FI74528B

FI74528B - DOSERINGSVENTIL.

Info

Publication number: FI74528B
Application number: FI862411A
Authority: FI
Inventors: Seppo Suuriniemi; Asko Lappalainen
Original assignee: Vammalan Konepaja Oy
Priority date: 1986-06-05
Filing date: 1986-06-05
Publication date: 1987-10-30
Also published as: FI74528C; FI862411A0

Description

74528 1 Annosteluventtlili74528 1 Dispensing valve

Doseringsventil 5 Keksinnön kohteena on annosteluventtlili, joka käsittää venttiilirungon, venttiilikaran, männän, jonka puolelta toiselle on sovitettu siirtymään väliaine edullisesti karan keskeisen porauksen kautta venttiilin sulkeu-tumisliikkeen ollessa sovitettu tapahtumaan karan palautusjousen jousivoiman vaikutuksesta.The invention relates to a metering valve comprising a valve body, a valve stem, a piston, from one side of which the medium is adapted to move, preferably through the central bore of the stem, the closing movement of the valve being adapted to occur by the spring force of the stem return spring.

10 DE-hakemusjulkaisusta 29 08 882 tunnetaan annosteluventtiiliratkaisu, jossa kara mäntineen on sovitettu siirtymään sylinteritilassa. Ilma sylinteritilassa on sovitettu siirtymään mäntäpuolelta toiselle venttiilin sulkeutumisliikkeen ollessa sovitettu tapahtumaan jousivoiman 15 vaikutuksesta ja ilman ollessa sovitettu siirtymään karan keskeisen porauksen ja kuristuksen kautta mäntäpuolelta toiselle. Kyseisessä tunnetussa ja muissa tekniikan tason laiteratkaisuissa on tunnettua nimenomaan käyttää väliaineen hidastettua virtausta männän yli sulkeutu-mistilanteen säätämisessä. Vaikeutena tällöin tunnetuissa ja kyseisessä 20 laiteratkaisussa on venttiilien heikko huolettavuus. Kara on lisäksi sopimaton vaikeisiin sääolosuhteisiin ruostumisvaaran ollessa ilmeinen.10 DE-A-29 08 882 discloses a dosing valve solution in which the stem with its piston is adapted to move in the cylinder space. The air in the cylinder space is adapted to move from one piston side to another, the closing movement of the valve being adapted to take place under the action of a spring force 15 and the air being adapted to move from one piston side to the other through the central drilling and throttling of the stem. In this known and other prior art device solutions, it is known specifically to use a retarded flow of medium over the piston to control the closing condition. The difficulty with the known device solution in question at that time is the poor serviceability of the valves. The spindle is also unsuitable for difficult weather conditions with an obvious risk of corrosion.

" Myöskään ilma ei ole paras mahdollinen väliaine mäntärakenteeseen."Air is also not the best possible medium for a piston structure.

Keksinnön päämääränä on sellainen annosteluventtiiliratkaisu, jossa on 25 toteutettu venttiilin huoltoystävällisyys mahdollisimman yksinkertaisesti. Keksinnön päämääränä on myös sellainen annosteluventtiiliratkaisu, joka soveltuu erityisesti kehitysmaaolosuhteisiin. Keksinnön päämääränä on lisäksi sellainen annosteluventtlili, joka soveltuu niin veden kuin muidenkin nesteiden tarkkaan annosteluun.The object of the invention is to provide a metering valve solution in which the maintenance-friendliness of the valve is implemented as simply as possible. It is also an object of the invention to provide a metering valve solution which is particularly suitable for developing country conditions. It is a further object of the invention to provide a metering valve which is suitable for the precise metering of both water and other liquids.

3030

Keksinnön päämäärät saavutetaan laiteratkaisulla, jolle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että annosteluventtiili käsittää venttiili-runkoon irrotettavasii liitettävän sisärungon eli patruunan, joka käsittää tiiviisti suljetun sisätilan, jossa mäntä karaan kiinnitettynä on 35 sovitettu liikkumaan, jolloin venttiiliä huolettaessa sisärunko eli patruuna on sovitettu karoineen olemaan irrotettavissa yhtenä pakettina irti venttiilirungosta.The objects of the invention are achieved by a device solution, which is mainly characterized in that the dosing valve comprises an inner body, i.e. a cartridge, removably connected to the valve body, comprising a sealed interior in which the piston is fixed as a package detached from the valve body.

2 74528 1 Keksinnön muut tunnuspiirteet on esitetty patenttivaatimuksissa 2-9.2 74528 1 Other features of the invention are set out in claims 2-9.

Keksinnön mukainen annosteluventtiili käsittää varsinaisen venttiili-rungon ja sen sisään sovitetun irrotettavissa olevan sisärungon eli 5 venttiilipatruunan. Venttiilipatruunaan on sovitettu venttiilikara. Venttiilikara käsittää keskialueellaan männän, joka jakaa sisärungon keskeisen sisätilan kahteen alueeseen: männän etualueeseen ja männän taka-alueeseen. Kyseisessä sisätilassa on sovitettu tapahtumaan nesteen virtaus männän etupuolelta männän takatilaan ja päinvastoin riippuen 10 karan kulkusuunnasta. Annosteluventtiilin sisärungon päätylevyn ja venttiilikaran karaosaan sen päätyyn liitetyn käsikahvan väliin on sovitettu jousi. Kun venttiili avataan työnnetään käsikahvasta kara asentoon, jossa virtaus pääsee vapaasti kulkemaan annosteluventtiilin tulo-kanavasta sen lähtökanavaan. Kun ote käsikahvasta irrotetaan, pyrkii 15 jousi palauttamaan karan sulkijaosan annosteluventtiiliä sulkevaan asentoon. Avattaessa annosteluventtiili tapahtuu annosteluventtiilin sisärungon eli venttiilipatruunan sisätilassa olevan nesteen virtaus mäntäpuolelta toiselle ja vastaavasti venttiilin sulkeutuessa tapahtuu virtaus venttiilikaran keskeisen porauksen läpi keskeisessä porauksessa 20 olevan vastaventtiilin kautta nyt toiselta mäntäpuolelta toiselle ja päinvastaiseen suuntaan kuin oli asianlaita venttiiliä avattaessa. Vastaventtiilin käyttö mahdollistaa suurella nopeudella tapahtuvan itse venttiilin avautumisliikkeen ja kyseinen vastaventtiili estää kuitenkin venttiilin sulkeutuessa virtauksen kyseisen karan keskei-25 sen porauksen kautta, jolloin hydraulinesteen virtaus tapahtuu mäntä-puolelta toiselle männän ja sisärungon välisen välysraon kautta. Tällöin venttiilin sulkeutuminen tapahtuu tarkassa ajassa ja on siten ajallisesti hallittua.The dosing valve according to the invention comprises an actual valve body and a removable inner body, i.e. a valve cartridge, arranged inside it. A valve stem is fitted to the valve cartridge. In its central region, the valve stem comprises a piston which divides the central interior of the inner body into two regions: the front region of the piston and the rear region of the piston. In this interior, a flow of liquid from the front of the piston to the rear space of the piston and vice versa is arranged, depending on the direction of travel of the 10 spindles. A spring is fitted between the end plate of the inner body of the metering valve and a handle connected to the stem part of the valve stem at its end. When the valve is opened, the stem is pushed from the handle to a position where the flow can flow freely from the inlet channel of the dosing valve to its outlet channel. When the grip on the handle is released, the spring 15 tends to return the stem closure portion to the position that closes the dispensing valve. When the metering valve is opened, the fluid inside the metering valve body, i.e. the valve cartridge, flows from one piston side to the other and respectively when the valve closes the flow through the central bore of the valve stem through the check valve in the central bore 20 now from one piston side to the other The use of a non-return valve allows the valve itself to open at a high speed and, however, when the non-return valve closes, prevents flow through the central bore of the stem, with hydraulic fluid flowing from one piston side to the other through the clearance between the piston and inner body. In this case, the closing of the valve takes place in a precise time and is thus controlled in time.

30 Keksinnön mukaisen irrotettavan venttiilipatruunan käyttö mahdollistaa venttiilin erittäin hyvän huolettavuuden. Annosteluventtiilin säätö-osa voidaan irrottaa helposti vain kiertämällä sisärunko irti itse venttiilirungosta.The use of a removable valve cartridge according to the invention enables very good serviceability of the valve. The control part of the metering valve can be easily removed only by unscrewing the inner body from the valve body itself.

35 Keksintöä selostetaan seuraavassa viittaamalla piirustuksissa esitettyyn keksinnön erääseen edulliseen suoritusmuotoon, johon keksintöä ei ole kuitenkaan tarkoitus yksinomaan rajoittaa.The invention will now be described with reference to a preferred embodiment of the invention shown in the drawings, to which, however, the invention is not intended to be exclusively limited.

I.I.

3 74528 1 Kuviossa 1 on esitetty keksinnön mukainen annosteluventtiili sivultapäin ja poikkileikkauskuvantona sekä kiinnlolevassa asennossa.3 74528 1 Figure 1 shows a dispensing valve according to the invention in a side and cross-sectional view and in a closed position.

Kuviossa 2 on esitetty vastaava venttiili aukiolevassa asennossa.Figure 2 shows the corresponding valve in the open position.

5 Kuviossa on esitetty nuolin venttiilissä tapahtuvat virtaukset.5 The figure shows the flows in the arrow valve.

Kuviossa 1 on esitetty keksinnön mukainen annosteluventtiili 10. Keksinnön mukainen annosteluventtiili 10 käsittää varsinaisen vent-tiilirungon 11 ja sen sisään sovitetun irrotettavissa olevan sisä-10 rungon 12 eli venttiilipatruunan. Venttiilipatruunaan 12 eli sisä-runkoon on sovitettu venttiilikara 13. Venttiilikara 13 käsittää sen päädyssä olevan lautasmaisen sulkijaosan. Venttiilirungossa 11 on tulokanava 13 venttiiliin 10 tulevalle virtaukselle ja lähtökanava 16 venttiilistä lähtevälle virtaukselle. Venttiilikara 13 on sovitettu 15 liikkumaan sisärungossa 12 ja venttiilikaran 13 sulkijaosa 14 on sovitettu painautumaan sisärungon 12 eli venttiilipatruunan annosteluvent-tiilin 10 venttiilirungon 11 sisäpuolista päätyä vasten. Sisärungon 12 päädyssä on päätylevy 17, joka sulkee patruunan 12 sisätilan 20. Venttiilikara 13 on sovitettu kulkemaan päätylevyn 17 ja sisärungon 12 20 toisen päädyn 12b kautta.Figure 1 shows a dosing valve 10 according to the invention. The dosing valve 10 according to the invention comprises an actual valve body 11 and a removable inner body 10, i.e. a valve cartridge, fitted inside it. A valve stem 13 is arranged in the valve cartridge 12, i.e. in the inner body. The valve stem 13 comprises a disc-shaped closing part at its end. The valve body 11 has an inlet duct 13 for the flow to the valve 10 and an outlet duct 16 for the flow from the valve. The valve stem 13 is adapted to move 15 in the inner body 12 and the closing part 14 of the valve stem 13 is adapted to press against the inner end of the inner body 12, i.e. the valve body 11 of the valve cartridge dispensing valve 10. The end of the inner body 12 has an end plate 17 which closes the interior 20 of the cartridge 12. The valve stem 13 is adapted to pass through the end plate 17 and the other end 12b of the inner body 12 20.

·' Päätylevy 17 on sovitettu olemaan kierrettävissä sisärunkoon 12 kier- revälinein 19a. Edelleen sisärunko 12 on sovitettu olemaan kierrettävissä kierreliitoksella 19b kiinni varsinaiseen venttiilirunkoon 25 11. Sisärungon 12 keskeinen tila eli patruunan sisätila 20 on sovi tettu olemaan täytetty nesteellä edullisesti hydraulinesteellä 24 ja edullisimmin kasvisöljyllä. Venttiilikaraan 13 on kiinnitetty mäntä 21. Mäntä 21 jakaa sisärungon 12 eli patruunan sisätilan 20 männän etu-puoliseen tilaan 20a ja männän takatilaan 20b. Venttiilikarassa 13 on 30 keskeinen poraus 22, joka ulottuu kyseisestä männän etupuolisesta tilasta 20a kyseiseen männän takatilaan 20b.· The end plate 17 is adapted to be rotatable into the inner body 12 by threading means 19a. Furthermore, the inner body 12 is adapted to be rotatable by a threaded connection 19b attached to the actual valve body 25. 11. The central space of the inner body 12, i.e. the inner space 20 of the cartridge, is adapted to be filled with liquid, preferably hydraulic fluid 24 and most preferably vegetable oil. A piston 21 is attached to the valve stem 13. The piston 21 divides the inner body 12, i.e. the interior of the cartridge 20, into the front space 20a of the piston and into the rear space 20b of the piston. The valve stem 13 has a central bore 22 extending from said front piston space 20a to said piston rear space 20b.

Keksinnön mukainen annosteluventtiili 10 käsittää edelleen päätylevyn 17 ja venttiilikaran 13 päädyssä olevan karavarteen 13a liitetyn käsikahvan 35 13b väliin sovitetun jousen 25, joka toimii venttiilikaran 13 sulkija- osaa 14 liikuttavana ja myös itse karavartta 13a liikuttavana elimenä. Venttiilikaran 13 karavarren 13a ja annosteluventtiilin 10 sisärungon 12 4 74528 1 väliin jää rengaskanava 26a, josta on vlrtausyhteys sisärungon 12 vir-tauskanavaan 26b, joka edelleen avautuu 1ähtökanavaan 15.The dispensing valve 10 according to the invention further comprises a spring 25 arranged between the end plate 17 and the hand handle 35 13b connected to the stem arm 13a at the end of the valve stem 13, which acts as a moving member of the valve stem 13 and also the stem arm 13a itself. Between the stem arm 13a of the valve stem 13 and the inner body 12 4 74528 1 of the metering valve 10 there is an annular channel 26a which has a flow connection to the flow channel 26b of the inner body 12, which further opens to the outlet channel 15.

