DE1750494C3

DE1750494C3 - Pressure reducing valve

Info

Publication number: DE1750494C3
Application number: DE19681750494
Authority: DE
Inventors: Hans 8500 Nürnberg Kalb
Original assignee: AEG Kanis Turbinenfabrik GmbH
Current assignee: Alstom Power Turbinen GmbH
Filing date: 1968-05-08
Publication date: 1978-02-16

Description

Die Erfindung betrifft ein Druckminderventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein solches Ventil ist durch die GB-PS 2 20 898 bekannt.The invention relates to a pressure reducing valve according to the preamble of claim 1. Such a valve Valve is known from GB-PS 2 20 898.

Bei diesem Ventil erfolgt aber im wesentlichen eine Auf- und Zu-Regelung, die also nicht kontinuierlich ist und schlecht für eine genaue Gleichhaltung des abgesteuerten Druckes geeignet ist Es benötigt zumindest zwei Hilfsventile, und die Verwendung externer Steuerleitungen mit ihren die Gefahr von Undichtheiten mit sich bringenden Anschlüssen ist dabei erforderlich.In this valve, however, there is essentially an open and closed control, which is therefore not continuous and is poorly suited for exact balancing of the controlled pressure. It is required at least two auxiliary valves, and the use of external control lines with their the risk of Leakage with connections is required.

Es sind z. B. auch Druckminder- oder Überströmventile in vielen Ausführungsformen bekannt, die nicht alle hier im einzelnen angeführt werden können, wobei diese bekannten Einrichtungen, insbesondere solche für große Durchflußmengen, aufgrund ihrer äußeren Abmessungen in den Hydraulikanlagen viel Platz beanspruchen und schon deshalb beispielsweise für mobile Anlagen ungeeignet sind.There are z. B. also known pressure reducing or overflow valves in many embodiments, not all can be listed here in detail, these known facilities, especially those for large Flow rates take up a lot of space in the hydraulic systems due to their external dimensions and for that reason alone are unsuitable for mobile systems, for example.

Sehr von Nachteil sind auch solche Druckminderoder Überströmventile, die im drucklosen Zustand mit Federn oder Gewichten in Schließstellung gehalten werden, weil beispielsweise beim Einschalten einer Hydraulikpumpe diese sofort auf den Nenndruck fördern muß und dadurch voll belastet wird. Hierbei werden die Druckleitungen vor dem Ventil aufgrund von Lufteinschlüssen Schlagen ausgesetzt, die oft zum Rohrbruch führen.Such pressure reducing or overflow valves, which in the unpressurized state with Springs or weights are kept in the closed position because, for example, when switching on a Hydraulic pump must deliver this immediately to the nominal pressure and is therefore fully loaded. Here the pressure lines in front of the valve are exposed to blows due to air pockets, which often lead to Lead to pipe rupture.

Ferner neigen federbelastete Ventilkegel ziim Flattern, weil zur Einhaltung eines kleinen Proportionalbereichs nur Federn mit flachen Kennlinien eingesetzt werden können.Furthermore, spring-loaded valve cones tend to flutter, because only springs with flat characteristics are used to maintain a small proportional range can be.

Nicht zuletzt sei darauf hingewiesen, daß aiese bekannten Ventile für große Leistungen aufgrund ihrer aufwendigen Konstruktion im Preis verhältnismäßig hoch liegen.Last but not least, it should be noted that aiese known valves for high performance due to their expensive construction are relatively high in price.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Ventil der eingangs genannten Art zu schaffen, das einfach aufgebaut ist, z. B. auch ohne externe SteuerleitungenThe object of the invention is to create a valve of the type mentioned at the outset that is simple is constructed, e.g. B. even without external control lines

iS auskommt, das den Druck sanft z. B. auch beim Anfahren einer Pumpe und absolut kontinuierlich aussteuert Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1.iS gets by that the pressure gently z. B. also at Starting a pump and driving it absolutely continuously. This object is achieved according to the invention by the features of the characterizing part of claim 1.

Zweckmäßigerweise ist das als von einer Druckfeder belastetes Kugelventil ausgebildete Hilfsventil in einem senkrecht zur mit der Rohrleitung parallelen Ventilachse angeordneten Ventilraum untergebracht.The auxiliary valve designed as a ball valve loaded by a compression spring is expediently in one housed perpendicular to the valve axis arranged parallel to the pipeline valve chamber.

