DE1095609B - Ventil mit entlastetem Verschlussstueck - Google Patents
Ventil mit entlastetem VerschlussstueckInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K39/00—Devices for relieving the pressure on the sealing faces
- F16K39/02—Devices for relieving the pressure on the sealing faces for lift valves
- F16K39/024—Devices for relieving the pressure on the sealing faces for lift valves using an auxiliary valve on the main valve
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Description
DEUTSCHES
Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil mit einem in einem Gehäuse geführten und von diesem durch
einen Führungsspalt geringen Durchflußquerschnittes getrennten, hohlkolbenartigen Ventilverschlußstück,
das nach Öffnung eines der Entlastung dienenden Vorhubventile
vom Ventilsitz leichter abhebbar ist, da der Innenraum des Ventilverschlußstückes einerseits durch
öffnen des Vorhubventils mit dem Abströmraum des Ventils verbindbar ist und andererseits mit dem vom
Gehäuse und der abströmraumfernen Stirnseite des Ventilverschlußstückes gebildeten Gegenraum über eine
Durchflußöffnung in Verbindung steht, deren Durchflußquerschnitt größer ist als dei Durchflußquerschnitt
des Führungsspaltes, wobei zwischen dem Gegenraum und dem Zuströmraum des Ventils eine Verbindung
vorgesehen ist, die in ihrem offenen Zustand einen größeren Durchflußquerschnitt als der Führungsspalt
aufweist, wobei der Durchfluß durch die Verbindung drosselbar ist.
Zur Erklärung sei gesagt, daß das Vorhubventilverschlußstück bei geschlossenem Hauptventil — im
folgenden wie im Anfang stets nur »Ventil« genannt —· eine Öffnungsbewegung ausführt, nach der
das nun entlastete Ventilverschlußstück seine Öffnungsbewegung ausführt. Meist wird hierfür das
Ventilverschlußstück von einer Vorhubventilspindel mitgenommen. Die Schließbewegungen der beiden
Ventile erfolgen in entsprechender Weise.
Es ist notwendig geworden, daß solche Ventile drei Eigenschaften in sich vereinen, nämlich in kürzester
Zeit schließen, wenn dies erforderlich ist, d. h. wenn z. B. ein Schnellschlußventil einer Dampf- oder Gasturbine,
beispielsweise bei Erreichen einer bestimmten Überdrehzahl, schlagartig schließen soll, in kürzester
Zeit öffnen und eine ausgezeichnete Schnellschlußbereitschaft aufweisen. Bei den bekannten Schnellschlußventilen
oben angegebener Bauart ist die genannte Verbindung in einer mittleren Phase des Öffnungsgesamthubes
gedrosselt und am Schluß dieser mittleren Phase geschlossen. Sie bleibt in der Endphase
des Öffnungsgesamthubes, also während des Ventilverschlußstückhubes, geschlossen. Diese Ventile
sind nicht sofort nach dem öffnen schnellschlußbereit, da Medium in den Gegendruckraum nicht so
schnell nachströmen kann, sondern erst, wenn nach der Drosselung wieder ein größerer Durchtritt
vom Zuströmraum zum Gegendruckraum vorhanden ist.
Deshalb ist gemäß der Erfindung bei einem obengenannten Ventil der Durchfluß durch die dort genannte
Verbindung lediglich während einer mittleren Phase des aus Vorhubventilverschlußstück- und
Ventilverschlußstückhub bestehenden öffnungs- und Schließgesamthubes gedrosselt, dagegen während der
Anmelder:
LICENTIA Patent-Verwaltungs - G. m. b. H.f
Frankfurt/M., Theodor-Stern-Kai 1
Dr.-Ing. Max Ludewig und Martin Schulze, Essen,
sind als Erfinder gemannt worden
sind als Erfinder gemannt worden
anderen Phasen, einschließlich der Vorhubventilverschlußstückendstellungen,
offen.
Ist das Ventil gemäß der Erfindung voll geöffnet, dann befindet es sich in einer ausgezeichneten Schnellschlußbereitschaft,
da die genannte Verbindung offen ist und somit im Gegenraum der Druck des Zuströmraums
herrscht. Diese Schnellschlußbereitschaft ist auch dann sofort wieder vorhanden, wenn das Ventil
kurz zuvor geschlossen war.
