DE2825862A1 - Druckregelventil - Google Patents
DruckregelventilInfo
- Publication number
- DE2825862A1 DE2825862A1 DE19782825862 DE2825862A DE2825862A1 DE 2825862 A1 DE2825862 A1 DE 2825862A1 DE 19782825862 DE19782825862 DE 19782825862 DE 2825862 A DE2825862 A DE 2825862A DE 2825862 A1 DE2825862 A1 DE 2825862A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- valve
- seat
- plate
- bore
- piston
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 title description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 14
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims 3
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 7
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000001970 hydrokinetic effect Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D16/00—Control of fluid pressure
- G05D16/04—Control of fluid pressure without auxiliary power
- G05D16/10—Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a piston or plunger
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/7722—Line condition change responsive valves
- Y10T137/7837—Direct response valves [i.e., check valve type]
- Y10T137/7904—Reciprocating valves
- Y10T137/7922—Spring biased
- Y10T137/7925—Piston-type valves
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/7722—Line condition change responsive valves
- Y10T137/7837—Direct response valves [i.e., check valve type]
- Y10T137/7904—Reciprocating valves
- Y10T137/7922—Spring biased
- Y10T137/7929—Spring coaxial with valve
- Y10T137/7932—Valve stem extends through fixed spring abutment
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Safety Valves (AREA)
- Control Of Fluid Pressure (AREA)
Description
Patentanwälte Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl-Phys. Dr.K.Fincke
Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber
Dr.-Tne·. H. Liska
D/20 - 8 MÜNCHEN 86, DEN J 3.
POSTFACH 860 820 MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22
FMC CORPORATION
200 E. Randolph Drive
Chicago, 111. / V.St.A.
Druckregelventil
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Druckregelventil für Hochdruck-Strömungssysteme mit einem
Gehäuse, welches eine Kammer festlegt, einer Auslaßöffnung, die aus der Kammer führt, einem Ventilsitzteil,
welches auf einer Seite der Kammer eine Sitzfläche und senkrecht zur Sitzfläche eine Einlaßbohrung aufweist,
einem Ventilteller innerhalb der Kammer, welcher eine Arbeitsfläche aufweist, die anfänglich an der
Sitzfläche anliegt, sowie mit einer Einstelleinrichtung, welche den Ventilteller gegen den Sitz drückt. Unter
hohem Druck sind dabei vornehmlich Drücke zu verstehen, die zwischen 68,6 bar Überdruck (1000 p.s.i.g.) bis
687 bar Überdruck (10 000 p.s.i.g.) liegen.
Herkömmliche Hochdruckzerstäubungssysteme benutzen eine Verdrängerkolbenpumpe und eine Zerstäuberdüse, die eine
feste Ausströmöffnung besitzt. Der erwünschte Systemdruck wird eingestellt, indem der Zufluß zur Düse ge-
809851/0966
steuert wird. Da die Düsenöffnung sich aufgrund der Erosion unter dem Einfluß der Hochgeschwindigkeitsausströmung
vergrößert, muß die Ausströmung aus der Pumpe reguliert werden, um dem Druckverlust des Systems,
der von diesem Verschleiß herrührt, auszugleichen.
Die Steuerung des Strömungsvolumens, welches zur Zerstäubungsdüse
geleitet wird, kann am befriedigensten bewerkstelligt werden, indem die Pumpe mit einem Regelantrieb
versehen wird. Jedoch sind Regelantriebe sehr teuer, besonders in der Größe, die erforderlich ist,
um einen Systemdruck von beispielsweise 687 bar Überdruck (10 000 p.s.i.g.) aufrechtzuerhalten. Es ist im
Feld der Zerstäubungssysteme gemeinsame Praxis anstelle eines Regelantriebes ein einstellbares Druckregelventil
zu verwenden, welches mit einer Ventilkammer zum Ableiten eines Teils des Ausflusses aus der Pumpe verbunden
ist. Das einstellbare Ventil verwendet eine Feder, um das Verschlußstück elastisch gegen den Sitz zu drücken
und der Systemdruck wird gesteuert, indem die Federspannung eingestellt wird. Wenn die Federspannung erhöht
wird, wird die Flußmenge des abgeleiteten Flusses erniedrigt, wodurch die Flußmenge von der Ventilkammer
zur Zerstäubungsdüse erhöht wird und damit auch der Systemdruck. Venn die Zerstäubungsdüse sich abnutzt,
kann der damit verbundene Abfall des Systemdrucks des Ventils zum Verschwinden gebracht werden, indem die
Spannung der Feder erhöht wird, wodurch weniger Strömung durch das Druckregelventil abgeleitet wird.
