DE2853719A1 - Valve for high speed fluid flow - has hard-wearing steel ring fitting over piston to form seal - Google Patents
Valve for high speed fluid flow - has hard-wearing steel ring fitting over piston to form sealInfo
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Abstract
Description
Akte~78-10/20-118 File ~ 78-10 / 20-118
- 3 Firma Siebeck Metallwerk GmbH, Am Sandbach 35-41, 4030 Ratjnqen - 3 Siebeck Metallwerk GmbH, Am Sandbach 35-41, 4030 Ratjnqen
Ventil für Flüssigkeiten mit hoher Strömungsgeschwindigkeit. Valve for liquids with high flow velocity.
Die Erfindung betrifft ein Ventil für Flüssigkeiten mit höher Strömungsgeschwindigkeit.The invention relates to a valve for liquids with a high flow rate.
Es ist bekannt, daß Absperrorgane für Flüssigkeiten mit hoher Strömungsgeschwindigkeit auch dann einem starken Verschleiß unterliegen, wenn die strömende Flüssigkeit keine Festkörper mitführt.It is known that shut-off devices for liquids with high Flow velocity are also subject to severe wear when the flowing liquid is not a solid carries.
Bei einem Absperrorgan für Flüssigkeiten mit hoher Strömung s*- geschwindigkeit müssen daher Vorkehrungen getroffen werden, den Verschleiß gering zu halten, andererseits sollen abef auch die dem Verschleiß ausgesetzten Teile leicht zugänglich und auswechselbar sein. Da zur Erzielung hoher Strömungen geschwindigkeiten und gegebenenfalls großer Förderhöhen hohe Drücke erforderlich sind, müssen die Absperorgane außerdem diesen hohen Drucken standhalten und sollen auch bei hohen Drücken leicht bedienbar sein.With a shut-off device for liquids with high flow s * - speed, precautions must therefore be taken to keep wear and tear to a minimum; on the other hand, abef the parts exposed to wear and tear are also easily accessible and be interchangeable. As to achieve high currents speeds and, if necessary, high conveying heights high pressures are required, the shut-off devices must also withstand these high pressures and should also be easy to operate at high pressures.
Es ist ein Ventil bekannt mit einem Gehäuse, an dem ein Zulaufrohr und ein über eine Flanschverbindung mit dem Gehäuse verbundenes Auslaufrohr angeordnet ist, wobei im Gehäuse an der Verbindungsstelle mit dem Auslaufrohr ein ringförmig ausgebildeter, aus Chromnickelstahl bestender Ventilsitz mit konischer Dichtungsfläche angeordnet ist und mit einer in einer Erweiterung des Gehäuseinnenraumes koaxial zur Längsachse des Gehäuses angeordneten, mit dem Gehäuse fest verbundenen Führungsbuchse, deren dem Zulaufrohr zugewandte Seite abgeschlossen und deren dem Ventilsitz zugewandten Seite offen ist und in der ein KolbenA valve is known with a housing on which an inlet pipe and a flange connection to the housing connected outlet pipe is arranged, wherein in the housing at the connection point with the outlet pipe a ring-shaped one made of chrome-nickel steel Valve seat is arranged with a conical sealing surface and with one in an extension of the housing interior Coaxially arranged to the longitudinal axis of the housing, fixedly connected to the housing guide bushing, the the side facing the inlet pipe closed and the side facing the valve seat is open and in which a piston
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dichtend geführt ist, der über einen durch das Gehäuse nach außen geführten Antriebsmechanismus in Richtung auf den Ventilsitz bewegbar ist und der an seiner dem Ventilsitz zugewandten Seite ein ringförmiges Dichtungselement aufweist, das bei geschlossenem Ventil-an der Dichtungsfläche des Ventilsitzes anliegt.is guided in a sealing manner, via a drive mechanism guided outward through the housing in the direction of the The valve seat is movable and which has an annular sealing element on its side facing the valve seat, which rests against the sealing surface of the valve seat when the valve is closed.
Das bekannte Ventil hat den Nachteil, daß es insbesondere am Ventilteller Dichtungsringe aus Gummi oder einem ähnlichen Material benötigt, die dem Verschleiß stark ausgesetzt sind, und daß es nur innerhalb eines begrenzten Bereiches von Strömungsgeschwindigkeiten und Drücken verwendbar ist.The known valve has the disadvantage that there is sealing rings made of rubber or the like, in particular on the valve disk Material is required that is subject to severe wear and tear, and that it is only within a limited range of Flow rates and pressures can be used.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe bestand darin, ein Ventil der obengenannten Bauart so weiterzubilden, daß es in einem weiteren Bereich von Strömungsgeschwindigkeiten und Drücken, beispielsweise bis zu 2<50 bar eingesetzt werden kann und auch bei den sehr hohen Drücken leicht bedienbar ist und bei dem an den entscheidenden Dichtungsstellen nur hoch verschleißfeste a leicht auswechselbare Bauteile eingesetzt werden.The object on which the invention is based was to develop a valve of the above-mentioned type in such a way that it can be used in a wider range of flow rates and pressures, for example up to 2 <50 bar can and is easy to use even at the very high pressures and only at the crucial sealing points highly wear-resistant and easily replaceable components are used.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß das Dichtungselement als auf die Mantelfläche des Kolbens aufgeschobener hohlzylindrischer Ring aus hochverschleißfestem Stahl ausgebildet ist, der an seinem dem Ventilsitz zugewandten Ende eine konische Dichtungsfläche aufweist, und am Kolben durch eine in die dem Ventilsitz zugewandte Stirnfläche des Kolbens eingeschraubte pilaförmige Schraube gehaltert ist, deren Schraubenkopf einen Durchmesser aufweist, der größer ist als der Durchmesser des Ringes und in eine Ausnehmung an der Innenseite des Ringes eingreift, und daß innerhalb der Führungsbuchse an der vom Ventilsitz abgewandten Seite des Kolbens ein Druckausgleichsraum angeordnet ist* der über- einen durch denThis object is achieved according to the invention in that the sealing element as on the lateral surface of the Piston pushed-on hollow cylindrical ring is made of highly wear-resistant steel, which on his Valve seat facing end has a conical sealing surface, and on the piston by one into the valve seat facing end face of the piston screwed in pila-shaped Screw is supported, the screw head has a diameter that is larger than the diameter of the ring and engages in a recess on the inside of the ring, and that within the guide bushing on the side of the piston facing away from the valve seat, a pressure equalization chamber is arranged * through the
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Kolben und den Schraubenkopf hindurchgeführten Kanal Mit dem Gehäuseinnenraum verbunden ist.Piston and the screw head through the channel with the Housing interior is connected.
Das neue Ventil hat den Vorteil, daß im Bereich von Ventilsitz und Ventilteller nur hochverschleißfeste Bauteile zusammenwirken, nämlich der ringförmig ausgebildete Ventil" sitz einerseits und der hohlzylindrische Ring am beweg* baren Kolben andererseits. Als hochverschleißfester Stahl kann dabei z.B. Chromstahl oder auch mit Stellit gepanzerter Stahl verwendet werden. Die Befestigung des mit dem Kolben bewegbaren Ringes erfolgt in besonders einfacher, aber einen sehr festen Sitz des Ringes garantierenden Weise mittels der angegebenen pilzfönnigen Schraube. Durch den auf der anderen Seite des Kolbens angeordneten Druckausgleichsräutn wird erreicht, daß bei den hohen Drucken ein Druckausgleich zwischen den beiden Seiten des bewegbaren Kolbens auftritt, was zur Folge hat, daß das Ventil, auch bei hohen Drückenj leicht schließbar ist, da die Bewegung des Kolbens nicht gegen den vollen Druck der Flüssigkeit erfolgen muß·The new valve has the advantage that only highly wear-resistant components in the area of the valve seat and valve disc interact, namely the ring-shaped valve " seat on the one hand and the hollow cylindrical ring on the moving * able piston on the other hand. Highly wear-resistant steel can be, for example, chrome steel or armored with stellite Steel can be used. The attachment of the with the piston movable ring takes place in a particularly simple, but a very tight fit of the ring guaranteed way by means the specified mushroom-shaped screw. By means of the pressure equalization channels located on the other side of the piston it is achieved that a pressure equalization at the high pressures occurs between the two sides of the movable piston, with the result that the valve, even at high pressures is easy to close because the piston does not move must take place against the full pressure of the liquid
Zur Erzielung besonders günstiger Strömungsverhältnisse hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die Führungsbugchfie an ihrer Außenseite als in Richtung auf das Zulaufrohr sich verjüngender, mit einer abgerundeten Spitze versehener Strömungskörper ausgebildet ist.In order to achieve particularly favorable flow conditions, it has proven to be useful if the guide bows on its outside than tapering towards the inlet pipe, with a rounded tip provided flow body is formed.
Da es in bestimmten Fällen wünschenswert ist, wenn sich das Ventil automatisch schließt, sobald der Strömungsdruck Unter eine bestimmte Grenze fällt oder der Zufluß der Flüssigkeit ganz aufhört, hat es sich weiterhin als zweckmäßig erwiesen, wenn in dem Druckausgleichsraum eine sich an der dem Ventilsitz abgewandten Stirnfläche und der Führungsbuchse abstützende Schraubenfeder angeordnet ist, welche in Schließrichtung des Kolbens wirkt und der Antriebsmechanismus des Kolbens mit dem-Kolben eines außen am. GehäuseSince it is desirable in certain cases if the valve closes automatically as soon as the flow pressure falls below If a certain limit falls or the inflow of liquid stops completely, it has furthermore proven to be expedient if a helical spring supported on the end face facing away from the valve seat and on the guide bushing is arranged in the pressure compensation chamber, which acts in the closing direction of the piston and the drive mechanism of the piston with the piston on the outside of the housing
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ordneten Druckzylinders verbunden ist, der mit dem Zulaufrohr verbunden ist und in der mit Druck beaufschlagten Stellung das Ventil in der Offenstellung festhält. Bei dieser Ausbildung des neuen Ventils wird das Ventil offengehalten, solange die durch den außen am Gehäuse angeordneten Druckzylinder auf den Kolben ausgeübte Kraft größer ist als die Kraft der Schraubenfeder. Sobald der Flüssigkeitsdruck unter eine bestimmte Grenze sinkt und die Kraft der Schraubenfeder überwiegt, schließt sich das Ventil.arranged pressure cylinder is connected to the inlet pipe is connected and in the pressurized position holds the valve in the open position. at this design of the new valve, the valve is kept open as long as the arranged by the outside of the housing Pressure cylinder force exerted on the piston is greater than the force of the coil spring. As soon as the fluid pressure falls below a certain limit and the force of the coil spring predominates, the valve closes.
Im folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnung ein Ausführung sbei spiel für das erfindungsgemäße Ventil näher erläutert.In the following, an execution sbei game for the valve according to the invention is based on the accompanying drawing explained.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Ventil gemäß der Erfindung im geöffneten Zustand;Fig. 1 is a longitudinal section through a valve according to the invention when open;
Fig. 2 einen Teil-Längsschnitt des Ventils nach Fig. 1 im geschlossenen Zustand.FIG. 2 shows a partial longitudinal section of the valve according to FIG. 1 in the closed state.
Das in den Fig. dargestellte Ventil weist ein Gehäuse 1 auf mit einem Zulaufrohr 2 an einem Ende und einem Auslaufrohr am anderen Ende, wobei das Auslaufrohr 3 über eine Flanschverbindung 4a-4b lösbar mit dem Gehäuse verbunden ist. An der infolge der Flanschverbindung 4a-4b zugänglichen Obergangsstelle zwischen dem Innenraum des Gehäuses 1 und dem Auslaufrohr 3 ist ein als Ring 5 aus Chromstahl, bzw. Stahl mit Stellit gepanzert, ausgebildeter Ventilsitz lösbar angeordnet, der eine, dem Innenraum des Gehäuses 1 zugekehrte, konisch ausgebildete Dichtungsfleche 5a aufweist, die stufenlos an die Innenwand des Gehäuses 1 anschließt.The valve shown in the figures has a housing 1 with an inlet pipe 2 at one end and an outlet pipe at the other end, the outlet pipe 3 via a flange connection 4a-4b is detachably connected to the housing. At the transition point accessible due to the flange connection 4a-4b between the interior of the housing 1 and the outlet pipe 3 is a ring 5 made of chrome steel or steel armored with stellite, formed valve seat detachably arranged, the one facing the interior of the housing 1, has conical sealing surface 5a, which connects steplessly to the inner wall of the housing 1.
Der Durchmesser des Gehäuseinnenraums 1 nimmt beginnend vom Zulaufrohr 2 an zunächst zu, um dann zum Ventilsitz 5 hinThe diameter of the housing interior 1 initially increases starting from the inlet pipe 2 and then towards the valve seat 5
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wieder abzunehmen. In dem so erweiterten Teil des Gehäuse·» innenraumes ist koaxial zur Längsachse des Gehäuses eine mit dem Gehäuse über Rippen 6a fest verbundene Führungs* buchse 6 .angeordnet, die an ihrer Außenseite als in Richtung auf das Zulaufrohr 2 sich verjüngender und mit einer abge*- rundeten Spitze versehener StröroungskSrper ausgebildet ist. Die Führungsbuchse 6 ist an der dem Ventilsitz 5 zugekehrten Seite offen und in der Führungsbuchse ist ein Kolben 7 verschiebbar und mit einer Dichtung 7a gegen die Innenwand der Führungsbuchse 6 abgedichtet geführt. Der Kolben 7 v/eist in seinem Inneren einen Hohlraum 7b auf, in dem ein Antriebsnocken 8 angeordnet ist, der mit einer Welle 9 verbunden ist, welche durch die Führungsbuchse 6 und das Gehäuse 1 hindurch in den Außenraum geführt ist. An der dem Ventilsitz 5 zugekehrten Seite des Kolbens ist die Mantelfläche des Kolbens 7 über einen Teil der Lange des Kolbens reduziert- und auf diesen reduzierten Teil des Kolbens ist ein hohlzylindrischer Ring 10 aus Chrom*- stahl, bzw. Stahl mit Stellit gepanzert, aufgeschoben^ der an seinem, dem Ventilsitz 5 zugewandten Ende eine konische Dichtungsfläche 10a aufweist. Der Ring 10 überragt die dem Ventilsitz 5 zugekehrte Stirnfläche des Kolbens 7 und besitzt an dem diese Stirnfläche überragenden Teil an der Innenseite eine ringförmige Ausnehmung. Die Halterung des Ringes 10 am Kolben 7 erfolgt durch eine in die dem Ventilsitz 5 zugekehrte Stirnfläche des Kolbens 7 eingeschraubte, pilzfSrmige Schraube 11, deren Schraubenkopf einen Durchmesser aufweist, der größer ist als der Innendurchmesser des Ringes, und der in die ringförmige Ausnehmung 10b des Ringes 10 eingreift und somit den Ring 10 am Kolben 7 fixiert.to take off again. In the extended part of the housing · » inside, a guide is coaxial to the longitudinal axis of the housing and is firmly connected to the housing via ribs 6a * socket 6. arranged on its outside than in the direction tapering to the inlet pipe 2 and with a rounded tip provided flow body is formed. The guide bush 6 is open on the side facing the valve seat 5 and a piston 7 is located in the guide bush displaceably guided and sealed against the inner wall of the guide bush 6 with a seal 7a. The piston 7 v / eist in its interior a cavity 7b in which a Drive cam 8 is arranged, which is connected to a shaft 9, which through the guide bush 6 and the Housing 1 is passed through into the outside space. On the side of the piston facing the valve seat 5 is the Jacket surface of the piston 7 over part of the length of the Piston reduced - and on this reduced part of the piston is a hollow cylindrical ring 10 made of chrome * steel, or steel armored with stellite, pushed on a conical end at its end facing the valve seat 5 Has sealing surface 10a. The ring 10 towers above the Valve seat 5 facing end face of the piston 7 and has on the part protruding from this end face on the Inside an annular recess. The ring 10 is held on the piston 7 by means of a valve seat 5 facing end face of the piston 7 screwed in, mushroom-shaped screw 11, the screw head of which has a diameter which is larger than the inner diameter of the ring, and which in the annular recess 10b of the Ring 10 engages and thus the ring 10 on the piston 7 fixed.
An der vom Ventilsitz 5 abgewandten Seite des Kolbens 7 ist innerhalb der Führungsbuchse 6 ein Druckausgleichsraurt 12 angeordnet, der über einen, durch den Kolben 7 und den kopf der pilzförmigen Schraube 11 hindurchgeführten Kanal 13-On the side of the piston 7 facing away from the valve seat 5, there is a pressure compensation belt 12 within the guide bush 6 arranged, the through a, through the piston 7 and the head of the mushroom-shaped screw 11 channel 13-
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_ 8 mit dem Innenraum des Gehäuses 1 verbunden ist._ 8 is connected to the interior of the housing 1.
Weiterhin befindet sich in dem Druckausgleichsraum 12 eine Schraubenfeder 14, die sich einerseits an der vom Ventilsitz abgewandten Stirnfläche des Kolbens 7 und andererseits an der Innenwand der Führungsbuchse 6 abstützt und somit auf den Kolben eine in Schließrichtung wirkende Kraft ausübt· -Furthermore, there is a helical spring 14 in the pressure equalization chamber 12, which is located on the one hand on that of the valve seat facing away from the end face of the piston 7 and on the other hand on the inner wall of the guide bush 6 and supported thus exerts a force acting in the closing direction on the piston -
An der Außenseite des Gehäuses 1 ist, wie aus Fig. 2 ersichtlich, ein Druckzylinder 15 angeordnet, dessen Zylinderinnenraum in nicht dargestellter Weise mit dera Zulaufrohr 2 oder auch der nicht dargestellten Strömungsleitung oberhalb des Zulaufrohres 2 verbunden ist und dessen Kolben über eine Kurbel 16 mit der Welle 9 mit dem Antriebsmechanismus des Kolbens verbunden ist.On the outside of the housing 1, as can be seen from Fig. 2, a pressure cylinder 15 is arranged, the cylinder interior in a manner not shown with the inlet pipe 2 or the flow line, not shown, above of the inlet pipe 2 is connected and its piston is connected via a crank 16 to the shaft 9 with the drive mechanism of the piston is connected.
