CS213258B1

CS213258B1 - Valve for high-pressure pumps

Info

Publication number: CS213258B1
Application number: CS660079A
Authority: CS
Inventors: Ladislav Rericha; Svatopluk Machac
Original assignee: Ladislav Rericha; Svatopluk Machac
Priority date: 1979-09-28
Filing date: 1979-09-28
Publication date: 1982-04-09

Description

Vynalezše týká ventilu pro vysokotlaká čerpadla, který je samočinně ovládán tlakem média při výtlaku nebo podtlakem při sání a má vysokou účinnost.The invention relates to a valve for high-pressure pumps which is automatically controlled by the pressure of the medium at discharge or vacuum at suction and has a high efficiency.

.. U vysoce přesných čerpadel, jaká jsou používána například v kapalinové chromatografii (lineární dávkovače s extrémně vysokou účinností) je potřeba především sacího ventilu, u kterého -by podtékání bylo zcela zanedbatelné. Přitom je nutno přihlížet k tomu, že k samočinnému ovládání, je k disposici pouze malý podtlak v pracovním váci při sací fázi cyklu, který musí ventil bezpečně otevřít, a naopak ve výtlačné fázi se musí ventil uzavřít již při nepatrném přetlaku .ve válci a musí bez poškození snést tlak až do několika desítek MPa.In the case of high-precision pumps, such as those used in liquid chromatography (linear dosers with extremely high efficiency), a suction valve is particularly needed, in which case the underflow is completely negligible. It must be taken into account that only a small vacuum is available in the working bag during the suction phase of the cycle, which must open the valve safely, and in the discharge phase the valve must close even at a slight overpressure in the cylinder. withstand up to several tens of MPa without damage.

Dosud užívané ventily pro tento účel jeou nejčastěji řešeny jako kuličkové ventily, destičkové ventily, ventily manžetové, ventily jehlové apod.The valves used to date are most often designed as ball valves, wafer valves, cuff valves, needle valves and the like.

Nedostatkem kuličkových a jehlových ventilů je, že médium působí v jednotlivých fázích pouze na malý průžez. Tento nedostatek se projevuje především v sací fázi cyklu. K otevření ventilu musí být vyvolánvyšší podtlak, což je doprovázeno jednak desorbcí plynů obsažených v kapalině a jednak tvorbou par u nízkovroucích rozpouštědel. Tento nedostatek se musí vyrovnávat vháněním média do válce v sací fázi cyklu tlakem vhodného plynu.A drawback of ball and needle valves is that the medium only acts on a small cross section in the individual phases. This deficiency is particularly apparent in the suction phase of the cycle. To open the valve, a high vacuum must be induced, which is accompanied by desorption of gases contained in the liquid and vapor formation in low-boiling solvents. This drawback must be compensated by injecting the medium into the cylinder in the suction phase of the cycle with the pressure of a suitable gas.

Obdobné nedostatky se projevují i u dalších řešaní, např. u manžetové ucpávky, do které se zavádí vlastní kovový kuželový ventil. Kužel ventilu se pracovním tlakem zatlačí do manžety a je třeba opět bu3 vysokého podtlaku, nebo vhánění média přetlakem plynu.Similar drawbacks are also evident in other solutions, such as the cuff seal into which the metal cone valve is introduced. The valve cone is pushed into the sleeve by the working pressure and again either high vacuum or gas injection is necessary.

213 258213 258

Rovněž destičkové ventily vyžadují k odtržení značného přetlaku.Also, wafer valves require considerable overpressure to break.

Uvedené nedostatky popsaných typů ventilů odstraňuje ventil pro vysokotlaká čerpadla podle vynálezu.These drawbacks of the described types of valves are overcome by the valve for high pressure pumps according to the invention.

Ventil pro vysokotlaké čerpadla, který ee skládá z tělesa ventilu opatřeného vybráním pro přítlačnou pružinu, těsnění a výústkou upravenou v hlavě válce, spočívá podle tohoto vynálezu v tom, že těsnění nasazené na válcovém zakončení tělesa ventilu má na čelních plochách talířové vybrání a je po obvodu zeslabeno kuželovým vybráním na minimální tloušlku obvodové stěny talíře a svými ztenčenými okraji dosedá na hladké plochy tělesa ventilu a výústky.The high pressure pump valve, which consists of a valve body provided with a pressure spring recess, a gasket and a nozzle provided in the cylinder head, according to the present invention, comprises a seal mounted on the cylindrical end of the valve body. weakened by a conical recess to a minimum thickness of the circumferential wall of the disc and with its thinner edges it rests on the smooth surfaces of the valve body and the diffusers.

Výhodné řešení spočívá v tom, že průměr hladké plochy válcového zakončení tělesa ventilu je větší, než průměr sacího otvoru ve výúatce.An advantageous solution consists in that the diameter of the smooth surface of the cylindrical end of the valve body is larger than the diameter of the suction opening in the outlet.

Výhody ventilu podle vynálezu spočívají v tom, že i při nepatrných rozdílech tlaku dokonale zavírá a otevírá, přičemž je schopen pracovat za vysokých tlaků (až do 80 MPa). DalSí výhodou je, že nepodtéká a může pracovat jako samočinný neřízený ventil, který je použitelný jako sací i jako výtlakový ventil.The advantages of the valve according to the invention are that it closes and opens perfectly even with slight pressure differences and is able to operate at high pressures (up to 80 MPa). Another advantage is that it does not underflow and can operate as an automatic uncontrolled valve, which can be used as a suction or discharge valve.

