DE1550383C2

DE1550383C2 - Three-way valve with elastic locking parts

Info

Publication number: DE1550383C2
Application number: DE19661550383
Authority: DE
Inventors: Harald Genf Stampfli (Schweiz)
Original assignee: Lucifer SA
Current assignee: Lucifer SA
Priority date: 1965-11-11
Filing date: 1966-11-04
Publication date: 1976-07-29

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Dreiwegeventil, dessen Verschlußteil in seiner Mittelstellung alle drei Anschlüsse gegeneinander absperrt und das zwei in Ringnuten angeordnete Ventilteile aufweist, die als Ringe aus elastischem Werkstoff ausgebildet sind, von denen in den Endstellungen'des Verschlußteils jeweils einer gegen eine Fläche der Nut durch eine Gegenfläche gedrückt wird.The invention relates to a three-way valve, the closure part of which in its central position all three Connections shut off from one another and which has two valve parts arranged in annular grooves, which as Rings are formed from elastic material, each of which in the end positions of the closure part one is pressed against a surface of the groove by a mating surface.

Bei einem bekannten Dreiwegeventil dieser Art (s. deutsche Patentschrift 10 08 073) weisen die Ringnuten parallele Wände auf, und die Ringe sind relativ dick. Feste Endstellungen hat das Verschlußteil dieses Ventils nicht; beim Verschieben des Verschlußteils werden die Ringe mehr oder weniger stark zusammengepreßt und auf Scherung beansprucht. Der Nachteil dieses Ventils besteht darin, daß das Medium, wenn der Druck nur hoch genug ist, zwischen dem Verschlußteil und dem Ring, gegen den sich das Verschlußteil gerade preßt, durchlecken kann.In a known three-way valve of this type (see German patent specification 10 08 073), the annular grooves parallel walls, and the rings are relatively thick. The closure part has this fixed end positions Valve not; when moving the closure part, the rings are more or less pressed together and subjected to shear. The disadvantage of this valve is that the medium, if the pressure is only high enough between the closure part and the ring against which the closure part is just squeezes, can leak.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Ventil derart zu ändern, daß ein Durchlecken des Mediums vermieden wird.The invention has for its object to change the known valve in such a way that leakage of the medium is avoided.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Nuten keilförmige Profile aufweisen und die elastischen Ringe als flache Scheiben ausgebildet sind, deren Dicke etwa gleich der Breite der Nuten am Nutgrund ist.This object is achieved according to the invention in that the grooves have wedge-shaped profiles and the elastic rings are designed as flat disks, the thickness of which is approximately equal to the width of the grooves is at the bottom of the groove.

Auf diese Weise wird erreicht, daß in den Endstellungen des Verschlußkörpers das Medium durch dasjenige Ventilteil, das geschlossen ist, auch bei hohem Druck nicht durchsickern kann. Hinzu kommt, daß beim Ventil gemäß der Erfindung die Verstellkräfte geringer sind als beim bekannten Ventil, weil bei ersterem die elastischen Ringe flach sind; beim bekannten Ventil sind diese Ringe dicke Gummipolster.In this way it is achieved that in the end positions of the closure body, the medium through that valve part that is closed, also at high pressure cannot seep through. In addition, the valve according to the invention Adjusting forces are lower than in the known valve, because the elastic rings are flat in the former are; in the known valve, these rings are thick rubber pads.

Es sei erwähnt, daß ein Ventil bekannt ist (siehe USA.-Patentschrift 9 87 218), bei dem ein flacher Dichtungsring in einer Nut liegt, deren der Achse des Ventils zugewandter Wandbereich, gegen den der Ring vom Verschlußteil in der Schließstellung gepreßt wird, gekrümmt ist; indessen handelt es sich hierbei um ein Einwegeventil mit nur einer Dichtungsscheibe, und ferner soll die Krümmung der Gegenfläche verhindern, daß der Dichtungsring in der Schließlage gegen die scharfe, der Achse des Ventils zugewandten Kante gepreßt wird.It should be mentioned that a valve is known (see US Pat. No. 9 87 218) in which a flat Sealing ring lies in a groove whose wall area facing the axis of the valve, against which the Ring is pressed by the locking part in the closed position, is curved; however it is this is a one-way valve with only one sealing washer, and also the curvature of the Prevent the opposite surface that the sealing ring in the closed position against the sharp, the axis of the valve facing edge is pressed.

