DE3239930A1 - Hydraulically controllable shut-off valve, especially for securing a pipe fracture - Google Patents

Hydraulically controllable shut-off valve, especially for securing a pipe fracture

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DE3239930A1 DE19823239930 DE3239930A DE3239930A1 DE 3239930 A1 DE3239930 A1 DE 3239930A1 DE 19823239930 DE19823239930 DE 19823239930 DE 3239930 A DE3239930 A DE 3239930A DE 3239930 A1 DE3239930 A1 DE 3239930A1
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Abstract

A hydraulically controllable shut-off valve, especially for securing a pipe fracture, has a closing element (18) on which the force of a closing spring (19) acts and which monitors a pressure-medium passage (2, 11, 12, 20 to 23), and a control piston (3) which is arranged coaxially with respect to the closing element. In order to create a shut-off valve in which the closing element can be lifted off its valve seat only in a single through-flow direction of the pressure medium, the control piston is of hollow construction and holds the closing element in its cavity, at least in the region of its seating part (17), which cavity is part of the pressure-medium passage. Passage holes (11, 12 and 14 to 16) which are arranged at an axial distance from one another and on both sides of the valve seat (13) of the control piston, are provided in the outline of the control piston (Figure 1). <IMAGE>

Description

DIPL.-ING. H. FINK PATENTANWALT · D 7300 ESSLINGEN BEI STUTTGART · HINDENBURGSTRASSEDIPL.-ING. H. FINK PATENTANWALT · D 7300 ESSLINGEN NEAR STUTTGART · HINDENBURGSTRASSE Potwitoftwolt FINK ■ D 7300 Entingen INeckgr], Wnd»nburflrtrq6»44Potwitoftwolt FINK ■ D 7300 Entingen INeckgr], Wnd »nburflrtrq6» 44

-3- 26. Okt. 1982 By-3- Oct. 26, 1982 By

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Mannesmann Rexroth GmbH, Jahnstraße 3 - 5, 8770 Lohr/MainMannesmann Rexroth GmbH, Jahnstrasse 3 - 5, 8770 Lohr / Main

"Hydraulisch steuerbares Sperrventil, insbesondere für die Rohrbruchsicherung^ : ' "Hydraulically controllable shut-off valve, especially for pipe rupture protection ^: '

Die Erfindung bezieht sich auf ein Sperrventil entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a check valve according to the preamble of claim 1.

Bei einem bekannten Sperrventil der vorgenannten Art sind das Schließglied und der Steuerkolben getrennt voneinander angeordnet. Das Schließglied wird unabhängig davon, in welcher Richtung das Druckmittel durch das Ventil hindurchfließt, von seinem Sitz abgehoben (Dr. Heinz Zoebl, "Ölhydraulik", Wien, Springer-Verlag, 1963, Seite 162).In a known check valve of the aforementioned type, the closing member and the control piston arranged separately from one another. The closing link is independent of the direction in which the pressure medium is pushed through the Valve flows through it, lifted from its seat (Dr. Heinz Zoebl, "Ölhydraulik", Vienna, Springer-Verlag, 1963, page 162).

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sperrventil zu schaffen, bei dem das Schließglied nur in einer einzigen Durchflußrichtung des Druckmittels von seinem Ventilsitz abhebbar ist. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 erfindungsgemäß gelöst. Aufgrund der besonderen Ausbildung des Steuerkolbens und der Anordnung des Schließgliedes im Steuerkolben übernimmt dieser die Überwachung des Druckmitteldurchganges in der Richtung, in welcher das Schließglied geschlossen bleibt, wogegen das Schließglied die Überwachung des Druckmitteldurchganges in Gegenrichtung übernimmt. Dadurch ist es möglich, die beiden Durchflußrichtungen im Sperrventil in unterschiedlicher Weise zu steuern.The object of the present invention is to provide a check valve create in which the closing member only in a single flow direction of the pressure medium can be lifted from its valve seat. This task will by the features in the characterizing part of claim 1 according to the invention solved. Due to the special design of the control piston and the Arrangement of the closing element in the control piston takes over the monitoring of the pressure medium passage in the direction in which the closing element remains closed, whereas the closing element does the monitoring of the pressure medium passage takes over in the opposite direction. This makes it possible to use different flow directions in the check valve Way to control.

