand zwischen dem verminderten Steuerdruck und der Ventilschliesskraft gewährleistet keine definierte Zwischenstellung des Ventilverschlusskörpers, da hier Stopfbuchsenreibungen u. dgl. eine Rolle spielen. Der Ventilverschlusskörper spielt sich erst mit einer gewissen Verzögerung in den Gleichgewichtszustand ein, was zur Verlängerung der Abfülldauer beiträgt.
Zur Erzielung eines Ventilschnellschlusses, bei dem das
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für das Vemilhubgliedgenvoreinstellwerk unmittelbar mechanisch umgeschaltet werden.
Sowohl in die zum Dreiwegehahn 14 führende Druckmittelzuleitung als auch in die zugehörige Auslassleitung sind einstellbare Drosselventile 26,29 eingeschaltet.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Offenstellung des Ventils sind alle Steuerdruckräume 9,12, 18 an die Druckmittelleitung angeschlossen. Der Steuerdruck im Raum 9 hat das Bestreben, den Ventilverschlusskörper 3 in Schliessstellung zu bringen, und wirkt daher im gleichen Sinne wie die Ventilschliessfeder 27. Durch den auf die Oberfläche des Kolbens 7 im Raum 12 wirkenden Steuerdruck wird jedoch der Ventilverschlusskörper 3 unter Überwindung der Schliesskräfte in Offenstellung gehalten. Wird der Dreiwegehahn 14 so umgeschaltet, dass der Steuerdruckraum 12 mit dem Auslass 24 verbunden ist, also drucklos wird, dann wird der Ventilverschlusskörper 3 unter dem Einfluss der Schliesskräfte in Schliessrichtung bewegt, bis der Kolben 7 am Anschlagbolzen 19 zur Anlage kommt.
Der Anschlagbolzen 19 wird durch den im Raum 18 herrschenden Steuerdruck in seiner Anschlagstellung gehalten. Der Ventilverschlusskörper 3 hat somit seine durch den einstellbaren Anschlagbolzen 19 genau definierte Zwischenstellung erreicht. Wird nunmehr der Dreiwegehahn 23 umgeschaltet, so dass der Steuerdruck im Raum 18 verschwindet, gibt der Anschlagbolzen 19 den Schliesskräften nach und der Ventilverschlusskörper 3 geht schnell in Schliessstellung.
Zum Öffnendes Ventils werden beide Dreiwegehähne 14, 23 wieder auf die Druckmittelleitung 11 um- geschaltet. Durch den Steuerdruck im Raum 18 wird der Anschlagbolzen 19 sofort wieder in seine An- schlagstellung gedrückt, so dass der Ventilverschlusskörper 3 in erwünschter Weise ohne Verzögerung in die
Zwischenstellung gelangt. Im Raum 12 entwickelt sich der Steuerdruck infolge der Drosselung bei 26 mit einstellbarer Verzögerung, so dass der Ventilverschlusskörper 3 entsprechend langsam in Offenstellung geht.
Dadurch werden Flüssigkeitsstösse vermieden und die in der Regel angeschlossenen Mengenmessgeräte ge- schont.
Der Druck im Steuerdruckraum 9, der wegen der unterschiedlichen Druckflächen (4,7) eine die
Schliesskraft der Feder 27 unterstützende Kraftkomponente erzeugt, ermöglicht es, mit einer relativ schwa- chen Ventilschliessfeder 27 auszukommen. Das Ventil wird durch diese SchlieJ3kraftkomponente mit Si- cherheit auch bei einem Bruch der Ventilschliessfeder 27 geschlossen.
Man kann aber auch auf diesen Steuerdruckraum 9 gegebenenfalls ganz verzichten, wenn die ventilschliessfeder 27 entsprechend stärker ausgebildet wird. Bei grösseren Ventilen ist die vom Steuerdruck im Raum 9 erzeugte Schliesskraftkomponente jedoch von grossem Vorteil, weil man sie, wie in Fig. 2 gezeigt ist, beim Öffnen des Ventils leicht unwirksam machen kann, ohne beim Schliessen des Ventils auf sie verzichten zu müssen.