Damit der Druck im Zylinderraum den betrieblichenSo that the pressure in the cylinder chamber is operational

2s Bedürfnissen entsprechend eingestellt werden kann, ist eine Einstellschraube zur Veränderung der Vorspannung der Druckfeder vorgesehen. Eine weitere Ausbildung des Eriindungsgegenstandes besteht in einem zylindrischen Ansatz an der Kolbenstange, der als Dämpferkolben in einen Dämpferraum des Zylinderbodens eintaucht2s can be adjusted according to needs an adjusting screw is provided for changing the preload of the compression spring. Another training of the subject matter of the invention consists of a cylindrical attachment to the piston rod, which is used as a The damper piston is immersed in a damper space in the cylinder base

Es ist zwar auch schon bei verschiedenen Überdruckoder Sicherheitsventilen bekannt geworden, den Druck in einem den Ventilkolben führenden Zylinderdruckraum von einem zum Teil sehr kompliziert wirkenden Hilfsventil zu steuern, ohne daß dies aber als Hinweis zur entsprechenden Ausbildung eines Regelventils, also mit kontinuierlicher Druckregelung eines Druckmediums, gewertet werden kann.It has already become known for various pressure relief or safety valves, the pressure in a cylinder pressure chamber leading to the valve piston by a cylinder pressure chamber that sometimes acts very complicated To control auxiliary valve, but without this as an indication of the corresponding design of a control valve, so with continuous pressure regulation of a pressure medium, can be evaluated.

Ausführungsbeispieie der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert: Es zeigtExemplary embodiments of the invention are shown in the drawing and will be described in more detail below explained: It shows

F i g. 1 einen Schnitt durch das Ventil, Fig.2 eine Ansicht auf die Niederdruckseite des Ventils,F i g. 1 shows a section through the valve, FIG. 2 shows a view of the low-pressure side of the Valve,

F i g. 3 das Ventil bei umgekehrter Durchfiußrichtung.F i g. 3 the valve with reverse flow direction.

Die Ausführung nach F i g. 1 und 2 besteht aus einemThe embodiment according to FIG. 1 and 2 consists of one

Rohrgehäuse 1 mit einem über einen Steg 19 angegossenen zentrischen Zylinder 2, zwischen denen sich ein freier Ringraum 3 bildet. Im Zylinder 2 ist ein Ventilkolben 6 und in einer Bohrung des Zylinderbodens 4 die Kolbenstange 7 geführt. Die Kolbenstange 7 ist mit einem zylindrischen Ansatz 8 versehen, der zum Zylinderboden 4 einen Dämpferraum 9 einschließt. Der Ventilkolben 6 weist eine Drosselbohrung 20 auf, die parallel zur Mittelachse verläuft und mit einer Erweiterung in den Zylinderraum 13 mündet. Den Abschluß zur Anströmseite hin bildet eine Ventilsitzplatte 5, die in einer Eindrehung des Rohrgehäuses gehalten wird und gegen die der Ventilkolben 6 mit dem Dichtring der Steuerfläche 10 im geschlossenen Zustand zur Anlage kommt Das Rohrgehäuse 1 ist zusammen mit der Ventilsitzplatte 5 zwischen dem Rohrflanschpaar a mittels der Flanschschrauben b fest eingespannt.Tubular housing 1 with a central cylinder 2 cast via a web 19, between which a free annular space 3 is formed. A valve piston 6 is guided in the cylinder 2 and the piston rod 7 is guided in a bore in the cylinder base 4. The piston rod 7 is provided with a cylindrical extension 8 which encloses a damper space 9 to the cylinder base 4. The valve piston 6 has a throttle bore 20 which runs parallel to the central axis and opens into the cylinder chamber 13 with an enlargement. A valve seat plate 5, which is held in a recess in the pipe housing and against which the valve piston 6 with the sealing ring of the control surface 10 comes to rest in the closed state, forms the conclusion to the inflow side the flange screws b firmly clamped.

Senkrecht zur Achse des Ventilkolbens 6 ist im Steg 19 ein Ventilraum 21 angeordnet, der über die Querbohrung 14 mit dem Zylinderraum 13 und über die achsparallele Bohrung 17 mit dem Abströmraum 23 inA valve chamber 21 is arranged perpendicular to the axis of the valve piston 6 in the web 19, which via the Transverse bore 14 with the cylinder chamber 13 and via the axially parallel bore 17 with the outflow chamber 23 in

Verbindung steht Die Bohrung 14 und damit der Abfluß aus dem Zylinderraum 13 wird von einem Kugelventilkörper 15 verschlossen, der von einer Druckfeder 16 belastet ist Mit 18 ist eine Verstellschraube zur Einstellung der Vorspannung der Druckfeder 16 bezeichnetConnection is The bore 14 and thus the outflow from the cylinder chamber 13 is controlled by a ball valve body 15 closed, which is loaded by a compression spring 16 with an adjusting screw for Setting the bias of the compression spring 16 is referred to

Durch die Pfeile ist die Strömungsrichtung des Druckmediums angedeutet, wobei die Anströmseite (Hochdruckseite) mit 22 und die Abströmseite (Niederdruckseite) mit 23 gekennzeichnet ist In der Anordnung nach F i g. 1 schließt der Ventilkolben 6 also gegen die Strömungsrichtung, während die Schließrichtung des Ventilkolbens 6 in die Anordnung nach F i g. 3 mit der Strömungsrichtung übereinstimmt In der F i g. 3 sind gegenüber der Fig. 1 lediglich die Drosselbohrung 20 und die achsparallele Bohrung 17 geändert Während nämlich in der F i g. 1 die Drosselbohrung 20 im Ventilkolben 6 und die Bohrung 17 im Steg 19 angeordnet sind, ist in der F i g. 3 die Drosselbohrung 20 durch den Zylinderboden 4 und die Bohrung 17 durch die Ventilsitzplatte 5 und den Steg 19 hindurchgeführt Alle anderen Positionen der Fig.3 entsprechen denen der F ig. 1.The direction of flow of the pressure medium is indicated by the arrows, with the inflow side (High pressure side) is marked with 22 and the outflow side (low pressure side) with 23 In the arrangement according to FIG. 1, the valve piston 6 closes against the direction of flow, while the closing direction of the Valve piston 6 in the arrangement according to FIG. 3 coincides with the direction of flow. 3 are compared to FIG. 1, only the throttle bore 20 and the axially parallel bore 17 changed while namely in the F i g. 1 the throttle bore 20 in The valve piston 6 and the bore 17 are arranged in the web 19 is shown in FIG. 3 the throttle bore 20 passed through the cylinder base 4 and the bore 17 through the valve seat plate 5 and the web 19 All other positions in Fig. 3 correspond to those the fig. 1.

Das zwischen ein Flanschpaar a in einer Druckleitung eingespannte Ventil wird nach F i g. 1 in Pfeilrichtung gegen die Steuerfläche 10 des Ventilkegels 6 mit dem Hochdruck des zu regelnden Druckmediums beaufschlagt und drückt den Ventilkegel in Strömungsrichtung nach oben. Dadurch wird zunächst das Druckmedium über den Ringkanal 3 auf die Niederdruckseite umgesteuert. Über die Drosselbohrung 20 wird infolge des Staudrucks ein Druck im Zylinderraum 13 aufgebaut, der eine Druckkraft auf die Kolbenfläche 11 des Ventilkolbens 6 ausübt, wodurch der Ventilkolben 6 gegen die Ventilsitzplatte 5 bewegt wird.The valve clamped between a pair of flanges a in a pressure line is shown in FIG. 1 in the direction of the arrow applied against the control surface 10 of the valve cone 6 with the high pressure of the pressure medium to be regulated and pushes the valve cone upwards in the direction of flow. This will first set the print medium Reversed via the ring channel 3 to the low-pressure side. About the throttle bore 20 is as a result of the dynamic pressure builds up a pressure in the cylinder space 13, which exerts a compressive force on the piston surface 11 of the valve piston 6, whereby the valve piston 6 is moved against the valve seat plate 5.

Der Druck im Zylinderraum 13 wird vom Kugelventilkörper 15 geregelt und richtet sich nach der Vorspannung der Druckfeder 16 und nach dem Druck der Abströmseite 23, mit denen der Kugelventilkörper 15 beaufschlagt wird. Steigt beispielsweise der Druck der Abströmseite 23 (Niederdruck) an, so wird der Kugelventilkörper 15 stärker gegen die Bohrung 14 gedruckt wodurch der Druck im Zylinderraum 13 ansteigt und auf den Ventilkolben 6 so lange eine Schließbewegung ausgeübt wird, bis sich die auf den Ventilkolben 6 einwirkenden Kräfte im Gleichgewicht befinden. In Strömungsrichtung wirken auf die Steuerfläche 10 der Druck der Anströmseite 22 und auf die konische Kolbenfläche 12 der Druck der Abströmseite 23, während in entgegengesetzter Richtung der Niederdruck die Stirnfläche der Kolbenstange 7 und der einstellbare Druck im Zylinderraum 13 die Kolbenfläche 11 beaufschlagtThe pressure in the cylinder chamber 13 is provided by the ball valve body 15 regulated and based on the bias of the compression spring 16 and the pressure the outflow side 23, with which the ball valve body 15 is acted upon. For example, if the pressure rises the outflow side 23 (low pressure), the ball valve body 15 becomes stronger against the bore 14 printed whereby the pressure in the cylinder chamber 13 rises and on the valve piston 6 as long as one Closing movement is exerted until the forces acting on the valve piston 6 are in equilibrium condition. In the direction of flow, the pressure of the upstream side 22 and the pressure act on the control surface 10 conical piston surface 12 the pressure of the downstream side 23, while in the opposite direction of the Low pressure the end face of the piston rod 7 and the adjustable pressure in the cylinder chamber 13 the piston area 11 applied

Mit Hilfe der Verstellschraube 18, die im eingebauten Zustand des Ventils von außen zugänglich ist kann dieses Gleichgewicht beliebig verändert werden, d. h. der Druck auf der Abströmseite 23 in weiten Grenzen variiert werden.With the help of the adjusting screw 18, which is accessible from the outside when the valve is installed this equilibrium can be changed at will, d. H. the pressure on the downstream side 23 within wide limits can be varied.

Bei Hubbewegungen des Ventilkolbens 6 bewirkt der Dämpferraum 9, in den der als Dämpferkolben ausgebildete zylindrische Ansatz 8 der Kolbenstange 7 eintaucht, eine dynamische Rückführung, die eine Instabilität in der Druckhaltung oder ein Flattern des Ventilkolbens 6 unmöglich machtDuring stroke movements of the valve piston 6, the damper chamber 9, in which the damper piston acts formed cylindrical extension 8 of the piston rod 7 is immersed, a dynamic return, which a Instability in the pressure maintenance or a fluttering of the valve piston 6 makes impossible

Der freie Ringraum 3 zwischen dem Rohrgehäuse 1 und dem zentrischen Zylinder 2 ergibt geringste Strömungswiderstände für das zu steuernde Druckmedium. The free annular space 3 between the tubular housing 1 and the central cylinder 2 results in the smallest Flow resistances for the pressure medium to be controlled.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß das Ventil als komplettes Bauteil ohne jegliche innere Schraubverbindungen zwischen einem Flanschenpaar nur mittels der Flanschschrauben eingespannt werden kann.Another advantage of the invention is that the valve as a complete component without any internal Screw connections between a pair of flanges can only be clamped by means of the flange screws can.

Sowohl die Ausführungsform nach F i g. 1 als auch die nach F i g. 3 sind geeignet, wahlweise den Niederdruck oder, wenn der Niederdruck anderweitig geregelt wird, den Hochdruck zu regeln.Both the embodiment according to FIG. 1 as well as that according to FIG. 3 are suitable, optionally the low pressure or, if the low pressure is regulated otherwise, to regulate the high pressure.

Als Beispiel für seine Leistungsfähigkeit sei angeführt, daß ein Ventil mit der Nennweite 50 und den äußeren Abmessungen 100 χ 50 (Durchmesser χ Länge) bei einem Differenzdruck von 2 kp/cm² in der Lage ist, Durchflußmengen zwischen 5 und 500 l/min anzusteuern. As an example of its performance, a valve with a nominal width of 50 and external dimensions 100 χ 50 (diameter χ length) at a differential pressure of 2 kp / cm ² is able to control flow rates between 5 and 500 l / min .

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Pressure reducing valve for high flow rates to pipelines with one of at least one Among other things, spring-loaded auxiliary valve controllable, the valve closure body forming valve piston, wherein the valve housing is a substantially tubular housing with little deflection, the one arranged in its clear passage cross-section, attached to the valve housing valve insert comprises, which consists of a hollow cylinder and the valve piston guided within the same exists and wherein a controlled by the auxiliary valve connection between the cylinder and the Valve piston formed cylinder space to the downstream side of the control valve is present, thereby characterized in that the cylinder space (13) is a throttled, arranged in the valve insert (2,6) Flow connection to a stagnation point of the fluid on the upstream side of the valve insert (2, 6) and that only one auxiliary valve (15, 16) is provided which is spring-loaded with Valve closure body (15) is formed, which on the one hand still from the fluid pressure in the closing direction on the outflow side of the control valve (1) and on the other hand in the opening direction from Fluid pressure in the cylinder space (13) is applied.

2. Pressure reducing valve according to claim 1, characterized in that the auxiliary valve (15,16) in one is accommodated perpendicular to the cylinder axis arranged valve chamber (21).

3. Pressure reducing valve according to claim 1 or 2, characterized in that the auxiliary valve (15, 16) consists of a ball loaded by a compression spring "(16).

4. Pressure reducing valve according to claim 3, characterized by an adjusting screw (18) for Changing the preload of the compression spring (16).