DE2347578A1

DE2347578A1 - High temperature range regulating valve - has piston as extension of valve spindle in beaker shaped cylinder

Info

Publication number: DE2347578A1
Application number: DE19732347578
Authority: DE
Inventors: Achim Daume
Original assignee: FA WILLI DAUME REGELARMATUREN; WILLI DAUME REGELARMATUREN FA
Current assignee: Daume Achim 3004 Isernhagen De
Priority date: 1973-09-21
Filing date: 1973-09-21
Publication date: 1975-03-27
Also published as: DE2347578C2

Abstract

The valve is designed to overcome the problem of sealing the operating or servo piston. At temps. below approx. 200 deg.C the seal can be made from an elastically deformable material. Above this temp. a bush must be used but its dimensions inevitably vary. The inlet and outlet pipe are at either end of the valve. The device to assist operation consists of a piston acting on an extension to the valve spindle. The piston runs in a beaker shaped cylinder with the open end locating under the lower end of the piston. The cylinder has a stepped external surface and is closed by a ring screwed into position. There is a seal between piston and cylinder consisting of two packings at an axial distance from one another.

Description

Dipl.-Phys. JÜRGEN WEISSE - Dipl.-Chem. Dr. RUDOLF WOLGASTDipl.-Phys. JÜRGEN WEISSE - Dipl.-Chem. Dr. RUDOLF WOLGAST

D 5602 LANGENBERG · BÖKENBÜSCH 41 Postfach 86 · Telefon: (02127) 4019 - Telex: 8516895D 5602 LANGENBERG · BÖKENBÜSCH 41 P.O. Box 86 Telephone: (02127) 4019 - Telex: 8516895

PatentanmeldungPatent application

W. Daum<iL· 300e oaW. Daum <iL 300e oa

Regelventil für einen großen TemperaturterexchControl valve for a large temperature terexch

Die Erfindung betrifft ein auch bei hohen Temperaturen für Flüssigkeiten geeignetes Regelventil mit einem Ventilgehäuse mit gegeneinander axial versetzten Eingangs- und Ausgangsstutzen, mit einem mittels einer Spindel in dem Ventilgehäuse in axialer Richtung verstellbaren, im geschlossenen Zustand einem Ventilsitz dichtend anliegenden.Ventilkörper und mit einer Einrichtung zur Entlastung der Ventilspindel von den darauf einwirkenden Drücken zur Erleichterung ihrer Verstellbarkeit. The invention relates to a control valve with a valve housing which is suitable for liquids even at high temperatures with inlet and outlet connections axially offset from one another, with one in the valve housing by means of a spindle adjustable in the axial direction, in the closed state a valve seat abutting sealingly.Ventilkörper and with a device for relieving the valve spindle from the pressures acting on it to facilitate its adjustability.

Bei Stellventilen der beschriebenen Art wirkt im allgemeinen ein erheblicher Flüssigkeitsdruck auf den Ventilkörper ein, wodurch die Verstellung des Ventilkörpers mittels der an diesem angebrachten Spindel außerordentlich erschwert wird, wenn das Ventil nicht mit Einrichtungen zur Druckentlastung versehen ist. Durch diese Druckentlastung wird der auf den Ventilkörper wirkende Druck in entgegengesetzten Eichtungen verteilt,In the case of control valves of the type described, a considerable liquid pressure generally acts on the valve body, whereby the adjustment of the valve body by means of the spindle attached to this is extremely difficult if the valve is not equipped with any pressure relief device. This pressure relief causes the on the valve body acting pressure distributed in opposite directions,

509813/024e509813 / 024e

so daß nur mehr eine gewisse Restkraft verbleibt, deren Überwindung bei der Verstellung des Ventils ohne weiteres möglich ist. Ein bewehrtes Mittel dazu ist eine Verlängerung des Ventilkörpers zu einem Entlastungskolben, der aus dem eigentlichen Ventilgehäuse abgeschlossen herausgeführt ist. Es ergeben sich in diesem Falle Probleme bei der Dichtung des Entlastungskolbens. Während bei niedrigen Temperaturen, d.h. im Temperaturbereich bis zu ca. 280° C die Dichtung durch ein elastisch verformbares Material vorgenommen werden kann, ist dieses Material bei höheren Temperaturen nicht mehr verwendbar. Üblicherweise verwendet man bei den höheren Temperaturen dagegen eine Packung zu Dichtungsswecken, das sind in Stopfbuchsen angeordnete Packungsschnüre. Solche Packungen haben jedoch den schwerwiegenden Nachteil, daß sich ihre Dimensionen im Laufe der Zeit unter dem Einfluß von Temperatur und Druck in der Weise verändern, daß keine Abdichtung mehr erzielt wird.so that only a certain residual force remains to overcome is easily possible when adjusting the valve. A well-established means for this is an extension of the valve body to a relief piston, which is closed out of the actual valve housing. It surrendered In this case, problems with the seal of the relief piston arise. While at low temperatures, i.e. in the temperature range up to approx. 280 ° C the seal can be made by an elastically deformable material, this material is Cannot be used at higher temperatures. Usually, however, it is used at the higher temperatures a packing for sealing purposes, that is packing cords arranged in stuffing boxes. However, such packs have the serious disadvantage that their dimensions change in the course of time under the influence of temperature and pressure change so that a seal is no longer achieved.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein druckentlastetes Eegelventil der vorbeschriebenen Art zu schaffen, dessen Dichtung über weite Temperaturbereiche verwendet werden kann und dessen Dichtung auch über lange Betriebszeiten hinreichend gewährleistet ist. Insbesondere besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Ventil dieser Art zu schaffen, bei dem zur Dichtung Packungen verwendet werden können, ohne daß dabei die Gefahr der Entstehung von Undichtigkeiten bei längeren Betriebsdauern besteht.The object of the present invention is to provide a pressure-relieved To create control valve of the type described above, the seal of which can be used over wide temperature ranges can and its seal is adequately guaranteed even over long periods of operation. In particular, there is the task the invention is to provide a valve of this type in which packings can be used for sealing without there is a risk of leaks occurring over longer periods of operation.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Entlastungseinrichtung als ein eine Verlängerung des Ventilkörpers in axialer Richtung bildender, in einem koaxial dazu verlaufen-According to the invention this object is achieved in that the relief device as an extension of the valve body in the axial direction, running in a coaxial

- 3 -509813/0248- 3 -509813/0248

den Ansatz des Ventilgehäuses abgedichtet geführter Entlastungskolben ausgebildet ist. Dabei besitzt der koaxial verlaufende Ansatz eine Abstufung und ist mit einem becherförmigen Abschlußteil, dessen offenes Ende das untere Ende des Entlastungskolbens übergreift, nach außen abgeschlossen. Das becherförmige Abshlußteil ist außen abgestuft und wird von einem komplementär abgestuften Ring mit durch Muttern abgesicherten, in die Stirnfläche des Ansatzes eingreifenden Schrauben gehaltert.the approach of the valve housing sealed guided relief piston is trained. The coaxial approach has a gradation and is with a cup-shaped end part, the open end of which engages over the lower end of the relief piston, closed to the outside. The cup-shaped closing part is stepped on the outside and is secured by a complementary stepped ring with nuts in the face of the approach engaging screws supported.

Vorteilhafterweise ist bei dem erfindungsgemäßen Ventil das becherförmige Abschlußteil, das den Entlastungskolben an seinem unteren Ende übergreift, in dem koaxial verlaufenden Ansatz des Ventilgehäuses entsprechend der Einstellung der Halterung in seiner axialen Lage einstellbar.The valve according to the invention is advantageously cup-shaped Closing part that engages over the relief piston at its lower end, in the coaxial approach of the Valve housing adjustable in its axial position according to the setting of the bracket.

Bei dem erfindungsgemäßen Ventil ist der Außendurchmesser des Entlastungskolbens dem Durchmesser des Ventilkörpers angepaßt und geringer als der Innendurchmesser des koaxial verlaufenden Ansatzes und des becherförmigen Abschlußteils. Zwischen dem Entlastungskolben und dem Ansatz, sowie dem Abschlußteil bildet sich so ein Eingraum aus, in den eine Dichtung eingesetzt ist.In the valve according to the invention, the outer diameter of the Relief piston adapted to the diameter of the valve body and smaller than the inner diameter of the coaxial Approach and the cup-shaped end part. Forms between the relief piston and the approach, as well as the final part such an one-room in which a seal is inserted.

Zweckmäßigerweise besteht bei dem erfindungsgemäßen Ventil die Dichtung aus einer in dem Ringraum gehaltenen Packung üblicher Bauart, wobei die Packung nach innen durch eine Druckbuchse und nach außen durch eine Abschlußbuchse gesichert ist. Dabei weist die Druckbuchse eine Abstufung auf, mit welcher sie sich an einer entsprechend ausgebildeten inneren Abstufung an der Innenwand des Ansatzes abstützt. Die Abschlußbuchse liegt mit ihrem unteren Rand einer inneren Abstufung an dem Abschlußteil auf.Expediently, in the valve according to the invention, the seal consists of a pack held in the annular space, more commonly Design, the pack being secured on the inside by a pressure socket and on the outside by a locking socket. It points the pressure bushing has a gradation with which it is attached to a correspondingly designed inner gradation on the inner wall the approach is supported. The terminating socket rests with its lower edge on an inner step on the terminating part.

509813/0246509813/0246

Vorteilhafterweise ist bei dem Ventil nach der Erfindung eine Dichtung aus zwei Packungen üblicher Bauart vorgesehen, die in dem Ringraum mittels einer Distanzhülse in axialem Abstand zueinander gehalten sind.Advantageously, the valve according to the invention is a Seal from two packs of conventional design is provided, which is axially spaced in the annular space by means of a spacer sleeve are held to each other.

Nach der Erfindung ist bei dem Ventil vorgesehen, daß das Aussenende des Entlastungskolbens im Abstand von dem Innenboden des Abschlußteils und der Innenrand des Abschlußteils im Abstand von der Abstufung des Ansatzes angeordnet ist, und, daß der axiale Stellweg des Abschlußteils maximal so groß ist wie jeder dieser Abstände.According to the invention it is provided in the valve that the outer end of the relief piston at a distance from the inner bottom of the end part and the inner edge of the end part at a distance is arranged from the gradation of the approach, and that the axial travel of the end part is at most as large as each of these distances.

Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventils ist in der Abbildung dargestellt und wird im folgenden im einzelnen erläutert und beschrieben.An embodiment of the valve according to the invention is shown in the figure and will be explained in detail below and described.

Entsprechend der Abbildung besteht das Ventil aus einem allgemein mit 50 bezeichneten Ventilgehäuse, das mit einem Ansatz 1, einem Eingangsstutzen 2 und einem Aus gangs stutzen 2* versehen ist. Der Ansatz Λ verläuft koaxial zum Ventilgehäuse und im allgemeinen in senkrechter Richtung zu den Eingangs- und Ausgangsstutzen, die axial gegeneinander versetzt und durch den Ventilsitz 5 voneinander getrennt sind. Der eigentliche Ventilkörper 3i der in der Abbildung in seiner geschlossenen Stellung gezeigt ist, in welcher er dicht an dem Ventilsitz 5 anliegt, besteht aus mehreren in axialem Abstand zueinander angeordneten Ventilkörpern. Der Ventilkörper 3 ist an seinem oberen Ende mit einer Spindel 4 verbunden, mittels derer der Ventilkörper in axialer Richtung im Ventilgehäuse verstellbar ist, so daß das Ventilgeöffnet und geschlossen werden kann. Der Ventilkörper besitzt an seinem unteren Ende einen Entlastungskolben 6, der aus einemAccording to the figure, the valve consists of a valve housing, generally designated 50, which is provided with an extension 1, an input connector 2 and an output connector 2 *. The approach Λ runs coaxially to the valve housing and generally in a direction perpendicular to the inlet and outlet connections, which are axially offset from one another and separated from one another by the valve seat 5. The actual valve body 3i, which is shown in the figure in its closed position, in which it rests tightly against the valve seat 5, consists of several valve bodies arranged at an axial distance from one another. The valve body 3 is connected at its upper end to a spindle 4, by means of which the valve body can be adjusted in the axial direction in the valve housing so that the valve can be opened and closed. The valve body has at its lower end a relief piston 6, which consists of a

