CH623927A5

CH623927A5 -

Info

Publication number: CH623927A5
Application number: CH101377A
Authority: CH
Inventors: Marcel Boschung
Original assignee: Boschung Fa M
Priority date: 1977-01-27
Filing date: 1977-01-27
Publication date: 1981-06-30
Also published as: DE2704383C3; NO780263L; SE7800901L; DE2801083C2; FR2379003A1; YU17278A; US4203459A; NO147317C; GB1560191A; BE863325A; CH615891A5; AT370466B; SE433874B; DE2704383B2; CA1081581A; JPS5393431A; FR2379003B1; DE2704383A1; ATA55678A; DE2801083A1

Description

Die Erfindung betrifft ein automatisches Steuerventil zum Durchlassen von unter Eingangsdruck stehenden festgesetzten Flüssigkeitsmengen, insbesondere zum Besprühen von Strassen, gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Wenn z.B. eine Verkehrsfläche, Kulturen oder Anlagen in einem Produktionsbetrieb mit einer Mehrzahl von Verbrauchern (z.B. Düsen) in gewissen Zeitabständen oder bei gegebenen Umständen und Bedingungen kurzzeitig mit einer bestimmten Flüssigkeitsmenge bedient werden sollen, dann ist eine

Fördereinrichtung der Flüssigkeit erforderlich, deren Förderleitung der Gesamtzahl der zu bedienenden Verbraucher entsprechen muss oder aber jeder einzelne oder mehrere Gruppen von Verbrauchern müssen mit relativ aufwendigen und anfälligen 5 Steuerelementen, wie Magnetventile, Druckluft, Steuerventile mit Zeitgebern, Druckgebern oder dergl. ausgerüstet sein. Wenn beispielsweise eine Verkehrsfläche zu Kühlzwecken in der warmen Jahreszeit mit Wasser oder aber im Winter gegen Glatteis mit einem flüssigen Taumittel zeitweise besprüht wer-io den muss, dann werden viele Verteildüsen und eine entsprechend grosse Förderanlage der gewünschten Flüssigkeit mit entsprechend dimensionierten Leitungen benötigt, was entsprechend hohe Investitionskosten bedeutet. Wenn dann eine solche Förderanlage nur in gewissen Zeitabständen und nur für eine 15 sehr kurze Zeit eingeschaltet werden muss, ist der Betrieb zu kostspielig und das Betriebsrisiko zu hoch.

Für die Steuerung von flüssigen Medien zu einem Verbraucher stehen eine Vielzahl von Ventilen, wie Überdruck-, Absperr-, Rückschlag-, Steuer- oder Mindestdruckventile, zur so Verfügung. Z.B. sind Mindestdruckventile bekannt, die die Aufgabe haben, den Durchfluss des Mediums zum Verbraucher erst dann zu öffnen, wenn ein vorbestimmter, einstellbarer Druck erreicht ist, und wieder zu schliessen, wenn dieser Druck unter einen gewissen Wert herabsinkt. Der Kolben eines sol-25 chen Ventils ist durch eine Druckfeder belastet, die auf einen gewünschten Mediumdruck durch eine Druck-Regulierschrau-be einstellbar ist.

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

30 Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein automatisches Steuerventil zu schaffen, das ohne spezielle Zusatzsteuerung, bei anstehendem Eingangsdruck, während einer bestimmten Zeit die Flüssigkeit zu einem Verbraucher durchfliessen lässt und dann selbsttätig diesen Austritt schliesst und gleichzeitig den Ausgang 35 zum nächsten Verbraucher öffnet, so dass dadurch eine beliebige Anzahl Verbraucher mit einer Förderanlage mit relativ geringer Fördermenge und über ein klein dimensioniertes Leitungsnetz gespiesen werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss bei dem eingangs 40 erwähnten automatischen Steuerventil auf solche Weise gelöst, dass der erste Zylinder mindestens einen Hohlraum mit zwei voneinander entfernten Flüssigkeitsaustrittsöffnungen und eine zwischen diesen Austrittsöffnungen liegende, an eine Flüssig-keitsdruckleitung anschliessbare Eintrittsöffnung aufweist, wo-45 bei die eine Austrittsöffnung zur Abgabe der festgesetzten Flüssigkeitsmengen bestimmt ist und von dem einen der beiden Kolben abgeschlossen wird, wenn er sich in seiner einen Endlage befindet, dass an dem einen Ende der Kolbenstange im ersten Zylinder im Abstand zu dem einen Kolben ein Ventiltel-501er angeordnet ist, der auf der Kolbenstange zwischen zwei Begrenzungsanschlägen gleitbar gelagert ist und in seiner einen Endlage die andere Austrittsöffnung abschliesst, wobei sowohl der eine Kolben als auch der Ventilteller so ausgelegt sind, dass eine bestimmte Flüssigkeitsmenge den Ventilteller umströmt 55 bzw. den einen Kolben umströmt und/oder durch diesen hindurchströmt, wenn sich die beiden Teile in ihrer anderen Endlage befinden, und dass der zweite Zylinder einen abgeschlossenen Hohlraum aufweist, in welchem eine Verzögerungsvorrichtung angeordnet ist, die den anderen Kolben, der am anderen 60 Ende der Kolbenstange befestigt und mit zur Kolbenstange koaxial verlaufenden Bohrungen versehen ist, eine sich einerseits gegen den anderen Kolben und andererseits gegen eine Bodenwand des zweiten Zylinders abstützende Rückführfeder und eine den Hohlraum des zweiten Zylinders ausfüllende 65 Dämpfflüssigkeit umfasst.

Der Erfindungsgegenstand wird anhand einer Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen

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

Fig. 2 einen Schnitt des Ventils nach der Fig. 1 in der Arbeitsphase, wenn der mittlere Kolben durch den aufgebauten 5 Flüssigkeitsdruck die Austrittsöffnung zu einem Verbraucher abschliesst,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Strassenbesprü-hungsinstallation, die eine Förderanlage, ein Leitungssystem und eine Mehrzahl von Steuerventilen nach der Fig. 1 umfasst, I0 und

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

Wie aus der Fig. 3 zu entnehmen ist, wird die Oberfläche 15 einer Strasse 15 über auf beiden Seiten der Strasse angeordnete Steuerventile 4 z.B. mit Salzwasser bespritzt. Eine Förderpumpe 1 förder aus einem Reservoir 2 eine unter Druck stehende Flüssigkeit durch eine oder mehrere Druckleitungen 3 zu den nächstgelegenen in die Druckleitung 3 eingebauten automati- 20 sehen Steuerventilen 4.

Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, besteht das automatische Steuerventil 4 aus zwei axial hintereinander angeordneten Kolbenzylindern 10 und 16, die an den Aussenseiten durch Zylinderabschlüsse 31 und 21 abgeschlossen sind. Die Flüssig- 25 keit tritt beim Anschluss 5 des ersten Zylinders 10 in einen Hohlraum 6 ein, der ein kleineres Volumen aufweist als der an ihn anschliessende Hohlraum 12 eines grösseren Volumens. In jedem Hohlraum 6,12 ist ein Ventilteller 7 und ein Kolben 9 untergebracht, welche Teile voneinander unterschiedliche 30 Durchmesser haben und mit ihren Umfangsflächen von der den entsprechenden Hohlraum 6,12, begrenzenden Innenwand des ersten Zylinders 10 im Abstand stehen. Der im Hohlraum 12 des grösseren Volumens untergebrachte Kolben 9 ist zwischen zwei Seegerringen 32 an der Kolbenstange 22 befestigt, die axial 35 verläuft und für die beiden Zylinder 10.16 bestimmt ist. Der in dem Hohlraum 6 des kleineren Volumens untergebrachte Ventilteller 7 ist an der Kolbenstange 22 zwischen zwei Begrenzungsanschlägen 23 und 24 gleitbar. In dem von dem ersten Zylinder wasserdicht getrennten zweiten Zylinder 16 ist ein 40 weiterer Kolben 17 angeordnet. Er steht in Verbindung mit der Kolbenstange 22. Der Kolben 17 drückt gegen eine den Hohlraum 18 des zweiten Zylinders 16 ausfüllende Dämpfflüssigkeit und eine Rückführfeder 19, die sich einerseits gegen den Kolben 17 und andererseits gegen die Bodenwand des zweiten 45 Zylinders 16 bzw. seines Abschlusses 21 abstützt.

Nach dem Eintritt der Flüssigkeit durch den Anschluss 5 in den Zylinder 10 baut sich im Hohlraum 6 ein Druck auf, der einerseits gegen den Ventilteller 7, der die Austrittsöffnung 8 50 zum nächsten Steuerventil 4 bzw. Verbraucher schliesst, und andererseits gegen den Kolben 9 einwirkt. Der Kolben 9 ist in seinem Durchmesser so ausgelegt, dass zwischen seiner Um-fangsfläche und der Wand des Zylinders 10 eine bestimmte Menge Flüssigkeit durchfliessen kann. Es können aber auch 55 Bohrungen 11 im Kolben 9 vorgesehen sein, die die gewünschte Menge Flüssigkeit in den Hohlraum 12 des grösseren Durchmessers und weiter durch die Austrittsöffnung 13 an den Verbraucherort fliessen lassen. Durch den aufgebauten Flüssig-keitsdruck im Hohlraum 6 bzw. Hohlraum 12 beginnt der 60 Kolben 9 in Richtung des Anschlages 14.sich zu bewegen.

Damit nun dieser Vorgang verzögert und zeitlich bestimmt werden kann, drückt der Kolben 9 über die Kolbenstange 22 auf den Kolben 17, der im zweiten Zylinder 16 angeordnet ist.

Dieser wird gegen die Wirkung der Dämpfflüssigkeit und der 65 Rückführfeder 19 in Bewegung gesetzt. Durch eine oder mehrere Bohrungen 20 im Kolben 17 strömt die Dampfflüssigkeit in den Zylinderraum vor dem Kolben 17 (gesehen von dem ersten

Zylinder 10 her), so dass dieser langsam gegen den Zylinderab-schluss 21 bewegt wird.

Bei der oben beschriebenen Bewegung der Kolben 9 und 17 bewegt sich gleichzeitig die Kolbenstange 22. Bei dieser Bewegung wird durch den Begrenzungsanschlag 24 auch der Ventilteller 7, der im Hohlraum 6 des kleineren Volumens untergebracht ist, mitgenommen. Wenn der Kolben 9 sich dem Anschlag 14 nähert, wird der Kolben 7 von der Austrittsöffnung 8 wegbewegt. Somit wird die Austrittsöffnung 8 geöffnet. In dieser Phase schliesst der Ventilteller 9 am Anschlag 14 die Austrittsöffnung 13 an den Verbraucherort ab und die Flüssigkeit fliesst durch die Austrittsöffnung 8 zu einem weiteren Steuerventil 4 bzw. Verbraucher, wo sich der gleiche Vorgang, wie oben beschrieben, wiederholt. An der Austrittsöffnung 8 kann entweder ein weiteres Steuerventil 4 oder ein Verbraucher angeschlossen werden.

Wenn dann letztlich der Flüssigkeitsstrom von Hand oder durch eine automatische Schaltung in irgendeiner Form unterbrochen wird und der Druck in der Druckleitung 3 nachlässt, wird die Rückführfeder 19 wirksam und schiebt den Kolben 17 im Hohlraum 18 des zweiten Zylinders 16 mit der Kolbenstange 22 und damit auch den Kolben 9 in die Ausgangsstellung zurück. Vor Abschluss dieser Phase wird dann auch der Ventilteller 7 durch den Begrenzungsanschlag 23 mitgenommen und wieder in seine Ausgangslage gebracht, so dass die Austrittsöffnung 8 wieder abgeschlossen wird.

Um das Öffnen des Ventiltellers 7 in der letzten Bewegungsphase der Kolben 9 und 17 zu beschleunigen, ist der Innendurchmesser des zweiten Zylinders 16 und somit das Volumen des Hohlraumes 18 durch eine in die Wand des Zylinders 16 eingefräste Nut 25 vergrössert. Die Nut 25 ist an der Stelle eingefräst, die der Kolben 17 nach erfolgtem Hub entgegen der Federkraft der Rückführfeder 19 einnimmt. Somit kann die Dämpfflüssigkeit um ein mehrfaches schneller am Kolben 17 in den Raum vor demselben vorbeiströmen. Auf diese Weise wird der Ventilteller 7 brüsk geöffnet, ohne dass ein Stau oder ein Druckausgleich im Hohlraum 6 und 12 möglich wird.

Ebenfalls kann die Rückführung der Kolben 9 und 17 und damit das Schliessen des Ventiltellers 7 beschleunigt werden, indem der Kolben 17 mit einer Drossel 26 bestückt wird. In der Öffnungsphase drückt die Dämpfflüssigkeit die Drossel 26 gegen den Kolben 17, so dass die Bohrungen 20 weitgehend abgedichtet sind. Bei der Rückführbewegung des Kolbens 17 durch die Rückführungsfeder 19 drückt die Dämpfflüssigkeit durch die Bohrungen 20 gegen die Drosselscheibe 26 und erleichtert und beschleunigt damit den Rückfluss der Flüssigkeit.

Die Regelung des Flüssigkeitsdurchflusses und dadurch der Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens 17 bei gegebenem Druck kann anstelle der Bohrungen 20 bzw. der Drossel 26 durch eine externe Rückführleitung 27 mit Durchflussregulier-ventil 28, wie in der Fig. 4 dargestellt ist, erfolgen. In diesem Fall drückt der Kolben 17 die Dämpfflüssigkeit durch die Austrittsöffnung 29 und Rückführleitung 27 über das Druckflussre-gulierventil 28 zur Wiedereintrittsöffnung 30 in den Zylinder 16, also vor den Kolben 17 von dem ersten Zylinder 10 hergesehen, zurück. Mittels des Durchflussregulierventils 28 in der Rückführleitung 27 kann die Durchflussmenge reguliert werden. Die Beschleunigung der Rückführung der Kolben 9 und 17 kann in diesem Fall auch dadurch erleichtert werden, dass ein Durchflussregelventil verwendet wird, das nur in einer Richtung drosselt und in der anderen Richtung die volle Durchlaufmenge freigibt.

Dank diesem automatischen Steuerventil wird es möglich, selbst eine Vielzahl von Verbrauchern mit einer Förderanlage mit geringer Förderleistung und bei kleindimensionierten

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Druckleitungen nacheinander zu bedienen. Je nach Wahl der Fördereinrichtung bzw. nach Bedarf der Gesamtanlage können natürlich gleichzeitig zwei oder mehrere, voneinander unabhängige Druckleistungssystem an die Förderpumpe angeschlossen werden, so dass der gleiche Vorgang sich gleichzeitig an mehreren Orten abspielen kann. Die Öffnungszeit des Ventils kann durch verschiedene Massnahmen bestimmt werden, wenn die Zeit, während der die Austrittsöffnung 13 offen bleiben muss,

bzw. die für den Verbraucher beabsichtigte Menge der Flüssigkeit bekannt ist. Dabei spielt die am Kolben 9 und der Wand des Zylinders 10 vorbeifliessende Durchflussmenge bzw. die Grösse der Bohrungen 11 eine wesentliche Rolle. Im weiteren kann die 5 Verbrauchszeit durch den Eingangsdruck der Flüssigkeit am Anschluss 5 und letztlich durch die Wahl des Durchmessers des Kolbens 17 bestimmt werden.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Automatisches Steuerventil zum Durchlassen von unter Eingangsdruck stehenden festgesetzten Flüssigkeitsmengen, insbesondere zum Besprühen von Strassen, mit einem ersten und einem zweiten Zylinder, die axial hintereinander angeordnet sind, und einer in die Zylinder hineinragenden Kolbenstange, die zwei fest mit ihr verbundene Kolben trägt, von denen jeder in jeweils einem der Zylinder bewegbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Zylinder (10) mindestens einen Hohlraum (12, 6) mit zwei voneinander entfernten Flüssigkeitsaustrittsöffnungen (13,8) und eine zwischen diesen Austrittsöffnungen liegende, an eine Flüssigkeitsdruckleitung (3) anschliessbare Eintrittsöffnung (5) aufweist, wobei die eine Austrittsöffnung (13) zur Abgabe der festgesetzten Flüssigkeitsmengen bestimmt ist und von dem einen (9) der beiden Kolben (9,17) abgeschlossen wird, wenn er sich in seiner einen Endlage befindet, dass an dem einen Ende der Kolbenstange (22) im ersten Zylinder (10) im Abstand zu dem einen Kolben (9) ein Ventilteller (7) angeordnet ist, der auf der Kolbenstange (22) zwischen zwei Begrenzungsanschlägen (23,24) gleitbar gelagert ist und in seiner einen Endlage die andere Austrittsöffnung (8) abschliesst, wobei sowohl der eine Kolben (9) als auch der Ventilteller (7) so ausgelegt sind, dass eine bestimmte Flüssigkeitsmenge den Ventilteller (7) umströmt bzw. den einen Kolben (9) umströmt und/oder durch diesen hindurchströmt, wenn sich die beiden Teile in ihrer anderen Endlage befinden, und dass der zweite Zylinder (16) einen abgeschlossenen Hohlraum (18) aufweist, in welchem eine Verzögerungsvorrichtung angeordnet ist, die den anderen Kolben (17), der am anderen Ende der Kolbenstange (22) befestigt und mit zur Kolbenstange (22) koaxial verlaufenden Bohrungen (20) versehen ist, eine sich einerseits gegen den anderen Kolben (17) und andererseits gegen eine Bodenwand des zweiten Zylinders (16) abstützende Rückführfeder (19) und eine den Hohlraum (18) des zweiten Zylinders (16) ausfüllende Dämpfflüssigkeit umfasst.

2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Kolben (9) mit zur Kolbenstange (22) koaxial verlaufenden Bohrung (11) versehen ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der andere Kolben (17) im zweiten Zylinder (16) mit einer Drosselscheibe (26) bestückt ist.

4. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen des Hohlraumes (18) des zweiten Zylinders

(16) durch eine in der Wand des zweiten Zylinders von innen eingefräste Nut (25) vergrössert ist, welche Nut an der Stelle eingefräst ist, die der Endlage entspricht, die der andere Kolben

(17) nach erfolgtem Hub entgegen der Federkraft der Rückführfeder (19) einnimmt.

5. Steuerventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Hohlraum (18) des zweiten Zylinders (16) eine Rückführleitung (27) mit einem Durchflussregelventil (28) angeschlossen ist, wobei die Eintritts- und Austrittsöffnungen (29, 30) dieser Leitung (27) an gegenüberliegenden Endteilen des Hohlraumes (18) liegen, zwischen welchen sich der andere Kolben (17) bewegt.