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Ein leckmittel freies Absperren des Druckmitteldurchganges wird durch die Merkmale des Anspruches 7 erreicht.A leakage-free blocking of the pressure medium passage is ensured by the Features of claim 7 achieved.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung. In dieser sind zwei als Rohrbruchsicherungen dienende, hydraulisch steuerbare Sperrventile als Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der vorliegenden Anmeldung in den Fig. 1 und 2 jeweils im Längsschnitt schematisch dargestellt.Further advantages emerge from the remaining claims and the description and the drawing. There are two pipe rupture safeguards in this hydraulically controllable shut-off valves as exemplary embodiments of the subject matter of the present application in FIGS. 1 and 2 in each case in Longitudinal section shown schematically.

Ein Ventilgehäuse 1 hat eine abgestufte Längsbohrung 2, in der ein mit einem Sackloch versehener hohler Steuerkolben 3 axial verschiebbar gelagert ist. Auf der in der Zeichnung linken Seite ist in die Längsbohrung 2 eine Anschlußschraube 4 zum Anschluß an eine Steuerleitung eingeschraubt. Auf der in der Zeichnung rechten Seite ist in den erweiterten Teil der Längsbohrung 2 eine Verschlußschraube 5 eingeschraubt, in die wiederum eine Anschlagschraube 6 eingeschraubt und mittels einer Kontermutter 7 gesichert ist. Zwischen der Verschlußschraube 5 und einem Federteller 8 ist eine Steuerfeder 9 eingespannt. Der Federteller 8 stützt sich auf einem Kugelteil einer Stützschraube 10 ab, welche auf der seinem Boden gegenüberliegenden Seite in den Steuerkolben 3 eingeschraubt ist.A valve housing 1 has a stepped longitudinal bore 2 in which a with a blind hole provided hollow control piston 3 is axially displaceable. On the left in the drawing is a 2 in the longitudinal bore Connection screw 4 screwed in for connection to a control line. On the right-hand side in the drawing is the enlarged part of the longitudinal bore 2 a screw plug 5 is screwed into which a stop screw 6 is screwed and secured by means of a lock nut 7 is. A control spring 9 is clamped between the screw plug 5 and a spring plate 8. The spring plate 8 is based on a Ball part of a support screw 10, which on the opposite of its bottom Side is screwed into the control piston 3.

Der Steuerkolben 3 hat in seinem Mantel in Längsrichtung versetzt zueinander angeordnete Durchflußbohrungen 11 und 12. Auf der den Durchflußbohrungen 11 benachbarten Seite der Durchflußbohrungen 12 ist innerhalb des Steuerkolbens 3 ein Ventilsitz angeordnet. Im Anschluß daran sind auf der den Durchflußbohrungen 11 benachbarten Seite drei Reihen von Durchflußbohrungen 14, 15 und 16 vorgesehen, von denen die dem Ventilsitz 13 benachbarten Durchflußbohrungen jeweils einen kleineren Durchmesser als die den Durchflußbohrungen 11 benachbarten Durchflußbohrungen aufweisen.The control piston 3 is offset to one another in its jacket in the longitudinal direction arranged flow bores 11 and 12. On the flow bores 11 adjacent side of the flow bores 12, a valve seat is arranged within the control piston 3. Following this are on the the flow bores 11 adjacent side three rows of flow bores 14, 15 and 16 are provided, of which the valve seat 13 adjacent Flow bores each have a smaller diameter than the flow bores 11 adjacent to the flow bores.

Mit dem Ventilsitz 13 im Steuerkolben 3 wirkt ein Ventilteil 17 eines Schließgliedes 18 zusammen, dessen Schaft in der hohlen Stützschraube 10 axial verschiebbar ist. Zwischen dem Grund der Stützschraube 10 und dem Schließglied 18 ist eine Schließfeder 19 eingespannt, die das SchließgliedA valve part 17 acts with the valve seat 13 in the control piston 3 Closing member 18 together, the shaft of which is axially displaceable in the hollow support screw 10. Between the bottom of the support screw 10 and the Closing member 18 is clamped in a closing spring 19, which is the closing member

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auf seinem Ventilsitz 13 im Steüerkolben 3 zu halten sucht.seeks to keep on its valve seat 13 in the control piston 3.

In der in Fig. 1 dargestellten Schließlage des Steuerkolbens 3 befinden sich die Durchflußbohrungen 11 im Bereich eines Ringkanales 20 und die Durchflußbohrungen 12 im Bereich eines Ringkanales 21, wogegen die Durchflußbohrungen 14 bis 16 geschlossen sind. Der Ringkanal 20 ist mit einer Bohrung 22 verbunden, die mittels eines nicht dargestellten Steuergerätes wahlweise mit einer Druckmittelquelle oder mit einem Vorratsbehälter verbindbar ist. Der Ringkanal 21 ist mit einer Bohrung 23 verbunden, die mit einem nicht dargestellten Arbeitszylinder verbunden ist. Vorzugsweise ist das Ventilgehäuse 1 unmittelbar am Mantel des nicht dargestellten Arbeitszylinders befestigt. In the closed position of the control piston 3 shown in Fig. 1 are the flow bores 11 in the area of an annular channel 20 and the flow bores 12 in the area of an annular channel 21, whereas the flow bores 14 to 16 are closed. The annular channel 20 is connected to a bore 22, which is made by means of a control device, not shown can be optionally connected to a pressure medium source or to a storage container. The annular channel 21 is connected to a bore 23 with is connected to a working cylinder, not shown. Preferably is the valve housing 1 attached directly to the jacket of the working cylinder, not shown.

Im Ventilgehäuse 1 befindet sich noch ein Druckbegrenzungsventil 24, das in einer parallel zur Längsbohrung 2 angeordneten und in die Bohrung 23 mündenden Bohrung 25 untergebracht ist. Das Druckbegrenzungsventil 24 hat einen in das Ventilgehäuse 1 eingeschraubten Sitzkörper 26, in welchem mit als Drosselstelle wirkenden Spiel ein Ventilglied 27 axial verschiebbar untergebracht ist, das in einem eine Sackbohrung aufweisenden und in. die Bohrung 23 hineinragenden Teil geführt ist. Zwischen dem Ventilglied 27 und einer in das Ventilgehäuse 1 geschraubten Schließschraube 28 ist eine Ventilfeder 29 eingespannt, welche das Ventilglied 27 auf seinem Sitz zu halten sucht. Der die Steuerfeder 9 aufnehmende Raum ist über eine Bohrung 30 mit dem die Ventilfeder 29 aufnehmenden Raum verbunden, der über eine Bohrung 31 an den Vorratsbehälter angeschlossen ist.In the valve housing 1 there is also a pressure relief valve 24, which is shown in a parallel to the longitudinal bore 2 and opening into the bore 23 bore 25 is accommodated. The pressure relief valve 24 has a seat body 26 screwed into the valve housing 1, in which a valve member 27 is housed axially displaceably with play acting as a throttle point which is guided in a part which has a blind hole and protrudes into the hole 23. Between the valve member 27 and a lock screw 28 screwed into the valve housing 1 is one Clamped valve spring 29, which closes the valve member 27 on its seat keep looking. The space receiving the control spring 9 is via a bore 30 is connected to the space receiving the valve spring 29, which space is connected to the storage container via a bore 31.

Ist die Bohrung 22 mit der Druckmittelquelle verbunden, so fließt über den Ringkanal 20, die Durchflußbohrungen 11, das Innere des Steuerkolbens 13 unter Anhebung des Schließgliedes 18 Druckmittel über die Durchflußbohrungen 12 und die Bohrung 23 zum Arbeitszylinder. Wird in der Bohrung 23 ein bestimmter Druck überschritten, so öffnet das Druckbegrenzungsventil 24 und verbindet die Bohrung 23 mit dem Vorratsbehälter sobald und solange ein Überdruck vorhanden ist.If the bore 22 is connected to the pressure medium source, it flows through the Annular channel 20, the flow bores 11, the interior of the control piston 13 while raising the closing member 18 pressure medium through the flow bores 12 and the bore 23 to the working cylinder. If a certain pressure is exceeded in the bore 23, the pressure relief valve opens 24 and connects the bore 23 with the reservoir as soon as and for as long there is overpressure.

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Wird die Bohrung 22 mit dem Vorratsbehälter verbunden, so ist det Druckmitteldurchgang durch den Steuerkolben 3 durch das vom Druck im Arbeitszylinder auf seinem Ventilsitz 13 gehaltene Schließglied 18 gesperrt. Durch Beaufschlagung der der Anschlußschraube 4 zugewandten Stirnseite des Steuerkolbens 3 wahlweise mit Druckmittel kann der Steuerkolben 3 derart aufgesteuert werden, daß dessen Durchflußbohrungen 14, 15 und 16 oder die Durchflußbohrungen 14 und 15 nacheinander oder die Durchflußbohrung 16 allein mit dem Ringkanal 21 in Verbindung kommen. Die Durchflußbohrungen 11 bleiben während des Aufsteuern des Steuerkolbens 3 dauernd in Verbindung mit dem Ringkanal 20. Bei aufgesteuertem Steuerkolben 3 kann Druckmittel vom Arbeitszylinder in den Vorratsbehälter fließen.If the bore 22 is connected to the reservoir, then the pressure medium passage is blocked by the control piston 3 by the closing member 18 held on its valve seat 13 by the pressure in the working cylinder. By The control piston 3 can act upon the end face of the control piston 3 facing the connecting screw 4 optionally with pressure medium are opened so that the flow bores 14, 15 and 16 or the flow bores 14 and 15 one after the other or the flow bore 16 come only with the ring channel 21 in connection. The flow bores 11 remain permanently in during the opening of the control piston 3 Connection to the annular channel 20. When the control piston 3 is open, pressure medium can flow from the working cylinder into the reservoir.

