DE1038505B - UEberdruckventil, insbesondere fuer mehrteilige Stuetzelemente des Grubenausbaus - Google Patents

Description

Hydraulische Grubenstempel finden schon vielfach im Steinkohlenbergbau unter Tage zur Abstützung des Gebirges im Streb Verwendung. Bei diesen werden Überdruckventile verwendet, die das Druckmittel ablassen, sobald der Druck im Druckraum einen vorgegebenen Wert erreicht hat, oberhalb dessen eine Zerstörung der Wandungen des Druckraumes und der sonstigen Elemente des Stützelementes zu besorgen ist. Während für mäßige Drücke brauchbare Bauarten solcher Überdruckventile existieren, ist es schwierig Überdruckventile herzustellen, die bei höheren Steuerdrücken, z. B. 300 atü, noch einwandfrei funktionieren. Eine der Hauptschwierigkeiten besteht nämlich darin, daß das Ventil sich, wenn es bei Überschreiten des vorgegebenen Druckes öffnet und ein Austreten des Druckmittels aus dem Druckraum in eine drucklose Zone gestattet, womit der Druckwert allmählich heruntergeht, nicht sogleich schließt und dabei so große Mengen der Druckflüssigkeit auslaufen, daß nach dem endgültigen Schließen des Ventils ein Druckwert herrscht, der bedeutend tiefer liegt als der Steuerwert. Das hat für zweiteilige Stützelemente des Grubenausbaus den schwerwiegenden Nachteil, daß deren Belastbarkeit erheblich unter dem verlangten Höchstwert liegt und somit ein vorzeitiges Absinken des Gebirges eintreten kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Schwierigkeiten in der Bauart von Überdruckventilen zu beheben und eine wesentliche Verbesserung zu schaffen, die ganz allgemein für Überdruckventile anwendbar ist, die zur Steuerung der zwischen einem Druckraum höherer Stufe gegenüber einem Druckraum niederer Stufe herrschenden Druckdifferenz dienen, wobei diese Druckdifferenz gegebenenfalls hohe Werte annehmen kann. Als Elemente eines solchen Überdruckventils sollen an sich bekannte Ventilkörper verwendet werden, auf die im öffnungssinne eine mit größer werdendem Druck ansteigende Kraft, im Schließsinne eine entweder druckunabhängige, d. h. gleichbleibende Kraft oder aber jedenfalls eine Kraft einwirkt, die mit größer werdendem Druck langsamer ansteigt als diejenige Kraft, die im Öffnungssinne wirkt.

Die Erfindung wird in der Weise verwirklicht, daß beim Aufbau eines Überdruckventils die beiden Druckräume, deren Druckdifferenz in dem Sinne gesteuert werden soll, daß ein maximaler Wert nicht überschritten wird, durch mehrere hintereinandergeschaltete Ventile derart miteinander verbunden sind, daß der Entspannungsraum jedes Ventils den Druckraum des nachfolgenden Ventils bildet. Werden die stufenförmig hintereinandergeschalteten Ventile untereinander gleich dimensioniert und sind insgesamt η Ventile vorhanden, so braucht beim Erreichen des überdruckventil,

insbesondere für mehrteilige

Stützelemente des Grubenausbaus

Anmelder:

Hermann Schwarz Kommanditgesellschaft, Wattenscheid, Schulstr. 2-6

Maximalwertes der Druckdifferenz jedes einzelne Ventil nur etwa den re-ten Teil des gesamten Druckes aufzunehmen. Ist also die gesamte Druckdifferenz 200 atü — ein Druckwert, für den sich nur sehr schwer sicher funktionierende Überdruckventile bauen lassen — und wird ein solches Überdruckventil in fünf einzelne Ventilstufen zerlegt, so braucht jedes dieser einzelnen Ventile nur einem Druck von etwa 40 atü standzuhalten. Das ist aber ein Druckwert, bei dem ein sicheres Funktionieren mit den bisher schon üblichen Bauarten zu erzielen ist.

Bei der neuen Anordnung steht die Bohrung des dem Druckraum am nächsten liegenden Ventils mit diesem in unmittelbarer Verbindung, während der Entspannungsraum des Ventils der letzten Stufe unmittelbar an die Atmosphäre angeschlossen ist, wenn es sich darum handelt, die Druckdifferenz zwischen dem Hauptdruckraum und der Atmosphäre zu regeln. Wird bei dem Beispiel der Unterteilung eines Ventils in fünf Stufen bei einem vorgegebenen Überdruckwert von 200 atü die erste Stufe beispielsweise bei 40 atü geöffnet, so kann Druckflüssigkeit in den Entspannungsraum der ersten Stufe, der den Druckraum der zweiten Stufe bildet, eindringen. Je nach der Größe des Entspannungs- bzw. Druckraumes kann sich das Öffnen und Schließen der ersten Stufe wiederholen, bis dieser Raum mit Druckmittel gefült ist. Die zweite Ventilstufe bleibt so lange geschlossen, bis der Druck in der genannten Kammer einen Wert erreicht hat, der dem Druck von zwei Ventilstufen entspricht. Ist dieser Wert überschritten, so bleiben die beiden ersten Ventilstufen geöffnet; die dritte Ventilstufe öffnet sich erst dann, wenn der Druck im Hauptdruckraum um den weiteren Betrag einer Stufe angestiegen ist, also bei dem angegebenen Beispiel den Wert von 120 atü überschritten hat. Der Enddruck, bei dem

809 637799

Claims (1)

1. auch die letzte Ventilstufe sich öffnet, setzt sich aus der Summe der einzelnen Drücke zusammen.

   In der Zeichnung ist in schematischer Form der Aufhau eines Überdruckventils mit stufenweiser Ventilanordnung dargestellt, wobei der Aufbau jeder einzelnen Stufe sehr einfach gehalten ist: Jedes Ventil besteht aus einer im Ventilsitz endenden Bohrung, die durch eine Kugel verschlossen ist; auf die Kugel wirkt im Schließsinne eine ständig gleichbleibende Kraft, nämlich die einer Druckfeder. Wird in der zum Ventilsitz führenden Bohrung derjenige Druckwert überschritten, dem die Druckfeder noch das Gleichgewicht zu halten vermag, so öffnet das Ventil: Die Kugel wird vom Sitz abgehoben, der Durchfluß frei gehalten, dabei wird die Feder ständig unter Spannung gehalten und bewirkt eine Schließung des Ventils, sobald der Druck in der Bohrung unter den Mindestwert heruntergeht.

   Die Zeichnung stellt Achsschnitte durch derartige Stufenventile dar, und zwar zeigt

   Fig. 1 das Stufenventil in einer Stellung, bei der sämtliche Ventile geschlossen sind,

   Fig. 2 in einer Stellung, bei der sämtliche Stufen geöffnet sind.

   Mit 10 ist das als schmaler Zylinder ausgebildete Ventilgehäuse bezeichnet, in das auf der Druckseite das Verschlußstück 11, auf der Entspannungsseite das Verschlußstück 12 eingesetzt ist. Die zur ersten Ventilstufe führende Bohrung 15 in dem Verschluß stück 11 durchsetzt auch den Stutzen 13, der mittels des daran vorgesehenen Gewindes 14 in eine entsprechende Bohrung der Wandung des Druckraumes eingeschraubt werden kann. Die Kammer 17 ist der Entspannungsraum der ersten Ventilstufe und gleichzeitig der Druckraum der zweiten Ventilstufe. Die Kammer 18 ist der Entspannungsraum der zweiten Ventilstufe und gleichzeitig der Druckraum der dritten Ventilstufe. Entsprechend sind die Räume 19, 20 und 21, die Druckräume der dritten, vierten und fünften Stufe. Der Raum 22 steht über die Bohrung 16 mit der Atmosphäre in Verbindung.

   Die Ausbildung der einzelnen Ventile ist die gleiche. Gegen eine Bodenplatte 23 stützt sich eine Druckfeder 24 ab und wirkt auf den ringförmigen Rand 25 eines Bolzens 26, der zur Führung der Druckfeder 24 dient und an seinem Kopfende eine Vertiefung hat, in der sich die Ventilkugel 27 einlegt. Am entgegengesetzten Ende steht der Bolzen mit Füßen 28 (bei geöffnetem Ventil) auf der Bodenplatte 23 auf, so daß zwischen den Füßen eine Verbindung zwischen den Druckräumen 17, 18, 19 usw. einerseits und der Bohrung 29 verbleibt, die zu dem Sitz 30 der den Körper des nächsten Ventils bildenden Kugel 27

   ίο führt. Die einzelnen Kammern 17, 18, 19 usw. sind eingeschlossen von Abstandsringen 32. Zwischen den Abstandsringen 32 und den Bodenplatten 23 sind jeweils Dichtungen 31 vorgesehen.

   Der Hauptvorteil der Erfindung besteht darin, daß man auch höhere Drücke mit den bewährten Ventilbauarten für mittlere Drücke steuern kann. Im übrigen arbeitet ein solches Stufenventil auch dann noch befriedigend, wenn eine einzelne Stufe außer Funktion tritt, z. B. wenn infolge einer Verschmutzung des Druckmittels Fremdkörper zwischen Ventil und Ventielsitz eingeklemmt werden und das dichte Schließen des Ventils verhindern.

   P.\ T E N T Λ N S I' K i: CII:

   Überdruckventil zur Steuerung der zwischen einem Druckraum höherer Stufe gegenüber einem Druckraum niederer Stufe herrschenden, gegebenenfalls hohe Werte annehmenden Druckdifferenz, insbesondere zur Verwendung bei mehrteiligen, hydraulisch betätigten Stützelementen des Grubenausbaus, auf dessen Ventilkörper Kräfte einwirken, die im öffnungssinn mit größer werdendem Druck ansteigen und im Schließsinn druckunabhängig sind oder mit größer werdendem Druck langsamer ansteigen als die im öffnungssinn wirkenden Kräfte, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Druckräume durch mehrere hintereinandergeschaltete Ventile verbunden sind, wobei der Entspannungsraum jedes Ventils den Druckraum des nachfolgenden bildet.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschrift Nr. 928 945.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen