DE1775709B2 - Anwendung eines ventils mit einer ins freie fuehrenden entlueftungsduese - Google Patents

Description

nach F i g. 2.

In Fig. I der Zeichnung ist das Ventil im all-

gemeinen mit der Bezugsziffer 1 bezeichnet; es arbei-

15 let mit einer druckmittelgesteuerten Vorrichtung zusammen, die ganz allgemein mit der Berugsziffer 2 Die Erfindung bezieht sich auf die Anwendung angedeutet ist.'

eines Ventils init einer ins Freie führenden Entlüf- Diese Vorrichtung 2 soll für ein beliebiges Druck-

tungsdüse. miitelsystem stellvertretend sein, mit einem Kanal,

Die USA.-Patentschrift 1 365 720 befaßt sich mit 20 welcher über eine öffnung zur Atmosphäre entlüftet einem Entlüftungsventil mit ins Freie führenden wird. Lediglich zur näheren Erläuterung der Erfin-Öffnungen, welche in der Normalstellung von einem dung ist als Vorrichtung 2 ein herkömmliches druckflachen, ringförmigen Verschlußglied verschließbar mittelgesteuertes Druckregelventil dargestellt,
sind. Dieses Verschlußglied, welches sich unter der Dieses Regelventil besitzt ein Gehäuse mit einem

Einwirkung der Schwerkraft gegen die öffnungen an- 25 Zuführkanal 4, welcher in einen Zuflußraum 5 münlegt, ist in einer Kammer gelagert. Um ein unbeab- det, in welchem ein Ventilsitz 6 vorgesehen ist. Das sichtigtes Lösen dieses Verschlußgliedes aus dei Kam- Veniilverschlußglied wird gegen den Ventilsitz 6 gemcr heraus zu ^verhindern, sind in dieser Kammer drückt. Mit 8 ist ein membrangesteuertes Ventil-Anschläge vorgesehen, welche die Hubbewegung des betätigungsglied bezeichnet, welches von einer ein-Verschlußgliedes begrenzen. 30 stellbaren Druckfeder 9 im Öffnungssinn des Ventü-

Die USA.-Patentschrift 2520 771 zeigt ein ins Verschlußgliedes 7 beaufschlagt wird. Dabei wird der Freie führendes Entlüftungsventil mit einem als Platte Zuflußraum 5 mit einer Druckkammer 10 in Verausgebildeten Verschlußglied, welches in der Schließ- bindung gebracht, welche ihrerseits mit einer unter stellung eine Austrittsöffnung überdeckt und senk- der Membran liegenden Kammer in Verbindung recht zur öffnung in engen Grenzen bewegbar ist. 35 steht, so daß das Ventilbetätigungsglied entgegen der Dabei wird die maximale Offenstellung der Schließ- Rückstellkraft der Feder 9 beaufschlagt wird, derart, platte von Anschlägen begrenzt. daß sich das Ventilverschlußglied 7 wieder in die

Bisher ist es erforderlich gewesen, um eine kleine Schließstellung bewegt, wobei ein Kanal 11 die Auslaßöffnung in einem Druckmittelsystem Vorzüge- Druckkammer 10 mit einem Drucksystem (nicht gehen, die Auslaßöffnung zu bohren, deren Durch- 40 zeigt) verbindet.

messer außerordentlich klein, z. B. in der Größen- Bei zunehmendem Druckmittelbedarf sinkt der

Ordnung von 1.016 mm ist. Da es von der Ferti- Druck in der Druckkammer 10, woraufhin die Feder 9 gungsseitc her außerordentlich schwierig ist, eine Öff- das Ventilbetätigungsglied 8 aus der Überdeckungsnung mit einem derart kleinen Durchmesser genau zu stellung heraus nach unten drückt, so daß sich das bohren, ist als Folge der Toleranzen und der Ferti- 45 Ventilverschlußglied 7 von dem Ventilsitz 6 löst, dergungsungenauigkeiten damit zu rechnen, daß der art, daß der Zuführkanal 4 über die Kammern 5 und Durchsatz entsprechend schwankt. Darüber hinaus ist 10 mit der Bohrung 11 verbunden wird. Wenn der eine sehr kleine Öffnung Verschmutzungen unter- Dnickmittelbedarf hingegen sinkt, so steigt der Druck worfcn. Selbst wenn aber diese öffnung einwandfrei in der Kammer 10 an und bewegt das Venülbetätiarbeitet. so sind Oberschall-Turbulenzen nicht zu 50 gungsglied 8 in entgegengesetzter Richtung, bis es vermeiden, die die Ursache von Geräuschen und sich in der Überdeckungsstellung befindet, in wcl-LäriTi sind. chem Falle das Ventilverschlußglied 7 sich gegen den

