DE1115041B

DE1115041B - Fluid valve controlled by pressure medium for automatic flow limitation devices

Info

Publication number: DE1115041B
Application number: DEH36183A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Walter Hartung
Original assignee: WALTER HARTUNG DIPL ING
Current assignee: WALTER HARTUNG DIPL ING
Priority date: 1959-04-22
Filing date: 1959-04-22
Publication date: 1961-10-12

Description

Von Druckmittel gesteuertes Flüssigkeitsventil für selbsttätige Mengenbegrenzungsvorrichtungen Die Erfindung betrifft ein von Druckmittel gesteuertes Flüssigkeitsventil, das von einem Mengenvoreinstellwerk steuerbar ist. Es ist bei solchen Mengenbegrenzungsvorrichtungen bekannt, den Ventilverschiußkörper durch ein von einem Druckmittel beaufschlagtes Hubglied gegen die Wirkung einer Ventilschließfeder zu öffnen und vor dem Abschluß zur Vermeidung eines starken Flüssigkeitsschlages in eine drosselnde Zwischenstellung zu bringen. Bei bekannten Anordnungen dieser Art wird die Zwischenstellung des Ventilverschlußkörpers durch Verminderung des Steuerdruckes herbeigeführt. Das hat erhebliche Nachteile. Ein wesentlicher Nachteil besteht darin, daß die Ventilschließfeder bei den bekannten Ausführungen nicht nur das Ventil gegebenenfalls gegen den Druck der durchströmenden Flüssigkeit in Schließlage bringen, sondern auch noch das Druckmittel aus dem Steuerdruckraum des Hubgliedes durch den Auslaß verdrängen muß. Wenn bei diesem Vorgang größere Verzögerungen, die eine Mengenvertälschung zur Folge haben, vermieden werden sollen, ist eine relativ starke Ventilschließfeder erforderlich, die wiederum relativ hohe Steuerdrücke oder große Steuerdruckräume notwendig machen. Fluid valve controlled by pressure medium for automatic flow limitation devices The invention relates to a fluid valve controlled by pressure medium, which is operated by a quantity presetting is controllable. It is with such quantity-limiting devices known, the Ventilverschiußkörper by a acted upon by a pressure medium Lifting member to open against the action of a valve closing spring and before completion to avoid a strong liquid hammer in a throttling intermediate position bring to. In known arrangements of this type, the intermediate position of the valve closure body brought about by reducing the control pressure. This has significant disadvantages. A major disadvantage is that the valve closing spring in the known Executions not only the valve against the pressure of the flowing through if necessary Bring the liquid into the closed position, but also the pressure medium from the control pressure chamber the lifting member must displace through the outlet. If in this process larger Delays that lead to a quantity falsification should be avoided, a relatively strong valve closing spring is required, which in turn is relatively high Make control pressures or large control pressure spaces necessary.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Ventile ist darin zu sehen, daß in der Periode der Ventilzwischenstellung der Steuerdruck erheblich vermindert werden muß, was sich praktisch nur durch Öffnen des Druckmittelauslasses erreichen läßt. Es findet daher während dieser Periode ein ständiger Druckmittelverbrauch statt, der erheblich ins Gewicht fallen kann. Außerdem ist mit der Verminderung des Steuerdruckes meist ein Zeitverlust verbunden, der zur Folge hat, daß sich das Ventil relativ langsam in die Zwischenstellung einspielt, wodurch die Periode der Ventilzwischenstellung unnötig verlängert wird. Another disadvantage of the known valves is the fact that in the period of the intermediate valve position, the control pressure can be reduced considerably must, which can practically only be achieved by opening the pressure medium outlet. There is therefore a constant consumption of pressure medium during this period, which can be significant. In addition, there is a reduction in the control pressure usually associated with a loss of time, which has the consequence that the valve is relatively slowly moves into the intermediate position, thereby reducing the period of the intermediate valve position is unnecessarily extended.

Die geschilderten Nachteile werden bei derartigen druckmittelgesteuerten Ventilen erfindungsgemäß dadurch behoben, daß das Hubglied in an sich bekannter Weise zwei Druckflächen unterschiedlicher Größe aufweist und daß die an die Druckflächen angrenzenden Steuerdruckräume durch eine vom Mengenvoreinstellwerk betätigte Umschaltvorrichtung wahlweise an die Druckmittelleitung oder an einen Druckmittelauslaß anschließbar sind. Es wird also als Hubglied ein Differentialkolben oder eine entsprechende Membrankombination benutzt, so daß bei gleichbleibendem, vollem Steuerdruck durch einfache Umschaltung unterschiedliche Stellkräfte auf den federbelasteten Ventilverschlußkörper ausgeübt werden können. The disadvantages outlined are in such a pressure medium-controlled Corrected valves according to the invention in that the lifting member is known per se Way has two pressure areas of different sizes and that the to the pressure areas adjacent control pressure chambers by a switching device operated by the quantity presetting mechanism optionally connectable to the pressure medium line or to a pressure medium outlet are. A differential piston or a corresponding membrane combination is used as the lifting element used, so that with constant, full control pressure by simple switchover different actuating forces exerted on the spring-loaded valve closure body can be.

Eine besonders einfache und zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung ergibt sich, wenn das Hubglied zwei Steuerdruckräume abschließt, von denen der eine zwischen den unterschiedlichen Druckflächen und der andere an der Außenseite der größeren Druckfläche liegt. Man kann bei einer solchen Anordnung durch Umschaltung die Wirkrichtung des Steuerdruckes sogar umkehren, so daß der Steuerdruck in einem die Schließfeder unterstützenden Sinne wirkt, um einen Schnellschluß des Ventils herbeizuführen. A particularly simple and expedient embodiment of the invention results when the lifting element closes off two control pressure chambers, one of which between the different printing areas and the other on the outside of the larger print area. With such an arrangement, you can switch even reverse the direction of action of the control pressure, so that the control pressure in one the closing spring supporting sense acts to a quick closing of the valve bring about.

Ein besonderer Vorteil ergibt sich, wenn in die Druckmittelleitung ein Druckregler eingebaut ist, der auf unterschiedliche Sollwerte einstellbar ist. Man kann ohne weiteres die Ventilschließfeder und die größere der Druckflächen des Hubgliedes so bemessen, daß bei unterhalb des Sollwertes liegendem Steuerdruck über der größeren Druckfläche das Ventil bereits voll geöffnet ist. A particular advantage arises when in the pressure medium line a pressure regulator is installed, which can be adjusted to different setpoints. You can easily adjust the valve closing spring and the larger of the pressure areas of the The lifting element is dimensioned in such a way that when the control pressure is below the setpoint, above the larger pressure area the valve is already fully open.

Durch Einstellung des Steuerdrucksollwertes kann man dann in bequemer Weise die Ventilzwischenstellung in relativ weiten Grenzen verändern. By setting the control pressure setpoint, you can then more conveniently Way change the intermediate valve position within relatively wide limits.

In Fig. 1 bis 3 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. In Fig. 1 to 3, an embodiment of the invention is schematically shown.

Fig. 1 zeigt schematisch ein druckmittelgesteuertes Ventil in Offenstellung; Fig. 2 und 3 zeigen andere Stellungen der zugehörigen Umschaltvorrichtung. Fig. 1 shows schematically a pressure medium-controlled valve in the open position; 2 and 3 show other positions of the associated switching device.

Mit dem Schaft 1 eines in einem Ventilgehäuse 2 angeordneten Ventilverschlußkörpers 3 ist eine Membran 4 verbunden, die einen Ansatz 5 des Ventilgehäuses 2 oben abschließt. Mit dem Membranteller 4' ist ein in einem Zylinder 6 gleitender Kolben 7 verbunden, dessen Durchmesser größer ist als der der Membran 4. Der Zylinder 6 befindet sich in einem oben geschlossenen Kopfstück 8, das auf den Ansatz 5 des Ventilgehäuses 2 aufgesetzt ist. Zwischen der Membran 4 und dem Kolben 7 befindet sich ein Steuerdruckraum 9, der durch eine kurze Leitung 10 an einen Dreiwegehahn 11 angeschlossen ist. Ein zweiter Steuerdruckraum 12 befindet sich an der Außenseite des Kolbens 7. Durch eine Leitung 13 ist eine Verbindung mit einem zweiten Dreiwegehahn 14 hergestellt. Die Dreiwegehähne 11, L4 gestatten es, den Steuerdruckraum 9 bzw. 12 wahlweise an einen Druckmittelauslaß 15 bzw. 15' oder an eine Steuerdruckleitung 16 anzuschließen, die in nicht dargestellter Weise mit einem Druckmittel, z. B. Preßluft, gespeist ist. In die Steuerdruckleitung 16 ist ein bekannter und nicht näher zu erläuternder Druckregler 17 eingeschaltet, dessen Sollwert einstellbar ist. Der Ventilverschlußkörper 3 steht unter dem Einfluß einer Ventilschließfeder 18, die sich einerseits am Ventilgehäuse 2, andererseits an der Unterseite des Membrantellers 4' abstützt. With the shaft 1 of a valve closure body arranged in a valve housing 2 3, a membrane 4 is connected, which closes off an extension 5 of the valve housing 2 at the top. With the diaphragm plate 4 ' is one sliding in a cylinder 6 Piston 7 connected, the diameter of which is larger than that of the diaphragm 4. The cylinder 6 is located in a head piece 8 closed at the top, which is attached to the approach 5 of the Valve housing 2 is placed. Located between the membrane 4 and the piston 7 a control pressure chamber 9, which is connected through a short line 10 to a three-way valve 11 is connected. A second control pressure chamber 12 is located on the outside of the piston 7. A line 13 connects to a second three-way valve 14 manufactured. The three-way cocks 11, L4 allow the control pressure chamber 9 or 12 either to a pressure medium outlet 15 or 15 'or to a control pressure line 16 to connect, which in a manner not shown with a pressure medium, for. B. Compressed air, is fed. In the control pressure line 16 is a known and not The pressure regulator 17 to be explained in more detail is switched on, the setpoint of which is adjustable is. The valve closure body 3 is under the influence of a valve closure spring 18, located on the one hand on the valve housing 2, on the other hand on the underside of the diaphragm plate 4 'is supported.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Betriebszustand ist der Steuerdruckraum 12 durch den Dreiwegehahn 14 an die Steuerdruckleitung 16 und der Steuerdruckraum 9 durch den Dreiwegehahn 11 an den Auslaß 15 angeschlossen. Durch den auf die große Druckfläche des Kolbens 7 wirkenden Steuerdruck wird der Ventilverschlußkörper 3 gegen die Wirkung der Ventilschließfeder 18 in Offenstellung an einer verstellbaren Anschlagschraube gehalten, bei der im Ventilgehäuse 2 in Pfeilrichtung die volle Flüssigkeitsmenge strömt. Die Ventilschließfeder 18 und die Druckfläche des Kolbens 7 sind so bemessen, daß die Offenstellung erreicht wird, wenn der Steuerdruck noch unterhalb des kleinsten am Druckregler 17 einstellbaren Sollwertes liegt. In the operating state shown in FIG. 1, the control pressure chamber is 12 through the three-way valve 14 to the control pressure line 16 and the control pressure chamber 9 connected to the outlet 15 by the three-way valve 11. By the on the big The valve closure body 3 becomes the control pressure acting on the pressure surface of the piston 7 against the action of the valve closing spring 18 in the open position on an adjustable Stop screw held, the full in the valve housing 2 in the direction of the arrow Amount of liquid flows. The valve closing spring 18 and the pressure surface of the piston 7 are dimensioned so that the open position is reached when the control pressure is still is below the smallest setpoint value that can be set on the pressure regulator 17.

Wenn das Ventil 3 vor dem völligen Abschluß in eine Zwischenstellung gebracht werden soll, bei der z. B. nur noch 20 °/n der vollen Menge durchgelassen wird, muß der Dreiwegehahn 11, wie in Fig. 2 dargestellt ist, so umgeschaltet werden, daß der Steuerdruckraum 9 ebenfalls an die Steuerdruckleitung 16 angeschlossen ist, so daß in den Räumen 9 und 12 gleichzeitig der Steuerdruck herrscht. Da jetzt auch unterhalb des Kolbens 7 Steuerdruck vorhanden ist, wirkt nunmehr der Feder 18 eine der Größe der Membrandruckfiäche entsprechende kleinere Stellkraft entgegen. Durch Einstellung des Steuerdrucksollwertes am Regler 17 kann man diese verkleinerte Stellkraft verändern. Zwischen der Stellkraft und der Kraft der Ventilschließfeder 18 stellt sich sofort ein Gleichgewichtszustand ein, so daß der Ventilverschlußkörper 3 in eine Zwischenstellung gelangt. Durch die Sollwerteinstellung des Reglers 17 kann man die Zwischenstellung so wählen, daß z. B. 20 oder 10 oder auch 30 oil der vollen Menge durch das Ventil 3 durchgelassen werden. When the valve 3 is in an intermediate position before complete closure is to be brought in the z. B. only 20% / n of the full amount passed the three-way valve 11, as shown in Fig. 2, must be switched over so that that the control pressure chamber 9 is also connected to the control pressure line 16, so that the control pressure prevails in rooms 9 and 12 at the same time. There now too 7 control pressure is present below the piston, the spring 18 now acts a counteracts the size of the diaphragm pressure area corresponding to a smaller actuating force. By Setting the control pressure setpoint on the controller 17 can be used to reduce this actuating force change. Between the actuating force and the force of the valve closing spring 18 provides immediately a state of equilibrium so that the valve closure body 3 in reaches an intermediate position. The setpoint adjustment of the controller 17 can you choose the intermediate position so that z. B. 20 or 10 or even 30 oil of the full Amount to be passed through valve 3.

Soll das Ventil 3 jedoch plötzlich ohne nennenswerte Verzögerung geschlossen werden, weil z. B. eine vorgegebene Menge durchflossen ist, so kann das durch Umsteuerung des Dreiwegehahnes 14 (s. Fig. 3) erreicht werden, indem der Steuerdruckraum 12 an den Auslaß 15' angeschlossen wird. Jetzt wirkt sowohl der noch im Steuerdruckraum 9 vorhandene Steuerdruck entsprechend der Differenz der Druckflächengröße von Membran 4 und Kolben 7 als auch die Ventilschließfeder 18 in schließendem Sinne auf den Ventilverschlußkörper 3 ein, so daß eine vergrößerte Schließkraft zur Verfügung steht. If, however, the valve 3 should suddenly without any appreciable delay be closed because z. B. has flowed through a predetermined amount, so can that can be achieved by reversing the three-way valve 14 (see FIG. 3) by the Control pressure chamber 12 is connected to the outlet 15 '. Now both works still in the control pressure chamber 9 existing control pressure according to the difference of Pressure area size of membrane 4 and piston 7 as well as the Valve closing spring 18 in closing sense on the valve closure body 3, so that an enlarged Closing force is available.

Die geschilderte Steuerung der Dreiwegehähne 11, 14 kann über Elektromagnete 19, 19' von einem Kommandogeber, z. B. einem Mengenvoreinstellwerk, erfolgen. The described control of the three-way cocks 11, 14 can be via electromagnets 19, 19 'from a commanding device, e.g. B. a quantity presetting, take place.

An Stelle der Dreiwegehähne 11, 14 kann man natürlich jede andere sinngemäß wirkende Umschaltvorrichtung verwenden. Das dargestellte Ventil 3 kann selbstverständlich auch eine andere Absperrvorrichtung, z. B. ein Schieber oder ein Hahnküken, sein, sofern sich diese in eine drosselnde Zwischenstellung bringen lassen. Als Druckmittel zur Steuerung des Ventils kann man Druckluft oder Druckflüssigkeit, gegebenenfalls auch die durch das Ventil strömende Flüssigkeit selbst verwenden. Bei der geschilderten Anordnung ist der Druckmittelverbrauch auf eine Füllung der Steuerdruckräume 9, 12 beschränkt, weil während der Periode der Ventilzwischenstellung (s. Fig. 2) ein Druckmittelverbrauch nicht stattfindet. Instead of the three-way cocks 11, 14 you can of course use any other one Use the corresponding switching device. The valve 3 shown can of course, another shut-off device, e.g. B. a slide or a cock plug, if they bring themselves into a throttling intermediate position permit. The pressure medium for controlling the valve can be compressed air or hydraulic fluid, if necessary, use the liquid flowing through the valve itself. In the arrangement described, the pressure medium consumption is based on a filling of the Control pressure chambers 9, 12 restricted because during the period of the intermediate valve position (see Fig. 2) a pressure medium consumption does not take place.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Fluid valve controlled by pressure medium, which is controllable by a quantity presetting mechanism and in which the valve closure body by a lifting member acted upon by the pressure medium against the action of a valve closing spring opened and before closing to avoid strong liquid hammer is brought into a throttling intermediate position, characterized in that the Lifting member in a manner known per se two pressure surfaces (4, 7) of different sizes and that the control pressure chambers (9, 12) adjoining the pressure surfaces through a switchover device (11, 14) actuated by the quantity presetting mechanism as an option can be connected to the pressure medium line or to a pressure medium outlet.

2. Liquid valve controlled by pressure medium according to claim 1, characterized in that the lifting element (4, 7) closes off two control pressure chambers (9, 12), of which one (9) between the different pressure surfaces and the other is on the outside of the larger print area.

3. Fluid valve controlled by pressure medium according to claim 1 or 2, characterized in that a pressure regulator in the pressure medium line (16) (17) is built in, which can be set to different setpoints, and that the valve closing spring (18) and the larger of the pressure surfaces (7) of the lifting member are dimensioned so that if the control pressure is below the setpoint, it is above the larger pressure area (7) the valve (3) is already fully open.

4. Liquid valve controlled by pressure medium according to one of the Claims 1 to 3, characterized in that the switching device (11, 14) such it is controllable that the control pressure successively first the larger pressure area (7) is applied, whereby the valve (3) is fully opened, then by application the smaller pressure surface (4) exerts a reduced opening force, whereby the Valve (3) is brought into an intermediate position, and then in a control chamber (9) acts in a sense supporting the valve closing spring (18) in order to provide a quick-action closure of the valve (3).