- 5 509813/0246 - 5 509813/0246

Stück mit dem Ventilkörper gebildet ist. Dieser Entlastungskolben erstreckt sich durch den Ansatz 1 an dem Ventilgehäuse 50 hindurch nach außen. Sein Innendurchmesser entspricht dem größten Durchmesser der Ventilkörper 3 und ist kleiner als der Innendurchmesser des Ansatzes 1. Das untere Ende des Entlastungskolbens ist von einem allgemein becherförmig gestalteten Abschlußteil 7 umgeben, und zwar in der Weise, daß die nach außen vorstehende Stirnfläche des Entlastungskolbens in einem Abstand d von dem Boden des becherförmigen Abschlußteils angeordnet ist. Das becherförmige Abschlußteil 7 greift so weit über den Entlastungskolben 6, daß der Innenrand des Abschlußteils in einem bestimmten Abstand d¹ zu einer Abstufung 8 im Inneren des Ansatzes 1 angeordnet ist. Weiterhin weist das becherförmige Abschlußteil 7 an seiner Außenfläche eine Abstufung 9 und an seiner Innenfläche eine Abstufung 10 auf. Ein mit einer komplementär zu der Abstufung 9 an dem Abschlußteil ausgebildeten inneren Abstufung 11 versehener Ring 12 liegt dem becherförmigen Abschlußteil 7 von außen her an und wird durch Schrauben 20, die mit Muttern 21 gesichert sind, an der Stirnfläche des Ansatzes gehaltert.Piece is formed with the valve body. This relief piston extends through the extension 1 on the valve housing 50 to the outside. Its inner diameter corresponds to the largest diameter of the valve body 3 and is smaller than the inner diameter of the extension 1. The lower end of the relief piston is surrounded by a generally cup-shaped end part 7, in such a way that the outwardly protruding end face of the relief piston in one Distance d is arranged from the bottom of the cup-shaped end part. The cup-shaped closing part 7 extends so far over the relief piston 6 that the inner edge of the closing part is arranged at a certain distance d ¹ from a gradation 8 in the interior of the extension 1. Furthermore, the cup-shaped closing part 7 has a step 9 on its outer surface and a step 10 on its inner surface. A ring 12 provided with an inner step 11 complementary to the step 9 on the end part rests against the cup-shaped end part 7 from the outside and is held on the face of the extension by screws 20 which are secured with nuts 21.

509813/0246 _₆-509813/0246 _ ₆ -

Aus der Abbildung ist erkennbar, daß bei der gegebenen Ausbildung des Entlastungskolbens 6,, des Ansatzes 1 und des Abschlußteils 7 ein offener Ringraum 17 zwischen diesen Teilen verbleibt, deijmit einer Dichtung ausgefüllt ist. Diese Dichtung besteht aus mehreren Teilen, vorzugsweise von außen her zunächst aus einer Abschlußbuchse 1 4-, die um den Entlastungskolben 6 herum geführt ist und mit ihrem unteren Rand der inneren Abstufung iO des becherförmigen Abschlußteils 7 aufliegt. An diese Abschlußbuchse schließt sich eine äußere Packung 15 an, der nach innen eine Distanzhülse 13 folgt. Daran anschliessend ist eine innere Packung 15' vorgesehen, an welche sich eine Druckbuchse 16 anschließt, die mit einer äußeren Abstufung einer Innenstufe 18 in dem Ansatz 1 anliegt.From the figure it can be seen that in the given training of the relief piston 6 ,, of the approach 1 and the end part 7, an open annular space 17 between these parts remains, which is filled with a seal. This seal consists of several parts, preferably from the outside first of a terminating socket 1-4, which is guided around the relief piston 6 and with its lower edge the inner one Gradation OK of the cup-shaped end part 7 rests. An outer packing 15 connects to this terminating socket on, which follows a spacer sleeve 13 inward. After that an inner packing 15 'is provided to which a pressure bushing 16 is connected, which rests with an outer step of an inner step 18 in the approach 1.

Diese Ausbildung des Entlastungskolbens und der zwischen diesem und dem Ventilgehäuse befindlichen Dichtung ermöglicht es, zu Dichtungszwecken allein Packungen zu verwenden, die ohne Einechränkung über einen großen Temperaturbereich eingesetzt werden können. Der Nachteil der Packungen, nämlich ihre über lange Betriebsdauern auftretenden Dimensionsveränderungen, ist bei der erfindungsgemäßen Konstruktion dadurch ausgeglichen, daß das becherförmige Abschlußteil 7 mittels seines Halterungsringes 12 und der darin geführten Halterungsglieder 20 und 21 in axialer Richtung verschiebbar ist, also gegen die äußere Stirnfläche des Entlastungskolbens 6 hin. Dabei sind die Abstände d und d¹, sowie die Halterungsglieder 20 und 21 bzw. deren Verbindung mit dem Ansatz 1 so gewählt, daß der Stellweg des Abschlußteils 7 nicht größer als die genannten Abstände werden kann. Weiterhin werden, bedingt durch die Druckverteilung, zwischen dem Ventilkörper und dem Ventilgehäuse Entlastungsräume gebildet, zu denen auch der zwischen dem Abschlußteil 7 und der Stirnfläche des Entlastungskolbens 6 bestehende Raum gehört, so daß das Ventil leichter von seiner Spindel 4- her verstellbar ist«This design of the relief piston and the seal located between this and the valve housing makes it possible to use only packings for sealing purposes which can be used without restriction over a wide temperature range. The disadvantage of the packs, namely their dimensional changes occurring over long periods of operation, is compensated for in the construction according to the invention in that the cup-shaped closing part 7 is displaceable in the axial direction by means of its retaining ring 12 and the retaining members 20 and 21 guided therein, i.e. against the outer end face of the Relief piston 6 out. The distances d and d ¹ , as well as the support members 20 and 21 or their connection to the extension 1 are chosen so that the travel of the end part 7 cannot be greater than the distances mentioned. Furthermore, due to the pressure distribution, relief spaces are formed between the valve body and the valve housing, which also include the space existing between the end part 7 and the end face of the relief piston 6, so that the valve can be adjusted more easily from its spindle 4- «

509 8-13/0246509 8-13 / 0246

Claims

- 7 claims

1.) Control valve for liquids, which is also "at high temperatures." is usable, with a valve housing with mutually axially offset input and output ports, with a adjustable by means of a spindle in the valve housing in the axial direction, a valve seat in the closed state sealingly fitting valve body and with a device for relieving the valve spindle from those acting on it Press to facilitate their adjustability, characterized in that that the relief device is an extension of the valve body (3) forming in the axial direction, in a coaxially extending extension (1) of the valve housing (50) has sealed guided relief piston (6).

2. Valve according to claim 1, characterized in that the coaxial running approach (1) has a gradation · (8) and with a Cup-shaped closing part (7) »whose open end overlaps the lower end of the relief piston, closed to the outside is.

3. Valve according to claim 2, characterized in that the cup-shaped Closing part (7) is stepped on the outside and is secured by a complementary stepped ring (12) with nuts (21), in the end face of the extension (1) engaging screws (20) is supported.

4-. Valve according to claim 3 »characterized in that the cup-shaped End part (7) in the coaxially extending extension (1)

509813/0246

of the valve housing (50) according to the setting of the bracket (11, 12, 20, 21) is adjustable in its axial position.

5. Valve according to claims 1 to 4, characterized in that the outer diameter "of the relief piston (6) is the diameter of the valve body (3) and is smaller than the inner diameter of the coaxial extension (1) and the cup-shaped end part (7)

6. Valve according to claim 5> characterized in that in the annular space (17) between the relief piston (6) and the extension (1) and the end part (7) a seal (15) is arranged is.

7. Valve according to claim 6, characterized in that the seal (15) consists of a pack of conventional design held in the annular space, and that the pack nadh inside by a Pressure socket (16) and secured to the outside by a locking socket (14).

8. Valve according to claim 7 »characterized in that the pressure sleeve (i6) has a gradation and is located on a correspondingly designed inner gradation (18) on the inner wall of the Approach (1) supported, and that the terminating socket (14) with its lower edge of an inner step (10) on the terminating part (7) rests.

9. Valve according to claims 7 and 8, characterized in that

the seal of two in the annular space (17) by means of a spacer sleeve (13) axially spaced packs (15, 15 *) of conventional design.

- 9 -509 813/0246- 9 -509 813/0246

10. Valve according to the preceding claims, characterized in that the outer end of the relief piston (6) at a distance from the inner bottom of the terminating part (7) and the inner edge of the terminating part at a distance from the gradation (8) • of the approach (1) is arranged , and that the axial travel of the closing part is at most as large as each of these distances (d; d ¹ ).

50 9813/024650 9813/0246

■ *

Blank page