Aufgabe der Erfindung ist es. ein Ventil dieser Art Ventilsitz 6 anlegt.

zu schaffen, dessen Auslaßöffnung einem Selbst- Um einen toten Gang des Ventilbetätiguiigsglie-

reinigungscffekt unterworfen ist, wobei die hindurch- 55 des 8 und des Ventilverschlußgliedes 7 aus der Übertretende Strömung ein Minimum an Turbulenzen hat deckungsstellung heraus in eine die Druckmittel- und gleichwohl der Durchsatz relativ klein ist. zufuhr auslösende Stellung zu vermeiden und bei stei-

Die Erfindung liegt in der Anwendung eines Ven- gendem Dnickmittelbedarf ein sofortiges Ansprechen tils mit einer ins Freie führenden Entlüftungsdüse, sicherzustellen, ist es erwünscht, das Ventilbetäti· deren Durchtrittsöffnung von einem plattenförmigen, 60 gungsglied 8 in einer Stellung zu halten, in der das senkrecht zur Durchtrittsöffnung begrenzt bewegba- Ventilversehlußglied 7 von dem Ventilsitz 6 ein wenig ren und geführten Verschlußglied überdeckt ist, bei abgehoben ist. Dies ist bisher durch Entlüften der einer Einrichtung zur ständigen Entlüftung eines Dnickkatnmer 10 über eine entsprechende Entlüfdfuckmittelbctätigten Systems über eine genau kali- tungsöffnung außerordentlich geringen Durchmessers, brierte Düsenbohrung geringen Durchsatzes. 65 z.B. 1,02 mm, geschehen. Diese Entlüftungsöffnung

Der wesentliche technische Fortschritt liegt in der wird in das Gehäuse des Regelventils gebohrt. Damöglichen Vergrößerung des Düsendurchmessers bei wird ein simulierter, außerordentlich kleiner und und der daraus resultierenden Herabsetzung der kontinuierlicher Dnickmittelbedarf des Regelventils

verwirklicht mit all denjenigen Nachteilen, die mit der Anordnung van Enüüftungsöffnungen mit derart kleinen Durchmessern verbunden sind.

Das Ventil 1 ist mit einem hohlen Gewindeschaft versehen, mit dem es in eine Bohrung 13 eingeschraubt wird. Das Kopfteil des Ventils 1 hat eine polygonale Außenfläche 14 zum Ansetzen eines Werkzeuges, z. B. einei Schraubenschlüssels. Die Düsenbohrung IS im Ventilschaft geht in eine Austrittsöffnung 16 über, welche die Druckkammer 10 mit der Atmosphäre verbindet, wobei diese Austrittsöffnung 16 in der Mitte der äußeren Stirnfläche 17 des Ventils 1 vorgesehen ist. Die Stirnfläche 17 wird von einer Scheibe oder Platte 18 überdeckt. Der Umriß dieser Platte 18 kann beliebige Form haben. Aus Gründen der einfacheren Fertigung ist einer kreisrunden Platte der Vorzug zu geben. Die Stirnfläche 17 des Ventils 1 und die dieser zugewandte Stirnfläche 19 der Scheibe 18 können eben oder gewölbt sdn, ohne daß hierdurch der Betrieb berührt wird, solange sie zueinander passen. Wegen der einfacheren Fertigungsmöglichkeit sind diese Flächen vorzugsweise eben. Die Platte 18 kann auch durch eine Kugel ersetzt werden, die mit einer entsprechenden Einbuchtung an der Mündungsstelle der Austrittsöffnung 16 zusammenarbeitet. Die Platte 18 kann relativ zu der Austrittsöffnung 16 konzentrisch oder aber auch außermittig gelagert sein; es ist lediglich erforderlich, daß die Fläche 19 größer ist als diejenige der Austrittsöffnung 16, so daß ein Abzugskanal zwischen den Flächen 17 und 19 in allen bezüglich der Austrittsöffnung 16 radialen Richtungen entsteht.

Im Kopfteil des Ventils 1 sind mehrere Stifte 20 in gleich großen Abständen verankert. Diese Stifte 20 dienen einerseits der Führung der Platte 18 und andere "seits der Hubbegrenzung dieser Platte, da jeder Stift 20 an seinem freien Ende einen als Anschlag wirkenden Kopf 21 trägt, wodurch die Hubhöhe Ii der Platte 18 festgelegt ist.

