DEP0003148BA

DEP0003148BA - Poppet valve

Info

Publication number: DEP0003148BA
Authority: DE
Inventors: Karl Elze Schadomsky (Hann.)
Original assignee: Wülfel-Pumpen GmbH, Hannover-Wülfel
Publication date: 1951-02-22

Description

Die Erfindung betrifft ein Tellerventil, das vorzugsweise bei Flüssigkeitskolbenpumpen Anwendung findet und dessen Ventilteller unter dem Druck einer Schraubenfeder steht. Bei den bekannten Bauarten derartiger Ventile ist der Ventilteller im allgemeinen durch eine Spindel geführt. Dies hat den Nachteil, daß sich der Ventilteller bei einseitig auf ihn wirkenden Saug- oder Druckkräften leicht verklemmen kann. Auch behält er infolge dieser starren Führung stets seine Lage gegenüber dem Ventilsitz. Enthält die Flüssigkeit Bestandteile, die sich auf den Dichtflächen ablagern, wie z.B. Kesselstein, so machen diese einen dichten Abschluß des Ventils auf die Dauer unmöglich. Vielfach liegt die Feder im Flüssigkeitsstrom und verringert bei geöffnetem Ventil den Durchtrittsquerschnitt des Ventils. Auch kann die Feder durch den Flüssigkeitsstrom beschädigt werden, besonders wenn die Flüssigkeit aggressiv ist.The invention relates to a poppet valve which is preferably used in liquid piston pumps and the valve disk of which is under the pressure of a helical spring. In the known types of valves of this type, the valve disk is generally guided through a spindle. This has the disadvantage that the valve disk can easily become jammed when suction or pressure forces act on it from one side. As a result of this rigid guide, it also always retains its position relative to the valve seat. If the liquid contains components that are deposited on the sealing surfaces, such as scale, these make a tight seal of the valve impossible in the long run. In many cases, the spring lies in the flow of liquid and reduces the passage cross-section of the valve when the valve is open. The spring can also be damaged by the flow of liquid, especially if the liquid is aggressive.

Die Nachteile dieser bekannten Ventilbauarten werden gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch vermieden, daß die Druckfeder die alleinige Führung des Ventiltellers gegen Verkanten bildet, dessen seitliche Bewegungen und dessen Hub durch wenigstens zwei mit dem ringförmigen Ventilsitz fest verbundene Stege begrenzt werden, die gleichzeitig die Druckfeder halten. Diese liegt lose auf dem Ventilteller und befindet sich außerhalb des Flüssigkeitsstromes. Infolge dieser Anordnung der von den Stegen gehaltenen Druckfeder gibt das Ventil im geöffneten Zustand stets seinen ganzen Durchflußquerschnitt frei. Da der Ventilteller gegen Verkanten nur durch die Druckfeder geführt ist, kann er sich der Flüssigkeitsströmung anpassen, unter deren Einfluß er auch eine geringe Drehung ausführen kann. Dadurch wird eine gleichmäßige Abnutzung der Dichtungsflächen erreicht und etwaige Ablagerungen wie Kesselstein u.dgl. oder einseitig auf den Ventilteller wirkende Kräfte können kein Festklemmen desselben hervorrufen. Der Ventilteller liegt daher in der Schließstellung stets überall gleichmäßig auf seinem Sitz, und das Ventil schließt völlig dicht. Zur Begrenzung der seitlichen Bewegung des Ventiltellers sind an dem Ventilsitz zwei oder mehr Stege vorgesehen, die gleichzeitig auch die Druckfeder halten und den Hub des Ventiltellers begrenzen. Diese Stege können mit dem Ventilsitz ein einteiliges Stück bilden, so daß eine besonders einfache Bauweise erhalten wird. Das Ventil besteht dann nur aus dem zugleich den Ventilsitz enthaltenden Federträger, der Druckfeder und dem Ventilteller.The disadvantages of these known valve designs are Avoided according to the present invention in that the compression spring forms the sole guide of the valve disk against tilting, the lateral movements and its stroke are limited by at least two webs firmly connected to the annular valve seat, which simultaneously hold the compression spring. This lies loosely on the valve plate and is outside of the liquid flow. As a result of this arrangement of the compression spring held by the webs, the valve always releases its entire flow cross-section in the open state. Since the valve disk is only guided by the compression spring to prevent it from tilting, it can adapt to the flow of liquid, under whose influence it can also perform a slight rotation. As a result, even wear of the sealing surfaces is achieved and any deposits such as scale and the like or forces acting on one side of the valve disk cannot cause it to jam. In the closed position, the valve disk therefore always lies uniformly everywhere on its seat, and the valve closes completely tightly. To limit the lateral movement of the valve disk, two or more webs are provided on the valve seat, which at the same time also hold the compression spring and limit the stroke of the valve disk. These webs can form a one-piece piece with the valve seat, so that a particularly simple construction is obtained. The valve then only consists of the spring carrier, which also contains the valve seat, the compression spring and the valve plate.

Die Feder wird hierbei im zusammengedrückten Zustand seitlich in den Federträger geschoben, in den vorher der Ventilteller eingesetzt worden ist. Um sie gegen unbeabsichtigtes Herausschrauben zu sichern, können am oberen Ende der Stege Anschläge, z.B. Stifte, Schrauben o.dgl. vorgesehen sein. Bei stärkeren Federn empfiehlt es sich, die Stege an ihrem einen Ende durch einen Ring zusammenzuhalten, der entweder mit den Stegen aus einem Stück besteht oder an dem freien Ende der mit dem Ventilsitz einen zusammenhängenden Teil bildenden Stege befestigt wird. Eine derartige Ausbildung ermöglicht einen leichten Zusammenbau des Ventils; die Druckfeder wird lose auf den Rand des Ventiltellers gelegt, worauf der von den Stegen gebildete Federträger über die Feder geschoben und mit dem Ventilsitz bzw. dem Haltering befestigt wird. Nach Lösen dieser Befestigung können die Federn oder der Ventilteller leicht ausgewechselt werden. Von besonderem Vorteil ist es, daß beim etwaigen Brechen der Feder keine Beschädigungen am Ventil auftreten könne, das nach Auswechseln der Feder wieder voll betriebsfähig ist. Der Ventilteller ist an seiner Oberseite mit einem zylindrischen Ansatz zum Halten der lose auf seinem Außenrand aufliegenden Druckfeder versehen, die zwischen diesem zylindrischen Ansatz und den Stegen liegt und dadurch in ihrer Lage gesichert ist. Das Ventil gemäß der Erfindung ist je nach Ausbildung seines Gehäuses sowohl als Saug- als auch als Druckventil geeignet und nicht nur für flüssige, sondern auch für gasförmige Medien, Dampf usw. verwendbar.The spring is pushed laterally in the compressed state into the spring carrier in which the valve plate was previously inserted. In order to secure them against unintentional unscrewing, stops, e.g. pins, screws or the like, can be attached to the upper end of the webs. be provided. In the case of stronger springs, it is advisable to hold the webs together at one end by a ring which either consists of one piece with the webs or is attached to the free end of the webs that form a coherent part with the valve seat. Such a design enables easy assembly of the valve; the compression spring is placed loosely on the edge of the valve plate, whereupon the spring carrier formed by the webs is pushed over the spring and attached to the valve seat or the retaining ring. After loosening this fastening, the springs or the valve disc can easily be replaced. It is of particular advantage that if the spring breaks, no damage can occur to the valve, which is fully operational again after the spring has been replaced. The valve disk is provided on its upper side with a cylindrical extension for holding the compression spring resting loosely on its outer edge, which lies between this cylindrical extension and the webs and is thereby secured in its position. The valve according to the invention is suitable, depending on the design of its housing, both as a suction valve and as a pressure valve and can be used not only for liquid, but also for gaseous media, steam, etc.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Fig. 1 zeigt im Längsschnitt und Fig. 2 im Querschnitt bzw. in der Draufsicht ein Tellerventil, dessen Stege mit dem Ventilsitz aus einem Stück bestehen und einen eingesetzten Ring zum Halten der Feder tragen, während gemäß Fig. 3 und 4 der gesamte Federträger einschließlich des Ventilsitzes einteilig ausgebildet ist.Two exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing. Fig. 1 shows in longitudinal section and Fig. 2 in cross section or in plan view of a poppet valve, the webs of which are made of one piece with the valve seat and carry an inserted ring for holding the spring, while according to FIGS. 3 and 4, the entire spring carrier including of the valve seat is formed in one piece.

