DE3210790A1 - Pressure medium-actuated controllable shut-off valve - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein druckmittelbetätigtes steuerbares Absperrventil der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bezeichneten Art. Solche Absperrventile, bei denen der von Druckmittel beaufschlagbare Hubkolben das Betätigungsorgan für das Verschlußteil ist, sind im Stand der Technik allgemein bekannt.The invention relates to a pressure-actuated controllable shut-off valve in the preamble of the claim 1 designated type. Such shut-off valves, in which the piston can be acted upon by pressure medium the actuator for the closure part is well known in the art.
Häufig muß nun zusätzlich zu einem solchen steuerbaren Absperrventil aus Sicherheitsgründen ein Rückschlagventil in eine Fluidleitung eingebaut werden. In solchen Fällen führt das Hintereinanderschalten von Rückschlag- und Absperrventil zu unerwünschten Kopplungseffekten; darüber hinaus ergibt sich erhöhter Bauaufwand für die Fluidleitung.Often, in addition to such a controllable shut-off valve, a check valve must now be used for safety reasons be installed in a fluid line. In such cases, the series connection of non-return and shut-off valve to undesirable coupling effects; in addition, there is increased construction costs for the fluid line.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein gattungsgemäßes Absperrventil so auszubilden, daß es zusätzlich zur gesteuerten Absperrfunktion auch als Rückschlagventil arbeitet.The object of the present invention is therefore to design a generic shut-off valve so that it works as a check valve in addition to the controlled shut-off function.
Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß ein gattungsgemäßes Absperrventil die Merkmale des Kennzeichnungsteils des Patentanspruchs 1 aufweist.According to the invention, the object set is achieved by that a generic shut-off valve has the features of the characterizing part of claim 1.
Durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Absperrventils wird erreicht, daß in Schließstellung eine gegen erheblichen Betätigungsdruck abdichtende Passung zwischen Hubkolben und zylindrischer Führung vorhanden ist, während in öffnungsstellung zwischen diesen beiden Bauteilen eine leichtgängige Spielpassung besteht. Ist die gehäuseseitige zylindrische Führung eine Außenfläche und dementsprechend die Dichtfläche des Hubkolbens eine Innenfläche, so muß sich letztere in Richtung der Öffnungsbewegung konisch erweitern. Ist dagegen die gehäuseseitige zylindrische Führungsfläche eine Innenfläche und die Dichtfläche des Hubkolbens eine Außenfläche, so muß sich letztere in Richtung der Öffnungsbewegung konisch verengen. In beiden Fällen wird erreicht, daß ausgehend von der Öffnungsstellung der Rückschlagbewegung des Verschlußteiles nur geringste Reibungskräfte entgegenstehen und demzufolge eine schnelle Rückschlag- und damit Schließbewegung des Verschlußteiles möglich ist, wenn sich die Strömungsrichtung im Fluidkanal umkehrt. Durch die kinetische Energie des Verschlußteils bei der Rückschlagbewegung wird auch die kurz vor der Verschlußposition eintretende erhöhte Reibungskraft zwischen der zylindrischen Führung und dem Hubkolben überwunden. Durch die Dichtpassung zwischen Hubkolben und zylindrischer Führung in Schließstellung wird bei gesteuerter Beaufschlagung des Druckraumes eine hohe Schließkraft und eine vernachlässigbar kleine Leckage des Druckraumes erzielt. Das öffnen des Ventils kann bei Entlüftung des Druckraumes des Hubkolbens entweder durch den natürlichen Druckunterschied zwischen Druck- und Saugseite des Ventils erfolgen oder mittels Hilfsdruckbeaufschlagung.Due to the design of the shut-off valve according to the invention it is achieved that in the closed position a fit that seals against considerable actuation pressure present between the reciprocating piston and the cylindrical guide is while in the open position between these two There is a smooth clearance fit between the components. The housing-side cylindrical guide is an outer surface and accordingly the sealing surface of the reciprocating piston has an inner surface, the latter must be in the direction expand conically with the opening movement. On the other hand, it is the housing-side cylindrical guide surface an inner surface and the sealing surface of