DE320110C

DE320110C - Automatically closing valve

Info

Publication number: DE320110C
Application number: DE1914320110D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1913-03-19
Filing date: 1914-03-18
Publication date: 1920-04-19

Description

Es sind bereits selbsttätig" sich schließende Ventile für Flüssigkeiten und Gase bekannt geworden, bei denen das durch ein Hilfsventil ο. dgl. steuerbare Organ unter dem Einrluß einer mit der Flüssigkeit oder den Gasen sich füllenden Gegendruckkammer steht. Bei diesen Ventilen sind die Kräfte, welche die auf- und absteigende Bewegung des kolbenartigen Organs bewirken, veränderlich, und zwar deshalb, weil entsprechend den verschiedenen Hublagen besagten Organs Flächen von verschiedener Größe sich dem Flüssigkeitsdruck darbieten und der Flüssigkeitsdruck selbst Schwankungen unterliegt, die durch unzweckmäßige, sich ändernde Durchflußquerschnitte verursacht werden.There are already "automatically closing valves" known for liquids and gases become, in which that through an auxiliary valve ο. Like. Controllable organ under the influence of one with the liquid or the gases filling back pressure chamber is. With these valves, the forces which the cause ascending and descending movement of the piston-like organ, variable, and because, according to the different stroke positions, said organ areas of different sizes present themselves to the fluid pressure and the fluid pressure itself is subject to fluctuations caused by inappropriate, changing flow cross-sections caused.

Gegenstand der Erfindung· ist ein selbsttätig sich schließendes Ventil, welches seinem Wesen nach zu den Ventilen der eben erwähnten Art gehört, jedoch hinsichtlich der Gestaltung seines auf und ab bewegbaren kolbenartigen Organs und der Anordnung der Flüssigkeitsdurchflußquerschnitte für jede Hublage des Kolbens und unterschiedlos für beide Bewegungsrichtungen einen sich stets gleichbleibenden Flüssigkeitsdruck gewährleistet. Der Hauptsache nach wird dieser Erfolg dadurch erzielt, daß der in einem Zylindergehäuse hin und her gesteuerteThe subject of the invention is an automatically closing valve, which its Essentially one of the valves of the type just mentioned, but with regard to the Design of his piston-like organ that can be moved up and down and the arrangement of the liquid flow cross-sections for each stroke position of the piston and indiscriminately one for both directions of movement constant fluid pressure is always guaranteed. The main thing is that this success achieved in that the controlled back and forth in a cylinder housing

Hohlkolben an dem der Gegendruckkammer zugekehrten Ende einen mit einer kleinen Öffnung versehenen Boden, am anderen Ende dagegen eine größere, an der Außenseite von scharfen Rändern umgrenzte Bohrung aufweist, die sich in der Schließstellung gegen eine am Ventilgehäuse vorgesehene Absperrfläche legt, wobei die Einlaßöffnung· des gesteuerten, Hohlkolbens in jeder Hublage die gleiche lichte Weite beibehält und die Durchflußquerschnttte des Hohlkolbens, des Zylinders, in dem sich dieser bewegt, und des Auslaßstutzens so bemessen sind, daß die Flüssigkeit beim Durchströmen des Ventils immer größeren Querschnitten begegnet.Hollow piston at the end facing the counterpressure chamber with a small one Opening provided bottom, at the other end, however, a larger one on the outside of has sharp edges delimited bore, which opposes in the closed position a shut-off surface provided on the valve housing, whereby the inlet opening of the controlled, Hollow piston maintains the same clear width in every stroke position and the flow cross section the hollow piston, the cylinder in which it moves, and the outlet port are dimensioned so that the liquid encounters ever larger cross-sections as it flows through the valve.

Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Two embodiments of the subject matter of the invention are shown in the drawing.