Die Zeichung zeigt schematisch zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Ventils. The drawing shows schematically two exemplary embodiments of the valve according to the invention.

Fig. 1 veranschaulicht eine erste Ausführungsform eines Ventils mit zwei Ventiltellern, bei welchem sich der eine Ventilteller in der Sperrstellung und der andere in offener Stellung befindet;
F i g. 2 zeigt das gleiche Ventil, dessen Ventilteller in einer Zwischenstellung stehen;1 illustrates a first embodiment of a valve with two valve disks, in which one valve disk is in the blocking position and the other is in the open position;
F i g. 2 shows the same valve, the valve head of which is in an intermediate position;

Fig. 3 veranschaulicht eine zweite Ausführungsform eines Ventils mit zwei Ventiltellern, bei welchem sich der eine in offener Stellung befindet;Fig. 3 illustrates a second embodiment a valve with two valve disks, one of which is in the open position;

F i g. 4 zeigt die Zwischenstellung der VentiltellerF i g. 4 shows the intermediate position of the valve disks

ίο eines Ventils nach Fig. 3.ίο a valve according to Fig. 3.

Das in F i g. 1 und 2 dargestellte Ventil ist ein Dreiwegeventil. Dieses Ventil besteht aus einem Körper 1, welcher drei für die Einströmung bzw. Ausströmung des flüssigen oder gasförmigen Mediums vorgesehene, in die Kammern 5, 6 und 7 auslaufende öffnungen 2, 3 und 4 aufweist.The in Fig. 1 and 2 shown valve is a three-way valve. This valve consists of a body 1, which three are provided for the inflow or outflow of the liquid or gaseous medium, has openings 2, 3 and 4 running out into the chambers 5, 6 and 7.

Der Durchfluß durch die Kammern 5 und 6 wird vom Ventilteller 8 gesteuert, welcher mit einer in der ringförmigen Nut 10 eingebauten, beispielsweise aus Elastomer bestehenden elastischen Scheibe 9 zusammenwirkt. Diese Nut 10 ist durch eine den Ventilsitz bildende kegelige Fläche 11 und durch eine ringförmige, ebene Fläche 12 begrenzt, die als Auflage für die Scheibe 9 dient und den Abstand.der letzteren vonThe flow through the chambers 5 and 6 is controlled by the valve disk 8, which with one in the annular groove 10 built-in, for example made of elastomer elastic disc 9 interacts. This groove 10 is formed by a conical surface 11 forming the valve seat and by an annular, bounded flat surface 12, which serves as a support for the disc 9 and the spacing of the latter from

as der Sitzfläche 11 bestimmt.as the seat 11 is determined.

Der aus einem Stück mit dem Ventilteller 8 gebildete Kopf \3 trägt eine Membrane 14, deren Umfang 15 in die Nut 16 des Körpers 1 eingelegt und durch einen Deckel 17 festgeklemmt wird. Ein Bohrung 18 im Deckel 17 ist für die Einströmung des Mediums vorgesehen, welches die Bewegung des Ventiltellers 8 steuert. The head 3 , which is formed from one piece with the valve disk 8, carries a membrane 14, the circumference 15 of which is inserted into the groove 16 of the body 1 and is clamped by a cover 17. A bore 18 in the cover 17 is provided for the inflow of the medium which controls the movement of the valve disk 8.

Eine im Kopf 13 eingeschraubte Stange 19 trägt einen zweiten Ventilteller 20, welcher mit einer elastischen Scheibe 21 zusammenwirkt, die der Scheibe 9 ähnlich ist und eine ähnliche Bewegung zwischen der Auflagefläche. 22 und der Sitzfläche 23 ausführt.A screwed in the head 13 rod 19 carries a second valve disk 20, which with an elastic Disc 21 cooperates, which is similar to the disc 9 and a similar movement between the Support surface. 22 and the seat 23 executes.