the reciprocating piston an outer surface, the latter must be in the direction of the Narrow the opening movement conically. In both cases it is achieved that starting from the open position the recoil movement of the closure part only the slightest Oppose frictional forces and consequently a rapid kickback and thus closing movement of the Closure part is possible when the direction of flow is reversed in the fluid channel. Through the kinetic Energy of the locking part during the return movement is also the one entering shortly before the locking position increased frictional force between the cylindrical guide and overcome the reciprocating piston. Due to the tight fit between the reciprocating piston and the cylindrical guide in the closed position If the pressure chamber is acted upon in a controlled manner, a high closing force and a negligible one becomes achieved small leakage of the pressure chamber. The valve can open when the pressure chamber of the reciprocating piston is vented either through the natural pressure difference between the pressure and suction side of the valve or by means of auxiliary pressurization.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Absperrventils sind Hubkolben und VerschlußteilIn an advantageous embodiment of an inventive The shut-off valve is the piston and the closure part
einstückig ausgebildet, wodurch eine raumsparende Bauweise erzielbar ist. Eine weitere Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß bei senkrechter Bewegungsrichtung des Verschlußteiles ein Gewichtsausgleich durch Federkraft vorgesehen ist. Dieser Gewichtsausgleich durch Federkraft ist insofern von Vorteil, als dann, wenn die Strömungsrichtung von oben nach unten führt, der Rückschlagbewegung des Verschlußteils nicht die eigene Schwerkraft entgegensteht.formed in one piece, whereby a space-saving design can be achieved. Another embodiment of the invention consists in the fact that with a vertical direction of movement of the closure part a weight compensation is achieved Spring force is provided. This weight compensation by spring force is advantageous in that when the Direction of flow leads from top to bottom, the non-return movement of the closure part is not its own gravity opposes.
Eine besonders vorteilhafte Anwendung findet ein erfindungsgemäßes Absperrventil in der Ansaugleitung eines Schraubenverdichters.· Bei Schraubenverdichtern ist üblicherweise in der Ansaugleitung ein gesteuertes Absperrventil vorzusehen, das in Abhängigkeit vom erreichten Druck in einem Druckvorratsbehälter gesteuert wird. Zusätzlich muß jedoch aus Sicherheitsgründen in der Ansaugleitung eines Schraubenverdichters ein Rückschlagventil vorgesehen sein, um beim Abschalten des Schraubenverdichters das Zurückströmen von Druckluft und insbesondere das Zurückströmen von öl durch die Ansaugleitung ins Freie zu verhindern. Gerade hier ist es deshalb von Vorteil, nur ein einziges Ventil mit der erfindungsgemäßen Doppel funktion anzuwenden.A particularly advantageous application is found according to the invention Shut-off valve in the suction line of a screw compressor Provide a controlled shut-off valve in the suction line, which depends on the reached Pressure is controlled in a pressure reservoir. In addition, however, it must be in the suction line for safety reasons of a screw compressor, a check valve can be provided to prevent the screw compressor from being switched off the backflow of compressed air and in particular the backflow of oil through the suction line to prevent the outdoors. It is precisely here that it is therefore advantageous to only have a single valve with the valve according to the invention To apply double function.
Anhand der beigefügten Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Absperrventils erläutert. In der Zeichnung zeigtAn exemplary embodiment of a shut-off valve according to the invention is explained with the aid of the accompanying drawing. In the drawing shows
Fig. 1 den Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Absperrventil,1 shows the longitudinal section through a shut-off valve according to the invention,
Fig. 2 die Einzelheit II aus Fig. 1 vergrößert undFig. 2 the detail II from Fig. 1 enlarged and
Schraubenverdichter und einem erfindungsgemäßen Absperrventil.Screw compressor and a shut-off valve according to the invention.
