DE1177444B

DE1177444B - Vorrichtung zur Daempfung der Schliess- bzw. OEffnungsbewegung eines ueber einen Antriebs-kolben druckmittelbetaetigten Ventils od. dgl.

Info

Publication number: DE1177444B
Application number: DEB65428A
Authority: DE
Inventors: Walter Schier
Original assignee: Gebrueder Boehler and Co AG
Current assignee: Gebrueder Boehler and Co AG
Priority date: 1961-01-19
Filing date: 1962-01-08
Publication date: 1964-09-03

Description

Vorrichtung zur Dämpfung der Schließ- bzw. Öffnungsbewegung eines über einen Antriebskolben druckmittelbetätigten Ventils od. dgl. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dämpfung der öffnungs- bzw. Schließbewegung eines über einen Antriebskolben druckmittelbetätigten Ventils od. dgl. mit einem auf der Kolbenstange innerhalb eines mit einer Dämpfungsflüssigkeit, z. B. Silikonöl; gefüllten Raumes axial verschiebbaren Dämpfungskolben, dessen Stirnfläche je einen Ringwulst besitzt, der unter Belassung eines gedrosselten Auslasses in eine Ringnut der Stirnfläche des Dämpfungsraumes eintaucht. Eine solche Vorrichtung ist in dieser Zusammensetzung zwar nicht bekannt, wird aber durch den Stand der Technik nahegelegt.
Bei Hochdruck-Schnellschließventilen werden Schließzeiten von etwa 1/io Sekunde gefordert. Diese Ventile, die für strömende Medien von etwa 700 atü geeignet sein sollen, müssen daher innerhalb dieser kurzen Zeit den Strömungsquerschnitt des Ventils völlig abschließen. Es muß daher innerhalb dieser kurzen Zeit das Ventil auf einen Befehl ansprechen, die Masse des Ventils sich beschleunigt in Bewegung setzen und, nach entsprechender Verzögerung, auf dem Ventilsitz satt anliegen.
Um diese überaus kurze Schließzeit zu erzielen, ist es üblich, die Ventilstange mit einem Kolben zu verbinden, der in einem Zylinder mit Preßluftdruck von etwa 50 bis 60 atü bewegt wird.
Die Schwierigkeit, die bei der Änderung der Ventilstellung zu beheben ist, liegt darin, das Verschlußstück nach Auslösung und Beschleunigung der Bewegung so weich auf den Sitz aufsetzen zu lassen, daß eine Beschädigung der Sitzflächen auch bei wiederholter Betätigung mit Sicherheit vermieden wird.
Bei den bekannten Ventilen, die für ähnliche Drücke Verwendung finden, werden zur Verringerung der Geschwindigkeit des Verschlußstücks vor dem Auftreffen auf seinen Sitz Federn angeordnet, die die Energie der bewegten Masse des Ventils vor Auftreffen auf den Ventilsitz vernichten. Solche Federpuffer haben aber den Nachteil, daß das Ventil im Ruhezustand mit Spannung auf seinem Sitz anliegt und daher die Anordnung sicher wirkender Verriegelungen erfordert, um das Ventil in seiner Endstellung satt auf dem Sitz zu halten.
Es sind auch Ventile bekannt, bei denen die Ventilstange mit einem Kolben verbunden ist, der einen , Wulst trägt und der Wulst vor der Erreichung der Ventiltotlage in eine Nut eintaucht und durch die Verdrängung des in der Nut befindlichen Mediums ein weiches Aufsetzen des Ventils auf seinen Sitz gewährleistet. Durch die Bewegungsenergie des Kolbens kann der Wulst tiefer in die Nut eintauchen als ` dies dem verdrängten Medium entspricht, wodurch der Wulst wieder zurückfedert und damit das Aufsitzen des Ventils auf der Ventilsitzfläche nicht gesichert ist. Um ein sicheres Aufsetzen des Ventils nach dem erfolgten Schließvorgang zu gewährleisten, muß das Medium aus der Nut rechtzeitig und hinreichend abfließen können. Erfolgt die Dämpfung durch einen Ringwulst, der in eine Ringnut eintaucht, dann muß der Raum innerhalb des Ringwulstes entlüftet werden, um zu erreichen, daß das Ventil satt auf seinem Sitz verharrt. Ferner muß verhindert werden, daß die Dichtungen der Kolbenstange zu stark belastet werden.
Gemäß der Erfindung wird zur Lösung dieser Aufgaben vorgeschlagen, Bohrungen vorzusehen, die den Raum zwischen dem Ringwulst und der nach außen abgedichteten Kolbenstange zum Zweck des ungehinderten Druckausgleiches mit dem Raum innerhalb des Dämpfungsraumes verbinden.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus dem Unteranspruch.
Der Gegenstand der Erfindung wird an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Die obere Stirnfläche des Ventilgehäuses 1 ist im Anschluß an die Laterne 2 durch das Aufsetzen eines Zylinders 3 als Antriebszylinder ausgebildet. Dieser Teil des Ventilgehäuses trägt eine Bohrung 4 für den Drucklufteinlaß in den Raum unter dem Antriebskolben. Der aus zwei Teilen zusammengeschweißte Antriebskolben 5 ist mit der Ventilstange 6 verbunden. Auf dem Antriebszylinder ist der Zylinderdeckel 7 mittels Schrauben 8 unter Zwischenlage von Dichtungen aufgeschraubt. Der Zylinderdeckel besitzt eine Bohrung 9 für den Drucklufteinlaß in den Raum über dem Antriebskolben. Die Kolbenstange 10 ist nüt Dichtringen versehen, durch den Zylinderdeckel 7 hindurchgeführt und durchsetzt auch den darüber angeordneten Dämpfungszylinder 11. Zur Kolbenstange 10 ist quer durch den Zylinderdeckel 7 ein Entlüftungskanal 20 vorgesehen. Am Zylinderdeckel? ist ein Zylinder 12 angesetzt, in den der Dämpfungszylinder 1.1 eingeschraubt ist. Dieser Dämpfungszylinder ist mit seinem Deckel 13 aus einem Stück hergestellt. Die beiden Innenwände der Stirnflächen dieses Dämpfungszylinders sind gleich ausgebildet und besitzen je einen zentrisch angeordneten Ringwulst 14, in. dem eine Ringnut 15 vorgesehen ist.
In die Zylinderwand des Dämpfungszylinders sind Öhüppel16 eingeschraubt, die zum Füllen des Zylinders mit Öl dienen. Mit der Kolbenstange 10, die den Dämpfungszylinder durchsetzt, ist ein Dämpfungskolben 17 fest verschraubt. Die Enden desselben sind konisch erweitert und besitzen einen hohlzylindrischen Ansatz, so daß je ein Ringwulst 18 entsteht, der in der oberen bzw. unteren Totlage des Dämpfungskolbens 17 in die Ringnuten 15 eingreift. Die Ringwülste 18 passen mit einem genau ermittelten geringen Spiel in die Ringnut 15. In den kegelstumpfartigen konischen Erweiterungen der Dämpfungskolben sind je einige Bohrungen 19 vorgesehen, die während der Kolbenbewegung den Öldurchlaß in den Dämpfungsraum ermöglichen.
Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Dämpfung bei der Betätigung des Ventils, ausgehend von der dargestellten Schließstellung des Ventils, ist folgende: Zum Öffnen des Ventils wird das Drucklufteinlaßventil plötzlich geöffnet. Die Druckluft strömt durch die Bohrung 4 unter den Antriebskolben 5. Gleichzeitig ist der Raum über dem Antriebskolben über die Bohrung 9 mit der Außenluft verbunden. Durch das ungehinderte Einströmen der Druckluft von etwa 40 bis 50 atü wird der Antriebskolben 5 und damit die Ventilstange 6 rasch in die obere Totlage gebracht.
Um die Bewegung vor Erreichung der oberen Totlage abzubremsen und damit ein weiches und dennoch festes Aufsetzen des Ventils auf den Ventilsitz zu erreichen, ist der Dämpfungszylinder völlig mit Öl gefüllt. Die Anfangsbewegung des Dämpfungskolbens 17 im Dämpfungszylinder 11 erfolgt ohne nennenswerte Dämpfung, da das bei der Kolbenbewegung verdrängte Öl ungehindert ausweichen kann. Erst in dem Augenblick, in dem der Ringwulst 18 in die Ringnut 15 eintaucht, beginnt die Dämpfung der Bewegung, da das durch das Eintauchen aus der Ringnut verdrängte Öl nur durch das Spiel zwischen Ringwulst 18 und Ringnut 15 abfließen kann. Das Ausmaß des Spiels zwischen Ringnut und Ringzylinder ist allein maßgebend für den Grad der Dämpfung. Das zwischen der Ringnut 15 und der Kolbenstange 10 während dieser Bewegung verdrängte Öl kann ungehindert durch die Bohrungen 19 abfließen.
An Stelle des Spiels des Ringwulstes 18 in der Ringnut 15 kann die Dämpfung auch durch zur Grundfläche der Ringnut gehende enge Bohrungen erzielt werden.
Durch die vertikalsymmetrische Anordnung der Dämpfungsmittel wird eine Dämpfung sowohl beim Öffnen als auch beim Schließen des Ventils erzielt. Als Dämpfungsflüssigkeit wird für Ventile, die für sehr niedrige Temperaturen, z. B. -100° C - geeignet sein sollen, Silikonöl verwendet.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur Dämpfung der öffnungs-bzw. Schließbewegung eines über einen Antriebskolben druckmittelbetätigten Ventils od. dgl. mit einem auf der Kolbenstange innerhalb eines mit einer Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Raumes axial verschiebbaren Dämpfungskolben, dessen Stirnflächen je einen Ringwulst besitzen, der unter Befassung eines gedrosselten Auslasses in eine Ringnut der Stirnfläche des Dämpfungsraumes eintaucht, dadurch gekennzeichnet, daß Bohrungen (19) vorgesehen sind, die den Raum zwischen dem Ringwulst (18) und der nach außen abgedichteten Kolbenstange (10) zum Zwecke des ungehinderten Druckausgleiches mit dem Raum innerhalb des Dämpfungsraumes (11) verbinden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Ventilstange (6) bzw. der Kolbenstange (10) das Verschlußteil, der Antriebskolben (5) sowie der Dämpfungskolben (17) axial übereinander angeordnet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 931555, 941039; deutsche Auslegeschrift Nr. M 21810 XII / 47 g (bekanntgemacht am 12. 1. 1956); österreichische Patentschrift Nr. 111761; USA.-Patentschrift Nr. 1890 678.