AT513257B1

AT513257B1 - Axial flow valve for cryogenic fluid

Info

Publication number: AT513257B1
Application number: AT80162013A
Authority: AT
Original assignee: Hermeling Werner Dipl Ing
Priority date: 2012-09-25
Filing date: 2012-09-25
Publication date: 2014-03-15
Also published as: AT513257A4

Abstract

Bei einem axial durchströmtes Ventil für Tieftemperaturfluid, umfassend ein rohrförmiges Gehäuse (2) mit einem zuflussseitigen Ende (3) und einem gegenüberliegenden abflussseitigen Ende (4), ein im Gehäuse (2) axial verschieblich geführtes Ventilschließglied (5) und einen Ventilsitz (6), wirkt das Ventilschließglied (5) im geschlossenen Zustand des Ventils mit dem Ventilsitz (6) zusammen, um ein hochdruckseitiges Gehäusevolumen (7) von einem niederdruckseitigen Gehäusevolumen (8) zu trennen, wobei Betätigungsmittel zum Verschieben des Ventilschließglieds (5) zwischen einer offenen und einer geschlossenen Stellung vorgesehen sind, wobei das Ventilschließglied (5) zum hochruckseitigen Gehäusevolumen (7) hin öffnet. Die Betätigungsmittel umfassen eine im hochdruckseitigen Gehäusevolumen (7) angeordnete erste Steuerkammer (12) und eine im niederdruckseitigen Gehäusevolumen (8) angeordnete zweite Steuerkammer (18), mit deren Druck das Ventilschließglied (5) oder ein mit diesem verbundenes Teil jeweils beaufschlagbar ist, wobei die erste Steuerkammer (12) über eine verschließbare erste Leitung (22) mit dem niederdruckseitigen Gehäusevolumen (8) und die zweite Steuerkammer (18) über eine verschließbare zweite Leitung (24) mit dem hochdruckseitigen Gehäusevolumen (7) verbindbar ist.In an axially flow-through valve for cryogenic fluid, comprising a tubular housing (2) with an inflow-side end (3) and an opposite outflow-side end (4), a valve closure member (5) axially displaceably guided in the housing (2) and a valve seat (6) , The valve closing member (5) in the closed state of the valve with the valve seat (6) cooperates to separate a high pressure side housing volume (7) from a low pressure side housing volume (8), wherein actuating means for displacing the valve closing member (5) between an open and a closed position are provided, wherein the valve closing member (5) opens to the high-pressure side housing volume (7). The actuating means comprise a first control chamber (12) arranged in the high-pressure-side housing volume (7) and a second control chamber (18) arranged in the low-pressure-side housing volume (8), the pressure of which is able to be acted upon by the valve closing member (5) or a part connected to it the first control chamber (12) via a closable first line (22) with the low-pressure side housing volume (8) and the second control chamber (18) via a closable second line (24) with the high pressure side housing volume (7) is connectable.

Description

österreichisches Patentamt AT513 257 B1 2014-03-15Austrian Patent Office AT513 257 B1 2014-03-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein axial durchströmtes Ventil für Tieftemperaturfluid, umfassend ein vorzugsweise rohrförmiges Gehäuse mit einem zuflussseitigen Ende und einem gegenüberliegenden abflussseitigen Ende, ein im Gehäuse axial verschieblich geführtes Ventilschließglied und einen Ventilsitz, wobei das Ventilschließglied im geschlossenen Zustand des Ventils mit dem Ventilsitz zusammenwirkt, um ein hochdruckseitiges Gehäusevolumen von einem niederdruckseitigen Gehäusevolumen zu trennen, und wobei Betätigungsmittel zum Verschieben des Ventilschließglieds zwischen einer offenen und einer geschlossenen Stellung vorgesehen sind, wobei das Ventilschließglied zum hochruckseitigen Gehäusevolumen hin öffnet.Description: The invention relates to an axially flow-through valve for cryogenic fluid, comprising a preferably tubular housing having an inflow end and an opposite outflow end, an axially displaceably guided in the housing valve closure member and a valve seat, wherein the valve closure member in the closed state of the valve with the Valve seat cooperates to separate a high pressure side housing volume from a low pressure side housing volume, and wherein actuating means for displacing the valve closing member between an open and a closed position are provided, wherein the valve closing member opens to the high pressure side housing volume.

[0002] Ein derartiges Ventil ist beispielsweise in der EP 1 207 326 A1 beschrieben.Such a valve is described for example in EP 1 207 326 A1.

[0003] Im tiefkalten Bereich, d.h. insbesondere in einem Temperaturbereich bis -250°C werden beim Transport von tiefkalt verflüssigten Gasen erhebliche Ansprüche an die Dichtungen gestellt. Für die Abfüllung von flüssigem Sauerstoff bedürfen Dichtungen eines besonderen Schutzes, um die Gefahr eines Abbrennens der Dichtungen zu verhindern. Bei derartig tiefen Temperaturen können weiters aufgrund unterschiedlicher Materialausdehnungen auftretende Dichtheitsprobleme mit konventionellen Ausbildungen nicht ohne weiteres kontrolliert werden. Derartige für sehr niedrige Temperaturen, insbesondere Temperaturen von flüssiger Luft oder flüssigem Sauerstoff ausgelegte Ventile sind daher in der Regel mit relativ aufwändigen Stellgliedern zum Öffnen und zum Schließen der Ventile ausgestattet.In the cryogenic range, i. Particularly in a temperature range up to -250 ° C, considerable demands are placed on the seals during the transport of cryogenic liquefied gases. For the filling of liquid oxygen seals require special protection to prevent the risk of burning off the seals. At such low temperatures further occurring due to different material expansion leakage problems with conventional training can not be controlled easily. Such designed for very low temperatures, especially temperatures of liquid air or liquid oxygen valves are therefore usually equipped with relatively complex actuators for opening and closing the valves.

[0004] Im tiefkalten Bereich müssen die Ventile isoliert werden, um ein Verdampfen des Fluids im Ventil auf ein Minimum zu beschränken, wobei dies vorteilhafter Weise mit Vakuumisoliersystemen erreicht werden kann. Ist Sauerstoff, Methan oder ein anderes brennbares Gas im Spiel, sind die Ventile darüber hinaus explosionsgeschützt auszuführen.In the cryogenic range, the valves must be isolated to minimize evaporation of the fluid in the valve, which can be achieved advantageously with Vakuumisoliersystemen. If oxygen, methane or other flammable gas is involved, the valves must also be explosion-proof.

[0005] Das in der EP 1 207 326 A1 beschriebene Ventil genügt diesen Anforderungen teilweise. Es wird axial durchströmt, wobei die relevanten Stellen mit Ausnahme des Ventilsitzes mittels Faltenbälgen gedichtet werden. Der Nachteil dieser Konstruktion besteht eindeutig in den hohen Stellkräften und den hohen Herstellkosten des Ventils, welche maßgeblich durch die Kosten der Faltenbälge beeinflusst werden, und der fehlenden Isolierung. Im Betrieb verursacht diese Konstruktion weitere Kosten durch die begrenzte Standzeit der Faltenbälge. Werden hohe Drücke geschaltet, muss der Faltenbalg sehr massiv ausgeführt werden. Das bedeutet, dass zum Schalten des Ventils eine entsprechend starke Feder gewählt werden muss, die den Ventilkegel in der gewünschter Stellung hält. Diese Nachteile will bei gleichbleibenden Vorteilen die vorliegende Erfindung vermeiden.The valve described in EP 1 207 326 A1 partially meets these requirements. It is flowed through axially, the relevant points are sealed with the exception of the valve seat by bellows. The disadvantage of this design is clearly in the high restoring forces and the high production costs of the valve, which are significantly influenced by the cost of bellows, and the lack of insulation. In operation, this construction causes further costs due to the limited service life of the bellows. If high pressures are switched, the bellows must be made very solid. This means that to switch the valve, a correspondingly strong spring must be selected, which holds the poppet in the desired position. These disadvantages will avoid the present invention with the same advantages.

