DE3119406A1

DE3119406A1 - Hydraulic flow-regulating valve, e.g. for controlling cold-water coolers in underground mining

Info

Publication number: DE3119406A1
Application number: DE19813119406
Authority: DE
Inventors: Manfred Ing.(grad.) 4320 Hattingen Fischbach; Rolf Dipl.-Volksw. 4322 Sprockhövel Hebben
Original assignee: HEBBEN ROLF DIPL VOLKSW
Current assignee: HEBBEN ROLF DIPL VOLKSW
Priority date: 1981-05-15
Filing date: 1981-05-15
Publication date: 1982-12-09
Also published as: DE3119406C2

Abstract

The invention relates to a hydraulic flow-regulating valve according to Fig. 1, e.g. for controlling cold-water coolers in underground mining, in which a flow of medium, e.g. the cold-water inflow, passes axially through a valve cylinder in which a piston slide provided with a choke is guided. At the piston skirt, the piston slide has a multiplicity of radial bores as a fluidic connection to an annular space defined by the cylinder and at least partly by an inner sleeve. Radial bores of the inner sleeve lead into the annular space. In this arrangement, the piston slide preloaded against the direction of flow with a spring sitting on the inner sleeve controls radial bores of the sleeve with its piston skirt, and, with the aim of eliminating greater losses of the medium in the event of leakages from the hydraulic circuit protected by the flow-regulating valve, provision is made for the seat (20) of the spring (19) to be arranged in an axially movable manner on an arm of a hydraulic pressure balance (22-23), the other arm of which is loaded with another flow of medium, and for the deflection of the balance (22-23) to enable the piston skirt (10) to run over the sleeve bores (15, 16). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches MengenregelventilThe invention relates to a hydraulic flow control valve

gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.according to the preamble of claim 1.

Die Erfindung geht aus von einem zum Stande der Technik gehörigen hydraulischen Mengenregelventil, insbesondere für Wasserdirektverteiler von im Untertagebetrieb eingesetzten Schrämmaschinen (DE-OS 29 17851). Solche Mengenregelventile tragen im Boden mindestens eine Bohrung oder Düse, welche den Form des hydraulischen Mediums durch das Ventil begrenzt; die Kolbenfeder dient dazu, den Steuerkolben entsprechend den schwankenden Drücken des Mediums ausweichen zu lassen, so daß dieser vorzugsweise mit dem unteren Rand des Kolbenhemdes die freie Fläche der Hülsenbohrung verändern und dadurch den Strom des Mediums konstant halten kann. Wenn man auswechselbare Düseneinsätze vorsieht, kann man mit dem gleichen hydraulischen Mengenregelventil je nach Düseneinsatz unterschiedliche Medienströme konstant halten.The invention is based on one belonging to the prior art Hydraulic flow control valve, especially for direct water distributors in underground operations used cutting machines (DE-OS 29 17851). Such flow control valves wear at least one hole or nozzle in the bottom, which has the shape of the hydraulic medium limited by the valve; the piston spring is used to move the control piston accordingly to avoid the fluctuating pressures of the medium, so that this preferably Change the free area of the sleeve bore with the lower edge of the piston skirt and thereby can keep the flow of the medium constant. When you have interchangeable Nozzle inserts can be used with the same hydraulic flow control valve keep different media flows constant depending on the nozzle insert.

Diese Aufgabe tritt nicht nur bei Schrämmaschinen im Untertagebetrieb auf. Entsprechende Probleme ergeben sich bei der Steuerung von Kaltwasserkühlern, die als sogenannte Vorörtkühler z.B. in Abbaubetrieben des Steinkohlenbergbaus unter Tage eingesetzt sind. In der Regel handelt es sich hierbei um Wärmeaustauscher, wobei als Kälteträger für die Luft Kaltwasser in --Vorortkühlern verwendet wird; der Kälteträger ist im Kreislauf geführt, in den z.B. eine Kühlmaschine eingeschaltet ist, welche in einiger Entfernung von den --VorortkühlerF, gegebenenfalls sogar zentral aufgestellt sein kann. Man kann ein Mengenregelventil der eingangs beschriebenen Art und Ausbildung im Kaltwasserkreislauf jedes Vorortkühlers vorsehen und erhält dann die Möglichkeit, über den begrenzten Volumenstrom des Kaltwassers eine vorgegebene Kälteleistung zu erzielen. Mehrere Vorortkühler lassen sich auf diese Weise parallel schalten und einzeln im Kaltwasserkreislauf mit jeweils einem Mengenregelventil absichern.This task does not only occur with cutting machines in underground operation on. Corresponding problems arise when controlling cold water coolers, which are used as so-called pre-local coolers, e.g. in coal mining operations Days are used. Usually these are heat exchangers, where cold water in on-site coolers is used as the coolant for the air; the coolant is routed in a circuit in which a cooling machine, for example, is switched on which is at some distance from the - on-site coolerF, possibly even can be set up centrally. You can use a flow control valve as described above Provide type and design in the cold water circuit of each on-site cooler and receives then the option of using the limited volume flow of the cold water to set a specified To achieve cooling capacity. Several on-site coolers can be run in parallel in this way and switch individually in the cold water circuit, each with a volume control valve to secure.

Es kommt allerdings vor, daß hinter einem solchen Mengenregelventil Undichtigkeiten, vor allem durch Beschädigungen des Vorortkühlers auftreten, welche zum Verlust von Kaltwasser führen. Da insbesondere Vorortkühler meistens schwer zugänglich sind und Kaltwasserverluste häufig längere Zeit unbemerkt bleiben, kommt es zu erheblichen Verlusten am Kälteträger, die schließlich zum Versagen der Kühlanlage führen können.It happens, however, that behind such a flow control valve Leaks, especially due to damage to the on-site cooler, which lead to the loss of cold water. Since, in particular, on-site coolers are usually difficult are accessible and cold water losses often go unnoticed for a long time there is considerable loss of the secondary refrigerant, which ultimately leads to the failure of the cooling system being able to lead.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydraulisches Mengenregelventil der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, welches im Falle von Undichtigkeiten des mediumabgesicherten hydraulishen Kreislaufes größere Verluste des Mediums. ausschließt.The invention is based on the object of a hydraulic flow control valve to create the type described above, which in the event of leaks of the medium-protected hydraulic circuit, greater losses of the medium. excludes.

Diese Aufgabe wird erfidungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche gelöst.According to the invention, this object is achieved by the characterizing features of the claims solved.

Indem man die Feder auf einem Arm einer hydraulischen Druckwaage anordnet, deren anderer Arm z.Bx mit dem statischen Druck eines anderen Medienstromes belastet ist, kann man die Vorspannung auf den Steuerkolben von dem auf der Druckwaage lastenden Druck abhängig machen. Indem man dafür sorgt, daß der Ausschlag der Waage ein Uberlaufen der Hülsenbohrung durch das Kolbenhemd ermöglicht, kann man bei Verminderungen des Druckes auf der hydraulischen Druckwaage erreichen, daß das Kolbenhemd die Hülsenbohrung entsprechend weiter zusteuert und schließlich absperrt, so daß der Volumenstrom unterbrochen wird.By placing the spring on one arm of a hydraulic pressure compensator, whose other arm is, for example, loaded with the static pressure of another media flow is, you can adjust the preload on the control piston from the one on the pressure compensator Make pressure dependent. By causing the scale to overflow allows the sleeve bore through the piston skirt, you can reduce the Pressure on the hydraulic pressure compensator achieve that the piston skirt the sleeve bore accordingly further controls and finally shuts off, so that the volume flow is interrupted.

Bei Anwendung des hydraulischen Mengenregelventils gemäß der Erfindung auf die Steuerung von Kaltwasserkühlern wird man die hydraulische Druckwaage mit dem Druck im rücklaufenden Kaltwasser belasten. Dadurch kann man Undichtigkeiten, die stromab des hydraulischen Mengenregelventils auftreten und sich in Druckverlusten in der Rücklaufleitung ausdrücken, als Steuergröße für die Absperrung der Vorlaufleitung verwenden.When using the hydraulic flow control valve according to the invention The hydraulic pressure compensator is used to control cold water coolers the pressure in the returning cold water. This can prevent leaks, which occur downstream of the hydraulic flow control valve and result in pressure losses in the return line as a control variable for the shut-off of the flow line use.

Vorzugsweise benutzt man den statischen Druck des hydraulischen Mediums, um die hydraulische Druckwaage zu belasten. Das geschieht mit den Merkmalen des Anspruches 2.The static pressure of the hydraulic medium is preferably used, to load the hydraulic pressure compensator. This happens with the characteristics of the Claim 2.

Ferner ist es aus Baugründen zweckmäßig, die funktionsnotwendigen Teile axial auszufluchten. Dann ergeben sich radiale Anschlüsse für Zu- und Ablauf des das Mengenregelventil durchströmenden Flusses.Furthermore, it is advisable, for reasons of construction, to carry out the functionally necessary To align parts axially. Then there are radial connections for inlet and outlet of the flow flowing through the flow control valve.

Die Einzelheiten, weiteren Merkmale und andere Vorteile der Erfindung ergeben cich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren in der Zeichnung; es zeigen Fig. 1 im Längsschnitt eine Ausführungsform gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine Draufsicht auf den Gegenstand der Fig. 1 und Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III der Fig. 1.The details, other features, and other advantages of the invention cich result from the following description of an embodiment based on of the figures in the drawing; 1 shows an embodiment in longitudinal section according to the invention, Fig. 2 is a plan view of the object of Fig. 1 and Fig. 3 shows a section along the line III-III in FIG. 1.

Eine Zylinderbüchse 1 ist an einer Stirnseite mit einem Deckel 2 verschlossen. Der Deckel 2 hat einen radialen Stutzen 3 mit einem Innengewinde 4 zum Anschluß einer Leitung bzw. eines Schlauchnippels. Ein innerer Ringflansch 5 des Deckels 2 trägt eine O-Ringdichtung 6, welche mit der Innenwand der Zylinderbüchse 1 zusammenwirkt. Ein allgemein mit 7 bezeichneter Steuerkolben ist axial beweglich im Zylinder 1 gelagert. Der Kolbenboden 8 gleitet an der Innenwand der Zylinderbüchse 1 und ist im Inneren des Kolbenhemdes mit einem Schlitz 9 durchbrochen. Das Kolbenhemd 10 weist mehrere Radialbohrungen 11 bzw. 12 auf und führt sich auf einer Büchse 14. Die Büchse trägt ihrerseits Radialbohrungen 15 bzw. 16 und hat einen in das Innere des Kolbens vorstehenden Boden 17.A cylinder liner 1 is closed with a cover 2 on one end face. The cover 2 has a radial connector 3 with an internal thread 4 for connection a line or a hose nipple. An inner ring flange 5 of the lid 2 carries an O-ring seal 6 which interacts with the inner wall of the cylinder liner 1. A control piston, generally designated 7, is axially movable in the cylinder 1 stored. The piston head 8 slides on the inner wall of the cylinder liner 1 and is perforated with a slot 9 inside the piston skirt. The piston skirt 10 has several radial bores 11 and 12 and runs on a bush 14. The sleeve in turn has radial bores 15 and 16 and has one in the interior of the piston protruding bottom 17.

Eine Axialbohrung 18 von verhältnismäßig kleinem Durchmesser dient zur Aufnahme einer Feder 19, auf der sich der Steuerkolben q abstützt. Die Feder stützt sich ihrerseits auf einem Bund 20 einer Kolbenstange 22 ab, die hohl ausgebildet ist. Die Kolbenstange 22 endet an einem Kolben 23 mit einer O-Ringdichtung 24 gegenüber der Innenwand eines Zylinders 25, der mit einem Deckel 26 verschlossen ist. Der Deckel 26 ist seinerseits gegen die Stirnwand eines Einsatzes 27 bei 28 abgedichtet und mit Hi-lfe mehrerer Muttrfl 29 lösbar befestigt. Der Einsatz 27 ist gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit der Büchse 14 einteilig ausgebildet. Die Kolbenstange 22 ist bei 30 gegen den Einsatz abgedichtet.An axial bore 18 of relatively small diameter is used for receiving a spring 19 on which the control piston q is supported. The feather is in turn supported on a collar 20 of a piston rod 22, which is hollow is. The piston rod 22 ends at a piston 23 with an O-ring seal 24 opposite the inner wall of a cylinder 25 which is closed with a cover 26. Of the Cover 26 is in turn sealed against the end wall of an insert 27 at 28 and releasably attached with the aid of several nuts 29. The insert 27 is according to the illustrated embodiment with the sleeve 14 formed in one piece. The piston rod 22 is sealed against the insert at 30.

