DE1199081B

DE1199081B - Valve with pressure-relieved closure piece

Info

Publication number: DE1199081B
Application number: DEC18107A
Authority: DE
Inventors: Klaus Sattler
Original assignee: Concordia Masch & Elekt
Current assignee: Concordia Masch & Elekt
Priority date: 1958-12-22
Filing date: 1958-12-22
Publication date: 1965-08-19
Also published as: CH378621A; NL109691C

Description

Ventil mit druckentlastetem Verschlußstück Der Gegenstand der Erfindung bezieht sich auf ein Ventil mit druckentlastetem Verschlußstück und zwei -im Gehäuseoberteil räumlich benachbarter konzentrisch zur Ventilspindel angeordneter Membranen, deren Durchmesser verschieden groß und größer als der Durchmesser des Ventilquerschnitts ist. Dabei ist der Raum zwischen den Membranen über einen Verbindungskanal mit dem Auslaßraum des Ventilgehäuses verbunden und eine der beiden Membranen schließt den Einlaßraum des Ventilgehäuses ab.Valve with pressure-relieved closure piece The object of the invention refers to a valve with a pressure-relieved closure piece and two -in the upper part of the housing spatially adjacent membranes arranged concentrically to the valve spindle, whose Diameters of different sizes and larger than the diameter of the valve cross-section is. The space between the membranes is connected to the Outlet chamber of the valve housing connected and one of the two membranes closes the Inlet chamber of the valve housing.

Bekanntlich werden Ventile für hohe Drücke im allgemeinen mit einer Druckentlastung ausgeführt, um mit kleinen Betätigungskräften auskommen zu können. So ist es z. B. bei Doppelsitzventilen möglich, den Durchgangsquerschnitt in zwei sich kräftemäßig ausgleichende Teilquerschnitte zu unterteilen, oder es werden die Ventilstangen als Entlastungskolben ausgebildet oder mit solchen versehen.As is known, valves for high pressures are generally with a Pressure relief carried out in order to be able to get by with small actuating forces. So it is z. B. possible with double seat valves, the passage cross-section in two to subdivide partial cross-sections that balance each other in terms of force, or the Valve rods designed as relief pistons or provided with such.

Wenn bei anderen bekannten Ventilen zur Druckentlastung eine Membran vorgesehen wird, muß deren Fläche dem Ventilsitzquerschnitt entsprechen, weil sonst kein Ausgleich entstehen würde. Bei Membrandruckreglern kann außerdem noch eine Arbeits-oder Regelmembran vorgesehen sein, deren Durchmesser jedoch unabhängig von dem Ventilsitzquerschnitt und von einer Druckentlastung ist und deshalb beliebig groß gemacht werden kann.If, in other known valves, a diaphragm is used for pressure relief is provided, its area must correspond to the valve seat cross-section, otherwise there would be no compensation. In the case of diaphragm pressure regulators, a Working or regulating diaphragm may be provided, the diameter of which, however, is independent of the valve seat cross-section and a pressure relief and is therefore arbitrary can be made big.

Außer der Abhängigkeit der wirksamen Fläche einer Entlastungsmembran vom Querschnitt des Ventilsitzes muß ferner auch der Hub einer Entlastungsmembran dem Hub des Ventils entsprechen. Dieser Hub kann nun bis zu einem Drittel des Membrandurchmesser betragen, so daß der Werkstoff, aus dem die Membran hergestellt ist, sehr stark beansprucht wird. Dies wirkt sich nachteilig auf die Lebensdauer der Membran aus. Des weiteren steigt der Durchbiegewiderstand einer Membran mit wachsendem Hub rasch an, so daß die Entlastung nicht mehr einwandfrei ist und teilweise sogar unwirksam wird.Besides the dependence of the effective area of a relief membrane the cross section of the valve seat must also be the stroke of a relief diaphragm correspond to the stroke of the valve. This stroke can now be up to a third of the diaphragm diameter so that the material from which the membrane is made is very strong is claimed. This has a detrimental effect on the service life of the membrane. Furthermore, the resistance to bending of a membrane increases rapidly with increasing stroke on, so that the discharge is no longer correct and sometimes even ineffective will.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Ventil der eingangs genannten Art so auszubilden, daß mit einfachen Mitteln eine von der Größe des Ventilsitzquerschnittes unabhängige, einwandfreie und vollkommene Druckentlastung erzielt wird, die außerdem auch unabhängig von dem jeweiligen Druck des Mediums selbst ist.The invention is now based on the object of providing a valve of the initially called type so that with simple means one of the size of the valve seat cross-section independent, impeccable and perfect pressure relief is achieved as well is also independent of the respective pressure of the medium itself.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die größere Membran den Einlaßraum des Ventilgehäuses begrenzt und zwischen dem Ventilverschlußstück und der kleineren Membran liegt. Des weiteren ist die wirksame Fläche der größeren Membran um die Fläche des Ventilsitzquerschnittes größer als die wirksame Fläche der kleineren Membran. Außerdem ist der durch die kleinere Membran und den Gehäusedeckel begrenzte Raum über einen Verbindungskanal mit dem Einlaßraum des Ventilgehäuses verbunden.This object is achieved according to the invention in that the larger Diaphragm delimits the inlet space of the valve housing and between the valve closure piece and the smaller membrane lies. Furthermore, the effective area is the larger The diaphragm is larger than the effective area by the area of the valve seat cross-section the smaller membrane. In addition, it is due to the smaller membrane and the housing cover limited space via a connecting channel with the inlet chamber of the valve housing tied together.

Dadurch, daß sich die wirksamen Flächen der beiden Membranen um die Querschnittsfiäche der Ventilöffnung unterscheiden, heben sich die Druckwirkungen gegenseitig so auf, daß stets nur die Differenzfläche wirksam ist. Dasselbe gilt auch für die wirksamen Außendurchmesser der beiden Entlastungsmembranen, so daß die Außendurchmesser von dem Durchmesser der Querschnittsfiäche bzw. der Nennweite der Ventilöffnung unabhängig sind.The fact that the effective areas of the two membranes around the The cross-sectional area of the valve opening differ, the pressure effects cancel each other out mutually so that only the difference area is always effective. The same is true also for the effective outer diameter of the two relief membranes, so that the outside diameter of the diameter of the cross-sectional area or the nominal width the valve opening are independent.

Die Entlastung oder das Kräftegleichgewicht läßt sich daher mit dem Ventil nach der Erfindung unabhängig von der Nennweite des Ventils einstellen und genau einhalten. Außerdem richtet sich der Einspanndurchmesser der beiden Membranen lediglich nach konstruktiven Gesichtspunkten, die weder von dem Ventilsitzquerschnitt noch von der sonstigen Ausführung des Ventils, noch von dem Mediumdruck abhängig sind. Ein weiterer entscheidender Vorteil besteht ferner darin, daß die Membranen so groß ausgeführt werden können, daß ihre Beanspruchung durch den Hub des Ventils prozentual in zulässigen Grenzen bleibt und damit auch eine hohe. Lebensdauer gewährleistet ist. Außerdem kann der Durchbiegewiderstand der Membranen so klein gehalten werden, daß dadurch die Entlastungswirkung nicht beeinträchtigt wird.The relief or the balance of forces can therefore be achieved with the Adjust the valve according to the invention independently of the nominal size of the valve and adhere exactly. In addition, the clamping diameter of the two membranes is determined only from a design point of view, neither of the valve seat cross-section nor on the other design of the valve, nor on the medium pressure are. Another decisive advantage is that the membranes can be made so large that their stress due to the stroke of the valve percentage remains within permissible limits and thus also a high one. Lifetime guaranteed is. In addition, the deflection resistance of the membranes can be kept so small that that this does not affect the relief effect.

Des weiteren ist es zweckmäßig, die beiden Entlastungsmembranen, einschließlich des elektromagnetischen Antriebes, im Gehäusedeckel unterzubringen, der das eigentliche Ventilgehäuse abschließt. Dadurch läßt sich der gesamte Ventileinsatz, einschließlich der Entlastungsmembranen, getrennt für sich herstellen und aufsetzen, wobei alle beweglichen Teil nach außen abgeschlossen sind. Für das Ventilgehäuse selbst genügen die üblichen Formen. Falls aus irgend einem Grunde die Entlastungsmembranen undicht werden sollten, kann das Druckmittel trotzdem nicht nach außen entweichen.Furthermore, it is useful to include the two relief membranes of the electromagnetic drive, to be accommodated in the housing cover, which is the actual Valve housing closes. This allows the entire valve insert, including of the relief membranes, separately for themselves and put on all moving parts are closed to the outside. For the valve body even the usual forms are sufficient. If for some reason the relief membranes should leak, the pressure medium can still not escape to the outside.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch im Schnitt dargestellt.In the drawing is an embodiment of the subject matter of Invention shown schematically in section.

An Stelle eines unmittelbar wirkenden Ventils kann auch eine mittelbar wirkende Bauart gewählt werden. Ferner ist es gleichgültig, ob es sich um Durchgangsventile oder Zweiwege- oder Mehrwegeventile handelt. Ebenso können auch Servoventile nach dem gleichen Pinzip gebaut werden. Der Gegenstand der Erfindung ist ferner von der Antriebsart des Ventils unabhängig.Instead of a directly acting valve, an indirect one can also be used effective design can be selected. Furthermore, it does not matter whether it is a straight-way valve or two-way or multi-way valves. Servo valves can also be used built on the same principle. The subject matter of the invention is also of the Drive type of the valve independent.

Das Ventilgehäuse 1 wird von dem Gehäusedeckel 2 verschlossen, der z. B. mittels einer Befestigungsscheibe 3 mit dem Ventilgehäuse 1 verbunden ist. Außerdem ist eine Führungshülse 4 vorhanden, in welcher der Führungskörper 5, der ein Plunger oder ein Magnetanker sein kann, geführt ist. Der Führungskörper 5 trägt die Ventilspindel 6 mit dem Ventilverschlußstück 7, das die Ventilsitzöffnung 8 verschließt. In üblicher Weise ist ferner der Einlaß 13 mit dem Einlaßraum 14 sowie der Auslaß 15 mit dem Auslaßraum 16 vorhanden. Die Bauart des Ventils kann auch eine beliebige andere sein.The valve housing 1 is closed by the housing cover 2, the z. B. is connected to the valve housing 1 by means of a fastening disk 3. In addition, there is a guide sleeve 4, in which the guide body 5, the a plunger or a magnet armature can be performed. The guide body 5 carries the valve spindle 6 with the valve closure piece 7, which the valve seat opening 8 locks. In the usual way, the inlet 13 is also connected to the inlet chamber 14 as well the outlet 15 with the outlet space 16 is present. The design of the valve can also be any other.

In dem Gehäusedeckel 2 sind zwei Membranen eingebaut, nämlich die größere Membran 9 und die kleinere Membran 10, die von der Ventilspindel 6 durchsetzt werden und selbstverständlich mit dieser auf beliebige Weise verbunden sind. Beide Membranen 9 und 10 sind räumlich einander benachbart. Zwischen ihnen ist der Entlastungsraum 18 angeordnet. über der kleineren Membran 10 befindet sich der Raum 17, der mittels eines Verbindungskanals 11 mit dem Einlaßraum 14 verbunden ist. Ferner ist der Entlastungsraum 18 durch Verbindungsleitungen 12 z. B. in der Ventilspindel 6 mit dem Auslaßraum 16 verbunden. Beide Membranen 9 und 10 stehen also unmittelbar sowohl mit dem Einlaßraum 14 als auch mit dem Auslaßraum 16 in Verbindung. Die Membran 9 hat einen größeren Einspanndurchmesser als die Membran 10. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß die wirksame Fläche F2 der Membran 9 um die Querschnittfläche F 1 der Ventilsitzöffnung 8 größer ist als die wirksame Fläche F3 der Membran 10. Diese Bedingung läßt sich leicht einhalten, so daß eine vollkommene Entlastung oder im Bedarfsfalle auch eine teilweise Entlastung eintritt, die unabhängig ist von der Nennweite des Ventils, von dem Druck des Mediums, von der sonstigen Bauart des Ventils und von dessen Antrieb, der beispielsweise ein elektromagnetischer ist.Two diaphragms are installed in the housing cover 2, namely the larger diaphragm 9 and the smaller diaphragm 10, through which the valve spindle 6 passes and of course are connected to it in any desired manner. Both membranes 9 and 10 are spatially adjacent to one another. The relief space 18 is arranged between them. Above the smaller membrane 10 is the space 17 which is connected to the inlet space 14 by means of a connecting channel 11. Furthermore, the relief space 18 is by connecting lines 12 z. B. connected to the outlet space 16 in the valve spindle 6. Both membranes 9 and 10 are therefore directly connected to both the inlet space 14 and the outlet space 16. The diaphragm 9 has a larger clamping diameter than the diaphragm 10. The arrangement is such that the effective area F2 of the diaphragm 9 by the cross-sectional area F 1 of the valve seat opening 8 is greater than the effective area F3 of the diaphragm 10. This condition can be met easily adhere to, so that a complete discharge or, if necessary, a partial discharge occurs, which is independent of the nominal size of the valve, the pressure of the medium, the other design of the valve and its drive, which is, for example, an electromagnetic one.

Claims

Claims: 1. Valve with pressure-relieved closure piece and two diaphragms arranged concentrically to the valve spindle and spatially adjacent in the upper part of the housing, the diameters of which are different in size and larger than the diameter of the valve seat cross-section, the space between the diaphragms being connected to the outlet space of the valve housing via a connecting channel and one of the two diaphragms closes the inlet space of the valve housing, characterized in that the larger membrane (9) delimits the inlet space (14) of the valve housing (1) and lies between the valve closure piece (7) and the smaller membrane (10) that the effective area (F2) of the larger diaphragm by the area (F1) of the valve seat cross-section is greater than the effective area (F3) of the smaller diaphragm and that the space (17) delimited by the smaller diaphragm and the housing cover (2) is via a connecting channel (11) is connected to the inlet chamber of the valve housing.

2. Shut-off valve after Claim 1, characterized in that the two membranes (9, 10) in the housing cover (2) are housed. Publications considered: German Patent Specifications No. 565,862, 610113; Swiss Patent No. 164 923; U.S. Patents No. 2,693,823, 2,826,215.