DE816333C

DE816333C - Overpressure valve and slide

Info

Publication number: DE816333C
Application number: DEB562A
Authority: DE
Inventors: Arno Bultmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1949-11-06
Filing date: 1949-11-06
Publication date: 1951-10-08

Description

Uberdruckventil und -schieber Die üblichen Überdruckventile öffnen sich unter dem Druck des zu überwachenden Druckmittels gegen die Kraft einer Belastungsfeder oder eines Gewichts. Hierbei nimmt die Schließkraft des Ventils mit steigendem Druck allmählich ab, bis beim überwiegen des zu überwachenden Druckes eine gewisse Menge des Druckmittels entweicht und der Druck wieder fällt, das Ventil jedoch gegen das nunmehr strömende Druckmittel erst mit einer gewissen Verzögerung und mit geringer Kraft schließt, so daß der Druck unter den Öffnungsdruck absinkt. Die Einhaltung enger Drucktoleranzen kann also von einem solchen Gerät nur unvollkommen bewältigt werden. Außerdem führt der ständige labile Zustand des Ventils bei höheren Drücken in kurzer Zeit zu Undichtheiten, die den Apparat unbrauchbar machen. Dieser Nachteil tritt besonders stark in Erscheinung bei nicht komprimierbaren Druckmitteln (Flüssigkeiten) in unelastischen Drucksystemen, z. B. bei hydraulischen Grubenstempeln. Hier kann es aus den dargelegten Gründen leicht dazu kommen, daß, wenn beim Ansprechen des Überdruckventils eine kleine Menge des Druckmittels mehr als erforderlich entlassen wird, der Druck bereits auf einen sehr kleinen Wert, unter Umständen auf Null abfällt. Dies ist z. B. bei hydraulischen Grubenstempeln ein Nachteil,' der dieselben unter Umständen für den praktischen Einsatz im Grubenbetrieb ungeeignet macht, weil die mit stark schwankendem Flüssigkeitsdruck ebenso schwankende Tragfähigkeit des Stempels das Gebirge beunruhigt und demzufolge Betriebsstörungen und Unfälle eintreten können.Pressure relief valve and slide Open the usual pressure relief valves under the pressure of the pressure medium to be monitored against the force of a loading spring or a weight. The closing force of the valve decreases with increasing pressure gradually until a certain amount prevails when the pressure to be monitored predominates of the pressure medium escapes and the pressure drops again, but the valve against the now flowing pressure medium only with a certain delay and with less Force closes so that the pressure drops below the opening pressure. Compliance Narrow pressure tolerances can therefore only be handled imperfectly by such a device will. In addition, the constant unstable state of the valve leads to higher pressures in a short time to leaks that make the device unusable. This disadvantage occurs particularly strongly with incompressible pressure media (liquids) in inelastic pressure systems, e.g. B. with hydraulic pit rams. Here can For the reasons given, it can easily happen that, when addressing the Relief valve release a small amount of the pressure medium more than necessary the pressure drops to a very small value, possibly to zero. This is e.g. B. in hydraulic pit rams a disadvantage, 'the same below Makes circumstances unsuitable for practical use in mining operations because the load capacity also fluctuates with strongly fluctuating fluid pressure of Stempel worries the mountains and consequently breakdowns and accidents occur can.

Der Gegenstand der Erfindung, ein gesteuertes Überdruckventil, löst die gestellte Aufgabe, ohne finit den dargelegten Nachteilen behaftet zu sein.The object of the invention, a controlled pressure relief valve, solves the task set, without being finitely afflicted with the disadvantages set out above.

Der Grundgedanke der Erfindung ist, daß beim Überschreiten eines genau festgelegten Mindestdruckes zuerst ein von dem zu überwachenden Druck beaufschlagter Steuerkolben o. dgl. gegen die Kraft einer Feder bewegt wird, zunächst ohne das :luslaßorgan zu öffnen. Um zu erreichen, daß der gewünschte Mindestdruck, z. B. auch beim Füllen der Grubenstempel, schnell erreicht wird, muß das System bis zu diesem Punkt möglichst unelastisch sein. 'Man gibt der Feder am Steuerkolben deshalb eine Vorspannung, welche diesem Mindestdruck entspricht.The basic idea of the invention is that when one is exceeded exactly of the specified minimum pressure, the pressure to be monitored is applied first Control piston or the like is moved against the force of a spring, initially without the : to open luslaßorgan. In order to achieve that the desired minimum pressure, e.g. B. even when filling the pit punch, the system must be up to quickly be as inelastic as possible at this point. 'That's why you give the spring on the control piston a preload which corresponds to this minimum pressure.

