DE3035102A1 - Zweistufiges servoventil fuer die betaetigung eines druckausgeglichenen hauptventils - Google Patents

Description

• Beschreibung
• Die Erfindung bezieht sich auf ein zweistufiges Servoventil für die Betätigung eines druckausgeglichenen Uberdruck-Hauptventils, mit einer bei Überschreitung eines vorbestimmten Drucks des zu steuernden Druckmittels von diesem durchströmbaren ersten Stufe und einer zur Betätigung des Hauptventils auf die Durchströmung der ersten Stufe ansprechenden zweiten Stufe (Patentanmeldung P 29 53 106.4 Patent ............................).
• Bekannte Servo- und/oder Uberdruckventile sind u.A. in den US-Patentschriften 3 595 263, 3 664 362, 3 512 560 und3 568 706 beschrieben. Bei den dort beschriebenen Kombinationen von Haupt- und Servoventilen sind jedoch die dynamischen Beziehungen zwischen dem Servoventil, dem Rauptventil und dazugehörigen leitungen oder Druckbehältern nicht in ausreichendem Maße berücksichtigt.
• Darüber hinaus ist bei einer Prüfung derartiger Ventilanordnungen an Ort und Stelle allein die Prüfung des öffnungsdrucks für das Servoventil möglich. DasSchließverhalten des Servoventils sowie die Betätigung des Hauptventils bleiben dabei also ungeprüft. Um das Öffnen und Schließen sowohl des Servoventils als auch des Hauptventils zu prüfen, muß der Druck des in der zugeordneten leitung bzw. einem Behälter enthaltenen Produkts erhöht werden, wobei dann eine gewisse Menge des Produkts entweicht. Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht dagegen die Überprüfung und Einstellung der ffnungs- und Schließdrücke für das Servoventil allein oder in Kombination mit dem Hauptventil unter Verwendung kleiner Mengen eines Prüf- oder Hilfsgases.
• Ein Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines zweistufigen Servoventils für die Betätigung eines Uberdruckventils von größerer Kapazität, bei welchem eine Prüfbetätigung der ersten Servostufe ohne Betätigung des Hauptventils möglich ist.
• Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines eine beträchtlich große Kapazität aufweisenden tberdruck-bzw. Druckentlastungsventils für die sichere Beherrschung der Strömungs- und Druckdynamik innerhalb des Ventils und damit verbundener Druckbehälter.oder -leitungen.
• Noch ein Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines druckbetätigten zweistufigen Servoventils, welches allein in den Umstellungs- oder Übergangsphasen der Betätigung von dem unter Druck stehenden Produkt durchströmt ist.
• Ferner bezweckt die Erfindung die Schaffung eines zweistufigen druckbetätigten Servoventils für die Betätigung eines Hauptventils von beträchtlich größerer Kapazität, in welchem ein dem Servoventil zuströmendes Strömung mittel äußerst sauber gefiltert wird, so daß einer Verunreinigung des Servoventils vorgebeugt ist.
• Weiterhin bezweckt die Erfindung die Schaffung eines servobetätigten tberdruckventils für den Einsatz bei mittleren und hohen Drücken, bei welchem die dynamischen Beziehungen zwischen einer kalibrierten ersten Stufe und einer ströinungsverstärkenden zweiten Stufe in einem weiten Bereich einstellbar sind, um eine gleichmäßige Betätigung des dazugehörigen Hauptventils bei den verschiedensten Ausführungen von Druckleitungen und -behältern zu gewährleisten.
• Zur Lösung der genannten Aufgabe weist die Erfindung, die im Hauptanspruch angegebenen Merkmale auf.
• Das erfindungsgemäße druckbetätigte EhtlastungsventiL verwendet voneinander mechanisch unabhängige erste und zweite druckbeaufschlagte Stufen In einer bevorzugten Ausführungsform steuert das zweistufige Servoventil die Betätigung eines beträchtlich größeren Hauptventils durch Druckentlastung des Kopfraums desselben. Das Rauptventil ist so ausgebildet, daß sein Absperrglied vor dem Öffnen des Servoventils unter Druckausgleich mit dem Druckbehälter bzw. der Druckleitung steht. Bei Druckentlastung des Kopfraumes wird das Hauptventil durch den im Behälter bzw. in der leitung herrschenden Druck geöffnet, um die angestrebte Druckentlastung herbeizuführen. Über ein dem Hauptventil zugeordnetes Venturi-oder Pitotrohr wird dem Servoventil ein dem effektiven Druck im Behälter bzw. in der leitung entsprechendes Drucksignal zugeführt, wodurch das Servoventil sowie auch das Hauptventil unabhängig von der Durchströmung des letzteren bei dem jeweils gewünschten Behälter-bzw. leitungsdruck schließen.
