DE2833314C2

DE2833314C2 -

Info

Publication number: DE2833314C2
Application number: DE19782833314
Authority: DE
Inventors: Reiner Dipl.-Ing. 4950 Minden De Strangfeld
Original assignee: Dal-Georg Rost & Soehne & Co Kg 4952 Porta Westfalica De GmbH
Current assignee: ROST GMBH & CO KG, 4952 PORTA WESTFALICA, DE
Priority date: 1978-07-29
Filing date: 1978-07-29
Publication date: 1988-04-28
Also published as: DE2833314A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Selbstschlußarmatur gemäß Gattungs begriff des Anspruchs 1. Bei Selbstschlußarmaturen können insbe sondere dann, wenn die Ventilsitze relativ groß sind, in der Schließphase des Ventiles hohe Druckspitzen in der Versorgungs leitung auftreten, da auf den Schließkörper in der Endphase der Schließbewegung in Schließrichtung zusätzliche hydraulische Kräfte angreifen, die den Schließkörper beschleunigt gegen den Sitz drücken. Diese Kräfte resultieren aus der immer größer werdenden Druckdifferenz zwischen dem Eingangsstutzen und der Entlastungskammer der Armatur. Andererseits stellt sich dabei in der unmittelbaren Endphase der Schließung im immer enger werdenden Öffnungsspalt des sich schließenden Ventils eine immer stärker werdende Strömung ein, die zu einer starken Belastung der gummielastischen Dichtung führt, so daß die Dichtung in Schließrichtung aus der Nut gezerrt wird und auch hierdurch eine plötzliche Ventilschließung auftreten kann.The invention relates to a self-closing valve according to the genus Concept of claim 1. With self-closing fittings in particular especially when the valve seats are relatively large in the Valve closing phase high pressure peaks in the supply occur because of the closing body in the final phase of Closing movement in the closing direction additional hydraulic Attack forces that accelerate the closing body against the Press the seat. These forces result from the ever increasing increasing pressure difference between the inlet connection and the Relief chamber of the valve. On the other hand, it turns out in the immediate final phase of closing in the ever closer opening gap of the closing valve one always stronger flow leading to a heavy load the rubber-elastic seal leads, so that the seal in Closing direction is pulled out of the groove and thereby a sudden valve closure can occur.

Bei einer Selbstschlußarmatur der gattungsgemäßen Art (DE-OS 26 09 137) ist durch den vorgesehenen Kanal zwischen der Rückseite der Dichtung und der Entlastungskammer in gewissem Umfang Abhilfe geschaffen, weil die in der Schließphase große Druckdifferenz zwischen dem Eingangsstutzen der Armatur und der Entlastungskammer auf die Rückseite der Dichtung geleitet wird. With a self-closing valve of the generic type (DE-OS 26 09 137) is through the intended channel between the Back of the seal and the relief chamber in some Scope remedied because the large in the closing phase Pressure difference between the inlet connection of the valve and the relief chamber to the back of the seal becomes.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß es in der Endphase der Schließung immer noch zu einem unzeitigen Herauszerren der Dichtung aus der Nut kommen kann. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß sich die Dichtung dem Ventilsitz mit einem umlaufenden Flächenabschnitt oder einer umlaufenden Kante nähert, so daß hier eine besonders starke Strömung mit entsprechend starkem Unterdruck auftritt. Unterhalb dieser Zone herrscht Atmosphärendruck. Oberhalb dieser Zone herrscht der sich laufend steigernde Druck, wie er im Eingangsstutzen herrscht, während am Nutgrund bei der dort ge wählten Ausgestaltung, bei der am oberen Nutgrundende und am unteren Nutgrundende jeweils ein Kanal vorgesehen ist, ein vor gegebener Druckbruchteil, beispielsweise der halbe Druck des Eingangsstutzens, nämlich der sich in der Entlastungskammer einstellende Druck herrscht. Bei der vorbekannten Ausgestaltung ist an der Oberseite der Nut eine der Dichtung zugeordnete axiale Abdichtung für das Druckgefälle zwischen Eingangsstutzen und Entlastungskammer vorgesehen, während an der Unterseite der Nut der Druck der Entlastungskammer praktisch gegen den Atmosphärendruck sowie eine Unterdruckzone arbeiten kann. Somit kann es unter Umständen in diesem unteren Bereich noch zu einem vorzeitigen Herauszerren aus der Nut kommen, während im oberen Bereich aus Toleranzgründen die axiale Abdichtung an der oberen Nutwand unter Berücksichtigung üblicher Verschleißerscheinungen im Dauerbetrieb problematisch werden kann.However, it has been shown that it is in the final stages of closure still pulling the seal out of the Groove can come. It should be noted that the Seal the valve seat with a circumferential surface section or approaching a circumferential edge, so that here a special strong current occurs with a correspondingly strong negative pressure. Below this zone there is atmospheric pressure. Above this Zone is the constantly increasing pressure, as it is in the Inlet pipe prevails, while at the bottom of the groove there selected configuration, at the top of the bottom of the groove and on a channel is provided at the bottom of the bottom of the groove, one in front given pressure fraction, for example half the pressure of the Entrance nozzle, namely the one in the relief chamber adjusting pressure prevails. In the previously known configuration is at the top of the groove associated with the seal axial seal for the pressure drop between inlet connection and relief chamber provided while at the bottom of the Nut the pressure of the relief chamber practically against the Atmospheric pressure and a negative pressure zone can work. Consequently there may be one in this lower area early pulling out of the groove while in the top Area for tolerance reasons, the axial seal on the top Groove wall taking into account normal signs of wear can become problematic in continuous operation.

Bei einem Umschaltventil mit magnetisch auslösbarem Hilfsventil und mit gattungsmäßig abweichender Ausgestaltung ist es bekannt, einen die dortige Entlastungskammer mit der dem Ventilsitz abge wandten Rückseite verbindenden Kanal etwa im mittleren Bereich im Nutgrund münden zu lassen. Eine mit der gattungsgemäßen Selbstschlußarmatur vergleichbare Problematik liegt der dortigen Anordnung nicht zugrunde.With a changeover valve with a magnetically triggered auxiliary valve and with a different design in terms of genre, it is known one the abge relief chamber there with the valve seat turned back connecting channel about in the middle to flow into the bottom of the groove. One with the generic Self-closing armature comparable problem lies there Order not based.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Selbstschlußarmatur der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei der mit einfachen Mitteln ein unzeitiges Herauszerren der Dichtung in der Schließphase der Armatur besonders zuver lässig vermieden wird.The present invention has for its object a To create self-closing valve of the generic type, at who, with simple means, pulls out the Seal especially in the closing phase of the valve is casually avoided.

Die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1.The solution according to the invention results from the characterizing Part of claim 1.

Die besonders zuverlässige Funktionsweise resultiert im wesent lichen daraus, daß der Abstand zwischen der umlaufenden Dichtkante und der Dichtungsunterseite, auf den theoretisch die Druck differenz zwischen dem Druck in der Entlastungskammer und damit im Kanal einerseits und dem Atmosphärendruck bzw. dem Unterdruck im Bereich der Dichtungskante andererseits wirkt, bewußt klein gehalten ist, so daß sich die Druckdifferenz nicht mehr negativ im Sinne des Herauszerrens des unteren Dichtungsbereiches aus wirken kann. Zusätzlich wird hier die Dichtung auf ihrer Rück seite mit einer diesem Abstand entsprechenden Länge radial dicht und fest an den Nutgrund angepreßt. Da ferner auch die Dichtung in ihrem oberen unteren Bereich radial vollflächig angepreßt und abgedichtet liegt, entfallen die Probleme einer axialen Nutabdichtung, so daß von daher auch die genannten Toleranzprobleme nicht mehr auftreten.The particularly reliable mode of operation essentially results Lichen from it that the distance between the circumferential sealing edge and the underside of the seal, on which theoretically the pressure difference between the pressure in the relief chamber and thus in the channel on the one hand and atmospheric pressure or negative pressure in the area of the sealing edge, on the other hand, acts deliberately small is held so that the pressure difference is no longer negative in the sense of pulling out the lower sealing area can work. In addition, here the seal is on its back side with a length corresponding to this distance radially pressed tightly and firmly against the groove base. Since also the Seal in its upper lower area radially over the entire surface pressed and sealed, the problems of one axial groove seal, so that therefore the above Tolerance problems no longer occur.

Da beim auf dem Ventilsitz aufsitzenden Schließkörper der Druck in der Entlastungskammer auf den Druckwert des Eingangsstutzens ansteigt und damit auch der Druck im Kanal entsprechend ansteigt und somit dann eine besonders große Druckdifferenz zum Atmosphären druck unterhalb der Dichtkante der Dichtung auftreten könnte, wird durch ein entsprechendes Übermaß der Dichtung dafür Sorge getragen, daß die Dichtung vor dem Schließkörper selbst den Ventilsitz er reicht. Die flache Eindrehung im Nutgrund hat dabei die Wirkung, daß ein aus diesem Übermaß resultierender Verschleiß der Dichtung in geringen Grenzen gehalten werden kann. Durch die Einsaugung der Dichtung in die flache Eindrehung kommt es praktisch zu einer kleinen Kippbewegung der Dichtkante um die Übergangskante zwischen Eindrehung und Nutgrund in Richtung vom Ventilsitz fort, so daß das Übermaß zunächst etwas verringert wird und sich das volle Übermaß erst bei dem vorstehend genannten Druckausgleich bei vollständiger Schließung einstellt.Since the pressure on the closing body seated on the valve seat in the relief chamber to the pressure value of the inlet connection increases and thus the pressure in the channel also increases accordingly and thus a particularly large pressure difference to the atmosphere pressure below the sealing edge of the seal could occur ensured by an appropriate excess of the seal, that the seal in front of the closing body itself the valve seat enough. The flat recess in the groove base has the effect that wear of the seal resulting from this excess can be kept within narrow limits. By suction the seal in the shallow recess practically comes to a small tilting movement of the sealing edge around the transition edge between the recess and the bottom of the groove in the direction of the valve seat away, so that the excess is initially somewhat reduced and the full excess only with the above Pressure equalization at full closure sets.

Bevorzugte weitere Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Preferred further configurations are in the subclaims featured.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nach stehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigenAn embodiment of the subject matter of the invention is shown in standing described with reference to the drawing. Show it

Fig. 1 eine Selbstschlußarmatur in Form eines Druckspülers in schematisierter Schnittdarstellung, Fig. 1 is a self-closing valve in the form of a flush valve in a schematic sectional illustration,

Fig. 2 eine Teilschnittdarstellung der Selbstschlußarmatur nach Fig. 1 in vergrößertem Maßstab. Fig. 2 is a partial sectional view of the self-closing fitting according to Fig. 1 on an enlarged scale.

Die in Fig. 1 dargestellte Selbstschlußarmatur hat ein Gehäuse 1 mit einem Eingangsstutzen 2 und einem Abgangsstutzen 3. Im darge stellten Ausführungsbeispiel bewegt sich ein Ventilkolben 4, über dem sich eine Entlastungskammer 5 befindet, die über eine Ent lastungsleitung 6, in der ein Entlastungsventil 7 angeordnet ist, mit dem Abgangsstutzen 3 verbunden ist. Die Entlastungskammer 5 steht mit dem Eingangsstutzen 2 über eine Ausgleichsdüse 10 in Verbindung. The self-closing fitting shown in FIG. 1 has a housing 1 with an inlet connector 2 and an outlet connector 3 . In the illustrated embodiment, a valve piston 4 moves, over which there is a relief chamber 5 , which is connected via a discharge line 6 , in which a relief valve 7 is arranged, to the outlet connection 3 . The relief chamber 5 is connected to the inlet connection 2 via a compensating nozzle 10 .

In dem Kolben 4 ist an seinem unteren Ende in einer Nut 12 eine Dichtung 8 angeordnet, die außenseitig mit einem Ventil sitz 9, der abschnittsweise schwach konisch ausgebildet ist, zusammenwirken kann. Die Dichtung 8 wird dabei unter stati scher Vorspannung in die Nut 12 eingesetzt.In the piston 4 , a seal 8 is arranged at its lower end in a groove 12 , which can cooperate on the outside with a valve 9 , which is partially conical in sections. The seal 8 is inserted under static tension in the groove 12 .

Der Grund 12 a der Nut weist eine flache Eindrehung 12 b auf und etwa mittig in dieser Eindrehung mündet im mittleren Bereich der Nut ein Kanal 13, der über den hohlen Ventilkolben 4 in leitender Verbindung mit der Entlastungskammer 5 steht.The base 12 a of the groove has a flat recess 12 b and approximately centrally in this recess a channel 13 opens in the central region of the groove, which is in conductive connection with the relief chamber 5 via the hollow valve piston 4 .

Die Dichtung 8 hat rückwärtige Dichtungsanpreßflächen 8 a und 8 b, die zu beiden Seiten der Eindrehung 12 b am Nutgrund 12 a anliegen und eine radiale Abdichtung in Richtung der hydraulischen Schließ kräfte gegenüber der Entlastungskammer bewirken.The seal 8 has rear sealing pressure surfaces 8 a and 8 b , which rest on both sides of the recess 12 b on the groove base 12 a and cause a radial seal in the direction of the hydraulic closing forces with respect to the relief chamber.

Die Dichtung 8 hat ferner in ihrem mittleren Außenbereich, d. h. auf der der Kanalmündung abgewandt liegenden Seite, eine konkave Kontur 8 c, die sich zwischen zwei Dichtungskanten erstreckt, von denen die untere Dichtungskante 8 d diejenige ist, die am nächsten zum Ventilsitz 9 liegt und am ehesten mit diesem in Berührung kommt.The seal 8 also has in its central outer region, ie on the side facing away from the channel mouth, a concave contour 8 c , which extends between two sealing edges, of which the lower sealing edge 8 d is the one that is closest to the valve seat 9 and most likely comes into contact with it.

Diese umlaufende Dichtkante 8 d der Dichtung 8 liegt um einen im Verhältnis zur Höhe H der Dichtung kleinen Abstand a über der Dichtungsunterseite 8 e, die ihrerseits auf der Unterseite 12 c der Nut 12 aufliegt. Die Dichtungsanpreßfläche 8 b auf der Rückseite der Dichtung 8 erstreckt sich dabei mindestens über einen Höhen bereich, der dem Abstand a entspricht. Der untere Übergangsbereich zwischen der Eindrehung 12 b und dem Nutgrund, gegen den sich die Dichtungsanpreßfläche 8 b anlegt, definiert eine Kante 12 d, deren Funktion nachstehend näher erläutert wird. This circumferential sealing edge 8 d of the seal 8 lies by a small distance a in relation to the height H of the seal a above the seal bottom 8 e , which in turn rests on the underside 12 c of the groove 12 . The sealing pressure surface 8 b on the back of the seal 8 extends at least over a height range that corresponds to the distance a . The lower transition region between the recess 12 b and the groove base, against which the sealing contact surface 8 b bears, defines an edge 12 d , the function of which is explained in more detail below.

In der Schließphase dieser Selbstschlußarmatur herrscht im Kanal 13 der Druck der Entlastungskammer 5, der einem bestimmten Bruchteil, beispielsweise der Hälfte des Druckes im Eingangs stutzen 2 entspricht. Der Druck des Eingangsstutzens 2 herrscht im oberen Bereich der Dichtung 8. Unterhalb der Dichtkante 8 d herrscht Atmosphärendruck entsprechend dem Druck im Abgangs stutzen 3. Im unmittelbaren Bereich vor der Dichtkante 8 d zwischen dieser und dem Ventilsitz 9 stellt sich in der Schließ phase eine starke Strömung ein, die einen Unterdruck bewirkt. Durch die Druckdifferenz zwischen dem Druck im oberen Dichtungs bereich und dem Druck im Kanal 13 wird die Dichtung 8 in die flache Eindrehung 12 b gesaugt. Die Eindrehung ist aus Gründen der Illustration in Fig. 2 deutlich vergrößert dargestellt. Sie ist in der Praxis kleiner. Durch die Einsaugung kommt es zu einer kleinen Kippbewegung der Dichtkante 8 d um die Kante 12 d in Richtung vom Ventilsitz 9 fort. Das erforderliche Übermaß der Dichtung 8 dergestalt, daß die Dichtkante 8 d in jedem Fall vor dem Ventilkolben 4 auf den Ventilsitz 9 aufsetzt, wird da durch verringert, bleibt jedoch als solches noch vorhanden. Die Verringerung führt zu einem verringerten Verschleiß. Im Augenblick des Aufsetzens des Ventilkörpers 4 auf den Ventil sitz 9 mit entsprechendem Druckausgleich zwischen dem oberen Dichtungsbereich und dem Kanal 13 stellt sich das volle Übermaß dann wieder ein.In the closing phase of this self-closing fitting, the pressure in the relief chamber 5 prevails in the duct 13 , which corresponds to a certain fraction, for example half of the pressure in the inlet 2 . The pressure of the inlet connector 2 prevails in the upper region of the seal 8 . Below the sealing edge 8 d there is atmospheric pressure corresponding to the pressure in the outlet 3 . In the immediate area in front of the sealing edge 8 d between this and the valve seat 9 , a strong flow occurs in the closing phase, which causes a vacuum. Due to the pressure difference between the pressure in the upper seal area and the pressure in the channel 13 , the seal 8 is sucked into the flat recess 12 b . For the sake of illustration, the indentation is shown clearly enlarged in FIG. 2. In practice it is smaller. The suction leads to a small tilting movement of the sealing edge 8 d around the edge 12 d in the direction of the valve seat 9 . The required excess of the seal 8 such that the sealing edge 8 d is in any case in front of the valve piston 4 on the valve seat 9 is reduced by, but remains as such. The reduction leads to reduced wear. At the moment of placing the valve body 4 on the valve seat 9 with a corresponding pressure equalization between the upper sealing area and the channel 13 , the full excess is then set again.