Wird das Ventil gemäß der Erfindung zum Schließen ausgelöst, dann wird zuerst das Vorhubventil
geschlossen, und eine Schließkraft, z. B. die einer Spiralfeder (Schließfeder), wirft das Ventilverschlußstück
äußerst schnell (etwa V100 Sekunden) auf den Ventilsitz, da während der Schließbewegung des Ventilverschlußstückes
der Druck im Gegenraum wegen des Nachströmens von Medium aus dem Zuströmraum über die Verbindung kaum absinkt. Über das schnelle
Zuschlagen des Ventils hinaus ist bei dem Ventil auch die notwendige Schließkraft geringer. Es kann
z. B. eine kleinere Schließfeder verwendet werden.
Das Zuschlagen des Ventils erfolgt meist durch den Druck einer Vorhubventilspindel, die gleichermaßen
Ventilspindel ist und über ihr Vorhubventilverschlußstück auf den Vorhubventilsitz und somit auf das
diesen Sitz aufweisende Ventilverschlußstück drückt.
Die in der mittleren Phase des Schließgesamthubes gegebene Drosselung der Verbindung stört den
äußerst kraftsparenden und/oder schnellen Schließbewegungsablauf kaum, da in der Praxis die Drosselphase
gegenüber den anderen Phasen, in denen die Verbindung ja offen ist, klein gehalten wird. Außerdem
wird die Drosselstelle durch die Wucht der Massen der in schneller Schließbewegung befindlichen
Ventilteile schnell übersteuert, wonach die Verbindung wieder offen ist.
Die mittlere Drosselphase ist aber nun notwendig für eine entlastete und/oder schnellste Öffnung des
Ventils. Der Gegenraum ist vor dem öffnen des Vor-
009 679/307
hubventils über die offene Verbindung mit dem Zuströmraum vor dem Ventilverschlußstück verbunden.
Der somit anfangs gegebene hohe Druck im Gegenraum stört nicht, da die Öffnungskräfte für das Vorhubventil
relativ klein sind. Er fällt auch ab, da vorzugsweise schon nach dem ersten Teil des Öffnungshubes des Vorhubventils die Drosselung langsam
beginnt und volle Drosselung auch schon vorzugsweise vor dem Anheben des Ventilverschlußstückes
gegeben ist. Bis zum Beginn der vollen Drosselung strömt also laufend Medium vom Gegenraum über
den Innenraum des Ventilverschlußstückes und den Durchflußquerschnitt des Vorhubventils in den Abströmraum,
wobei der Druck im Gegenraum laufend abnimmt. Vorzugsweise schon während des letzten
Teils des Öffnungshubes des Vorhubventils ist die Verbindung voll gedrosselt. Die volle Drosselung
kann aber auch erst ab Beginn des Anhebens des Ventil Verschlußstückes eintreten.
Während der Phase der vollen Drosselung, in welcher Phase also im Gegenraum ein geringer Druck
herrscht, wird das Ventilverschlußstück mit relativ geringer Kraft angehoben. Auch dies ist ein Vorteil,
der beim Ventil gemäß der Erfindung erreicht wird. Nach der Drosselphase, also in der zweiten, gleich
letzten Öffnungsphase des Ventilverschlußstücköffnungshubes, ist die Verbindung wieder offen. Dies
ist insbesondere bei Ventilen gemäß der Erfindung, die als Schnellschlußventile für Dampf- und Gasturbinen
verwendet werdep, nicht von Schaden, da die Regelventile der Turbine nach Erreichen der Leerlaufdrehzahl
geschlossen worden sind und dadurch im Abströmraum ein Stau zu verzeichnen ist, der im
Laufe des weiteren Anhebens des Ventilverschlußstückes noch weiter anwächst. Die notwendigen Öffnungskräfte
wachsen also nicht an.
