CH673692A5

CH673692A5 -

Info

Publication number: CH673692A5
Application number: CH454587A
Authority: CH
Inventors: Edelbert Tiefenthaler
Original assignee: Sulzer Ag
Priority date: 1987-11-23
Filing date: 1987-11-23
Publication date: 1990-03-30
Also published as: PL159283B1; JP2612916B2; DE3835865A1; JPH01164876A; PL275949A1

Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft ein druckmediumbetätigtes Ventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Es ist ein solches Ventil aus der CH-PS 589 815 bekannt, das den Vorteil der Betätig-barkeit ohne fremde Energie aufweist. Es ist jedoch beobachtet worden, dass beim Öffnen dieses Ventils, wenn sich der höhere Druck aus dem Eintrittsstutzen zu dem Austrittsstutzen hin ausbreitet, Druckstösse entstehen, die zu unerwünschten Schwingungen des Ventiltellers führen können. Fig. 1 zeigt den Verlauf des Hubes h, in Metern, über die Zeit t, in Sekunden, des bekannten Ventils, während seines Öffnens, Offenhaltens und Wiederschliessens. Die Kurve I bedeutet dabei den wahren, gemessenen Ablauf und die Kurve II den idealen Sachverhalt. DESCRIPTION The invention relates to a pressure medium operated valve according to the preamble of claim 1. Such a valve is known from CH-PS 589 815, which has the advantage of being operable without external energy. However, it has been observed that when this valve is opened, when the higher pressure spreads from the inlet nozzle to the outlet nozzle, pressure surges occur which can lead to undesirable vibrations of the valve disk. Fig. 1 shows the course of the stroke h, in meters, over time t, in seconds, of the known valve, during its opening, keeping open and reclosing. Curve I means the true, measured process and curve II the ideal situation.

Bei sehr hohen Druckunterschieden bewirken die oben erwähnten Druckstösse zusätzlich noch grosse mechanische Belastungen im gesamten druckführenden System. With very high pressure differences, the pressure surges mentioned above also cause great mechanical loads in the entire pressure-carrying system.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung auf einfache und kostengünstige Weise die Druckstösse beim Öffnen des bekannten Ventils zu dämpfen. It is therefore an object of the invention to dampen the pressure surges when opening the known valve in a simple and inexpensive manner.

Diese Aufgabe ist nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, indem die Druckstösse zum grössten Teil im Ausgleichszylinder zwischen dem Ventilteller und dem Ausgleichskolben aufgefangen werden. Sie wirken nicht mehr einseitig auf den Ventilteller und werden auch nicht wie bisher entlang der druckmediumführenden Teile weitergeleitet. Ein This object is achieved according to the characterizing features of claim 1 in that the pressure surges are largely absorbed in the compensating cylinder between the valve plate and the compensating piston. They no longer act unilaterally on the valve plate and are also not forwarded along the parts carrying the pressure medium as before. A

Verlauf des Hubes h in Abhängigkeit der Zeit t gemäss Kurve II der Fig. 1 ist dadurch möglich. The course of the stroke h as a function of the time t according to curve II of FIG. 1 is thereby possible.

Durch die Massnahme nach Anspruch 2 wird die Erfindung dahingehend verbessert, dass evtl. störende Einflüsse des Aus-s gleichskolbens auf das Verhalten des Ventils weitgehend vermieden werden. The measure according to claim 2 improves the invention to the extent that any disruptive influences of the compensating piston on the behavior of the valve are largely avoided.

Der Kegelstumpf nach Anspruch 3 gewährleistet einen sanften Übergang des Hubes gemäss Kurve II in die Kurve I in Figur I. The truncated cone according to claim 3 ensures a smooth transition of the stroke according to curve II into curve I in Figure I.

io Der Anspruch 4 kennzeichnet eine besonders günstige Anwendungsart der Erfindung, wobei die Ausführung gemäss Anspruch 5 zu Formen mit ausgesprochen niedrigen Druckverlusten des anderen Ventils führt. io The claim 4 characterizes a particularly favorable application of the invention, the embodiment according to claim 5 leading to shapes with extremely low pressure losses of the other valve.

Anhand der Zeichnung werden nun die Erfindung und ihre i5 Vorteile erläutert. Die Fig. 2 bis 4 zeigen verschiedenen Ausführungsvarianten der Erfindung im Schnitt. The invention and its i5 advantages will now be explained with reference to the drawing. 2 to 4 show different embodiments of the invention in section.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines nach dem Belastungsprinzip betätigten, erfindungsgemässen Ventils mit einem Gehäuse 201, das einen Ventilraum 202 einschliesst, mit einem 20 vom Ventilraum 202 abgeschirmten, vertikalen Zylinder 204, der von einem Kolben 203 in einen unteren Zylinderraum 205 und einen oberen Zylinderraum 206 unterteilt ist, und mit einem im Ventilraum 202 gegen einen Ventilsitz 207 wirkenden Ventilteller 208, der mittels einer Spindel 209 mit dem Kolben 25 203 koaxial verbunden ist. Auf der dem Ventilteller 208 zugewandten Seite des Ventilsitzes 207 ist der Ventilraum 202 mittels eines Eintrittsstutzens 210 mit einer Druckmittelquelle verbunden. Auf der vom Ventilteller 208 abgewandten Seite des Ventilsitzes 207 ist der Ventilraum 202 mittels eines Austritts-30 stutzens 211 mit einer Druckmittelsenke verbunden. Fig. 2 shows an embodiment of a valve operated according to the loading principle, according to the invention with a housing 201, which includes a valve chamber 202, with a 20 shielded from the valve chamber 202, vertical cylinder 204, which from a piston 203 into a lower cylinder chamber 205 and an upper one Cylinder chamber 206 is subdivided, and with a valve disk 208 which acts in the valve chamber 202 against a valve seat 207 and is connected coaxially to the piston 25 203 by means of a spindle 209. On the side of the valve seat 207 facing the valve plate 208, the valve chamber 202 is connected to a pressure medium source by means of an inlet connector 210. On the side of the valve seat 207 facing away from the valve plate 208, the valve chamber 202 is connected to a pressure medium sink by means of an outlet nozzle 211.

