DE1194666B

DE1194666B - Valve for controlling and switching a pressure medium

Info

Publication number: DE1194666B
Application number: DES82346A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Picard; Gerhard Grieger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1962-11-07
Filing date: 1962-11-07
Publication date: 1965-06-10
Also published as: AT244111B; CH405035A

Description

Ventil zum Steuern und Schalten. eines Druckmittels Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln ein Ventil zum Steuern oder Schalten eines Druckmittels zu schaffen, das sich nur dann öffnen läßt, wenn das Ventil drucklos ist oder jedenfalls der auf dem Ventilteller anstehende Druck ein vorbestimmtes Maß nicht überschreitet. Die Erfindung geht dazu von einem Ventil mit einem Ventilteller aus, der von einer Schließfeder gegen den Ventilsitz gedrückt wird und über eine zweite stärkere Feder mittels eines Stößels von dem Ventilsitz abhebbar ist. Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Ventilteller vom Druckmittel gegen den Ventilsitz gedrückt wird und daß die Kraft der zweiten Feder kleiner ist als die Anpreßkraft, mit der der Ventilteller von der Schließfeder und vom Druckmittel zusammen bei einem vorbestimmten Druck auf den Ventilteller ausgeübt wird.Valve for controlling and switching. of a pressure medium of the invention The underlying task is to use simple means to create a valve for controlling or switching to create a pressure medium that can only be opened when the valve is depressurized or at least the pressure on the valve disk is a predetermined one Does not exceed dimension. The invention is based on a valve with a valve disk from, which is pressed by a closing spring against the valve seat and via a second stronger spring can be lifted off the valve seat by means of a plunger. the The problem posed is achieved in that the valve disk is counteracted by the pressure medium the valve seat is pressed and that the force of the second spring is less than the contact pressure with which the valve disc is exerted by the closing spring and the pressure medium is exerted together at a predetermined pressure on the valve disc.

Das Ventil nach der Erfindung kann nicht mehr geöffnet werden, sobald das auf den Ventilteller einwirkende Druckmittel einen durch die Differenz der Federkräfte bestimmten Mindestdruck erreicht. Dies kann auf verschiedenen Gebieten von Nutzen sein, um Fehlschaltungen zu verhindern. Bisher notwendige zusätzliche mechanische oder elektrische Verriegelungen lassen sich dadurch einsparen.The valve according to the invention can no longer be opened once the pressure medium acting on the valve disk is a result of the difference in the spring forces reached a certain minimum pressure. This can be useful in a number of areas to prevent incorrect switching. Previously necessary additional mechanical or electrical locks can be saved.

Die zweite Feder ist bei dem Ventil nach der Erfindung vorzugsweise in einer hülsenförmigen Verlängerung am Ventilteller angeordnet. Dies hat den Vorteil, daß man mit verhältnismäßig wenig Raum auskommt, besonders wenn die Feder nach der Erfindung und die Schließfeder konzentrisch ineinandergeschachtelt sind.The second spring is preferred in the valve according to the invention arranged in a sleeve-shaped extension on the valve plate. This has the advantage that you can get by with relatively little space, especially if the pen is after the Invention and the closing spring are nested concentrically.

Die Kraft der Feder beträgt vorzugsweise ein Mehrfaches der Kraft der Schließfeder. Bei Ventilen für elektrische Schalter hat sich ein Verhältnis der Federkräfte von 4:1 bis 8:1 als besonders günstig erwiesen. Mit solchen Federn kann man bei den für Druckluftsteuerungen üblichen Drücken von 5 bis 15 atü und den erforderlichen Ventilquerschnitten eine sichere Wirkungsweise bei vorteilhaft kleinen Abmessungen der Federn und Betätigungskräften für das Ventil erreichen.The force of the spring is preferably a multiple of the force the closing spring. In the case of valves for electrical switches, there has been a relationship the spring forces of 4: 1 to 8: 1 have proven to be particularly favorable. With feathers like that can be used at the pressures of 5 to 15 atmospheres and the required valve cross-sections a safe mode of operation with advantageous achieve small dimensions of the springs and actuating forces for the valve.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im folgenden Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnung beschrieben.In order to explain the invention in more detail, the following exemplary embodiments described on the basis of the drawing.

Die F i g. 1 bis 3 zeigen ein vereinfacht gezeichnetes Ventil nach der Erfindung in drei verschiedenen Betriebszuständen.The F i g. 1 to 3 show a simplified drawn valve of the invention in three different operating states.

Das in den F i g. 1 bis 3 gezeigte Ventil dient zur Steuerung der Betätigungsdruckluft für elektrische Schalter. Es besitzt ein Ventilgehäuse 1 mit einem rohrförmigen inneren Gehäuseteil 2, dessen Stimseite bei 3 den Ventilsitz bildet. Gegen den Ventilsitz legt sich unter der Wirkung der Schließfeder 5 der Ventilteller 6. Im Ventilteller ist an der Berührungsstelle mit dem Ventilsitz eine Dichtung 7 vorgesehen.The in the F i g. 1 to 3 shown valve is used to control the Actuating compressed air for electrical switches. It has a valve housing 1 with a tubular inner housing part 2, the front side of which at 3 is the valve seat forms. Against the valve seat lies under the action of the closing spring 5 of the Valve disk 6. In the valve disk there is a point of contact with the valve seat Seal 7 is provided.

Der Ventilteller 6 besitzt auf der dem Ventilsitz 3 abgekehrten Seite eine hülsenföhnige Verlängerung 8, die in einem Rohrstück 9 des Ventilgehäuses 1 geführt ist. In dem Hülsenteil 8 ist eine Feder 12 angeordnet, die eine Druckplatte 13 gegen einen Bund 14 des Ventiltellers im Bereich des Ventilsitzes drückt.The valve disk 6 has on the side facing away from the valve seat 3 a sleeve-shaped extension 8, which is in a pipe section 9 of the valve housing 1 is led. In the sleeve part 8, a spring 12 is arranged, which is a pressure plate 13 presses against a collar 14 of the valve plate in the area of the valve seat.

Der Einlaß 15 des Ventils führt in einen Ringkanal 16, der von dem Rohrteil 2 des Gehäuses und der zylindrischen Gehäuseaußenwand 17 gebildet wird. Vom Inneren 18 des Rohrteiles 2 führt eine Bohrung 19 aus dem Ventilgehäuse.The inlet 15 of the valve leads into an annular channel 16 of the Pipe part 2 of the housing and the cylindrical housing outer wall 17 is formed. A bore 19 leads from the interior 18 of the tubular part 2 out of the valve housing.

Auf dem Ventilgehäuse 1 sitzt eine Magnetspule 22, der ein im Inneren konischer Eisenteil 23 und ein diesem angepaßter Anker 24 zugeordnet ist. Der Anker besitzt an seiner dem Ventilteller 6 zugekehrten, unteren Seite einen Stößel 25. Auf seiner Oberseite trägt er einen Knopf 26 zur Handbetätigung. Ferner kann an der Oberseite eine Kontakteinrichtung 28 angebracht sein, deren Kontakte bei der Bewegung des Stößels zum öffnen des Ventils geöffnet oder geschlossen werden.A magnetic coil 22 is seated on the valve housing 1 , to which an iron part 23 which is conical in the interior and an armature 24 adapted to this is assigned. The armature has a plunger 25 on its lower side facing the valve disk 6. On its upper side, it has a button 26 for manual operation. Furthermore, a contact device 28 can be attached to the top, the contacts of which are opened or closed when the tappet is moved to open the valve.

Das Ventil ist in F i g. 1 in druckfreiem Zustand (Ruhestellung) dargestellt. Der Druck vor und hinter dem Ventilteller ist gleich. In diesem Zustand kann der Ventilteller 6 durch das Niederdrücken des Stößels 25 nach unten bewegt werden, weil die Kraft der Feder 12 gemäß der Erfindung größer ist als die der Schließfeder 5. Die Öffnungskraft wird dabei von der Stoßplatte 13 über die Feder 12 auf den Hülsenteil 8 des Ventiltellers übertragen.The valve is shown in FIG. 1 shown in the unpressurized state (rest position). The pressure in front of and behind the valve disc is the same. In this state the The valve disc 6 can be moved downwards by depressing the plunger 25, because the force of the spring 12 according to the invention is greater as the the closing spring 5. The opening force is from the cleat 13 on the Transfer spring 12 to sleeve part 8 of the valve disk.

In F i g. 2 ist angenommen, daß bei geschlossenem Ventil Druckluft ansteht, wie durch den Pfeil 27 angedeutet ist. Die Druckluft beaufschlagt den Ventilteller 6 in Schließrichtung. Diese Druckkraft ist zusammen mit der Kraft der Schließfeder 5 größer als die Kraft, die vom Stößel 25 über die Feder 12 auf den Ventilteller 6 übertragen werden kann. Es ist deshalb in diesem Zustand nicht möglich, das Ventil zu öffnen. Wird der Stößel 25 zum Öffnen des Ventils nach unten bewegt, so wird lediglich die Feder 12 zusammengedrückt, wie in der F i g. 2 dargestellt ist.In Fig. 2 it is assumed that compressed air is present when the valve is closed, as indicated by the arrow 27 . The compressed air acts on the valve disk 6 in the closing direction. This compressive force, together with the force of the closing spring 5, is greater than the force that can be transmitted from the plunger 25 via the spring 12 to the valve disk 6. It is therefore not possible to open the valve in this state. If the plunger 25 is moved downward to open the valve, only the spring 12 is compressed, as shown in FIG. 2 is shown.

F i g. 3 zeigt das Ventil in geöffneter Stellung bei anstehender Druckluft. Die Druckluft strömt vom Eimaß 15 (Pfeil 27) durch den Ringkanal 16, den Raum 18 und den Auslaß 19 (Pfeil 28) durch das Ventil. Wie aus der Zeichnung klar hervorgeht, verläuft die Druckluftströmung im Ringkanal 16 in Öffnungsrichtung des Ventiltellers. Die Druckluft wird am Ventilteller umgelenkt. Dadurch ist vermieden, daß ein Sog entsteht, der eine Kraft in Schließrichtung auf den Ventilteller ausübt.F i g. 3 shows the valve in the open position with compressed air present. The compressed air flows from the measuring device 15 (arrow 27) through the annular channel 16, the space 18 and the outlet 19 (arrow 28) through the valve. As can be clearly seen from the drawing, the compressed air flow in the annular channel 16 runs in the opening direction of the valve disk. The compressed air is diverted at the valve disc. This avoids creating a suction which exerts a force on the valve disk in the closing direction.

F i g. 4 zeigt in schematisierter Darstellung die Anwendung von Ventilen nach der Erfindung bei einer Druckluftsteuerung für elektrische Schalter. Zur Steuerung der beiden Trennschalter 72, 73, die z. B. zu einem nicht näher bezeichneten Doppelsammelschienensystem gehören, sind vier Ventile 66, 67, 68 und 69 nach der Erfindung an eine Drucklufthauptleitung 65 angeschlossen. Je zwei dieser Ventile sind als Einschaltventile (66 bzw. 68) und Ausschaltventile (67 bzw. 69) einem Doppelkolbendruckluftantrieb 70, 71 für die Betätigung der Trennschalter 72, 73 zugeordnet.F i g. 4 shows a schematic representation of the use of valves according to the invention in a compressed air control for electrical switches. To control the two disconnectors 72, 73, the z. B. belong to an unspecified double busbar system, four valves 66, 67, 68 and 69 are connected to a main compressed air line 65 according to the invention. Two of these valves are assigned as switch-on valves (66 or 68) and cut-off valves (67 or 69) to a double-piston compressed air drive 70, 71 for actuating the isolating switches 72, 73 .

Die Verbindung der Drucklufthauptleitung 65 mit einer nicht dargestellten Druckluftquelle ist normalerweise durch ein Haupt- oder Freigabeventil 64 verschlossen, das mit einem Elektromagneten 75 betätigt wird. Die Erregung des Magneten 75 wird durch die mit dem Stößel 25 der Ventile 66 bis 69 gekoppelten Kontakteinrichtungen 28 gesteuert. Zu diesem Zweck sind die Öffner (Ruhekontakte) a und b und der Schließer (Arbeitskontakte) c mit dem Magneten 75 in folgender Weise an eine Spannungsquelle angeschlossen: Der eine Pol einer geeigneten Steuerspannung, z. B. der Pluspol einer Gleichspannung, ist über den Öffner a der Ventile 67, 68 und 69 geschleift und an den Schließer c des Ventiles 66 gelegt. Die Schließer c der anderen Ventile erhalten den Pluspol über den Öffner a des jeweils Barüberliegenden Ventils, also z. B. Schließer 67c vom Öffner 68a. Der Schließer 69 c ist unmittelbar mit dem Pluspol der Spannungsquelle verbunden. Das eine Ende der Spule des Elektromagneten 75 ist über die Öffner b der Ventile 66, 67 und 68 mit dem Schließer c des Ventils 69 verbunden. Die anderen Schließer c sind an den Öffner b des jeweils Barunterliegenden Ventils, also z. B. Schließer 68 c an den Öffner 67 b, gelegt. Der Schließer 67c führt unmittelbar zur Spule des Magneten 75, deren anderes Ende an den Minuspol der Steuerspannung gelegt ist.The connection of the main compressed air line 65 with a not shown Compressed air source is normally closed by a main or release valve 64, which is actuated by an electromagnet 75. The excitation of the magnet 75 is by the contact devices coupled to the plunger 25 of the valves 66 to 69 28 controlled. For this purpose the normally closed contacts (normally closed contacts) a and b and the normally open contact are used (Working contacts) c with the magnet 75 in the following way to a voltage source connected: One pole of a suitable control voltage, e.g. B. the positive pole of a DC voltage, is looped through the opener a of the valves 67, 68 and 69 and on the closer c of the valve 66 is placed. Get the normally open contacts c of the other valves the positive pole via the opener a of the respective bar overlying valve, so z. B. Closer 67c from opener 68a. The normally open contact 69 c is directly connected to the positive pole of the voltage source tied together. One end of the coil of the electromagnet 75 is on the opener b of the valves 66, 67 and 68 are connected to the closer c of the valve 69. The others Normally open c are to the opener b of the respective bar underlying valve, so z. B. normally open contact 68 c to the normally closed contact 67 b, placed. The closer 67c leads directly to the coil of the magnet 75, the other end to the negative pole of the control voltage is laid.

Soll einer der Trennschalter 70, 71 ein- oder ausgeschaltet werden, so wird das dazu erforderliche eine Ventil der Ventile 66 bis 69 geöffnet. In F i g. 4 ist gezeichnet, daß das Ventil 68 zum Einschalten des Trennschalters 73 betätigt wird, und zwar von Hand oder durch Fernbetätigung mit Hilfe der Spule 22. Das Ventil kann öffnen, weil die Leitung 65 wegen des normalerweise geschlossenen Ventils 64 drucklos ist, also keine Druckluft am Ventil 68 ansteht.If one of the isolating switches 70, 71 is to be switched on or off, the one valve of the valves 66 to 69 required for this is opened. In Fig. 4 it is shown that the valve 68 is actuated to switch on the isolating switch 73, specifically by hand or by remote actuation with the aid of the coil 22. The valve can open because the line 65 is depressurized because of the normally closed valve 64, i.e. no compressed air pending at valve 68.

Bei der Öffnungsbewegung des Stößels 25 unterbricht der Öffner 68a zunächst die Zuführung des Pluspoles zum Schließer c der Barunterliegenden Ventile 67 und 66 und der Öffner 68 b die vom Schließer c des Barüberliegenden Ventils 69 kommende Leitung zum Magneten 75. Dann drückt der Stößel 25 über die Feder 12 den Ventilteller 6 auf. Am Ende des Öffnungshubes wird über den Schließer 68 c folgender Stromkreis geschlossen: Pluspol, Öffner 69 a, Schließer 68 c, Öffner 67 b, Öffner 66 b, Elektromagnet 75, Minuspol. Der Magnet 75 öffnet das Hauptventil 64. Die Druckluft strömt von der Druckluftquelle durch die Leitung 65, das Ventil 68 zur unteren Kolbenseite des Doppelkolbendruckluftantriebes 71 und schaltet den Trennschalter 73 ein. Eine ausreichende Luftmenge wird dabei durch eine bestimmte Öffnungszeit der Ventile unabhängig von der Stellung der Stößel 25 mit den Kontakteinrichtungen 28 sichergestellt. Die gegenüberliegende Seite des Antriebes 71 wird über das Ventil 69 entlüftet.During the opening movement of the plunger 25, the opener 68a first interrupts the supply of the positive pole to the closer c of the valves 67 and 66 underneath the bar and the opener 68b interrupts the line to the magnet 75 coming from the closer c of the valve 69 above the bar Spring 12 opens the valve disk 6. At the end of the opening stroke, the following circuit is closed via the make contact 68 c: positive pole, break contact 69 a, make contact 68 c, break contact 67 b, break contact 66 b, electromagnet 75, negative pole. The magnet 75 opens the main valve 64. The compressed air flows from the compressed air source through the line 65, the valve 68 to the lower piston side of the double piston compressed air drive 71 and switches the isolating switch 73 on. A sufficient amount of air is ensured by a certain opening time of the valves regardless of the position of the tappets 25 with the contact devices 28. The opposite side of the drive 71 is vented via the valve 69.

Eine Doppelbetätigung, d. h. eine Druckluftzufuhr durch mehr als eins der Ventile 66 bis 69 ist bei der in F i g. 4 dargestellten Anordnung mit Ventilen nach der Erfindung ausgeschlossen. Beim gleichzeitigen Betätigen von mehr als einem der Ventile 66 bis 69 unterbrechen sich die Kontakteinrichtungen 28 der Ventile wechselseitig mit den Öffnern a die Verbindung zum Pluspol für alle Barunterliegenden Ventile und mit den Öffnern b die Verbindung von den Schließern c aller Barüberliegenden Ventile zu dem Magnet 75. Das Ventil 64 kann nicht öffnen.A double actuation, i.e. H. a compressed air supply by more than one of the valves 66 to 69 is in the case of FIG. 4 shown arrangement with valves excluded according to the invention. When pressing more than one at the same time of the valves 66 to 69 interrupt the contact devices 28 of the valves alternately with the NC contacts a, the connection to the positive pole for all those below the bar Valves and with the openers b the connection of the closers c of all bar overlying Valves to the solenoid 75. The valve 64 cannot open.

Hat das Ventil 64 durch das Betätigen eines der Ventile 66 bis 69, z. B. des Ventils 67, jedoch bereits geöffnet, so daß die Druckluft ansteht, obwohl die Kontakteinrichtung 28 des Ventils 67 nach kurzzeitigem Antippen wieder in die Ruhestellung zurückgekehrt ist, so ist das Öffnen der anderen Ventile 66, 68 und 69 durch die an diesen geschlossenen Ventilen anstehende Druckluft selbst gesperrt. Diese Sperrung arbeitet unabhängig von einer fremden Energiequelle. Der Aufwand in mechanischer Hinsicht ist denkbar gering. Eine Beschädigung bei falscher Betätigung ist ausgeschlossen, weil dabei lediglich die Feder 12 zusammengedrückt wird.If the valve 64 has been activated by actuating one of the valves 66 to 69, z. B. the valve 67, but already open, so that the compressed air is available, although the contact device 28 of the valve 67 after briefly tapping again in the Has returned to the rest position, so the opening of the other valves 66, 68 and 69 blocked by the compressed air present at these closed valves. This blocking works independently of an external energy source. The effort in mechanical terms is very low. Damage if operated incorrectly is excluded because only the spring 12 is compressed.

Claims

Claims: 1. Valve for controlling or switching a liquid or gaseous pressure medium with a valve disc, which is controlled by a closing spring is pressed against the valve seat and a second stronger spring by means of a The tappet can be lifted off the valve seat, d u r c h g e -k e n n n z e i c h n et that the valve plate (6) in a known manner from the pressure medium against the Valve seat (3) is pressed and that the force of the second spring (12) is smaller than that at a predetermined pressure from the pressure medium and from the closing spring (5) contact pressure exerted together on the valve disk (6). 2nd valve according to claim 1, characterized in that the force of the spring (12) is a multiple, is preferably 4 to 8 times the force of the closing spring. 3rd valve after Claim 1, characterized in that the spring (12) is in a sleeve-shaped extension (8) is arranged on the valve plate (6). 4. Valve according to claim 1, characterized in that that the direction of flow of the pressure medium flowing towards the valve seat (3) is essentially runs in the opening direction of the valve disk (6) and is deflected by the valve disk will. 5. Valve according to claim 4, characterized in that the valve seat (3) from the end face of a tubular housing part (2) is formed, which together with an outer housing wall (17) an annular channel (16) for the flowing towards the valve seat Pressure medium limited. 6. Valve according to claim 3, characterized in that the spring (12) and closing spring (5) are arranged concentrically one inside the other. 7. Valve after Claim 1, characterized in that a contact device with the plunger (25) (28) is coupled to a plurality of contacts (54), some of which are open or is closed before the plunger (25) acts on the spring (12) while a other part of the contacts (54) is only opened or closed when the The plunger reaches a position corresponding to the open position of the valve disk (6) Has. Considered publications: German Auslegeschriften No. 1011686, 1,085,736; French Patent No. 1048601; U.S. Patent No. 2,805 039.