Wenn der Druck dann weiter steigt, drückt der Kolben die Feder zusammen, bis er beim Erreichen des zulässigen Höchstdruckes eine Schieberöffnung freigibt oder an dem Ventil anstößt und es öffnet. Im Gegensatz zu den üblichen Überdruckventilen öffnet das Ventil erfindungsgemäß in Strömungsrichtung entgegen dem Primärdruck. Wenn nach geringem Absinken des Druckes der Steuerkolben sich wieder etwas vorwärts bewegt hat, schließt das Ventil sofort wieder, und zwar deshalb besonders schnell, weil die Kraft der Ventilfeder, der Primärdruck und der Strömungsdruck gemeinsam in Schließrichtung wirken.When the pressure continues to rise, the piston compresses the spring, until it releases a valve opening when the maximum permissible pressure is reached or hits the valve and opens it. In contrast to the usual pressure relief valves According to the invention, the valve opens in the direction of flow against the primary pressure. If, after a slight drop in pressure, the control piston moves forward again a little has moved, the valve closes again immediately, and therefore particularly quickly, because the force of the valve spring, the primary pressure and the flow pressure are common act in the closing direction.

Da die Stellungen des Steuerkolbens sehr genau in Abhängigkeit vom Primärdruck eingeregelt werden können und die Kräfte an der Auslaßöffnung, die vom Primärdruck abweichen können, im Verhältnis zur Steuerkraft des Kolbens mit seinem großen Querschnitt gering sind, werden auch die Bewegungen des Ventils sehr genau gesteuert. Infolge der raschen Schließbewegung wird der zu überwachende Primärdruck nicht stark absinken, da beim Öffnen des Ventils in der kurzen Zeit nur wenig Flüssigkeit austritt. Darüber hinaus steht zum Ausgleich für etwa zuviel ausgetretene Flüssigkeit das gesamte Volumen an Flüssigkeit zur Verfügung, das durch das Zusammendrücken der Feder des Steuerkolbens aufgespeichert wurde, d.i. dasVolumen des Zylinders des Steuerkolbens zwischen den Kolbenstellungen beiMindestdruck undHöchstdruck.Since the positions of the control piston are very precisely dependent on the Primary pressure can be regulated and the forces at the outlet opening from the Primary pressure can differ in relation to the control force of the piston with his large cross-section are small, the movements of the valve are also very precise controlled. The primary pressure to be monitored is due to the rapid closing movement do not sink too much, as there is only a little liquid when the valve is opened in the short period of time exit. In addition, to compensate for too much leaked liquid the entire volume of liquid available through the squeezing the spring of the control piston was accumulated, i.e. the volume of the cylinder of the control piston between the piston positions at minimum pressure and maximum pressure.

Der Steuerkörper wird aberwährend des Betriebs kaum seine, dem Mindestdruck entsprechende Stellung erreichen, der Druck also ständig in den Grenzen zwischen Mindest- und Höchstdruck gehalten werden. Diese Grenzen sind durch geeignete Bemessung von Steuerkörper, dessen Weg und Gegenkraft genau festzulegen und damit die zulässigen Drucktoleranzen eindeutig einzuhalten.However, the control body hardly reaches its minimum pressure during operation reach the appropriate position, so the pressure is constantly in the limits between Minimum and maximum pressure are maintained. These limits are by appropriate sizing of the control body, its path and counterforce to be precisely determined and thus the permissible Print tolerances must be clearly observed.

Die Abb. i bis 3 zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele für das beschriebene Prinzip. Abb. i stellt eine Ausführungsform mit Kegelventil dar. Der Apparat besteht hier aus einem Ventil i, welches sich gegen den Druck des Druckmittels öffnet, in der Ruhe also durch den Primärdruck geschlossen wird, und zwar mit steigendem Druck immer fester. Die Anfangsschließkraft wird durch die Feder 2 geliefert. Gesteuert wird das Ventil durch den Kraftkolben 3, der unter dem Einfluß des zu überwachenden Druckes steht und durch denselben gegen die Kraft der Belastungsfelder 4 bewegt wird. Der Querschnitt des Kolbens ist größer als der des Ventils, und zwar um so viel, daß der Kolben in der Lage ist, das Ventil gegen die Kraft der Feder 2 und die durch den Primärdruck auf das Ventil ausgeübte Kraft zu öffnen. Hierzu muß der Kolben zuvor einen bestimmten Weg in seinem Zylinder 5 zurücklegen, bis er mit seinem als Führungsbüchse ausgebildeten Hohlschaft 6 auf den Bund 7 des Ventilschaftes 8 stößt. Die Feder 4 ist so bemessen und vorgespannt, daß dieselbe den Kolben in seiner Ruhelage bereits mit einer Kraft belastet, die dem gewünschten Mindestdruck entspricht, während ihre Kraft bis zum Ansprechen des Ventils 'auf einen, dem gewünschten Höchstdruck entsprechenden Wert, unter Berücksichtigung der eigenen Schließkraft des Ventils, steigt. Das Voluinen Kolbenquerschnitt X Kolbenweg steht also als Druckspeicher in den Grenzen zwischen Höchst-und Mindestdruck zur Verfügung. Entläßt das Ventil etwas mehr Druckmittel, als dem Überdruck entspricht, so fällt der Primärdruck nicht, wie bei den bekannten Überdruckventilen, steil ab, sondern er wird durch den jetzt unter dein Einfluß der Feder 4 zurückgetriebenen Kolben in den Grenzen zwischen Höchst- und Mindestdruck gehalten. Der Austritt einer größeren Flüssigkeitsmenge, als dem Volumen des Kolbenweges entspricht, ist nicht möglich, da das Ventil unter dem gemeinsamen Einfluß von Primärdruck, Strömung und Feder 2 sehr schnell und dicht schließt. Im Gegensatz zu den bekannten Überdruckventilen kann diese Anordnung auch dazu benutzt werden, den Druckraum mit Flüssigkeit aufzufüllen, was z. 13. beim Setzen von hydraulischen Grubenstempeln erforderlich ist. Hierzu wird die Flüssigkeit von A aus unter Druck zugeführt, dieselbe liebt das Ventil i von seinem Sitz ab und dringt in den Druckraum ein. Nach Beendigung des Füllvorgangs, d. h. wenn der Innendruck etwa den Fülldruck erreicht hat, schließt sich das Ventil i unter dem Einfluß der Feder 2. Durch mechanisches Abheben des Ventils von seinem Sitz kann man die Druckflüssigkeit aus dem Innenraum willkürlich entlassen, was z. B. beim Rauben von hydraulischen Grubenstempeln erfolgt. Die drei Vorgänge Füllen, Überwachen und Entleeren können also mit einem einzigen Ventil bewältigt werden.Figs. I to 3 show different embodiments for the principle described. Fig. I shows an embodiment with a cone valve The apparatus here consists of a valve i, which opposes the pressure of the pressure medium opens, i.e. it is closed at rest by the primary pressure, with increasing pressure The pressure is getting tighter. The initial closing force is provided by the spring 2. Controlled is the valve through the power piston 3, which is under the influence of the to be monitored Pressure is and is moved by the same against the force of the load fields 4 will. The cross-section of the piston is larger than that of the valve, and indeed so much much that the piston is able to open the valve against the force of the spring 2 and to open the force exerted on the valve by the primary pressure. To do this, the Piston previously cover a certain distance in its cylinder 5 until it reaches its designed as a guide sleeve hollow shaft 6 on the collar 7 of the valve stem 8 bumps. The spring 4 is dimensioned and biased so that the same the piston in its rest position is already loaded with a force that corresponds to the desired minimum pressure corresponds, while their power to the response of the valve to one, the desired Maximum pressure corresponding value, taking into account its own closing force of the valve, increases. The volume of the piston cross-section X piston travel is therefore used as a pressure accumulator available within the limits between maximum and minimum pressure. Releases the valve a little more pressure medium than corresponds to the overpressure, the primary pressure does not drop, As with the well-known pressure relief valves, it descends steeply, but it is through the now under the influence of the spring 4 driven back piston in the boundaries between Maximum and minimum pressure held. The escape of a larger amount of liquid, than corresponds to the volume of the piston travel is not possible because the valve is below the common influence of primary pressure, flow and spring 2 very quickly and tightly closes. In contrast to the known pressure relief valves, this arrangement can also be used to fill the pressure chamber with liquid, which z. 13th at Setting of hydraulic pit rams is required. To do this, the liquid from A supplied under pressure, the same loves valve i from its seat and penetrates the pressure chamber. After completion of the filling process, i. H. if the Internal pressure has reached approximately the filling pressure, the valve i closes below the Influence of the spring 2. By mechanically lifting the valve from its seat, you discharge the hydraulic fluid from the interior arbitrarily, which z. B. at Hydraulic pit rams are robbed. The three processes of filling and monitoring and emptying can thus be managed with a single valve.

Eine andere Ausführungsform zeigt Abb. 2. Hierbei ist ein Kugelventil ja gewählt, welches auf der Primärdruckseite des in seiner Längsrichtung durchbohrten Steuerkolbens 3a aufsitzt. Auch hier liefert die Feder 2 die Anfangsschließkraft, während bei steigendem Druck dieser die Ventilkugel zunächst mit steigender Kraft auf ihren Sitz preßt. In Richtung der Kolbenbohrung ist im Gehäuse ein axial beweglicher Anschlagstift 9 angeordnet, welcher sich mit seinem Bund io gegen das Gehäuse 5a abstützt und in seiner Länge so bemessen bzw. eingestellt ist, daß die Ventilkugel t° am Ende des Steuerkolbenweges, also kurz vor Erreichen des Höchstdruckes, unter Berücksichtigung der Schließkraft des Kugelventils, auf denselben aufsetzt und bei einer Weiterbewegung des Kolbens 3a, also beim Überschreiten des Höchstdruckes, von ihrem Sitz abgehoben wird. Nachdem die erforderliche Menge Druckmittel entlassen ist, schiebt die Belastungsfeder 4 den Steuerkolben 3a gegen den verminderten Primärdruck zurück. Hierdurch setzt sich die Kugel i° wieder auf ihren Sitz und schließt unter dem gemeinsamen Einfluß von Primärdruck, Hilfsfeder 2 und Strömung mit voller Kraft und vollständig dicht. Auch hier bildet das jetzt noch zur Verfügung stehende, dem bis zum Mindestdruck zurückzulegenden Kolbenweg entsprechende Speichervolumen einen Ausgleich für etwaige beim Auslaßvorgang auftretendeUngenauigkeiten. Durch Drücken des verschiebbaren Anschlagstiftes 9 in Richtung 13 kann die Kugel ia willkürlich abgehoben und dadurch die Flüssigkeit entlassen werden. Durch Zuführung von Flüssigkeit von A unter Druck kann das System aufgefüllt werden. Auch diese Ausführungsform kann also wie die erste außer zur Überwachung des Innendruckes, zum Füllen und Entleeren des Drucksystems benutzt werden.Another embodiment is shown in Fig. 2. Here is a ball valve yes chosen which one on the primary pressure side of the pierced in its longitudinal direction Control piston 3a is seated. Here, too, the spring 2 provides the initial closing force, while with increasing pressure this the valve ball initially with increasing force presses on her seat. In the direction of the piston bore there is an axially movable one in the housing Arranged stop pin 9, which with its collar io against the housing 5a supported and so dimensioned or adjusted in its length is, that the valve ball t ° at the end of the control piston travel, i.e. shortly before reaching the Maximum pressure, taking into account the closing force of the ball valve, on the same touches down and when the piston 3a continues to move, i.e. when the Maximum pressure, is lifted from their seat. After the required amount of pressure fluid is released, the loading spring 4 pushes the control piston 3a against the reduced Primary pressure back. This causes the ball to sit back on its seat and closes under the joint influence of primary pressure, auxiliary spring 2 and flow with full force and completely tight. Here, too, this is still available standing storage volume corresponding to the piston path to be covered up to the minimum pressure a compensation for any inaccuracies occurring during the exhaust process. By Pressing the displaceable stop pin 9 in the direction 13 can generally make the ball arbitrary lifted off and thereby the liquid can be discharged. By supplying liquid from A under pressure the system can be filled. This embodiment too can, like the first one, except for monitoring the internal pressure, for filling and emptying of the printing system.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 3 wird auf ein besonderes Ventil ganz verzichtet. Hier führt eine die Wand des Zylinders 5 des Steuerkolbens 3b durchdringende Öffnung ii vom Zylinderinnenraum in die Atmosphäre. Die innere Mündung dieser Öffnung liegt in Längsrichtung des Zylinders so, daß dieselbe bei den Kolbenstellungen, welche geringeren Primärdrücken als dem gewollten Höchstdruck entsprechen, durch den Kolben 3b verschlossen ist. Bei Überschreiten des Höchstdruckes gibt der Steuerkolben infolge seiner Bewegung an seiner inneren Kante die Öffnung i i frei, durch die nun das zu entlassende Druckmittel entweicht. Ist der Primärdruck unter den Höchstwert gesunken, treibt die Feder 4 den Kolben zurück, die Innenkante desselben überfährt die Auslaßöffnung i i und schließt dieselbe sofort und dicht.In the embodiment according to Fig. 3, a special valve is used completely waived. Here leads a penetrating wall of the cylinder 5 of the control piston 3b Opening ii from the cylinder interior into the atmosphere. The inner mouth of this opening lies in the longitudinal direction of the cylinder so that the same at the piston positions, which correspond to lower primary pressures than the desired maximum pressure the piston 3b is closed. The control piston releases when the maximum pressure is exceeded as a result of its movement at its inner edge, the opening i i free through which now the pressure medium to be released escapes. Is the primary pressure below the maximum value decreased, the spring 4 drives the piston back, the inner edge of the same moves over the outlet opening i i and closes the same immediately and tightly.

