DE2315017A1

DE2315017A1 - AUXILIALLY CONTROLLED SAFETY VALVE OPENING IN THE DIRECTION OF FLOW OF THE PRINTED MEDIUM

Info

Publication number: DE2315017A1
Application number: DE19732315017
Authority: DE
Inventors: Walter Jassmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-03-26
Filing date: 1973-03-26
Publication date: 1974-10-17
Also published as: ATA217074A; CH567680A5; AT333560B; DE2315017B2; DD110932A1

Description

WERNER & PFLEIDERER Stgt.-Feuerbach,WERNER & PFLEIDERER Stgt.-Feuerbach,

16. März 1973 Pat.-Es/Hl PE 7226March 16, 1973 Pat.-Es / Hl PE 7226

Hilfsgesteuertes in Durchflußrichtung des Druckmediums öffnendes SicherheitsventilAuxiliary controlled safety valve that opens in the direction of flow of the pressure medium

Die Erfindung betrifft ein hilfsgesteuertes in Durchflußrichtung des Druckmediums öffnendes Sicherheitsventil mit einem als Differenzkolben ausgebildeten Verschlußkolben dessen in Schließrichtung beaufschlagbare Differenzkolbenfläche im Ventilgehäuse einen Druckraum einschließt, welcher mit der Ventil-Hochdruckseite in Verbindung steht und über ein federbelastetes Hilfsventil entlastbar ist.The invention relates to an auxiliary-controlled safety valve which opens in the direction of flow of the pressure medium with a locking piston designed as a differential piston, whose differential piston surface can be acted upon in the closing direction encloses a pressure chamber in the valve housing, which is in communication with the valve high-pressure side and can be relieved via a spring-loaded auxiliary valve.

Sicherheitsventile zur Druckbegrenzung in Druckspeicherbzv/. Druckerzeugungsanlagen unterliegen genauen Sicherheitsvorschriften. Diese bestimmen, daß in derartigen Anlagen der normal zulässige Betriebsdruck kurzfristig um höchstens lo% überschritten werden darf, beispielsweise wenn Druckspitzen in der Druckspeicheranlage verursacht durch Störungen in der Steuerung der Druckerzeugung auftreten. Safety valves for pressure limitation in pressure accumulatorbzv /. Pressure generation systems are subject to precise safety regulations. These determine that in such systems the normal permissible operating pressure briefly changes a maximum of lo% may be exceeded, for example if pressure peaks are caused in the pressure storage system due to malfunctions in the control of the pressure generation.

Eine hohe Ansprechgenauigkeit eines Sicherheitsventils ist zwar mit relativ einfachen Mitteln erzielbar, so beispielsweise bei Anwendung eines entsprechend federbelastetenA high response accuracy of a safety valve can be achieved with relatively simple means, for example when using an appropriately spring-loaded

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Schließkörpers, doch neigen derartige Ventile zu starken Eigenschwingungen verbunden nfit erheblicher Geräuschentwicklung. Deshalb sind für solche eigengesteuerte Sicherheitsventile besondere Däntpfungsmaßnahmen erforderlich, die sich jedoch auf die Schließgeschwindigkeit des Ventils verzögernd auswirken. Dadurch ist der Bereich innerhalb dessen derartige Ventile ansprechen, voll öffnen und wieder schließen verhältnismäßig breit, so daß bei einem Ventilschließdruck der an seiner unteren Grenze nicht weniger als dem Betriebsdruck entsprechen soll, der öffnungsdruck des Ventils nahezu bis an seine obere noch zulässige Grenze heranreicht.Closing body, however, such valves tend to have strong natural vibrations associated with considerable noise development. Therefore, special damping measures are required for such self-controlled safety valves, which, however, have a delaying effect on the closing speed of the valve. This is the area within which such valves respond, fully open and close again relatively wide, so that at a valve closing pressure that corresponds to its lower limit not less than the operating pressure should, the opening pressure of the valve is almost reaches up to its upper still permissible limit.

Bei Anwendung hilfsgesteuerter Sicherheitsventile der eingangs genannten Art treten solche Schwierigkeiten in weit geringerem Maße auf, da zunächst bereits mit verhältnismäßig kleinen Kräften eine Betätigung des Verschlußkolbens des Ventils eingeleitet werden kann. Derartige Ventileinrichtungen sind bekannt geworden aus der Zeitschrift "Konstruktion" 1961, S. 381.Such difficulties arise when using auxiliary-controlled safety valves of the type mentioned at the beginning to a lesser extent, since initially an actuation of the locking piston is already carried out with relatively small forces of the valve can be initiated. Such valve devices are known from the magazine "Construction" 1961, p. 381.

Trotzdem ist ein beachtlicher Druckbereich innerhalb dessen erst eine volle öffnungs- bzw. Schließbewegung des Ventils erfolgt auch hier noch vorhanden.Nevertheless, a considerable pressure range within this is only a full opening or closing movement of the valve is also still available here.

Dieser üruckbereich zv/ischen dessen Grenzen eine ungenutzteThis back area between its limits is an unused one

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Abgabe von Druckmedium erfolgt, führt insbesondere bei
Druckspeicheranlagen mit hohem Druck und großem Arbeitsvolumen zu erheblichen Mengenverlusten. Delivery of print medium takes place, leads in particular to
Pressure accumulator systems with high pressure and large work volumes lead to considerable loss of volume.

Eine optimale Wirkungsweise derartiger Sicherheitsventile wäre dann erreicht, wenn die die Ventilfunktion bestimmenden Drücke, nämlich der Ansprechdruck, der öffnungsdruck und der Schließdruck zusammenfallen würden. Da jedoch
allen Ventilen zwangsläufig eine gewisse Hysterese zu eigen ist, läßt sich dies praktisch nicht verwirklichen. Durch weitgehende Einengung des zwischen dem Ansprechdruck und dem öffnungsdruck herrschenden Druckbereiches, läßt sich jedoch der Gesamtdifferenzdruck innerhalb dessen das Ventil öffnet und wieder schließt verringern.An optimal mode of operation of such safety valves would be achieved if the pressures determining the valve function, namely the response pressure, the opening pressure and the closing pressure, would coincide. However, since
If all valves inevitably have a certain hysteresis, this cannot be achieved in practice. However, by largely narrowing the pressure range between the response pressure and the opening pressure, the total differential pressure within which the valve opens and closes again can be reduced.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Druckunterschied zwischen dem Ansprechdruck und dem öffnungsdruck
eines Sicherheitsventils der vorausgesetzten Art zu verringern, um den wirksamen Druckbereich innerhalb dessen
eine Ventilöffnungs- und Schließbewegung erfolgt weitgehend einzuengen, und eine Anhebung des Ventilschließdruckes durch Verlagerung dieses Druckbereichs innerhalb seiner zulässigen Grenzen zu ermöglichen.The invention is based on the object of determining the pressure difference between the response pressure and the opening pressure
a safety valve of the type required to reduce the effective pressure range within it
a valve opening and closing movement is largely restricted and the valve closing pressure can be increased by shifting this pressure range within its permissible limits.

Dies ist gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der
Verschlußkolben einen koaxial und zwischen dessen Differenz-This is achieved according to the invention in that the
Sealing piston has a coaxial and between its differential

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23 150 Vi 23 150 Vi

kolbenflächen angeordneten Hilfskolben aufweist, der im Ventilgehäuse einenweiteren Druckraum begrenzt, in welchen eine Zuleitung von der Niederdruckseite des Hilfsventils einmündet, die mit einem einstellbaren, der Ableitung eines Teilstromes dienenden Drosselventil verbunden ist.having piston surfaces arranged auxiliary piston, the in the valve housing a further pressure chamber in which a feed line from the low-pressure side of the Auxiliary valve opens, which with an adjustable, is connected to the derivation of a partial flow serving throttle valve.