In einem zylindrischen Gehäuse C, C¹ (Fig. 1) ist ein hohler Kolben P, P¹ angeordnet, der an der Seite mit einer öffnung A, B versehen ist. Der obere und der untere Boden dieses Kolbens besitzen Öffnungen O, O¹, deren Ouerschnittsverhältnis · dem jeweiligen Verwendungszweck entsprechend g'ewählt ist. Der ringförmige Rand der unteren Öffnung O¹ ist zugeschärft. Jedoch ist die Kante, welche sich gegen die Fläche M des unteren Zylinderdeckels B¹ legt, etwas abgestumpft. Der obere Deckel B* des Gehäuses C, C¹ besitzt eine Öffnung, an welche ein Rohr Y₁ Z angeschlossen ist, dessen lichte Weite in einem bestimmtenA hollow piston P, P ¹ , which is provided with an opening A, B on the side, is arranged in a cylindrical housing C, C ^{1 (FIG. 1).} The upper and lower bottoms of this piston have openings O, O ¹ , the cross-sectional ratio of which is selected according to the respective purpose. The annular edge of the lower opening O ¹ is sharpened. However, the edge which lies against the surface M of the lower cylinder cover B ^{1 is} somewhat blunted. The upper cover B * of the housing C, C ¹ has an opening to which a tube Y ₁ Z is connected, the inside diameter of which is a certain

\7erhältnis zum Querschnitt der im oberen Boden p des Hohlkolbens P, P¹ vorgesehenen öffnung O steht. In das Rohr Y₁ Z ist in einer nach dem jeweiligen Verwendungszweck sich richtenden Entfernung von der Vorrichtung ein Hahn oder ein Ventil X eingeschaltet, welches dazu dient, die Verbindung der Kammer H mit der Atmosphäre oder dem sonstigen, an das Rohr Z angeschlossenen Raum herzustellen oder zu unterbrechen. Das Gehäuse C₁ C¹ ist mit zwei Öffnungen B und 5 versehen, welche für den Zu- und Abfluß der die Vorrichtung durchziehenden Flüssigkeit bzw. Dämpfe dienen, deren Durchfluß gesteuert oder geregelt werden soll. Am Kolben P, P¹ ist eine Ringnut F, F¹ vorgesehen, welche genau die gleiche Höhe besitzt wie die Öffnung A₁ B. Durch die Ringnut P, F¹ werden die Drücke, welche seitlich auf die Außenseite des Kolbens P, P¹ einwirken und der Kolbenbewegung hinderlich sind, fast vollständig ausgeglichen.\ 7proportion to the cross section of the opening O provided in the upper base p of the hollow piston P, P ^1. In the pipe Y ₁ Z, at a distance from the device depending on the respective purpose, a tap or a valve X is switched on, which serves to establish the connection of the chamber H with the atmosphere or the other space connected to the pipe Z. or interrupt. The housing C ₁ C ¹ is provided with two openings B and 5, which serve for the inflow and outflow of the liquid or vapors passing through the device, the flow of which is to be controlled or regulated. On the piston P, P ^1, an annular groove F, F ¹ is provided, which exactly the same height has as the opening A ₁ B. Due to the annular groove P, F ^1, the pressures, which laterally to the outside of the piston P, P ¹ act and the piston movement are a hindrance, almost completely balanced.

Läßt man bei geöffnetem und mit der Atmosphäre in Verbindung stehendem Ventil X ein unter Druck stehendes Fluidum durch die : Öffnung E zuströmen, so füllt dieses Fluidum _; zunächst den Hohlraum des Kolbens P, P¹ aus, indem es dabei gegen die Wandung einen Druck ausübt, der überall senkrecht zu der j Wandungsfläche gerichtet ist. Infolgedessen wird der Kolben P, P¹ nach der einen oder j anderen Richtung bewegt, was von dem Ver- i hältnis der Querschnitte der Öffnungen 0 \ und O¹ abhängt. i If, with the valve X open and in communication with the atmosphere, a pressurized fluid is allowed to flow through the: opening E , this fluid fills _; first of all the cavity of the piston P, P ¹ by exerting a pressure against the wall which is everywhere perpendicular to the wall surface. As a result, the piston P, P ¹ is moved to one or the other direction j what the cross-sections of the openings 0 \ O ¹ and depends on the encryption i ratio. i

Bei den. nachfolgenden Erläuterungen ist j vorausgesetzt, daß der Querschnitt der off- j nung O¹ und der des Rohres Y, Z größer sind als der Querschnitt der öffnung 0. Unter diesen Verhältnissen ist der Druck auf die I Innenseite des oberen Kolbenbodens p größer ' als der auf die Innenseite des unteren KoI- i benbodens, und der Kolben P, P¹ wird demzu- j folge nach oben bewegt. Dadurch wird die j öffnung O¹ mit dem Ringraum m, η in Ver- ! bindung gesetzt, so daß das Fluidum von E j nach 6¹ und von dort aus in die Benutzungsleitung überfließt. Während dieses Durchflusses fließt ein Teil des Fluidums durch die Öffnung 0 hindurch und gelangt durch das _; Rohr Y, Z und den Hahn X in die Atmosphäre j oder den an das Rohr Z angeschlossenen ! • Hohlkörper. > Both. The following explanations assume that the cross-section of the opening ^{O 1} and that of the tube Y, Z are greater than the cross-section of the opening 0. Under these conditions, the pressure on the inside of the upper piston head p is greater than that on the inside of the lower piston bottom, and the piston P, P ¹ is consequently moved upwards. As a result, the j opening O ¹ is in relation to the annular space m, η ! bond set so that the fluid overflows from E j to 6 ¹ and from there into the usage line. During this flow, part of the fluid flows through the opening 0 and passes through the _; Pipe Y, Z and the tap X into the atmosphere j or the one connected to the pipe Z ! • Hollow body. >

Wird der Hahn X geschlossen, so füllen j sich das Rohrstück Y, X und die Kammer H i mit dem Fluidum, welches darin nach kurzer Zeit eine Druckhöhe erreicht, welche gleich ist dem an der Innenseite des Kolbenbodens p wirkenden Druck. Dieser Druck erzeugt an der Außenseite des Kolbenbodens p eine nach unten gerichtete Kraft, welche größer ist als ^; die Kraft, welche dieser gleiche Druck in entgegengesetztem Sinne an der Innenseite des Kolbenbodens p hervorruft. Nunmehr bewegt sich der Kolben P, P¹ wieder abwärts. Der zugeschärfte Rand der öffnung O¹ legt sich gegen die Fläche M, wodurch das Strömen des Fluidums von der öffnung E nach der Öffnung S unterbrochen wird. Durch öffnen und Schließen des Hahnes X kann also der Durchfluß des Fluidums eingeleitet oder abgestellt werden.If the cock X is closed, the pipe section Y, X and the chamber H i fill with the fluid, which after a short time reaches a pressure level which is equal to the pressure acting on the inside of the piston head p. This pressure generates on the outside of the piston head p a downward force which is greater than ^; the force which this same pressure causes in the opposite sense on the inside of the piston crown p. The piston P, P ¹ now moves downwards again. The sharpened edge of the opening O ¹ lies against the surface M, whereby the flow of the fluid from the opening E to the opening S is interrupted. By opening and closing the valve X , the flow of the fluid can be initiated or stopped.

Handelt es sich um den Durchfluß eines Sattdampfes, dessen Temperatur größer ist als die Temperatur der umgebenden Atmosphäre, so erhitzt sich das Metallgehäuse C, C¹ an seinen einzelnen Stellen ungleichmäßig. Da nun durch den Dampfdurchfluß eine Temperaturerniedrigung des Dampfes hervorgerufen wird, so folgt daraus, daß diejenigen Stellen des Gehäuses, welche zunächst mit dem Dampf in Berührung kommen, die wärmsten sind. Daher ist auch die Temperatur des Dampfes an der Eintrittsstelle E tmd im Hohlkolben P, P¹ größer als in der Kammer H₁ und da die Spannung eines Sattdampfes nach Maßgabe der Temperatur des letzteren wächst oder sinkt, so besitzt die Dampfspannung in der Kammer H einen Wert, der geringer ist als der Wert der Spannung im Innern des Hohlkolbens P, P¹. Dar- go aus ergibt sich, daß beim Schließen des Hahnes X der Fall eintreten kann (was von den relativen Temperaturen des Dampfes in der Kammer H und im Innern des Hohlkolbens P, P¹ abhängt)., daß die Treibkraft des Dampfes an der Kolbenoberseite zu gering ist, um den Kolben in die Lage zu bewegen, welche er einnehmen muß, um den Durchfluß des Fluidums abzusperren.If it is a question of the flow of saturated steam, the temperature of which is greater than the temperature of the surrounding atmosphere, the metal housing C, C ¹ heats up unevenly at its individual points. Since the flow of steam causes the temperature of the steam to drop, it follows that those parts of the housing which first come into contact with the steam are the warmest. Therefore, the temperature of the steam at the entry point E tmd in the hollow piston P, P ^{1 is} higher than in the chamber H ₁ and since the tension of a saturated steam increases or decreases according to the temperature of the latter, the steam tension in the chamber H has one Value that is less than the value of the stress inside the hollow piston P, P ¹ . It follows from this that when the valve X is closed, it can happen (which depends on the relative temperatures of the steam in the chamber H and inside the hollow piston P, P ¹ ) that the driving force of the steam is at the top of the piston is too small to move the piston in the position which it must assume in order to shut off the flow of fluid.

Die in Fig. 2 veranschaulichte Ausfüh- ioo rungsform ermöglicht die Beseitigung dieses schwerwiegenden Übelstandes. Bei dieser Ausführungsform besitzt das Gehäuse zwei konzentrische Zylinder. Der Innenzylinder erfüllt den gleichen Zweck, wie der bereits beschriebene Zylinder C, C¹, wogegen der Außenzylinder um den Innenzylinder herum eine Art Dampfmantel bildet. Der zwischen beiden Zylindern vorhandene Ringraum ist in zwei Abteile geteilt, die durch eine dichte no Scheidewand voneinander getrennt sind, welche den festen Zusammenhang zwischen beiden Zylindern herstellt. Zufolge dieser dichten Scheidewand kann der Dampf aus dem oberen Abteil E nur über die öffnung A, B und die untere Öffnung O¹ des Hohlkolbens in den unteren Abteil 6" gelangen. (Der Durchmesser der öffnung O¹ kann hier die gleiche Größe aufweisen wie der des Zylinders.) Der in die Vorrichtung einströmende Dampf bespült die Außenwandungen der Kammer H, bevor er sich an den anderenThe embodiment illustrated in FIG. 2 enables this serious drawback to be eliminated. In this embodiment the housing has two concentric cylinders. The inner cylinder fulfills the same purpose as the cylinder C, C ¹ already described, whereas the outer cylinder forms a kind of steam jacket around the inner cylinder. The annular space between the two cylinders is divided into two compartments, which are separated from one another by a tight partition, which creates the fixed connection between the two cylinders. According to this dense partition, the steam from the upper compartment E only via the opening A, B and the lower opening O get ¹ of the hollow piston in the lower compartment 6 ". (The diameter of the opening O ¹ can here have the same size as the of the cylinder.) The steam flowing into the device washes the outer walls of the chamber H before it reaches the others

Teilen der Vorrichtung abkühlt. Die Temperatur des Dampfes und demnach seine Spannung sind daher in der Kammer H am höchsten, so daß der Kolben stets abwärts S gleitet, wenn der Hahn X abgesperrt wird. Die Öffnung 0- im Kolbenboden p kann durch eine an der Seitenwandung des Kolbens vorgesehene Nut oder auch durch den geringen, zwischen der Außenwandung desShare the device cools. The temperature of the steam and hence its tension are therefore highest in the chamber H , so that the piston always slides downwards S when the cock X is shut off. The opening 0- in the piston head p can be through a groove provided on the side wall of the piston or through the small groove between the outer wall of the

ίο Kolbens P, P¹ und der Innenwandung des Zylinders C, C¹ vorhandenen Spielraum ersetzt werden.ίο Pistons P, P ¹ and the inner wall of the cylinder C, C ¹ existing clearance must be replaced.

Die beschriebenen Vorrichtungen können mannigfaltige Anwendung finden. Einige Beispiele seien hier erwähnt: Das Rohr F. X kann beliebig lang sein, so daß die Bewegungen des Kolbens P, P¹ in beliebiger Entfernung vom Durchgangsventil gesteuert werden können. Durch- abwechselndes SchließenThe devices described can be used in a variety of ways. Some examples are mentioned here: The pipe F. X can be of any length, so that the movements of the piston P, P ¹ can be controlled at any distance from the straight-way valve. By alternating closing

ao und Öffnen des Hahnes X kann eine hin und her gehende Bewegung des Kolberis eingeleitet werden, ähnlich wie bei Dampfmaschinen durch den Schieber der Steuerung. Ersetzt man den Hahn X durch einen Thermoregler, und handelt es sich darum, eine warme Flüssigkeit oder ein warmes Fluidum in einen ; Raum überfließen zu lassen, in welchem die Temperatur konstant erhalten werden soll, so stellt man das empfindliche Organ des Thermoregler, in diesem Raum auf und regelt dabei den Thermoregler derart, daß er das Durchströmen des Fluidums absperrt, sobald die Temperatur in besagtem Räume j den gewünschten Wert erreicht hat. Sinkt die Temperatur in dem Räume unterhalb eines gewissen Wertes, so öffnet sich der Thermo- i regler und läßt das Fluidum durch das ; Rohr Y, Z hindurchfließen, was in der Kammer // eine Druckerniedrigung hervorbringt, die eine Aufwärtsbewegung des Hohlkolbens bewirkt, so daß das Fluidum nunmehr durch die Öffnung O¹ in die Kanalisation überströmt und dadurch die Temperatur nunmehr auf ihren ursprünglichen Wert zurückgebracht wird.ao and opening the tap X , a back and forth movement of the Kolberis can be initiated, similar to that of steam engines by the slide of the control. If the tap X is replaced by a thermoregulator, and it is a question of a warm liquid or a warm fluid in a; To overflow the room in which the temperature is to be kept constant, so you place the sensitive organ of the thermoregulator in this room and regulate the thermoregulator in such a way that it blocks the flow of fluid as soon as the temperature in said room j the has reached the desired value. If the temperature in the room falls below a certain value, the thermostat opens and lets the fluid through; Flow through pipes Y, Z , which brings about a decrease in pressure in the chamber // which causes an upward movement of the hollow piston, so that the fluid now overflows through the opening O ¹ into the sewer system and the temperature is now brought back to its original value.

In der eben auseinandergesetzten Weise lassen sich die beschriebenen !Vorrichtungen zum Heizen von Wohnräumen, von Treib- ^; häusern u. dgl. mittels Gas, Dampfes oder einer warmen Flüssigkeit usw. verwenden.In the manner just discussed, the devices described for heating living spaces, propellants ^; houses and the like by means of gas, steam or a warm liquid, etc.

Mittels der in Frage stehenden Vorrich-· Hingen kann man auch den Druck eines Fluidums in einem gschlossenen Räume regeln. Hierzu ersetzt man den Hahn X durch einen Druckregler, dessen Absperrung durch den reduzierten Druck erfolgt, welcher in besagtem Räume herrscht. In diesem Fall läßt man das Ende X, Z des Rohres Y, Z in den geschlossenen Raum einmünden. Selbstverständlich kann man das Fluidum, dessen Durchgang gesteuert werden soll, unterschiedlos in die freie Atmosphäre oder in einen sonstigen geschlossenen Raum überfließen lassen.The device in question can also be used to regulate the pressure of a fluid in a closed space. To do this, the valve X is replaced by a pressure regulator, which is shut off by the reduced pressure that prevails in the said room. In this case, the end X, Z of the pipe Y, Z opens into the closed space. Of course, the fluid, the passage of which is to be controlled, can be allowed to overflow into the free atmosphere or into another closed space without distinction.

Claims

65 patent claim:

Automatically closing valve for liquids, vapors and gases, which is controlled by an auxiliary valve ο. The like controllable organ is under the influence of a counter-pressure chamber which is filled with the liquid or the gases, characterized in that the controlled organ consists of a ^{hollow piston (P, P 1} ) which can be moved back and forth ^{in a cylinder (C, C 1) of the valve housing} consists, which at the end facing the counter-pressure chamber (H) has a bottom provided with a small opening (O), at the other end, however, a larger bore (O ¹ ) delimited on the outside by a sharpened edge, which is in the closed position against a shut-off surface (M) provided on the valve housing, the inlet opening (A, B) of the controlled hollow piston (P, P ¹ ) maintaining the same clear width in every stroke position and the flow cross-sections of the hollow piston (P, P ¹ ) of the cylinder (C, C ¹ ), in which it moves, and the outlet nozzle (S) are dimensioned so that the liquid encounters ever larger cross-sections as it flows through the valve, for the purpose of reducing the forces which the Move hollow piston (P, Ρ ^α ) to keep their size constant.

1 sheet of drawings.