DE3310785A1 - Sitzventil - Google Patents

Description

• BESCHREIBUNG
• Die Erfindung betrifft ein Sitzventil mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
• Solche Sitzventile sind bekannt. Das Betätigungselement, welches die Ventilkugel auf dem Ventilsitz hält, kann mechanisch, pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch mit Hilfe eines Magneten betätigt werden. Das Abheben vom Ventilsitz erfolgt durch eine Feder, sobald die auf das Betätigungselement wirkende Kraft abgeschaltet wird. Es zeigt sich, daß die Ventilkugel zwar von der Feder vom Ventilsitz abgehoben werden kann, wobei der auf die Kugelfläche innerhalb des Ventilsitzes wirkende Druck im öffnungssinne unterstützend wirkt, daß aber nach erfolgtem Abheben der Strömungsmitteldruck entfällt und die Kraft der Feder oft nicht ausreicht, bedingt durch die auftretende Strömungskraft, um die Kugel so weit zu verschieben, daß der Durchflußquerschnitt voll geöffnet wird. Dies hat zur Folge, daß die Durchflußmenge geringer ist als von den Ventilabmessungen vorgegeben.
• Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, das eingangs geschilderte Sitzventil so auszubilden, daß beim öffnen des Ventils durchdieFeder stets die Endlage der Kugel sicher erreicht und der volle Durchgangsquerschnitt geöffnet werden kann.
• Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil Des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
• Die dem Ventilsitz zugekehrte Stirnfläche der Buchse wird nach dem Abheben der Ventilkugel vom Ventilsitz durch das zwischen Ventilsitz und Kugel durchströmende Strömungsmittel angeströmt und eine Strömungskraft erzeugt, welche die Federkraft unterstützt, bis der Durchgangsquerschnitt voll aufgesteuert ist. Durch diese Hubhilfe kann die Durchflußmenge an Strömungsmittel gegenüber bekannten Sitzventilen auf etwa den doppelten Wert angehoben werden. Mit einfachen Mitteln wird so erfindungsgemäß ein erheblicher Vorteil erzielt.
• Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.
• Es zeigt: Figur 1 einen Schnitt durch ein Sitzventil mit einer Kugel als Stellglied und Figur 2 ein Sitzventil mit zwei Ventilkugeln.
• In Figur 1 ist ein 3/2-Wegeventil 10 dargestellt, dessen Gehäuse 11 mit einer axialen Bohrung 12 versehen ist, in der Einsätze 13,14,15 und 16 angeordnet sind. Der mittlere Einsatz 15 weist zwei Ventilsitze 18 und 19 auf, an die wahlweise die Ventilkugel 30 als Stellglied anlegbar ist. So ist der zu einem Verbraucher führende Arbeitsanschluß 21 entweder mit einem zu einer nicht dargestellten Druckmittelquelle führenden Anschluß 22 oder mit einer zum Tank zurückführenden Anschluß 23 verbindbar. Die Ventilkugel 30 wird durch ein BetAtigungselement 24 an den Ventilsitz 18 gedrückt. Die hierzu erforderliche Kraft kann pneumatisch, hydraulisch, mechanisch oder magnetisch aufgebracht werden. Damit ist der Strömungsmittelweg vom Druckmittelanschluß 22 zum Verbraucheranschluß 21 abgesperrt.
• Zum Öffnen dieser Strömungsmittelverbindung dient eine Feder 26, die in dem Einsatz angeordnet ist und über einen Stift 27 auf die Kugel 30 wirkt. Sobald die auf das Betätigungselement 24 wirkende Schließkraft ver- schwinden, hebt die Feder 26 die VentiLkugel 30 vom Ventilsitz 18 ab, wobei sie von dem auf ciie innerhalb des Ventilsizzes 18 auf die Kugelfläche wirkenden Druck der Druckmittelquelle unterstützt wird. Sobald jedoch die Kugel 30 vom Sitz abgehoben hat, ist diese unterstützende Kraft nicht mehr wirksam, weil der Druck der Druckmittelguelle auch stromab des Ventilsitzes 18 wirksam ist.
• Um ein vollständiges und sicheres öffnen der Ventilkugel 30 bis zum Anschlag an den gegenüberliegenden Ventilsitz 19 zu gewährleisten, ist die Kugel 30 in einer Buchse 20 angeordnet, deren dem Ventilsitz 18 und damit dem Druck der Druckmittelquelle zugekehrte Stirn fläche 31 als Anströmfläche wirkt. Dabei erfolgt ein Umlenken der Strömung, wodurch sich eine Strömungskraft bildet, die auf die Buchse 20 wirkt und das weitere öffnen der Kugel 30 unterstützt.
• Um die Kugel in der Buchse 20 zu halten, ist deren Anströmfläche 31 verbreitert. Auf der gegenüberliegenden Seite ist die Kugel 30 in der Buchse 20 durch einen Sprengring 32 gehalten. Am Außenumfang ist die Buchse 20 in einer Bohrung 33 des Einsatzes 15 geführt. Damit ist vermieden, daß sich die Kugel 30 mit der Buchse 20 verkanten bzw. verdrehen kann.
• Das in Figur 2 dargestellte Ausführunqsbeispiel ist ebenfalls ein 3/2-Wegesitzventil, wobei einander entsprechende Bauteile mit gleichen, jedoch mit einer zusätzlichen 1 versehenen Bezugszeichen versehen sind.
• Der Unterschied besteht lediglich darin, daß der Strömungsmittelweg von dem mit der Druckmittelquelle verbundenen Anschluß 122 zu dem mit dem Verbraucher verbundenen Arbeitsanschluß 121 über eine zweite Ventilkuge]. 136 herstellbar ist, und daß in diesem Fall von der mit der Buchse 120 versehenen Ventilkugel 130 der Verbraucheranschluß 121 mit dem zum Tank führenden Anschluß 123 verbindbar ist. Dabei wird die Ventilkugel 130 von dem Betätigungselement 124 an den Ventilsitz 118 angedrückt. Das Abheben der Ventilkugel 130 erfolgt durch die Feder 126, die über den Stift 127, die Kugel 136 und eine Stange 138 auf die Kugel 130 wirkt.
• Das öffnen erfolgt in der bereits erläuterten Weise, wobei nach dem Abheben der Kugel vom Ventilsitz 118 an der Anströmfläche 131 eine Kraft entsteht, welche das vollständige öffnen der Kugel 130 bewirkt. Auch hier ist die Buchse 120 in einer Bohrung 133 des Einsatzes 114 geführt.
• Eine am Einsatz 114 vorgesehene Anschlagschulter 134 dient als Anschlag für die Buchse 120 in der Offnunasstellung.

Claims (4)

1. PATENTANSPROCHE Sitzventil mit einer Kugel, die von einem Betätigungselement auf den Ventilsitz gedrückt und durch die Kraft einer Feder vom Ventilsitz abgehoben wird, wobei die innerhalb des Ventilsitzes liegende Kugelfläche mit Druck beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel (30,130) in einer Buchse (20,120) gehalten ist, deren Stirnfläche (31,131) als Anströmfläche dem Ventilsitz zugekehrt ist.
2. 2. Sitzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel in der Buchse mit Hilfe eines Sprengrings (32,132) gehalten ist.
3. 3. Sitzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Ventilsitz zugekehrte Stirnfläche (31,131) der Buchse verbreitert ist.
4. 4. Sitzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (20,120) in einer axialen Bohrung verschiebbar geführt ist.