Wenn bei sehr hohen Systemdrucken, beispielsweise bei 687 bar Überdruck (10 000 p.s.i.g.) wird der abgeleitete
Fluß zwischen den getrennten, ineinandergepaßten Flächen des Ventilverschlußstücks und des Ventilsitzes auf sehr
hohe Geschwindigeiten beschleunigt . In bekannten her-
809851/0966
-y-
kömmlichen Überdruckventilen für Hochdrucke, wie sie beispielsweise im US-Patent 3 087 510 offenbart sind,
sind die zusammenpassenden Oberflächen des Sitzes und des Verschlußstücks konisch ringförmige Oberflächen,
welche eng anliegen, um eine flüssigkeitsdichte Abdichtung dazwischen zu sichern. Aufgrund der Herstellungstoleranzen, bezüglich der Rundheit und der Konizität der
zusammenpassenden Flächen und auch bezüglich der Positionsgenauigkeit des Verschlußstücks bei der koaxialen
Ausrichtung zum Sitz, können die Weiten der ringförmigen Oberflächen nicht wesentlich erhöht werden, ohne
die Wirksamkeit der Dichtung herabzusetzen. Bei sehr hohen Systemdrucken können sogar kleine Fluchtfehler,
Rundheits- oder Konizitätsfehler zu schnellen örtlichen Erosionen im Verschlußstück und Sitz führen, was für
die Druckregulierungseigenschaften des Ventils ruinös ist.
Wenn eine solche Erosion in diesen Ventilen des Standes der Technik stattfindet, ist es für gewöhnlich notwendig,
beide, den Sitz und das Verschlußstück zu entfernen. Die Entfernung von beiden ist erforderlich, weil die zusammenpassenden
Flächen zusammen eingeschliffen werden, um sie mit dem erforderlichen Genauigkeitsgrad für die Rundheit
und die Konizität zu versehen.
Ein anderes Problem, welches mit vorbekannten Druckregelventilen für Hochdrucksysteme verbunden ist, ist das
Problem des erosiven Verschleißes an den Teilen, die den ringförmigen Ausgang des Durchganges, welcher zwischen
den zusammenpassenden Flächen des Ventilsitzes und Verschlußstücks ausgebildet wird. Aufgrund der
Engheit des ringförmigen Durchgangs wird die abgeleitete Flüssigkeit im Durchgang nicht wesentlich verzögert und
deshalb strömt sie mit sehr hohen Geschwindigkeiten aus
809851/0966
-y-
dem ringförmigen Ausgang des Durchgangs. Im vorstehend
erwähnten Ventil mit konischem Verschlußstück tritt der abgeleitete Strom durch eine Ausgangsbohrung aus, die
im Ventilsitz ausgebildet ist. Von der austretenden Flüssigkeit wird ein schneidender Strom erzeugt, welcher
Bereiche der Ventilsitzbohrung unmittelbar stromabwärts von der konischen eingepaßten Fläche der Ventilsitzbohrung
und besonders an der Seite der Bohrung, die dem Hauptstrom der Flüssigkeit durch das Ventil gegenüberliegt,
anfrißt.
In einer anderen Art von Druckregelventil ist die Einlaßbohrung durch den Ventilsitz ausgeführt und der
abgeleitete Strom prallt zuerst auf die Bodenfläche des Verschlußstücks und fließt dann radial nach außen
durch einen ringförmigen Durchgang zwischen ringförmigen zusammenpassenden Oberflächen des Sitzes und des
Verschlußstücks, die voneinander getrennt sind. Beispiele dieses allgemeinen Ventiltyps sind in den US-Patenten
2 568 026, 2 622 613, 2 880 751, 2 277 656 und 1 949 150 gezeigt und beschrieben. In allen diesen Patenten,
die zum Stand der Technik gehören, sind die Sitze der offenbarten Ventile verhältnismäßig eng.