Die Druckdifferenz zwischen dem Druck im Kanal 13 und dem Atmosphärendruck unterhalb der Dichtkante 8 d sowie dem hier herrschenden Unterdruck vermag sich gegenüber der Anpressung der Dichtung 8 praktisch nicht mehr auszuwirken, so daß es nicht zu einem Herauszerren der Dichtung aus der Nut kommt. Hierzu trägt einmal bei, daß der Abstand a klein ist und zum anderen, daß über diesen Abstand a die untere rückwärtige Dichtungsanpreßfläche 8 b am Nutgrund fest angepreßt ist. The pressure difference between the pressure in the channel 13 and the atmospheric pressure below the sealing edge 8 d and the prevailing negative pressure can practically no longer have an effect on the pressure on the seal 8 , so that the seal is not pulled out of the groove. This contributes to the fact that the distance a is small and the other that the lower rear sealing contact surface 8 b is firmly pressed against the groove base via this distance a .

Die konkave Kontur 8 c im mittleren Außenbereich der Dichtung 8 begünstigt die angestrebten Verhältnisse noch, weil sie in diesem Bereich eine Vergrößerung des Strömungsquerschnittes bedeutet, was zu einer Herabsetzung derjenigen hydraulischen Kräfte führt, die darauf gerichtet sind, die Dichtung 8 aus der Nut 12 heraus zu zerren.The concave contour 8 c in the central outer region of the seal 8 further favors the desired conditions, because in this region it means an increase in the flow cross section, which leads to a reduction in the hydraulic forces which are directed at the seal 8 out of the groove 12 to tug.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß, gesehen in Draufsicht, die Dichtung 8 zumindest im Bereich der Dicht kante 8 d eine unrunde Außenkontur hat. Bei einer runden Außen kontur kommt theoretisch auf dem ganzen Umfang die Dichtkante 8 d gleichzeitig am Ventilsitz 9 zur Anlage, was das schlagartige Schließen der Armatur begünstigt. Bei einer unrunden Außen kontur ergibt sich insgesamt eine weichere Schließung dadurch, daß das Schließen, gesehen über den Umfang, abschnittsweise erfolgt.According to a further embodiment it is provided that, seen in plan view, the seal 8 at least in the area of the sealing edge 8 d has a non-circular outer contour. With a round outer contour, theoretically, the sealing edge 8 d comes simultaneously to the valve seat 9 on the entire circumference, which favors the sudden closing of the valve. In the case of a non-circular outer contour, the overall result is a softer closure in that the closure, seen over the circumference, takes place in sections.

Claims

1. Self-closing valve with a movable relative to a valve seat closing body, which carries a seal in a groove, and an adjacent to the closing body relief chamber, which is in communication with the inlet port of the valve via a compensating nozzle, wherein the relief chamber with the valve seat rear side facing away from the seal connecting channel is provided which opens into the groove base of the groove and the gasket rear, surfaces on the groove bottom adjacent radial supporting and cooperating with the seat sealing edge has, which is based on the seal height at a distance above the seal base, characterized in net that the channel ( 13 ) opens approximately in the middle in a shallow recess ( 12 b ) in the groove base ( 12 a ), the rear supporting surfaces of the seal ( 8 ) as lying on both sides of the channel mouth sealing pressure surfaces ( 8 a , 8 b ) sin for the seal against the relief chamber ( 5 ) d and the distance ( a ) of the sealing edge ( 8 d ), based on the seal height ( H ) is small, the lower sealing contact surface ( 8 b ) extending at least over this distance ( a ).

2. Self-closing fitting according to claim 1, characterized in that the seal ( 8 ) has a concave contour ( 8 c ) on its central outer region facing away from the channel mouth.

3. Self-closing fitting according to claim 1, characterized in that the seal ( 8 ) at least in the region of its sealing edge ( 8 d ) has a non-circular outer contour.