Die Funktionsweise des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ventils ist folgende:The functioning of the valve shown in FIGS. 1 and 2 is as follows:
Die Flüssigkeit strömt im geöffneten Zustand des Ventils in Pfeilrichtung S durch das Zulaufrohr 2 ein und durch das Auslaufrohr 3 aus. Dabei ist, wie aus Fig. 1 gut ersichtlich, durch die besondere Ausbildung der Außenseite der Führungsbuchse 6 und der Oberseite des Schaubenkopfes 11 dafür gesorgt, daß sehr günstige, strömungstechnische Verhältnisse vorliegen, welche den Verschleiß innerhalb des Ventils stark herabsetzen. Soll das Ventil geschlossen werden, so wird von einem Hydraulik- oder Handantrieb die Welle 9 in Schließrichtung gedreht, wobei sich der Kolben 7 auf den Ventilsitz 5 zu bewegt, bis die in Fig. 2 dargestellte Schließstellung erriecht ist, in der die Fläche 10a des Ringes 10 auf der Fläche 5a des Ringes 5 dichtend aufliegt.When the valve is open, the liquid flows in the direction of arrow S through the inlet pipe 2 and through the Outlet pipe 3 off. As can be seen from FIG. 1, ensured by the special design of the outside of the guide bush 6 and the top of the screw head 11, that there are very favorable fluidic conditions that reduce wear within the valve greatly reduce. If the valve is to be closed, the shaft 9 is driven by a hydraulic or manual drive rotated in the closing direction, the piston 7 moving towards the valve seat 5 until the one shown in FIG The closed position is reached, in which the surface 10a of the ring 10 rests on the surface 5a of the ring 5 in a sealing manner.
Da bei geöffnetem Ventil die Flüssigkeit durch den Kanal 13 in den Druckausgleichsraum 12-eintritt, herrscht auf beidenSince the liquid enters the pressure equalization chamber 12 through the channel 13 when the valve is open, both prevail
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Seiten des Kolbens 7 nahezu der gleiche Druck. Durch diesen Druckausgleich ist der Kolben sehr leicht zu betätigen.Sides of the piston 7 almost the same pressure. This pressure equalization makes the piston very easy to operate.
In geöffnetem Zustand des Ventils wirkt außerdem der Fliissigkeitsdruck auf den Druckzylinder 15 in der Weise, daß das Ventil in der Offenstellung gegen den Druck der Schrauben^ feder 14 festgehalten wird. Wirdder Flüssigkeitszustront unterbrochen oder ein bestimmter vorgegebener Mindestdruck unterschritten, so läßt der Brück im Druckzylinder nach, was zur Folge hat, daß nunmehr die Kraft der Schraubenfeder 14 überwiegt und den Kolben 7 in Richtung auf den Ventilsitz 5 drückt, wodurch sich das Ventil selbsttätig schließt.The liquid pressure also acts when the valve is open on the pressure cylinder 15 in such a way that the valve in the open position against the pressure of the screws ^ spring 14 is held. Is the liquid influx interrupted or below a certain predetermined minimum pressure, the bridge leaves the pressure cylinder after, which has the consequence that now the force of the coil spring 14 predominates and the piston 7 in the direction of the Valve seat 5 pushes, whereby the valve closes automatically.
In Fig. 2 ist mit strichpunktierten Linien die Stellung der Kurbel 16 in der Offenstellung des Ventils angedeutet·In Fig. 2, the position of the dash-dotted lines Crank 16 indicated in the open position of the valve
Ein Auswechseln der Ringe 5 und 10 ist leicht möglieh nach Abnehmen des Auslaufrohres 3 und Lösen der pilzföriligen Schraube 11.The rings 5 and 10 can easily be exchanged Remove the outlet pipe 3 and loosen the mushroom-shaped Screw 11.
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| DE19782853719 Withdrawn DE2853719A1 (en) | 1978-12-13 | 1978-12-13 | Valve for high speed fluid flow - has hard-wearing steel ring fitting over piston to form seal |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8130 | Withdrawal |