DE3932468A1

DE3932468A1 - LIQUID FLOW CONTROL VALVE

Info

Publication number: DE3932468A1
Application number: DE19893932468
Authority: DE
Inventors: Richard John Gough
Original assignee: Baj Ltd
Current assignee: Baj Ltd
Priority date: 1988-09-30
Filing date: 1989-09-28
Publication date: 1990-04-05
Also published as: FR2637345A1; GB2223828B; GB8822959D0; FR2637345B1; GB2223828A

Abstract

A fluid flow non-return valve comprises a valve body (10) defining a passage (12). A valve disc (22) is movable in the passage against bias of spring 24 to permit the flow of fluid. The disc is actuated by an aneroid capsule (28) in response to the pressure in the passage upstream of the disc. The capsule is connected to the disc by lever arm (30). Thus, when the pressure in the upstream part of the passage increases to a certain value, the valve will open. The valve is substantially independent of the pressure downstream of the disc and is, therefore, not reliant on a differential pressure across the disc. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft Flüssigkeitsstrom-Regelventile. Die Erfindung ist insbesondere anwendbar auf ein Einwegeventil.The invention relates to liquid flow control valves. The invention is particularly applicable to a One-way valve.

Es sind Regelventile wie z. B. Einwegeventile bekannt, in denen eine Platte oder ein anderes Ventilelement oder Ventilscheibe mit Hilfe einer Feder auf einem Ventilsitz dichtend zur Anlage gebracht wird. Ein positiver Differenzdruck, der auf die Federseite der Platte wirkt, verstärkt die Dichtungswirkung zwischen Platte und Sitz, während ein genügend hoher positiver Differenzdruck, der von der anderen Seite der Platte her wirkt, die Kraft der Feder überwindet, das Ventil element vom Sitz abhebt und ein Vorbeifließen der Flüssigkeit erlaubt. Somit kommt es bei den bekannten Einwegeventilen auf den Differenzdruck im Ventil an, um es zu öffnen oder zu schließen. In Fällen, wo z. B. die Federseite des Ventils der Atmosphäre ausgesetzt ist, schwankt der absolute Druck, bei dem das Ventil öffnet entsprechend den Schwankungen des atmosphärischen Drucks.There are control valves such. B. known one-way valves, in which a plate or other valve element or valve disc with the help of a spring on a Valve seat is brought into contact with the seal. A positive differential pressure on the spring side of the Plate acts, reinforces the sealing effect between Plate and seat while a sufficiently high positive Differential pressure from the other side of the plate acts here, the force of the spring overcomes the valve element lifts off the seat and a flow of the Liquid allowed. So it comes to the known One-way valves to the differential pressure in the valve, to open or close it. In cases where e.g. B. the spring side of the valve exposed to the atmosphere is the absolute pressure at which the valve fluctuates opens according to the fluctuations of the atmospheric Pressure

Hinzu kommt, daß während ein Einwegeventil dieses Typs für viele Anwendungen geeignet ist, es Situationen gibt, in denen ein Sich-Verlassen allein auf die Federkraft zu Konflikten mit anderen Überlegungen führt, so daß ein Kompromiß gefunden werden muß. Zum Beispiel ist die Qualität der Abdichtung durch das Ventilelement teilweise abhängig von der Kraft, die durch die Feder ausgeübt wird. Das steht aber in Konflikt mit den in Niedrigdruck einrichtungen vorherrschenden Drücken, in denen der Differenzdruck evtl. nicht ausreicht, um eine große Federkraft zu überwinden, die die Dichtung bewirkt. Eine gute Dichtung ist insbesondere wünschenswert, wenn die Vorrichtung, von der das Ventil ein Teil ist, in einem belasteten Zustand gehalten ist, in dem die Dichtung dafür verantwortlich ist, jegliche wesentliche Leckage der Flüssigkeit im System zu verhindern.In addition, during a one-way valve of this type is suitable for many applications, there are situations in which relying solely on spring force leads to conflicts with other considerations, so that a Compromise must be found. For example, the quality the seal by the valve element partially depending on the force exerted by the spring becomes. But this conflicts with those in low pressure devices prevailing pressures in which the Differential pressure may not be sufficient to make a large one To overcome spring force that causes the seal. A good sealing is particularly desirable if the Device, of which the valve is a part, in one is in a loaded state in which the seal is responsible for any significant leakage to prevent the liquid in the system.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Einweg ventil anzugeben, das einerseits eine gute Dichtung bewirkt und andererseits auch in Niederdruckeinrich tungen eingesetzt werden kann.The invention has for its object a disposable valve to indicate that on the one hand a good seal causes and on the other hand also in Niederdruckeinrich can be used.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Flüssigkeitsstrom regelventil, das aus einem Ventilkörper mit einem Flüs sigkeitsdurchlaß besteht, einem Ventilsitz in dem Flüssig keitsdurchlaß, einem Ventilelement, das relativ zum Ventilsitz bewegbar ist, um den Strom der Flüssigkeit durch den Flüssigkeitsdurchlaß zu regulieren, einer Kammer, welche mit der bezüglich des Ventilsitzes stromaufwärtigen Seite des Durchflusses in Verbindung steht, und die eine ausdehnbare und zusammenziehbare Kapsel aufweist, die in der Kammer angeordnet ist, wobei die Kapsel so angeordnet und betreibbar ist, daß sie das Ventilelement abhängig vom Flüssigkeits druck stromaufwärts vom Ventilsitz aus gesehen bewegt.The task is solved by a liquid flow Control valve consisting of a valve body with a flow liquid passage, a valve seat in the liquid keitsdurchlaß, a valve element that is relative to Valve seat is movable to the flow of the liquid to regulate through the liquid passage, one Chamber, which with respect to the valve seat upstream side of the flow in connection stands, and the one expandable and contractible Has capsule which is arranged in the chamber the capsule being arranged and operable so that the valve element is dependent on the liquid pressure moved upstream from the valve seat.

Ein Ventil gemäß der Erfindung ist somit im wesent lichen einzig und allein vom stromaufwärtigen Druck abhängig, welcher auf die Kapsel wirkt.A valve according to the invention is therefore essential only from upstream pressure depending on which one acts on the capsule.

Vorteilhafterweise ist die Kapsel im wesentlichen evakuiert. Als Beispiel für eine derartig evakuierte Kapsel kann eine Aneroidkapsel von dem Typ sein, wie sie in Aneroidbarometern verwendet wird.Advantageously, the capsule is essentially evacuated. As an example of one evacuated in this way Capsule can be an aneroid capsule of the type that it is is used in aneroid barometers.

Vorteilhafterweise ist das Ventilelement zwischen einer geschlossenen Position, in der das Ventilelement in einer Dichtungsposition mit dem Ventilsitz ist, um den Flüssigkeitsdurchlaß zu schließen und einer offenen Stellung bewegbar. In diesem Fall ist es wünschenswert, daß das Ventilelement durch Vorspann elemente in die geschlossene Position vorgespannt ist, und die Kapsel mit dem Ventilelement verbunden ist, um es in Abhängigkeit von einem Druckabfall in der Kammer zu schließen. The valve element is advantageously between a closed position in which the valve element is in a sealing position with the valve seat, to close the fluid passage and one open position movable. In this case it is desirable that the valve member be preloaded elements biased into the closed position and the capsule is connected to the valve element is to depending on a pressure drop in it to close the chamber.

Vorteilhafterweise verbindet ein Hebelarm die Kapsel mit dem Ventilelement. In diesem Fall ist es wünschens wert, daß der Hebelarm um einen Punkt auf der Kammer wand schwenkbar ist, so daß das Drehmoment des Ventil elementes um den Drehpunkt größer ist als das der Kapsel um den Drehpunkt. Zum Beispiel kann das Verhältnis zwischen den beiden Momenten etwa 2 : 1 betragen. Die Kapsel kann mit dem Hebelarm zwischen dem Drehpunkt und dem Ventilelement verbunden sein, um den vorhandenen Raum ökonomischer nutzen zu können.A lever arm advantageously connects the capsule with the valve element. In this case it is desirable worth the lever arm one point on the chamber wall is pivotable so that the torque of the valve element around the pivot point is larger than that of the Capsule around the pivot point. For example, the ratio be about 2: 1 between the two moments. The Capsule can be used with the lever arm between the pivot point and the valve element to be connected to the existing one To be able to use space more economically.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Vorspann element, welches auf die Platte wirkt, eine spiralförmige Feder. In diesem Fall ist es vorteilhaft, daß die durch die Feder ausgeübte Kraft einstellbar ist, z. B. mit Hilfe von Ausgleichsscheiben, welche zwischen der Feder und einer Fläche des Ventilkörpers angeordnet sind, gegen die sie abgestützt ist.In one embodiment of the invention, the leader is element that acts on the plate, a spiral Feather. In this case, it is advantageous that the through the spring applied force is adjustable, e.g. B. with With the help of shims between the Spring and a surface of the valve body arranged against which it is supported.

Selbstverständlich bewirkt die Fläche der Kapsel, auf die der Druck wirkt, die Kraft, die auf die Verbindung zwischen ihr und dem Ventilelement ausgeübt wird. Um die Kraftdifferenz zu maximieren, die mit Hilfe der Kapsel in Beziehung zu der, die durch den Flüssigkeits druck auf die Platte selbst ausgeübt wird, sollte das Verhältnis von druckspürenden Flächen der Kapsel und des Ventilelementes so hoch wie praktisch möglich sein, z. B. etwa 30 : 1. Auf diese Weise hat der stromabwärtige Druck eine minimale Wirkung auf die Arbeitsweise des Ventils.Of course, the surface of the capsule causes the pressure that acts, the force that acts on the connection is exerted between it and the valve element. Around to maximize the difference in force using the Capsule in relation to that caused by the liquid pressure should be exerted on the plate itself the ratio of pressure sensing areas of the Capsule and the valve element as high as practical be possible, e.g. B. about 30: 1. In this way the downstream pressure has a minimal effect the operation of the valve.

Eine spezielle Ausführungsform der Erfindung wird nun im folgenden anhand eines Beipiels und einer Zeichnung dargestellt und erläutert.A special embodiment of the invention will now in the following with an example and a drawing shown and explained.

Die Zeichnung ist ein Schnitt durch ein Niedrigdruck einwegeventil gemäß der Erfindung.The drawing is a section through a low pressure one-way valve according to the invention.

In der Figur ist ein Einwegeventil dargestellt, welches einen Ventilkörper 10 aufweist, der eine Durchfluß passage 12 definiert. Im Ventilkörper ist eine Ring schulter 14 vorgesehen, welche koaxial zur Durch flußpassage verläuft und welche eine elastomere O-Ring-Dichtung 16 trägt, die als Ventilsitz dient. Eine Verschlußschraube 18 ist in einem Ende der Durch flußpassage 12 angeordnet, welche die Ringschulter 14 abdeckt und eine weitere Ringschulter 20 formt. Ein Ventilelement in Form einer hexagonalen Platte 22 ruht auf dem Ventilsitz 16 und wird in dieser Position durch eine spiralförmige Feder 24 gehalten, welche zwischen dem Ventilglied und der weiteren Ringschulter 20 wirkt. Die Kraft, die durch die Feder 24 auf das Ventilelement 22 wirkt, wird mit Hilfe von Ausgleichs scheiben 25 eingestellt, welche zwischen der weiteren Ringschulter 20 und der Feder 24 angeordnet sind, um diese zusammen zu pressen.In the figure, a one-way valve is shown, which has a valve body 10 which defines a flow passage 12 . In the valve body, a ring shoulder 14 is provided, which runs coaxially to the flow passage and which carries an elastomeric O-ring seal 16 which serves as a valve seat. A screw plug 18 is arranged in one end of the flow passage 12 , which covers the annular shoulder 14 and forms a further annular shoulder 20 . A valve element in the form of a hexagonal plate 22 rests on the valve seat 16 and is held in this position by a spiral spring 24 which acts between the valve member and the further annular shoulder 20 . The force which acts on the valve element 22 by the spring 24 is adjusted with the aid of compensating disks 25 which are arranged between the further annular shoulder 20 and the spring 24 in order to press them together.

Stromaufwärts des Ventilelements 22 steht die Durch flußpassage mit einer Kammer 26 in Verbindung. Eine kreisförmige Aneroid-Balgenkapsel 28 ist innerhalb der Kammer 26 einstellbar montiert. Die Kapsel wird von einem mit einem Außengewinde versehenen Bolzen 29 gehalten, welcher auf der Oberseite der Kapsel gesichert ist, und der durch eine Gewindeöffnung in der Kammerwand hindurchreicht. Das äußere Ende des Bolzens 29 ist mit einem Schlitz für den Eingriff eines Schrauben ziehers versehen, wodurch die Stellung der Kapsel inner halb der Kammer einstellbar ist.Upstream of the valve element 22 is the flow passage with a chamber 26 in connection. A circular aneroid bellows capsule 28 is adjustably mounted within the chamber 26 . The capsule is held by an externally threaded bolt 29 which is secured on the top of the capsule and which extends through a threaded opening in the chamber wall. The outer end of the bolt 29 is provided with a slot for the engagement of a screwdriver, whereby the position of the capsule is adjustable within the chamber.

Ein Hebelarm 30 ist schwenkbar an einer Schulter 31 in der Kammerwand 26 befestigt und zwar entfernt von der Ventilanordnung. Der Hebelarm 30 reicht quer zur Achse der Kapsel 28 senkrecht in die Durchflußpassage 12. In der Passage ist der Hebelarm mit einer Verlängerung versehen, welche entlang der Passage verläuft und an einer stromaufwärtigen Fläche des Ventilelements 22 befestigt ist.A lever arm 30 is pivotally attached to a shoulder 31 in the chamber wall 26 and is remote from the valve assembly. The lever arm 30 extends perpendicular to the axis of the capsule 28 into the flow passage 12 . In the passage, the lever arm is provided with an extension which runs along the passage and is attached to an upstream surface of the valve element 22 .

Ein weiterer Bolzen 32 erstreckt sich in axialer Richtung von der Unterseite der Kapsel und durch eine Bohrung im Hebelarm. Eine Haltemutter 34 ist auf den weiteren Bolzen 32 aufgeschraubt. Die Haltemutter 34 ist mit einer halbkugligen Haltefläche versehen, welche in die Unterseite des Hebelarms eingreift. Die halb kuglige Fläche ist so ausgebildet, daß sie Orientie rungsänderungen des Hebelarms bezüglich der Kapsel 28 erlaubt, wenn diese sich ausdehnt bzw. zusammenzieht. Die Haltemutter ist mit einer Sicherungsmutter 36 in ihrer Position gesichert.Another bolt 32 extends in the axial direction from the underside of the capsule and through a hole in the lever arm. A retaining nut 34 is screwed onto the further bolt 32 . The holding nut 34 is provided with a hemispherical holding surface which engages in the underside of the lever arm. The semi-spherical surface is designed such that it allows changes in the orientation of the lever arm with respect to the capsule 28 when it expands or contracts. The retaining nut is secured in position with a lock nut 36 .

Somit wird das Ventilelement 22 durch die Schraubenfeder 24 nach unten gedrückt, wie es in der Zeichnung dar gestellt ist, und kann durch den Eingriff der Halte mutter mit dem Hebelarm nach oben bewegt werden, wenn sich die Kapsel zusammenzieht.Thus, the valve element 22 is pressed down by the coil spring 24 , as shown in the drawing, and can be moved upward by the engagement of the holding nut with the lever arm when the capsule contracts.

Im Betrieb fließt die Flüssigkeit entlang der Durch flußpassage in Richtung der Pfeile. Der Flüssigkeits druck wirkt auf die aneroide Kapsel. Wenn der Druck steigt, zieht sich die Kapsel zusammen, wodurch der Hebelarm im Uhrzeigersinn um den Drehpunkt bewegt wird. Diese Bewegung des Hebelarms bewirkt, daß das Ventil element vom Ventilsitz abgehoben wird und erlaubt der Flüssigkeit zu passieren. In ähnlicher Weise dehnt sich bei einer Reduktion des Druckes stromaufwärts des Ventilsitzes die Kapsel aus und erlaubt der Feder, das Ventilelement auf den Ventilsitz zu zwingen. Nachdem der Druck einen genügend hohen Wert angenommen hat, dichtet das Ventilelement auf dem Ventilsitz ab.In operation, the liquid flows along the through river passage in the direction of the arrows. The liquid pressure acts on the aneroid capsule. If the pressure rises, the capsule contracts, causing the Lever arm is moved clockwise around the pivot point. This movement of the lever arm causes the valve element is lifted off the valve seat and allows the Liquid to pass. Similarly, it stretches with a reduction in the pressure upstream of the Valve seat the capsule and allows the spring to do that Force valve element onto the valve seat. After the Pressure has taken on a sufficiently high value, seals the valve element on the valve seat.

Somit ist die Wirkungsweise des Ventilelements im wesentlichen nur abhängig von dem Druck, der auf die aneroide Kapsel wirkt und nicht von dem Differenzdruck gegen das Ventilelement. Weiterhin ist die Kraft, die vom Hebelarm ausgeübt wird, wegen der Kapselfläche, auf die der Druck wirkt, wesentlich größer als die, welche allein durch den Druck auf die Plattenfläche wirkt. Entsprechend kann somit die Federkraft wesentlich erhöht werden. In der Situation, in welcher ein Teil der Anlage mit Flüssigkeit beaufschlagt ist, ist die Kraft, die durch die wesentlich stärkere Feder ausgeübt wird, eher in der Lage, eine adäquate Dichtung gegen Leckagen zu gewährleisten, als das vorher in Niedrigdruck anwendungen der Fall war, bei denen konventionelle Einwegeventile eingesetzt wurden.Thus, the operation of the valve element in the essential only depending on the pressure on the aneroid capsule acts and not from the differential pressure against the valve element. Furthermore, the force that is exerted by the lever arm because of the capsule surface which the pressure acts, much greater than that which solely by the pressure on the plate surface. Accordingly, the spring force can be essential increase. In the situation in which a part the system is pressurized with liquid Force exerted by the much stronger spring will, more likely, be able to adequately seal against To ensure leakage than that previously in low pressure applications where conventional One-way valves were used.

Claims

1. Liquid flow control valve characterized by a valve body ( 10 ) which forms a flow passage ( 11 ), a valve seat ( 14 , 16 ) in the passage ( 12 ), a valve element ( 22 ), which is relative to the valve seat ( 14 , 16th ) is movable to regulate the flow of liquid through the passage ( 12 ), a chamber ( 26 ) which communicates with the upstream side of the passage ( 12 ) relative to the valve seat ( 14 , 16 ) and an expandable and contractible capsule ( 28 ) which is mounted in the chamber and which is connected such that it can move the valve element ( 22 ) upstream of the valve seat ( 14 , 16 ) depending on the liquid pressure.

2. Valve according to claim 1, characterized in that the capsule ( 28 ) is substantially evacuated.

3. Valve according to claim 1 or 2, characterized in that the valve element ( 22 ) between a closed position in which the valve element ( 22 ) is in sealing engagement with the valve seat ( 14 , 16 ) to close the liquid flow rate, and one Opening position is movable.

4. Valve according to claim 3, characterized in that the valve element ( 22 ) is biased by means of biasing elements ( 24 ) in the closed position and that the capsule ( 28 ) is connected to the valve element in such a way that depending on a pressure drop in the chamber closes the valve element ( 22 ).

5. Valve according to claim 4, characterized in that the biasing element is a spiral spring ( 24 ).

6. Valve according to claim 5, characterized in that the spring force is adjustable, with the aid of compensating disks ( 25 ) which are insertable between the spring ( 24 ) and a surface ( 20 ) of the valve body ( 10 ) the spring ( 24 ) acts.

7. Valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that a lever arm ( 30 ) connects the capsule ( 28 ) with the valve element ( 22 ).

8. Valve according to claim 7, characterized in that the lever arm ( 30 ) is pivotally mounted bar, so that the torque of the valve element ( 22 ) about the pivot point is greater than the moment of the capsule ( 28 ) around this pivot point.

9. Valve according to claim 8, characterized in that the capsule ( 28 ) between the pivot point and the valve element ( 22 ) is connected to the lever arm ( 30 ).