Erfindungsgemäss ist der Ventilsitz 207 auf seiner vom Ventilteller 208 abgewandten Seite von einem Ausgleichszylinder According to the invention, the valve seat 207 is on its side facing away from the valve plate 208 from a compensating cylinder

214 umschlossen, in dem ein mit dem Ventilteller 208 mittels der Spindel 209 koaxial verbundenem Ausgleichskolben 213 ge- 214, in which a compensating piston 213, which is connected coaxially to the valve disk 208 by means of the spindle 209,

35 führt ist. Die einander zugewandten Stirnflächen des Ventiltellers 208 und des Ausgleichskolbens 213 sind dabei gleich gross. Der Ausgleichszylinder 214 weist zwischen dem Ausgleichskolben 213 und dem Ventilteller 208 einen durchbohrten Bereich 35 leads. The mutually facing end faces of the valve plate 208 and the compensating piston 213 are of the same size. The compensating cylinder 214 has a pierced area between the compensating piston 213 and the valve plate 208

215 auf, durch welchen sein Inneres mit dem Ventilraum 202 40 verbunden ist. 215 through which its interior is connected to the valve space 202 40.

Die dem Austrittsstutzen 211 zugewandte Stirnfläche des Ventiltellers 208 weist einen sich vom Ventilteller 208 weg, koaxial dazu verjüngenden Kegelstumpf 221 auf, dessen Funktion weiter unten erklärt wird. The end face of the valve plate 208 facing the outlet nozzle 211 has a truncated cone 221 tapering away from the valve plate 208 and coaxial with it, the function of which is explained below.

45 Der Eintrittsstutzen 210 und der obere Zylinderraum 206 sind mittels einer Verbindungsleitung 216 verbunden, die ein Steuerventil 217 aufweist. Eine gedrosselte Bohrung 203' im Kolben 203 verbindet den unteren mit dem oberen Zylinderraum 205 bzw. 206. Eine Entlastungsleitung 220 verbindet das so vom Ventilteller 208 abgewandte Ende des Ausgleichszylinders 214 mit einer Druckmittelsenke, die vorzugsweise die gleiche ist, mit der auch der Austrittsstutzen 211 verbunden ist. Der untere Zylinderraum 205 ist mittels eines Kanals 212 mit der Entlastungsleitung 220 und dadurch mit der Druckmittelsenke ver-55 bunden. 45 The inlet connector 210 and the upper cylinder space 206 are connected by means of a connecting line 216 which has a control valve 217. A throttled bore 203 'in the piston 203 connects the lower to the upper cylinder space 205 or 206. A relief line 220 connects the end of the compensating cylinder 214 facing away from the valve plate 208 to a pressure medium sink, which is preferably the same with which the outlet port 211 connected is. The lower cylinder space 205 is connected by means of a channel 212 to the relief line 220 and thereby to the pressure medium sink.

Der Kolben 203 ist auf dem dem Ventilteller 208 entgegengesetzten Ende der Spindel 209 aufgeschraubt und mittels eines Stiftes 218 gesichert. Eine Druckfeder 219 wirkt zwischen dem Gehäuse 201 und dem Kolben 203 und unterstützt dabei die 60 Schliessbewegung des Ventiltellers 208, so dass bei Drucklosig-keit das Ventil geschlossen bleibt. The piston 203 is screwed onto the end of the spindle 209 opposite the valve plate 208 and secured by means of a pin 218. A compression spring 219 acts between the housing 201 and the piston 203 and supports the 60 closing movement of the valve plate 208, so that the valve remains closed when there is no pressure.

Die Fig. 2 zeigt das erfindungsgemässe Ventil in seiner Normalbetriebsstellung, das heisst geschlossen. In diesem Betriebszustand ist das Steuerventil 217 ebenfalls geschlossen. 65 Im unteren Zylinderraum 205, sowie im durch die gedrosselte Bohrung 203' damit verbundenen oberen Zylinderraum 206 und im durch den Kanal 212 ebenfalls damit komunizierenden, vom Ventilteller 208 abgewandten Ende des Ausgleichszylinders 2 shows the valve according to the invention in its normal operating position, that is to say closed. In this operating state, the control valve 217 is also closed. 65 In the lower cylinder space 205, as well as in the upper cylinder space 206 connected to it by the throttled bore 203 'and in the end of the compensating cylinder also communicating therewith through the channel 212 and facing away from the valve plate 208

3 3rd

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214 herrscht somit der gleiche niedrige Druck wie in der Entlastungsleitung 220. Infolge der durch den durchbohrten Bereich 214 is therefore the same low pressure as in the relief line 220. As a result of the area pierced

215 hergestellten Verbindung, wirkt im Ausgleichszylinder 214 zwischen dem Ventilteller 208 und dem Ausgleichskolben 213 der gleiche niedrige^ Druck wie im Austrittsstutzen 211. Auf der vom Ventilsitz 207 abgewandten Stirnfläche des Ventiltellers 208 wirkt dagegen der hohe Druck, der in dem Eintrittsstutzen 210 herrscht, und drückt den Ventilteller 208 dichtend gegen den Ventilsitz 207. 215 produced connection, acts in the compensating cylinder 214 between the valve plate 208 and the compensating piston 213 the same low ^ pressure as in the outlet port 211. On the end face facing away from the valve seat 207 of the valve plate 208, on the other hand, the high pressure prevailing in the inlet port 210 and presses the valve plate 208 sealingly against the valve seat 207.

Durch die gedrosselte Bohrung 203' und den Kanal 212 kann evtl. im Zylinder 204 entstehendes Kondensat abgeführt werden. Condensate possibly formed in the cylinder 204 can be removed through the throttled bore 203 'and the channel 212.

Wird nun das Steuerventil 217 geöffnet, so erreicht der hohe Druck im Eintrittsstutzen 210 über die Verbindungsleitung 216 den oberen Zylinderraum 206. Da die durch die gedrosselte Bohrung 203' entweichende Druckmittelmenge sehr gering ist, bleibt der hohe Druck im oberen Zylinderraum 206 zunächst erhalten. Dabei bleiben die Druck Verhältnisse im übrigen Ventil unverändert. Da die den oberen Zylinderraum 206 begrenzende Stirnfläche des Kolbens 203 grösser ist als die vom hohen Druck im Eintrittsstutzen 210 beaufschlagte Stirnfläche des Ventiltellers 208, bewegen sich jetzt die Spindel 209 und alle damit verbundenen Teile von oben nach unten, wobei zwischen dem Ventilteller 208 und dem Ventilsitz 207 ein Spalt entsteht: das Ventil öffnet sich. Etwaige daraus resultierende Druckstösse finden im Bereich stromunterhalb des Ventilsitzes 207 statt und wirken dann zugleich auf die einander zugewandten Stirnflächen des Ventiltellers 208 und des Ausgleichskolbens 213. Da diese beiden Stirnflächen nach der Erfindung gleich gross sind und miteinander durch die Spindel 209 verbunden sind, verbraucht sich hier die Energie eines jeden Druckstosses ohne die Lage des Ventiltellers 208 zu beeinflussen. Ferner werden die Druckstösse vom Ausgleichskolben 213, vom Ventilteller 208 und vom Ausgleichszylinder 214 zum grössten Teil aufgefangen, wobei nur ein sehr geringer Teil der damit verbundenen Energie durch die Bohrungen des durchbohrten Bereiches 215 praktisch wirkungslos auf andere druckmediumführenden Teile weitergeleitet wird. If the control valve 217 is now opened, the high pressure in the inlet connection 210 reaches the upper cylinder chamber 206 via the connecting line 216. Since the quantity of pressure medium escaping through the throttled bore 203 'is very small, the high pressure in the upper cylinder chamber 206 is initially maintained. The pressure conditions in the rest of the valve remain unchanged. Since the end face of the piston 203 delimiting the upper cylinder space 206 is larger than the end face of the valve plate 208 which is acted upon by the high pressure in the inlet connection 210, the spindle 209 and all parts connected therewith now move from top to bottom, with the valve plate 208 and the Valve seat 207 a gap is created: the valve opens. Any pressure surges resulting therefrom take place in the region downstream of the valve seat 207 and then simultaneously act on the mutually facing end faces of the valve plate 208 and the compensating piston 213. Since these two end faces are of the same size according to the invention and are connected to one another by the spindle 209, they are used up here the energy of each pressure surge without influencing the position of the valve plate 208. Furthermore, the pressure surges from the compensating piston 213, from the valve plate 208 and from the compensating cylinder 214 are largely absorbed, with only a very small part of the associated energy being passed through the bores of the pierced area 215 to other parts carrying pressure medium in a practically ineffective manner.

In dieser ersten Phase des Öffnens des erfindungsgemässen Ventils wirkt der Kegelstumpf 221 ausgleichend auf die Druckverteilung im Ventil und sichert einen sanften Übergang des Hubes gemäss Kurve II in die Kurve I der Figur 1. Mit fortschreitendem Öffnen des Ventils verteilt sich der hohe Druck des Eintrittsstutzens 210 relativ rasch innerhalb des Gehäuses 201, bis bei voller Ventilöffnung nur noch der untere Zylinderraum 205 und das vom Ventilteller 208 abgewandte Ende des Ausgleichszylinders 214 einen niedrigen Druck aufweisen. In this first phase of opening the valve according to the invention, the truncated cone 221 has a compensating effect on the pressure distribution in the valve and ensures a smooth transition of the stroke according to curve II to curve I of FIG. 1. As the valve opens, the high pressure of the inlet connector 210 is distributed relatively quickly within the housing 201 until only the lower cylinder space 205 and the end of the compensating cylinder 214 facing away from the valve plate 208 have a low pressure when the valve is fully open.

Bei einem Schliessen des Steuerventils 217 sinkt wegen der gedrosselten Bohrung 203' der Druck im oberen Zylinderraum 206, und die Differenz des Druckes im Eintrittsstutzen 210 mal die ihm zugewandte Stirnfläche des Ventiltellers 208 minus dem Druck im oberen Zylinderraum 206 mal die ihm zugewandte Stirnfläche des Kolbens 203 wirkt so, dass das Ventil wieder schliesst bis der Ventilteller 208 fest gegen den Ventilsitz 207 ge-presst ist. Diese Bewegung wird ferner durch die Druckfeder 219, die Druckdifferenz zwischen beiden Stirnflächen des Ausgleichskolbens 213 und die Mediumsströmung unterstützt. Im wesentlichen geschieht das wie beim bekannten Ventil, gemäss der Kurve I der Fig. 1. Nach dem Schliessen des erfindungsge- When the control valve 217 is closed, the pressure in the upper cylinder space 206 drops because of the throttled bore 203 ', and the difference in the pressure in the inlet connector 210 times the end face of the valve plate 208 facing it minus the pressure in the upper cylinder space 206 times the end face of the piston facing it 203 acts in such a way that the valve closes again until the valve plate 208 is pressed firmly against the valve seat 207. This movement is further supported by the compression spring 219, the pressure difference between the two end faces of the compensating piston 213 and the medium flow. This essentially happens as with the known valve, according to curve I of FIG. 1. After the valve according to the invention has been closed,

Kolben 303 in einen unteren Zylinderraum 305 und einen oberen Zylinderraum 306 unterteilt ist, sowie einen im Ventilraum 302 gegen den Ventilsitz 307 wirkenden Ventilteller 308, der mittels einer Spindel 309 mit dem Kolben 303 koaxial verbun-s den ist. Auf der dem Ventilteller 308 zugewandten Seite des Ventilsitzes 307 ist der Ventilraum 302 mittels eines Eintrittsstutzens 310 mit einer Druckmittelquelle verbunden. Auf der vom Ventilteller 308 abgewandten Seite des Ventilsitzes 307 ist der Ventilraum 302 mittels eines Austrittsstutzens 311 mit einer io Druckmittelsenke verbunden. Piston 303 is divided into a lower cylinder chamber 305 and an upper cylinder chamber 306, and a valve plate 308 acting in the valve chamber 302 against the valve seat 307, which is connected coaxially to the piston 303 by means of a spindle 309. On the side of the valve seat 307 facing the valve plate 308, the valve chamber 302 is connected to a pressure medium source by means of an inlet connector 310. On the side of the valve seat 307 facing away from the valve plate 308, the valve chamber 302 is connected to an io pressure medium sink by means of an outlet connection 311.

Gemäss Erfindimg ist auch in diesem Fall der Ventilsitz 307 auf seiner vom Ventilteller 308 abgewandten Seite von einem Ausgleichszylinder 314 umschlossen, in dem ein mit dem Ventilteller 308 mittels einer zweiten Spindel 309' koaxial verbundeis ner Ausgleichskolben 313 geführt ist. Die einander zugewandten Stirnflächen des Ventiltellers 308 und des Ausgleichskolbens 313 sind dabei gleich gross. Der Ausgleichszylinder 314 weist zwischen dem Ausgleichskolben 313 und dem Ventilteller 308 einen durchbohrten Bereich 315 auf, über den sein Inneres mit 20 dem Austrittsstutzen 311 verbunden ist. Verschieden vom Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist hier lediglich die Anordnung des Ausgleichszylinders 314, die durch eine entsprechende Formgebung des Gehäuses 301 ermöglicht wird. Eine Bohrung According to the invention, in this case too, the valve seat 307 is enclosed on its side facing away from the valve plate 308 by a compensating cylinder 314, in which a compensating piston 313 connected to the valve plate 308 by means of a second spindle 309 'is guided. The mutually facing end faces of the valve plate 308 and the compensating piston 313 are of the same size. The compensating cylinder 314 has a pierced area 315 between the compensating piston 313 and the valve plate 308, via which its interior is connected to the outlet connection 311. The difference from the exemplary embodiment according to FIG. 2 is only the arrangement of the compensating cylinder 314, which is made possible by a corresponding shaping of the housing 301. A hole

312 verbindet das von der vom Ventilteller 308 abgewandten 25 Ende des Ausgleichszylinders 314 mit dem Inneren des Aus- 312 connects the end of the compensating cylinder 314 facing away from the valve plate 308 to the inside of the outlet

trittsstutzens 311. Infolge einer trichterartigen Formgebung dieses Endes des Ausgleichszylinders 314 und der Anordnung der Bohrung 312 im tiefsten Bereich davon wird die Abführung von etwaigem Kondensat begünstigt. footsteps 311. As a result of a funnel-like shape of this end of the compensating cylinder 314 and the arrangement of the bore 312 in the deepest region thereof, the removal of any condensate is favored.

30 Der untere und der obere Zylinderraum 305 bzw. 306 sind mittels einer gedrosselten Bohrung 303' miteinander verbunden. Der obere Zylinderraum 306 ist ebenfalls mittels einer Entlastungsleitung 320, in der ein Steuerventil 317 angeordnet ist, mit einer Drucknüttelsenke verbunden, die vorzugsweise die 35 gleiche ist, mit der auch der Austrittsstutzen 311 verbunden ist. Der untere Zylinderraum 305 ist mittels einer Bohrung 305' mit dem Innern des Eintrittsstutzen 310 verbunden. Über die Bohrungen 303' und 305' kann evtl. vorhandenes Kondensat aus dem Zylinder 304 abfliessen. 30 The lower and the upper cylinder space 305 and 306 are connected to one another by means of a throttled bore 303 '. The upper cylinder space 306 is also connected by means of a relief line 320, in which a control valve 317 is arranged, to a pressure sump sink, which is preferably the same as the one to which the outlet connection 311 is also connected. The lower cylinder space 305 is connected to the inside of the inlet connector 310 by means of a bore 305 '. Any condensate that may be present can flow out of the cylinder 304 via the bores 303 'and 305'.

