DE1200089B

DE1200089B - Spring-loaded pressure relief valve

Info

Publication number: DE1200089B
Application number: DEB51433A
Authority: DE
Inventors: Werner Dieter
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1958-12-13
Filing date: 1958-12-13
Publication date: 1965-09-02
Also published as: GB926180A; CH381037A

Description

Federbelastetes überdruckventil Die Erfindung betrifft ein federbelastetes überdruckventil, dessen Verschlußstück mit einem auf der Auslaßseite dichtend geführten Entlastungskolben, der denselben Durchmesser wie der Ventilsitz aufweist, verbunden ist.Spring-loaded pressure relief valve The invention relates to a spring-loaded one Overpressure valve, the closure piece of which is guided to form a seal on the outlet side Relief piston, which has the same diameter as the valve seat, connected is.

Es ist ein Sicherheitsventil für Dampfkessel bekannt, dessen Verschlußstück zwar vom Druck im Rücklauf entlastet ist, bei dem jedoch die ganze Stirnfläche unter dem Zulaufdruck steht, so daß die entgegenwirkende Feder verhältnismäßig kräftig sein muß. Das Ventil baut daher, besonders wenn es für die hohen Drücke hydraulischer Anlagen benutzt werden soll, verhältnismäßig groß und teuer. Außerdem hängt mit dieser Bauart zusammen, daß sich der Schließkörper beim öffnen in Richtung des überströmenden Mediums bewegt, was zu einem Auffangstoß und zu Schwingungen führen kann.A safety valve for steam boilers is known, the closure piece of which is relieved of the pressure in the return, but in which the entire face is below the inlet pressure, so that the counteracting spring is relatively strong have to be. The valve therefore builds, especially if it is hydraulic for the high pressures Equipment to be used is relatively large and expensive. Also depends on this design together that the closing body when opening in the direction of the overflow Moves the medium, which can lead to a collision shock and vibrations.

Bei einem anderen bekannten überdruckventil ist das kolbenartige Verschlußstück über eine am Zulauf des Ventils liegende Einschnürung mit einem Entlastungskolben verbunden. Der Druck des Zulaufs wirkt auf eine Ringfläche, die sich aus dem Unterschied der Querschnittsflächen beider Kolben ergibt; die wirksame Fläche liegt in Richtung auf den Niederdruckraum. Auf eine Fläche gleicher Größe, aber entgegengesetzter Richtung, wirkt der Druck auf der Auslaßseite des Ventils. Die Form dieses Schiebers bewirkt jedoch nur, daß die Schließfeder des Ventils schwach gehalten werden kann. Nachteilig ist, daß der öffnungsdruck des Ventils von dem Druck auf der Auslaßseite abhängt.In another known pressure relief valve, the piston-like closure piece is via a constriction at the inlet of the valve with a relief piston tied together. The pressure of the inlet acts on an annular surface, which results from the difference gives the cross-sectional areas of both pistons; the effective area is in the direction on the low pressure room. On a surface of the same size but opposite Direction, the pressure acts on the outlet side of the valve. The shape of this slide but only has the effect that the closing spring of the valve can be kept weak. The disadvantage is that the opening pressure of the valve depends on the pressure on the outlet side depends.

Es ist weiterhin ein überdruckventil bekannt, bei dem das Verschlußstück mit einem einstellbar belasteten Kolben von größerer Fläche als die Ventilsitzfläche so in fester Verbindung steht, daß der Flüssigkeitsdruck Ventil- und Kolbenflächen entgegengesetzt zu bewegen sucht und durch Bewegen des Kolbens das Ventil öffnet. Der Zweck dieses Kolbens ist es, eine große, das Ventil bewegende Kraft zu erhalten. Nachteilig ist bei diesem Ventil unter anderem, daß sich im Rücklauf herrschender Flüssigkeitsdruck auf den öffnungsdruck des Ventils auswirken kann.It is also known a pressure relief valve in which the closure piece with an adjustable loaded piston with a larger area than the valve seat area is so firmly connected that the fluid pressure valve and piston surfaces seeks to move in the opposite direction and, by moving the piston, opens the valve. The purpose of this piston is to get a large force to move the valve. The disadvantage of this valve is, among other things, that there is more prevailing in the return Fluid pressure can affect the opening pressure of the valve.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Überdruckventil der eingangs erwähnten Art zu schaffen, dessen öffnungsdruck unabhängig vom Rüchlauf ist und bei dem gleichzeitig bei großem Ventilsitzquerschnitt eine verhältnismäßig schwache Feder zur Belastung des Verschlußstücks angeordnet vierden kann.The object of the invention is to provide a pressure relief valve of the initially to create the type mentioned, whose opening pressure is independent of the return flow and at the same time, with a large valve seat cross-section, a relatively weak one Spring can be arranged to load the closure piece.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß das Verschlußstück in an sich bekannter Weise mit einem dichtend geführten Stellkolben, dessen Durchmesser größer als der des Ventilsitzes ist, verbunden ist und daß die Stirnflächen des aus Entlastungskolben, Verschlußstück und Stellkolben bestehenden Ventilelements vom Umgebungsdruck beaufschlagt sind.This is achieved according to the invention in that the closure piece in a manner known per se with a sealingly guided actuating piston, the diameter of which is larger than that of the valve seat, is connected and that the end faces of the valve element consisting of a relief piston, closure piece and actuating piston are acted upon by the ambient pressure.

Auf Grund der vollständigen Entlastung des Verschlußstücks vom Rücklaufdruck ist es möglich, das erfindungsgemäße überdruckventil als Verbindungselement zwischen zwei Arbeitskreisen anzuordnen, während die zu verwendende schwache Feder kleine Abmessungen des Ventils ermöglicht.Due to the complete relief of the closing piece from the return pressure it is possible to use the pressure relief valve according to the invention as a connecting element between to arrange two working groups, while the weak spring to be used is small Dimensions of the valve allows.

Weitere Merkmale im Rahmen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Further features within the scope of the invention are set out in the subclaims marked.

In der Zeichnung ist ein überdruckventil als Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung im Längsschnitt dargestellt.In the drawing is a pressure relief valve as an embodiment of the Subject of the invention shown in longitudinal section.

Ein Ventilgehäuse 1 weist eine Längsbohrung mit zwei Abschnitten 2 und 3 auf. Die Enden dieser Längsbohrung sind mit einem Gewinde zum Befestigen eines Anschlußnippels 4 und einer eine Kammer 5 aufweisenden Verschlußschraube 6 versehen. Zwei in unterschiedlicher Höhe angeordnete Querbohrungen 7 und 8 münden in den Abschnitt 3 der Längsbohrung und sind an ihren äußeren Ab- schnitten jeweils mit einem Anschlußgewinde 9 und 10 versehen.A valve housing 1 has a longitudinal bore with two sections 2 and 3 . The ends of this longitudinal bore are provided with a thread for fastening a connection nipple 4 and a screw plug 6 having a chamber 5 . Two arranged at different heights cross bores 7 and 8 open into the section 3 of the longitudinal bore, and are cut at their outer ex each provided with a connecting thread 9 and 10. FIG.

Der Abschnitt 3 der Längsbohrung nimmt ein dichtend eingesetztes Bauteil auf, das durch die Verschlußschraube 6 gegen einen von den Abschnitten 2 und 3 gebildeten Absatz 15 gedrückt wird. Das Bauteil 14 weist eine Längsbohrung mit zwei Abschnitten 17 und 18 auf; ein zwischen diesen Abschnitten liegender Absatz 19 bildet den Ventilsitz. In Höhe des Abschnittes 17 liegen eine innere und eine äußere Ringnut 22 und 23, die durch Ouerbohrungen 24 verbunden sind. Die innere Ringnut 22 schließt sich unmittelbar an den Ventilsitz 19 an, und die äußere Ringnut 23 liegt auf gleicher Höhe wie die Querbohrung 7 im Ventilgehäuse 1. Beidseitig der äußeren Ringnut 23 sind in Nuten liegende Dichtringe 25 angeordnet. In Höhe der Querbohrung 8 im Ventilgehäuse 1 liegt eine äußere Ringnut 27 im Bauteil 14, die über Querbohrungen 28 mit dem Abschnitt 18 der Längsbohrung des Bauteils 14 verbunden ist. Die der Verschlußschraube 6 benachbarte äußere Kante des Bauteils 14 ist für die Aufnahme eines Dichtungsringes 29 abgeschrägt.The section 3 of the longitudinal bore receives a sealingly inserted component which is pressed by the locking screw 6 against a shoulder 15 formed by the sections 2 and 3. The component 14 has a longitudinal bore with two sections 17 and 18 ; a shoulder 19 located between these sections forms the valve seat. At the level of the section 17 are an inner and an outer annular groove 22 and 23, which are connected by Ouerbohren 24. The inner annular groove 22 directly adjoins the valve seat 19 , and the outer annular groove 23 is at the same height as the transverse bore 7 in the valve housing 1. Sealing rings 25 located in grooves are arranged on both sides of the outer annular groove 23. At the level of the transverse bore 8 in the valve housing 1, there is an outer annular groove 27 in the component 14, which is connected to the section 18 of the longitudinal bore of the component 14 via transverse bores 28. The outer edge of the component 14 adjacent to the screw plug 6 is beveled to accommodate a sealing ring 29.