• Das zweistufige ßervoventil enthält einen Speicherraum zum Ausgleichen oder Dämpfen von Schwankungen der Strömung des mittels es Hauptventils zu entlastenden Produkts zwischen der ersten und der zweien Stufe. Diese Dämpfung bewirkt ein gleichmäßigeres Öffnen und Schließen sowohl des Servoventils als auch des Hauptventils.
• Zusätzlich arbeitet die vom Druck des Produkts beaufschlagte erste Stufe des Servoventils mit auf Druck und Strömung ansprechenden Elementen, welche in vorbestimmten Beziehungen zu ihnen zugeordneten Sitzen angeordnet sind. Diese Elemente ermöglichen eine genauere Beherrschung der das Öffnen und Schließen der ersten Stufe bewirkenden Kräfte, so daß das Ventil äußerst genau auf vorab eingestellte Öffnungs- und Schließdrücke anspricht.
• In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das erfindungsgemäße Servoventil eine nach Art eines Kugelventils arbeitende Umstelleinrichtung, welche eine Prüfung des Servoventils durch Anlegen eines den Behälterdruck übersteigenden, vorzugsweise kalibrierten Prüfdrucks von einer unabhängigen Druckquelle ermöglicht, wobei der Prüfdruck allein auf das Servoventil einwirkt. Bei Verringerung des Prüfdrucks wird der Prüfdruckanschluß des Servoventils automatisch abgesperrt, so daß die Verbindung mit den Prüfeinrichtungen ohne Verlust des im Behälter enthaltenen Produkts lösbar ist.
• Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Schnittansicht eines Servoventils mit einer ersten und einer zweiten Stufe, einer Umstelleinrichtung und den dazugehörigen Durchlässen,.
• Fig. 2 eine Schnittansicht eines Hauptventils mit einem Anschluß für einen Druckbehälter od.dgl., einem Pitotrohr und Anschlüssen für das Servoventil, Fig. 3 eine Gesamtansicht einer. bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit einem Hauptventil und einem unmittelbar daran angeordneten Servoventil, Fig. 4 eine schematisierte Schnittansicht der Druck- und Strömungsverbindungen zwischen dem Hauptventil und dem Servoventil im geschlossenen Zustand, Fig. 5 eine Fig. 4 entsprechende Darstellung der Anordnung im geöffneten Zustand, Fig. 6 eine Teil-Schnittansicht des Steuerglieds der ersten Stufe im geschlossenen Zustand, mit besonderer Darstellung der druckbeaufschlagten Elemente des Steuerglieds und ihrer Beziehung zu einem zugeordneten Sitz,und Fig. 7 eine Fig. 6 entsprechende Schnittansicht des Steuerglieds der ersten Stufe im geöffneten Zustand.
• Die Erfindung ist nachstehend zwar anhand einer bevorzugten Anordnung des Servoventils und des Hauptventils beschrieben, sie ist jedoch nicht auf eine solche Anordnung beschränkt, sondern erlaubt die verschiedensten Abwandlungen derselben im Rahmen der Ansprüche.
• In Fig. 1 erkennt man ein Servoventil 5 mit einem Gehäuse 4, in welchem eine erste und eine zweite Servostufe 10 bzw. 41 untergebracht sind. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Servoventil 5 nahe über einem Hauptventil 7 angeordnet und mit einem Einlaß 11 mit einem Auslaß 61 desselben strömungsverbunden. In der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform ist der Einlaß 11 über ein Rohrstück mit dem Auslaß 61 verbunden. Eine weitere Verbindungsleitung 6 ist an einer Druckabnahmestelle 63 etwas oberhalb des Einlasses 65 des Hauptventils7 angeschlossen. An der Druckentnahmestelle 63 ist ein mit der Leitung 6 verbundenes Pitotrohr 64 angeordnet, welches bei Durchströmung des Hauptventils ein dem Behälter-Gesamtdruck entsprechendes Drucksignal erzeugt. Mit einem am unteren Ende angeordneten Flansch 66 ist das Hauptventil 7 über einer Öffnung eines Druckbehälters oder einer Druckleitung befestigbar, so daß eine Betätigung des Ventils die Druckentlastung eines darin vorhandenen Produkts herbeiführt.
