DE1180978B

DE1180978B - Pressure regulator for pressure accumulator

Info

Publication number: DE1180978B
Application number: DEL41560A
Authority: DE
Inventors: Andreas Hoskenack
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1961-05-20
Filing date: 1962-03-26
Publication date: 1964-11-05

Description

Druckregler für Druckspeicher Die Erfindung bezieht sich auf Druckregler für Druckspeicher, in die Luft durch eine ständig laufende Pumpe gefördert wird, deren Saugseite durch ein druckgesteuertes Ventil mit Gegenfeder absperrbar ist, das über ein Umschaltventil entweder mit dem Druckspeicher oder mit der Außenluft in Verbindung steht, welches Umschaltventil einen Ventilteller aufweist, der, durch eine Feder gegen den Druck im Speicher ausgewogen, zwischen zwei ebenen ringförmigen Ventilsitzen frei beweglich ist und zwei ebene Gegenflächen aufweist, von denen die eine dem Speicher, die andere der Außenluft zugekehrt ist.Pressure regulators for pressure accumulators The invention relates to pressure regulators for pressure accumulators into which air is pumped by a continuously running pump, the suction side of which can be shut off by a pressure-controlled valve with a counter spring, this via a switching valve either with the pressure accumulator or with the outside air is in connection, which switchover valve has a valve disk that, through a spring balanced against the pressure in the reservoir, between two planar annular Valve seat is freely movable and has two flat mating surfaces, one of which one facing the storage tank, the other facing the outside air.

Bei bekannten Ausführungen dieser Art ist die dem Druckmittelbehälter zugewendete Sitzfläche des Schaltorgans, also jene Sitzfläche, auf welche das Schaltorgan durch die Belastungsfeder gedrückt wird, als ebene Kreisringfläche ausgebildet. Diese Ausführung hat den Nachteil, daß bei langsam ansteigendem Druck im Druckmittelbehälter in dem Augenblick, in welchem die Federkraft überwunden wird, der beim Anheben des Schaltorgans eintretende kleine Druckabfall das Schaltorgan wieder auf seine Sitzfläche zurückfallen läßt. Dieser Vorgang kann sich in kurzen Zeitabschnitten wiederholen, wodurch es zum gefürchteten sogenannten »Schnarren« des Reglers kommt, welches in einem Schwingen des Schaltorgans bei dauerndem Aufschlagen auf die Sitzfläche besteht. Dieses Schnarren des Reglers bringt verschiedene Nachteile mit sich, insbesondere wird die Regelgenauigkeit sehr beeinträchtigt, denn das Schalten wird bei langsamem Druckanstieg im Druckmittelbehälter später eintreten als bei raschem Druckanstieg. Das Schnarren kann überdies, z. B. bei Druckreglern für Kompressoren, bei welchen durch das Abschlußorgan das Ansaugventil betätigt wird, eine schädliche Schwingung des Ansaugventils zur Folge haben. überdies können mit der Zeit die Sitze des Schaltorgans und des Ansaugventils. zerstört werden.In known designs of this type, that is the pressure medium container facing seat of the switching element, i.e. that seat surface on which the switching element is pressed by the loading spring, designed as a flat circular ring surface. This design has the disadvantage that when the pressure in the pressure medium tank increases slowly at the moment in which the spring force is overcome when lifting the Switching element occurring small pressure drop the switching element back on its seat lets fall back. This process can be repeated in short periods of time, which leads to the dreaded so-called "buzzing" of the controller, which in there is a swing of the switching element when continuously hitting the seat surface. This regulator buzzing has several disadvantages, in particular the control accuracy is greatly impaired, because the switching is slowed down The pressure increase in the pressure medium tank occurs later than with a rapid pressure increase. The snarling can also, for. B. in pressure regulators for compressors, in which the suction valve is actuated by the closing element, a harmful vibration of the suction valve. In addition, the seats of the switching element can over time and the suction valve. be destroyed.