Zu diesem Zweck ist zwischen der Druckmittelleitung 11 und der zum Steuerdruckraum 9 führenden Leitung 10 ein weiterer Dreiwegehahn 28 angeordnet, durch den bei Offenstellung des Ventils der Steuerdruckraum 9 mit dem Auslass 24 verbunden, also drucklos ist. Es braucht also zum Öffnen des Ventils vom Steuerdruck in den Räumen 12 und 18 nur die Kraft der Ventilschliessfeder 27 überwunden zu werden, während beim Schliessvorgang durch Umschaltung des Dreiwegehahnes 28 auf die Druckmittelleitung 11 ausser der Federkraft 27 noch zusätzlich eine Steuerdruckkomponente zur Verfügung steht.
Wird der Druckmittelauslass durch das Drosselventil 29 gedrosselt, so geht der Ventilverschlusskörper 3 nach dem Umschalten des Dreiwegehahnes 14. mit einer einstellbaren Verzögerung in seine Zwischenstellung, was zur Schonung des Ventils und des Mengenzählers vorteilhaft ist. Trotz dieser Auslassdrosselung wird beim Umschalten des Dreiwegehahnes 23 ein unverzögerter Schnellschluss des Ventils erreicht, da in diesem Falle sich die Kolben 7 und 16 gemeinsam nach oben bewegen, wobei aus dem Steuerdruckraum 12 kein Druckmittel verdrängt zu werden braucht und daher die Auslassdrossel 29 unwirksam bleibt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Von Druckmittel gesteuertes Flüssigkeitsventil, das von einem Mengenvoreinstellwerk steuerbar ist und bei dem der Ventilverschlusskörper durch ein vom Druckmittel in einer Hauptdruckkammer beaufschlagtes Ventilhubglied gegen die Wirkung einer Ventilschliesskraft geöffnet und vor dem Abschluss durch eine vom Mengenvoreinstellwerk betätigte Druckmittelsteuervorrichtung in eine drosselnde Zwischenstellung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerdruck auf eine Hilfsdruckkammer (18) aufschaltbar ist, in der ein Hilfshubglied (16) unter Wirkung dieses Steuerdruckes eine Lage einnimmt, in der es für das Ventilhubglied (7) einen dessen Zwischenstellung definierenden Anschlag bildet.
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Fluid valve controlled by pressure medium
The invention relates to a fluid valve controlled by a pressure medium. It is known to use quantity presetting mechanisms when filling liquids, which contain a flow meter and which, for. B. od when filling a tanker. Like. To a certain amount of liquid, z. B. 5000 1, can be preset. A liquid valve is automatically closed by such a quantity presetting mechanism as soon as the preset quantity has flowed through the quantity counter.
Various technical difficulties arise in this process. In order not to adversely affect the accuracy of the totalizer, the totalizer must not be subjected to mechanical forces by the control of the liquid valve. For this reason, liquid valves are used for such purposes, which are assisted by auxiliary workers, e.g. B. compressed air, are controllable by the quantity presetting.
In order to be able to adhere to the preset amount with sufficient accuracy, it is necessary to close the liquid valve without delay when the preset amount is reached. This usually leads to difficulties, since large liquid hammers occur if the liquid valve closes quickly.
To avoid these difficulties, it is known to open the liquid valve before reaching
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With this throttled flow of liquid, the amount still missing is filled and, when the preset amount is reached, the liquid valve closes quickly.
Since the emergency shutdown now takes place when the flow of liquid is greatly restricted, the liquid hammer remains within tolerable limits.
There are also known liquid valves that can be controlled by a quantity presetting mechanism, in which the valve closure body is opened against the action of a valve closing force by a valve lift member acted upon by the pressure medium in a main pressure chamber and, before completion, is brought into a throttling intermediate position by a pressure medium control device actuated by the quantity presetting mechanism.
In the known liquid valves of this type, the intermediate position of the valve closure body is achieved in that the control pressure loading the valve lifting member is reduced by opening an outlet throttle. An equilibrium then arises between the valve closing force and the reduced control pressure when the valve closing body is in an intermediate position.