Das vorstehend angegebene US-Patent 2 568 026 zitiert einen Grund für die Engheit der ringförmigen Fläche,
nämlich den, den statischen Druck zu minimalisieren, welcher vom abgeleiteten Strom auf das Verschlußstück
ausgeübt wird, wenn dieses beginnt, sich vom Sitz zu trennen und dadurch eine stabilere Arbeitsweise unter
verschiedenen Druck- und Strömungsbedingungen zu erreichen. Der enge ringförmige Durchgang eines jeden
dieser Ventile des Standes der Technik drosselt weder den abgeleiteten Strom noch reduziert er unter kontrollierten
Bedingungen die hohe Geschwindigkeit der Flüssigkeit,
809851/0966
die in solchen engen Durchgängen entsteht; deshalb tritt der Strom aus dem engen Durchgang mit hoher
Geschwindigkeit aus und frißt relativ schnell die umgebenden Teile des Ventils an.
Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Druckregulierungsventil anzugeben, welches für den
Gebrauch bei hohen oder sehr hohen Systemdrucken geeignet ist und welches die vorstehend erwähnten, in
Verbindung mit den bekannten Druckregelventilen des Stand es der Technik stehenden Probleme eliminiert.
Die Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.
Vorteilhafte und/oder bevorzugte Ausführungsformen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
In Zusammenfassung enthält daher das Druckregulierungsventil der vorliegenden Erfindung einen Ventilkörper,
der eine Kammer einschließt und einen Auslaßdurchgang besitzt, der aus der Kammer führt, einen Ventilsitz,
welcher eine flache Arbeitsfläche und eine senkrecht durch das Sitzteil von der flachen Arbeitsfläche sich
erstreckende Einlaßbohrung und einen Ventilteller, der eine flache kreisförmige Arbeitsfläche besitzt, die im
allgemeinen konzentrisch zur Einlaßbohrung und parallel zur flachen Arbeitsfläche des Sitzes gehalten wird. Der
Durchmesser der Tellerfläche ist wenigstens dreimal größer als der der Einlaßbohrung, um dadurch einen
weiten ringförmigen Durchgang zwischen Sitz und Teller zu liefern. Abgeleiteter Fluß wird am ringförmigen Einlaßdurchgang
beschleunigt und danach in allmählicher gleichförmiger Weise verzögert, um geringe Geschwindigkeit
am ringförmigen Ausgang des Durchganges zu erzielen,
809851/0966
wodurch der abgeleitete Fluß, der aus dem Durchgang ausströmt, geringsmögliche Erosion der umgebenden
Ventilteile verursacht.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Ventils nach der vorliegenden Erfindung wird der Teller durch eine
Einrichtung in einer konzentrischen und parallelen Stel-
lung bezüglich des Sitzes gehalten, welche ein Federgehäuse, einen im Gehäuse hin- und herbeweglich eingefügten
Kolben, eine Feder innerhalb des Gehäuses, welche auf den Kolben wirkt, um ihn in Richtung Teller zu drängen,
und eine Kugel, welche in Vertiefungen eingefügt ist, die koaxial in der Bodenfläche des Kolbens und
der oberen Fläche des Ventiltellers ausgebildet sind. Wenn er dem abgeleiteten Hochdruckfluß ausgesetzt wird,
wird der Teller um die Kugel geschwenkt und nimmt eine parallele Stellung bezüglich der Arbeitsfläche des
Sitzes unter dem Einfluß des Druckes an, welcher vom abgeleiteten Fluß hohen Druckes auf die flache kreisförmige
Arbeitsfläche des Tellers ausgeübt wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Die Figur zeigt einen Aufriß, teilweise im Schnitt, des Ausführungsbeispiels.
809851/0966
Wie in der Zeichnung veranschaulicht, enthält eine Druckregelventileinrichtung, welche für den Betrieb
bei hohen Drucken, beispielsweise bis zu 687 bar Überdruck (10 000 p.s.i.g.) , konstruiert ist, ein Hauptgehäuse
10, welches eine Längsbohrung 12 besitzt, die an einem Ende 14 eine Erweiterung 13 und am anderen
Ende 16 ein Gewinde 15 aufweist. Ein röhrenförmiges Gehäuse 18 ist in das Gewinde 15 eingeschraubt. Eine
Auslaßbohrung 20 erstreckt sich radial von der Bohrung 12 des Hauptgehäuses und ist am äußeren Ende mit einem
Gewinde 21 zur Aufnahme einer Nebenleitung 22 versehen, welche zu einer Ansaugöffnung einer Pumpe (nicht gezeigt)
führt.
