DE2164535C2

DE2164535C2 - Suddenly responsive float-controlled valve

Info

Publication number: DE2164535C2
Application number: DE19712164535
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Ing. 2801 Heiligenrode Föller
Original assignee: Gestra-Ksb-Vertriebsgesellschaft Mbh & Co Kg, 2800 Bremen
Filing date: 1971-12-24
Publication date: 1976-02-26

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil, wie es im Ober-The invention relates to a valve as it is in the upper

begriff des Hauptanspruches näher angegeben ist. Bei einer bekannten Ausführung dieses Ventils soll z.B. ein solche·: schlagartiges öffnen über zusätzliche komplizierte Hebelmechanismen mit zwischengeschalteten Federn erzielt werden. Solche Mecha-term of the main claim is specified in more detail. In a known embodiment of this valve should E.g. such a ·: sudden opening via additional complicated lever mechanisms with interposed Springs can be achieved. Such mecha-

nismen sind jedoch baulich aufwendig. Zudem sind die erforderlichen Betätigungskräfte groß.However, nisms are structurally complex. In addition, are the required operating forces are great.

Daneben ist ein schwimmerbetätigtes Ventil bekannt, dessen Schwimmer einen Flüssigkeitsbehälter trägt, in den das abströmende Medium hineingeleitetIn addition, a float-operated valve is known, the float of which has a liquid container carries into which the outflowing medium is directed

»5 wird. Der Behälter weist in seinem Boden einen Abflußkana¹ von solchem Querschnitt auf, daß bei weit geöffnetem Ventil die zufließende Menge größer ist als die abfließende und erst bei starker Drosselung des Zuflusses die abfließende Menge überwiegt, wodurch dann der Flüssigkeitsspiegel im Behälter sinkt und sich das Gesamtgewicht des Schwimmers verringert, so daß ein zusätzlicher, ein Schließen des Ventik bewirkender Schwimmerauftrieb entsteht. Das öffnen und Schließen erfolgt jedoch nicht, wie für das erfindungsgemäße Ventil vorgesehen, geradezu schlagartig. Außerdem ist dieses bekannte Ventil durch den vorzusehenden Schlauch nur für niedrige Betriebsdrücke und -temperaturen geeignet.»5 will. The bottom of the container has a drainage channel ¹ of such a cross-section that when the valve is wide open, the inflowing amount is greater than the outflowing amount and only when the inflow is strongly throttled does the outflowing amount predominate, which then reduces the liquid level in the container and increases the total weight of the float is reduced, so that an additional float buoyancy, which causes the valve to close, is created. However, the opening and closing do not take place suddenly, as provided for the valve according to the invention. In addition, this known valve is only suitable for low operating pressures and temperatures due to the hose to be provided.

Bei einem bekannten Belüftungs- und Befüllungsventil mit einem im zu füllenden Behälter angeordneten, das Verschlußteü steuernden Schwimmer ist letzterer in einem sich an den Ventilsitz anschließenden Rohrstutzen axial geführt angeordnet. Hierdurch ist der Schwimmer der Beeinflussung durch Pulsation des Mediums weitgehend entzogen Ein schnelles Öffnen bzw. Schließen wird dabei jedoch nicht erzielt.In a known ventilation and filling valve with a float which is arranged in the container to be filled and which controls the closure part the latter arranged axially guided in a pipe socket adjoining the valve seat. Through this the swimmer is largely unaffected by the pulsation of the medium. Quick opening or closing is not achieved.

Ferner ist es bei handbetätigten Ventilen bekannt, durch Anordnung eines Zylinders mit darin gleitendem, am Verschlußteü angreifendem Kolben die für die Betätigung des Verschlußteils nötigen Kräfte von den Druckkräften des das Ventil durchfließenden Mediums gänzlich unabhängig zu machen. Dadurch wird hingegen kein Auf- oder Zuschnellen des Ventils erzielt. Das gilt auch für ein bekanntes magnetisch betätigtes Ventil, bei dem durch einen Entlastungskolben die erforderlichen Betätigungskräfte klein gehalten werden.It is also known in the case of manually operated valves, by arranging a cylinder with a sliding, on the locking part attacking piston the forces necessary for the actuation of the locking part of to make the pressure forces of the medium flowing through the valve completely independent. Through this however, no opening or closing of the valve is achieved. This also applies to a known magnetic actuated valve in which the required actuating forces are provided by a relief piston can be kept small.

