DE2407177B2 - Auslöseventil - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Auslöseventil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein derartiges Auslöseventil ist aus der US-PS 29 26 680 bekannt.

Steuerungen für eine umlaufende Strömungsmaschine, wie beispielsweise eine Gas- oder Dampfturbine, müssen ein Notauslösesystem aufweisen, das in der Lage ist, die Dampfströmung zu einer Dampfturbine bei dem relativ seltenen, aber nichtsdestoweniger kritischen Zustand einer zu hohen Drehzahl oder Überdrehzahl schnell abzuschalten. Das Auslöseventil gemäß der obengenannten US-PS 29 26 680 enthält ein Absperrventil in der Dampfeinlaßleitung zur Turbine, das durch einen unter Druck stehenden Hydraulikzylinder offengehalten wird. Der hydraulische Auslösezylinder wird über ein Auslöseventil mit Hydraulikflüssigkeit versorgt, das auf ein Signal von einer Überdrehzahl-Auslösevorrichtung anspricht. Wenn ein Überdrehzahlsignal abgegeben wird, bewirkt das Auslöseventil einen Druckabfall in dem Auslösezylinder, der bewirkt, daß das Absperrventil unter dem Einfluß eines Federmechanismus schnell geschlossen wird. Dieses Auslöseventäl kann jedoch nicht als Hub- oder Sitzventil ausgeführt werden, ■ . ■ ■ : ■" ■ ■"->-■:

Pie FR.ps 1273935 beschreibt ein Ventil, das «us einem Steuerventil un.cj einem Hauptventil mit totem Qwig und dref nicB außen geöffneten Kammern besteht, wobei das Verschlußteil des Steuerventils mit einem Durchgang zwischen zwei benachbarten Kammern des als Folgeventil wirkenden Hauptventilverschiußtejjs und dieses wiederum mit einem Durchgang im Gehäuse zwischen zwei anderen benachbarten

Kammern zusammenarbeiten,

Weiterhin ist aus der DE-PS 8 14978 ein Regelventil für strömende Medien mit einem kolbenentlasteten Einsitzventilkegel und einem mit letzterem verbundenen Hilfssteuerventil bekannt, das auch bei verminderten Strömungsgeschwindigkeiten eine Entleerung des Verbrauchers gestattet

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Auslöseventil der eingangs genannten Art zu schaffen, das mit einfachen Mitteln nicht nur eine unerwünschte Verbindung nicht

μ unmittelbar benachbarter Kammern verhindert, sondern auch eine Entleerung des Druckzylinders bei verminderter Strömungsgeschwindigkeit gestattet

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Unteranspruch gekennzeichnet

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß ein einziges Ventil mit konzentrisch ineinander angeordneten Ventilverschlußteilen erhalten wird, das einen kompakten und platzsparenden Aufbau besitzt Es wird ferner eine große Öffnungskraft beim Rücksetzen und eine große Schließkraft beim Auslösen erhalten, so daß die Gefahr eines »Klebens« des Ventils auf ein Minimum gesenkt

wird. Aber selbst im ungünstigen Fall wird für eine Entleerung des Verbrauchers gesorgt.

Die Erfindung wird nun anhand der folgenden Beschreibung und der Zeichnung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die Figur ist ein Längsschnitt von dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei ein schematischer Abschnitt die Strömungsrichtung des Druckmittels zeigt.
Gemäß der Figur weist das Auslöseventil ein Ventilgehäuse 11 auf, in dem eine Axialbohrung 13 ausgebildet ist Ein Betätigungskolben 17 ist gleitend in der Bohrung angeordnet und weist in entgegengesetzte Richtungen weisende Oberflächen 17a und 17/>auf. Der Betätigungskolben 17 ist mit einer Kolbenstange 19

verbunden, die an ihrem anderen Ende mit einem Hilfsventilverschlußteil 21 versehen ist

Der Hilfsventilverschlußteil 21 ist in einem HauptventilverschluBteil 35 gleitend untergebracht, das einen Ventilsitz 31 für das Hilfsventilverschlußteil 21 bildet.

Das Hauptventilverschlußteil 35 und seine Führungsstange 27 sind in der Axialbohrung 13 verschiebbar angebracht und arbeiten mit einem Hauptventilsitz 39 an einem Umfangsflansch 37 zusammen.
Die Axialbohrung 13 in dem Auslöseventil ist in vier Kammern A, B, C und D unterteilt, die entsprechende öffnungen a (Druckmittelzufuhr und Ablaß), b (Druckmittelzufuhr), c(Druck) und «/(Ablaß) aufweisen.

In der Rückstellposition sind die Kammern A und B über die öffnungen a und b auf entsprechende Weise

&5 von der gezeigten Druckquelle unter Druck gesetzt. Das Druckmittel wirkt auf die gegenüberliegenden Oberflächen 17a und 176, wodurch der Betätigungskolben 17 bei den in der Figur gezeigten Relationen nach links

verschoben wird, da die Kolbenfliche i7_S größer ist als die Kolbenfläcbe Mh Pas packmittel wird an einem T-Stück 4t awf eine Leitung 45 abgezweigt, die eine Strömungsverengung 49 enthalt, die die hydraulische Nachfoilung der Kammer A steuert, nachdem diese entleert worden ist Pas Druckmittel strömt dann weiter durch ein zweites T-Sfflck5t und in die Kammer A Das T-Stück 51 ist mit einem Tank 59 über ein Magnetventil 55 verbunden, das normalerweise geschlossen ist, außer während der Auslösung. Pas Hilfsyentilverschlußteil 21 to befindet sich in der Rückstellposition nicht in seinem Ventilsitz 31, während das Hauptventilverschlußteil 35 in seinem Ventilsitz 39 sitzt Deshalb strömt das unter Druck stehende Strömungsmittel von der Kammer B zur Kammer C und aus der Drucköffnung c heraus zu is einer druckempfindlichen Vorrichtung, die beispielsweise ein nicht gezeigtes federbelastetes Absperrventil sein kann.

Im Auslösebetrieb wird das Magnetventil 55 geöffnet, wodurch das unter Druck stehende Strömungsmittel in der Kammer A in den Tank 59 ausströmen kann. Der Druckabfall in der Kammer A bewirkt, daß sich der Betätigungskolben nach rechts verschiebt, bis das Hilfsventilverschlußteil 21 in seinem Ventilsitz 31 sitzt Dadurch bewegt sich das Hauptventilverschlußteil 35 nach rechts und aus seinem Ventilsitz heraus, so daß das in der Kammer C vorhandene, unter Druck stehende Strömungsmittel in die Kammer D und von dort über die öffnung c/zu einem Entleerungstank abgeführt wird. Der Druckabfall in der Kammer C entriegelt die >o druckempfindliche Vorrichtung.

Ein sogenannter »hydraulischer Hammer« ist ein einer Weiterleitung abträglicher Zustand, der durch ein schnelles Abschalten einer starken Strömung von unter Druck stehendem Strömungsmittel herbeigeführt wird. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung schließt das Hilfsventil zunächst aufgrund des toten Ganges die Strömungsmittelzufuhr zwischen den Kammern B und C, bevor sich bei geöffnetem Hauptventil ein wesentlicher Strömungsdurchsatz, wie zwischen den Kammern B und D, entwickeln kann. Deshalb wird bei Fehlen eines hohen Strömungsdurchsatzes ein hydraulischer Hammer verhütet Wenn das Hauptventilverschlußteil und das konzentrisch darin angeordnete Hilfsventilverschlußteil ohne toten Gang miteinander verbunden wären, könnte sich zwischen den Kammern B und D ein hoher St'ömungsdurchsatz entwickeln, wenn das Strömungsmittel in der Kammer C entleert wird, bevor die Strömungsmittelzufuhr zur Kammer Cabgeschaltet ist

In Relation zu dem Hauptventilverschlußteil 35 sind eine Hilfsventil-SchlieQstrecke X und eine Strecke X' angegeben. Die Strecke X ist größer als die Strecke X', die diejenige Strecke ist, um die sich das Hilfsventilverschlußteil 21 bei totem Gang verschieben muß, um den kleinen Durchlaß 7\ zur Kammer C in dem Hilfsventilverschlußteil 21 zu öffnen. Der Durchlaß 71 steht über die Kammer E mit einem Durchlaß 75 in dem Hauptventilverschlußteil 35 in Verbindung, wodurch die Kammer Cin Strömungsverbindung mit dsr Kammer D steht und ein Druckentlastungskanal zwischen den Kammern C und D gebildet ist. Einfach ausgedrückt bedeutet dies, daß, bevor das Hilfsventilverschlußteil 21 auf seinem Ventilsitz 31 sitzt, aber während es diesen Sitz nahezu erreicht hat, ist eine kleine Strflnwngsmittelströmung oder Entlastwng zwischen den Kammern C und P gestattet Dies tritt während des »toten Ganges« zwischen den Haupt- und Hilfsventüen auf. Das Strömungsmittel in der Kammer C wird mit einer verminderten Geschwindigkeit abgeföhrt, die ausreicht, um die druckempfindliche Vorrichtung auszulösen. Dieser Aufbau sorgt für eine spezielle Entlastungseinrichtung, die eine Auslösung selbst vor dem Verlassen des Hauptventflverschlußteils 35 seines Ventilsitzes betätigt oder wenn das Hauptventilverschlußteil 35 in seinem Ventilsitz aufgrund einer Strömungsmitteiverunreinigung oder aus anderen Gründen hängen bleibt oder »festfrißt«.

Eine Feder 79 in der Kammer E zwischen dem Hilfsventilverschlußteil 21 und dem Hauptventilverschlußteil 35 stellt sicher, daß während der Rückstellung das Hilfsventilverschlußteil 21 in seinem Sitz bleibt solange das Hauptventilverschlußteil 35 in seiner Öffnungsposition ist und bis es in seinem Ventilsitz ist Ferner ist iu dem Ventilgehäuse um die Kolbenstange 27 des Hauptventilverschlußteils 35 hei^n ein Nulldruckablaß vorgesehen, um Leckagen am Ende des Ventilgehäuses zu verhindern.

Alle Gleitpassungen innerhalb der Axialbohrung sind mit Dichtungen und Dichtungsringen versehen, wie es in der Fi^jr gezeigt ist Dadurch besteht über den Passungen kein Druckabfall, so daß ein »Sedimentieren«, das zu einem Hängenbleiben des Ventils führen könnte, verhindert ist

Die Arbeitsweise des Ventils ist wie folgt Um das Ventil zurückzusetzen, werden die Kammern A und B unter Druck gesetzt wodurch der Betätigungskolben 17 nach links bewegt und das Hilfsventil geöffnet wird, nachdem das Hauptventil geschlossen worden ist. Dadurch wird die Kammer C unter Druck gesetzt Im Auslösebetrieb wird das Magnetventil 55 geöffnet, wodurch Strömungsmittel aus der Kammet A abgeführt wird. Dadurch wird ein Kraftungleichgewicht herbeigeführt und der Betätigungskolben 17 nach rechts geschoben, wodurch ein »toter Gang« das Kolbens und eine graduelle Schließung des Hilfsventil hervorgerufen wird, so daß ein »hydraulischer Hammer« in der Druckleitung des Strömungsmittels verhütet wird. Bevor das Hilfsventil vollständig schließt und während der Periode des »toten Ganges«, wird etwas Strömungsmittel von der Kammer C über den speziellen Druckentlastungskanal 71, £und 75 in die Kammer D abgeführt, wodurch ein ausreichender Druckabfall hervorgerufen wird, um die druckempfindliche Vorrichtung auszulösen bzw. zu entriegeln. Dadurch wird jede Möglichkeit vermieden, daß ein Auslösefehler aufgrund des Hängenbleibens des Hauptventils auftritt. Anschließend wird das Hilfsventil geschlossen und das Houp'.'/ratil geöffnet, wodurch der Auslösevorgang abgeschlossen wird.

Abweichend von dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel könnten die T-StücKe 41 und 51 auch weggelassen und die Kammer A über den Betätigungskolben 17 unter Druck gesetzt werden, indem eine durch ihn hindurchführende öffnung verwendet wird. Weiterhin könnte das aus der Kammer A abgeführte Strömungsmittel direkt an der öff.iung d in den Entleerungstank geleitet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Patentansprüche;

   \, Auslöseventil für ein unter hohem Druck stehendes Strömungsmittel mit einem in einer Axialbohrung im Ventilgehäuse gleitend gelagerten Hauptventflverschlußteil, welches mit einem Betätigungskolben versehen ist, mit vier öffnungen in der Gehäusewand, deren erste der Druckmittelzufuhr zum Betätigungskolben dient, während die zweite und dritte öffnung der Zufuhr und Weiterleitung des unter Druck stehenden Strömungsmittels zu einer druckempfindlichen Vorrichtung vorgesehen sind, wobei die an die dritte öffnung angeschlossene druckempfindliche Vorrichtung durch "das Ventil wechselweise mit der zweiten öffnung und der der Entleerung der druckempfindlichen Vorrichtung dienenden vierten Öffnung verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Verschlußteils (35) des Hauptventils das Verschlußteil (21) eines Hilfsventil gleitend untergebracht ist, welches unmittelbar mit dem Betätigungskolben (17) verbunden ist und mit einem zwischen der zweiten und dritten Öffnung (b und c) angeordneten Ventilsitz (31) am Hauptventilverschlußteil (35) zusammenarbeitet, so daß das Hauptventilverschlußteil (35) durch das Verschlußteil (21) des Hilfsventil mit dessen Ventilhub als totem Gang mitgenommen wird und die Verbindung zwischen der dritten und vierten öffnung (c und d) nach dem Schließen des Hilfsventil öffnet bzw. nach dem öffnen des Hilfsventil schließt, und daß in den Ventilverschlußteilen (35,21) ein Druckentlastungskanal (71, L·, 75) mit geringem Querschnitt so angeordnet ist, daß er bei der Schließbewegung des Hilfsventilverschlußteils (21) vor Erreichen der Schließstellung desselben eine V-»bindung zwischen der dritten und vierten öffnung ^c und </J herstellt
2. 2. Auslöseventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Verschlußteil (21) des Hilfsventil und dem Kolbenfolger (25) eine Feder (79) angeordnet ist