Beim zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen, abgewandelten Teilen ist ein Kleinbuchstabe beigefügt.In the second embodiment according to FIG. 2, identical parts are identical Provided reference numerals, modified parts are attached to a lowercase letter.

Das zweite Ausführungsbeispiel hat zusätzlich einen achsparallel zum Steuerkolben 3 angeordneten massiven Steuerkolben 32, der über einen Kanal 33 mit der Anschlußschraube 4 in Verbindung steht.The second embodiment also has an axially parallel to the control piston 3 arranged massive control piston 32, which is connected to the connecting screw 4 via a channel 33.

Auf dem das Ventilglied 27 aufnehmenden Teil 28a des Druckbegrenzungsventils 24a ist ein hülsenförmiges Ventilglied 34 axial verschiebbar gelagert. Der Boden des Ventilgliedes 34 weist einen Ventilsitz für ein kugelförmiges Vorsteuerglied 35 auf. Eine Ventilfeder 36 ist zwischen dem Teil 28a und einem Ventilteller 37 eingespannt, der sich auf dem Vorsteuerglied 35 abstützt. Zwischen dem Vorsteuerglied 35 und dem Steuerkolben 32 ist ein im Ventilgehäuse la gelagerter Stössel 36 angeordnet, der zum Aufsteuern des Vorsteuergliedes 35 dient. Die Bohrung 23a ist zur Aufnahme des Ventilgliedes 34 abgewinkelt und hat einen koaxial zur Längsbohrung 25a angeordneten und mit diesem verbundenen Bohrungsteil, welcher das Ventilglied 34 und den Teil 28a aufnimmt.On the valve member 27 receiving part 28a of the pressure relief valve 24a, a sleeve-shaped valve member 34 is mounted so as to be axially displaceable. The bottom of the valve member 34 has a valve seat for a spherical Pilot control element 35. A valve spring 36 is between the part 28 a and clamped in a valve disk 37, which is supported on the pilot control element 35. Between the pilot control member 35 and the control piston 32 a mounted in the valve housing la plunger 36 is arranged, which is used to open the Pilot control element 35 is used. The bore 23a is angled to receive the valve member 34 and has a coaxial with the longitudinal bore 25a and with this connected bore part which receives the valve member 34 and the part 28a.

Durch das zugleich mit dem Steuerkolben 3 betätigbare Ventilglied 34 ist in Schließlage des Steuerkolbens 3 die Bohrung 23a druckmitteldicht abge-By the valve member 34 which can be actuated at the same time as the control piston 3 in the closed position of the control piston 3, the bore 23a is sealed against pressure

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schlossen, so daß in der in der Zeichnung dargestellten Schließlage des Steuerkolbens kein Druckmittel vom Arbeitszylinder zum Vorratsbehälter zwischen dem Steuerkolben 3 und dem Ventilgehäuse 1 durchdringen kann.closed, so that in the closed position of the shown in the drawing Control piston no pressure medium can penetrate from the working cylinder to the reservoir between the control piston 3 and the valve housing 1.

Claims (7)

DlPL-ING. H. FINK PATENTANWALT ■ D 7300 ESSLINGEN BE! STUTTGART - HINDENBURGST.RASSE PoHntanwoU I=INK- D 7300 £i«)ingrp |NeAor), Hlndenburgstmfi» 44 26. Okt. 1982 By P 6816 121.389F Mannesmann Rexroth GmbH, Jahnstraße 3-5, 8770 Lohr/Main AnsprücheDlPL-ING. H. FINK PATENTANWALT ■ D 7300 ESSLINGEN BE! STUTTGART - HINDENBURGST.RASSE PoHntanwoU I = INK- D 7300 £ i «) ingrp | NeAor), Hlndenburgstmfi» 44 October 26, 1982 By P 6816 121.389F Mannesmann Rexroth GmbH, Jahnstrasse 3-5, 8770 Lohr / Main claims 1. Hydraulisch steuerbares Sperrventil, insbesondere für die Rohrbruchsicherung, mit einem unter der Kraft einer Schließfeder (19) stehenden Schließglied (18), das einen Druckmitteldurchgang (2, 11, 12, 20 bis 23) überwacht, und mit einem koaxial zum Schließglied angeordneten Steuerkolben (3), dadurch gekennzeichne t, daß der Steuerkolben hohl ausgebildet ist, das Schließglied mindestens im Bereich seines Sitzteiles (17) in seinem Hohlraum aufnimmt, welcher Teil des Druckmitteldurchganges ist, und in seinem Mantel in axialem Abstand voneinander und beidseits eines Sitzventiles (13) angeordnete Durchgangslöcher (11, 12 und 14 bis 16) aufweist.1. Hydraulically controllable shut-off valve, especially for pipe rupture protection, with a closing element (18) which is under the force of a closing spring (19) and which has a pressure medium passage (2, 11, 12, 20 to 23) monitored, and with a control piston (3) arranged coaxially to the closing member, characterized in that the Control piston is hollow, which receives the closing member at least in the region of its seat part (17) in its cavity, which Part of the pressure medium passage is, and in its jacket in the axial Distance from one another and through holes (11, 12 and 14 to 16) arranged on both sides of a seat valve (13). 2. Sperrventil nach Anspruch 1, dadurch g e k-e nnzeichnet, daß sicti der Steuerkolben (3) über das Schließglied (18) erstreckt, das sich mittels der Schließfeder (19) am Steuerkolben abstützt.2. Check valve according to claim 1, characterized in that sicti the control piston (3) extends over the closing member (18), the is supported on the control piston by means of the closing spring (19). 3. Sperrventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Steuerkolben (3) über zwei in axialem Abstand voneinander angeordnete Ringkanäle (20, 21) erstreckt, von denen der eine wahlweise mit einer Druckmittelquelle pder einem Vorratsbehälter verbindbar und der andere mit einem Verbraucher verbunden ist, und daß der Steuerkolben in seiner Schließlage gesehen im Bereich des ersten Ringkanales (20) einen ersten Durchlaß (11) aufweist, vom3. Stop valve according to claim 1 or 2, characterized in that that the control piston (3) extends over two axially spaced annular channels (20, 21), of which the one optionally with a pressure medium source or a storage container connectable and the other is connected to a consumer, and that the control piston seen in its closed position in the area of the first annular channel (20) has a first passage (11) from -2- 26. Okt. 1982 By-2- Oct. 26, 1982 By P 6816 121.389FP 6816 121.389F örstetl Ringkanal aus gesehen vor dem zweiten Ringkanal einen zweiten Durchlaß (14 bis 16), den Ventilsitz (13) für das Schiießglied (18) und einen dritten Durchlaß (12) nach dem Ventilsitz.From the örstetl ring channel in front of the second ring channel a second one Passage (14 to 16), the valve seat (13) for the closing member (18) and a third passage (12) after the valve seat. 4. Sperrventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Durchlaß (14 bis 16) in axialem Abstand voneinander angeordnete und mit unterschiedlichen Durchmessern versehenen Bohrungen aufweist, von denen die dem Ventilsitz (13) benachbarte Bohrung (14, 15) einen kleineren Durchmesser als die davon weiter entfernte Bohrung (15, 16) hat.4. Check valve according to claim 3, characterized in that the second passage (14 to 16) arranged at an axial distance from one another and having bores provided with different diameters, of which the bores adjacent to the valve seat (13) (14, 15) has a smaller diameter than the bore (15, 16) further away from it. 5. Sperrventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließglied (18) einen Schaft aufweist, der in einer in den Steuerkolben (3) eingeschraubten hohlen Stützschraube (10) geführt ist, und daß die Schließfeder (19) zwischen, dem Schließglied und der Stützschraube eingespannt ist.5. Check valve according to one of the preceding claims, characterized in that the closing member (18) has a shaft, which is guided in a hollow support screw (10) screwed into the control piston (3), and that the closing spring (19) between, the locking member and the support screw is clamped. 6. Sperrventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Steuerkolben (3) eine diesen in seiner Schließlage zu halten suchende Steuerfeder (9) wirkt und daß der Weg des Steuerkolbens durch eine einstellbare Anschlagschraube (6) begrenzt ist.6. Check valve according to one of the preceding claims, characterized in that on the control piston (3) a these in The control spring (9) seeking to keep its closed position acts and that the path of the control piston is controlled by an adjustable stop screw (6) is limited. 7. Sperrventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Steuerkolben (3) ein zweiter Steuerkolben (32) parallel geschaltet ist, der zum öffnen eines zweiten Schließgliedes (34) dient, das zwischen dem ersten Steuerkolben und dem Verbraucher angeordnet ist.7. Check valve according to one of the preceding claims, characterized in that the control piston (3) has a second control piston (32) is connected in parallel to open a second Closing member (34) is used, which is arranged between the first control piston and the consumer. -3--3-
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