Bei einem anderen, elektromagnetisch betätigten Ventil ist eine Druckentlastungsmembran vorgesehen, welche eine Gegenkraft zu der vom Durchflußmedium in Schließrichtung auf das vordruckseitig angeordnete Verschlußteü ausgeübten Druckkraft erzeugt, derart, daß das Verschlußteü im Schließzustand völlig druckentlastet ist. Durch eine eigens vorgesehene Schließfeder wird dabei das Verschlußteü in Schließstellung gehalten. Zum öffnen wird durch einen elektrischen Impuls der Elektromagnet nur kurzzeitig angeregt, um das Verschlußteü lediglichAnother solenoid-operated valve has a pressure relief diaphragm, which creates a counterforce to that of the flow medium in the closing direction on the inlet pressure side Closing part generated pressure force exerted, so that the locking part in the closed state is completely relieved of pressure. By means of a specially provided closing spring, the locking part held in the closed position. The electromagnet is only opened by an electrical impulse stimulated briefly to the locking device only

aus seiner Schließstellung anzulüften. Hiernach wird dann auch die abströmseitige Stirnfläche des Verschlußteils vom Druck des Durchflußmediums beaufschlagt, so daß die Druckentlastung aufgehoben und ein Druckkraftüberschuß in Öffnungsrichtung erzielt ist. Dieser soll ausreichen, das Verschlußteil in volle Offenstellung zu drängen. Zum Schließen dient eine besondere, aus Zylinder mit druckmittelbeaufschlagtem Kolben bestehende Betätigungsvorrichtung, welche das Verschlußtei! gegen die Druckkraft des Durchflußmediums in Schließstellung bringt. Als besonders nachteilig ist bei diesem Ventil das Notwendigsein der Schließfeder anzusehen, da sie den Einsatz des Ventils nur bei einem bestimmten, konstanten Betriebsdruck erlaubt. Kondensatableiter, auf welche sich die vorliegende Erfindung insbesondere bezieht, arbeiten demgegenüber unter verschiedenen und häufig auch wechselnden Betriebsdrücken, und ohenhin handelt es sich um kein schwimmergesteuertes Ventil.to ventilate from its closed position. After that, the downstream end face of the closure part is then also made acted upon by the pressure of the flow medium, so that the pressure relief is canceled and an excess pressure force is achieved in the opening direction. This should be sufficient for the closure part in full Pushing open position. A special cylinder with pressurized medium is used to close it Piston existing actuating device, which the locking part! against the compressive force of the Brings flow medium in the closed position. A particularly disadvantageous aspect of this valve is that it is necessary the closing spring, as it only allows the valve to operate at a certain constant Operating pressure allowed. Steam traps to which the present invention particularly relates , on the other hand, work under different and often changing operating pressures, and anyway it is not a float-controlled valve.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein schwimmergesteuertes Ventil mit dem eingangs genannten Öffnungsbzw. Schließverhalten zu schaffen, bei dem die komplizierten Hebelmechanismen sowie Federn und die damit verbundenen Nachteile entfallen.The invention specified in claim 1 is based on the object of a float-controlled Valve with the opening or opening mentioned above. To create closing behavior in which the complicated Lever mechanisms and springs and the associated disadvantages are eliminated.

Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Ventil wird die vom Schwimmer zum Anheben des Verschlußteils aus der Schließstellung zu überwindende Kraft durch den über den Kolben auf dem Verschlußteil lastenden Druck bestimmt. Sobald der Schwimmer das Verschlußteil gegen diese Schließkraft etwas angehoben hat, fällt der bisher anstehende Vordruck in der Einlaufzone des Ventilsitzes auf einen Wert nahe dem Druck im Abflußkanal ab. Da der dem Ventilsitz abgewandte Zylinderraum über den Verbindungskanal mit der Einlaufzone des Ventilsitzes verbunden ist, findet auch dort ein entsprechender Druckabfall statt. Damit fällt auch die auf das Verschlußteil einwirkende Schließkraft, — es erfolgt also nunmehr eine Druckentlastung des Ver- ::chlußteils — so daß dann vom Schwimmer her ein Überschuß an Öffnungskraft vorhanden ist, welcher ein Aufschnellen des Verschlußteils in volle Offenstellung bewirkt. Nach Ableiten der Flüssigkeit steigt gegen den letzten Teil des Schließhubes infolge der Frosselung der Druck in der Einlaufzone und also auch in dem dem Ventilsitz abgewandten Zylinderraum an. so daß nun wieder eine Druckbelastung des Verschlußteils in Schließrichtung erfolgt und dadurch die Schließkräfte dann erneut weit überwiegen und der erstliche Schließhub ruckartig liurchlaufcn wird.In the case of the valve designed according to the invention, the float is used to lift the closure part from the closed position to be overcome by the force via the piston on the closure part onerous pressure determined. As soon as the float hits the closure against this closing force has increased slightly, the pre-existing pressure in the inlet zone of the valve seat drops to a value close to the pressure in the drainage channel. Because the cylinder space facing away from the valve seat is connected to the inlet zone of the valve seat via the connecting channel, there is also a corresponding one Pressure drop instead. This also causes the closing force acting on the closure part to drop there is now a pressure relief of the closure part - so that the float then enters There is an excess of opening force which causes the closure part to snap open into the fully open position causes. After the liquid has been drained, it increases towards the last part of the closing stroke as a result of the Reduction of the pressure in the inlet zone and therefore also in the cylinder space facing away from the valve seat on. so that now there is again a pressure load on the closure part in the closing direction and thereby the closing forces then again far predominate and the first closing stroke runs jerkily will.

Ohne Verwendung der bekannten nachteiligen, zusätzlichen Hebelmcchanismen und Bauelemente wurde damit das gewünschte sofortige schnelle und völlige Öffnen bzw. Schließen des Ventils erzielt. Es hat sich ferner gezeigt, daß die erforderliche Öffnungs- und Schließarbeit und damit das Bauvolumen geringer als bei dem bekannten schwimmergesteuerten Ventil ist.Without using the known disadvantageous additional Lever mcchanismen and components was thus the desired immediate and fast achieved complete opening or closing of the valve. It has also been shown that the required opening and closing work and thus the construction volume is lower than with the known float-controlled Valve is.

Bei einer Ausbildung des Ventils nach Anspruch 2 wird eine möglichst starke, das Aufschnellen des Verschlußteils verursachende Druckabsenkung im Zylinderraum erzielt. Dieser Effekt läßt sich durch Anwendung der Merkmale nach Anspruch 4 noch weiter verstärken. Der so geschaffene, von der Flüssiekeit zu durchströmende schmale Ringspalt zwischen Düsenteller und Verschlußteil ergibt eine besonders starke Drucksenkung in dieser Einlaufzone des Ventilsitzes.In a design of the valve according to claim 2 is as strong as possible, the snap of the Closing part causing pressure drop achieved in the cylinder chamber. This effect lets itself through Apply the features according to claim 4 even further. The one created in this way by the liquid Narrow annular gap to be flown through between the nozzle plate and the closure part results in a special strong pressure reduction in this inlet zone of the valve seat.