In den Abschnitten 17 und 18 der Längsbohrung im Bauteil 14 ist ein Verschlußstück 32 axial verschiebbar gelagert. Dieses ist mit einem im Ab- schnitt 17 geführten Stellkolben 33 und einem im Ab- schnitt 18 geführten Entlastungskolben34 verbunden. Das Verschlußstück 32 ist mit einem kegeligen Ab- schnitt 35 versehen, an das sich eine mit dem Entlastungskolben 34 verbundene, als Schaft ausgebildete Verlängerung 36 anschließt. Ein Wandabschnitt der Bohrung 18 und die Oberfläche des Schaftes 36 sowie die einander gegenüberliegenden, mit 38 und 39 bezeichneten Flächen des kegeligen Abschnitts 35 und der am Schaft 36 angeschlossenen Stirnseite des Entlastungskolbens 34 bilden eine Rücklaufkammer 37. Das Verschlußstück 32 ist längs durchbohrt, wobei die Bohrung 40 als Drosselbohrung ausgebildet ist oder eine nicht angegebene Drosselstelle aufweist. An dem aus dem Bauteil 14 herausragenden und in die Kammer 5 der Verschlußschraube 6 hineinragenden Ende des Entladungskolbens 34 ist in einer Nut ein Federring 41 befestigt, der den Hub des Verschlußstücks 32 begrenzt.In the sections 17 and 18 of the longitudinal bore in the component 14, a closure piece 32 is mounted so as to be axially displaceable. This is connected to an exhaust section 17 in the guided piston 33 and a cut in the waste 18 performed Entlastungskolben34. The plug 32 is provided with a tapered section by section 35 is provided to which a associated with the relief piston 34, formed as a shaft extension 36 is connected. A wall section of the bore 18 and the surface of the shaft 36 as well as the opposing surfaces, denoted by 38 and 39 , of the conical section 35 and the end face of the relief piston 34 connected to the shaft 36 form a return chamber 37. The closure piece 32 is pierced longitudinally, the Bore 40 is designed as a throttle bore or has an unspecified throttle point. At the end of the discharge piston 34 protruding from the component 14 and protruding into the chamber 5 of the screw plug 6, a spring ring 41 is fastened in a groove, limiting the stroke of the locking piece 32.

Auf dem Ende des Stellkolbens 33 sitzt ein durchbohrter, hülsenföriniger und in der Kammer 2 der Längsbohrung im Ventilgehäuse 1 geführter Kolben 42. Zwischen diesem und einem Absatz im Innern des Anschlußnippels 4 ist eine Feder 43 eingespannt, die bestrebt ist, das Verschlußstück 32 gegen den Ab- satz 19 zu drücken.At the end of the control piston 33 is a pierced, hülsenföriniger and guided in the chamber 2 of the longitudinal bore in the valve housing 1 piston 42. located between this and a shoulder inside the nipple 4 is clamped a spring 43 which strives to the closure member 32 against the off set to push 19th

An die Querbohrung 7 im Gehäuse 1 ist mit Hilfe des Anschlußgewindes 9 eine von einem ersten Arbeitskreis kommende Leitung 46 angeschlossen, an die Querbohrung 8 mit Hilfe des Anschlußgewindes 10 eine zu einem zweiten, einen niedrigeren Druck aufweisenden Arbeitskreis gehende Leitung 47 und an den Anschlußnippel 4 eine zu einem Vorratsbehälter führende Leitung 48. Der erste und der zweite Arbeitskreis sowie der Vorratsbehälter sind nicht dargestellt.A line 46 coming from a first working circuit is connected to the transverse bore 7 in the housing 1 with the aid of the connecting thread 9, a line 47 leading to a second, lower-pressure working circuit and the connecting nipple 4 are connected to the transverse bore 8 with the aid of the connecting thread 10 a line 48 leading to a storage container. The first and second working circuits and the storage container are not shown.

Auf das Verschlußstück 32 wirken die folgenden Kräfte ein: Die Vorspannung der Feder 43. Der auf die Differenz zwischen den Querschnittsflächen des Stellkolbens 33 und des Entlastungskolbens 34 - die Durchmesser vom Ventilsitz 19 und Entlastungskolben sind gleich - wirkende Arbeitsdruck des ersten Arbeitskreises, abzüglich des auf eine gleich große Fläche wirkenden Druckes im Vorratsbehälter, d. h. also des Umgebungsdruckes. Der Druck im zweiten Arbeitskreis wirkt in entgegengesetzten Richtungen auf die Flächen 39 und 38 des Entlastungskolbens 34 - dessen Durchmesser dem des Ventilsitzes 35 entspricht - bzw. des Schaftes 36 ein, so daß dieser Druck keinen Beitrag für die axiale Bewegung des Absperrgliedes leistet. Der öffnungsdruck des Ventils ist also praktisch nur von der Vorspannung der Feder 43 bestimmt. Der im Vorratsbehälter und damit in der Kammer 2 der Längsbohrung im Ventilgehäuse 1 und in der Kammer 5 der Verschlußschraube 6 - der über die Bohrung 40 mit dem Abschnitt 2 verbunden ist - herrschende Druck ist hierbei wegen seiner unbedeutenden Größe nicht berücksichtigt.The following forces act on the closure piece 32 : The preload of the spring 43. The working pressure of the first working circuit, minus the working pressure of the first working circuit, which acts on the difference between the cross-sectional areas of the actuating piston 33 and the relief piston 34 - the diameters of the valve seat 19 and relief piston are equal - an equally large area of acting pressure in the reservoir, d. H. so the ambient pressure. The pressure in the second working circuit acts in opposite directions on the surfaces 39 and 38 of the relief piston 34 - the diameter of which corresponds to that of the valve seat 35 - or the shaft 36 , so that this pressure does not contribute to the axial movement of the shut-off element. The opening pressure of the valve is therefore practically only determined by the pretensioning of the spring 43. The pressure prevailing in the reservoir and thus in the chamber 2 of the longitudinal bore in the valve housing 1 and in the chamber 5 of the screw plug 6 - which is connected to the section 2 via the bore 40 - is not taken into account here because of its insignificant size.

Das Verschlußstück 32 wird von dem Druckmittel im Raum 22, das auf den oberen Abschnitt der Kegelfläche 35 einwirkt, angehoben, sobald die von dem Druckmittel auf das Verschlußstück ausgeübte Kraft größer ist als die Vorspannung der Feder 43. Bei angehobenem Verschlußstück fließt das auf den Druck im zweiten Arbeitskreis entspannte Druckmittel von der vom Schaft 36 des Verschlußstücks begrenzten Kammer 37 in die Querbohrungen 28 und die Ringnut 27 im Bauteil 14 und die Querbohrung 8 in die Leituno, 47. Sinkt im durchfließenden Druckmittel der Druck unter den Schließdruck des Ventils, so wird das Verschlußstück 32 von der Feder 43 wieder in Richtung auf den Ventilsitz 19 gedrückt. Dieser Bewegung wirkt jedoch das in der Kammer 5 befindliche Druckmittel entgegen, das bei der Schließbewegung des Verschlußstücks 32 über die Drosselbohrung 40 in die Kammer 2 im Gehäuse 1 verdrängt wird und die Schließbewegung dämpft. Die in der Kammer 5 der Verschlußschraube 6 hierbei auftretende geringe Drucksteigerung kann sich über die Drosselbohrung 40 rasch dem im Abschnitt 2 herrschenden Druck angleichen.The locking piece 32 is raised by the pressure medium in the space 22, which acts on the upper section of the conical surface 35 , as soon as the force exerted by the pressure medium on the locking piece is greater than the bias of the spring 43. When the locking piece is raised, the pressure flows In the second working group, pressure medium released from the chamber 37 delimited by the shaft 36 of the closure piece into the transverse bores 28 and the annular groove 27 in the component 14 and the transverse bore 8 in the conduit, 47 the closure piece 32 is pressed again by the spring 43 in the direction of the valve seat 19. This movement is counteracted by the pressure medium located in the chamber 5, which is displaced via the throttle bore 40 into the chamber 2 in the housing 1 during the closing movement of the closure piece 32 and dampens the closing movement. The slight increase in pressure occurring in the chamber 5 of the screw plug 6 can quickly adjust to the pressure prevailing in section 2 via the throttle bore 40.

Claims

Claims: 1. A spring-loaded pressure relief valve, the closure piece of which is connected to a relief piston which is sealingly guided on the outlet side and has the same diameter as the valve seat, characterized in that the sealing piece (32) is connected in a manner known per se to a sealingly guided actuating piston (33 ), the diameter of which is larger than that of the valve seat (19) , and that the end faces of the valve element, which consists of the relief piston (34), closure piece and actuating piston, are acted upon by the ambient pressure.

2. Pressure relief valve according to claim 1, characterized in that chambers (2, 5) are delimited by the end faces of the valve element (32, 33, 34) and are connected to one another via a narrow bore (40) of the valve element. 3. Pressure relief valve according to claim 2, characterized in that a stroke-limiting stop (41) is arranged on the relief piston (34). 4. Pressure relief valve according to claim 3, characterized in that the valve element (32, 33, 34) is guided in a component (14) inserted in a sealing manner in the valve housing (1). Considered publications: German Patent Specifications Nos. 31151, 458 931, 669 318, 849 206; British Patent No. 608 881.