DE2917851A1 - Hydraulisches mengenregelventil, insbesondere fuer wasserdirektverteiler von im untertagebetrieb eingesetzten schraemmaschinen - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Mengenregelventil,
• insbesondere für Wasserdirektverteiler von im Untertagebetrieb eingesetzten Schrämmaschinen, bei dem in einem axial durchströmten Zylinder ein mit einer Drossel versehener Kolbenschieber aeführt ist, welcher im Kolbenhemd eine Mehrzahl radialer Bohrungen als Strömungsverbindung zu einem von dem Zylinder und wenigstens teilweise von einer Innenhülse begrenzten Ringraum aufweist, in den radiale Bohrungen in der Innenhülsemünden, wobei der mit einer in der Innenhülse abgestützten Feder gegen die Strömungsrichtung vorgespannte Kolbenschieber mit seinem Kolbenhemd radiale Bohrungen der Hülse steuert.
• Das vorzugsweise Anwendungsgebiet der Erfindung verlangt die genaue Einstellung und Einhaltung von Teilströmen des zugeführten Wassers zu den verschiedenen Einrichtungen der Schrämmaschine, u.a. einerseits zur Bedüsung der stauberzeugenden Schränwalze und andererseits zur Kühlung ihres Antriebes. Inshesondere soll das Wasser durch eine bestimmte Leitung in einem vorgegebenen Strom mit möglichst geringer Drosselung strömen und der Strom soll unabhängig von den wechselnden Drücken in den anderen Leitungen und den darauf beruhenden Beeinflussunen des Druckes konstant gehalten werden. Bei derartigen Einrichtungen kommt es darauf an, die meistens außen auf der Maschine angebrachten Direktverteiler mit Ventilen gleicher Konstruktion zu bestücken, um die Ersatzteilhaltung zu vereinfachen. Diese Wirkung muß unter relativ ungünstigen Wasserverhältnissen erzielt werden, weil unter Tage das Brauchwasser u.a. häufiger und stärker verunreinigt ist.
• Bekannt ist ein Mengenbegrenzungsventil mit den eingangs bezeichneten Merkmalen. Die Drossel des Ventils besteht aus einer Durchbohrung des Kolbenbodens bei verhältnismäßig starker Drosselung oder aus mehreren Düsenbohrungen bei geringer Drosselung und zur Ausschaltung des Einflusses unterschiedlicher Viskositäten der Flüssigkeit, z.B.
• infolge Erwärmung. Das Kolbenhemd wird von der Innenhülse umschlossen, die eine Sackbohrung zur Aufnahme der Feder aufweist, welche sich auf einer äußeren Abschlußwand des hohlen Kolbens abstützt. Einerseits wird dadurch die hydrodynamische Druckwaage zu ungenau, welche die Kraft der Federvorspannung mit der an der Drossel anliegenden Druckdifferenz vergleicht, um den Durchflußstrom über die Bohrungen unabhängig vom anstehenden Druck aufrecht zu erhalten. Andererseits ist der Hohlkolben ein schwer zu bearbeitendes Werkstück, das deswegen aus mehreren axialen Teilen zusammengesetzt werden muß.
• Insbesondere bietet das vorbekannte Druckbegrenzungsventil nicht die Möglichkeit, ohne Auswechseln der Feder auf verschiedene Durchflußmengen eingestellt zu werden, und die jeweils dem Strom vorgegebene Menge in engen Grenzen zu halten.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfach aufgebautes Mengenregelventil zu schaffen, das sich auf unterschiedliche Durchflußströme einstellen läßt und diese mit großer Genauigkeit regelt.
• Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurchgelöst, daß die Drossel aus mehreren auswechselbaren Düseneinsätzen besteht, daß das die in den Zylinder einschraubbare Innenhülse umschließende Kolbenhemd über seine radialen Bohrungen unmittelbar mit dem Ringraum verbunden ist, und daß das Kolbenhemd mit seiner Endkante die Bohrungen der Hülse steuert.
• Da der Kolben praktisch den gesamten lichten Innenquerschnitt des Zylinders ausfüllt, ist der Kolbenboden auf maximal großen Flächen mit dem Differenzdruck beaufschlagt, der von der mit den Düseneinsätzen gebildeten Meßblende erzeugt wird. Infolgedessen ist die Regelgenauigkeit sehr groß und liegt unter praktischen Verhältnissen bei Düsenquerschnitten bis zu 150 mm2 und Durchflußmengen bis ca.
• 80 1/min bei ca. - 2 %. Da das Kolbenhemd offen und die Hülse!einschraubbar ist, lassen sich die Düseneinsätze bequem montieren und die Teile leicht bearbeiten. Andererseits ergeben sich an den Bohrungen ebenfalls maximale Querschnitte, die bei ungünstigen Flüssigkeiten weniger leicht blockiert werden.
• Vorzugsweise und gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Düseneinsätze in Düsenbohrungen einschraubbar, welche auf einer Ringfläche angeordnet sind, die auf der Innenseite des Kolbens vom Kolbenhem und von dem Lager der Feder begrenzt ist.
• Andererseits ist es zweckmäßig, die Innenhüse mit einem als Federwiderlager dienenden einschraubbaren Teller zu versehen.
• Die Einzelheiten, weiteren Merkmale und andere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform anhand der Figuren in der Zeichnung; es zeiqen Fig. 1 im Längsschnitt ein Mengenregelventil gemäß der Erfindung und Fig. 2 eine Darstellung der Abhängigkeit von Düsenquerschnitt und Durchflußmenge bei einem Ventil gemäß der Erfindung.
• Das in Fig. 1 wiedergegebene hydraulische Mengenregelventil hat einen axial durChströmten Zylinder 1, welcher an beiden Enden bei 2 bzw. 3 mit einem kurzen Innengewinde versehen ist. Das Innengewinde dient zum Einschrauben je eines Deckels 4 bzw. 5, welche den Zylinder 1 bis auf je eine mit Innengewinde 6 bzw. 7 versehene Anschlußbohrung 8 bzw.
• 9 verschließt. Die axiale Strömungsrichtung ist durch die Pfeile bei 10 bzw. 11 angedeutet.
• In dem Zylinder 1 ist ein Kolbenschieber 12 beweglich. Er besitzt einen tellerförmigen Boden 14, der auf seinem Umfang, wie beispielsweise bei 15 dargestellt, mit Nuten zur Aufnahme von O-Ringdichtungen versehen ist und ein mit dem Boden eine Baueinheit bildendes Kolbenhemd 16. Das Kolbenhemd umschließt eine Innenhülse 17, die ihrerseits eine Baueinheit mit dem Deckel 4 bildet. Die Innenhülse 17 und das Kolbenhemd 16 begrenzen einen Ringraum 18 innen, der außen von dem betreffenden Abschnitt des Zylinders 1 begrenzt wird Das Kolbenhemd hat unmittelbar im Bereich des Kolbenbodens 14 mehrere radiale Bohrungen 19, die von der Stirnkante 20 der Hülse 17 nicht erreichbar sind. Sie verbinden das Innere des Kolbens 12 mit dem Ringraum 18. Eine oder mehrere Abflußbohrungen 21 sind in der Hülse 17 angeordnet und ebenso wie die Bohrungen i9 radial gerichtet. Die abgeschrägte Stirnkante 22 des Kolbenhemds 16 bildet zusammen mit diesen Bohrungen 21 eine bewegliche Drossel.
• Auf der Innenseite des Kolbenbodens 14 befindet sich ein zylindrischer Vorsprung 24 mit einem abgedrehten Ansatz 25 als Widerlager für eine Ventilfeder 23, deren anderes Ende in einer Sackbohrung 26 eines Federtellers 27 abgestützt ist, welcher in das Innengewinde 6 des Abflusses 8 eingeschraubt werden kann. Der Teller 27 ist so ausgebildet, daß er die bewegliche Drossel nicht beeinflußt.