[0006] Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einem axial durchströmten Ventil der eingangs genannten Art vor, dass die Betätigungsmittel eine im hochdruckseitigen Gehäusevolumen angeordnete erste Steuerkammer und eine im niederdruckseitigen Gehäusevolumen angeordnete zweite Steuerkammer umfassen, mit deren Druck das Ventilschließglied oder ein mit diesem verbundenes Teil jeweils beaufschlagbar ist, wobei die erste Steuerkammer über eine verschließbare erste Leitung mit dem niederdruckseitigen Gehäusevolumen und die zweite Steuerkammer über eine verschließbare zweite Leitung mit dem hochdruckseitigen Gehäusevolumen verbindbar ist. Das Ventilschließglied wird somit mit dem Fluid selbst betätigt, wobei zu beiden Seiten des Ventilschließglieds, d.h. sowohl im niederdruckseitigen Bereich als auch im hochdruckseitigen Bereich, eine Steuerkammer vorgesehen ist, deren Druck jeweils auf das Ventilschließglied wirkt. Um das Ventilschließglied zur Hochdruckseite hin zu öffnen, sind bei entsprechend hoher Druckdifferenz zwischen Hochdruck- und Niederdruckseite große Kräfte erforderlich. Dadurch, dass nun die hochdruckseitige Steuerkammer über eine verschließbare erste Leitung mit dem niederdruckseitigen Gehäusevolumen verbindbar ist, kann auf der Hochdruckseite des Ventilschließglieds ein entsprechender Unterdrück erzeugt werden, der die Öffnungsbewegung des Ventilschließglieds unterstützt. Dadurch, dass die niederdruckseitige Steuerkammer über eine verschließbare zweite Leitung mit dem hochdruckseitigen Gehäusevolumen verbindbar ist, liegt an der Niederdruckseite des Ventilschließglieds der hochdruckseitige 1 π österreichisches Patentamt AT513 257B1 2014-03-15To solve this problem, the invention provides for an axially flow-through valve of the type mentioned above, that the actuating means arranged in the high-pressure side housing volume first control chamber and arranged in the low-pressure side housing volume second control chamber include, with the pressure of the valve closure member or a with this connected part can be acted upon in each case, wherein the first control chamber via a closable first line with the low-pressure side housing volume and the second control chamber via a closable second line with the high pressure side housing volume is connectable. The valve closure member is thus actuated with the fluid itself, with either side of the valve closure member, i. is provided in the low-pressure side region as well as in the high-pressure side region, a control chamber, the pressure of which acts in each case on the valve-closing member. In order to open the valve closing member to the high pressure side, large forces are required at a correspondingly high pressure difference between the high pressure and low pressure side. The fact that now the high pressure side control chamber is connectable via a closable first line with the low pressure side housing volume, a corresponding negative pressure can be generated on the high pressure side of the valve closing member, which supports the opening movement of the valve closure member. Due to the fact that the low-pressure-side control chamber can be connected to the high-pressure-side housing volume via a closable second line, the high-pressure side of the high-pressure side is located at the low-pressure side of the valve closing member. AT513 257B1 2014-03-15

Druck an, sodass am Ventilschließglied insgesamt eine Druckdifferenz erzeugt wird, die dieses in Öffnungsrichtung verschiebt.Pressure, so that a total of the pressure difference is generated on the valve closure member, which shifts this in the opening direction.

[0007] Damit sichergestellt ist, dass sich das Ventilschließglied ausschließlich auf Grund des Differenzdrucks öffnet, ist bevorzugt vorgesehen, dass die vom Druck in der zweiten Steuerkammer beaufschlagte projizierende Fläche des Ventilschließglieds bzw. des mit diesem verbundenen Teils größer ist als die vom Druck in dem hochdruckseitigen Gehäusevolumen beaufschlagte projizierende Fläche des Ventilschließglieds.In order to ensure that the valve-closing member opens exclusively due to the differential pressure, it is preferably provided that the acted upon by the pressure in the second control chamber projecting surface of the valve closure member or the part connected to this is greater than that of the pressure in the high pressure side housing volume acted upon projecting surface of the valve closure member.

[0008] In konstruktiv besonders vorteilhafter Weise ist die erste Steuerkammer von einem mit dem Ventilschließglied vorzugsweise starr verbundenen Rohr und einer mit geschlossenem Boden ausgebildeten Führungshülse gebildet, in welche das Rohr eintaucht.In a structurally particularly advantageous manner, the first control chamber is formed by a preferably rigidly connected to the valve closure member tube and a closed bottom guide sleeve into which the tube is immersed.

[0009] Bevorzugt ist vorgesehen, dass die erste Steuerkammer über einen Drosselquerschnitt mit dem hochdruckseitigen Gehäusevolumen verbunden ist. Dies bewirkt, dass die erste Steuerkammer mit dem umgebenden Fluid gefüllt ist, stellt aber gleichzeitig einen definierten Druckverlust sicher, sodass während des Öffnungsvorgangs des Ventils in der ersten Steuerkammer ein ausreichender Unterdrück gegenüber dem umgebenden Druck, d.h. dem im hochdruckseitigen Gehäusevolumen herrschenden Druck vorliegt.It is preferably provided that the first control chamber is connected via a throttle cross section with the high pressure side housing volume. This causes the first control chamber to be filled with the surrounding fluid, but at the same time ensures a defined pressure drop, so that during the opening operation of the valve in the first control chamber there is sufficient suppression of the surrounding pressure, i. the pressure prevailing in the high-pressure side housing volume pressure exists.

[0010] Der Drosselquerschnitt wird bevorzugt dadurch realisiert, dass das Rohr mit radialem Spiel in der Führungshülse geführt ist. Der durch das radiale Spiel definierte Ringspalt und dessen Geometrie bestimmen hierbei den Drosselquerschnitt.The throttle cross-section is preferably realized in that the tube is guided with radial play in the guide sleeve. The annular gap defined by the radial clearance and its geometry in this case determine the throttle cross-section.

[0011] Der Boden der Führungshülse ist mit Vorteil an einer mit dem Gehäuse starr verbundenen Platte ausgebildet, die radial außerhalb der Führungshülse Durchbrechungen für das Hindurchtreten des Fluids aufweist.The bottom of the guide sleeve is advantageously formed on a rigidly connected to the housing plate which has radially outside the guide sleeve openings for the passage of the fluid.

[0012] Um die Rückstellbewegung des Ventilschließglieds zu unterstützen, ist das Ventilschließglied bevorzugt von einem Federelement in Schließrichtung beaufschlagt.To assist the return movement of the valve closure member, the valve closure member is preferably acted upon by a spring element in the closing direction.

[0013] Bevorzugt ist weiters vorgesehen, dass die zweite Steuerkammer von einem Zylinder gebildet ist, in dem ein mit dem Ventilschließglied gekoppelter Kolben verschiebbar geführt ist.Preferably, it is further provided that the second control chamber is formed by a cylinder in which a piston coupled to the valve closing member is displaceably guided.

[0014] Bevorzugt ist außerdem vorgesehen, dass die zweite Leitung in den dem Ventilschließglied abgewandten Arbeitsraum des Zylinders mündet, wobei der dem Ventilschließglied zugewandte Arbeitsraum des Zylinders über eine verschließbare Leitung mit dem niederdruckseitigen Gehäusevolumen verbunden ist.Preferably, it is also provided that the second line opens into the valve closing member facing away from the working space of the cylinder, wherein the valve closing member facing the working space of the cylinder is connected via a closable conduit with the low-pressure side housing volume.

[0015] Bei geringeren Druckdifferenzen zwischen der Hochdruckseite und der Niederdruckseite, kann die erfindungsgemäße hydraulische Bestätigung des Ventilschließglieds auch durch eine andere Art der Betätigung ersetzt werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Betätigungsmittel weiters ein elektromagnetisches Antriebselement umfassen. Bevorzugt wirkt das elektromagnetische Antriebselement im Öffnungssinne des Ventilschließglieds mit dem Kolben zusammen.At lower pressure differences between the high pressure side and the low pressure side, the inventive hydraulic confirmation of the valve closure member can also be replaced by a different type of operation. In particular, it can be provided that the actuating means further comprise an electromagnetic drive element. Preferably, the electromagnetic drive element cooperates with the piston in the direction of opening of the valve closing member.

[0016] Wie an sich bereits bekannt, weist das Ventilschließglied bevorzugt eine kegelige, mit dem Ventilsitz zusammenwirkende Dichtfläche auf.As already known, the valve closure member preferably has a conical, cooperating with the valve seat sealing surface.

[0017] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment schematically illustrated in the drawing.