Na výkresu je znázorněn ventil podle vynálezu.The drawing shows a valve according to the invention.

Ventil Je tvořen tělesem 2 ventilu s vybráním pro přítlačnou pružinou £, tělesním 1, které je nasazeno na válcovém zakončením £ tělesa 2 ventilu, výústkou £ upravenou v hlavě válce £, kterou prochází sací otvor 2·The valve is formed by a valve body 2 with a recess for a compression spring 4, a body 1, which is mounted on the cylindrical end 4 of the valve body 2, a mouthpiece 6 provided in the cylinder head 6 through which the suction opening 2 passes.

Těsnění 1, vytvořené výhodně z teflonu, má na čelních (dosedacích) plochách talířové vybrání. Po obvodu je pak těsnění 1 zeslabeno kuželovým vybráním na minimální tlouětku obvodové stěny talíře. Ztenčenými okraji dosedá těsnění na hladké plochy tělesa 2 ventilu a výústky £.The seal 1, preferably made of Teflon, has a plate recess on the faces (abutment). Along the circumference, the seal 1 is then weakened by a conical recess to the minimum thickness of the peripheral wall of the plate. With the thinned edges, the seal sits on the smooth surfaces of the valve body 2 and the diffusers 6.

Funkce ventilu podle vynálezu je následující:The function of the valve according to the invention is as follows:

V klidové fázi je těsnění 1. lehce přitlačováno pružinou £ na hladkou (například vyleštěnou) plochu výústky £ se sacím otvorem 2, který těsnění uzavírá.In the rest phase, the seal 1 is lightly pressed by the spring 6 onto the smooth (for example polished) surface of the diffuser 6 with the suction opening 2 which closes the seal.

V sací fázi cyklu vzniká ve válci £ podtlak. Rozdíl tlaku vně a uvnitř působí sacím otvorem 2 ^v těsněné ploše uzavřené talířovým těsněním 1 na celou plochu talířového těsnění £. Již malý podtlak stačí k tomu, aby síla působící aa talířové těsnění 1, byla dostatečná k odtlačení ventilu, čímž je umožněno nasátí média. Po ukončení sání pružina £ jemně přitiskne přes těleso 2 ventilu talíř těsnění 1 k leštěné ploše, a tím je sací cyklus ukončen.In the suction phase of the cycle, a vacuum is generated in the cylinder 6. The pressure difference outside and inside acts through the suction opening 2 ^{in the} sealing surface closed by the disc seal 1 over the entire surface of the disc seal 6. Even a small vacuum is sufficient to ensure that the force acting on the disc seal 1 is sufficient to push the valve off, thus allowing the medium to be sucked in. Upon completion of the suction, the spring 6 gently presses the gasket plate 1 against the polished surface over the valve body 2, thereby completing the suction cycle.

Ve výtlačné fázi dojde již při nepatrném přetlaku ve válci k přitlačení talíře těsnění 1 k leštěné ploše. Nepatrný přetlak působí opět na velké ploše talíře těsnění 1, takže aíla potřebná k dokonalému přítlaku je vyvozena nepatrným přetlakem ve válci.In the discharge phase, even at a slight overpressure in the cylinder, the seal plate 1 is pressed against the polished surface. Again, a slight overpressure acts on a large surface of the gasket plate 1, so that the force required for perfect downforce is due to a slight overpressure in the cylinder.

Vzhledem k tomu, že ventil je určen pro práci v prostředí organických rozpoštědel, musí být konstruován z materiálů odolávajících tomuto prostředí, např. z nerezové oceli, teflonu a pod.Because the valve is designed to work in an organic solvent environment, it must be constructed of materials resistant to this environment, such as stainless steel, teflon and the like.

Proti odtoku teflonu do otvoru sacího potrubí je ventil pojištěn tím, že tento otvor zakrývá válcové zakončení tělesa ventilu, které má větší průměr, než je průměr sacího otvoru.The valve is secured against the outflow of Teflon into the suction line opening by covering the cylindrical end of the valve body, which has a larger diameter than the suction opening diameter.

Těsnost při výtlaku byla zkoušena zvyšováním tlaku o 2 MPa/min od O do 64 MPa, přičemž posun média v kapiláře odpovídal objemu komolého kužele v těsnění. Ani po dvou hodinách maximálního tlaku nedošlo k posunu média v kapiláře.The discharge tightness was tested by increasing the pressure by 2 MPa / min from 0 to 64 MPa, where the displacement of the medium in the capillary corresponded to the volume of the truncated cone in the seal. Even after two hours of maximum pressure, there was no displacement of the medium in the capillary.

213 2S8213 2S8

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A valve for high pressure pumps comprising a valve body with a recess for a compression spring, a gasket and a nozzle provided in a cylinder head, characterized in that the seal (1) mounted on the cylindrical end (6) of the valve body (2) has a disc recess on the faces , circumferentially, it is attenuated by a conical recess to a reduced thickness of the peripheral wall of the plate and with its thinner edges abuts on the smooth surfaces of the valve body (2) and the outlets (4).

Valve according to claim 1, characterized in that the diameter of the smooth surface of the cylindrical end (6) of the valve body (2) is greater than the diameter of the suction opening (7) in the mouthpiece (4).