Das untere Ende der Stange 19 ist in der Bohrung 25 eines die Kammer 7 abschließenden Deckels 26 geführt, welcher durch nicht dargestellte Mittel auf dem Körper 1 befestigt ist. Eine Bohrung 24 verbindet die Bohrung 25 mit der Kammer 7.The lower end of the rod 19 is in the bore 25 of a cover 26 closing off the chamber 7 guided, which is attached to the body 1 by means not shown. A bore 24 connects the bore 25 with the chamber 7.

In der durch F i g. 1 dargestellten Stellung sind die Kammern 5 und 6 miteinander verbunden. Hingegen ist der Durchlaß zwischen Kammer 6 und 7 gesperrt. Das Ventil wird in dieser Stellung durch den in den Kammern 5 und 6 herrschenden Mediumsdruck gehalten, der auf den Kopf 13 wirkt, dessen Fläche größer ist als diejenige des Ventiltellers 20. Die Abdichtung wird durch die zwischen Ventilteller 20 und Ventilsitz 23 eingeklemmte Scheibe 21 gewährleistet. Die Beschickung eines unter Druck stehenden Mediums durch die öffnung 18 verursacht eine Abwärtsbewegung der Stange 19 und der beiden Ventilteller 8 und 20. Am Anfang dieser Bewegung hat die ScheibeIn the by F i g. In the position shown in FIG. 1, the chambers 5 and 6 are connected to one another. However the passage between chambers 6 and 7 is blocked. The valve is in this position by the in the Chambers 5 and 6 held the prevailing medium pressure, which acts on the head 13, its surface is larger than that of the valve disk 20. The seal is made between the valve disk 20 and Valve seat 23 clamped disc 21 guaranteed. The charging of a pressurized medium A downward movement of the rod 19 and the two valve disks 8 is caused by the opening 18 and 20. At the beginning of this movement the disk has

21 das Bestreben, wieder flach zu werden, und begleitet somit den Ventilteller 20 bei seiner Abwärtsbewegung, bis sie in Berührung mit der Auflagefläche21 the endeavor to become flat again, and thus accompanies the valve disc 20 on its downward movement, until it comes into contact with the supporting surface

22 gelangt. Bei der in Fig. 2 dargestellten Stellung kommt der Ventilteller 8 ebenso mit der Scheibe 9' in Berührung, wodurch der Durchfluß von der Kammer 6 zur Kammer 5 wie zur Kammer 7 gesperrt wird.22 arrives. In the position shown in Fig. 2, the valve disk 8 also comes in with the disk 9 ' Contact, whereby the flow from chamber 6 to chamber 5 as well as to chamber 7 is blocked will.

Setzen die Ventilteller 8 und 20 ihre Abwärtsbewegung fort, so entfernt sich der Ventilteller 20 von der Scheibe 21, so daß die Kammern 6 und 7 miteinander in Verbindung treten, während die Scheibe 9 vomIf the valve disk 8 and 20 continue their downward movement, the valve disk 20 moves away from the Disc 21, so that the chambers 6 and 7 come into communication with each other, while the disc 9 from

Ventilteller 8 gegen den Ventilsitz 11 gedrückt wird.Valve disc 8 is pressed against the valve seat. 11

Dank dieser Anordnung kann bei einem solchen Ventil auf einfache Art vermieden werden, daß zeitweise mehrere Durchflußwege miteinander'verbunden sind. Bekanntlich verursachen zur Unzeit miteinander in Verbindung tretende Durchflußwege unerwünschte Mediums- und Druckverluste.Thanks to this arrangement can be avoided in such a valve in a simple manner that at times several flow paths connected to one another are. It is known that flow paths that come into communication with one another at an inopportune time cause undesirable Medium and pressure losses.

Der auftretende Druckabfall bei Steuerung des Ventils im Zeitpunkt, wo mehrere Kammern miteinander verbunden sind, zwingt oft den Konstrukteur zu einer Sondervorrichtung — wie z. B. zu einer überbemessenen HilfsSteuerung oder zu einem Akkumulator — zu greifen, welche die nötige Leistung aufbringen soll, sogar während der Zeit, wo der Druck oder die Ausflußmenge des Mediums abfällt infolge Verbindung verschiedener Durchfluß wege miteinander. The pressure drop that occurs when the valve is controlled at the point in time when several chambers are connected are connected, often forces the designer to use a special device - such as B. to one overdimensioned auxiliary control or an accumulator - to reach, which provide the necessary power should, even during the time when the pressure or the flow rate of the medium is falling as a result Connection of different flow paths with one another.

Bei der durch F i g. 3 und 4 dargestellten Ausführungsform weist das Ventil große Ähnlichkeit mit dem in bezug auf F i g. 1 und 2 beschriebenen Ventil auf. Da die allgemeine Anordnung gleich ist, wurden ao für beide Ausführungsformen die unverändert vorkommenden Elemente mit den gleichen Bezugsnummem bezeichnet. Es betrifft besonders den ganzen Ventiloberteil mit Ventilteller 8 inbegriffen sowie die sich im unteren Deckel 26 befindliche Führung der Stange 19.In the case of the by F i g. 3 and 4, the valve is very similar with respect to F i g. 1 and 2 described valve. Since the general arrangement is the same, ao the unchanged elements with the same reference numbers for both embodiments designated. It particularly applies to the entire valve upper part with valve disk 8 including the The guide of the rod 19 located in the lower cover 26.

Jedoch ist die Ausführung des unteren Ventiltellers merklich verschieden. Dieser Ventilteller 27 ist mit einer sich zwischen der Auflagefläche 29 des Ventiltellers und der Auflagefläche 30 befindlichen Ringnut 28 versehen. Die Auflagefläche 30 bestimmt den maximalen Abstand zwischen der in der Ringnut 28 eingebauten Scheibe 31 und der Auflagefläche 29 des Ventiltellers 27, wenn letzterer in offener Stellung steht.However, the design of the lower valve disk is noticeably different. This valve plate 27 is with an annular groove located between the bearing surface 29 of the valve disk and the bearing surface 30 28 provided. The support surface 30 determines the maximum distance between the surfaces in the annular groove 28 built-in disc 31 and the bearing surface 29 of the valve disk 27 when the latter is in the open position stands.

Bei der durch Fig. 3 dargestellten Stellung des Ventils stehen die Kammern 5 und 6 miteinander in Verbindung, während die Kammer 7 gesperrt ist. Die F i g. 4 zeigt das Ventil im Moment, wo sich der bewegliche Teil, bestehend aus dem Kopf 13, der Stange 19 und dem Ventilteller 27, in mittlerer Stellung befindet, d. h., wenn dieser Teil den halben Hub zum Übergang von einer Stellung in die andere ausgeführt hat.In the position shown by Fig. 3 of the Valve, the chambers 5 and 6 are in communication with one another, while the chamber 7 is blocked. the F i g. Figure 4 shows the valve at the moment when the moving part, consisting of the head 13, of the rod 19 and the valve disk 27, is in the middle position, d. i.e. if this part is half the stroke to the Has carried out the transition from one position to the other.