Das in Fig. 1 dargestellte Absperrventil soll sich in einer mit 14 bezeichneten Gasansaugleitung eines Schraubenverdichters befinden. Die Ansaugleitung 14 wird von oben nach unten durchströmt, was durch Strömungspfeile S und einen strichliert eingezeichneten Stromfaden angedeutet ist. Das Absperrventil weist ein etwa ringförmiges Gehäuse 1 auf, in dessen Zentrum über Radial Speichen 2 der Ventilmechanismus gelagert ist. Dieser umfaßt eine mit einer äußeren Führungsfläche versehene zylindrische Führung 3, in der ein Dichtungsring 4 eingesetzt ist. Auf der äußeren Führungsfläche der Führung 3 ist ein mit einer inneren Führungs- und Dichtfläche 6 versehener Hubkolben 5 gelagert, der gleichzeitig Verschlußteil des Ventils ist, indem er in seinem oberen Bereich eine mit einem Ventilsitzring 10 zusammenwirkende Dichtfläche 15 aufweist, die sich entgegen der Strömungsrichtung S radial nach innen verjüngt und einen Anströmkonus ausbildet. Der Hubkolben bzw. das Verschlußteil 5 weist eine zentrale Axialbohrung auf, an der er zusätzlich auf einem in der Mittellängsachse des Ventils angeordneten Führungsdorn 7 axial verschiebar geführt ist. Koaxial um den Führungsdorn 7 ist eine Druckfeder 8 angeordnet, die sich an ihrem oberen Ende über einen Stützring 18 am Verschlußteil 5 abstützt, an ihrem unteren Ende auf einem Bund 9 des Führungsdornes 7. Die Feder 8 dient dem Gewichtsausgleich des ■■_. Verschlußteiles 5. Zwischen der im Ventilgehäuse 1 ortsfest angeordneten zylindrischen Führung 3 und dem beweglich gelagerten Verschlußteil 5 wird ein ringförmigerThe shut-off valve shown in Fig. 1 should be in a designated 14 gas suction line of a screw compressor are located. The intake line 14 is flowed through from top to bottom, which is indicated by flow arrows S. and a stream filament drawn in dashed lines is indicated. The shut-off valve has an approximately annular shape Housing 1, in the center of which the valve mechanism is mounted via radial spokes 2. This includes one cylindrical ones provided with an outer guide surface Guide 3, in which a sealing ring 4 is used. On the outer guide surface of the guide 3 is a mounted with an inner guide and sealing surface 6 provided reciprocating piston 5, which is also the closure part of the valve by having a valve seat ring 10 cooperating with it in its upper area Has sealing surface 15, which tapers against the flow direction S radially inward and a Inflow cone forms. The reciprocating piston or the closure part 5 has a central axial bore which it can also be axially displaced on a guide pin 7 arranged in the central longitudinal axis of the valve is led. A compression spring 8 is arranged coaxially around the guide mandrel 7 and is located at its upper end supported by a support ring 18 on the closure part 5, at its lower end on a collar 9 of the guide pin 7. The spring 8 serves to balance the weight of the ■■ _. Closure part 5 between the valve housing 1 stationary arranged cylindrical guide 3 and the movable mounted closure part 5 is an annular
Druckraum 12 ausgebildet, der über einen Kanal 11 mit Druckmittel beaufschlagbar ist. Die bei Druckmittelbeaufschlagung auf den Hubkolben bzw. das Verschlußteil 5 ausgeübte nach oben gerichtete Kraft ist die Schließkraft des Ventils. Unter dieser Kraft wandert das Verschlußteil aus einer Öffnungsstellung, die in der linken Hälfte der Fig. dargestellt ist, in seine Schließstellung, die in der rechten Hälfte der Fig. gezeigt ist, wo es mit der Dichtfläche 15 am Ventilsitzring 10 zur Anlage kommt und damit den Kanal 14 abschließt.Pressure chamber 12 is formed, which can be acted upon by pressure medium via a channel 11. The when pressurized onto the reciprocating piston or the closure part 5 upward force exerted is the closing force of the valve. The closure part moves under this force from an open position, the one in the left Half of the figure is shown in its closed position, which is shown in the right half of the figure. where it with the sealing surface 15 on the valve seat ring 10 to System comes and thus closes the channel 14.
Die Dichtfläche 6 des Verschlußteils 5 ist nun erfindungsgemäß nicht zylindrisch ausgeführt sondern konisch, was aus der vergrößerten Darstellung gemäß Fig. hervorgeht. In Fig. 2 sind alle Bauteile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet wie in Fig. 1. Die Konizität der Dichtfläche 6 ist durch die Angabe des Konuswinkels K dargestellt. Durch diese konische Gestaltung der Dichtfläche 6 wird erreicht, daß zwischen der Führung 3 und dem Verschlußteil 5 in der Schließstellung eine erheblichem Innendruck im Druckraum 12 standhaltende Dichtungspassung entsteht, während in der öffnungsstellung des Verschlußteiles 5 sich zwischen diesen beiden Bauteilen eine leichtgängige Spielpassung ergibt. Dadurch und durch den Gewichtsausgleich mittels der Feder 8 wirkt das Verschlußteil 5 als Rückschlagventil, d. h. sobald sich die Strömungsrichtung S umkehrt, wird das Verschlußteil 5 nach oben beschleunigt und wandert bis zum Anschlag auf dem Ventilsitzring 10 nach oben.The sealing surface 6 of the closure part 5 is now according to the invention not cylindrical but conical, which can be seen from the enlarged view according to FIG. emerges. In FIG. 2, all components are denoted by the same reference numerals as in FIG. 1. The conicity the sealing surface 6 is represented by the specification of the cone angle K. This conical design of the sealing surface 6 it is achieved that between the guide 3 and the closure part 5 in the closed position a considerable Internal pressure in the pressure chamber 12 withstanding seal fit arises while in the open position of the closure part 5 results in a smooth clearance fit between these two components. Through this and due to the weight compensation by means of the spring 8, the closure part 5 acts as a check valve, d. H. as soon as the direction of flow S is reversed, the closure part 5 is accelerated upwards and migrates to Stop on the valve seat ring 10 upwards.
