DE2632547A1 - Multi-way valve for high pressure fluids - is four way valve with metal valve seats for controlling double acting hydraulic pistons - Google Patents
Multi-way valve for high pressure fluids - is four way valve with metal valve seats for controlling double acting hydraulic pistonsInfo
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- F15B13/0401—Valve members; Fluid interconnections therefor
- F15B13/0405—Valve members; Fluid interconnections therefor for seat valves, i.e. poppet valves
Abstract
Description
K 676/em - Anmelder: 1.) err Prof.Dipl.-Ing.K 676 / em - Applicant: 1.) err Prof.Dipl.-Ing.
Helmut Kampmann Rybniker Straße 34 4270 Dorsten-Hardtberg 2.) Herr Dr.-Ing. Ernst Kampmann Pfarrer-Disselhoff-StraBe 30 4235 Schernbeck Mehrwegeventil für die Ausbauhydraulik im Bergbau Die Erfindung betrifft ein Mehrwege-Sitzventil für unter hohem Druck stehende flüssige Medien, insbesondere Hochdruckwasser zur Steuerung doppeltwirkender Hydrau] ikkolben. Helmut Kampmann Rybniker Strasse 34 4270 Dorsten-Hardtberg 2.) Mr. Dr.-Ing. Ernst Kampmann Pfarrer-Disselhoff-StraBe 30 4235 Schernbeck multi-way valve for expansion hydraulics in mining The invention relates to a multi-way seat valve for liquid media under high pressure, especially high pressure water for Control of double-acting hydraulic pistons.
Zur Steuerung doppeltwirkender Hydraulikkolben, die von flüssigen Medien sehr hohen Druckes beaufschlagt werden, ist es bekannt zwei Dreiwege-Sitzventile zu verwenden. Der Einsatz von zwei Mehrwegeventilen bedeutet einen verhältnismäßig hohen technischen und damit Kostenaufwand. Die bisher bekannten Dreiwege-Sitzventile für flüssige Hochdruckmedien haben eine nicht zufriedenstellende Lebensdauer. Die Ventilkörper weisen zwar einen Ansatz zum Abscheren eines unter hohem Druck stehenden Flüssigkeitsstromes beim Schließen des Ventils auf, jedoch ist keine eindeutige Trennung zwischen dem Abscher- bzw. Verschleißbereich und dem Dichtbereich im Ventil gegeben.For controlling double-acting hydraulic pistons that are operated by liquid Media are subjected to very high pressure, it is known two three-way seat valves to use. The use of two multi-way valves means a relative one high technical and thus cost expenditure. The previously known three-way seat valves for liquid high pressure media have an unsatisfactory service life. the Although valve bodies have an approach for shearing off a high pressure Liquid flow when the valve is closed, but is not a clear one separation between the shear or wear area and the sealing area in the valve.
Bekannt sind auch Vierwege-Sitzventile, die jedoch nur mit elastischen Dichtungen ausgerüstet und dadurch für einen Einsatz bei Hochdruckmedien nicht geeignet sind. Durch die hohen Drücke werden die elastischen Dichtungen in kurzer Zeit erodiert.Four-way seat valves are also known, but only with elastic ones Equipped with seals and therefore not suitable for use with high pressure media are. The elastic seals are quickly eroded by the high pressures.
Aufgabe der Erfindung ist es, zur Steuerung zweier Anschlüsse mit jeweils einem Rücklauf, beispielsweise für doppeltwirkende Hydraulikkolben, ein Ventil zu schaffen, das von technisch einfachem und betriebssicherem Aufbau ist sowie den Einsatz mehrerer Ventile überflüssig macht. Ferner soll das Ventil für den Betrieb von unter hohem Druck stehenden MedIen yeeignet sein. Die erfindungsgemäße Lösung ist gekennzeichnet durch die Ausbildung des Ventils als Vierwege-Sitzventil mit metallenen Ventilsitzen.The object of the invention is to control two connections with one return each, for example for double-acting hydraulic pistons To create a valve that is of a technically simple and operationally reliable structure as well as eliminating the need for multiple valves. Furthermore, the valve for be suitable for the operation of media under high pressure. The inventive Solution is characterized by the design of the valve as a four-way seat valve with metal valve seats.
Vorteilhaft ist es, das Ventil durch ein an sich bekanntes Vorsteuerventil zu betätigen.It is advantageous to use a pilot valve known per se to control the valve to operate.
In weiterer Ausbildung gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, daß zwei voneinander getrennte, jedoch in Wirkverbindung miteinander stehende doppelkegelförmige Ventilkörper zur Abdichtung bzw. Freigabe zweier Drucklflssigkeitsvorläufe bzw. zugehörige Rückläufe vorgesehen sind. Die Ventilkörper können jeweils zwei zylindrische Ansätze aufweisen, mit denen sie in im Ventilgehäuse angeordneten Einsatzen gelagert sind und zusammen mit diesen eine Abscherstelle für die Druckflüssigkeit bilden. Die Verbindung zwischen den Ventilkörpern wird durch einen Steuerkolben hergestellt, der vorteilhafterweise topfförmig ausgebildet ist und einen kolbenschaftähnlichen Ansatz zur Anlage an einem der Ventilkörper aufweist. Der Steuerkolben kann ein Verbindungsteil umfassen, das an dem anderen der beiden Ventilkörper anliegt. Das Verbindungsteil und der daran anliegende Ventilkörper weisen in besonders vorteilhafter Weise jeweils eine Mittenbohrung auf, die miteinander fluchten und von der Druckflüssigkeit beaufschlagbar sind. Die zylindrischen Ansätze der Ventilkörper können in Führungsendstücke auslaufen, die von kreuzförmigem Querschnitt sind und zur Führung während der Ventilkörperverschiebung dienen.In a further embodiment according to the invention it is proposed that two separate, but operatively connected, double-cone-shaped ones Valve body for sealing or releasing two hydraulic fluid feed lines or associated returns are provided. The valve bodies can each have two Have cylindrical lugs with which they are arranged in inserts in the valve housing are stored and together with these a shear point for the hydraulic fluid form. The connection between the valve bodies is made by a control piston produced, which is advantageously cup-shaped and a piston skirt-like Has approach to the plant on one of the valve body. The control piston can be a Include connecting part which rests against the other of the two valve bodies. That The connecting part and the valve body resting thereon are particularly advantageous Have a center hole each, which are aligned with each other and from the hydraulic fluid can be acted upon. The cylindrical lugs of the valve body can be used in guide end pieces run out, which are of cruciform cross-section and for guidance during the valve body displacement to serve.
Das Ventilgehäusekannaus drei neben- bzw. hintereinander angeordneten und miteinander verbundenen sein Teilen zusammengesetzt4 wobei die beiden äußeren Teile die Ventilkörper mit Anschlüssen für die Druckflüssigkeit und die Vor- sowie Rückläufe annehmen, während das Mittelstück sowohl den Steuerkolben als auch das zugehörige Verbindungsstück umfaßt und den Steuerdruckanschluß aufweist.The valve housing can consist of three arranged side by side or one behind the other and connected to one another its parts are assembled4 with the two outer Share the valve body with connections for the hydraulic fluid and the supply and Accept returns, while the center piece has both the control piston as even comprises the associated connecting piece and has the control pressure connection.
Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, daß es gelungen ist, ein Vierwege-Sitzventil für hohe Drücke zu schaffen, so daß dadurch zwei Dreiwegeventile ersetzt werden können. Der Aufbau ist äußerst einfach, wobei die Verschleißteile an den Abscherstellen auswechselbar sind. Die Ventile weisen eine gegenüber den bisher bekannten Dreiwegeventilen höhere Lebei'.sdauer auf. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, daß eine einwandfreie Trennung zwischen der Verschleiß zone an der Abscherstel e und der Dichtzone des Ventils erreicht wurde.The particular advantage of the invention is that it succeeded is to create a four-way poppet valve for high pressures, thus creating two three-way valves can be replaced. The construction is extremely simple, with the wearing parts are exchangeable at the shear points. The valves have one opposite the previously known three-way valves have a longer lifespan. This will be particular achieved in that a perfect separation between the wear zone the shear point and the sealing zone of the valve have been reached.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt und erläutert.An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the drawing illustrated and explained.
Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Ventil mit den Anschlüssen für einen doppeltwirkenden Hydraulikkolben, und Fig. 2 die Stirnansicht des Führungsteils eines Ventilkörpers.They show: FIG. 1 a longitudinal section through the valve with the connections for a double-acting hydraulic piston, and FIG. 2 shows the front view of the guide part a valve body.
Die Bezugszeichen bedeuten im einzelnen: 1, 2, 3 die Einzelteile des Ventilgehäuses, 4 den ersten doppelkegelförmigen Ventilkörper, 5 den zweiten doppelkegelförmigen Ventilkörper, 4a, 4b zylindrische Ansätze des Ventilkörpers 4, 4c, 4d Führungsendstücke des Ventilkörpers 4, 5a, 5b zylindrische Ansätze des Ventilkörpers 5, 5c, 5d Führungsendstücke des Ventilkörpers 5, 6a, 6b Dichteinsätze für den Ventilkörper 4, 7a, 7b Dichteinsätze für den Ventilkörper 5, 8, 9, 10, 11 Ringdichtungen für die Dichteinsätze 6a, 6b, 7a und 7b, 12 den topfförmigen Steuerkolben, 12a den zylindrischen Ansatz des Steuerkolbens 12, 13 das separate Verbindungsteil zwischen dem Steuerkolben 12 und dem Ventilkörperendstück 4d, 13a eine Mittenbohrung des Verbindungsteils 13, 14 eine Mittenbohrung des Ventilkörpers 4, 15 eine Ringdichtung zwischen dem Steuerkolben 12 und dem Verbindungsteil 13, 16 eine Ringdichtung zwischen dem Steuerkolben 12 und dem Gehäuseteil 2, 18 einen doppeltwirkenden Hydraulikkolben, 20 einen Sammelbehälter für die zusammengeführten Rückläufe RA und RB, 22 die den Arbeitsdruck erzeugende Pumpe, P Anschlüsse für das Druckmittel, Ps den Anschluß für den Steuerdruck, A den Druckanschluß für die erste Druckseite eines doppeltwirkenden Kolbens, RA den Rücklauf für den Druckanschluß A, B den Druckanschluß für die zweite Druckseite des doppeltwirkenden Arbeitskolbens, RB den Rücklauf für den Druckanschluß B.The reference numerals mean in detail: 1, 2, 3 the individual parts of the Valve housing, 4 the first double-cone-shaped valve body, 5 the second double-cone-shaped Valve body, 4a, 4b cylindrical extensions of the valve body 4, 4c, 4d guide end pieces of the valve body 4, 5a, 5b cylindrical lugs of the valve body 5, 5c, 5d guide end pieces of the valve body 5, 6a, 6b sealing inserts for the valve body 4, 7a, 7b sealing inserts for the valve body 5, 8, 9, 10, 11 ring seals for the sealing inserts 6a, 6b, 7a and 7b, 12 the cup-shaped control piston, 12a the cylindrical extension of the control piston 12, 13 the separate connecting part between the control piston 12 and the valve body end piece 4d, 13a a central bore of the connecting part 13, 14 a central bore of the valve body 4, 15 an annular seal between the control piston 12 and the connecting part 13, 16 an annular seal between the control piston 12 and the housing part 2, 18 a double-acting hydraulic piston, 20 a collecting container for the merged Returns RA and RB, 22 the pump generating the working pressure, P connections for the pressure medium, Ps the connection for the control pressure, A the pressure connection for the first pressure side of a double-acting piston, RA the return for the pressure connection A, B the pressure connection for the second pressure side of the double-acting working piston, RB the return for the pressure connection B.
Das Ventil hat lediglich die vier beweglichen Teile 4, 5, 12 und 13, die maximal jeweils zweifach gelagert sind. Diese Teile haben miteinander keine feste Verbindung. Sie werden jedoch dadurch, daß bei den beiden äußeren Anschlüssen P immer ein voller Druck des Arbeitsmittels ansteht, gegeneinander gepreßt.The valve only has four moving parts 4, 5, 12 and 13, each of which is stored at most twice. These parts have none with each other stable connection. You will, however, by the fact that at the two outer connections P there is always full pressure of the working medium, pressed against each other.
Die Vertilbetätigung erfolgt über eine Druckbeaufschlagung bzw. Druckentlastung des Ventilanschlusses PS über ein nicht dargestelltes Vorsteuerventil in Dreiwege-Bauart. In der gezeigten Schaltstellung steht bei dem P -Anschluß der volle Druck des 5 Arbeitsmittels an. Da die Ringfläche des Steuerkolbens 12 größer ist als die wirksame Druckfläche des Ventilkörpers 4, der ständig über den Druckanschluß P mit vollem Druck beaufschlagt wird, befinden sich der Steuerkolben 12, das Verbindungsteil 13 und der Ventilkörper 4 in oberer Dichtstellung. Das gleiche trifft für den Ventilkörper 5 durch die Druckbeaufschlagung über den unteren Anschluß P zu. Der untere Anschluß P ist mit B und der Anschluß A mit RA verbunden. Die Trennung zwischen B und RB erfolgt durch eine Sitzdichtung zwischen dem Ventilkörper 5 und dem Einsatz 7a.The valve actuation takes place via pressurization or pressure relief of the valve connection PS via a pilot valve (not shown) in three-way design. In the switching position shown, the P connection has full pressure of the 5th Work equipment. Since the annular surface of the control piston 12 is larger than the effective Pressure surface of the valve body 4, which is constantly on the pressure connection P with full When pressure is applied, the control piston 12, the connecting part, is located 13 and the valve body 4 in the upper sealing position. The same applies to the valve body 5 by the application of pressure via the lower connection P to. The lower connector P is connected to B and terminal A to RA. The separation between B and RB takes place through a seat seal between the valve body 5 and the insert 7a.
Die Trennung zwischen A und dem oberen Anschluß P wird durch die Sitzdichtung zwischen dem Ventilkörper 4 und dem zugehörigen Einsatzteil 6a erreicht.The separation between A and the upper connection P is made by the seat seal reached between the valve body 4 and the associated insert part 6a.
Wird nun über das Vorsteuerventil der Anschluß P5 und damit der Ringraum des Steuerkolbens 12 drucklos, so werden die Teile 4, 13 und 12 sowie Teil 5 durch den oberen Druckanschluß P nach unten verschoben.If port P5 and thus the annulus via the pilot valve of the control piston 12 without pressure, so will parts 4, 13 and 12 as well as part 5 shifted through the upper pressure connection P downwards.
Anschließend wird der Steuerkolben 12 gegenüber dem Verbindungsteil 13 weiter nach unten verschoben und zwar durch die Druckbeaufschlagung der am Verbindungsteil 13 anliegenden Druckfläche des Steuerkolbens 12 über die Mitteribohrung 14 und 13a, um ein einwandfreies Abdichten auch des unteren Ventilsitzes Teil 5 gegen Teil 7b zu erreichen. Da diese beaufschlagte IColbenfläclle des Kolbens 12 größer ist als die wirksame Druckfläche des Ventilkörpers 5, kann der Steuerkolben 12 den Ventilkörper 5 nach unten schieben.Then the control piston 12 is opposite to the connecting part 13 moved further down by the pressurization of the connecting part 13 abutting pressure surface of the control piston 12 via the central bore 14 and 13a, to ensure a perfect sealing of the lower valve seat part 5 against part 7b to reach. Since this acted IC piston surface of the piston 12 is greater than the effective pressure surface of the valve body 5, the control piston 12 can the valve body Slide 5 down.
Bei der Abwärtsbewegung fährt zuerst der zylindrische Ansatz 4b des Ventilkörpers 4 in die zylindrische Bohrung des Einsatzes 6b und schneidet hierbei den Druckflüssigkeitsstrom zwischen A und RA ab. Etwas später verläßt der obere zylindrische Ansatz 4a die zylindrische Bohrung des Einsatzteils 6a, so daß der Weg von dem oberen Anschluß P nach A frei wird.During the downward movement, the cylindrical projection 4b of the moves first Valve body 4 in the cylindrical bore of the insert 6b and cuts here the hydraulic fluid flow between A and RA. A little later the upper one leaves cylindrical extension 4a the cylindrical bore of the insert part 6a, so that the Away from the upper terminal P to A becomes free.
Nachdem der Strom zwischen A und RA wie beschrieben abgesch-ert worden ist, setzt der Kegel des Ventilkörpers 4 auf der Dichtkante des Einsatzes 6b auf und trennt A von RA hermetisch. Diese Dichtkante wird nicht durch hohe Druckflüssigkeitsgeschwindig keiten belastet und damit vor Erosion yeschützt, da der Flüssigkeitsctrom bereits vorher - wie beschrieben - abgeschert wurde. Die zylindrischen Einsatzteile 6a, 6b bzw. 7a, 7b, die dieses Abscheren bewirken, sind als auswechselbare Verschleißteile ausgelegt. Sie werden entweder aus verschleißfesten Stahl legierungen oder aber aus Hartmetall gefertigt. Der beschriebene Umschaltvorgang findet in derselben Weise beim Ventilkörper 5 statt. Die hermetische Abdichtung zwischen dem Ventilkörper 5 und dem Einsatz 7a bzw. 7b wird dadurch erreicht, daß die Kolbenfläche des Stellkolbens 12 größer ist ald die wirksame Druckfläche des Ventilkörpers 5, so daß der Steuerkolben 12 die Abdichtkraft für den Ventilkörper 5 aufbringen kann.After the current between A and RA has been cut off as described is, the cone of the valve body 4 sits on the sealing edge of the insert 6b and hermetically separates A from RA. This sealing edge is not accelerated by high hydraulic fluid polluted and thus protected from erosion, as the fluid flow was sheared off beforehand - as described. The cylindrical inserts 6a, 6b and 7a, 7b, which cause this shearing, are replaceable wear parts designed. They are either made of wear-resistant steel alloys or else made of hard metal. The switching process described takes place in the same way at the valve body 5 instead. The hermetic seal between the valve body 5 and the insert 7a or 7b is achieved in that the piston surface of the actuating piston 12 is greater than the effective pressure area of the valve body 5, so that the control piston 12 can apply the sealing force for the valve body 5.
Die größte Fläche ist die von P5 beaufschlagte Ringdruckfläche des Steuerkolbens 12, die ZWQ*-größte Fläche ist die wirksame Druckfläche des Ventilkörpers 4, gefolgt von der Größe der an dem Verbindungsteil 13 anliegenden Druckfläche des Stellkolbens 12, während die kleinste Fläche die wirksame Druckfläche des Ventilkörpers 5 ist.The largest area is the ring pressure area of the pressurized by P5 Control piston 12, the ZWQ * largest area is the effective pressure area of the valve body 4, followed by the size of the pressure surface of the adjacent to the connecting part 13 Adjusting piston 12, while the smallest area is the effective pressure area of the valve body 5 is.
Die Ventilkörper 4 und 5 haben auf beiden Seiten Ansätze, wie in Fig. 2 dargestellt. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Ventilkörper 1 und 2 immer in den Einsätzen 6a, 6b bzw. 7a, 7b geführt sind.The valve bodies 4 and 5 have lugs on both sides, as shown in Fig. 2 shown. In this way it is achieved that the valve body 1 and 2 always are guided in the inserts 6a, 6b and 7a, 7b.
L e e r s e i t eL e r s e i t e
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19762632547 DE2632547A1 (en) | 1976-07-20 | 1976-07-20 | Multi-way valve for high pressure fluids - is four way valve with metal valve seats for controlling double acting hydraulic pistons |
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Publications (1)
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|---|---|
| DE2632547A1 true DE2632547A1 (en) | 1978-01-26 |
Family
ID=5983450
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| DE19762632547 Pending DE2632547A1 (en) | 1976-07-20 | 1976-07-20 | Multi-way valve for high pressure fluids - is four way valve with metal valve seats for controlling double acting hydraulic pistons |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2632547A1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2824461A1 (en) * | 1978-06-03 | 1979-12-06 | Rexroth Gmbh G L | HYDRAULICALLY ACTUATED DIRECTIONAL VALVE |
| US5363739A (en) * | 1993-10-12 | 1994-11-15 | Graco Inc. | Reduced icing low friction air valve |
| EP1655459A1 (en) * | 2004-11-04 | 2006-05-10 | Schaeffler KG | Hydraulic directional valve |
-
1976
- 1976-07-20 DE DE19762632547 patent/DE2632547A1/en active Pending
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| DE2824461A1 (en) * | 1978-06-03 | 1979-12-06 | Rexroth Gmbh G L | HYDRAULICALLY ACTUATED DIRECTIONAL VALVE |
| EP0005818A1 (en) * | 1978-06-03 | 1979-12-12 | Mannesmann Rexroth GmbH | Hydraulically operated 3-way seat valve |
| US5363739A (en) * | 1993-10-12 | 1994-11-15 | Graco Inc. | Reduced icing low friction air valve |
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