40 Wie im Beispiel nach Fig. 2 weist die zum Austrittsstutzen 311 zugewandte Stirnfläche des Ventiltellers 308 einen sich vom Ventilteller 308 weg verjüngenden, dazu koaxialen Kegelstumpf 321 auf, der die Druckverteilung im Ventil beim Öffnen ausgleicht und einen sanften Übergang des Hubes gemäss Kurve II 45 in die Kurve I der Figur 1 ermöglicht. 40 As in the example according to FIG. 2, the end face of the valve plate 308 facing the outlet connection 311 has a truncated cone 321 which tapers away from the valve plate 308 and which compensates for the pressure distribution in the valve when opening and a smooth transition of the stroke according to curve II 45 in curve I of Figure 1.

Wie in Fig. 2 ist der Kolben 303 auf dem dem Ventilteller 308 entgegengesetzten Ende der Spindel 309 aufgeschraubt und mittels eines Stiftes 318 gesichert. Ebenfalls wirkt eine Druckfeder 319 zwischen dem Gehäuse 301 und dem Kolben 303 unter-so stützend auf die Schliessbewegung des Ventiltellers 308, so dass bei Drucklosigkeit das Ventil geschlossen bleibt. As in FIG. 2, the piston 303 is screwed onto the end of the spindle 309 opposite the valve plate 308 and secured by means of a pin 318. A compression spring 319 between the housing 301 and the piston 303 also acts as a support for the closing movement of the valve plate 308, so that the valve remains closed when there is no pressure.

In der gezeigten Stellung befindet sich das Ventil nach Fig. 3 in seiner Normalbetriebsstellung, das heisst geschlossen. Dabei ist das Steuerventil 317 ebenfalls geschlossen. Durch die Boh-55 rung 305' wird der untere Zylinderraum 305 mit dem Druck im Innern des Eintrittsstutzens 310 belastet. Der obere Zylinderraum 306 wird über die gedrosselte Bohrung 303' ebenfalls mit diesem Druck beaufschlagt. Beidseitig des Ausgleichskolbens In the position shown, the valve according to FIG. 3 is in its normal operating position, that is to say closed. The control valve 317 is also closed. Through the bore 305 ', the lower cylinder space 305 is loaded with the pressure inside the inlet connection piece 310. The upper cylinder chamber 306 is also subjected to this pressure via the throttled bore 303 '. On both sides of the compensating piston

313 herrscht der gleiche niedrige Druck wie in dem Austritts- 313 is the same low pressure as in the outlet

mässen Ventils, sinkt der Druck im Ventilraum 202, und es stel- 60 stutzen 311. Infolge der Differenz zwischen dem Druck im Ein- the valve, the pressure in the valve chamber 202 drops, and it makes 60 nozzles 311. As a result of the difference between the pressure in the inlet

len sich die gleichen Druckverhältnisse wieder ein wie vor dem Öffnen des Steuerventils 217. the same pressure ratios occur as before the control valve 217 was opened.

Die Ausführungsform des erfindungsgemässen Ventils nach Fig. 3 weist gegenüber der Fig. 2 die umgekehrte Druckmediumströmungsrichtung auf und wird nach dem Entlastungsprinzip betätigt. Das Gehäuse 301 schliesst einen Ventilraum 302 und einen vom Ventilraum 302 abgeschirmten, vertikalen Zylinder 304 (in der Fig. 3 abgeschnitten gezeigt) ein, der von einem trittsstutzen 310 und im Austrittsstutzen 311 und der weiter unten beschriebenen Kräfte, bleibt der Ventilteller 308 dichtend gegen den Ventilsitz 307 gepresst. The embodiment of the valve according to the invention according to FIG. 3 has the opposite pressure medium flow direction compared to FIG. 2 and is actuated according to the relief principle. The housing 301 includes a valve chamber 302 and a vertical cylinder 304 shielded from the valve chamber 302 (shown cut off in FIG. 3), which is acted upon by a connecting piece 310 and in the connecting piece 311 and the forces described below, the valve plate 308 remains sealed against the valve seat 307 pressed.

Durch Öffnen des Steuerventils 317 wird der Druck im obe-65 ren Zylinderraum 306 gesenkt. Da die durch die Drosselstelle 303' entweichende Druckmittelmenge sehr gering ist, bleibt der niedrige Druck im oberen Zylinderraum 306 erhalten. Im übrigen Ventil bleiben die Druckverhältnisse dabei unverändert. In By opening the control valve 317, the pressure in the upper cylinder chamber 306 is reduced. Since the amount of pressure medium escaping through the throttle point 303 ′ is very small, the low pressure in the upper cylinder space 306 is maintained. In the rest of the valve, the pressure conditions remain unchanged. In

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4 4th

folge der nun auf beide Stirnflächen des Kolbens 303 wirkenden Druckdifferenz bewegt sich dieser nach oben und zieht mittels der Spindel 309 den Ventilteller 308 weg vom Ventilsitz 307. Während dieser Bewegung wirkt der Ausgleichskolben 313 zusammen mit dem Ventilteller 308 genau auf die gleiche Weise wie der Ausgleichskolben 213 zusammen mit dem Ventilteller 208 beim Öffnen des Ventils nach Fig. 2. following the pressure difference now acting on both end faces of the piston 303, the latter moves upward and pulls the valve plate 308 away from the valve seat 307 by means of the spindle 309. During this movement, the compensating piston 313 together with the valve plate 308 acts in exactly the same way as the compensating piston 213 together with the valve plate 208 when opening the valve according to FIG. 2.

Ein Schliessen des Ventils wird durch Schliessen des Steuerventils 317 erreicht, wobei dann der Druck im oberen Zylinderraum 306 durch Druckmediumzufuhr über die gedrosselte Bohrung 303' wieder auf denjenigen Wert im Eintrittsstutzen 310 steigt. Bei Druckgleichheit im oberen und unteren Zylinderraum 306 bzw. 305 wirkt nun eine Kraft im schliessenden Sinne auf den Kolben 303, und zwar wegen der grösseren Stirnfläche der dem oberen Zylinderraum 306 zugewandten Seite des Kolbens 303 verglichen mit seiner dem unteren Zylinderraum 305 zugewandten Stirnfläche. Auch die Druckfeder 319, die Mediumsströmung und die Erdanziehungskraft unterstützen die Schliessbewegung des Ventils. Bei geschlossenem Ventil stellen sich die gleichen Druckverhältnisse wieder ein wie diejenigen, die vor dem Öffnen des Steuerventils 317 vorhanden waren. The valve is closed by closing the control valve 317, in which case the pressure in the upper cylinder space 306 rises again to the value in the inlet port 310 by supplying pressure medium via the throttled bore 303 ′. If the pressure in the upper and lower cylinder chambers 306 and 305 is equal, a force in the closing sense now acts on the piston 303, specifically because of the larger end surface of the side of the piston 303 facing the upper cylinder chamber 306 compared to its end surface facing the lower cylinder chamber 305. The compression spring 319, the medium flow and the gravitational force also support the closing movement of the valve. When the valve is closed, the same pressure conditions are restored as those that existed before the control valve 317 was opened.

Fig. 4 zeigt eine Kombination von zwei voneinander unabhängigen Ventilen: ein Absperrventil mit einem gegen einen Ventilsitz 7 wirkenden Ventilteller 8 und ein koaxial dazu angeordnetes Sicherheitsventil mit einem gegen einen Ventilsitz 407 wirkenden Ventilteller 408. Beide Ventile können unabhängig voneinander betätigt werden. Ein gemeinsames Gehäuse 1 ist über einen Eintrittsstutzen 10 mit einer Druckmittelquelle und einen Austrittsstutzen 11 mit einer Druckmittelsenke verbunden. Das Absperrventil ist im Gehäuse 1 geführt, wobei der Ventilteller 8 über eine Spindel 9 mit einem Kolben 3 verbunden ist, der in einem vom Gehäuse 1 definierten, vertikalen Zylinder 4 geführt ist. Der Kolben 3 teilt den Zylinder 4 in einen unteren Zylinderraum 5 und einen oberen Zylinderraum 6. Der obere Zylinderraum 6 ist mittels einer Entlastungsleitung 20, in der eine Drosselstelle 2 angeordnet ist, mit einer Druckmittelsenke verbunden, zum Beispiel die gleiche mit der auch der Austrittsstutzen 11 verbunden ist. Ein Kanal 20' mit einem Steuerventil 17 verbindet ferner die Entlastungsleitung 20 mit dem Inneren des Eintrittsstutzens 10. Der Ventilteller 8, die Spindel 9 und der Kolben 3 sind aus einem Stück hergestellt, das die beweglichen Teile des Sicherheitsventils enthält und führt. Das Sicherheitsventil ist sehr ähnlich dem Ventil nach der Fig. 2 ausgebildet, wobei die sich entsprechenden Bestandteile beider Figuren mit dreistelligen Bezugszahlen bezeichnet sind, von denen die beiden letzten Stellen gleich sind und die zu Fig. 4 gehörenden Bezugszahlen mit der Ziffer 4 anfangen. Im Unterschied zur Fig. 2 wird jedoch das Sicherheitsventil der Fig. 4 nach dem Entlastungsprinzip betätigt. Zu diesem Zweck steht der untere Zylinderraum 405 über eine Bohrung 420' ' in einer Verlängerung der Spindel 409 und über eine Verbindungskammer 420' mit einer Sicherheitsentlastungsleitung 420 in Verbindung. Diese Sicherheitsentlastungsleitung 420 steht wiederum in Verbindung mit einer Druckmittelsenke, vorzugsweise die gleiche wie die Entlastungsleitung 20, und weist ein Steuerventil 417 auf. Eine Leitung 50 verbindet den unteren Zylinderraum 5 des Absperrventils mit einer Druckmittelsenke, indem sie stromunter-halb des Steuerventils 417 in die Sicherheitsentlastungsleitung 420 mündet. Der obere Zylinderraum 406 des Sicherheitsventils und der obere Zylinderraum 6 des Absperrventils sind durchgehend miteinander verbunden. Eine gedrosselte Bohrung 403' verbindet den oberen Zylinderraum 406 und den unteren Zylinderraum 405 des Sicherheitsventils miteinander. 4 shows a combination of two mutually independent valves: a shut-off valve with a valve plate 8 acting against a valve seat 7 and a safety valve arranged coaxially thereto with a valve plate 408 acting against a valve seat 407. Both valves can be actuated independently of one another. A common housing 1 is connected via an inlet connection 10 to a pressure medium source and an outlet connection 11 to a pressure medium sink. The shut-off valve is guided in the housing 1, the valve plate 8 being connected via a spindle 9 to a piston 3 which is guided in a vertical cylinder 4 defined by the housing 1. The piston 3 divides the cylinder 4 into a lower cylinder chamber 5 and an upper cylinder chamber 6. The upper cylinder chamber 6 is connected to a pressure medium sink by means of a relief line 20, in which a throttle point 2 is arranged, for example the same with that of the outlet connection 11 is connected. A channel 20 'with a control valve 17 also connects the relief line 20 to the interior of the inlet connector 10. The valve plate 8, the spindle 9 and the piston 3 are made in one piece, which contains and guides the moving parts of the safety valve. The safety valve is designed very similar to the valve according to FIG. 2, the corresponding components of both figures being identified by three-digit reference numbers, the last two digits of which are the same and the reference numbers belonging to FIG. 4 begin with the number 4. In contrast to FIG. 2, however, the safety valve of FIG. 4 is operated according to the relief principle. For this purpose, the lower cylinder space 405 is connected to a safety relief line 420 via a bore 420 ″ in an extension of the spindle 409 and via a connection chamber 420 ′. This safety relief line 420 is in turn connected to a pressure medium sink, preferably the same as the relief line 20, and has a control valve 417. A line 50 connects the lower cylinder chamber 5 of the shut-off valve to a pressure medium sink by opening into the safety relief line 420 downstream of the control valve 417. The upper cylinder chamber 406 of the safety valve and the upper cylinder chamber 6 of the shut-off valve are continuously connected to one another. A throttled bore 403 'connects the upper cylinder chamber 406 and the lower cylinder chamber 405 of the safety valve to one another.

Die Fig. 4 zeigt das Sicherheitsventil in seiner Normalbetriebsstellung, mit geschlossenem Steuerventil 417. Das Absperrventil dagegen hat die offene Stellung als seine Normalbetriebsstellung und ist in der Fig. 4 jedoch anschaulichkeitshalber geschlossen gezeigt, mit offenem Steuerventil 17. Dabei herrscht im Eintrittsstutzen 10 und in dem über den Kanal 20' s und die Entlastungsleitung 20 damit verbundenen oberen Zylinderraum 6 des Absperrventils sowie im oberen Zylinderraum 406 des Sicherheitsventils der gleich hohe Druck. 4 shows the safety valve in its normal operating position, with the control valve 417 closed. The shut-off valve, on the other hand, has the open position as its normal operating position and is, however, shown in FIG. 4 for the sake of clarity, with the control valve 17 open. In the inlet connection 10 and in the same high pressure in the upper cylinder chamber 6 of the shut-off valve connected to it via the channel 20 's and the relief line 20 and in the upper cylinder chamber 406 of the safety valve.

Auch im unteren Zylinderraum 405 des Sicherheitsventils herrscht infolge der Bohrung 403' derselbe hohe Druck. Infolge io der grösseren Stirnfläche des Kolbens 3 im Bereich des oberen Zylinderraumes 6 und des unteren Zylinderraumes 405 gegenüber der dem Eintrittsstutzen 10 zugekehrten Stirnfläche des Absperr- und des Sicherheitsventils bleibt das Absperrventil geschlossen. Im Ausgleichszylinder 414 herrscht dagegen der nied-ls rige Druck des Austrittsstutzens 11 zwischen dem Ventilteller 408 und dem Ausgleichskolben 413 des Sicherheitsventils und der ebenfalls niedrige Druck der Sicherheitsentlastungsleitung 420 in seinem vom Ventilteller 408 abgewandten Ende. Die Druckdifferenz zwischen beiden Stirnflächen des Ventiltellers 20 408 des Sicherheitsventils und die Druckfeder 419 halten dieses also geschlossen. Der Kolben 403 bleibt dabei wirkungslos, da er beidseitig mit dem gleichen Druck beaufschlagt ist. Da die durch die Drosselstelle 2 des Kanals 20 durchsickernde Druckmittelmenge sehr gering ist und keine Drucksenkung in den 25 stromaufwärts davon angeordneten Bereichen verursacht, bleibt diese Betriebsstellung beliebig lang bestehen. The same high pressure prevails in the lower cylinder chamber 405 of the safety valve as a result of the bore 403 '. As a result of the larger end face of the piston 3 in the region of the upper cylinder chamber 6 and the lower cylinder chamber 405 compared to the end face of the shut-off and safety valve facing the inlet connector 10, the shut-off valve remains closed. In the compensating cylinder 414, however, there is the low pressure of the outlet port 11 between the valve plate 408 and the compensating piston 413 of the safety valve and the likewise low pressure of the safety relief line 420 in its end facing away from the valve plate 408. The pressure difference between the two end faces of the valve plate 20 408 of the safety valve and the pressure spring 419 keep it closed. The piston 403 remains ineffective since it is subjected to the same pressure on both sides. Since the amount of pressure medium seeping through the throttle point 2 of the channel 20 is very small and does not cause a pressure drop in the areas arranged upstream thereof, this operating position remains as long as desired.