[0018] Das Ventil 1 weist ein rohrförmiges Gehäuse 2 auf, das am hochdruckseitigen Ende eine Einlassöffnung 3 und am niederdruckseitigen Ende eine Auslassöffnung 4 aufweist. Die Einlassöffnung 3 und die Auslassöffnung 4 können jeweils mit einem Anschluss zum Anschließen von Fluidleitungen versehen sein. Im Inneren des Gehäuses 2 ist ein Ventilschließglied 5 vorgesehen, das im in der Zeichnung dargestellten geschlossenen Zustand mit seiner kegeligen Dichtfläche gegen einen Ventilsitz 6 gedrückt wird. Im geschlossenen Zustand des Ventils trennt das Ventilschließglied 5 das hochdruckseitige Gehäusevolumen 7 vom niederdruckseitigen Gehäusevolumen 8. Das Ventilschließglied 5 ist im Gehäuse 2 in axialer Richtung geführt, wobei die Führung hochdruckseitig so erfolgt, dass ein mit dem Ventilschließglied 5 starr befes- 2/7 österreichisches Patentamt AT513 257B1 2014-03-15 tigtes Rohr 9 mit geringem radialen Spiel in eine mit einem Boden 10 versehene Führungshülse 11 eintaucht. Der Boden 10 ist an einer radialen Platte 14 ausgebildet, die starr im Gehäuse 2 befestigt ist. Das Rohr 9 bildet gemeinsam mit der Führungshülse 11 und dem Boden 10 eine erste Steuerkammer 12, deren Druck direkt auf das Ventilschließglied 5 wirkt. Im Inneren der ersten Steuerkammer 12 ist eine Druckfeder 13 angeordnet, die das Ventilschließglied 5 im Schließsinne beaufschlagt.The valve 1 has a tubular housing 2, which has an inlet opening 3 at the high-pressure end and an outlet opening 4 at the low-pressure end. The inlet port 3 and the outlet port 4 may each be provided with a port for connecting fluid lines. Inside the housing 2, a valve closing member 5 is provided, which is pressed in the closed state shown in the drawing with its conical sealing surface against a valve seat 6. In the closed state of the valve, the valve closing member 5 separates the high-pressure side housing volume 7 from the low-pressure side housing volume 8. The valve closing member 5 is guided in the housing 2 in the axial direction, the guide high pressure side so that a rigidly attached to the valve closing member 5 Austrian Patent Office AT513 257B1 2014-03-15 tigt tube 9 with little radial play in a provided with a bottom 10 guide sleeve 11. The bottom 10 is formed on a radial plate 14 which is rigidly secured in the housing 2. The tube 9, together with the guide sleeve 11 and the bottom 10, a first control chamber 12, the pressure acts directly on the valve closure member 5. Inside the first control chamber 12, a compression spring 13 is arranged, which acts on the valve closing member 5 in the closing direction.

[0019] An der Niederdruckseite ist das Ventilschließglied 5 über eine Kolbenstange 15 mit einem Kolben 16 verbunden. Der Kolben 16 ist in einem Zylinder 17 verschieblich geführt, der eine zweite Steuerkammer 18 ausbildet. Mit dem Kolben 16 wirkt ein Schubelektromagnet 19 zusammen.At the low pressure side, the valve closing member 5 is connected via a piston rod 15 with a piston 16. The piston 16 is displaceably guided in a cylinder 17, which forms a second control chamber 18. With the piston 16, a thrust solenoid 19 cooperates.

[0020] Sobald das geschlossene Ventil 1 einlass- bzw. hochdruckseitig an eine Fluidquelle, z.B. einen Fluidbehälter angeschlossen wird, fließt das Fluid über die Einlassöffnung 3 in das Gehäuse 2 und gelangt in das hochdruckseitige Gehäusevolumen 7. Das Fluid strömt dabei durch die in der Platte 14 ausgebildeten Durchbrechungen 20 und füllt über den Ringspalt 21 die erste Steuerkammer 12. Sobald das geschlossene Ventil 1 auslass- bzw. niederdruckseitig an eine Fluidsenke angeschlossen wird, füllt sich auch das niederdruckseitige Gehäusevolumen 8 samt der zweiten Steuerkammer 18 mit Fluid.Once the closed valve 1 is on the high pressure side to a fluid source, e.g. a fluid container is connected, the fluid flows through the inlet opening 3 in the housing 2 and enters the high-pressure side housing volume 7. The fluid flows through the openings 14 formed in the plate 14 and fills via the annular gap 21, the first control chamber 12. Once the closed valve 1 outlet and low pressure side is connected to a fluid sink, also the low-pressure side housing volume 8 together with the second control chamber 18 fills with fluid.

[0021] Zum Öffnen des Ventils 1 wird die erste Steuerkammer 12 durch Öffnen des Schließventils 23 (z.B. ein Magnetventil) über die erste Kapillarleitung 22 mit dem niederdruckseitigen Gehäusevolumen 8 verbunden. Dies bewirkt, dass Fluid aus dem ersten Steuerraum 12 auf Grund des dort herrschenden höheren Drucks in das niederdruckseitige Gehäusevolumen 8 abfließt. In der ersten Steuerkammer 12 sinkt der Druck dadurch ab, so dass Fluid durch den Spalt 21 zwischen der Führungshülse 11 und dem Rohr 9 in die erste Steuerkammer 12 nachströmt, jedoch weniger als abströmen kann. Der Spalt 21 (spaltbreite z.B. 0,01mm) erzeugt beim Nachströmen des Fluids somit einen Druckverlust, der das Einströmen in das Innere der ersten Steuerkammer 12 behindert. Der Spalt 21 bewirkt somit einen definierten Druckverlust. Zur Erhöhung des Druckverlusts kann vorgesehen sein, dass das Rohr 9 an seinem Ende mit umlaufenden Rillen versehen ist. Dadurch, dass in der ersten Steuerkammer 12 eine Druckverringerung erzielt wird, verringern sich die Stellkräfte für das Ventilschließglied 5.To open the valve 1, the first control chamber 12 is connected to the low pressure side housing volume 8 by opening the closing valve 23 (e.g., a solenoid valve) via the first capillary line 22. This causes fluid from the first control chamber 12 due to the prevailing there higher pressure flows into the low-pressure side housing volume 8. In the first control chamber 12, the pressure decreases as a result, so that fluid flows through the gap 21 between the guide sleeve 11 and the tube 9 in the first control chamber 12, but less than can flow out. The gap 21 (gap width, for example, 0.01 mm) thus generates a pressure loss during the subsequent flow of the fluid, which hinders the inflow into the interior of the first control chamber 12. The gap 21 thus causes a defined pressure loss. To increase the pressure loss can be provided that the tube 9 is provided at its end with circumferential grooves. Characterized in that in the first control chamber 12, a pressure reduction is achieved, the actuating forces for the valve closing member 5 decrease.

[0022] Danach wird das hochdruckseitige Gehäusevolumen 7 durch Öffnen des Schließventils 25 (z.B. ein Magnetventil) über die zweite Kapillarleitung 24 mit der zweiten Steuerkammer 18 verbunden. Die zweite Kapillarleitung 24 mündet hierbei in den dem Ventilschließglied 5 abgewandten Arbeitsraum des Zylinders 17. Dadurch erhöht sich der Druck in der zweiten Steuerkammer 18 und der erhöhte Druck bewegt den Kolben 16 und mit ihm das über die Kolbenstange 15 angeschlossene Ventilschließglied 5 in der Zeichnung nach links, wodurch das Ventil 1 geöffnet wird. Der dem Ventilschließglied 5 zugewandte Arbeitsraum des Zylinders 17 ist über die Öffnung 26 mit dem niederdruckseitigen Gehäusevolumen 8 verbunden, sodass das verdrängte Fluid aus diesem Arbeitsraum entweichen kann.Thereafter, the high pressure side housing volume 7 is connected to the second control chamber 18 by opening the closing valve 25 (e.g., a solenoid valve) via the second capillary line 24. In this case, the pressure in the second control chamber 18 increases and the increased pressure moves the piston 16 and with it the valve closing member 5 connected via the piston rod 15 in the drawing left, whereby the valve 1 is opened. The valve chamber 5 facing the working chamber of the cylinder 17 is connected via the opening 26 with the low-pressure side housing volume 8, so that the displaced fluid can escape from this working space.

[0023] Die Bewegung des Ventilschließglieds 5 wird hierbei dadurch ermöglicht, dass die projizierende Fläche des Kolbens 16 größer ist als die projizierende Ringfläche 27 des Ventilschließglieds 5, so dass die resultierenden Kräfte das Ventilschließglied 5 vom Ventilsitz 6 anheben können. Der Hub des Ventilschließglieds 5 wird durch den Hub des Kolbens 16 im Zylinder 17 begrenzt. Um das Ventil im offenen Zustand zu halten, wird das Magnetventil 23 geschlossen.The movement of the valve closing member 5 is in this case made possible by the fact that the projecting area of the piston 16 is greater than the projecting annular surface 27 of the valve closure member 5, so that the resulting forces can lift the valve closure member 5 from the valve seat 6. The stroke of the valve closing member 5 is limited by the stroke of the piston 16 in the cylinder 17. To keep the valve in the open state, the solenoid valve 23 is closed.

[0024] Zum Schließen des Ventils 1 wird zuerst das Magnetventil 25 geschlossen und anschließend das Magnetventil 28 geöffnet. Der Druckunterschied zwischen der zweiten Steuerkammer 18 und dem niederdruckseitigen Gehäusevolumen 8 gleicht sich aus, sodass die Feder 13 das Ventilschließglied 5 im Schließsinne bewegt. Dadurch wird der Kolben 16 im Zylinder 17 wieder in die Ausgangslage zurückgeschoben. Abschließend wird das Magnetventil 28 wieder geschlossen.To close the valve 1, the solenoid valve 25 is first closed and then the solenoid valve 28 is opened. The pressure difference between the second control chamber 18 and the low-pressure side housing volume 8 equalizes, so that the spring 13 moves the valve closing member 5 in the closing direction. As a result, the piston 16 is pushed back into the cylinder 17 in the starting position. Finally, the solenoid valve 28 is closed again.

[0025] Das Ventil soll gegen Wärmezufuhr isoliert werden, damit das im Ventil geführte Produkt 3/7 österreichisches Patentamt AT513 257B1 2014-03-15 nicht verdampfen kann. Dazu wird um das Ventil eine modulare Isolierung angebracht, die vorzugsweise eine modulare Vakuumisolierung ist.The valve should be isolated against heat, so that the valve guided product can not evaporate 3/5 Austrian Patent Office AT513 257B1 2014-03-15. For this purpose, a modular insulation is applied around the valve, which is preferably a modular vacuum insulation.

[0026] Bei niederer Druckdifferenz zwischen der Hochdruckseite und der Niederdruckseite kann das Ventil auch nur dadurch geöffnet werden, dass der Schubmagnet 19 geschaltet wird. Zum Schließen wird der Schubmagnet 19 ausschaltet und der Federdruck schließt das Ventil.At low pressure difference between the high pressure side and the low pressure side, the valve can only be opened by the fact that the solenoid 19 is switched. To close the solenoid 19 is switched off and the spring pressure closes the valve.

[0027] In einem konkreten Anwendungsbeispiel befindet sich in einem nicht dargestellten hochdruckseitigen Speicherbehälter flüssiges Fluid, z.B. flüssige und gasförmige Luft, mit einem Druck von 200bar und einer Temperatur von -180°C. Das Fluid soll aus dem Speicherbehälter über eine Rohrleitung in einen weiteren Behälter verbracht werden. Die Rohrleitung verbindet beide Behälter, wobei das erfindungsgemäße Ventil 1 in der Rohrleitung angeordnet ist und die beiden Behälter voneinander trennt. Der freie Querschnitt des Ventils beträgt beispielsweise 40 mm. Im niederdruckseitigen Bereich des Ventils 1, in dem zum weiteren Behälter führenden Bereich der Rohrleitung und in dem weiteren Behälter herrscht ein Druck von z.B. 15bar und eine Temperatur von -ΙδΟ'Ό. Nach dem Öffnen des Ventils 1 strömt zuerst das im Speicherbehälter befindliche Fluid als Flüssigkeit in den weiteren Behälter ab. Danach folgt ein relativ warmes Gas mit gleichem Druck. Das bedeutet, dass das Ventil 1 zuerst sehr kalt ist und sich anschließend auf ca. +10°C erwärmt.In a concrete example of application is in a high pressure side storage tank, not shown, liquid fluid, e.g. liquid and gaseous air, with a pressure of 200 bar and a temperature of -180 ° C. The fluid is to be transferred from the storage tank via a pipeline in another container. The pipe connects both containers, wherein the valve 1 according to the invention is arranged in the pipeline and separates the two containers from each other. The free cross section of the valve is for example 40 mm. In the low-pressure side region of the valve 1, in the region of the pipeline leading to the further container and in the further container, a pressure of e.g. 15bar and a temperature of -ΙδΟ'Ό. After opening the valve 1, first the fluid in the storage container flows as liquid into the further container. This is followed by a relatively warm gas at the same pressure. This means that the valve 1 is first very cold and then heated to about + 10 ° C.

[0028] Zusammenfassend baut das Ventil 2-dimensional und ähnelt einer Rohrerweiterung. Daher ist die Fertigung einfacher und kostengünstiger als jedes 3-dimensionale Ventil. Die Dimensionierung bezüglich Durchmesser und Druck lässt fast jeden Kundenwunsch zu. Die schlanke Bauform gestattet eine Verblockung und zusätzliche Vakuumisolierung. Die Einbaulage kann beliebig sein. Das Ventil wird axial durchströmt und mit einem herkömmlichen Ventilkegel gedichtet. Daher entspricht die Leckrate im Sitz herkömmlichen Konstruktionen. Nach außen ist die Konstruktion vollständig dicht, die Leckrate ist somit Null. Die austretenden Kapillaren sind bevorzugt verschweißt. 4/7In summary, the valve is 2-dimensional and resembles a pipe extension. Therefore, manufacturing is easier and less expensive than any 3-dimensional valve. The dimensioning in terms of diameter and pressure allows almost every customer request. The slim design allows for blocking and additional vacuum insulation. The mounting position can be arbitrary. The valve is flowed through axially and sealed with a conventional poppet. Therefore, the leakage rate in the seat conforms to conventional designs. Outwardly, the construction is completely leak-tight, so the leak rate is zero. The exiting capillaries are preferably welded. 4.7

Claims

Austrian Patent Office AT513 257 B1 2014-03-15 Claims 1. An axial flow valve for cryogenic fluid, comprising a tubular housing (2) with an inflow end (3) and an opposite outflow end (4), axially displaceable in the housing (2) guided valve closing member (5) and a valve seat (6), wherein the valve closing member (5) in the closed state of the valve with the valve seat (6) cooperates to separate a high-pressure side housing volume (7) from a low-pressure side housing volume (8), and Actuating means for displacing the valve closing member (5) between an open and a closed position are provided, wherein the valve closing member (5) opens to the high pressure side housing volume (7), characterized in that the actuating means comprises a first control chamber (7) arranged in the high pressure side housing volume (7). 12) and in the low-pressure side housing volume (8 The first control chamber (12) via a closable first line (22) with the low-pressure side housing volume (8) and the second control chamber (18) via a closable second conduit (24) with the high pressure side housing volume (7) is connectable.

2. Valve according to claim 1, characterized in that the pressure in the second control chamber (18) acted upon projecting surface of the valve closing member (5) or the part connected thereto is greater than that of the pressure in the high-pressure side housing volume (7) acted upon projecting Ring surface (27) of the valve closure member (5).

3. Valve according to claim 1 or 2, characterized in that the first control chamber (12) of one with the valve closure member (5) preferably rigidly connected tube (9) and a closed bottom (10) formed guide sleeve (11) is formed, in which the tube (9) dips.

4. Valve according to claim 1,2 or 3, characterized in that the first control chamber (12) via a throttle cross-section with the high pressure side housing volume (7) is connected.

5. Valve according to claim 4, characterized in that the tube (9) with radial play, which forms the throttle cross-section, in the guide sleeve (11) is guided.

6. Valve according to claim 3 or 4, characterized in that the bottom (10) of the guide sleeve (11) on a rigidly connected to the housing plate (14) is formed, which radially outside the guide sleeve (11) openings (20) having the passage of the fluid.

7. Valve according to one of claims 1 to 6, characterized in that the valve closing member (5) by a spring element (13) is acted upon in the closing direction.

8. Valve according to one of claims 1 to 7, characterized in that the second control chamber (18) by a cylinder (17) is formed, in which a with the valve closure member (5) coupled to the piston (16) is displaceably guided.

9. Valve according to claim 8, characterized in that the second line (24) in the valve closure member (5) facing away from the working space of the cylinder (17) opens.

10. Valve according to claim 8 or 9, characterized in that the valve closing member (5) facing the working space of the cylinder (17) via an opening (26) with the low-pressure-side housing volume (8) is connected.

11. Valve according to one of claims 1 to 10, characterized in that the actuating means further comprise an electromagnetic drive element (19). 5/7 Austrian Patent Office AT 513 257 B1 2014-03-15

12. Valve according to claim 11, characterized in that the electromagnetic drive element (19) in the opening direction of the valve closing member (5) cooperates with the piston (16).

13. Valve according to one of claims 1 to 12, characterized in that the valve closing member (5) has a conical, with the valve seat (6) cooperating sealing surface. For this 1 sheet drawings 6/7