Die Wirkungsweise des Ventils ist die folgende:

Strömt Druckmittel aus der Austrittsöffnung 16 aus, so trifft es auf der Unterseite 19 der Platte 18 auf und hebt diese von der Fläche 17 ab. Das austretende Druckmittel strömt dann in radialer Richtung zwischen den beiden Flächen 17 und 19 zur Atmosphäre. Dieie Spaltströmung hält die Platte 18 einige tausendstel Zentimeter oberhalb der Fläche 17 in öer Schwebe. Dieses Phänomen ist die Folge der Geschwindigkeitszunahme des zwischen der Fläche 19 der Platte 18 und der Fläche 17 des Ventilkopfteiles strömenden Mediums. Diese Geschwindigkeitszunahme wird von einem Druckabfall begleitet, so daß der Atmosphärendruck oberhalb der Platte 18, welcher größer ist als der Druck zwischen den Flächen 17 und 19, eine Kraft cr/.eugt, welche in senkrechter Richtung nach unten auf die Platte 18 einwirkt. Diese Kraft ist bestrebt, die Platte 18 gegen die Auslrittsöffnung 16 zu drücken. Gleichzeitig beaufschlagt das aus der Austrittsöffnung 16 austretende Druckmittel die Fläche 19 der Platte 18, was eine senkrechte und nach oben gerichtete Kraft zur Folge hat, die der Kraft der Atmosphäre entgegenwirkt. Deshalb entfernt sich die Platte 18 in senkrechter Richtung von der Fläche 17, bis diese beiden,

ία einander entgegenwirkenden Kräfte im Gleichgewicht sind, woraufhin die Platte 18 im Abstand /i oberhalb der Fläche 17 eine Gleichgewichtsstellung einnimmt (Fig. 2).

Die Strömung durch die Austrittsöffnung 16 hindurch ist etwa 5- bis lOmal kleiner als die Strömung durch die Austrittsöffnung gleichen Durchmessers ohne die Platte 18. Versuche haben gezeigt, daß bei Verwendung der Platte 18 zusammen mit einer Auslaßöffnung der vorstehend beschriebenen Art eine Auslaßöffnung mit einem Durchmesser von 2,032 mm in der Zeiteinheit um etwa 50¹Vo mehr Druckmittel überträgt als eine Auslaßöffnung mit einem Durchmesser von 1,016 mm ohne Platte.

Daraus geht hervor, daß die aus einer Auslaßöffnung von 1,016 mm Durchmesser austretende Menge des Mediums verdoppelt werden kann, sofern eine Austrittsöffnung mit einem Durchmesser verwendet wird, welcher viermal größer ist, vorausgesetzt, daß diese Austrittsöffnung mit der vorstehend näher erläuterten Platte 18 kombiniert wird. Bei Verwendung einer im Durchmesser größeren Auslaßöffnung ist die Gefahr der Verstopfung mit Schmutz u. dgl. ungleich geringer; überdies ist die Geräuschbildung wegen der geringeren Turbulenz kleiner. Hinzu kommt noch der Selbstreinigungseffekt, der durch die in der Nähe der Schallgeschwindigkeit liegende Geschwindigkeit des Mediums an der Fläche 19 der Platte 18 eintritt. Der Betrieb des Ventils wird mehr vorausschaubar, da im Gegensatz zu einer einzigen Auslaßöffnung die Strömung vergleichsweise unabhängig von der Geometrie der Austrittsöffnung ist und in erster Linie von der Oberflächengüte sowohl der Fläche 17 als auch der Fläche 19 der Platte 18 abhängt, die viel leichter kontrollierbar ist als die Geometrie der AuslaiJöffnung. Darüber hinaus haben Versuche gezeigt, daß die Strömung längs der Platte 18 mit Bezug auf den Druck laminarer ist als die Strömung durch eine einfache Auslaßöffnung, wobei hinsichtlich des Betriebes eine größere Vurausschaubarkeit erzielt wird.

Aus vorstehenden Überlegungen geht hervor, daß die Stifte 20 und die Platte 18 unmittelbar an der Außenfläche des Regelventils 2 über e^:nei einfacheren Auslaßöffnung angeordnet werden können. In diesem FiUe entfällt ein besonderer Ventilträger.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Verschmutziingsgefahr und Geräuschentwicklung Patentanspruch: unter Beibehaltung des relativ geringen Durchsatzes.

   Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeich-

   Anwendung eines Ventils mit einer ins Freie nung erläutert. In dieser zeigt

   führenden Entliiftungsdüse, deren Durchtrittsüff- 5 Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch das ernung von einem plattenförmigen, senkrecht zur findungsgemäße Ventil, das in einer Vorrichtung zur Durchtrittsöffnung begrenzt bewegbaren und ge- Überwachung der Druckmittelzufuhr in ein druckführten Verschlußglied überdeckt ist, bei einer mittelbetätigtes System befestigt ist,
   Einrichtung zur ständigen Entlüftung eines druck- Fig. 2 einen Schnitt in vergrößertem Maßstab

   mittelbetätigten Systems über eine genau kali- m durch das Ventil nach Fig. 1,

   brierte Düsenbohrung geringen Durchsatzes. Fig. 3 eine Ansicht von rechts der Anordnung