Ausgefluchtet mit der Kolbenstange 22 ist eine Kolbenrückzugsstange 31 mit einem Bund 32, auf dem sich eine Rückzugsfeder 33 abstützt, die ihrerseits auf dem Flansch einer Büchse 34 abgestützt ist, die in den Deckel 26 eingesetzt ist. Der Deckel trägt eine Bohrung 35 mit Innengewinde zum Anschluß einer Leitung bzw. eines Nippels.Aligned with the piston rod 22 is a piston retraction rod 31 with a collar 32 on which there is a return spring 33 supports, which in turn is supported on the flange of a sleeve 34 which is in the lid 26 is inserted. The cover has a bore 35 with an internal thread for connection a line or a nipple.

Der Einsatz 27 hat seinerseits einen Radialstutzen 36 mit Innengewinde 37 zum Anschluß eines Schlauchnippels; Wie die Darstellung der Fig. 1 erkennen läßt, werden die M4iCRTn 29 auf die Gewindeenden von Zugankern 38 geschraubt, die mit ihren Köpfen 39 (Fig. 2) versenkt im Deckel 2 angeordnet sind und die Teile zusammenhalten.The insert 27 in turn has a radial connector 36 with an internal thread 37 for connecting a hose nipple; As the illustration in FIG. 1 shows, the M4iCRTn 29 are screwed onto the threaded ends of tie rods 38 with their heads 39 (Fig. 2) are arranged sunk in the cover 2 and hold the parts together.

Die Stirnwand 40 des Deckels 2 ist mit einer Bohrung 41 durchbrochen. In dieser ist eine Welle 42 gelagert und bei 43 abgedichtet. Das mit Schlüsselflächen 44 versehene Sußerc Ende der Welle 42 tragt einen Einstellknopf 45 zum Verdrehen der Welle.The end wall 40 of the cover 2 is perforated with a bore 41. A shaft 42 is mounted in this and sealed at 43. The one with wrench flats 44 provided outer end of the shaft 42 carries an adjusting knob 45 for rotation the wave.

Die Welle 42 endet an einer Gabel, deren Gabelzinken 47, 48 einen Knebel 60 einshließen, welcher seinerseits Teil einer Segmentscheibe 49 ist, mit der der gekrümmte Schlitz 9 ganz oder teilweise verschlossen werden kann, sobald die Welle entsprechend aus ihrer Stellung nach Fig.3 verdreht wird.The shaft 42 ends at a fork, the fork prongs 47, 48 a Toggle 60, which in turn is part of a segment disk 49, with which the curved slot 9 can be completely or partially closed as soon as the shaft is rotated accordingly from its position according to Fig.3.

Im Betrieb ist das beschriebene Mengenregelventil beispielsweise mit dem Stutzen 3 an den Kaltwasserzulauf zu einem Vorortkühler angeschlossen, der durch den Pfeil 50 wiedergegeben ist. Durch Drehen des Knopfes 45 bestimmt man den öffnungsquerschnitt des Schlitzes 9 und gibt dadurch bei Normaldruck die Kaltwasserzulaufmenge vor. Das Kaltwasser tritt durch den Schlitz 9 in den Innenraum des Kolbenhemdes ein und strömt durch die Radialbohrungen 11, 12 in den Ringraum 52 zwischen Kolbenhemd 10 und Zylinderbüchse 1. Es erreicht über die Radialbohrungen 15, 16 das Innere der Hülse 14 und verläßt das Mengenregelventil über den Stutzen 36 entsprechend der Richtung des Pfeiles 51.In operation, the flow control valve described is, for example, with the nozzle 3 connected to the cold water inlet to an on-site cooler, which through the arrow 50 is shown. The opening cross-section is determined by turning the knob 45 of the slot 9 and thereby specifies the amount of cold water inflow at normal pressure. The cold water enters the interior of the piston skirt through the slot 9 and flows through the radial bores 11, 12 in the annular space 52 between Piston skirt 10 and cylinder liner 1. It reaches via radial bores 15, 16 the interior of the sleeve 14 and leaves the flow control valve via the nozzle 36 accordingly the direction of arrow 51.

Erhöhter Druck führt zur Auslenkung der Feder 19, wodurch die Unterkante 53 des Kolbenhemdes 10 die Bohrungen 15, 16 der Hülse 14 mehr oder weniger weit zusteuern können.Increased pressure leads to the deflection of the spring 19, whereby the lower edge 53 of the piston skirt 10, the bores 15, 16 of the sleeve 14 more or less far can steer.

Dadurch wird der Strömungsquerschnitt entsprechend gedrosselt, so daß trotz erhöhtem Druck nicht mehr Kaltwasser strömen kann.As a result, the flow cross-section is throttled accordingly, see above that despite the increased pressure, cold water can no longer flow.

Zwischen dem Anschluß 35 und dem nicht dargestellten Kaltwasserrücklauf hinter dem Vorortkühler ist eine Verbindungsleitung angeschlossen. Folglich ist der Raum 54 oberhalb des Kolbens 23 mit dem Rücklaufdruck des Kaltwassers beaufschlagt. Dadurch wird die Feder 33 ausgelenkt und der Sitz 20 der Feder 19 in seiner aus Fig. 1 ersichtlichen Normalstellung gehalten. Sobald der Druck in der Kaltwasserrück-Jaufleitung zusammenbricat, wird der Raum 54 entlastet, so daß die Feder 33 die Stange 31 nach rechts in Fig. 1 zieht und damit die Kolbenstange 22 in der gleichen Richtung bewegt. Das hat zur Folge, daß die Feder 19 entspannt wird.Between the connection 35 and the cold water return, not shown A connection line is connected behind the on-site cooler. Hence is the space 54 above the piston 23 is acted upon by the return pressure of the cold water. As a result, the spring 33 is deflected and the seat 20 of the spring 19 in its out Fig. 1 shown normal position held. As soon as the pressure in the cold water return line together, the space 54 is relieved, so that the spring 33 follows the rod 31 pulls right in Fig. 1 and thus moves the piston rod 22 in the same direction. This has the consequence that the spring 19 is relaxed.

Unabhängig von dem in der Vorlaufleitung herrschenden Druck kann daher der Steuerkclben 7 nachgeben. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß die Kante 53 des Kolbenhemdes 10 die Bohrungen 15, 16 der Hülse 14 überlaufen und abschliessen kann. Infolgedessen wird der defekte Vorortkühler vom Kaltwasservorlauf abgeschlossen.Regardless of the pressure prevailing in the supply line, it is therefore possible the control piston 7 give way. The arrangement is such that the edge 53 of the piston skirt 10, the bores 15, 16 of the sleeve 14 overflow and close can. As a result, the defective on-site cooler is shut off from the cold water supply.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, sind die Teile axial miteinander ausgefluchtet.As can be seen from Fig. 1, the parts are axially aligned with one another.

Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Mengenregelventil mit einem Zylindergehäuse versehen. Deswegen ist im Kolbenboden 8 ein Führungsstift 55 befestigt, der in einer entsprechenden Gegenbohrung 56 des Deckels 2 geführt ist. Dadurch werden Verdrehungen des Steuerkolbens ausgeschlossen, wodurch u.a. die einmal gewählte Länge des offenen Schlitzes 9 festgehalten wird.According to the illustrated embodiment, the flow control valve is with provided a cylinder housing. That is why there is a guide pin in the piston head 8 55 attached, which is guided in a corresponding counterbore 56 in the cover 2 is. This prevents twisting of the control piston, which among other things the once selected length of the open slot 9 is held.

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Claims

Claims 1! Hydraulic flow control valve, e.g. for the Control of cold water coolers in underground mining, in which a medium flow, e.g. the cold water inlet, a valve cylinder flows through axially, in which one with a Throttle provided piston slide is guided, which on the piston skirt a plurality radial bores as a flow connection to one of the cylinder and at least partially delimited by an inner sleeve annular space in the radial bores the inner sleeve open, with the spring seated on the inner sleeve against the flow direction prestressed piston valve with its radial piston channel Bores of the sleeve controls, that is, that the seat (20) of the spring (19) axially on an arm of a hydraulic pressure compensator (22-33) is movably arranged, the other arm of which with a different media flow is loaded, u- that the deflection of the balance (22-33) an overflow of the sleeve bores (15, 16) made possible by the piston skirt (10).

2. Hydraulic quantity control valve according to claim 1 d a d u r c h g It is not shown that the sleeve base (17) has a bore (188 for a the seat (20) of the spring (19) forming rod (22) of a control piston (23), an outlet (36) on its cylinder (25) charged with the pressure of the medium is passed out of the sleeve.

3. Hydraulic flow control valve according to one of claims 1 or 2, that the control cylinder (25) with control piston (23) and rod (22) are aligned with the spring (19) and the drain (36) is out the sleeve (14) opens into a connection which is arranged on the jacket of the valve housing is.

4. Hydraulic flow control valve according to one of claims 1 to 3, that the piston (23) of the hydraulic Pressure compensator (22-33) has a retraction rod (31) which is on a retraction spring (33) is supported.