DE1209386B

DE1209386B - Pressure fluid operated valve

Info

Publication number: DE1209386B
Application number: DEA38783A
Authority: DE
Inventors: Haakon Forwald
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1960-11-15
Filing date: 1961-11-09
Publication date: 1966-01-20

Description

Druckmittelbetätigtes Ventil Die Erfindung betrifft Ventile, zu deren Betätigung ein in einem Zylinder geführter Kolben dient, die für die Speisung von Verbrauchern längere Zeit, gegebenenfalls wochenlang, unter Druck stehen sollen. Dazu muß das Ventil dicht schließen, und es darf aus dem Zylinder kein Antriebsdruckmittel entweichen.Pressure fluid operated valve The invention relates to valves, to their Actuation of a piston guided in a cylinder is used for the supply of Consumers should be under pressure for a long time, possibly for weeks. To do this, the valve must close tightly, and no drive pressure medium is allowed from the cylinder escape.

Solche Ventile werden vorzugsweise für elektrische Schalter gebraucht, bei denen der Ausschaltzustand dadurch aufrechterhalten wird, daß der bewegliche, mit einem Kolben versehene Kontakt durch Druckluft in seiner Offenstellung gehalten wird. Es muß hier also sichergestellt sein, daß die den Antriebskolben beaufschlagende Druckluft nicht längs des Kolbens aus dem Zylinder entweicht und es auf diese Weise zu einer Bewegung des mit einer Rückstellfeder belasteten Kolbens kommt. Außerdem darf aus dem die Kontakte aufnehmenden und mit Druckluft gefüllten Gehäuse diese nicht über das Ventil entweichen, um den Schalter funktionsfähig zu erhalten.Such valves are preferably used for electrical switches, in which the switch-off state is maintained by the fact that the movable, with a piston provided contact held in its open position by compressed air will. It must therefore be ensured here that the one acting on the drive piston Compressed air does not escape from the cylinder along the piston and so does it a movement of the piston loaded with a return spring occurs. aside from that may leave the housing containing the contacts and filled with compressed air do not escape through the valve in order to keep the switch functional.

Um ein Entweichen der Druckluft aus dem Antriebszylinder zu vermeiden, hat man bisher membranbetätigte Ventile bevorzugt. Im Vergleich mit gewöhnlichen Ventilen werden diese Ventile aber groß und teuer, unter anderem deshalb, weil eine Membran nur einen kurzen Hub zuläßt. Damit das Membranventil in offener Lage einen genügend großen Durchströmquerschnitt bekommt, muß deshalb der Querschnitt des Ventilsitzes größer sein als bei einem gewöhnlichen Ventil.To prevent the compressed air from escaping from the drive cylinder, diaphragm operated valves have been preferred. Compared with ordinary Valves, these valves are large and expensive, among other things because one Membrane only allows a short stroke. So that the diaphragm valve in the open position one gets a sufficiently large flow cross-section, the cross-section of the valve seat must therefore be larger than an ordinary valve.

Bei Verwendung üblicher Ventile, die durch einen in einem Zylinder gleitenden Kolben betätigt sind, kann an sich eine Abdichtung zwischen Kolben und Zylinder durch Dichtungsringe erreicht werden. Wenn diese aber für lange Zeit wirksam sein sollen, so muß eine erhebliche Reibung zwischen Kolben und Zylinderwand in Kauf genommen werden. Dies ist aber unerwünscht, da die Reibung die Bewegung des Kolbens verlangsamt und zudem sehr starke Federn für die Rückbewegung des Kolbens erfordert. Insbesondere bei Ventilen für elektrische Schalter kommt es aber ganz entscheidend auf sehr kurze Betätigungszeiten der Ventile an.When using conventional valves, one in a cylinder sliding piston are actuated, a seal between piston and per se Cylinder can be reached by sealing rings. But if this is effective for a long time should be, there must be considerable friction between the piston and cylinder wall in Purchase to be taken. However, this is undesirable because the friction controls the movement of the Piston slows down and also very strong springs for the return movement of the piston requires. But it does happen quite a bit, especially with valves for electrical switches very short valve actuation times.

Die Erfindung bezweckt die Ausbildung eines Ventils mit Antrieb durch einen in einem Zylinder beweglichen, einseitig druckbeaufschlagten Kolben mit Rückstellfeder, um einen reibungsarm geführten Kolben verwenden zu können und trotzdem eine wirksame Abdichtung des Kolbens und des Ventils zu erreichen.The invention aims to form a valve with a drive a piston which is pressurized on one side and is movable in a cylinder with a return spring, to be able to use a low-friction piston and still an effective one To achieve sealing of the piston and the valve.