Eine weitere Maßnahme zur Beeinflussung des öffnungs- und Schließvorgangs sieht der Anspruch 5 vor. Durch entsprechende Bemessung und Gestaltung des zwischen der Wand des Zylinders und der Umfangsfläche des Kolbens vorgesehenen Drosselspaltes lassen sich nämlich gezielte hubabhängige ίο Druckänderungen in dem ventilsitzabgewandten Zylinderraum erzielen. Die auf das Verschlußteil wirkende Kraft kann somit als Funktion des Hubes gegebenen Forderungen angepaßt werden. Hierzu können erfindungsgemäß insbesondere die Zylinderwand und die Umfangsfläche des Kolbens zu korrespondierenden Konen ausgebildet sein, so daß der Querschnitt des Drosselspaltes und damit die Drosselwirkung hubabhängig variiert.Claim 5 provides a further measure for influencing the opening and closing process before. By appropriate dimensioning and design of the between the wall of the cylinder and the The throttle gap provided on the circumferential surface of the piston can be specifically stroke-dependent ίο Pressure changes in the cylinder space facing away from the valve seat achieve. The one acting on the closure part Force can thus be adapted to given requirements as a function of the stroke. You can do this according to the invention in particular the cylinder wall and the circumferential surface of the piston to correspond Cones be designed so that the cross section of the throttle gap and thus the throttling effect varies depending on the stroke.

Weitere Merkmale der Erfindung sind aus den übrigen Unteransprüchen zu entnehmen.Further features of the invention can be found in the remaining subclaims.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes an einem Kondensatableiter dargestellt. Es zeigtThe drawing shows an exemplary embodiment of the subject matter of the invention on a condensate drain shown. It shows

F i g. 1 einen schwimmergesteuerten Kondensatableiter undF i g. 1 a float-controlled condensate drain and

F i g. 2 das Verschlußteil mit Kolben des Ableiters nach Fig. 1.F i g. 2 the closure part with piston of the arrester according to FIG. 1.

In F i g. 1 ist ein Ableitergehäuse 1 mit einem Zuflußstutzen 2 und einem Abflußstutzen 3 dargestellt. Innerhalb des Gehäuses 1 ist auf einem Ventilsitzkörper 4 ein Zylinder 5 angeordnet, aus dem eine Betätigungsstange 6 herausragt, an der ein Schwimmer? über einen am Gehäuse schwenkbar gelagerten Hebel 8 angreift.In Fig. 1 shows an arrester housing 1 with an inflow connection 2 and an outflow connection 3. Inside the housing 1, a cylinder 5 is arranged on a valve seat body 4, from which an actuating rod 6 protrudes from which a swimmer? via a lever pivoted on the housing 8 attacks.

Der Ventilsitzkörper 4 mit Zylinder 5 ist in F i g. 2 in vergrößertem Maßstab und im Schnitt dargestellt. Hierin weist der Ventilsitzkörper 4 einen Ventilsitz 9 auf, mit dem ein kegelförmiges Verschlußteil 10 zusammenwirkt, welches wiederum über einen Verbindungsschaft 11 mit einem in dem Zylinder 5 gleitenden Kolben 12 verbunden ist. Zwischen der Wand des Zylinders und der Mantelfläche des Entlastungskolbens 12 ist dabei ein ringförmiger Drosselspalt 13 vorgesehen. Auf der anderen Seite trägt der Kolben 12 die Betätigungsstange 6 für den Schwimmer 7, welche den Zylinderdeckel 14 ebenfalls unter Bildung eines Drosselspaltes 15 durchsetzt.The valve seat body 4 with cylinder 5 is shown in FIG. 2 shown on an enlarged scale and in section. Here, the valve seat body 4 has a valve seat 9 with which a conical closure part 10 cooperates, which in turn via a connecting shaft 11 with a in the cylinder 5 sliding piston 12 is connected. Between the wall of the cylinder and the outer surface of the relief piston 12, an annular throttle gap 13 is provided. On the other hand, he carries Piston 12, the actuating rod 6 for the float 7, which the cylinder cover 14 is also under Formation of a throttle gap 15 penetrated.

Der Zylinder 5 ist mit einem Stutzen 16 am Ventilsitzkörper 4 befestigt. Der Stutzen weist dabei radiale Durchtritlsöffnungen 17 für das abzuleitende Kondensat auf.The cylinder 5 is fastened to the valve seat body 4 with a connecting piece 16. The nozzle has radial Passage openings 17 for the condensate to be discharged.