Das zum Ausgleich von zuviel abgelassener Flüssigkeit verfügbare Reservevolumen ist also auch hier vorhanden. Die Auslaßöffnung kann natürlich auch in geeigneter Weise im Kolben angeordnet sein. Ebenso können die Auslaßöffnungen statt in Form von Bohrungen auch als Längsnuten in der Zylinderwand hzw. auf dem Kolbenmantel ausgebildet sein.The reserve volume available to compensate for excess fluid drained is also available here. The outlet opening can of course also be suitable Way be arranged in the piston. Likewise, the outlet openings can be held in shape hzw of holes also as longitudinal grooves in the cylinder wall. on the piston skirt be trained.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Pressure relief valve and slide, in particular for monitoring the pressure of pressurized fluids, characterized in that an outlet is controlled by a piston which, on the one hand, is under the pressure of the liquid to be monitored (primary pressure) and, on the other hand, by an elastic counterforce, e.g. B. a spring loaded and arranged so that a control movement takes place only after an adjustable minimum pressure is exceeded, but the opening of the outlet only takes place after reading back a certain distance through the piston, with the aim that between the minimum and maximum pressure The amount of liquid stored in the cylinder of the control piston prevents the primary pressure from falling below the minimum value in the event of the liquid being drained.

2. Pressure relief valve according to claim i, characterized in that the outlet is through a valve (ball, Plate, cone or similar valve) is formed, which is below the desired Maximum primary pressure from the primary pressure in conjunction with an auxiliary (spring or similar) Like.) Is kept closed and is arranged so that it is exceeded when the maximum pressure is pushed open by the movement of the control piston.

3. Pressure relief valve according to claim 2, characterized in that the control piston has a larger cross section is than the exhaust valve.

4. Overpressure slide valve according to claim i, characterized in that that by the movement of the control piston at the end of the associated maximum primary pressure Control piston path an outlet is released, the control piston itself the Takes over the function of the slide.

5. Controlled pressure relief valve according to claim i and 2, characterized in that when the valve body is acted upon in the opposite direction (Plate or ball) the entire device is used to fill up a pressure vessel can.