DE1114684B

DE1114684B - Federbelastetes UEberdruckventil fuer Fluessigkeiten, vorzugsweise zur Verwendung bei Teleskop-Grubenstempeln

Info

Publication number: DE1114684B
Application number: DEM41592A
Authority: DE
Inventors: Clarence Herbert Perry; Bernard Tebb
Original assignee: Mastabar Mining Equipment Co Ltd
Current assignee: Mastabar Mining Equipment Co Ltd
Priority date: 1958-05-22
Filing date: 1959-05-22
Publication date: 1961-10-05
Also published as: NL239429A; GB925590A; NL112710C

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

M 41592 Xn/47g

ANMELDETAG: 22. MAI 1959

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABEDER AUSLEGESCHRIFT:

5. OKTOBER 1961

Die Erfindung betrifft ein Überdruckventil für Flüssigkeiten.

Durch Flüssigkeitsdruck gesteuerte Vorrichtungen, z. B. Teleskop-Grubenstempel, sind in ihrer Arbeitsweise abhängig von dem Transport der Flüssigkeit aus einem Reservoir in eine Druckkammer. Für die Druckregelung werden im allgemeinen Überdruckventile verwendet, die in der Druckkammer angeordnet sind und das Ansteigen des Druckes über einen vorgegebenen Maximalwert verhindern.

Die Teleskop-Grubenstempel, für die das eitfindungsgemäße Überdruckventil insbesondere Verwendung finden soll, sollen die Bewegungen des Hangenden aufnehmen bzw. dessen Bewegungen steuern.

Wenn das Ventil von seinem Sitz abhebt, tritt ein plötzlicher, teilweiser Verlust des Druckes auf, wodurch bei den genannten Trägern ein Absenken oder Durchbiegen des Hangenden verursacht werden kann. Wenn auch das Nachlassen des Druckes innerhalb gewisser Grenzen gehalten werden kann, so besteht doch die Gefahr, daß der Träger plötzlich zusammengedrückt wird, so daß eine kontinuierlich gesteuerte Stützung des Hangenden erschwert ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil zu schaffen, das nach dem Abheben sofort wieder in die Verschließstellung zurückkehrt. Die Verzögerung der Schließbewegung soll auf ein Minimum reduziert werden.

Bei einem federbelasteten Überdruckventil für Flüssigkeiten, vorzugsweise zur Verwendung bei Teleskop-Grubenstempeln, mit einer den Ventilsitz umgebenden Hochhubkammer wird erfindungsgemäß nach Zurücklegung eines engbegrenzten Hubes eine zusätzliche Rückstellwirkung durch ein Luftpolster ausgeübt, das in einer mit der Flüssigkeit gefüllten, die Schließfeder aufnehmenden Kammer eingeschlossen ist, die ihrerseits über einen Drosselspalt mit dem Auslaß in Verbindung steht.

Vorzugsweise wird der Spalt zwischen dem das Ventilverschlußstück tragenden Kolben und der Innenwand einer Gehäusebohrung gebildet. Der Auslaßquerschnitt aus der Hochhubkammer kann veränderbar sein. Zweckmäßig ist die mit der Flüssigkeit gefüllte, das Luftpolster einschließende Kammer durch mindestens eine radiale Bohrung im Gehäuse vergrößert.

Eine andere, auf dem gleichen Prinzip beruhende Lösung der gestellten Aufgabe besteht darin, daß nach Zurücklegung des engbegrenzten Hubes eine zusätzliche Rückstellwirkung durch einen harten Anschlag ausgeübt wird, der in einer Kammer angeordnet ist, die mit dem Auslaß in freier Verbindung Federbelastetes Überdruckventil

für Flüssigkeiten, vorzugsweise zur

Verwendung bei Teleskop-Grubenstempeln

Anmelder:

Mastabar Mining

Equipment Company Limited,

Hull, Yorkshire (Großbritannien)

Vertreter: Dipl.-Ing. A. Boshart

und Dipl.-Ing. W. Jackisch, Patentanwälte,

Stuttgart N, Am Kräherwald 93

Beanspruchte Priorität: Großbritannien vom 22. Mai 1958 und 22. April 1959

Bernard Tebb, Swanland, East Yorkshire, und Clarence Herbert Perry, Hull, Yorkshire

(Großbritannien), sind als Erfinder genannt worden

steht. Vorzugsweise wird der Anschlag bei dieser Ausführungsform von einem verstellbaren, inSchließrichtung liegenden Stift gebildet. Es ist zwar bei Dampfdruckventilen bekannt, Anschläge vorzusehen, die die Öffnungsbewegung des Ventils begrenzen. Diese Anschläge lösen jedoch keinen Prellimpuls aus, da die Schließbewegung bei diesem bekannten Ventil durch den Aufbau eines Druckes unterstützt wird, der von dem einströmenden Dampf erzeugt wird. Die Anschläge bei dem bekannten Dampfdruckventil dienen lediglich dazu, eine Verbindung der Kammer, in die der Dampf einströmt, mit dem Auslaß aufrechtzuerhalten.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand mehrerer in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 ein Überdruckventil, bei dem ein Prellimpuls durch einen harten Anschlag erzeugt wird,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein Überdruckventil, bei dem eine zusätzliche Rückstellwirkung durch ein Luftpolster ausgeübt wird, Fig. 3 ein nach dem gleichen Prinzip wie Fig. 1 arbeitendes Überdruckventil in einer anderen Ausführungsform.

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Claims

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Das in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Über- Kammer wird daher nach mehrmaligem Abheben des druckventil besitzt ein Gehäuse 10 mit einer axialen Ventils mit Flüssigkeit gefüllt. Da das Eindringen Bohrung 12, die den Ventilsitz für die Ventilkugel 18 von Flüssigkeit in die Kammer 26 nur bei abgehobebildet. Die Bohrung 12 steht mit einer Druck- oder nem Ventil erfolgen kann, bleibt bei geschlossenem Arbeitskammer (nicht dargestellt) in Verbindung. 5 Ventil ein geringer Teil Luft in der Kammer, dessen Das hydraulische Medium wird unter Druck von Volumen dem Hub des Ventils entspricht. Die flüssigeinem Reservoir (nicht dargestellt) in die Druckkam- keitsgefüllte Kammer 26 enthält also einen Lufteinmer transportiert. Durch den aufgebauten Druck Schluß. Wird nun infolge des Außendruckes das wird die Vorrichtung, z. B. ein hydraulischer TeIe- Ventil wieder von seinem Sitz abgehoben, so steigt skopträger, gesteuert. Dieser Träger ist mit dem er- io der Druck der eingeschlossenen Luft sofort stark an, findungsgemäßen Ventil versehen. Die Bohrung 12 weil die in der Kammer eingeschlossene Flüssigkeit bildet zusammen mit der Gegenbohrung 14 und der nahezu inkompressibel und das Volumen der einge-Stirnfläche des Kolbens 22 eine Hochhubkammer. schlossenen Luft sehr gering ist. Die Luft wirkt wie Beim Abheben des Ventils dringt die Flüssigkeit in eine Feder mit sehr starker Kraftzunahme, d. h. mit die Gegenbohrung 14 ein, wodurch der zwischen der 15 steiler Charakteristik. Die Wirkung dieser Anordnung Stirnfläche des Kolbens 22 und dem Ventilsitz befind- ist ähnlich der im Zusammenhang mit Fig. 1 beliche Raum schnell mit Flüssigkeit gefüllt wird. Da schriebenen. Die Rückstellwirkung der eingeschlosdie Öffnungskraft gleich dem Produkt aus dem senen Luft kommt einer Prellwirkung nahe. Hierhydraulischen Druck und der Fläche ist, auf die durch wird die Verzögerungszeit beim Schließen des dieser Druck wirkt, führt der Kolben eine schnelle, 20 Ventils vermindert. Auch bei diesem Ausführungsruckartige Bewegung in Richtung der hinter der Ge- beispiel wiederholt sich das Abheben und Schließen genbohrung 14 liegenden Kammer 26 aus. Diese Be- so lange, bis die gewünschte Druckgrenze erreicht ist. wegung erfolgt gegen die Kraft der Feder 20, die den Der Ventilsitz 16 ist in einer verschiebbaren Buchse Kolben zusammen mit der Ventilkugel gegen den 44 angebracht, die gegen die Ventilkugel 18 gedruckt Ventilsitz drückt. 25 wird. Durch die Lagerung der Buchse 44 wird beim

Die Kammer 26 ist mit einem Schraubverschluß Schließen des Ventils der Stoß der Kugel 18 aufgean der der Stirnfläche 24 des Kolbens 22 gegenüber- fangen. Dieser Vorgang wird durch den Druck der in liegenden Seite versehen. Der Schraubverschluß 28 der Druckkammer vorhandenen Flüssigkeit untersteht im Eingriff mit dem Gehäuse 10. Der Auslaß stützt. Hierdurch wird die Gefahr einer Beschädigung 30 ist mit dem Reservoir verbunden. In dem Ver- 30 des Ventilsitzes beim Schließvorgang vermindert,
schlußteil 28 ist ein Stift 32 gelagert, dessen Lage zu Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist ein der Stirnfläche 24 durch den Schraubverschluß ver- Gehäuse 110 mit einer axialen Bohrung 112 vorgeändert werden kann. sehen. In der Gegenbohrung 114 ist eine Buchse 116

Nach dem Abheben des Ventils tritt die Flüssigkeit verschiebbar gelagert. Diese Buchse enthält eine durch den zwischen der Gegenbohrung 14 und dem 35 Innenbohrung 118, deren innere Öffnung den Ventil-Kolben 22 befindlichen, etwa 0,05 bis 0,2 mm breiten sitz 120 bildet. Die Ventilkugel 122 ist in dem Kolben Spalt in die Kammer 26 und fließt über den Auslaß 124 gelagert. Die Feder 126 drückt den Kolben mit 30 zurück in das Reservoir. Da die Öffnungskraft der Ventilkugel gegen den Ventilsitz 120. Die Bohsehr groß ist, erfolgt die Bewegung des Kolbens mit rung 114 ist mit dem Auslaß 128 versehen, der mit relativ großer Geschwindigkeit, und die rückwärtige 40 dem Reservoir verbunden ist. Die Querbohrung 130 Stirnfläche des Kolbens prellt auf den Stift 32. Auf steht in Verbindung mit der Kammer 112 und bildet diese Weise wird ein der Öffnungsbewegung ent- eine Hilfskammer. In den beiden ringförmigen Kagegengesetzter Prellimpuls erzeugt, der die Kraft der nälen 136,138, die zu beiden Seiten der Hilfskammer Schließfeder 20 unterstützt. Das Ventil wird daher 130 angebracht sind, sind federnde Dichtungsringe nach jedem Abheben mit einem Minimum an Ver- 45 132,134 gelagert. Das Gehäuse 110 bildet eine sogezögerung wieder geschlossen, so daß der Druckver- nannte Ventilkapsel und wird in eine hierfür vorgelust infolge des Abhebens des Ventils minimal ist. sehene Öffnung der hydraulisch gesteuerten Vorrich-Das kurzzeitige Abheben und Schließen wiederholt tung eingesetzt. Die Dichtungsringe 132,134 schließen sich so lange, bis der Grenzwert des Außendruckes die Hilfskammer 130 ab, da sie sich gegen die Innenerreicht ist. 50 wandung dieser Öffnung legen.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Überdruckventil Die Arbeitsweise dieses Ventils ist wie folgt: Wenn wird die zusätzliche Rückstellwirkung nicht durch der Druck der in die Bohrung 118 strömenden Flüseinen mechanischen Anschlag, sondern durch die sigkeit die Ventilkugel 122 von ihrem Sitz 120 abhebt, Wirkung eines Luftpolsters erzielt. Der Kolben 22 ist fließt ein Teil der Druckflüssigkeit über die Kanäle mit einem Stift 34 fest verbunden, der in der Blind- 55 117 und die ringförmige Aussparung 119 in den Ausbohrung 36 einer Führungsbuchse 38 gelagert ist. Die laß 128. Der Rest der Flüssigkeit dringt in die Kam-Buchse 38 kann in der zylindrischen Öffnung 40 glei- mer 112 ein und füllt diese bis auf den geringen Luftten. Die Feder 20 liegt zwischen dem Ansatz 42 der einschluß, ähnlich wie im Zusammenhang mit Fig. 2 Buchse 38 und dem Ansatz des Schraubteiles 28. beschrieben. Die eingeschlossene Luft wirkt als Feder Durch diese Lagerung wird die Feder 20 zentriert. 60 mit steiler Charakteristik, so daß die durch die Feder Der Auslaß 30 ist in der Gegenbohrung 14 unmittel- 126 ausgeübte Schließkraft unterstützt wird. Die beim bar hinter dem Ventilsitz angeordnet. Die Kammer Öffnen des Ventils auftretende Deformation der 26 ist mit diesem Auslaß nur durch einen sehr schma- Dichtungsringe 132,134 wirkt gleichfalls als Rücklen Spalt zwischen dem Kolben 22 und der Gegen- stellkraft.
bohrung 14 verbunden. 65 _n

Beim erstmaligen Abheben des Ventils von seinem Patentansprüche.
Sitz dringt Flüssigkeit durch den Spalt zwischen KoI- 1. Federbelastetes Überdruckventil für Flüssigben und Gegenbohrung in die Kammer 26 ein. Diese keiten, vorzugsweise zur Verwendung bei TeIe-

skop-Grubenstempeln, mit einer den Ventilsitz umgebenden Hochhubkammer, dadurch gekenn zeichnet, daß nach Zurücklegung eines eng begrenzten Hubes eine zusätzliche Rückstellwirkung durch ein Luftpolster ausgeübt wird, das in einer mit der Flüssigkeit gefüllten, die Schließfeder aufnehmenden Kammer eingeschlossen ist, die ihrerseits über einen Drosselspalt mit dem Auslaß in Verbindung steht.
2. Federbelastetes Überdruckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt zwischen dem das Ventilverschlußstück tragenden Kolben und der Innenwand einer Gehäusebohrung (14) gebildet wird.
3. Federbelastetes Überdruckventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaßquerschnitt aus der Hochhubkammer veränderbar ist.
4. Federbelastetes Überdruckventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Flüssigkeit gefüllte, das Luftpolster einschließende Kammer durch mindestens eine

radiale Bohrung (130) im Gehäuse (110) vergrößert ist.
5. Federbelastetes Überdruckventil für Flüssigkeiten, vorzugsweise zur Verwendung bei Teleskop-Grubenstempeln, mit einer den Ventilsitz umgebenden Hochhubkammer, dadurch gekennzeichnet, daß nach Zurücklegung eines engbegrenzten Hubes eine zusätzliche Rückstellwirkung durch einen harten Anschlag (32) ausgeübt wird, der in einer Kammer (26) angeordnet ist, die mit dem Auslaß (30) in freier Verbindung steht.
6. Federbelastetes Überdruckventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag von einem vorzugsweise verstellbaren, in Schließrichtung liegenden Stift (32) gebildet wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 811530, 847 388,
206, 1049184;
britische Patentschrift Nr. 723 375;
USA.-Patentschrift Nr. 2754 842.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen