DE2947551A1 - Hochdruckventil - Google Patents

Description

TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEISTER VOSSen

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein Hochdruckventil, mit einem einen Einlaß und einen Auslaß aufweisenden Gehäuse und einem zwischen Einlaß und Auslaß vorgesehenen, durch einen Antrieb in Bezug auf einen Ventilsitz verschiebbaren Ventilkörper.

Bekannte Hochdruckventile dieser Art sind zumeist mit einer Ventilnadel als Ventilkörper versehen. Die Güte und Wirksamkeit von Ventilen hängt von den Ventilkennwerten ab. Nadelventile neigen zu Schaltstößen und wegen der hohen Drücke und Geschwindigkeiten auch zu hohem Verschleiß. Sie sind im übrigen träge und ermöglichen keine kurzen Schaltzeiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hochdruckventil zu schaffen, bei dem diese Nachteile ausgeschaltet sind und das die Möglichkeit bietet, auch bei Höchstdruck den Förderstrom mit besonders kurzen Schaltzeiten freizugeben oder zu sperren.

Die Erfindung ergibt sich im einzelnen aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs.

Bei dem erfindungsgemäßen Hochdruckventil ist der Ventilkörper als in einem Kugelkäfig geführte, durch einen mit dem Antrieb verbundenen Ventilstößel von dem Ventilsitz entgegen dem anliegenden Druck abhebbaren Ventilkugel ausgebildet, und der Ventilstößel ist in einer von dem Ventilsitz ausgehenden zylindrischen Bohrung geführt und auf seinem insgesamt zylindrischen Umfang mit axialen Aussparungen versehen.

30

Das erfindungsgemäße Ventil ist sowohl als Rückschlagventil als auch als Auf-Zu-Ventil geeignet und in jedem Falle mit besonders kurzen Schaltzeiten in der Größenordnung von 20 iisec betätigbar. Das Ventil ist für Fluide, wie z.B.

5 Wasser und insbesondere für hohe Drücke in der Größenordnung von 4 kbar geeignet und läßt sich stufenlos auf verschiedene Drücke über den Antrieb einstellen.

1 30024/012S

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTC^ VOSSen

Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Hochdruckventil.

Das Hochdruckventil umfaßt ein langgestrecktes, im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 10. Das Gehäuse 10 weist einen Einlaß 12 und einen Auslaß 14 auf. Der Einlaß 12 liegt in der mit 16 bezeichneten Mittelachse des Gehäuses, tritt also von einer Stirnseite her in die Zylinder ein, während der Auslaß 14 senkrecht zu dem Einlaß 12, im dargestellten Beispiel von unten in das Gehäuse eintritt.

Der Einlaß 12 nimmt eine Hochdruckverschraubung 18 auf, die in eine Gewindebohrung 20 des Gehäuses eingeschraubt ist und mit Hilfe einer Dichtung 22 ein von einer nicht gezeigten Pumpe ausgehendes Hochdruckrohr 24 dicht mit dem Gehäuse verbindet. In Verlängerung der Gewindebohrung 20 tritt eine Bohrung 26 in das Gehäuse 10 ein, die ein insgesamt mit 28 bezeichnetes Ventil aufnimmt. In Verlängerung dieser Bohrung 26 befindet sich eine Bohrung mit geringerem Durchmesser, die im Folgenden als Kammer 30 bezeichnet werden soll und von der seitlich ein Kanal 32 abzweigt, der mit dem Auslaß 14 verbunden ist, wie später näher erläutert werden soll.

In der das Ventil 28 aufnehmenden Bohrung 26 befindet sich angrenzend an die Hcchdruckverschraubung ein zylindrisches Distanzstück 34 , das in einer nicht näher bezeichneten Mittelbohrung gleitend einen Kugelkäfig 36 aufninmt, der eine Ventilkugel 38 führt. Der Kugelkäfig 36 ist im wesentliehen zylindrisch ausgebildet und wird auf seinem Umfang in einem Teilbereich seiner Länge durch eine Schraubendruckfeder 40 umgeben, die sich nach links in der

13002A/012S

TER MEER ■ MÜLLER · STEINMEISTtR VOSSen

Zeichnung gegen das Hochdruckrohr 24 und nach rechts gegen einen nicht näher bezeichneten Flansch des Kugelkäfigs 36 abstützt und den Kugelkäfig mit der Ventilkugel 38 daher nach rechts in der Zeichnung vorspannt. 5

Die Ventilkugel liegt gegen einen an einem Zylinderring 42 ausgebildeten, ringförmigen Ventilsitz an. Der Zylinderring 42 ist in eine nicht näher bezeichnete Mittelbohrung einer ringförmigen Dichtlinse 44 eingepaßt, die eine beidseitige Abdichtung gegenüber dem Ventilgehäuse bewirkt. Die Dichtlinse 44 liegt gegen die zwischen der Bohrung 26 und der Kammer 30 gebildete Stufe an und wird gegen diese über das Distanzstück 34 durch die Hochdruckverschraubuna 18 angedrückt.

15

In der von dem Ventilsitz ausgehenden Mittelbohrung des Zylinderringes 42 ist ein Ventilstößel 46 verschiebbar geführt, der bei einer Verschiebung nach links die Ventilkugel 38 entgegen der Wirkung der Schraubendruckfeder 40 und dem Druck des eintretenden Mediums von dem Ventilsitz abhebt. Der Ventilstößel 46 ist im wesentlichen zylindrisch ausgebildet, weist jedoch im Bereich der Mittelbohrung des Zylinderringes 4 2 abgeflachte, axiale Flächen 48 auf, die einen Durchgang des Mediums in die Kammer 30 gestatten.

Der Ventilstößel 46 geht in axialer Verlängerung über in eine Kolbenstange 50 eines Kolbens 52 und ist mit der Kolbenstange 50 in einem Stück ausgebildet oder fest verbunden. Der Kolben 52 gleitet in einer Zylinderbohrung 54 , die vom rechten Ende her in das Gehäuse 10 eintritt. Der Kolben 52 kann durch einen hydraulischen, pneumatischen oder elektrischen Antrieb in der Zylinderbohrung 54 mit geeigneter Frequenz hin- und herbewegt werden und in entsprechender Frequenz die Ventilkugel 38 von dem Ventilsitz abheben und damit das Ventil öffnen und schließen. Im dargestellten Beispiel befin-

1 30024/0125

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTtP Vossen

den sich in dem Gehäuse 10 beiderseits des Kolbens 52 radial austretende Kanäle 56 und 58, die eine Verbindung mit einer nur angedeuteten Hydraulikeinheit 60 herstellen, die beispielsweise eine ölpumpe und ein Umschaltventil zur abwechselnden Beaufschlagung beider Seiten des Kolbens 52 mit Druck enthält. Der Kolben 52 weist auf der Umfangsflache einen Dichtring 62 auf, der eine Abdichtung gegenüber der Zylinderbohrung 54 bewirkt. Die Zylinderbohrung 54 ist nach rechts in der Zeichnung durch einen Deckel 64 verschlossen, der mit Hilfe von Schrauben 66 an dem Gehäuse 10 befestigt ist und auf dem Umfang seines in die Zylinderbohrung 54 eintretenden Mittelbereichs 68 eine umlaufende Ringdichtung 70 trägt. Der Mittelbereich 68 des Deckels 64 trägt auf seiner dem Kolben 52 zugewandten Oberfläche einen scheibenförmigen Anschlag 72 zur Begrenzung des Kolbenweges.

Die bereits erwähnte Kolbenstange 50 verläuft in dem zwisehen dem Kolben 52 und dem Ventilstößel 46 liegenden Bereich durch zwei hintereinander liegende Dichtungshalter 74 und 76, die sich zwischen dem als Zylinder für den Kolben 52 dienenden Teil der Zylinderbohrung und deren Boden 78 befindet und im Boden 78 der Zylinderbohrung 54 mit Hilfe von gemeinsamen Schrauben 80 gehalten wird. Die Dichtungshalter 74,76 tragen auf dem Umfang von die Kolbenstange 50 führenden Mittelbohrungen 82,84 Dichtringe 86,88,90 zur Abdichtung gegenüber der Kolbenstange 50, und auf dem äußeren Umfang des in der Zeichnung rechten Dichtungshalters 76 ist ein umlaufender Dichtring 92 zur Abdichtung gegenüber der Zylinderbohrung 54 vorgesehen.

Durch die Schrauben 80 wird zugleich über die Dichtungshalter 74 und 76 eine Dichtlinse in eine im Boden 78 der Zylinderbohrung 54 vorgesehene, ringförmige Ausnehmung 96 gedrückt. Diese Ausnehmung 96 steht über einen

130024/0125

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTEP VOSSen

den Ventilstößel 46 mit Abstand umgebenden Bohrungs^ abschnitt 98 mit der bereits erwähnten Kammer 30 in Verbindung, so daß die Dichtlinse 94 eine Abdichtung der Kammer 30 gegenüber der Antriebsseite des Hochdruckventils bewirkt.

Die Kolbenstange 50 weist einen größeren Durchmesser als der Ventilstößel 46 auf und ist am Obergang zu dem Ventilstößel mit einer Kegelfläche 100 versehen, die in geöffneter Ventilstellung gegen die Dichtlinse 94 anliegt und eine Abdichtung zwischen Dichtlinse und Kolbenstange bewirkt.

Der bereits erwähnte Kanal 32 mündet in eine Gewindebohrung 102, die eine lediglich angedeutete Hochdruckverschraubung 104 mit einem Hochdruckrohr 106 aufnimmt.

In der Zeichnung ist weiterhin eine Reihe von Entlastungsbohrungen 100,112,114,116 oezeigt, wie sie in der Hochdrucktechnik üblich sind. Mit 110 ist eine Drainagebohrung bezeichnet.

1 30024/0125

■f.

Le e r s e i t e

Claims (7)

PATENTANWÄLTE * TER MEER - MÜLLER - STEINMEISTER Beim Europäischen Patentamt zugelassene Vertreter Prof. Representatives before the European Patent Office - Mandatalree agrees pres !'Office european des brevets Dipl.-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl.-lng. H. Steinmeister Dipl.-lng. F. E. Müller Sißkerwall 7 Triftstrasse 4, Siekerwall 7, D-8000 MÜNCHEN 22 D-4800 BIELEFELD St/ri Burghardt Vossen Im Birkenkamp 12 4830 Gütersloh 1 HOCHDRUCKVENTIL PATENTANSPRÜCHE

1.J Hochdruckventil, mit einem einen Einlaß und einen Auslaß aufweisenden Gehäuse und einem zwischen Einlaß und Auslaß vorgesehenen, durch einen Antrieb in Bezug auf einen Ventilsitz verschiebbaren Ventilkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper als in einem Kugelkäfig (36) geführte, durch einen mit dem Antrieb (52,60) verbundenen Ventilstößel (46) von dem Ventilsitz entgegen dem anliegenden Druck abhebbare Ventilkugel (38) ausgebildet ist und daß der Ventilstößel (46) in einer von dem Ventilsitz ausgehenden zylindrischen Bohrung geführt ist und auf seinem insgesamt zylindrischen Umfang axiale Aussparungen (48) aufweist.

130024/0125

ORIGINAL INSPECTED

Tt£R MEER · MÜLLER · STEINMEISTER VOSSen

2. Hochdruckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz mit einem Zylinderring (42) versehen ist, der in einer Mi ttelbohrung einer ringförmigen Dichtlinse (44) angeordnet ist, die dichtend in eine das Ventil (28) aufnehmende Bohrung (26) des Gehäuses (10) eingepaßt ist.

3. Hochdruckventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bohrung (26) des Gehäuses (10) angrenzend an die Dichtlinse (44) ein zylindrisches Distanzstück (34) mit einer Mittelbohrung angeordnet ist, dessen Mittelbohrung den Kugelkäfig (36) der Ventilkugel (38) aufnimmt.

4. Hochdruckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennze ichne t, daß der Kugelkäfig (36) in Schließrichtung des Ventils federnd vorgespannt ist.

5. Hochdruckventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn ze ichne t, daß Einlaß (12) und Auslaß (14) rechtwinklig zueinander in dem Gehäuse (10) angeordnet sind und daß der Einlaß (12), das Ventil (28) und der Antrieb (52,60) auf einer gemeinsamen Achse liegen.

6. Hochdruckventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (14) über einen Kanal (32) seitlich von einer auf der stromabwärtigen Seite des Ventils (28) liegenden Kammer (30) des Gehäuses austritt.

7. Hochdruckventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kugelstößel (46) auf der von dem Ventil (28) abgewandten Seite der Kammer in einer dichtend in eine Bohrung (96) des Gehäuses (10) eingepaßten, eine Mittelbohrung aufweisenden Dicht-