Erfindungsgemäß dient zur Abdichtung des Kolbens ein in an sich bekannter Weise im Zylinder angeordneter Dichtungsring, gegen den die Stirnseite des Kolbens durch das Antriebsmittel gedrückt wird, und ist das Verschlußstück mit einem Hilfskolben verbunden und dieser in einem im Kolben ausgebildeten Zylinderraum angeordnet, der mit der Druckseite des Zylinders in Verbindung steht.According to the invention, a known per se is used to seal the piston Way in the cylinder arranged sealing ring against which the face of the piston is pressed by the drive means, and is the closure piece with an auxiliary piston connected and this is arranged in a cylinder space formed in the piston, the is in communication with the pressure side of the cylinder.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further features of the invention emerge from the subclaims.

Es ist bekannt, daß man einen Antriebskolben für allgemeine Verwendung dadurch reibungsfrei halten kann, daß er kaum Berührung mit seinem Zylinder hat, dafür aber stirnseitig abgedichtet wird. Bei der Übertragung dieser Bauweise auf ein Ventil tritt aber das Problem der zuverlässigen Abdichtung sowohl des Verschlußstückes als auch des Kolbens auf. Hierfür gibt die bekannte Lösung keine Anregung.It is known to have a general purpose drive piston can keep friction-free in that it has hardly any contact with its cylinder, but is sealed at the front. When transferring this construction on a valve, however, has the problem of reliably sealing both the closure piece as well as the piston. The known solution gives no suggestion for this.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben.An embodiment of the invention is shown below with reference to the Drawing described.

Das dargestellte Ventil besitzt ein Ventilgehäuse 20, ein zu einem ersten Ventilsitz 22 passendes Verschlußstück 21 und ein zu einem zweiten Ventilsitz 24 passendes Verschlußstück 23. Das Verschlußstück 23 ist mit der Kolbenstange 25 eines Antriebskolbens 26 fest verbunden. Das Verschlußstück 21 wird von einer Hülse 27 getragen, die auf der Kolbenstange 25 verschiebbar angeordnet und unten mit einem Hilfskolben 28 verbunden ist. Dieser ist im Antriebskolben 26 beweglich angeordnet und wird in Richtung aufwärts von einer Schraubenfeder 29 beeinflußt. Die gleitende Dichtung zwischen dem Hilfskolben 28 und dem Antriebskolben 26 wird von einem Dichtungsring, z. B. O-Ring 30 gebildet. -Da der Hilfskolben einen sehr kleinen Hub hat und außerdem nicht besonders schnell zu gleiten braucht, kann der Dichtungsring einen hohen Dichtungsdruck gegen die Wand ausüben, an der er entlanggleitet.The illustrated valve has a valve housing 20, one to one first valve seat 22 matching closure piece 21 and a second valve seat 24 matching locking piece 23. The locking piece 23 is connected to the piston rod 25 a drive piston 26 firmly connected. The closure piece 21 is from a sleeve 27 carried, which is slidably disposed on the piston rod 25 and below with a Auxiliary piston 28 is connected. This is movably arranged in the drive piston 26 and is influenced by a coil spring 29 in the upward direction. The sliding The seal between the auxiliary piston 28 and the drive piston 26 is provided by a sealing ring, z. B. O-ring 30 is formed. -Because the auxiliary piston has a very small stroke and also does not need to slide particularly quickly, the sealing ring can have a high sealing pressure exercise against the wall it is sliding along.

Ein Druckraum 31 unter dem Antriebskolben 26 steht durch eine Öffnung 32 in Verbindung mit einer nicht gezeigten Antriebsluftleitung, und ein Raum 33 oberhalb des Antriebskolbens 26 steht durch den Kanal 34 in Verbindung mit der freien Luft. Ein Zylinderraum 35 unter dem Hilfskolben 28 ist mit dem Druckraum 31 verbunden. Eine Schraubenfeder 36 wirkt einer Aufwärtsbewegung des Antriebskolbens 26 entgegen, der in seiner oberen Lage gegen einen Dichtungsring 37 gepreßt wird.A pressure chamber 31 under the drive piston 26 is through an opening 32 in connection with a drive air line, not shown, and a space 33 Above the drive piston 26 is through the channel 34 in connection with the free Air. A cylinder space 35 under the auxiliary piston 28 is connected to the pressure space 31. A helical spring 36 counteracts an upward movement of the drive piston 26, which is pressed against a sealing ring 37 in its upper position.

Die Ventilsitze 22 und 24 sind in den Kammern 38 bzw. 39 angeordnet, von denen die Kammer 39 mit einer nicht gezeigten druckluftführenden Leitung und die Kammer 38 mit der freien Luft verbunden ist. An die Kammer 40 wird eine Speiseleitung angeschlossen, die, wenn das Ventil die in der Figur gezeigte Lage einnimmt, mit der freien Luft verbunden ist.The valve seats 22 and 24 are arranged in the chambers 38 and 39, respectively, of which the chamber 39 with a compressed air line, not shown, and the chamber 38 is connected to the open air. A feed line is connected to the chamber 40 connected, which, when the valve assumes the position shown in the figure, with is connected to the open air.

Wenn nun der Druckraum 31 mit Druckluft gefüllt wird, wird der Antriebskolben 26 nach oben getrieben. Diese Bewegung wird von der Luft im Raum 33 gedämpft. In der oberen Endlage des Antriebskolbens 26 ist die Kammer 38 dadurch geschlossen, daß das Verschlußstück 21 federnd gegen den Ventilsitz 22 gepreßt wird, und die Speiseleitung steht mit der druckluftführenden Leitung durch das offene Ventil 23, 24 und die Kammer 39 in Verbindung. Der Druckraum 31 wird gegen den Raum 33 dadurch abgedichtet, daß der Antriebskolben 26 finit einer Dichtungsleiste gegen den Dichtungsring 37 gepreßt wird. Die Federung zwischen dem Verschlußstück 21 und dem Antriebskolben 26 wird von der Feder 29 aufrechterhalten, die jedoch nicht besonders stark ausgeführt Eu sein braucht, da die Druckluft im Zylinderraum 35 unter dein Hilfskolben 28 den Dichtungsdruck des Verschlußstücks 21 gegen den Ventilsitz 22 steigert.If the pressure chamber 31 is now filled with compressed air, the drive piston 26 is driven upwards. This movement is dampened by the air in room 33. In the upper end position of the drive piston 26, the chamber 38 is closed in that the closure piece 21 is pressed resiliently against the valve seat 22, and the feed line is connected to the compressed air line through the open valve 23, 24 and the chamber 39. The pressure space 31 is sealed off from the space 33 in that the drive piston 26 is pressed against the sealing ring 37 finitely with a sealing strip. The suspension between the locking piece 21 and the drive piston 26 is maintained by the spring 29, which, however, does not need to be particularly strong, since the compressed air in the cylinder space 35 under the auxiliary piston 28 increases the sealing pressure of the locking piece 21 against the valve seat 22.

Das Ventil 21,22 wird durch Ablassen der Druckluft aus dem Druckraum 31 geöffnet und das Ventil 23, 24 geschlossen, da der Antriebskolben 26 von der Feder 36 wieder in seine untere Endlage geführt wird.The valve 21,22 is released by releasing the compressed air from the pressure chamber 31 opened and the valve 23, 24 closed, since the drive piston 26 of the Spring 36 is guided back into its lower end position.

Der Hilfskolben 28 kann durch eine Membran ersetzt werden, wodurch allerdings der Mechanismus nicht ganz so robust, aber dichter wird.The auxiliary piston 28 can be replaced by a membrane, whereby However, the mechanism is not quite as robust, but becomes denser.

Claims

Claims: 1. Valve with drive by a movable in a cylinder, unilaterally pressurized piston with return spring, dadur chge -characterized that a sealing ring (37) arranged in the cylinder (20) in a known manner is used to seal the piston (26) , against which the end face of the piston (24) is pressed by the drive pressure medium, and that the closure piece (21) is connected to an auxiliary piston (28) and this is arranged in a cylinder space (35) formed in the piston (26) which is connected to the Pressure side of the cylinder (20) is in communication.

2. Valve according to claim 1, characterized in that a second closure piece (23) with the piston (26) firmly connected and opened in the closed position of the first locking piece (21) is.

3. Valve according to claim 1 or 2, characterized in that the first closure piece (21) is pressed against its seat (22) by the piston (26) via one or more springs (29) will.

4. Valve according to claim 1 or 2, characterized in that the first closure piece (21) is connected to the piston (26) by a membrane. Considered publications: German Patent Specifications Nos. 314 523, 831787; German Auslegeschrift No. 1085 736; Swiss Patent No. 310 929; French Patent No. 954 080; U.S. Patents Nos. 2,617,444, 2,892,608. Prior Patents Considered: German Patent No. 1103,704.