DE1173301B

DE1173301B - Vorrichtung zur Daempfung und stufenweisen, von aussen beeinflussbaren Schliessbewegung eines Ventilverschlussstueckes

Info

Publication number: DE1173301B
Application number: DED27333A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Joachim Sonnberg
Original assignee: DIESSEL GEB
Current assignee: DIESSEL GEB
Priority date: 1958-02-03
Filing date: 1958-02-03
Publication date: 1964-07-02

Description

Vorrichtung zur Dämpfung und stufenweisen, von außen beeinflußbaren Schließbewegung eines Ventilverschlußstückes Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Dämpfung und stufenweisen, von außen beeinflußbaren Schließbewegung eines Ventilverschlußstückes, das durch einen mit seinem Kolben an der Ventilspindel angreifenden Servomotor mit Hilfe eines Druckmittels gegen die Kraft einer Schließfeder geöffnet wird.
Es wird häufig die Forderung erhoben, Flüssigkeiten oder auch Gase, die durch eine Rohrleitung strömen, in Einzelmengen genau und automatisch durch Drucklaufzähler abzumessen. Um bei der Abtrennung der Einzelmengen möglichst genau zu arbeiten, müßte theoretisch die Rohrleitung schlagartig geschlossen werden, da dann die Fehler, die durch verschieden große Strömungsgeschwindigkeiten entstehen, vermieden werden. Dieser -Schnellschluß von Rohrleitungen ist aber in den meisten Fällen in der Praxis wegen der entstehenden Flüssigkeitsschläge nicht durchführbar.
Um trotzdem im Betrieb genau messen zu können, muß vor dem schnellen Schließen der Rohrleitung die Fließgeschwindigkeit so weit gedrosselt werden, daß der schnelle, vollständige Abschluß keine Störungen in der Rohrleitung verursachen kann.
Es ist bereits ein Ventil zur Regulierung des flüssigen oder gasförmigen Treibmittels für Kraftmaschinen, insbesondere von Dampf, bekanntgeworden mit einem Verschlußstück, das mittels, einer Spindel mit einem Servomotor verbunden ist, der mit Hilfe einer Druckfeder in schließendem und mit Hilfe eines Druckmittels in öffnendem Sinne auf das Verschlußstück einwirkt. Außerdem ist noch eine weitere Feder vorgesehen, die am Ende der Schließbewegung des Verschlußstückes auf dieses entgegen der Schließfeder bremsend einwirkt. Diese bremsende Feder verhindert jedoch ein exaktes Schließen des Verschlußstückes, da sie dessen Schließbewegung entweder zu stark verzögert oder zu hartes Aufschlagen des Verschlußstückes auf seinen Sitz nicht verhindert. In Verbindung mit einer Meßeinrichtung der obengenannten Art ist daher das bekannte Ventil nicht brauchbar.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ventil der eingangs genannten Art so auszubilden, daß es eine Rohrleitung sehr rasch zu schließen vermag, wobei die Schließbewegung jedoch so gedämpft werden soll, daß Flüssigkeitsschläge in der Leitung, vor allem jedoch zu harte Schläge des Ventilverschlußstückes auf seinen Sitz vermieden werden.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst, daß bei Anordnung von mindestens zwei Steuerrohrleitungen in Spindelachsrichtung im Abstand voneinander in der Wand des Servomotorzylinders an seiner dem Verschlußstück zugewandten Seite, die vom Kolben während der Schließbewegung nacheinander überdeckt werden, beim Einleiten der Schließbewegung durch einen Steuerimpuls zunächst die am weitesten vom Verschlußstück entfernte Steuerleitung geöffnet und die zweite Steuerrohrleitung durch einen Endschheßimpuls erst dann geöffnet wird, wenn der Servomotorkolben unter der Wirkung der Schließfeder die erste Steuerrohrleitung überdeckt und der Betriebszustand der Anlage, in der das Ventil eingebaut ist, ein völliges Schließen erforderlich macht.
Die Zeichnung stellt drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. Es zeigt schematisch A b b. I ein Ventil mit Dämpfungsvorrichtung im Schnitt, A b b. I1 einen Schnitt durch ein Ventil mit Dämpfungsvorrichtung, das durch einen Elektromagneten betätigt wird, A b b. III einen Schnitt durch ein Ventil mit Dämpfungsvorrichtung, das mit einer Membran in Verbindung steht.
In A b b. 1 ist 5 der Zylinder des Servomotors, der auf dem Ventilgehäuse 1 angeordnet ist. An diesem Zylinder 5 sind zwei übereinanderliegende Rohrleitungen 8 und 9 angeschlossen. In dem Zylinder 5 bewegt sich entgegen der Wirkung der Schließfeder 6, die durch den Deckel 7 als Widerlager gehalten wird, der Kolben 4 des Servomotors. Der Kolben 4 trägt an dem Ventilstößel 3 das Ventilverschlußstück 2, das sich auf den Ventilsitz im Gehäuse 1 aufsetzen kann. Im gezeichneten Ausführungsbeispiel wird das Verschlußstück 2 z. B. hydraulisch oderpneumatisch in seine in der Zeichnung dargestellte öffnungsstellung gebracht. Zum Schließen des Verschlußstückes 2 dient die Feder 6, die durch den Deckel 7 gehalten Ist.
Soll das Verschlußstück 2 geschlossen werden, so wird durch ein mechanisch, elektrisch oder von Hand betätigtes Steuerventil, zweckmäßigerweise ein Dreiwegeventil, die Leitung 9 entspannt. Der Kolben 4 bewegt sich darauf, durch die Federkraft angetrieben, abwärts, bis er die Anschlußbohrung der Leitung 9 in der Wand des Zylinders 5 überdeckt. 1n dieser Stellung bleibt der Kolben 4 mit Verschlußstück 2 so lange stehen, bis die Leitung 8 geöffnet wird. Durch das Öffnen der Leitung 8 wird dann ein vollständiges Schließen des Ventils verursacht. Die Leitungen 8 und 9 können bei dieser Anordnung so gedrosselt werden, daß jede beliebige Schließgeschwindigkeit des Kolbens in den beiden Stufen, die verschieden groß sein können, und damit des Ventilverschlußstückes erzielt werden kann. Außerdem kann man durch Anbringen mehrerer überströmleitungen 9 und entsprechender Steuerventile in den Leitungen noch beliebig viele Drosselstufen einschalten.
Ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der A b b. II schematisch dargestellt.
1 ist wieder das Ventilgehäuse, 2 das Verschlußstück und 3 der Ventilstößel, der mit dem Kolben 4 in Verbindung steht. Der Kolben 4 bewegt sich wieder in dem Arbeitszylinder 5 entgegen der Wirkung der Feder 6, die durch den Deckel 7 am oberen Ende des Arbeitszylinders gehalten wird.
Beim Gegenstand der A b b. II wird das Ventil von einer anderen Kraftquelle aus gesteuert, z. B. durch den Elektromagneten 10. Um die geforderten Bedingungen erfüllen zu können, muß ein gesonderter Dämpfungszylinder mit Dämpfungskolben, wie in A b b. 11 dargestellt, verwendet werden. Beim Gegenstand der A b b. 1I wird das Verschlußstück durch einen Elektromagneten 10 angehoben. Dabei fließt das im Zylinder 5 befindliche Dämpfungsmittel, vorzugsweise öl, durch das federbelastete Rückschlagventil 11 durch den Kolben 4 nach unten. Wird die Stromzufuhr zum Magneten unterbrochen, so drückt die Feder 6 den Kolben nach unten, wobei das Dämpfungsmittel durch die Leitung 9 abfließt, bis der Kolben die Öffnung dieser Leitung 9 in der Zylinderwand überdeckt. Das Ventil bleibt wieder in dieser Drosselstellung so lange geöffnet, bis durch einen Impuls ein Steuerventil in der Leitung 8 geöffnet wird und die Feder 6 das Verschlußstück 2 vollständig schließt. Das Drucköl, das aus dem Zylinder entweicht, kann durch eine Umführungsleitung aus den Leitungen 8 und 9 durch die Leitung 12 wieder auf die Oberseite des Kolbens zurückgeführt werden.
Auch in dem vorgenannten Falle können die Schließgeschwindigkeiten durch Drosseln der Leitungsquerschnitte der Leitungen 8 und 9 beliebig verändert werden und durch Anbringen mehrerer Leitungen entsprechend der Leitung 9 beliebig viele Zwischenstufen bis zum Schließen des Ventils erreicht werden.
An Stelle des Arbeits- und Dämpfungszylinders 5 mit Arbeits- oder Dämpfungskolben 4 ist beim Gegenstand der A b b. 111 eine Membran 4' in dem Membrangehäuse 5' angeordnet.
Die Rohrleitung 1, das Verschlußstück 2 und der Ventilstößel 3 üben die gleiche Funktion aus, wie sie oben bereits erläutert worden sind.
Der Ventilstößel 3 ist an seinem oberen Ende mit der Membran 4' verbunden. Die Membran 4' sitzt in dem Membrangehäuse 5'. Auch die Membran 4' wird durch eine Feder 6 betätigt, die durch den Deckel 7 gehalten ist. Die entsprechenden Rohrleitungen sind hier mit 8' und 9' bezeichnet.
Der Ventilstößel 3 ist mit der Aussparung 3' versehen, durch die das Medium in die überströmleitung 9' in der ersten Schließstufe abfließt.
Diese Einrichtung nach A b b. 111 kann sowohl zur Ventilbetätigung Verwendung finden, wenn ein Druckmedium zur Verfügung steht. oder sie kann nur als Dämpfung eingesetzt werden. wenn eine andere Ventilöffnungskraft zur Anwendung gelangt. Im letzteren Falle würden die Leitungen 8' und 9' über die zugehörigen Steuerventile in einem DämpfungsmittelsammeIgefäß enden.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur Dämpfung und stufenweisen, von außen beeinflußbaren Schließbewegung eines Ventilverschlußstückes, das durch einen mit seinem Kolben an der Ventilspindel angreifenden Servomotor mit Hilfe eines Druckmittels gegen die Kraft einer Schließfeder geöffnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung von mindestens zwei Steuerrohrleitungen (8, 9) in Spindelachsrichtung im Abstand voneinander in der Wand des Servomotor-Zylinders(5) an seiner dem Verschlußstück (2) zugewandten Seite, die vom Kolben (4) während der Schließbewegung nacheinander überdeckt werden, beim Einleiten der Schließbewegung durch einen Steuerimpuls zunächst die am weitesten vom Verschlußstück entfernte Steuerleitung (9) geöffnet und die zweite Steuerrohrleitung (8) durch einen Endschließimpuls erst dann geöffnet wird, wenn der Servomotorkolben unter der Wirkung der Schließfeder (6) die erste Steuerrohrleitung überdeckt und der Betriebszustand der Anlage, in der das Ventil eingebaut ist, ein völliges Schließen erforderlich macht.
2. Vorrichtung zur Dämpfung und stufenweisen, von außen beeinflußbaren Schließbewegung eines Ventilverschlußstückes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitszylinder (5) mit drei Steuerrohrleitungen (8, 9, 12) versehen ist und der Kolben (4) ein Rückschlagventil (11) aufweist und der Ventilstößel (3) durch den Elektromagneten (10) beeinflußt wird.
3. Vorrichtung zur Dämpfung und stufenweisen, von außen beeinflußbaren Schließbewegung eines Ventilverschlußstückes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle des Arbeitszylinders (5) ein Membrangehäuse (5') vorgesehen ist, in dem die Membran (4') arbeitet und das Membrangehäuse mit den Steuerrohrleitungen (8'. 9') versehen ist, wobei die Steuerrohrleitung (9') in eine Aussparung (3') mündet, die in dem Ventilstößel (3) vorgesehen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 503 303, 931555, 941039; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1709 747; Patent Nr. 7652 des Amtes für Erfindungs- und Patentwesen in der sowjetischen Besatzungszone Deutschlands; österreichische Patentschrift Nr. 111761; schweizerische Patentschrift Nr. 201066; USA.-Patentschriften Nr. 1406 013, 2 532123.