Such a control has significant disadvantages. This is because a reduced control pressure has to be maintained during the period of the intermediate valve position by outlet throttling, so that considerable pressure medium consumption takes place during this time. The said state of equilibrium between the reduced control pressure and the valve closing force does not guarantee a defined intermediate position of the valve closing body, since stuffing box friction and the like. Like. Play a role. The valve closure body only comes into equilibrium with a certain delay, which contributes to the extension of the filling time.
To achieve a quick valve closure, in which the
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for the Vemilhub link presetting mechanism can be switched directly mechanically.
Adjustable throttle valves 26, 29 are switched on both in the pressure medium supply line leading to the three-way valve 14 and in the associated outlet line.
When the valve is in the open position shown in FIG. 1, all control pressure chambers 9, 12, 18 are connected to the pressure medium line. The control pressure in space 9 tends to bring the valve closure body 3 into the closed position, and therefore acts in the same way as the valve closure spring 27. However, the control pressure acting on the surface of the piston 7 in space 12 causes the valve closure body 3 to overcome the closing forces held in open position. If the three-way valve 14 is switched so that the control pressure chamber 12 is connected to the outlet 24, i.e. is depressurized, the valve closure body 3 is moved in the closing direction under the influence of the closing forces until the piston 7 comes to rest on the stop pin 19.
The stop pin 19 is held in its stop position by the control pressure prevailing in space 18. The valve closure body 3 has thus reached its intermediate position precisely defined by the adjustable stop bolt 19. If the three-way valve 23 is now switched over, so that the control pressure in the space 18 disappears, the stop bolt 19 yields to the closing forces and the valve closure body 3 quickly moves into the closed position.
To open the valve, the two three-way cocks 14, 23 are switched back to the pressure medium line 11. The control pressure in the space 18 immediately pushes the stop pin 19 back into its stop position so that the valve closure body 3 moves into the desired manner without delay
Intermediate position reached. In space 12, the control pressure develops as a result of the throttling at 26 with an adjustable delay, so that the valve closure body 3 moves correspondingly slowly into the open position.
This avoids liquid surges and protects the volume measuring devices that are usually connected.
The pressure in the control pressure chamber 9, which because of the different pressure surfaces (4.7) a die
The force component which supports the closing force of the spring 27 makes it possible to get by with a relatively weak valve closing spring 27. The valve is closed with certainty by this closing force component even if the valve closing spring 27 breaks.
However, this control pressure chamber 9 can optionally be dispensed with entirely if the valve closing spring 27 is made correspondingly stronger. With larger valves, however, the closing force component generated by the control pressure in space 9 is of great advantage because, as shown in FIG. 2, it can easily be rendered ineffective when the valve is opened, without having to do without it when the valve is closed.
For this purpose, a further three-way valve 28 is arranged between the pressure medium line 11 and the line 10 leading to the control pressure chamber 9, through which, when the valve is in the open position, the control pressure chamber 9 is connected to the outlet 24, ie is depressurized. To open the valve, the control pressure in spaces 12 and 18 only needs to be overcome by the force of the valve closing spring 27, while during the closing process by switching the three-way valve 28 to the pressure medium line 11, in addition to the spring force 27, a control pressure component is also available.
If the pressure medium outlet is throttled by the throttle valve 29, the valve closure body 3 moves to its intermediate position with an adjustable delay after switching over the three-way valve 14, which is advantageous for protecting the valve and the quantity counter. In spite of this outlet throttling, when the three-way valve 23 is switched, the valve closes immediately, since in this case the pistons 7 and 16 move upwards together, whereby no pressure medium needs to be displaced from the control pressure chamber 12 and the outlet throttle 29 therefore remains ineffective.
PATENT CLAIMS:
1. Fluid valve controlled by pressure medium, which can be controlled by a quantity presetting mechanism and in which the valve closure body is opened against the action of a valve closing force by a valve lift member acted upon by the pressure medium in a main pressure chamber and, before the closure, is brought into a throttling intermediate position by a pressure medium control device actuated by the quantity presetting mechanism, characterized in that the control pressure can be applied to an auxiliary pressure chamber (18) in which an auxiliary lifting member (16), under the effect of this control pressure, assumes a position in which it forms a stop for the valve lifting member (7) defining its intermediate position.