Um bei den bisherigen Ausführungen das Schnarren möglichst zu vermeiden, war man gezwungen, den Hub des Schaltorgans sehr klein, etwa auf einige hundertstel Millimeter einzustellen, wodurch bei verschmutzter Luft sehr leicht ein Versagen des Reglers eintrat.In order to avoid the snarling in the previous versions as much as possible, one was forced to keep the stroke of the switching element very small, about a few hundredths Millimeters, which makes it very easy to fail in polluted air of the controller occurred.

Die Erfindung verfolgt nun das Ziel, das Schaltorgan sprunghaft öffnen zu lassen, ganz gleich, ob der Druck im Druckmittelbehälter langsam oder schnell ansteigt. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die kreisringförmige Sitzfläche des Schaltorgans an der Verbindung mit dem Druckmittelbehälter durch eine Ringnut unterbrochen ist. Dabei wird schon beim ersten geringen Anheben des Schaltorgans die wirksame Druckkraft sprunghaft ansteigen, so daß ein Zurückfallen des Schaltorgans auf seine Sitzfläche nicht mehr eintreten kann. Die Wirkung dieser Maßnahme ist unabhängig davon, ob der Druckanstieg im Druckmittelbehälter langsam oder rasch erfolgt ist; die Regelgenauigkeit ist somit verbessert worden. überdies sind die anderen genannten Nachteile des Schnarrens vermieden.The invention now aims to open the switching element by leaps and bounds regardless of whether the pressure in the pressure medium tank is slow or fast increases. According to the invention this is achieved in that the annular seat surface of the switching element at the connection with the pressure medium tank through an annular groove is interrupted. It is already the first slight lifting of the switching element the effective compressive force increase by leaps and bounds, so that the switching element falls back can no longer step on his seat. The effect of this measure is regardless of whether the pressure increase in the pressure medium tank is slow or rapid has taken place; the control accuracy has thus been improved. moreover they are other mentioned disadvantages of snarling avoided.

Bei Ventilen, bei welchen ein möglichst schnelles volles öffnen erreicht werden soll, ist die Unterteilung der Ventilsitzfläche in zwei konzentrische Ringflächen zwar bereits hekannt, doch handelt es sich bei diesen Ausbildungsformen um Sicherheitsventile, die aus mehreren gegeneinander beweglichen Teilen bestehen, von denen der mit der inneren Ringfläche des Ventilsitzes zusammenwirkende gegenüber dem mit der anderen Ringfläche korrespondierenden Teil beweglich ist. Die schnelle Ventilöffnung wird dadurch erreicht, daß der Öffnungsdruck zunächst nur den inneren Teil anhebt, worauf der Druck auf eine wesentlich größere Fläche der beweglichen Ventilteile einwirkt, so daß hierdurch die weitere öffnungsbewegung des Ventiles wesentlich beschleunigt wird. Eine ähnliche, wenn auch geringere Wirkung ergibt sich auch bei jenen bekannten Ventilen, bei denen der Ventilteller mit über die ringförmige Sitzfläche hinausreichenden Zusatzflächen versehen ist. Diese Zusatzflächen werden durch das das Ventil durchsetzende Medium beaufschlagt. Diese Ausbildungen verfolgen das Ziel, die mit zunehmendem Ventilhub ansteigende Rückstellkraft der Belastungsfeder des Ventiltellers auszugleichen.For valves that open fully as quickly as possible is the division of the valve seat surface into two concentric annular surfaces already known, but these forms of training are safety valves, which consist of several mutually movable parts, of which the one with the inner annular surface of the valve seat cooperating with respect to the other Ring surface corresponding part is movable. The quick valve opening will achieved in that the opening pressure initially only raises the inner part, whereupon the pressure acts on a much larger area of the moving valve parts, so that this significantly accelerates the further opening movement of the valve will. A similar, albeit smaller, effect is also found with those known Valves in which the valve head extends beyond the annular seat surface Additional surfaces is provided. These Additional areas are created by the the valve penetrating medium is applied. These trainings aim to the restoring force of the loading spring of the increasing with increasing valve lift Compensate valve head.