Nach Fig. 1 und 2 ist der mit dem Ventilsitz 22 versehene Ring 21 mit drei Stegen 26 aus einem Stück hergestellt. Die Durchtrittsöffnung 23 wird durch den Ventilteller 24 verschlossen, der mit seiner kegeligen Dichtfläche auf dem Ventilsitz 22 ruht. Der Ventilteller 24 hat einen zylindrischen Ansatz, in dem eine Reihe von Löchern für den Abfluß der sich auf dem Ventilteller ansammelnden Flüssigkeit angebracht sind. Auf diesen Ansatz ist eine Schraubenfeder 25 geschoben, deren unteres Ende sich lose gegen den Rand des Ventiltellers 24 legt. Ihr oberes Ende liegt an einem Ring 27 an, der sich gegen Ansätze 28, 29 der Stege 26 legt. Um den Einbau des Ringes 27 zu erleichtern, ist einer der Ansätze, z.B. 29 lösbar an dem entsprechenden Steg 26 befestigt, indem er als Stiftschraube ausgebildet ist, während die beiden anderen Ansätze 28 in entsprechenden Bohrungen ihrer zugehörigen Stege 26 fest vernietet sind. Der Ventilteller 24 hat an seinem Außenrand etwa Spiel gegen die Stege 26 und erhält seine Führung gegen Verkanten lediglich durch die Druckfeder 25, so daß er der jeweiligen Richtung des Flüssigkeitsstromes nachgeben und sich dieser Richtung anpassen kann. Da die Druckfeder 25 lose auf dem Ventilteller 24 liegt, kann sich dieser bei geöffnetem Ventil unter dem Einfluß der Flüssigkeitsströmung etwa verdrehen, so daß die Dichtflächen des Ventils nicht einseitig abgenutzt werden. Der Ventilteller 24 kann sich infolge des Spielraumes zu den Stegen 26 hin nicht durch etwaige Ablagerungen der Flüssigkeit festklemmen, es wird daher auch bei starken Kesselsteinablagerungen wie z.B. im Lokomotivbetrieb stets ein einwandfreies Arbeiten des Ventils sichergestellt.According to FIGS. 1 and 2, the ring 21 provided with the valve seat 22 is made with three webs 26 in one piece. The passage opening 23 is closed by the valve disk 24, which rests with its conical sealing surface on the valve seat 22. The valve disk 24 has a cylindrical extension in which a series of holes are made for the drainage of the liquid that collects on the valve disk. A helical spring 25 is pushed onto this approach, the lower end of which lies loosely against the edge of the valve disk 24. Its upper end rests against a ring 27 which lies against shoulders 28, 29 of the webs 26. In order to facilitate the installation of the ring 27, one of the lugs, e.g. 29, is detachably attached to the corresponding web 26 by being designed as a stud screw, while the other two lugs 28 are firmly riveted in corresponding bores in their associated webs 26. The valve disk 24 has approximately play on its outer edge against the webs 26 and is guided against tilting only by the compression spring 25, so that it can yield to the respective direction of the liquid flow and adapt to this direction. Since the compression spring 25 lies loosely on the valve plate 24, when the valve is open, the valve plate can twist under the influence of the liquid flow, so that the sealing surfaces of the valve are not worn on one side. Due to the clearance towards the webs 26, the valve disk 24 cannot become jammed by any deposits of the liquid, so that the valve will always work properly even with heavy scale deposits, e.g. in locomotive operation.

Die den Ventilteller 24 auf seinen Sitz drückende Feder 25 befindet sich infolge ihrer Anordnung zwischen den drei Stegen 26 und dem zylindrischen Ansatz des Ventiltellers 24 völlig außerhalb des durch das geöffnete Ventil gehenden Flüssigkeitsstromes. Der Ventilteller 24 gibt daher im angehobenen Zustand die Durchtrittsöffnung 23 gänzlich frei, so daß das Ventil einen geringen Strömungswiderstand hat. Die Feder 25 kann nach Lösen der Schraube 29 und Abheben des Ringes 27 leicht ausgewechselt werden.The spring 25 pressing the valve disk 24 onto its seat is, as a result of its arrangement between the three webs 26 and the cylindrical extension of the valve disk 24, completely outside of the flow of liquid passing through the open valve. The valve disk 24 therefore completely exposes the passage opening 23 in the raised state, so that the valve has a low flow resistance. The spring 25 can easily be replaced after loosening the screw 29 and lifting the ring 27.

Fig. 3 zeigt im Längsschnitt und Fig. 4 im Querschnitt bzw. in der Draufsicht ein Ventil, bei dem der mit dem Ventilsitz 32 und der Durchtrittsöffnung 33 versehene Flanschring 31 sich in zwei Stegen 38 fortsetzt, die an ihremFig. 3 shows in longitudinal section and Fig. 4 in cross section or in plan view, a valve in which the flange ring 31 provided with the valve seat 32 and the passage opening 33 continues in two webs 38, which on its

Ende durch einen nach innen umgebogen Ring 37 zusammengehalten sind. Der Ventilteller 34 steht unter dem Druck der Feder 35, deren eines Ende durch einen mit Durchbrechungen versehenen zylindrischen Ansatz 39 des Ventiltellers 34 lose geführt ist und deren anderes Ende sich gegen den Ring 37 legt. Die beiden Stege 38 verlaufen in ihren an den Flanschring 31 anschließenden Teil parallel zur Mittelachse des Ventils und haben einen kreisbogenförmig gekrümmten Querschnitt, so daß sie seitliche Bewegungen des Ventiltellers nach jeder Richtung begrenzen. Diese Form der Stege erstreckt sich bis etwa zu ihrer halben Höhe. Der anschließende Teil 36 der Stege hat rechteckigen Querschnitt und verläuft an seinem in den Ring 37 übergehenden Ende schräg nach innen. Der rechteckige Querschnitt des Teiles 36 der Stege ermöglicht ein Einschieben des Ventiltellers 34 und der zusammengedrückten Feder 35 von der Seite in den Federträger 36, 37, 38, so daß der Zusammenbau des Ventils sehr einfach und ohne Befestigungselemente durchführbar ist. Die in zusammengedrücktem Zustand in den Federträger 36, 37, 38 eingesetzte Feder 35 ist nach ihrer Entspannung sicher in diesem gehalten und gibt dem Ventilteller 24 in gleicher Weise wie bei der anderen Ausführungsform eine einwandfreie Führung unter Sicherstellung seiner freien Beweglichkeit.End are held together by an inwardly bent ring 37. The valve disk 34 is under the pressure of the spring 35, one end of which is loosely guided through a cylindrical extension 39 of the valve disk 34 provided with openings and the other end of which rests against the ring 37. The two webs 38 extend in their part adjoining the flange ring 31 parallel to the central axis of the valve and have an arcuate cross-section so that they limit lateral movements of the valve disk in every direction. This shape of the webs extends up to about half its height. The adjoining part 36 of the webs has a rectangular cross-section and runs obliquely inward at its end merging into the ring 37. The rectangular cross-section of the part 36 of the webs enables the valve disk 34 and the compressed spring 35 to be pushed into the spring carrier 36, 37, 38 from the side, so that the assembly of the valve can be carried out very easily and without fasteners. The spring 35 inserted in the compressed state in the spring carrier 36, 37, 38 is securely held in the latter after it has been relaxed and gives the valve disk 24 proper guidance while ensuring its free mobility in the same way as in the other embodiment.

Das gemäß der Erfindung ausgebildete Ventil kann statt in der dargestellten senkrechten auch in waagerechter oder beliebig anderer Lage eingebaut werden und gewährleistet sowohl bei flüssigen als auch bei gas- oder dampfförmigenThe valve designed according to the invention can be installed in a horizontal or any other position instead of in the vertical position shown and is guaranteed to be in liquid as well as in gas or vapor form

Medien selbst bei den ungünstigsten Betriebsverhältnissen stets einen völlig sicheren Abschluß seiner Durchtrittsöffnung. Das zu seiner Aufnahme bestimmte, in der Zeichnung nicht dargestellte Gehäuse ermöglicht bei entsprechender Ausbildung eine Verwendung des gleichen Ventileinsatzes als Saug- oder Druckventil. Dadurch ergibt sich eine vielseitige Verwendungsmöglichkeit des gemäß der Erfindung ausgebildeten Ventils.Media always a completely safe closure of its passage opening, even under the most unfavorable operating conditions. The housing intended to accommodate it, not shown in the drawing, allows the same valve insert to be used as a suction or pressure valve if it is appropriately designed. This results in a versatile use of the valve designed according to the invention.

Claims

1.) poppet valve with spring-loaded valve disk, characterized in that the compression spring forms the sole guide of the valve disk against tilting, while lateral movements of the valve disk and its stroke are firmly limited by at least two webs attached to the annular valve seat, which the compression spring to hold their upper end.

2.) poppet valve according to claim 1, characterized in that the compression spring rests loosely on the valve disk and is prevented from slipping off by a cylindrical shoulder on its top.

3.) poppet valve according to claim 1, characterized in that the webs are held together at one end by the valve seat and at its other end by a ring to form a body holding the spring.

4.) poppet valve according to claim 3, characterized in that the spring carrier formed by the webs and the two end rings consists of a one-piece piece.

5.) poppet valve according to claim 3, characterized in that the webs with the valve seat consist of one piece and are provided at their end with lugs for holding a spring-receiving ring of preferably rectangular cross-section.

6.) poppet valve according to claim 5, characterized in that at least one of the lugs is releasably connected to the corresponding web.

7.) poppet valve according to claim 3 and 4, characterized in that a ring provided with the valve seat continues in two approximately circular arc-shaped cross-section having webs which run parallel to the central axis of the valve, partially encompass the valve disk and about half the length of the webs merge into a rectangular cross-section in such a way that the valve disk and the compressed spring can be inserted from the side into the spring carrier formed by the webs and the end rings.

8.) poppet valve according to claims 1 to 3, characterized in that the valve consisting of the spring carrier with valve seat, valve disc and compression spring is inserted into a housing part and can be used as a suction and pressure valve with the same design.