• Zwischen dem Kolbenhemd 16 und dem Federwiderlager 24 ist eine Ringfläche ausgebildet. Auf dieser ist eine Mehrzahl von axialen Bohrungen 3O angebracht. In diese Bohrungen können Düsenkörper 31 eingeschraubt werden. Diese Düsenkörper bilden zusammen eine Meßblende, und durch verschieden große Düsenbohrungen läßt sich die Meßblende ändern, wenn man die Düsenkörper auswechselt.
• Im Betrieb wird eine vorgegebene Durchflußmenge durch entsprechende Düsenkörper vorgewählt. Bis zu einer vorbestimmten Größe wird dadurch der Durchfluß in Richtung der Pfeile 10 und 11 ohne wesentliche Drosselung aufrecht erhalten.
• Auf einer bestimmten Durchströmung der von den Düsenkörpern 31 gebildeten Meßblende verschiebt sich der Kolben 12 gegen die Kraft der Feder 25, wodurch der öffnungsquerschnitt der Drossel verändert wird, die von der Kante 22 und den Radialbohrungen 21 gebildet wird. Im Gleichgewichtszustand entspricht dann die Kraft der Kolbenvorspannung der . an der Meßblende durch die anliegende Druckdifferenz abfallend&hydraulaschen Kraft.
• Das\Diagramm nach Fig. 2 zeigt auf der Abszisse Düsenquerschnitte bis zu 150 mm2 und auf der Ordinate Durchflußmengen b is zu 80 1/min. Wie die eingetragene Kenntlinie zeigt, ergibt sich im eigentlichen Arbeitsbereich des Mengenbegrenzungsventils eine praktisch lineare Abhängigkeit von Durchflußmenge und Düsenquerschnitt. In der Regel wird das mit zwei auswechselbaren Düseneinsätzen erreicht. Die Regelgenauigkeit ist andererseits sehr groß.

Claims (4)

1. "Hydraulisches Mengenregelventil, insbesondere für N1asserdirektverteiler von im Untertagebetrieb eingesetzten Schrämmaschinen" Patentansprüche 1. Hydraulisches 1Iengenregelventil, insbesondere für Wasserdirektverteiler von im Untertagebetrieb eingesetzten Schrämmaschinen, bei dem in einem axial durchströmten Zylinder ein mit einer Drossel versehener Kolbenschieber geführt ist, welcher im Kolbenhemd eine Mehrzahl radialer Bohrungen als Strömungsverbindung zu einem von dem Zylinder und wenigstens teilweise von einer Innenhülse begrenzten Rinsraum aufweist, in den radiale Abf-l-ußiohrungen in der Innenhülse münden, wobei der mit einer in der Innenhülse abgestützten Feder gegen die Strömungsrichtung vorgespannte Kolbenschieber mit seinem Kolbenhemd radiale Bohrungen der Hülse steuert , d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Drossel aus mehreren auswechselbaren Düseneinsätzen (31) besteht, daß das die in den Zylinder (1) einschraubbare Innenhülse (17) umschließende Kolbenhemd (16) über seine radialen Bohrungen (19) unmittelbar mit dem Ringraum (18) verbunden ist, und daß das Kolbenhemd (16) mit seiner Endkante (22) die Bohrungen (21) der Hülse steuert.
2. 2. Hydraulisches Mengenregelventil nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Düseneinsätze (31) in Düsenbohrungen (30) einschraubbar sind, welche auf einer Ringfläche angeordnet sind, die auf der Innenseite des Kolbens (12) vom Kolbenhemd (16) und von dem Lager (24) der Feder (23) begrenzt ist.
3. 3. Hy-draulisches Mengenregelventil nach einem der Ansprüche 1 oder 2 , d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Innenhülse (17) einen als Federwiderlager dienenden, einschraubbaren Teller (27) aufweist.
4. 4. Hydraulisches Mengenregelventil nach den Ansprüchen 1 bis 3 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Zylinder (1) mit einschraubbaren Deckeln (4, 5) bis auf Zufluß- und Abflußbohrungen (6,'7) geschlossen ist, und daß mit einem der Deckel (4) die Hülse (17) eine Baueinheit bildet.