Bei Sicherheitsventilen ist es ferner bekannt, den Ventilsitz mit einem Ring zu umgeben, der mit dem Außenrand des beweglichen Ventilkörpers einen Drosselspalt bildet. Durch die Beweglichkeit dieses Ringes senkrecht zur Ventilsitzfläche kann hier die Abblasmenge eingestellt werden, indem die Größe und Lage des Drosselspaltes verändert wird. Im Gegensatz hierzu wird nach der Erfindung das Zurückfallen des Ventiltellers nach dem Anheben bei einfachster Ausbildung des plättchenförmigen Ventiltellers ohne besondere Einstellteile vermieden. Die durchgehende, nur durch eine Ringnut unterbrochene Ventilsitzfläche ist besonders leicht herstellbar und verhindert weitestgehend das Absetzen von Fremdkörpern innerhalb des Ventilsitzes.In the case of safety valves, it is also known to use the valve seat to surround a ring with the outer edge of the movable valve body one Throttle gap forms. Due to the mobility of this ring perpendicular to the valve seat surface the blow-off volume can be set here by adjusting the size and position of the throttle gap is changed. In contrast, according to the invention, the falling back of the Valve head after lifting with the simplest design of the platelet-shaped Valve disc avoided without special adjustment parts. The through, just through an annular groove interrupted valve seat surface is particularly easy to manufacture and largely prevents foreign bodies from settling inside the valve seat.

Um auch für eine rasche Aufeinanderfolge von Schaltungen die erfindungsgemäße Einrichtung wirksam zu gestalten, weist, nach einem Ausbildungsmerkmal der Erfindung, die an den äußeren Rand der Ringnut angrenzende Sitzfläche Kerben od. dgl. auf, die bei auf der Sitzfläche ruhendem Schaltorgan Drosselkanäle bilden, welche die Ringnut mit der Atmosphäre verbinden. Die Querschnitte dieser Kerben od. dgl. sind so bemessen, daß einerseits beim Anheben des Schaltorgans eine genügende Drosselwirkung vorhanden ist, um in der Ringnut einen Druckanstieg zu erreichen, andererseits aber ein rascher Druckausgleich zwischen dem Innenraum der Ringnut und der Atmosphäre eintritt, sobald das Schaltorgan auf seiner Sitzfläche aufruht. In diesem Fall ist der Hubraum des federbelasteten Kolbens mit der Atmosphäre in Verbindung, so daß die Kerben lediglich die am äußeren Rand der Ringnut angeordnete Sitzfläche zu überbrücken haben. Durch die Kerben od. dgl. wird auch eine Verzögerung beim Zurückspringen des Schaltorgans, also bei Absinken des Druckes im Druckmittelbehälter, verhindert, welche eintreten könnte, wenn sich in der Ringnut ein Druck aufbauen könnte. So wird ein Schnarren auch beim Zurückschalten des Schaltorgans verhindert.In order also for a rapid succession of circuits according to the invention To make the facility effective, has, according to a training feature of the invention, the seat surface adjoining the outer edge of the annular groove has notches or the like, which form throttle channels when the switching element is resting on the seat surface, which the Connect the ring groove with the atmosphere. The cross-sections of these notches or the like. Are dimensioned so that on the one hand a sufficient throttling effect when lifting the switching element is present in order to achieve a pressure increase in the annular groove, but on the other hand a rapid pressure equalization between the interior of the annular groove and the atmosphere occurs as soon as the switching element rests on its seat. In this case it is the displacement of the spring-loaded piston in communication with the atmosphere, so that the notches only bridge the seat arranged on the outer edge of the annular groove to have. The notches or the like also cause a delay in jumping back of the switching element, i.e. when the pressure in the pressure medium tank drops, prevents which could occur if pressure could build up in the annular groove. So buzzing is also prevented when switching back the switching element.

Nachdem durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ein exaktes Schalten jederzeit gewährleistet ist, kann auch der Hub des Schaltorgans wesentlich größer eingestellt werden, so daß die sonst gegebene Empfindlichkeit gegen Störung durch Verschmutzung wesentlich herabgemindert ist.After an exact switching by the measures according to the invention is guaranteed at all times, the stroke of the switching element can also be significantly larger be adjusted so that the otherwise given sensitivity to interference by Pollution is significantly reduced.

