DD126487B1 - Ventil fuer pneumatische oder hydraulische steuerungen - Google Patents

Description

Berlin, don 1?· Ο5· 1982

Ventil für pneumatische oder hydraulische Steuerungen

Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung betrifft ein Ventil für pneumatische oder hydraulische Steuerungen, insbesondere für Geräte in Hochspannungsschaltanlagen·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungon:

Es sind Ventile bekannt, bei denen die Durchflußrichtung des mediums bei Umflutung der Dichtung axial zu dan üin- und Auslässen verläuft·

Hierbei befindet sich die Lagerstelle des Verschlußorgans entweder im Gehäuseinnern (TGL 21 575» Absperrventile für Rohrleitungen) oder im Ventildurchlaß, Befindet sich die Lagerstelle im Gehäuse, sind in den einen hohlzylindri-

sehen Körper als Lagerstelle tragenden Stegen Öffnungen für das Druckmittel vorgesehen. Befindet sich die Lagerstelle im Ventildurchlaß, ist das Verschlußorgan selbst zur Führung des Druckmittels in seinem Zentrum teilweise mit einer Axialbohrung versehen, die in der Nähe der Dichtung des Verschlußorgans in radiale Öffnungen mündet, die mit dem Raum, in dem sich der Dichtsitz befindet, verbunden sind (DDR-PS 94- 7-4-3), In beiden Fällen weisen die Ventile relativ große Abmessungen auf. Beim Durchströmen der axialen Bohrung des Verschlußkörpers und der Umflutung der Dichtung tritt eine Rückwirkungskraft auf, die auf das Verschlußorgan entgegen der Schließrichtung wirkt. Diese Rückwirkungskraft ist jedoch nicht direkt proportional dem anstehenden Druck und damit der jeweiligen Strömungsgeschwindigkeit des Mediums, sondern sie tritt erst ab einer bestimmten Druckdifferenz negativ für den Schließvorgang in Erscheinung. Dann ist die Rückwirkungskraft auf das Verschlußorgan beim Durchströmen seines Zentrums verhältnismäßig groß, so daß die Rückstellfeder wesentlich größer als an sich erforderlich bemessen werden muß. Bei Ventilen mit gegebenen Abmessungen ist jedoch eine wesentliche Vergrößerung der Rückstellfeder nicht möglich, so daß die Herstellung von Ventilen mit den für den Einsatz in modernen Anlagen geforderten kleinen Abmessungen im allgemeinen nicht möglich ist, wenn bestimmte andere Parameter eingehalten werden sollen. Außerdem erhöht sich z.B. bei elektrisch betätigten Ventilen die aufzubringende Betätigungskraft über die vertretbaren bzw. zulässigen Werte, Bedingt durch die von der Größe dar Druckdifferenz bzw. der Strömungsgeschwindigkeit abhängigen Rückwirkungskraft auf das Verschlußorgan besitzen diese Ventile keine definierten Ansprechzeiten beim Schließvorgang bzw. schließen diese Ventile bei Überschreitung einer

bestimmten Druckdifferenz bzw. Strömungsgeschwindigkeit nicht mehr.

Ziel der Erfindung:

Ziel der Erfindung ist es, die den vorstehend beschriebenen Ventilen anhaftenden Mängel zu beseitigen, also die Herstellung von Ventilen mit kleinen Abmessungen und exakt definierten Schließzeiten zu ermöglichen. Dadurch soll ein bestimmtes Ventil auch universal einsetsbar sein.

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Ventil für pneumatische oder hydraulische Steuerungen, bei dem das Druckmedium durch eine axiale Bohrung des Verschlußkörpess strömt, eine solche Führung des Druckmediums im Inneren des Ventils vorzusehen, durch die die Rückwirkungskraft kompensiert ist und damit der Einsatz einer kleinen Feder für kleine Betätigungskräfte sowie eine gedrungene, im Inneren rohrförmige Ausbildung des Ventils ermöglicht wenden«

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das in einem im Inneren rohrförmig ausgebildeten Ventil angeordnete Verschlußorgan außer einer im Zentrum vorgesehenen und in radiale Öffnungen mündenden Bohrung

am äußeren Umfang entlang seiner Länge nutartige Schlitze aufweist, die mit der rohrförmigen Führungsfläche der Lagerstellen Öffnungen bilden, die die durch das Lager bewirkte Schottung des Innenraumes zwischen Einlaß und Ventilsitz des Ventils zusätzlich wirksam parallel verbinden.

Diese Parallelverbindungen können gleichmäßig oder ungleichmäßig über den Umfang verteilt sein oder auch nur in einem bestimmten Bereich des Umfanges vorgesehen sein.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Ventils wird die Verbindung der Schotträume durch die im Zentrum des Verschlußorgans vorgesehene Bohrung nebst den zugeordneten radialen Öffnungen durch eine oder mehrere Parallelverbindungen ergänzt. Dabei kommt es beim Durchströmen der nutartigen Schlitze durch die Reibung des strömenden Mediums an der feststehenden Wand des Lagers offensichtlich zu einer Kraftkomponente, die der auf das Verschlußorgan wirkenden Rückwirkungskraft entgegengesetzt gerichtet ist sowie zu einer diese Kraftkomponente unterstützende Verwirbelung des strömenden Ifediums im Schottraum der Dichtung. Dies hat zur Folge, daß auch bei großen Druckdifferenzen nur kleine, beherrschbare Rückwirkungskräfte am Verschlußorgan auftreten.

Ausführungsbeispiel:

An einem Ausführungsbeispiel soll die Erfindung nachfolgend näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung ze ige η:

Fig. 1 : ein erfindungsgemäß ausgebildetes Ventil im Schnitt,

Fig· 2 : den Schnitt A~B aus Fig. 1.

Im Gehäuse 1 ist im rohrförmigen Lager 9 das Verschlußorgan 2 eingebracht« Letzteres hat eine Ausnehmung, in die die Drehwelle 13 eingreift. Durch das rohrförmige Lager 9 wird das Innere des Ventils zwischen dem Einlaß (Leitung Ц-) und dem Ventilsitz in zwei Räume geschottet, die im folgenden als Schotträume 10; 11 bezeichnet werdon. Im Zentrum des Verschlußorgans 2 ist eine Bohrung 6 vorgesehen, die die beiden Schotträume 10; 11 über radiale öffnungen 7 miteinander verbindet. Die vom Druckmedium umflutete Dichtung 3 befindet sich mit ihrem Dichtsitz im Schottraum 11. Die Parallelverbindungen 8 werden durch ara äußeren Umfang des Verschlußorgans 2 entlang seiner Länge vorgesehene nutartige Schlitze in Verbindung mit dor rohrförmigen Berührungsfläche des Lagers 9 gebildet. Die Rückstellieder 12 wirkt auf das Verschlußorgan 2 ein. Die Leitung 4 stellt don Einlaß und die Leitung 5 den Auslaß für das Druckmedium dar.

In Fig. 2 ist eine beispielsweise Verteilung der Parallelverbindungen 8 dargestellt.

Soll der in Fig. 1 dargestellte öffnungszustand des Ventils erreicht werden, ist zunächst ein nicht dargestelltes elektromagnetisches Betätigungssystem an Spannung zu logen. Die Betätigungskraft des Magneten wirkt auf einen mit der Drehwelle 13 verbundenen Hebel und bewegt das Verschlußorgan 2 von rechts nach links, so daß die Dichtung 3 von ihrem Sitz entfernt wird (Offenstellung), Dabei wird die entsprechend der Größe der Жіск-wirkungskraft vorgespannte Rückstellfeder 12 wieder gespannt. Das sich im Schottraum 11, der Bohrung 6, den

radialen Öffnungen 7» den Parallelverbindungen 8, dem Schottraum 10 und der Leitung 4- befindliche Druckmedium strömt nunmehr unter Umströmung der Dichtung 3 zur Leitung 5t also zum Auslaß. Die Ъеіт Durchströmen der im Zentrum des Verschlußorgans 2 vorgesehenen Bohrung 6 entstehende Rückwirkungskraft wird durch die Parallolströmung durch die Parallelverbindungen ö zumindest teilweise kompensiert. Wird das elektromagnetische Betätigungssystem abgeschaltet, wird die Drehwelle 13 zurückgestellt. Die Rückstellfeder 12 entspannt sich teilweise und. drückt das Verschlußorgan 2 aus dem dargestellten Öffnungszustand nach rechts in die Schließstellung, bei der die Dichtung 3 an ihrem Sitz anliegt. Die Strömung ist damit unterbrochen, und das Ventil ist für eine erneute Betätigung bereit.

Claims (3)

Erfindungsanspruch:

1. Ventil für pneumatische oder hydraulische Steuerungen, das in seinem rohrförmig ausgebildeten Inneren ein Verschlußorgan mit einer im Zentrum vorgesehenen und in radiale Öffnungen mündende Bohrung aufweist, g ekennzeich.net dadurch, daß am äußeren Umfang des Verschlußorgans (2) entlang seiner Länge nutartige Schlitze vorgesehen sind, die mit dem rohrförmigen Lager (9) für das Verschlußorgan (2) Parallelverbindungen (8) bilden, die die durch das Lager (9) bewirkte Schottung des Innenraumes zwischen Einlaß und Ventilsitz ües Ventils zusätzlich wirksam parallel verbinden.

2« Ventil nach Punkt 1,gekennzeichnet dadurch, daß die Parallelverbindungen (8) gleichmäßig über den Umfang des Verschlußorgans (2) verteilt sind«

3· Ventil nach Punkt 1,gekennzeichnet dadurch, daß die Parallelverbindungen (8) gleichmäßig oder ungleichmäßig über einen bestimmten Bereich des Umfanges des Verschlußorgans (2) verteilt sind.

Hierzu: 1 Blatt Zeichnungen