Insbesondere wird die Drosselstelle der Verbindung durch einen in die Verbindung hineinragenden, festen
Innenbund und einen durch den Innenbund hindurchbewegbaren Kolbenschieber gebildet. Vorzugsweise
ist bei einem Ventil gemäß der Erfindung mit einer solchen Drosselstelle und einer koaxial zum Führungsspalt verlaufenden Vorhubventilspindel der Innenbund
zwischen dem Gegenraum und einem an den Gegenraum anschließenden Raum der Verbindung angeordnet
und der Kolbenschieber mit der Spindel fest verbunden. Hierbei ist folgende Bauart zweckmäßig: Der
genannte anschließende Raum umgibt als Hohlringraum des Gehäuses die Vorhubventilspindel, und der
Kolbenschieber sitzt als Außenbund (Steuerbund) auf der Spindel. Handelt es sich um ein Ventil mit einem
ab Vollöffnung des Vorhubventils durch einen fest mit der Vorhubventilspindel verbundenen Anschlag, insbesondere
Anschlagbund, vom Ventilsitz abhebbaren Ventilverschlußstück, dann ist, bezogen auf das geschlossene
Ventil und das geschlossene Vorhubventil, der Steuerbundhub bis zum Beginn starker Drosselung
der Verbindung zweckmäßigerweise etwas kleiner als der Anschlaghub bis zum Beginn der Berührung
des Ventilverschlußstückes durch den Anschlag. Hierdurch ist die Verbindung schon während
der letzten Phase des Öffnungshubs des Vorhubventils voll gedrosselt.
In der Figur ist als Ausführungsbeispiel ein Dampfturbinen-Schnellschlußventil gemäß der Erfindung
in Schließstellung dargestellt, dessen Vorhubventil ebenfalls geschlossen ist.
In einem Gehäuse 10 wird das Ventilverschlußstück 11 geführt. Ein Führungsspalt 12 geringen
Durchflußquerschnitts befindet sich zwischen Gehäuse 10 und Ventilverschlußstück 11. Vom Zuströmraum
13 führt zum Gegenraum 14 eine Verbindung 15, deren an den Gegenraum 14 anschließender Teil 16
unmittelbar an den Gegenraum 14 anschließend einen in die Verbindung 15 hineinragenden Innenbund 17
aufweist.
Auf der Vorhubventilspindel 18 sitzen fest ein Steuerbund 19 und ein Anschlagbund 20. Bei geöffnetem
Vorhubventil mit Vorhubventilverschlußstück 21
ίο steht der Gegenraum 14 über einen Durchflußquerschnitt
22, über den Innenraum 23 des Ventilverschlußstückes 11 und über einen dann gegebenen Vorhubventildurchflußquerschnitt
mit dem Abströmraum 24 in Verbindung. Der Gegenraum 14 erhält sofort nach öffnung des Ventils (Hauptventils), also beim Anheben
des Ventilverschlußstückes 11, aus dem Zuströmraum 13 eine große Füllmenge, wodurch das voll
geöffnete Ventil sofort schnellschlußbereit ist.
Der Innenbund 17 sowie der Steuerbund 19 weisen zwei zueinander parallele, zur Vorhubventilspindel 18
konzentrisch liegende und eine zylindrische Mantelfläche 25 bzw. 26 des betreffenden Bundes 17 bzw. 19
begrenzende Kreisring-Steuerkanten 27 bis 30 auf. Bei geschlossenem Ventil und geschlossenem Vorhubventil
ist der spindelaxiale Abstand 31 (z. B. 4 mm) zwischen der Innenbund-Steuerkante 28 und Steuerbund-Steuerkante
29 etwas kleiner als der Anschlaghub 32 (z. B. 6 mm), wobei die Summe der Mantelflächenbreiten
33 und 34 je nach Betriebsweise des Ventils, also entsprechend der gewünschten oder notwendigen
Länge der Drosselphase, festgelegt ist. Der im offenen Zustand der Verbindung 15 gegebene
Durchflußquerschnitt ist mit 35 bezeichnet. Der Öffnungsgesamthub 37 setzt sich aus dem Vorhubventil-Verschlußstückhub
(gleich Anschlaghub 32) und dem Ventilverschlußstückhub 36 zusammen. Eine so ausgelegte
Drosseleinrichtung steuert die Verbindung 15 äußerst exakt in oben angegebenem Sinne.
Claims (6)
1. Ventil mit einem in einem Gehäuse geführten und von diesem durch einen Führungsspalt geringen
Durchflußquerschnitts getrennten, hohlkolbenartigen Ventilverschlußstück, das nach öffnung
eines der Entlastung dienenden Vorhubventils vom Ventilsitz leichter abhebbar ist, da der
Innenraum des Ventilverschlußstückes einerseits durch öffnen des Vorhubventils mit dem Abströmraum
des Ventils verbindbar ist und andererseits mit dem vom Gehäuse und der abströmraumfernen
Stirnseite des Ventilverschlußstückes gebildeten Gegenraum über eine Durchflußöffnung
in Verbindung steht, deren Durchflußquerschnitt größer ist als der Durchflußquerschnitt des Führungsspaltes,
wobei zwischen dem Gegenraum und dem Zuströmraum des Ventils eine Verbindung vorgesehen ist, die in ihrem offenen Zustand
einen größeren Durchflußquerschnitt als der Führungsspalt aufweist, wobei der Durchfluß durch
die Verbindung drosselbar ist, dadurch gekennzeidinet,
daß der Durchfluß durch die Verbindung (15) lediglich während einer mittleren Phase des aus
Vorhubventilverschlußstück- und Ventilverschlußstückhub (32 und 36) bestehenden öffnungs- und
Schließgesamthubes (37) gedrosselt ist, dagegen während der anderen Phasen, einschließlich der
Vorhubventilverschlußstückendstellungen, offen ist.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstelle der Verbindung
(15) durch einen in die Verbindung (15) hinein-
ragenden festen Innenbund (17) und einen durch den Innenbund (17) hindurchbewegbaren Kolbenschieber
(19) gebildet wird.
3. Ventil nach Anspruch 2 mit einer koaxial zum Führungsspalt verlaufenden Vorhubventilspindel,
dadurch gekennzeichnet, daß der Innenbund (17) zwischen dem Gegenraum (14) und einem an den
Gegenraum (14) anschließenden Raum (16) der Verbindung (15) angeordnet und der Kolbenschieber
(19) mit der Spindel (18) fest verbunden ist.
4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dieser anschließende Raum (16) als
Hohlringraum des Gehäuses (10) die Vorhubventilspindel (18) umgibt und der Kolbenschieber
(19) als Außenbund (Steuerbund) auf der Spindel (18) sitzt.
5. Ventil nach den Ansprächen 3 und 4 mit einem ab Vollöffnung des Vorhubventils durch
einen fest mit der Vorhubventilspindel verbundenen Anschlag, insbesondere Anschlagbund, vom
Ventilsitz abhebbaren Ventil Verschluß stück, dadurch gekennzeichnet, daß, bezogen auf geschlossenes
Ventil und geschlossenes Vorhubventil, der
Steuerbundhub (31) bis zum Beginn starker Drosselung der Verbindung (15) etwas kleiner ist als
der Anschlaghub (32) bis zum Beginn der Berührung des Ventilverschlußstückes (11) durch den
Anschlag (20).
6. Ventil nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenbund (17) sowie der
Steuerbund (Kolbenschieber 19) zwei zueinander parallele, zur Vorhubventilspindel (18) konzentrisch
liegende und eine zylindrische Mantelfläche (25 bzw. 26) des betreffenden Bundes begrenzende
Kreisring-Steuerkanten (27 bis 30) aufweisen und bei geschlossenem Ventil und geschlossenem Vorhubventil
der spindelaxiale Abstand (31) zwischen der dem Steuerbund zunächst liegenden Innenbund-Steuerkante
(28) und der dieser Kante (28) zunächst liegenden Steuerbund-Steuerkante (29) etwas kleiner ist als der Anschlagbund (32), wobei
die Summe der Mantelflächenbreiten (33 und 34) entsprechend der gewünschten oder notwendigen
Länge der Drosselphase festgelegt ist.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 449 028, 449 767.
Deutsche Patentschriften Nr. 449 028, 449 767.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEL27419A DE1095609B (de) | 1957-04-17 | 1957-04-17 | Ventil mit entlastetem Verschlussstueck |
Applications Claiming Priority (1)
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DEL27419A DE1095609B (de) | 1957-04-17 | 1957-04-17 | Ventil mit entlastetem Verschlussstueck |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1095609B true DE1095609B (de) | 1960-12-22 |
Family
ID=7264162
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEL27419A Pending DE1095609B (de) | 1957-04-17 | 1957-04-17 | Ventil mit entlastetem Verschlussstueck |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1095609B (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1340933A1 (de) * | 2002-02-07 | 2003-09-03 | Pierburg GmbH | Hochdruckventil |
WO2012049694A1 (en) * | 2010-10-15 | 2012-04-19 | Spirax Marshall Pvt. Ltd. | Actuated valves with a plurality of plugs |
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---|---|---|---|---|
DE449028C (de) * | 1926-05-23 | 1927-09-02 | Wagner Fritz | Entlastetes Ventil |
DE449767C (de) * | 1927-09-21 | Wagner Fritz | Entlastetes Ventil mit Haupt- und Hilfsventil |
-
1957
- 1957-04-17 DE DEL27419A patent/DE1095609B/de active Pending
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