Nachfolgend wird die Erfindung noch an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is described below using an exemplary embodiment explained in more detail.

F i g. 1 der Zeichnung zeigt die Gesamtanordnung ; eines erfindungsgemäßen Druckreglers im Schema; F i g. 2 und 3 stellen ein Detail in vergrößertem Maßstab dar, wobei F i g. 2 einen Mittelschnitt und F i g. 3 eine Draufsicht auf die Sitzfläche des Schaltorgans entsprechend Pfeil 111 in F i g. 2 darstellt.F i g. 1 of the drawing shows the overall arrangement; a pressure regulator according to the invention in the scheme; F i g. 2 and 3 show a detail on an enlarged scale, FIG. 2 shows a central section and FIG. 3 shows a plan view of the seat surface of the switching element according to arrow 111 in FIG. 2 represents.

Ein Motor 1 beliebiger Art treibt einen Luftkompressor 2, ebenfalls beliebiger Art, über eine Welle 3 an. Der Kompressor 2 saugt die Luft aus der Atmosphäre durch ein Filter 4, die Leitung 5 und 6 an und fördert diese über einen Kühler 7 in den Windkessel B. An den Windkessel 8 sind die Verbraucherstellen 9 und 10 über die Leitung 11 angeschlossen. Der Lufteinlaß zum Kompressor 2 wird durch ein Ventil 12 geregelt, welches von einem durch die Feder 14 belasteten Kolben 13 betätigt wird. Das Ventil 12 schließt in seiner Stellung 15 (»zu«) den Lufteinlaß zum Kompressor 2 ab und gibt diesen in der gestrichelt eingezeichneten Stetlung 16 (»offen«) frei. Die Feder 14 drückt das Ventil in die »Offen«-Stellung 16. Auf der der Feder 14 entgegengesetzten Seite wird der Kolben 13 je nach Stellung des Schaltorgans 17 entweder mit dem Windkesseldruck oder mit dem Atmosphärendruck in Verbindung gebracht. Das Schaltorgan 17 ist innerhalb des Reglergehäuses 18 angeordnet und kann zwischen den Einschraubteilen 19 und 20 (F i g. 2), welche die Schaltsitze bilden, den Hub h ausführen. Es ist an der Belastungsfeder 21 befestigt und sonst nicht geführt. Die Befestigung erfolgt im vorliegenden Falle in der Weise, daß in eine koaxiale zylindrische Vertiefung 27 des Schaltorgans 17 die Belastungsfeder 21 hineinragt und das Schaltorgan an der Mantelfläche der Vertiefung hält. Der Regler steht über die Leitung 22 mit dem Windkessel 8 bzw. dem Kompressor 2 und über die Öffnung 23 mit der Atmosphäre in Verbindung.A motor 1 of any type drives an air compressor 2, likewise of any type, via a shaft 3. The compressor 2 sucks in the air from the atmosphere through a filter 4, lines 5 and 6 and conveys it via a cooler 7 into the air tank B. The consumer points 9 and 10 are connected to the air tank 8 via the line 11. The air inlet to the compressor 2 is regulated by a valve 12 which is actuated by a piston 13 loaded by the spring 14. In its position 15 ("closed"), the valve 12 closes the air inlet to the compressor 2 and releases it in the position 16 ("open") shown in dashed lines. The spring 14 pushes the valve into the "open" position 16. On the side opposite the spring 14 , the piston 13 is brought into connection either with the air chamber pressure or with the atmospheric pressure, depending on the position of the switching element 17. The switching element 17 is arranged within the controller housing 18 and can execute the stroke h between the screw-in parts 19 and 20 (FIG. 2), which form the switching seats. It is attached to the loading spring 21 and otherwise not guided. The fastening takes place in the present case in such a way that the loading spring 21 protrudes into a coaxial cylindrical recess 27 of the switching member 17 and holds the switching member on the outer surface of the recess. The regulator is connected to the air tank 8 or the compressor 2 via the line 22 and to the atmosphere via the opening 23.

Die Funktion des Reglers wird als bekannt vorausgesetzt; sie beruht auf der Abstimmung der Kraft der Belastungsfeder 21 und der wirksamen Flächen F1 und F1. Durch diese Größen ist es möglich, den Schaltpunkt und die Schaltspanne festzulegen.The function of the controller is assumed to be known; it is based on the coordination of the force of the loading spring 21 and the effective areas F1 and F1. With these sizes it is possible to set the switching point and the switching range to be determined.

Die Erfindung besteht in der zusätzlichen Anordnung der Ringnut 24 in der Sitzfläche 25 des Einschraubteils 19 für das Schaltorgan 17. Der am äußeren Rand der Ringnut 24 angrenzende Teil der Sitzfläche 25 ist durch Kerben 26 von geringer Breite unterbrochen. Beim Anheben des Schaltorgans 17, also bei steigendem Druck im Windkessel 8, strömt Druckmittel in die Ringnut 24 ein und vergrößert dadurch den wirksamen Querschnitt sprungartig, so daß das Schaltorgan 17 ruckartig hochgehoben wird. Beim Aufsitzen des Schaltorgans 17 auf dem Sitz 25 stellen die Kerben 26 eine Verbindung mit der Atmosphäre her und entlüften so die Ringnut 24. Auf diese Weise ist die volle Wirksamkeit der Einrichtung auch bei rasch hintereinander erfolgenden Schaltungen gewährleistet, da in der Nut 24 bei auf dem Sitz 25 aufsitzendem Schaltorgan kein Überdruck bestehenbleiben kann. Die Querschnitte der Kerben 26 sind jedoch so klein bemessen, daß sich beim Anheben des Schaltorgans 17 in der Ringnut 24 ein für die Funktion genügend hoher Druck aufbauen kann.The invention consists in the additional arrangement of the annular groove 24 in the seat surface 25 of the screw-in part 19 for the switching element 17. The part of the seat surface 25 adjoining the outer edge of the annular groove 24 is interrupted by notches 26 of small width. When the switching element 17 is raised, ie when the pressure in the air chamber 8 rises, pressure medium flows into the annular groove 24 and thereby increases the effective cross-section abruptly, so that the switching element 17 is lifted up suddenly. When the switching element 17 is seated on the seat 25, the notches 26 establish a connection with the atmosphere and thus vent the annular groove 24. In this way, the full effectiveness of the device is guaranteed even with switching operations that take place in rapid succession, as in the groove 24 at the seat 25 seated switching element can not remain overpressure. The cross-sections of the notches 26, however, are so small that when the switching element 17 is lifted in the annular groove 24, a pressure that is sufficiently high for the function to be built up can build up.

Die Ringnut 24 und die Kerben 26 können im Rahmen der Erfindung auch im Schaltorgan 17 allein oder zusätzlich zur Ringnut und den Kerben in der feststehenden Sitzfläche angeordnet sein.The annular groove 24 and the notches 26 can also be arranged in the switching element 17 alone or in addition to the annular groove and the notches in the stationary seat surface within the scope of the invention.

Claims

Claims: 1. Pressure regulator for pressure accumulators, into which air is conveyed by a constantly running pump, the suction side of which can be shut off by a pressure-controlled valve with a counter spring, which is connected to the pressure accumulator or to the outside air via a switching valve, which switching valve is a valve disk which, balanced by a spring against the pressure in the accumulator, is freely movable between two flat ring-shaped valve seats and has two flat opposing surfaces, one of which faces the accumulator and the other of which faces the outside air, characterized in that the accumulator ( 8) sealing valve seat (25) has a seat surface interrupted by an annular groove (24).

2. Pressure regulator according to claim 1, characterized in that the outer ring of the seat surface (25) interrupted by the groove (24) has radial incisions (26) which form throttle channels to the outside air when the valve disk is in contact. Considered publications: German Patent Nos. 597 093, 727 415, 849 341; U.S. Patent No. 1185 041.