Die Passung zwischen dem Verschlußteil 5 und der zylindrischen Führung 3 kann alternativ auch in der Weise gestaltet sein, daß die Führungsfläche eine innere Umfangsfläche und die Dichtfläche 6 eine äußere UmfangsflacheThe fit between the closure part 5 and the cylindrical guide 3 can alternatively also be designed in such a way that the guide surface has an inner peripheral surface and the sealing surface 6 has an outer peripheral surface
darstellt, wobei dann allerdings die Konizität der Dichtfläche 6 nach der anderen Richtung verlaufen muß, d. h. der Konus der Dichtfläche 6 verengt sich dann nach oben.represents, but then the conicity of the sealing surface 6 must run in the other direction, d. H. the cone of the sealing surface 6 then narrows towards the top.
Normalerweise genügt es zur öffnung des Ventils, d. h. als zur nach-unten-Bewegung des Verschlußteils 5 ausgehend von der Schließstellung den Druck im Druckraum 12 zu neutralisieren, da dann durch den Druckunterschied zwischen Druck und Saugseite des Ventils das Verschlußteil 5 nach unten, d. h. in Uffnungsstel1ung bewegt v/ird.Usually it is sufficient to open the valve, i. H. than starting for the downward movement of the closure part 5 the pressure in the pressure chamber 12 increases from the closed position neutralize because then by the pressure difference between the pressure and suction side of the valve, the closure part 5 downwards, d. H. moved in opening position v / ird.
Das in Fig. 3 dargestellte Blockschaltbild gibt ein Einbaubeispiel für ein erfindungsgemäßes Absperrventil. In dem Blockschaltbild wird ein Fluidkanal mit 14 bezeichnet. Von einem Schraubenverdichter 16 wird ein gasförmiges Fluid durch einen Ansaugfilter 13 angesaugt. Zwischen Ansaugfilter 13 und dem Schraubenverdichter liegt ein Absperrventil der Bauart nach Fig. 1 oder 2, von dem lediglich das Gehäuse 1 angedeutet ist. Dem Schraubenverdichter 16 ist im Hauptströmungskanal ein ölabscheider 17 nachgeordnet. Danach folgt ein weiteres Rückschlagventil 19 und von dort führt der Strömungskanal in einen Druckmittelvorratsbehälter 20. Zwischen dem Rückschlagventil 19 und dem Vorratsbehälter 20 ist ein Drucksensor 21 angeordnet, der bei Erreichen des Nenndrucks im Vorratsbehälter 20 ein Steuerventil 22 betätigt, welches dann Hochdruckf1uid in den Kanal 11 des Absperrventils einsteuert und damit dieses Ventil abschließt. The block diagram shown in Fig. 3 gives an installation example for a shut-off valve according to the invention. A fluid channel is denoted by 14 in the block diagram. A gaseous fluid is sucked in through a suction filter 13 by a screw compressor 16. Between the suction filter 13 and the screw compressor there is a shut-off valve of the type shown in FIG. 1 or 2, of which only the housing 1 is indicated. The screw compressor 16 is in the main flow channel downstream oil separator 17. This is followed by another check valve 19 and from there the flow channel leads in a pressure medium reservoir 20. Between the Check valve 19 and the reservoir 20 is a Pressure sensor 21 is arranged, which actuates a control valve 22 when the nominal pressure is reached in the storage container 20, which then controls high pressure fluid into channel 11 of the shut-off valve and thus closes this valve.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19823210790 DE3210790A1 (en) | 1982-03-24 | 1982-03-24 | Pressure medium-actuated controllable shut-off valve |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19823210790 DE3210790A1 (en) | 1982-03-24 | 1982-03-24 | Pressure medium-actuated controllable shut-off valve |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3210790A1 true DE3210790A1 (en) | 1983-10-06 |
Family
ID=6159157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19823210790 Withdrawn DE3210790A1 (en) | 1982-03-24 | 1982-03-24 | Pressure medium-actuated controllable shut-off valve |
Country Status (1)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |