DE3636403C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Übergangsschaltventil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiges Ventil ist als Reduzierventil für Preßluftan­ lagen, die z.B. zum Betrieb von Öl- und Fettpumpen im Kraft­ wagen-Wartungsdienst dienen, aus der DE-GM 18 28 578 bekannt. Ein in dem Ventilgehäuse axial beweglicher Kolben hat dabei eine in die Ausgangsseite mündende axiale Längsbohrung von gleichmäßigem Querschnitt, welche eingangsseitig in eine Querbohrung mündet. Der feststehende Teil der Rückschlagven­ tilvorrichtung wird von einem Dichtungsring gebildet, welcher in der dem Inneren des Ventilgehäuses zugewandten Fläche einer eingangsseitigen Anschlußmuffe vorgesehen ist. Bei dem be­ kannten Reduzierventil schiebt sich der Ventilkolben, sobald Preßluft eingangsseitig von einem Kompressor mit erhöhtem Druck zugeführt wird, in eine ausgangsseitige Öffnungsstel­ lung. Hierdurch kann die Druckluft ungehindert in den aus­ gangsseitigen Anschlußschlauch übertreten, so daß sich dort zunächst der gleiche hohe Druck aufbaut, welcher eingangs­ seitig von dem Kompressor geliefert wird. Erst dann wird der Ventilkolben durch Einwirkung des ausgangsseitig anstehenden Druckes auf die dort größere Stirnfläche des Ventilkolbens entgegen der Strömungsrichtung der Luft zurückgedrückt, so daß die Rückschlagventilvorrichtung schließt. Erst nach Inbetrieb­ nahme der Öl- und Fettpumpe baut sich der Druck in dem aus­ gangsseitigen Anschlußschlauch allmählich ab, bis ein ent­ sprechend dem umgekehrten Größenverhältnis der Stirnflächen des Ventilkolbens gegenüber dem eingangsseitigen von dem Kompressor zur Verfügung gestellten Druck niedrigere Druck erreicht ist und die Rückschlagventilvorrichtung wieder zum Druckausgleich öffnet. Dann kommt es zu einem entsprechend der Geschwindigkeit des ausgangsseitigen Druckabbaus verhältnis­ mäßig raschen Hin- und Herpendeln des Ventilkolbens aus der Öffnungsstellung in die Verschlußstellung und wieder zurück.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Übergangs­ schaltventil der eingangs genannten Art für den Einsatz zwischen einem ersten und einem zweiten Gasbehälter zwecks automatischen Füllens des zweiten Gasbehälters bei vorgegebe­ nem eingangsseitigen Gasdruck möglichst genau auf einen vor­ bestimmten ausgangsseitigen Gasdruck zu füllen, wobei ein­ facher Aufbau und zuverlässige Funktionsweise sichergestellt sein soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merk­ malen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch, daß in dem Durchgangskanal selbst eine Drosselstelle vorgesehen ist, wird erreicht, daß das Gas nur mit einer verhältnismäßig geringen, durch den Öffnungsquerschnitt der Drosselstelle vorbestimmten Geschwindigkeit durch das Über­ gangsschaltventil hindurchströmt und dadurch verhindert wird, daß ausgangsseitig ein Gasdruck entsteht, welcher wesentlich über dem ausgangsseitig angestrebten gegenüber dem eingangs­ seitigen Gasdruck geringeren Gasdruck liegt. Denn schon bei geringem Überschreiten des durch das Größenverhältnis der Stirnflächen des Kolbens bestimmten ausgangsseitig angestreb­ ten Gasdruckes kann sich der Kolben zurückbewegen, so daß die Rückschlagventilvorrichtung schließt und ein weiterer aus­ gangsseitiger Druckanstieg verhindert ist.

Mit der im Anspruch 2 genannten vorteilhaften Weiterbildung des Übergangsschaltventils kann der angestrebte ausgangs­ seitige Gasdruck noch zuverlässiger erreicht werden. Dabei ist die Dichtfunktion der Rückschlagventilvorrichtung unabhängig von der Druckdifferenz zwischen eingangsseitigem und aus­ gangsseitigem Gasdruck, wie dies bei dem eingangs erörterten Stand der Technik der Fall ist. Auch läßt der Kolben in Ver­ schlußstellung ein gewisses axiales Spiel zu, ohne daß die Dichtfunktion beeinträchtigt wird, wie dies bei dem Übergangs­ schaltventil nach dem eingangs erörterten Stand der Technik der Fall ist. Hierdurch können geringfügige Drucküberschrei­ tungen des angestrebten ausgangsseitigen Druckes ausgeglichen werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher beschrieben, deren einzige Figur eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Übergangsschaltventils zeigt. Das Über­ gangsschaltventil ist dort teilweise im Längsschnitt veran­ schaulicht.

Das Übergangsschaltventil umfaßt ein Mittelteil 1 das mit einem axial durchgehenden Hohlraum versehen ist. In das Mittelteil 1 ist einerseits ein mit einer axialen Durchgangsöffnung ver­ sehenes Endstück 2 eingeschraubt, die mit der Durchgangsöffnung in dem Mittelteil 1 in Strömungsverbindung steht. Das Endstück 2 kann mittels einer Anschlußvorrichtung 5 über eine Anschluß­ leitung mit einer Gasbatterie, die einen normierten maximalen Gasdruck P 1 aufweist, verbunden werden. Am gegenüberliegenden Ende des Mittelteiles 1 ist ein zweites mit einer Durchgangs­ öffnung versehenes Endstück 3 eingeschraubt, die ebenfalls mit der Durchgangsöffnung des Mittelteiles 1 in Strömungsverbin­ dung steht. Das Endstück 3 kann mittels einer Anschlußvorrich­ tung 4 über eine Anschlußleitung mit einer ersten Gasbatterie, die einen normierten maximalen Gasdruck P 2 aufweist, verbunden werden. Der Mittelteil 1 und die Endstücke 2, 3 stellen ein Ventilgehäuse dar. In dem Hohlraum des Mittelteils 1 ist ein axial verschiebbarer Kolben 9 vorgesehen, der mittels Dich­ tungsorganen 10, 11 dichtend an den Wänden des Hohlraumes geführt ist. In dem Kolben 9 ist ein axialer Durchgangskanal vorgesehen. Der Kolben 9 weist Stirnflächen A 1 und A 2 auf; die Stirnfläche A 2 ist der Gasbatterie mit dem maximalen Gasdruck P 2 zugewandt, die Stirnfläche A 1 der Gasbatterie mit dem Gas­ druck P 1. Das Größenverhältnis der Stirnflächen A 1 und A 2 ist umgekehrt proportional zu dem Größenverhältnis der Gasdrücke P 1 und P 2. Bei der Anwendung eines bestimmten Größenverhält­ nisses der Stirnflächen A 1 und A 2 des Kolbens 9 kann man ausgehend von einem gegebenen Gasdruck P 2 in der ersten Gas­ batterie einen gewünschten maximalen Füllgasdruck P 1 in der zweiten Gasbatterie erhalten.

In dem axialen Durchgangskanal des Kolbens 9 ist eine Drossel­ vorrichtung 12 vorgesehen. Diese ist als eine mit einer Öff­ nung versehenen Querwandung ausgebildet und für die Bestimmung der Druckzunahme per Zeiteinheit, d.h. des Gasflusses von der ersten Gasbatterie mit dem Gasdruck P 2 zu der zweiten Gas­ batterie mit dem Gasdruck P 1, eingerichtet. Durch Änderung des Öffnungsquerschnittes in der Drosselvorrichtung 12 kann der gewünschte Fluß, d.h. die Menge Gas per Zeiteinheit, durch das Übergangsschaltventil erhalten werden.

In dem Übergangsschaltventil ist auch eine Rückschlagventil­ vorrichtung vorgesehen, die einen Gasdurchfluß nur in einer Richtung von der ersten Gasbatterie mit dem Gasdruck P 2 zu der zweiten Gasbatterie mit dem Gasdruck P 1 erlaubt. In dem Hohl­ raum des Mittelteiles 1 ist bei dem Endstück 3, das mit der Gasbatterie mit dem Gasdruck P 2 verbunden ist, eine querge­ stellte Platte 15 vorgesehen, die mit einer Öffnung 7 für den Gasdurchfluß versehen ist. Die Platte 15 ist in ihrem zen­ tralen Teil mit einem zapfenförmigen Organ 6 versehen, das für das Zusammenwirken mit der Innenwand des Kolbens 9 vorgesehen ist. Bei einer bestimmten Position des Kolbens 9 liegt dieser dichtend an dem zapfenförmigen Organ 6 mittels eines an dem Organ 6 angebrachten Dichtungsorgans 8 an. Das Organ 6 und ein Teil des Kolbens 9 stellen die Rückschlagventilvorrichtung dar.

Das Übergangsschaltventil arbeitet wie folgt: Nimmt man an, daß das Gas in der zweiten Gasbatterie, die den normierten Füllgasdruck P 1 aufweisen soll, ganz oder teilweise entnommen ist, und die erste Gasbatterie mit dem normierten Gasdruck P 2 gefüllt ist, tritt das Übergangsschaltventil in Wirksamkeit. Der Kolben 9 wird dann aufgrund der axialen Kraft, die ent­ steht, wenn der Gasdruck P 2 der ersten Gasbatterie die Stirn­ fläche A 2 des Kolbens 9 beaufschlagt, gegen das Endstück 2 verschoben, wie in der oberen Hälfte der Figur gezeigt ist. Während der Bewegung des Kolbens 9 wird die Kolbenwand des zapfenförmigen Organ 6 verlassen und dadurch wird Gas durch die Drosselvorrichtung 12 zur zweiten Gasbatterie strömen. Der Gasdruck in dieser Gasbatterie wird dadurch erhöht. Eine axiale Kraft, die auf den Kolben 9 in entgegengesetzter Rich­ tung wirkt, wird deshalb aufgebaut, weil der Gasdruck P 1 auf die Stirnfläche A 1 des Kolbens 9 wirkt. Wenn diese axiale Kraft P 1 × A 1 genauso groß ist wie die axiale Kraft P 2 × A 2, ist eine resultierende Kraft nicht mehr vorhanden. Weil der Gas­ druck P 1 in der zweiten Gasbatterie dann noch zunimmt, wird die axiale Kraft dann in Richtung des Endstückes 3 hin über­ wiegend und den Kolben 9 zum Endstück 3 hin verschieben. Der Kolben 9 wird dann allmählich die Position einnehmen, die in der unteren Hälfte der Figur gezeigt ist. Die Rückschlagven­ tilvorrichtung wird auf diese Weise geschlossen, so daß sie verhindert, das Gas von der ersten zur zweiten Gasbatterie strömt. Die zweite Gasbatterie ist damit mit Gas auf einen Gasdruck gefüllt, der gleich P 1 ist.

Ein Beispiel für ein geeignetes Verwendungsgebiet der be­ schriebenen Erfindung ist die Anwendung als Übergangsschalt­ ventil in einer Gaszentrale für eine Gasverteileranlage, wobei die erste Gasbatterie der Betriebsbatterie der Gaszentrale und die zweite Gasbatterie der Reservebatterie der Gaszentrale entspricht. Dadurch daß man von einem bestimmten maximalen Druck, z.B. 200 bar, in der Betriebsbatterie ausgeht und dadurch, daß man das Verhältnis zwischen den Größen der Stirn­ flächen A 1 und A 2 des Kolbens 9 in einer bestimmten Weise ausbildet, kann man also einen gewünschten Füllgasdruck, z.B. 150 bar, in der Reservebatterie erhalten. Dadurch daß man den Querschnitt der Drosselöffnung in der Wandung der Drossel­ vorrichtung 12 eine zweckmäßige Größe gibt, kann ein ge­ wünschter Füllverlauf (eine gewünschte Füllgeschwindigkeit) für die Reservebatterie erhalten werden.

Claims (2)

1. Übergangsschaltventil mit einen eingangsseitig und ausgangsseitig mit Anschlußvorrichtungen (4, 5) für Gasanschlußleitungen ver­ sehenen Ventilgehäuse (1, 2, 3) und einem in dem Ventilgehäuse (1, 2, 3) dichtend axial verschiebbaren einen die Eingangsseite und die Ausgangsseite des Ventilgehäuses (1, 2, 3) verbindenden Durch­ gangskanal aufweisenden Kolben (9), dessen eingangsseitige Stirnfläche (A 2) kleiner ist als die ausgangsseitige Stirn­ fläche (A 1), wobei deren Größenverhältnis umgekehrt propor­ tional ist zum angestrebten Größenverhältnis der Gasdrücke (P 1, P 2) in den Gasanschlußleitungen, und wobei der Kolben (9) als der bewegliche Teil einer Rückschlagventilvorrichtung (6, 9) ausgebildet ist, welche öffnet, wenn der ausgangsseitige Gasdruck den ausgangsseitig angestrebten Gasdruck (P 1) unter­ schreitet, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Durchgangskanal des Kolbens (9) eine eine Drosselöffnung enthaltende Quer­ wandung zur Bildung einer den Gasfluß bestimmenden Drossel­ vorrichtung (12) vorgesehen ist.

2. Übergangsschaltventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Rückschlagventilvorrichtung (6, 9) ein im Ventil­ gehäuse (1, 2, 3) axial feststehendes zapfenförmiges Organ (6) aufweist, welches in Verschlußstellung des Kolbens (9) dich­ tend mit der Innenwandfläche des Durchgangskanals des Kolbens (9) zusammenwirkt.