Das Gehäuse 10 ist mittels einer Anzahl Schrauben 26 am Gehäuse 24 einer Ventilkammer einer Pumpe (nur ein
Bruchstück davon ist gezeigt) so befestigt, daß die Gehäusebohrung 12 koaxial zur Nebenleitungsbohrung 28
der Ventilkammer der Pumpe ausgerichtet ist. Ein ringförmiges Teil 32 ist in die Erweiterung 13 der Gehäusebohrung
12 eingefügt und ein im wesentlichen zylinderisches Ventilsitzteil 34, welches eine hindurch sich erstreckende
axiale Einlaßbohrung 36 besitzt, ist in eine im Ringteil 32 ausgebildete Bohrung 33 eingefügt. Dadurch
sind, wenn das Ventil zusammengesetzt wird, die Einlaßbohrung 36 des Ventilsitzes und die Nebenleitungsbohrung
28 der Pumpenkammer relativ zueinander ausgerichtet. Das Ventilsitzteil 34 hat an seinem
oberen Ende eine flache Oberfläche 35, welche normal
zur Einlaßbohrung 36 ist.
Ein Elastomerdichtungsring 38 ist in eine ringförmige Nut 40 eingefügt, welche konzentrisch in der Bodenfläche
des Sitzteils 34 ausgebildet ist und eine erste Hochdruckdichtung zwischen dem Sitzteil und dem Ventil-
809851/0966
/IO
kammergehäuse 24 bildet. Der Rand der oberen Oberfläche
41 des Ringteiles 32 stößt gegen die innere vorspringende
Kante der Erweiterung 13 und das Ringteil 32 hat eine solche Länge, daß seine ringförmige untere Oberfläche
von der gegenüberliegenden Oberfläche des Ventilkammergehäuses 24 einen Abstand hat. Dadurch ist zwischen der
Seitenwand der Erweiterung 13» der danebenliegenden Seitenwand des Ventilsitzteils 34, der unteren Oberfläche
des Ringteiles 32 und der oberen Oberfläche des Gehäuses 24 ein ringförmiger Zwischenraum ausgebildet.
Ein anderer Elastomerdichtungsring 44 ist in diesen ringförmigen Zwischenraum aufgenommen und bildet eine
zweite flüssigkeitsdichte Dichtung zwischen dem Ventilkammergehäuse 24 und dem Ventilgehäuse 10.
Es sei angemerkt, daß das Ringteil 32 an seiner unteren Stirnseite aufgeweitet ist, um einen komplementären
zylinderisehen Aufsatz 46 aufzunehmen, der am Boden
des Ventilsitzteils 34 ausgebildet ist. Die komplementären Oberflächen der Seitenwände des Ringteiles 32
und des Ventilsitzteiles 34 wirken ausrichtend auf das Ventilsitzteil innerhalb der Hauptbohrung 12 des
Gehäuses und auch um die Dichtungsringe 38 und 44 in ihre zugeordneten ringförmigen Räume zu pressen.
Ein Ventilteller 48 wird gegen die obere Oberfläche 35 des Ventilsitzes 34 von einem Kolben 50, auf den
eine vertikal verlaufende Feder 52 wirkt, gedruckt. Der Teller besitzt eine zylinderische Gestalt, die
eine flache kreisförmige Bodenfläche 54 besitzt, deren Durchmesser wenigstens dreimal größer als der Durchmesser
der Ventilsitzbohrung 36 ist. Beispielsweise wurde für den Betrieb bei einem Systemdruck von 687 bar
(10 000 p.s.i.g.) das Verhältnis Tellerdurchmesser zu Einlaßdurchmesser gleich 5 : 1 gewählt; die Einlaßboh-
809851/0966
rung hatte 2,54 . 3/16 cm (3/16 inches) Durchmesser
und der Durchmesser des Tellers war 2,54 .15/16 cm
(15/16 inches). Der Durchmesser der Bohrung 33 des Ringteiles 32 ist größer als der Außendurchmesser
48, um dadurch einen kurzen, der Länge nach sich erstreckenden ringförmigen Durchgang 56 zu liefern, welcher
die zylinderische Seitenwand 57 des Tellers umgibt und welcher von der Grenzfläche zwischen dem Teller
und dem Ventilsitz in eine Kammer 58 führt, die innerhalb der Bohrung 12 des Gehäuses 10 ausgebildet ist.
In dem hier beschriebenen Druckregelventil ist der Tellerdurchmesser 2,54 . 15/16 cm (15/16 inches) und der Durchmesser
der Bohrung 33 beträgt 2,54 . 17/16 cm (17/16 inches), wodurch ein ringförmiger Durchgang 56 erzeugt wird, welcher
2,54/16 cm (1/16 inches) breit ist.
Der Teller 48 besitzt eine flache obere Oberfläche 59, in der mittig eine kugelförmige Vertiefung 60 zur Aufnahme
einer Kugel 62 ausgebildet ist. In einer Pfanne 66, welche sich von der Mitte der unteren Stirnseite
des Kolbens 50 erstrecktest eine kugelförmige Vertiefung 64 ausgebildet, in welcher dia Oberseite der Kugel
62 eingefügt ist. Die Tiefen der gegenüberliegenden Vertiefungen 60 bzw. 64 sind angepaßt, um einen hinreichenden
Zwischenraum zwischen der Unterseite der Pfanne 66 und der oberen Oberfläche 59 bereitszustellen,
um dem Teller das freie Schwenken um die vertikale Achse der Kugel 62 zu erlauben.
Der Kolben 50 bewegt sich innerhalb einer gleichmäßigen Erweiterung 70 hin und her, welche im unteren Ende des
röhrenförmigen Gehäuses 18 ausgebildet ist. Die Erweiterung 70 ist koaxial mit der Einlaßbohrung 36; auf
diese Weise bewegen sich der Kolben 50, die Kugel 62 und der Teller 48 längs einer Achse hin und her, welche
koaxial zur Einlaßbohrung 36 ist. Der Kolben besitzt
809851/0966
/ty
eine darauf ausgebildete Umfangsnut und ein Elastomerring 72 ist in die Nut aufgenommen, um eine Niederdruckdichtung
mit niedriger Reibung zwischen dem Kolben und der Wand der Erweiterung 70 zu bilden. Ein Stößel 74
ist mittels Gewinde in der Oberseite 76 des Kolbens aufgenommen, so daß er sich nach oben durch die Feder
52 erstreckt. Das obere Ende 78 des Stößels 74 ist gleitend in der Bohrung einer ringförmigen Buchse 80 aufgenommen,
welche in der Bohrung einer Schraubenmutter 82 befestigt ist. Die Schraubenmutter ist in das Ende einer
Bohrung am oberen Ende des Gehäuses 18 eingeschraubt. Die Feder 52 besteht aus einem Stapel von Bellville-Scheiben
86, die zwischen der Oberseite 76 des Kolbens und der Unterseite der Schraubenmutter 82 gepreßt sind.
Es versteht sich natürlich, daß die Größe des Druckes, der von der Feder 52 auf den Kolben und dadurch auf den
Teller 48 ausgeübt wird, von der vertikalen Einstellung der Schraubenmutter 82 abhängt. Demgemäß kann der gewünschte
Systemdruck, bei welchem die Ventileinrichtung einen Nebenfluß erlaubt, durch diese Einstellung reguliert
werden.
Wenn der Druck der Flüssigkeit innerhalb der Einlaßbohrung 36 des Ventilsitzes den gewünschten Systemdruck
überschreitet, hebt der Ventilteller 48 vom Ventilsitz 34 ab und erzeugt einen ringförmigen Durchgang 88 zwischen
der flachen oberen Oberfläche 35 des Sitzes und der gegenüberliegenden flachen Bodenfläche 54 des Tellers,
Der Durchgang 88 ist relativ lang (wegen der Weiten des Ventilsitzes und des Tellers) in Bezug auf die Tellersitz-Durchgänge
bekannter Druckregelventiles des Standes der Technik^ Aufgrund der Länge des Durchgangs ist eine
große ringförmige Verzögerungsregion zwischen seinem ringförmigen Einlaß an der Mündung der Bohrung 36 und
seinem ringförmigen, unmittelbar unterhalb der Seitenwand 57 des Ventiltellers angeordneten Ausgang ausge-
809851/0966
bildet. Im Verzögerungsbereich wächst die Fläche des Strömungsquerschnittes radial in einer allmählichen
kontrollierten Weise. Demgemäß wird, wenn bei sehr hohen Flüssigkeitsdrucken gearbeitet wird, der Flüssigkeitsstrom
hoher Geschwindigkeit, der im Drosselbereich neben der Bohrung 36 erzeugt wird, im wesentlichen in
einer allmählichen und kontrollierten Weise verzögert, bevor er am oberen Ende 41 des ringförmigen Teils 32
ausströmt.
Im vorstehend beschriebenen Ventil, wo der Teller einen äußeren Durchmesser aufweist, der fünfmal größer als
der Durchmesser der Einlaßbohrung 36 ist, wächst der Strömungsquerschnitt zwischen dem Teller und dem Sitz
in linearer Weise vom Einlaß zum Auslaß des Flüssigkeitsdurchgangs, wobei die Querschnittsfläche am Auslaß
fünfmal größer als die Querschnittsfläche am Einlaß des Durchgangs ist. Ein wesentlicher Anteil der totalen
hydrokinetischen Energie der Flüssigkeitsströmung von der Einlaßbohrung 36 wird durch den Aufprall gegen die
gegenüberliegenden Oberflächen 35 und 54 (legen den Durchgang 88 fest), wenn die Strömung am ringförmigen
inneren Teil des Durchgangs 88 gedrosselt und danach verzögert wird, in Wärme umgewandelt. Die weite ringförmige
Berührungsfläche zwischen dem Sitz und dem Teller bewirkt, daß der Flüssigkeitsstrom aus dem Durchgang
88 bei einer wesentlich reduzierten Geschwindigkeit austritt, wodurch die Erosion minimalisiert wird, welche
den Aufprall des aus dem Durchgang 88 austretenden Stroms gegen das umgebende ringförmige Teil 32 zuzuschreiben ist.
Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß die Flüssigkeit, welche vom Durchgang 88 radial nach außen in den
Durchgang 56 austritt, auf eine relativ große Aufprallfläche des ringförmigen Teils 32 aufprallt.
809851/0966
-χ-
Ein anderer Gesichtspunkt des Hochdruckventils gemäß der vorliegenden Erfindung ist, daß der Teller 48
durch den Druck des Nebenstroms relativ zum Ventilsitz 34 ausgerichtet wird. Der Teller kann innerhalb weiter
Grenzen, die durch den Abstand zwischen der Pfanne 66 des Kolbens 50 und der oberen Oberfläche 59 des Tellers
bestimmt sind, frei um die Kugel 62 geschwenkt werden. Die Kugel wird durch die Einfügung in die Pfannenvertiefung
64 koaxial zur Einlaßbohrung 36 gehalten, wodurch die Bodenfläche 54 des Tellers in einer konzentrischen
Stellung relativ zur Einlaßbohrung 36 gehalten wird. Die Bodenfläche des Tellers wird unter dem Einfluß der
Nebenströmung durch den Durchgang 88 in einer parallelen Orientierung relativ zur flachen oberen Oberfläche 35
des Sitzes gehalten. Wenn beim Öffnen des Ventils der Teller 48 leicht schief sein sollte, würde die asymmetrische
Verteilung des Flüssigkeitsdruckes unter dem schiefen Teller bewirken, daß der Teller relativ zum Sitz
geschwenkt wird, bis die vom Nebenstrom auf die Tellerfläche 54 ausgeübte Druckverteilung um die Tellermitte
gleichmäßig ist. Aufgrund der Symmetrie der kreisförmigen Bodenfläche des Tellers um die Einlaßbohrung 36 ist
die Tellerfläche 54 parallel zur Sitzfläche 35, wenn der von der Flüssigkeit am Teller ausgeübte Druck gleichmäßig
um die Mitte der Tellerfläche 54 verteilt ist.
Da die hydrokinetische Energie der abgeleiteten Flüssigkeit im wesentlichen innerhalb des ringförmigen Durchgangs
88 reduziert wird, ist der Flüssigkeitsdruck innerhalb der Kammer 58 relativ niedrig, wodurch es möglich
ist, daß die Dichtung zwischen dem Kolben 50 und der Erweiterung 70 eine Niederdruckdichtung mit niedriger
Reibung sein kann. Dadurch wird erreicht, daß der Kolben schnell auf Druckänderungen reagieren kann und dadurch
wirksam die Hochfrequenzdruckschwankungen dämpfen kann,
809851/0966
welche bei Hochdruckverdrängerpumpen allgemein auftreten.
Ein anderer wesentlicher Vorteil des Hochdruckventils nach der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß die
gegenüberliegenden flachen Oberflächen 35 bzw. 54 des Sitzes bzw. Verschlußstücks ohne Zusammenläppen der
beiden Teile in einem SchleifVorgang hergestellt werden
können. Wie früher erwähnt, ist ein solches Läppen bei den konisch ineinanderpassenden Oberflächen der Hochdruckventile
des Standes der Technik erforderlich, um sicherzustellen, daß eine flüssigkeitsdichte Abdichtung
zwischen den Oberflächen erhalten wird. Ein zusätzlicher Vorteil des Ventils nach der vorliegenden Erfindung
liegt darin, daß der Sitz oder der Teller allein entfernt werden können, ohne daß beide Teile gleichzeitig
entfernt oder die neuen und alten Teile aufeinander eingeschliffen werden müssen. Auch das Ringteil
kann getrennt entfernt werden, wenn es notwendig ist.
809851/0966
L e
e r s e i t e
Claims (5)
- Patentansprüche.' 1 J Druckregelventil für Hochdruck-Strömungssysteme mit einem Gehäuse, welches eine Kammer festlegt, einer Auslaßöffnung, die aus der Kammer führt, einem Ventilsitzteil, welches auf einer Seite der Kammer eine Arbeitsfläche und senkrecht zur Arbeitsfläche eine Einlaßbohrung aufweist, mit einem Ventilteller innerhalb der Kammer, welcher eine Arbeitsfläche aufweist, die anfänglich an der Arbeitsfläche anliegt, sowie mit einer Einstelleinrichtung, welche den Ventilteller gegen den Sitz drückt, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsflächen (35 bzw. 54) des Sitzes (34) bzw. Tellers (48) beide flach sind und Durchmesser aufweisen, die wenigstens dreimal größer als der Durchmesser der Einlaßbohrung (36) sind, wodurch während des Öffnens ein ringförmiger Durchgang (88) zwischen Sitz (34) und Teller (48) erzeugt wird, welcher eine anfängliche Einschränkung, welche den Durchfluß drosselt, und einen die Einschränkung umgebenden Verzögerungsbereich, welcher die Fläche des Strömungsquerschnitts für die Flüssigkeit wesentlich erhöht, um dadurch die Geschwindigkeit des gedrosselten Flusses in allmählicher, kontrollierter Weise v/esentlich zu vermindern , aufweist.
- 2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Durchmesser der gegenüberliegenden Arbeitsflächen (54 bzw. 35) des Tellers (48) bzw. Sitzes (34) fünfmal größer als der Durchmesser der Einlaßbohrung (36) ist.
- 3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Einstellein-809851/0966ORIGINAL JNSPECTEDrichtung einen koaxial zur Einlaßbohrung (36) ausgerichteten, am Gehäuse befestigten Zylinder (38), einen in den Zylinder (18) hin- und herbeweglich eingefügten Kolben (50), eine in den Zylinder (18) eingefügte Feder (52),um den Kolben (50) elastisch in Richtung Sitz (34) zu treiben und eine Kupplung zum kuppeln des Kolbens (50) an den Teller (48) enthält.
- 4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Kupplung eine Kugel (62) aufweist ,die in gegenüberliegenden Vertiefungen (60 bzw. 64), welche im Teller (48) bzw. Kolben (50) ausgebildet sind, aufgenommen ist.
- 5. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein ringförmiges Teil (32) vorgesehen ist, welches eine die flache Arbeitsfläche (35) des Ventilsitzes (34) umgebende Bohrung (33) aufweist, und daß die Bohrung von der Seitenfläche (57) des Tellers (50) einen Abstand hat, um einen der Länge nach sich erstreckenden Durchgang (56) zu erzeugen.809851/0966
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/805,756 US4142550A (en) | 1977-06-13 | 1977-06-13 | Pressure regulating valve |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2825862A1 true DE2825862A1 (de) | 1978-12-21 |
Family
ID=25192428
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19782825862 Pending DE2825862A1 (de) | 1977-06-13 | 1978-06-13 | Druckregelventil |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4142550A (de) |
DE (1) | DE2825862A1 (de) |
FR (1) | FR2394731A1 (de) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4632146A (en) * | 1984-03-27 | 1986-12-30 | Baird Manufacturing Company | Relief valve |
DE4439495C2 (de) * | 1994-10-25 | 1997-05-28 | Liebherr Aerospace Gmbh | Elektromagnetisch gesteuertes Wegesitzventil |
US20030106591A1 (en) * | 2001-11-16 | 2003-06-12 | Saurwein Albert C. | Unloading valve for ultra-high-pressure applications |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2021771A (en) * | 1934-05-23 | 1935-11-19 | Westinghouse Air Brake Co | Release insuring device |
US2568026A (en) * | 1945-03-28 | 1951-09-18 | Gulf Research Development Co | Relief and control valve |
GB647614A (en) * | 1948-08-31 | 1950-12-20 | Cyril Henry Middup | Improvements in safety valves |
US2874718A (en) * | 1954-09-23 | 1959-02-24 | Bendix Aviat Corp | Hydraulic fuel shut-off valve |
US3006364A (en) * | 1959-10-01 | 1961-10-31 | William M Osborn | Adjustable by-pass valve and accumulator |
US3168108A (en) * | 1962-12-11 | 1965-02-02 | Robbins Aviat Inc | Fluid valve |
-
1977
- 1977-06-13 US US05/805,756 patent/US4142550A/en not_active Expired - Lifetime
-
1978
- 1978-06-09 FR FR7817325A patent/FR2394731A1/fr not_active Withdrawn
- 1978-06-13 DE DE19782825862 patent/DE2825862A1/de active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2394731A1 (fr) | 1979-01-12 |
US4142550A (en) | 1979-03-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE602005000662T2 (de) | Einspritzventil einer Brennkraftmaschine | |
EP0302068B1 (de) | Rückschlagventil | |
DE3407878C1 (de) | Rueckschlagventil fuer die Stempel von Schreitausbaugestellen | |
DE4428667C2 (de) | Kombiniertes Stromregel- und Druckregelventil für eine Pumpe und mit patronenförmigem Ventilgehäuse | |
DE10245573A1 (de) | Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen | |
DE2413212A1 (de) | Schnellschluss-trennventil | |
DE3905636A1 (de) | Schieberventil | |
DE2413273C3 (de) | Druckminderventil | |
EP0200182B1 (de) | Hydraulisches Steuerventil in Kolben-Schieber-Bauweise | |
DE3840013C2 (de) | Sicherheitsventil | |
DE3045075C1 (de) | Ausstroemstufe fuer Drosselvorrichtung | |
EP1319878B1 (de) | Rückschlagventil | |
DE3404982C2 (de) | ||
DE3611973C2 (de) | Nebenschlußventil | |
DE2442088A1 (de) | Hydraulikkopf fuer eine einspritzpumpe | |
EP0278333B1 (de) | Steuervorrichtung für einen Rohrtrenner | |
DE2825862A1 (de) | Druckregelventil | |
DE2846250A1 (de) | Kombinationsventil | |
DE3239908A1 (de) | Hoechstdruckwaehlvorrichtung | |
DE102018208352A1 (de) | Hydraulische Spülventilanordnung | |
DE2554445A1 (de) | Regelventil | |
DE3013235A1 (de) | Kegelventil zur regelung des durchflusses eines unter druck stehenden fluids | |
EP0089568B1 (de) | Druckmittelbetätigte Drehantriebs-Stellvorrichtung | |
DE3828025A1 (de) | Daempfungssystem fuer fluid-zylinder | |
DE2030985A1 (de) | Kraftstoffeinspritzvorrichtung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OAP | Request for examination filed | ||
OD | Request for examination | ||
OHW | Rejection |