CH403423A - Hochdruck-Schieberventil für grosse Durchflussmengen - Google Patents

Description

      Hochdruck-Schieberventil    für grosse     Durchflussmengen       Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Schie  berventil zur     Öffnung    und Schliessung eines Durch  lasses für     ein        unter    sehr hohem     Druck        (Grössen-          ordnung    100-300 atü) stehendes Arbeitsmedium,  wobei als Schieber ein in einem Zylinder ver  schiebbarer Kolben mit eingelegtem O-Ring     als.     Dichtungselement dient.

   Es hat sich gezeigt, dass der  artige O-Ringe, die einen kreisförmigen Querschnitt  haben und aus     gummielastischem    Material bestehen,  auch bei höchsten Drücken des Arbeitsmediums eine  absolute     Durchfluss-Sperrung    zu sichern vermögen.

    Hingegen wird dieser O-Ring beim Übergang über  die Abschlusskante der     Zylinderausnehmung,    die an  die eine Seite des zu     öffnenden    oder zu     schliessenden          Mediumdurchlasses    angeschlossen ist, also     in    der Be  wegungsphase, in welcher der     Durchlassquerschnitt     sich zu öffnen bzw. zu schliessen beginnt, unter Wir  kung der durch den engen     Durchlass-Spalt    extrem  raschen     Mediumsströmung    aus seinem Sitz gerissen.  



  Dieser Übelstand kann dadurch     vermieden    wer  den, dass der Kolben über die     O-Ring-Dichtung    hin  aus gegen den Zylinderraum in solchem Masse ver  längert ist, dass durch das     Zusammenwirken    dieser  Kolbenverlängerung mit der Zylinderwandung nach  dem Austreten der     O-Ring-Dichtung    bzw.

   vor ihrem  Eintreten eine den     Durchfluss    nennenswerter Mengen  von     Druck-Medium        hindernde        Abschliessung    auf  rechterhalten wird     bzw.    bereits     bewirkt    wird, der  art, dass der     Medium-Durchfluss    nur frei ist, wenn  der im Kolben eingelegte Dichtungsring von der  Grenzkante der dichtenden Zylinderwandung eine  vorbestimmte Minimaldistanz hat.  



  Damit     wird    erreicht, dass beim     Einsetzen    der       Durchlass-Strömung    bzw. bei deren     Abschliessung     der dichtende O-Ring nicht im Bereich der hohen    Strömungsgeschwindigkeit     liegt    und damit auch nicht  davon     beeinflusst    werden     kann.     



  Zur Veranschaulichung dieser     Wirkung    dienen  die     Fig.    1-3 der     Zeichnung    und ein in den     Fig.    4 und  5 in zwei Arbeitsphasen dargestelltes     Ausführungs-          beispiel    der Erfindung. In den     Fig.    1-3 ist     in    drei  Phasen eine derartige     Schieberventilanordnung    sche  matisch dargestellt, wobei die Teile nur ausschnitt  weise gezeichnet     sind.     



       In    diesen     Fig.    1-3 sind je mit 1 ein Kolben und  mit 2 ein Zylinder bezeichnet, in welchem der Kolben  1 axial verschiebbar ist. In der Stellung nach     Fig.    1  ist ein Raum P, der mit der Hochdruckseite einer  Pumpe in Verbindung steht, durch den Kolben 1 und  die in einer Umfangsnut dieses Kolbens     eingelegte          O-Ringdichtung    D vollständig dicht von einem Raum  R abgetrennt, der mit der Saugseite der Pumpe     in          Verbindung    steht.  



  In der Stellung nach     Fig.2    ist der dichtende  O-Ring D bereits über die     Grenzkante    G zwischen  dem Raum P und der dichtenden Zylinderwandung  durchgetreten. Es können aber noch keine nennens  werten Mengen von Medium aus dem Druckraum P  in den Saugraum R durchfliessen, weil der Kolben 1  auf der     betreffenden    Seite der     O-Ring-Dichtung    D     in     solchem Mass verlängert ist, dass der bestehende  enge Zylinderspalt zwischen Kolben und Zylinder  wandung     infolge    seiner relativ     grossen        Länge    noch  eine wirksame, wenn auch nicht     ganz    dichte Absper  rung bewirkt.

   Erst wenn gemäss     Fig.    3 der Dich  tungsring D von der Grenzkante G mindestens um  die Strecke d entfernt ist, beginnt sich der Durchlass  vom Raum P zum Raum R zu öffnen. Die dabei ein,  setzende extrem hohe     Mediumsströmung    vermag  aber den Dichtungsring D nicht zu     beeinflussen.     Durch weitere Rechtsverschiebung des Kolbens 1 aus      der Übergangslage nach     Fig.    3 wird der Durchgang  für das Druckmedium vollständig frei. Bei der  Schliessbewegung des Kolbens 1 nach     links        wird    der  Durchgang für das Medium ebenfalls praktisch voll  ständig gesperrt, wenn sich der Dichtungsring D der  Grenzkante G auf die Distanz d genähert hat.  



  Auch der Raum R kann an die Druckseite ange  schlossen werden, so     dass    der Raum P Niederdruck  raum wird und die Strömungsrichtung umgekehrt  wird.  



  Gemäss den     Fig.    4 und 5 enthält ein zylindrischer  Kolben 1 eine beidseitig durch Zapfen 10 verschlos  sene     Axialbohrung    11, die über Fenster<B>111</B> bzw.  112 von aussen her zugänglich ist.  



  Die Innenwandung des Zylinderkörpers 20 ent  hält eine breite Ringnut 21, die mit dem Druckstut  zen P eines hydraulischen oder pneumatischen Sy  stems verbunden ist und eine weitere breite Ringnut  22, die mit dem     Saugstutzen    R des Systems verbun  den ist. Als Dichtungselemente dienen     O-Ring-Dich-          tungen    201 und 202 in der Zylinderwand und die im  Kolben 1 eingesetzte O-Ringe 101 als eigentliche       Absperrdichtung,    entsprechend D in den     Fig.    1-3  und 102. Man erkennt aus den     Fig.    1, 2 und 3 die in  bezug auf die     Fig.    l-3     erläuterte    Verlängerung des  Kolbens 1.  



  Zur Betätigung des     Schieberventils    dient ein     Ser-          vokolben    3 in einer     Hilfsbohrung    4, die über Kanäle  41, 42 mit den beiden Enden des     Zylinderraumes,    in    welchem sich der Kolben 1 befindet, einen Kanal 40  mit dem Druckstutzen P und Kanäle 43, 44 mit der  Saugleitung R verbunden ist.  



  Der Servokolben 3 steht unter Wirkung einer       Vorspannfeder    30, gegen deren Kraft er durch ein       Elektromagnetsystem    5 in die Stellung nach     Fig.    5  gezogen werden kann, wodurch der     Schieberkolben    1  aus der     Schliess-Stellung    nach     Fig.    4 in die     Offenstel-          lung    nach     Fig.    5 getrieben wird.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Hochdruck-Schieberventil für grosse Durchfluss- mengen und hohe Drücke, umfassend einen in einem Zylinder verschiebbaren Kolben mit eingelegtem O-Ring als Dichtung, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (1) über die O-Ringdichtung (D) hinaus gegen den Zylinderraum in solchem Masse verlängert ist, dass durch das Zusammenwirken dieser Kolben verlängerung mit der Zylinderwandung nach dem Austreten der O-Ringdichtung bzw. vor ihrem Eintre ten eine den Durchfluss nennenswerter Mengen von Druck-Medium hindernde Abschliessung aufrechter halten wird bzw.

   bereits bewirkt wird, derart, dass der Medium-Durchfluss nur frei ist, wenn der im Kolben eingelegte Dichtungsring von der Grenzkante (G) der dichtenden Zylinderwandung eine vorbestimmte Mi nimaldistanz (d) hat.