Bei dieser mittleren Stellung des Ventils steht die aus der elastischen Scheibe 9 bestehende Dichtung in Berührung mit dem Ventilteller 8, wogegen die aus der Scheibe 30 bestehende Dichtung mit dem Ventilsitz 32 des unteren Ventils in Berührung kommt. Somit sind die Kammern 5, 6 und 7 vollständig voneinander getrennt. Es ist zu bemerken, daß sich bei dieser Stellung die Scheibe 9 von ihrer Auflagefläche 12 schon entfernt hat, während die Scheibe 31 noch nicht zum Aufliegen auf die Auflagefläche 30 des Ventiltellers 27 gelangt. Diese Eigenheit wird durch ein derart ausgebildetes Ventil erzielt, bei welchem die Berührung der Dichtungsscheibe mit dem zugeordneten Ventilsitz leicht über die Hälfte des totalen Hubes des beweglichen Teils aufrechterhalten wird. Somit wird eine Überdeckung der Schließungen beider Ventilteller erzielt. Selbstverständlich könnte, wenn es gewünscht wird, das Ventil so gestaltet werden, daß die Überlagerung der Schließungen durch eine Überlagerung beim öffnen der Ventilteller ersetzt wird, indem der Abstand zwischen den Ventiltellern 8 und 27 größer gewählt würde.In this middle position of the valve, the seal consisting of the elastic disk 9 is in contact with the valve disk 8, whereas the seal consisting of the disk 30 comes into contact with the valve seat 32 of the lower valve. The chambers 5, 6 and 7 are thus completely separated from one another. It should be noted that in this position the disk 9 has already moved away from its support surface 12, while the disk 31 has not yet come to rest on the support surface 30 of the valve disk 27. This peculiarity is achieved by a valve designed in such a way in which the contact of the sealing washer with the associated valve seat is maintained slightly over half of the total stroke of the movable part. In this way, an overlap of the closures of both valve disks is achieved. Of course, if so desired, the valve could be designed in such a way that the superimposition of the closures is replaced by an overlap when the valve disks are opened, in that the distance between the valve disks 8 and 27 is selected to be larger.

Die zweite Ausführungsform zeigt, daß es ohne weiteres möglich ist, die Dichtungsscheibe entweder auf dem festen Ventilkörper oder auf dem beweglichen Ventilteller zu befestigen. Je nach den Anforderungen der Praxis kann für die Ventilsitze die eine oder die andere Möglichkeit oder eine bestimmte Vereinigung dieser Möglichkeiten bevorzugt werden. Folglich, im Falle der Ausführung nach Fig. 3 und 4, wird bei der Mittellage des beweglichen Teils eine ausgezeichnete Abdichtung erzielt, wenn das unter Druck stehende Medium in die Kammer 7 einströmt, wobei die Kammer 6 z. B. mit dem Kolben eines hydraulischen Motors und die Kammer 5 mit der Ausströmung verbunden wird.The second embodiment shows that it is easily possible to use the sealing washer either to be attached to the fixed valve body or to the movable valve disc. Depending on the requirements In practice, one or the other possibility or a certain association can be used for the valve seats these options are preferred. Consequently, in the case of the embodiment according to FIG. 3 and 4, excellent sealing is achieved at the center position of the movable part when the pressurized medium flows into the chamber 7, the chamber 6 z. B. with the piston a hydraulic motor and the chamber 5 is connected to the outflow.

Im letzteren Fall wird die Scheibe 31 durch den in der Kammer 7 herrschenden Druck mit einer zum Unterschied der in den Kammern 6 und 7 herrschenden Drücke proportionalen Kraft auf ihren Sitz 32 gedrückt. Dadurch wird eine ausgezeichnete Dichtung zwischen den Kammern ohne unnötige Beanspruchung der Scheibe erzielt.In the latter case, the pressure prevailing in the chamber 7 presses the disk 31 onto its seat 32 with a force proportional to the difference between the pressures prevailing in the chambers 6 and 7. This results in an excellent seal between the chambers without undue stress on the disc.

Selbstverständlich kann die beschriebene Anordnung ohne weiteres bei komplizierten Ventilen, bei welchem eine größere Anzahl Ventilteller auf dem gleichen beweglichen Teil montiert ist, Anwendung finden.Of course, the arrangement described can easily be used in the case of complicated valves which a larger number of valve disks are mounted on the same moving part, application Find.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Claim:

Three-way valve, the closure part of which in its central position all three connections against each other and which has two valve parts arranged in annular grooves, which are made of elastic as rings Material are formed, of which one in each case in the end positions of the closure part is pressed against a surface of the groove by a counter surface, characterized in that that the grooves have wedge-shaped profiles and the elastic rings as flat Disks (9, 21, 31) are formed, the thickness of which is approximately equal to the width of the grooves at the groove base.