• In dem in Fig. 1, 2 und 4 dargestellten Zustand, in welchem der Behälterdruck unterhalb des Öffnungsdrucks des Entlastungsventils liegt, ist ein Kopfraum 68 des Hauptventils 7 über den Einlaß 65, den Druckabnahmeanschluß 63, die Leitung 6, das Servoventil 5 und die Leitung 11a mit dem im Behälter herrschenden statischen Druck gespeist. Innerhalb des Servoventils 5 wirkt der statische Druck außerdem über Durchlässe 57, 24, einen Einlaß 17 der ersten Stufe und ein Filter 15 auf die Elemente der ersten und der zweiten Stufe des Servoventils. Die Unterseite 34 des Steuerglieds 18 der ersten Stufe ist daher auf der von dem Einlaß oder Sitz 17 umgrenzten Fläche vom Behälterdruck beaufschlagt. Das Filter 15 ist zwischen dem Einlaß 24 der ersten Stufe und einem Prüfdruckeinlaß 76 angeordnet und bildet eine Fuhrung für ein Absperrglied in Form einer Kugel 16. Diese dient, wie nachstehend im einzelnen erläutert, dazu, wahlweise den Einlaß 24 oder den Prüfdruckeinlaß 76 abzusperren. Durch die Wandung.des Filters 15 hindurch sind die Einlässe 24 und 76 mit dem Einlaß 17 verbunden.
• Wie man im einzelnen in Fig. 6 und 7 erkennt, hat das Steuerglied 18 der ersten Stufe mit einem dem Einlaß 17 zugeordneten Sitzring 28 zusammenwirkende, auf Druck und Strömung ansprechende Elemente. Zu diesen gehört ein Kolben 18c, welcher an der Oberseite eine Stufe 19 aufweist. Ein auf der Stufe 19 angeordneter, mit dem Kolben 18c konzentrischer Dichtungsring 25 wirkt mit einem oberen Sitz 20 zusammen.
• Ein den Kolben 18c des Steuerglieds 18 tragender Schaft 18b desselben ist axial verschieblich in einer Führung 20a angeordnet, an deren unterem Ende der Sitz 20 geformt ist.
• Eine Druckfeder 30 stützt sich über einen unteren Federteller 3Oa auf dem oberen Ende des Schafts 18b ab. Die Länge desselben ist so bemessen, daß der Federteller 30a zu keiner Zeit in Anlage an der Oberseite 20b der Führung 20a kommt, so daß das Steuerglied 18 auch bei einer Verstellung seines Hubs jederzeit durch die Feder 30 belastet ist.
• Die Führung 20a ist über ein Schraubgewinde mit einem Haltering 29 des unteren Sitzrings 28 verbunden und dadurch relativ zu diesem in Axialrichtung des Steuerglieds 18 verstellbar. Dadurch läßt sich der Hub bzw.
• der Öffnungsdruck des Steuerglieds 18 einstellen. Eine sichere und gleichförmige Betätigung der ersten Stufe ist durch eine Anordnung von ringförmigen Drosseldurchlässen zwischen dem Kolben 18c und dem Sitzring 28 bzw.
• dem Haltering 29 desselben gewährleistet. Ein erster Drosseldurchlaß 37 ist zwischen einem den größten Durchmesser 32 des Kolbens aufweisenden Umlenkrand 21 desselben und dem inneren Umfang des Halterings 29 gebildet.
• Ein einen kleineren Durchmesser 33 aufweisender mittlerer Abschnitt des Kolbens bildet zusammen mit einer Innenfläche des Sitzrings 28 einen zweiten Drosseldurchlaß 39. Ein weiterer ringförmiger Drosseldurchlaß 38 ist durch ein einen noch kleineren Durchmesser 34 aufweisendes Endstück des Kolbens 18 und durch eine weitere Innenfläche 28b des Sitzrings 28 begrenzt.