Zur Bildung eines radialen düsenförmigen Ringspaltes 18 trägt der Stutzen 16 unterhalb der Durchtrittsöffnungen einen die Stirnfläche des Ventilsitzkörpers 4 mit axialem Abstand überdeckenden Düsenteller 19 mit einer zentralen Durchtrittsöffnung für das abzuleitende Kondensat sowie für das Verschlußteil 10.To form a radial nozzle-shaped annular gap 18, the connector 16 carries below the passage openings a nozzle plate covering the end face of the valve seat body 4 at an axial distance 19 with a central passage opening for the condensate to be discharged and for the closure part 10.

Der Öffnungsrand des Düscntellcrs 19 umgibt hierbei die Kegelfläche des Verschlußteiles 10 im geringem radialen Abstand. Der Ringspalt 18 zwischen dem Düsentcllcr 19 und der Stirnfläche des Ventilsitzes steht über einen als Axialbohrung in der Seitenwand des Zylinders 5 vorgesehenen Kanal 20 mit dem ventilsitzabgewandten Zylinderraum 21 in Verbindung. The opening edge of the nozzle plate 19 surrounds the conical surface of the closure part 10 to a small extent radial distance. The annular gap 18 between the nozzle valve 19 and the face of the valve seat stands with a channel 20 provided as an axial bore in the side wall of the cylinder 5 the cylinder chamber 21 facing away from the valve seat in connection.

Die Wirkungsweise ist folgende:The mode of action is as follows:

Befindet sich das Verschlußteil 10 in Schließstel-If the locking part 10 is in the locking position

lung, wird der Kolben 12 beidseitig vom Vordruck im Ableitergehäuse beaufschlagt. An die dem Ventilsitz abgewandte, obere Kolbenseite gelangt der Vordruck über den Ringspalt 18 sowie über die Drosselspalte 13 und 15. Hieraus resultiert eine auf das Verschlußteil 10 ausgeübte Schließkraft, deren Größe durch den Druck sowie durch die Größe der Ventilsitzöffnung bestimmt ist. Sobald der Schwimmer durch Ansteigen des Kondensatniveaus im Ableitergehäuse 1 ausreichend Kraft besitzt, das Verschlußteil 10 mittels der Betätigungsstange 6 ein wenig anzuheben, strömt das Kondensat durch die Einlaufzone, d. h. durch den Spalt zwischen dem Öffnungsrand des Düsentellers 19 und dem Verschlußteil 10, in die Ventilsitzöffnung ein. In der Einlaufzone bildet sich dabei ein statischer Druck aus, der etwa dem Druck hinter dem Abflußstutzen 3 entspricht. Dies bewirkt, ähnlich wie bei einer Wasserstrahlpumpe, daß über den düsenförmigen Ringspalt 18 und den Verbindungskanal 20 der Druck in dem Zylinderraum 21 vom Vordruck auf einen Druck nahe dem im Abflußstutzen 3 vorhandenen abgesenkt wird. Damit erfolgt eine starke Entlastung des, Verschlußteiles 10. Das Gleichgewicht zwischen den in Schließrichtung wirkenden Druckkräften am Verschlußteil und den Öffnungskräften des ins Kondensat eingetauchten Schwimmers 8 ist dadurch aufgehoben, so daß nunmehr ein Überschuß an Öffnungsltraft vorhandenment, the piston 12 is acted upon on both sides by the pre-pressure in the arrester housing. To the valve seat remote, upper side of the piston, the admission pressure reaches the annular gap 18 and the throttle gap 13 and 15. This results in a closing force exerted on the closure part 10, its magnitude is determined by the pressure and the size of the valve seat opening. As soon as the swimmer by increasing the condensate level in the trap housing 1 has sufficient power, the closure part 10 a little by means of the operating rod 6, the condensate flows through the inlet zone, d. H. through the gap between the opening edge of the nozzle plate 19 and the closure part 10, into the valve seat opening. In the inlet zone, a static pressure is created that is roughly equal to the Pressure behind the drain port 3 corresponds. Similar to a water jet pump, this has the effect of that via the nozzle-shaped annular gap 18 and the connecting channel 20, the pressure in the cylinder space 21 is lowered from the pre-pressure to a pressure close to that present in the discharge nozzle 3. In order to there is a strong relief of the, closure part 10. The balance between the in the closing direction acting pressure forces on the closure part and the opening forces of the immersed in the condensate Float 8 is canceled, so that there is now an excess of opening force

ίο ist, welcher ein Aufschnellen des Veirschlußteiles 10 in Offenstellung bewirkt. jίο is what a snap up of the closure part 10 causes in open position. j

Fällt am Ableiter weniger Kondeinsat an als der Offenstellung entspricht, so schließt der Ableiter zunächst in konventioneller Art ein Stüpk, bis das Ver-If the arrester produces less condensate than the Corresponds to the open position, the arrester first closes a piece in the conventional manner until the

schlußteil in die Stellung kommt, vVo die Schließkräfte des Verschlußteiles 10 stärket zunehmen als die Auftriebskräfte des Schwimmers|7 beim Eintauchen in das Kondensat. Der Ableiter schnappt dann aus dieser Stellung ganz zu. jfinal part comes into the position, vVo the closing forces of the closure part 10 increase stronger than the buoyancy forces of the swimmer | 7 when immersed in the condensate. The arrester then snaps from this position completely closed. j

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

2 S 64 patent claims:

1. Valve, in particular a condensate drain, with an upstream pressure side arranged by a Float-controlled closure part and an associated valve seat body, with means are provided which allow the closure part to fly out of the closed position iri the open position cause, characterized in that these means consist of a cylinder (5) and a piston (12) acting on the closure part (10), which are on the upstream pressure side are arranged, the cylinder space (21) facing away from the valve seat (9) opening into the inlet zone of the valve seat (9) Channel (20) is connected so that the piston (12) is in the closed position ^ closing part (10) of the form in the closing direction! »is opened, while it is opened after the start of opening of the closure part (10) is relieved of the pre-pressure.

2. Valve according to claim 1, characterized in that a in the wall of the inlet zone circumferential nozzle-shaped annular slot (18) is provided, in which the Verbinclungskanal (20) joins.

3. Valve according to claim 2, characterized in that the annular slot (18) on the one hand Side of an upstream end face of the valve seat body (4) and on the other side from a nozzle plate (19) that covers the valve seat body (4) at a distance with a central one Passage opening is formed for the liquid to be diverted and for the closure part (10) will.

4. Valve according to claim 3, characterized in that the opening edge of the nozzle plate (19) surrounds the closure part (10) with a small radial distance.

5. Valve according to one of claims 1 to 4, characterized in that between the wall of the cylinder (5) and the circumferential surface of the piston (12) a throttle gap (13) is provided is.

6. Valve according to claim 5, characterized in that the cylinder wall and the peripheral surface of the piston (12) are formed into corresponding cones.

7. Valve according to one of claims 1 to 6, characterized in that the diameter of the piston (12) corresponds approximately to the diameter of the valve seat opening.

8. Valve according to one of claims 1 to 7, characterized in that the piston (12) on the front side facing away from the valve seat carries an actuating rod (6) for the float (7), soft a cylinder cover (14) penetrated.

9. Valve according to one of claims 3 to 8, characterized in that the cylinder (5) On the valve seat side, a fastening stub (16) with radial passage openings (17) for the pipe to be diverted Has liquid and that the fastening stub (16) is held on the valve seat body (4) is and carries the nozzle plate (19) below the passage openings (17).

10. Valve according to one of claims 1 to 9, characterized in that the connecting channel (20) is formed by an axial bore provided in the wall of the cylinder (S).

11. Valve according to one of claims 1 to 10, characterized in that the valve seat body (4) the closure part (OK) with piston (12) and the cylinder (5) form an exchangeable structural unit.