Durch Schliessen des Steuerventils 17 sinkt nun infolge Entweichen von Druckmedium über die Drosselstelle 2 der Druck im oberen Zylinderraum 6 des Absperrventils, im oberen Zylin-30 derraum 406 des Sicherheitsventils und ebenfalls im unteren Zylinderraum 405 des Sicherheitsventils. Dadurch überwiegt jetzt der hohe Druck im Eintrittsstutzen 10 und schiebt den Ventilteller 8 des Absperrventils nach oben, weg vom Ventilsitz 7: das Absperrventil öffnet. Dabei wird der durchbohrte Bereich 415 35 vom Gehäuse 1 bedeckt, so dass die Druckverhältnisse im Innern des Ausgleichszylinders 414 praktisch unverändert bleiben, wobei das Sicherheitsventil dem Absperrventil nach oben folgt, aber nicht öffnet, das heisst, sein Ventilteller 408 bleibt gegen seinen Ventilsitz 407 gedrückt. Diese Betriebsstellung beider 40 Ventile kann beliebig lang aufrechterhalten werden, da eine Anschlagfläche 100 des Ventiltellers 8 des Absperrventils gegen das Gehäuse 1 dichtend wirkt und dadurch der niedrige Druck im Bereich des Ausgleichszylinders 414 des Sicherheitsventils aufrechterhält. By closing the control valve 17, the pressure in the upper cylinder chamber 6 of the shut-off valve, in the upper cylinder chamber 306 of the safety valve and also in the lower cylinder chamber 405 of the safety valve now drops as a result of pressure medium escaping via the throttle point 2. As a result, the high pressure in the inlet connector 10 now prevails and pushes the valve plate 8 of the shut-off valve upwards, away from the valve seat 7: the shut-off valve opens. The perforated area 415 35 is covered by the housing 1 so that the pressure conditions inside the compensating cylinder 414 remain practically unchanged, the safety valve following the shut-off valve upwards but not opening, that is to say its valve disk 408 remains pressed against its valve seat 407 . This operating position of both 40 valves can be maintained as long as desired, since a stop surface 100 of the valve plate 8 of the shut-off valve acts sealingly against the housing 1 and the low pressure in the area of the compensating cylinder 414 of the safety valve is thereby maintained.

45 Durch Öffnen des Steuerventils 17 werden die zuerst beschriebenen Druckverhältnisse wieder hergestellt und das Absperrventil schliesst wieder. Das Sicherheitsventil folgt dabei dem Absperrventil ohne Änderung seiner relativen Lage. 45 By opening the control valve 17, the pressure conditions described first are restored and the shut-off valve closes again. The safety valve follows the shut-off valve without changing its relative position.

Anstelle der Drosselstelle 2 kann auch ein Ventil vorgesehen so werden, um die ständige kleine Leckage bei geschlossenem Absperrventil zu verhindern. Instead of the throttle point 2, a valve can also be provided so as to prevent the constant small leakage when the shut-off valve is closed.

Zum Betätigen des Sicherheitsventils wird das Steuerventil 417 geöffnet, so dass der Druck im unteren Zylinderraum 405 über die Bohrung 420' ', die Verbindungskammer 420' und die 55 Sicherheitsentlastungsleitung 420 gesenkt wird. Dadurch bewegen sich der Kolben 403, die Spindel 409, der Ausgleichskolben 413 und der Ventilteller 408 nach unten: das Sicherheitsventil öffnet. Dabei verhält sich das Sicherheitsventil genau gleich wie dasjenige nach der Fig. 2. Durch Schliessen des Steuerventils 60 417 werden die ursprünglichen Druckverhältnisse wieder hergestellt und das Sicherheitsventil schliesst. To actuate the safety valve, the control valve 417 is opened, so that the pressure in the lower cylinder chamber 405 is lowered via the bore 420 ″, the connecting chamber 420 ′ and the 55 safety relief line 420. As a result, the piston 403, the spindle 409, the compensating piston 413 and the valve plate 408 move downward: the safety valve opens. The safety valve behaves exactly the same as that according to FIG. 2. By closing the control valve 60 417, the original pressure conditions are restored and the safety valve closes.

Als Steuerventil 217, 317, 417 und 17 werden vorzugsweise Magnetventile eingesetzt. Solenoid valves are preferably used as control valve 217, 317, 417 and 17.

Die Erfindung ist auch bei Ventilen mit horizontal sich be-65 wegendem Ventilteller anwendbar. The invention is also applicable to valves with a horizontally moving valve disk.

v v

2 Blätter Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

673 692

1.Pressure medium-actuated valve with a housing enclosing a valve chamber, with a cylinder shielded from the valve chamber and divided into two cylinder chambers by a piston, with a valve disk acting in the valve chamber against a valve seat, which is connected to the piston by means of a spindle, the valve chamber opening the side of the valve seat facing the valve plate is connected to a pressure medium source by means of an inlet connection and on the side of the valve seat facing away from the valve plate is connected to a pressure medium sink by means of an outlet connection, and pressure control means are present, for optionally acting on at least one cylinder space with different pressures, thereby surrounding the valve plate to press against or remove from the valve seat, characterized in that

that on the side of the valve seat facing away from the valve plate is surrounded by a compensating cylinder in which a compensating piston is connected coaxially with the valve plate, that the mutually facing end faces of the valve plate and the compensating piston are essentially the same size, and that between the Compensating piston and the valve plate arranged space of the compensating cylinder is connected to the outlet port.

2. Pressure medium operated valve according to claim 1, characterized in that the end of the compensating cylinder facing away from the valve plate is continuously connected to a pressure medium sink.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Pressure medium actuated valve according to claims 1 and 2, characterized in that on the end face of the valve plate facing the outlet nozzle, a truncated cone tapering away from the valve plate is provided.

4. Pressure medium operated valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that its movable part is arranged in the movable part of another pressure medium operated valve.

5. Pressure medium operated valve according to claim 4, characterized in that the movable parts of both valves are arranged coaxially.