Der Zeitpunkt in dem das Hilfsventil des hilfsgesteuerten Sicherheitsventils anspricht und zu öffnen beginnt, ist durch die Federkonstante der Rückholfeder des Hilfsventils festgelegt. Um diesen Punkt gruppieren sich alle weiteren, nämlich der Öffnungszeitpunkt des Hauptventils und dessen Schließseitpunkt. Die beiden Letzteren sind bestimmend für den Djfferenzdruck mit dem das Sicherheitsventil arbeitet.The point in time at which the auxiliary valve of the auxiliary controlled safety valve responds and opens begins is determined by the spring constant of the return spring of the auxiliary valve. About this point all others are grouped, namely the opening time of the main valve and its closing time. The latter two are decisive for the Djfferenz pressure with which the safety valve works.

Nach Maßgabe der Erfindung ist zunächst dem Bestreben Rechnung getragen, nicht nur ein möglichst rasches Ansprechen des Ventils, sondern auch sofortiges volles öffnen, also frühzeitig einen hohen Durchflußstrom zu erzielen. Dadurch ist vorteilhaft auch der durch den Öffnungszeitpunkt und Schließzeitpunkt begrenzte Differendruck Δ ρ verringert, so daß nach dem weiteren Merkmal der Erfindung ein Anheben des Schließdruckes ohne überschreiten des zulässigen Öffnungsdruckes auf einfache V/eise möglich ist. Die besondere Ausbildung des erfi ndunc:;-;-According to the invention, first of all the effort is taken not only to respond to the valve as quickly as possible, but also to open it fully immediately, that is to say to achieve a high flow rate at an early stage. This advantageously also reduces the differential pressure Δ ρ limited by the opening and closing times, so that, according to the further feature of the invention, the closing pressure can be increased in a simple manner without exceeding the permissible opening pressure. The special training of the inventor:; -; -

_mm LT _lm _mm LT _lm

gemäßen Sicherhextsventils trägt außerdem dazu bei, Eigenschwingungen des Verschlußteils weitgehend zu verhindern. contemporary safety valve also helps to largely prevent natural vibrations of the closure part.

In der Zeichnung ist ein nachfolgend näher beschriebenes Ausfunrungsbeispiel der Erfindung im Schnitt dargestellt. Dan in Fig. 1 dargestellte Ventil besteht in seinen Hauptteilen aus dem Ventilgehäuse 1, dem Verschlußkolben 2, dem Ventilsitz 3, sowie dem Hilfsventil 4 und dem Drosselventil 5. In der gezeichneten Stellung ist das Ventil geschlossen, d.h. der Verschlußkolben 2 ruht unter der Einwirkung der Druckfeder 6 und dem auf die obere Fläche des Verschlußkolbens lastenden Hochdruck, der über Bohrung in die Federkammer 9 gelangt, auf dem Ventilsitz 3 . Die Federkammer 9 ist außerdem begrenzt durch einen durchbohrten Ventilsitz Io des Hilfsventils 4.In the drawing, an exemplary embodiment of the invention described in more detail below is shown in section. The valve shown in Fig. 1 consists in its main parts of the valve housing 1, the locking piston 2, the valve seat 3, as well as the auxiliary valve 4 and the throttle valve 5. In the position shown, the valve is closed, ie the locking piston 2 rests under the action the compression spring 6 and the high pressure on the upper surface of the locking piston, which reaches the spring chamber 9 via a bore, on the valve seat 3. The spring chamber 9 is also delimited by a perforated valve seat Io of the auxiliary valve 4.

In dieser Ventilstellung wirken unterschiedliche Druckkräfte auf den Verschlußkolben ein, einmal die Schließkraft P, welche sich aus der Federkraft P und der aiif die Fläche 7 einwirkenden Druckkraft P₂ ergibt, und der Öffnungskraft P'_f die sich aus der auf die Fläche 11 einwirkenden Druckkraft P' ergibt. Die Fläche 7 des Verschlußkolbens ist größer gehalten als die Fläche 11, so daß schon allein der auf die Fläche 7 des Verschlußkolbens einwirkende Druck das Ventil geschlossen hält.In this valve position, different pressure forces act on the lock piston, once in the closing force P which the surface resulting from the spring force P and the AIIF 7 acting compressive force P _2, and the opening force P _'f resulting from the forces acting on the surface 11 pressing force P 'results. The surface 7 of the sealing piston is kept larger than the surface 11, so that the pressure acting on the surface 7 of the sealing piston alone keeps the valve closed.

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Steigt der Betriebsdruck unzulässig hoch an, so öffnet das Hilfsventil 4 und der Verschlußkolben beginnt vorn Ventilsitz 3 abzuheben. Zur Unterstützung dieser Öffnungsbewegung des Verschlußkolbens ist ein zusätzlicher Hilfskolben 12 vorgesehen, wozu dessen untere Kolbenfläche 13 durch den von dem Drosselventil 5 abgezweigten und über eine VerbindungäLeitung 15 dem Kolbendruckraum zugeführten Teilstrom beaufschlagt wird. Die .Druckangriffsfläche des Hilfskolbens ist vorzugsweise 3oo mal größer, als die in VentilscMLeßrichtung v/irksame Fläche des Verschlußkolbens.If the operating pressure rises to an impermissibly high level, the auxiliary valve 4 opens and the locking piston begins at the front Lift off valve seat 3. To support this opening movement of the locking piston, an additional Auxiliary piston 12 is provided, including its lower piston surface 13 by the branched off from the throttle valve 5 and via a connection line 15 to the piston pressure chamber supplied partial flow is applied. The pressure attack surface of the auxiliary piston is preferably 300 times larger than the effective area in the valve measuring direction of the sealing piston.

Der auf den Hilfskolben 12 einwirkende Teilstrom läßt sich mit Hilfe des Drosselventils 5 so einregulieren, daß bereits bei kleinen auftretenden Druckspitzen das über das Hilfsventil 4 abströmende Betriebsmedium zur Mitwirkung gelangt und auch der Ventilschließdruck rasch erreicht wird. Die von dem Teilstrom des Druckmediums beaufschlagbare große Fläche des Hilfskolbens verhindert außerdem weitgehend das Auftreten von Flattererscheinungen während des Öffnungs- und Schließvorgangs.The partial flow acting on the auxiliary piston 12 can be regulated with the aid of the throttle valve 5 so that even when small pressure peaks occur, the operating medium flowing out via the auxiliary valve 4 to cooperate arrives and the valve closing pressure is reached quickly. The acted upon by the partial flow of the pressure medium The large area of the auxiliary piston also largely prevents the occurrence of flutter phenomena during the opening and closing process.

-Patentansprüche--Patent claims-

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Claims

WERNER & PFLEIDERER \. Stgt.-Feuerbach,

March 16, 1973 Pat.-Es / Hl PE 7226

Claims

Γ 1 .. Help sgesteuertes in the flow of the pressure medium opens safety valve having a form of a differential piston closing piston, which can be acted upon in the closing direction differential piston surface includes a pressure chamber in the valve housing, which communicates with the valve high pressure side and can be relieved via a spring-loaded auxiliary valve, characterized in that that the sealing piston (2) has an auxiliary piston (12) which is coaxially arranged between its differential piston surfaces (7, 11) and which delimits a further pressure chamber in the valve housing into which a feed line (15 ) opens from the low-pressure side of the auxiliary valve (4) which is connected to an adjustable throttle valve (5) serving to divert a partial flow.

2. Safety valve according to claim 1, characterized in that the dimensions of the effective piston surface (13) of the auxiliary piston (12) is 3oo times the piston area (7).

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