• Der den Durchmesser 33 aufweisende mittlere Abschnitt und das den Durchmesser 34 aufweisende Endstück des Kolbens stehen den entsprechenden Innenflächen des Sitzrings 28 jeweils über eine Länge 55 bzw. 36 gegenüber.
• Die zweite Stufe 41 des Servoventils enthält ein Steuerglied 42 mit einem Kolben 48, welcher axial verschieblich in einer Bohrung 40 geführt ist. Diese hat einen unteren Abschnitt 55 kleineren und einen oberen Abschnitt 56 groberen Durchmessers. Zwischen seinem oberen Ende 48a und einem am unteren Ende angeordneten Dichtungshalter 43 ILfL (:1er Kolben Sitz eine Rcihe von Dichtungen 48b, 48c und 48d.
• Indem in Fig. 1 und 4 gezeigten Zustand ist das Steuerglied 42 der zweiten Stufe 41 durch den den Kolben 48 über den Durchlaß 57 beaufschlagenden Druck in Anlage an einem unteren Sitz 45 gehalten. Der Kolben 48 befindet sich dabei in seiner oberen Endstellung, in welcher der untere Abschnitt 55 der Bohrung 40 in offener Strömungsverbindung mit dem oberen Abschnitt 56 derselben steht.
• Dadurch ist der Einlaß 12 des Servoventils über den Durchlaß 57, die Bohrung 40 und einen im unteren Abschnitt 55 derselben ausmündenden Durchlaß 54 mit dem Anschluß 11 der Servoventils strömungsverbunden.
• Ein das Absperrglied des Hauptventils 7 darstellender Kolben 69 ist dabei an seiner unteren Stirnfläche 75 direkt sowie überden Durchlaß 57, die Bohrung 40 und den Durchlaß 54 an seiner oberen Stirnfläche 74 vom statischen Behälterdruck beaufschlagt'. Da die effektive Fläche der Oberseite 74 größer ist als diejenige der Unterseite 75, ist der Kolben 69 daher auf seinem Sitz festgehalten-, so daß keine Druckentlastung stattfindet.
• Der Behälterdruck für die Steuerung des Servoventils wird am Einlaß 65 des Hauptventils abgenommen (Fig. 4, 5).
• Der Betätigungs- oder Auslösedruck für die erste Stufe des Servoventils ist mittels der zwischen dem Federtelleu' 3pa und einem oberen Sitz 30b unter Spannung gehaltenen Druckfeder 30 einstellbar (Fig. 6, 7).BeI einem Anstieg des Behälterdruck über den eingestellten Wert bewirkt die dadurch über den Anschluß 12 und den Durchlaß 24 auf die durch den Sitz 17 begrenzte Unterseite des Endstücks 34 des Steuerglieds 18 ausgeübte Kraft das Abheben des Steuerglieds 18 von seinem Sitz, so daß das Druckmittel in die über einen Durchlaß 50 mit der zweiten Stufe verbundene erste Stufe einströmen kann.
• Die vorstehend erwähnten, auf Druck und Strömung ansprechenden Elemente des Steuerglieds 18 bzw. des Kolbens 18c bewirken dabei, wie nachstehend erläutert, eine sichere und gleichförmige Betätigung der ersten Stufe. Da der zwischen dem Endstück 34 und der Innenfläche 28b des Sitzrings 28 gebildete ringförmige Durchlaß 38 eine größere Durchtrittsfläche hat als der zwischen dem mittleren Abschnitt 33 des Kolbens 18c und der Innenfläche 28a des Sitzrings 28 gebildete Durchlaß 39, ist die Durchströmung der ersten Stufe zu Beginn der Aufwärtsbewegung des Steuerglieds 18 allein von der Größe des Durchlasses 39 abhängig. Da ferner die Länge 35 des dem engeren Durchlaß 39 zugeordneten mittleren Abschnitts 33 größer ist als die Länge 36 des dem größeren Durchlaß 38 zugeordneten Endstücks 34, ist die Durchströmung der ersten Stufe über einen gewissen Anfangshub des Steuerglieds durch den Durchlaß 39 begrenzt, da in dessen Bereich der größte Strömungswiderstand auftritt.
• Der am Durchlaß 39 auftretende Druckabfall erzeugt eine auf den mittleren Abschnitt 33 des Kolbens einwirkende, aufwärts gerichtete Kraft, welche so lange aufrecht erhalten bleibt, bis der untere Rand des mittleren Abschnitts 33 den oberen Rand der Innenfläche 28a des Sitzrings 28 im -wesentlichen errreicht hat. Das den Drosseldurchlaß 39 durchströmende Druckmittel beaufschlagt dabei die Unterseite des den größen Durchmesser 32 aufweisendenHauptteils des Kolbens 18c und wird durch den Umlenkrand 21 radial abgelenkt, wodurch eine zusätzliche,.aufwärts gerichtete Kraft entsteht. Aus einer durch den Umlenkrand 21 umgrenzten Kammer 41 kann das Druckmittel zu Beginn der Aufwärtsbewegung des Absperrglieds nur durch einen zwischen der unteren Kante 21a des Um1onkruids 21 und dem Sitzring 28 vorhandenen engen Ringspalt 41a entweichen, so daß in der Kammer 41 zunächst ein erhöhter Druck entsteht, welcher das Abheben des Kolbens von seinem Sitz erleichtert.
• In der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsform hat also der Drosseldurchlaß 38 einen größeren Querschnitt als der Drosseldurchlaß' 39, und die effektive Länge 35 des mittleren Abschnitts des Kolbens ist größer als diejenige des Endstücks 34.
• Im Vergleich zu einem Teljierventil bekannter Ausführung entstehen bei der vorstehend beschriebenen Anordnung während des Öffnungshubs des Steuerglieds stetig zunehmende Hubkräfte, welche ein stetiges Öffnen des Ventils ohne oszillierende Schwankungen gewährleisten. Ohne die vorstehend beschriebene Anordnung ergäbe sich beim Abheben des Steuerglieds ein sehr schneller Druckabfall und damit eine Verringerung der auf das Steuerglied einwirkenden Hubkraft. Dies würde dazu führen, daß das Steuerglied wieder zurückfällt oder nur unvollständig öffnet. Für eine stabile Betätigung des Steuerglieds und damit des'Hauptventils wäre daher ein beträchtlicher Anstieg des Behälterdrucks notwendig. Das im Anfangsstadium pulsierende Ansprechen des Ventils der ersten Stufe erschwert dabei eine genaue Einstellung des Auslösedrucks.
• Nach dem Abheben des Steuerglieds 18 von seinem Sitz und während seines anschließenden Aufwärtshubs kann eine gewisse Menge des Druckmittels durch einen zwischen dem Schaft 18b und der Führung 20a vorhandenen Spalt 18a und in einem Deckel 10 geformte Auslässe 10a hindurch ins Freie entweichen. In der oberen Endstellung des Steuerglieds kommt dann der Dichtungsring 25 inAnlage am Sitz 20, wodurch die Strömung des Druckmittels entlang dem Schaft 18b abgesperrt ist (Fig. 7).
• Nach dem Abheben des Steuerglieds 18 der ersten Stufe von seinem Sitzring 28 gelangt das Druckmittel über einen Auslaß 22 der ersten Stufe und die Bohrung 50 in einen Kopfraum 52 der zweiten Stufe und beaufschlagt die Oberseite von deren Kolben 48. Dadurch wird dieser abwärts verdrängt, bis die Ringdichtung 48b in abdichtende Anlage an der Innenfläche 46 des unteren Abschnitts 55 der Bohrung 40 kommt; wobei gleichzeitig die untere Dichtung 48c von ihrem Sitz abhebt.
• In diesem, in Fig. 5 dargestellten Zustand ist der Eopfraum 68 des Hauptventils über den Durchlaß 54 und die Bohrung 40 mit der freien Umgebung strömungsverbunden und damit druckentlastet. Die in Anlage an der Innenfläche 46 des Abschnitts 55 der Bohrung 40 befindlichen Dichtungen 48b unterbrechen dabei die ftrömungsverbindung zwischen dem Druckanschluß 12 und dein KopTrüurn 68 des Hauptventils über den Durchlaß 57. Durch das Absperren des Durchlasses 57 ist außerdem jede Durchströ-' mung der ersten Stufe des Servoventils unterbrochen. Da die den Kolben 69 des Hauptventils freigebende Druckentlastung des Kopfraumes 68 allein über ein Teil der zweiten Stufe des Servoventils erfolgt, findet eine Durchströmung der ersten Stufe also lediglich während der für die Bewegung der Steuerglieder notwendigen kurzen Zeitspannen statt.
• Durch die Druckentlastung des Kopfraumes 68 des Hauptventils über den Auslaß 13 der zweiten Stufe des Servoventils wird die auf die Oberseite 74 des Kolbens 69 einwirkende Kraft beträchtlich kleiner -als die auf die effektive Fläche der Unterseite 75 desselben einwirkende, wodurch sich der Kolben 69 aufwär-ts bewegt, so daß der Behälterdruck über den Einlaß 65, einen Durchlaß 71 und den Auslaß 67 des Hauptventils entweichen kann.
• Der -,lihrend dieser Druckentlast-ung im Einlaß 65 des Hauptventils auftretende Gesamtdruck beaufschlagt über das an der Druckabnahmestelle 63 angeordnete Staurohr 64 und die Verbindungsleitung 6 die Steuerglieder 18, 42 des Servoventils und hält diese dadurch in der geöffneten Stellung.
• Bei der die Druckentlastung des Kopfsraums 68 des Hauptventils bewirkenden Abwärtsbewegung des Steuerglieds 42 der zweiten Stufe wird der Durchlaß 57, wie vorstehend bereits angedeutet, nach -Durchtritt einer relativ kleinen enge des Strömungsmittels abgesperrt. Die Durchströmung der ersten Stufe 10 des Servoventils beschränkt sich somit auf die für die Betätigung der zweiten Stufe-41 sowie für die Füllung der Hohlräume des Servoventils benötigte kleine Menge des Druckmittels. Dies ermöglicht die Verwendung eines sehr feinen Filters 15 zur Vermeidung von Verunreinigungen des Servoventils, so daß dieses über lange Zeitspannen genau auf den eingestellten Druck ansprechen kann.
• Durch das Abblasen des Hauptventils 7 verringert sich der über das Staurohr 64 abgenommene Druck'auf einen Wert, bei welchem die Spannung der Druckfeder 30 ausreicht, das Steuerglied 18 der ersten Stufe abwärts zu bewegen. Dadurch hebt sich die Ringdichtung 25 von ihrem Sitz 20, so daß das in den Kopfräumen 23 und 52 der ersten bzw. zweiten Stufe des Servoventils vorhandene Druckmittel langsam und stetig durch den zwischen dem Schaft 18b des Steuerglieds 18 und der Führung 20a vorhandenen Spalt 18a entweichen kann. Dies bewirkt eine gesteuerte Verringerung des Drucks innerhalb des Eopfrauzs 23 und damit des zwischen dem Steuerglied 18 und seinem Sitz auStretenden Druckabfalls und führt damit zu einer stetigen Schließbewegung des Absperrglieds 18. Ohne eine derartige stetige Verringerung des Drucks besteht die Gefahr, daß das Steuerglied 18 der ersten Stufe übermäßig schnell schließt und dadurch von seinem Sitz zurückprallt, was wiederum eine pulsierende Betätigung der zweiten Stufe des Servoventils und damit ein Rattern des Kolbens 69 im Hauptventil zur Folge haben könnte.
• Die vorstehend angesprochene Verringerung des Drucks im Kopfraum 52 der zweiten Stufe ermöglicht die Aufwärtsbewegung des Steuerglieds 42 unter Einwirkung des die Unterseite' des Kolbens 48 über den Durchlaß 57 beaufschlagenden Behälterdrucks, bis die untere Dichtung 48c in Anlage an ihrem Sitz 45 kommt.
• Aus vorstehender Beschreibung ist zu erkennen, daß der Öffnungsdruck und/oder der Schließdruck in beträchtlichem Ausmaß vom Hub des Steuerglieds 18 der ersten Stufe abhängig ist. Eine genaue Beherrschung des Schließdrucks ist außerdem abhängig von einer Steuerung der Druckgradienten und der aerodynamischen Kräfte während der Bewegungen des Steuerglieds. Die vorstehend beschriebene Ausbildung des Steuerglieds und des diesem zugeordneten Sitzrings sowie der Dichtung 25 und des damit zusammenwirkenden Sitzes 20 ist daher ausschlaggebend für die zuverlässige Betätigung innerhalb eines' engen Bereichs des Öffnungs- bzw. Schließdrucks.
• Einen wesentlichen Beitrag zur Steuerung der Abwärtsbewegung des Steuerglieds 18 liefert der als Dämpfungskammer wirksame Kopfraum 52 der zweiten Stufe, welcher das Druck- oder Arbeitsmittel für die Bewegung der Steuerglieder der ersten und der zweiten Stufe liefert und aufgrund seines Volumens gewährleistet,. daß beim Entweichen des Druckmittels ein stetiger Druckabbau stattfindet.
• Bei der öffnenden Bewegung des Steuerglieds 18 der ersten Stufe füllt sich der Kopfraum 52 mit dem den Einlaß 17 der ersten Stufe durchströmenden Druckmittel und bewirkt dadurch einen stetigen Druckanstieg und damit eine gleichmäßige Aufwärtsbewegung des Steuerglieds, wodurch einer pulsierenden Betätigung der zweiten Stufe und damit des Hauptventils vorgebeugt ist.
• Aufgrund einer solchen Steuerung des Druckverlaufs in den Kopfräumen der ersten und der zweiten Stufe ist bei dem beschriebenen Servoventil somit eine gleichförmige und stetige Betätigung gewährleIstet. Bei übermäßig schnellem Druckabfall während des Schließvorgangs oder übermäßig schnellem Druckanstieg während des Öffnungsvorgangs würde bei'den Bewegungen der Steuerglieder ein unerwünschtes Pulsieren auftreten. Die geeignete Kombination der verschieden großen Querschnittsflächen der Steuerglieder und der'diesen zugeordneten Hohlräume gewährleistet' demgegenüber eine verzögerte Druckverringerung und damit eine gleichförmige Schließbewegung der Steuerglieder in der ersten und der zweiten Stufe des Servoventils.
• Gemäß einem weiteren Merkmal enthält das in Fig, 1 dargestellte Servoventil eine zwischen dem mit dem Druckanschluß 12 verbundenen Durchlaß 24 und dem Prüfdruckanschluß 14 angeordnete Umschalteinrichtung. Diese besteht aus einer Kugel 16, welche innerhalb des der ersten Stufe vorgeschalteten, rohrförmigen Filterelements 15 zwischen dem Auslaß 24 und einem am Prüfdruckanschluß 14 geformten Sitz 14a waagerecht hin und her beweglich geführt ist.
• Zum Prüfen der Funktion des eingebauten Ventils'an Ort und Stelle wird über den Prüfdruckanschluß 14 Luft oder ein anderes Druckmittel mit einem bekannten Druck zugeführt. Solange dabei der Behälterdruck höher ist als der Druck des Prüfdruckmittels, bleibt die Kugel 16 in Anlage am Sitz 14a und hält damit den Einlaß 76 des Prüfdruckanschlusses verschlossen. Steigt. der Druck des Prüfdruckmittels über den Behälterdruck an, so bewegt sich die Kugel 16 innerhalb des Filterelements 15 zum Durchlaß 24, um diesen und damit den Druckanschluß 12 zu sperren. Ein weiterer Anstieg des Prüfdrucks bewirkt dann die Betätigung des Servoventils und des Hauptventils, ohne daß der Behälterdruck zu diesem Zweclc erhöht wird.
• Bei Verringerung des Prüfdrucks bewegt sich die Kugel unter dem Einfluß des über den Druckanschluß 12 und den Durchlaß 24 auf sie einwirkenden Behälterdrucks zurück zu ihrem Sitz 14a, um den Prüfdruckeinlaß 76 zu verschließen, so daß bei Abnahme der Prüfeinrichtung vom Anschluß 14 kein Druckmittel aus dem Behälter entweichen kann.
• Die beschriebene Umschalteinrichtung ermöglicht somit auf einfache Weise eine Funktionsprüfung des Uberdruckventils und das Einstellen des Abblasedrucks ohne Erhöhung des Behälterdrucks. Dabei ist nur eine sehr geringe Menge des Prüfdruckmittels für die Betätigung de's Servoventils notwendig, da das Hauptventil dann durch den Behälterdruck betätigt wird.
• Für eine Funktionsprüfung des Servoventils allein ohne Verlust des im Behälter enthaltenen Druckmittels kann eine den Auslaß 13 der zweiten Stufe überdeckende Lochscheibe 28 durch eine undurchlässige Scheibe ersetzt werden, Damit können dann die Funktionen der ersten und der zweiten Stufe'des Servoventils durch Zufuhr eines Prüfdruckmittels über den Anschluß 14 geprüft werden, ohne daß das Hauptventil dadurch betätigt wird und ein Verlust des Druckmittels aus dem Behälter eintritt.

Claims (4)

1. Zusatz zu Patentanmeldung P 29 53 106.4 Patent Zweistufiges Servoventil für die Betätigung eines druckausgeglichenen Hauptventils P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Zweistufiges Servoventil für die Betätigung eines druckausgeglichenen Überdruck-Hauptventils, mit einer bei Überschreitung eines vorbestimmten Drucks des zu sUcueünden Druckmittels von diesem durchströmbaren ersten Stufe und einer zur Betätigung des Hauptventils auf die Durchströmung der ersten Stufe ansprechenden zweiten Stufe (Patentanmeldung P 29 53 106.4 Patent ) dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die erste Stufe. ('10) ein Steuerglied (18) mit einem einen ersten Abschnitt (33, 35) von gleichbleibendem Durchmesser über eine vorbestimmte länge und einen zweiten Abschnitt (34, 36) von gleichbleibendem Durchmesser über eine zweite vorbestimmte Länge aufweisenden Kolben sowie einen bei Unterschreitung des vorbestimmten Drucks mit dem Kolben zusammenwirkenden, der ersten und der zweiten vorbestimmten Länge entsprechende Abschnitte eines ersten bzw. zweiten Durchmessers aufweisenden Sitz (28) enthält, wobei der erste Abschnitt des Kolbens mit dem ersten Abschnitt des Sitzes einen ersten und der zweite Abschnitt des Kolbens mit dem zweiten Abschnitt des Sitzes eines zweiten Drosseldurchlaß (39 bzw. 38) bildet, so daß durch senkrechte Bewegung des Szeuerglieds relativ zum Sitz im wesentlichen über einen der zweiten vorbestimmten Länge entsprechendez Hub eine sich fortschreitend verringernde Drosselung der Durchströmung des Druckmittels erzielbar ist.
2. 2. Servorventil nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß das Steuerglied (18) der ersten Stufe (10) zwischen dem Kolben und einem Schaft (18a) eine Stufe (19) aufweist, daß der Schaft in einer Bohrung einer mit dem Sitz konzentrischen, in bezug auf diesen verstellbaren Führung (20a) geführt ist, daß zwischen dem Schaft und der Wandung der Bohrung ein Durchlaß (18a) vorhanden ist, daß die Führung einen mit der Bohrung koaxialen Sitz (20) aufweist, und daß zwischen dem Kolben und der Stufe eine damit konzentrische Dichtung (25) angeordnet ist, welche zum Begrenzen des Hubs des Steuerglieds und zum Absperren des Durchlasses in Anlage am Sitz der Führung kommt.
3. 3. Servoventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß es eine Dämpfungskammer (52) aufweist, welche ausschließlich bei übersch:reitvmg des vorbestimmten Drucks mit; der ersten und der zweiten Stufe strömungsverbunden ist.
4. 4. Servoventil nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e njn z e i c h n e t, daß die zweite Stufe (41) ein ein erstes und ein zweites Endstück sowie ein Mittelstück aufweisendes Steuerglied (40) enthält, welches in einer Bohrung zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung beweglich ist und eine erste und eine zweite Kammer darin begrenzt, daß die erste Kammer mit der Dämpfungskammer (52) strömungsverbunden ist, daß die erste Kammer bei Unterschreitung des vorbestimmten Drucks mit dem Druck des DruckmitteLs gespeist ist und daß die erste Stufe (10) bei Überschreitung des vorbestimmten Drucks mit der Dämpfungskammer in Strömungsverbindung versetzbar ist, so daß das Steuerglied der zweiten Stufe durch den bei Durchströmung der ersten Stufe auftretenden Druckanstieg in der ersten Kammer in die zweite Stellung bewegbar ist, in welcher es die Durchströmung der ersten und der zweiten Stufe sperrt.