Kuviossa 1 on esitetty suljettu venttiili. Kuviossa 2 on esitetty 5 vaihe, jossa käsikahvaa 13b työntämällä vaikutetaan voimalla F nuolen D suunnassa ja siirretään venttiilikaraa 13a sulkijaosineen 14 kuviossa 2 oikealle, jolloin virtaukselle avautuu virtaustie tulokanavasta 15 lähtökanavaan 16 rengasraon 26a ja kanavaosan 26b kautta. Kun venttli-likara on siirretty kuviossa 2 esitettyyn asentoon, pyrkii jousi 25 10 sulkemaan venttiilin ja siirtämään sulkijaosan 14 sisärungon 12 päätyä vasten, jolloin tulokanavasta 15 on yhteys suljettu rengasrakoon 26a. Sisärungon 12 keskeinen sisätila 20 ollen täytettynä edullisimmin hydrauliöljyllä toimii annostelun aikaansaavana säätöosana. Kuviossa 2 esitetysti pyrkii jousi 25 palauttamaan männän 21 takaisin kuviossa 1 15 esitettyyn asemaan. Tällöin tilassa 20 oleva hydraullneste on pakotettu siirtymään (nuoli L^, kuvio 2) männän etupuolisesta tilasta 20a männän 21 takatilaan 20b männän 21 sekä sisärungon 12 välisen pienen välysraon kautta. Näin ollen kyseinen virtaus on hallittua ja hidasta ja kestää tietyn aikaa ennenkuin venttiili sulkeutuu. Vastaavasti avattaessa 20 venttiili tapahtuu virtaus kuviossa 1 esitetysti nuolella merkitysti männän takatllasta 20b männän etutllaan 20a. Venttiiliä 10 avattaessa tapahtuva sisärungon 12 eli patruunan sisäinen virtaus sisätilassa 20 mäntäpuolelta 20b toiselle mäntäpuolelle 20a saa tapahtua suurella nopeudella. Tämä on ratkaistu siten, että karaan 13a on järjestetty vasta-25 venttiili 23. Se voi olla ns. kuulaventtiili. Se sallii virtauksen ainoastaan yhteen suuntaan ja tässä männän takatllassa 20b männän etu-tilaan 20a. Toiseen suuntaan se ei salli virtausta. Vastaventtiili käsittää keksinnön mukaisesti kuulan 23a ja sitä painavan jousen 23b. Virtaus on mahdollista ainoastaan mäntäpuolelta 20b puolelle 20a paineen 30 vaikuttaessa kuulaan 23a ja paineen painaessa kuulan jousen 23b jousivoimaa vasten pois kyseistä vlrtaustletä 22 sulkevasta asennosta.Figure 1 shows a closed valve. Figure 5 STEP 2, wherein the handle 13b affected pushing force F in the direction of arrow D and transferred to the valve stem 13a of the shutter member 14 to the right in Figure 2, wherein the open flow path for the flow from the inlet channel 15 to the output channel 16 of the annular gap 26a and the channel section 26b is shown. When the valve dirt is moved to the position shown in Fig. 2, the spring 25 10 tends to close the valve and move the closure part 14 against the end of the inner body 12, whereby the connection from the inlet channel 15 is closed to the annular gap 26a. The central interior space 20 of the inner body 12, most preferably filled with hydraulic oil, acts as a dispensing adjusting member. As shown in Figure 2, the spring 25 tends to return the piston 21 to the position shown in Figure 15. In this case, the hydraulic fluid in the space 20 is forced to move (arrow L 1, Fig. 2) from the front space 20a of the piston to the rear space 20b of the piston 21 through the small clearance gap between the piston 21 and the inner body 12. Thus, that flow is controlled and slow and takes a certain time before the valve closes. Correspondingly, when the valve 20 is opened, a flow occurs from the rear piston 20b of the piston to the front 20a of the piston, indicated by the arrow in Fig. 1. When the valve 10 is opened, the internal flow of the inner body 12, i.e. the cartridge, in the inner space 20 from the piston side 20b to the other piston side 20a may take place at a high speed. This is solved in such a way that a counter-25 valve 23 is arranged in the stem 13a. ball valve. It allows flow in only one direction and in this piston back boiler 20b to the front space 20a of the piston. In the other direction, it does not allow flow. According to the invention, the non-return valve comprises a ball 23a and a spring 23b pressing it. Flow is only possible from the piston side 20b to the side 20a when the pressure 30 acts on the ball 23a and the pressure presses against the spring force of the ball spring 23b out of the closing position of said reference plate 22.

Keksinnön mukaisessa annosteluventtllllssä 10 on käytetty tiivisteitä 18. Sisärungon 12 sekä kannen 17 välillä voi olla O-rengastlivlste 35 18a. Samoin sisärungon 12 että varsinaisen venttlllirungon 11 välil lä voi olla tiiviste 18b. Tiivistystä varten voi slsärunko olla varustettu olakkeella 12c, joka olakkeelllnen osa 12c liittyy varsinai- 5 74528 1 seen runko-osuuteen 12a. Karavarren 13a ja sisärungon 12 välillä voi olla tiivisterengas 18d, joka estää veden tai muun annosteltavan nesteen virtaamisen itse sisärungon 12 sisätilaan 20. Sisärungon 12 ulok-keellisen päädyn 12b liitäntäkohdassa itse sisärunko-osuuteen 12a voi 5 sijaita tiivisterengas 18c. Kyseinen tiivisterengas estää annosteltavan nesteen siirtymisen tulokanavasta 15 sisärungon 12 ja varsinaisen ventiilirungon 11 välistä. Näin ollen annosteltavalle nesteelle tarjoutuu ainoastaan yksi virtaustie tulokanavasta 15 lähtökanavaan 16 venttiilin ollessa auki, nimittäin virtaustie rengasraon 26a kautta 10 kanavaosaan 26b ja edelleen lähtökanavaan 16. Tulokanavassa 15 vallitsee annosteltavan nesteen paine ja venttiilin ollessa suljettuna kyseinen paine puristaa sulkijaosan 14 tiiviisti sisärungon 12 päätyä vasten.Seals 18 are used in the dosing valve 10 according to the invention. There may be an O-ring connection 35 18a between the inner body 12 and the cover 17. Likewise, there may be a seal 18b between the inner body 12 and the actual valve body 11. For sealing, the shoulder body may be provided with a shoulder 12c, the shoulder portion 12c of which is connected to the actual body portion 12a. There may be a sealing ring 18d between the mandrel arm 13a and the inner body 12 which prevents water or other dosing fluid from flowing into the interior 20 of the inner body 12. The sealing ring 18c may be located at the connection point 12b of the outer body 12 to the inner body portion 12b. This sealing ring prevents the liquid to be dispensed from passing through the inlet channel 15 between the inner body 12 and the actual valve body 11. Thus, there is only one flow path for the liquid to be dispensed from the inlet duct 15 to the outlet duct 16 with the valve open, namely through the annular gap 26a 10 to the duct portion 26b and further to the outlet duct 16. In the inlet duct 15

15 Keksinnön mukaisessa laitteessa on edullista käyttää hydrauliöljyä.It is preferred to use hydraulic oil in the device according to the invention.

Se estää hapettumat toimien suoja- ja voiteluaineena. Käytettäessä kasvishydrauliöljyä estetään myös kyseisen öljyn hapettuminen kyseisen keskeisen tilan 20 ollessa tiiviisti suljettu päätylevyllä 17.It prevents oxidation by acting as a preservative and lubricant. The use of vegetable hydraulic oil also prevents the oxidation of said oil when said central space 20 is tightly closed by an end plate 17.

20 Keksinnön eräs keskeinen pääidea on se, että annosteluventtiilin 10 sisärunko 12 on kierrettävissä irti tai vedettävissä irti venttiili-: rungosta 11, jolloin kyseisen avausliikkeen jälkeen on venttiilin an nosteleva osuus eli sisärunko 12 karoineen 13 valmis lähetettäväksi huoltoon tai tarkistukseen. Näin ollen huoltotoimenpiteet on keksinnön 25 mukaisessa rakenteessa yksinkertaistettu erinomaisesti. Se että patruunan 12 sisätila 20 on täytetty öljyllä mahdollistaa venttiilin hallitun ja tarkka-aikaisen sulkeutumisen. Samoin keksinnön eräs edullinen piirre on takaiskuventtiilin 23 käyttäminen. Näin ollen saadaan venttiilin avautumisliikkeestä tarvittavan nopea.One of the main ideas of the invention is that the inner body 12 of the dosing valve 10 can be unscrewed or pulled away from the valve body 11, whereby after this opening movement the lifting part of the valve, i.e. the inner body 12 with its stems 13, is ready for service or inspection. Thus, the maintenance procedures are excellently simplified in the structure according to the invention 25. The fact that the interior 20 of the cartridge 12 is filled with oil allows the valve to close in a controlled and accurate manner. Likewise, a preferred feature of the invention is the use of a non-return valve 23. Thus, the required opening speed of the valve is obtained.

3030

Kuviossa 2 on esitetty nuolin ja nesteen virtausta venttiilin 10 läpi venttiilin ollessa auki.Figure 2 shows the flow of the arrow and the liquid through the valve 10 with the valve open.

3535

Claims

A dispensing valve (10) comprising a valve body (11), a valve stem (13), a piston (21) from one side to another, the medium is adapted to move, preferably through the central bore of the stem (13), the closing movement of the valve (10) being adapted to occur under the action of a spring force of a stem return spring (25), the dispensing valve comprising an inner body (12) releasably connected to the valve body (11), i.e. a cartridge comprising a sealed interior (20), the piston (21) attached to the stem (13) being adapted to move when serviced, the inner body (12), i.e. the cartridge with the stems (13), is adapted to be detachable as a single package from the valve body (11), characterized in that the metering valve comprises a non-return valve (23) connected to the valve stem (13). flow (Lg) in only one direction and that the metering valve comprises a piston (21) and an inner body is the gap between (12) through which the fluid flow (L ^) occurs in the other direction.

Claims 74528

Dispensing valve according to Claim 1, characterized in that the liquid (24) of the interior (20) of the inner body (12) is hydraulic oil and most preferably vegetable oil.

Dispensing valve according to Claim 1 or 2, characterized in that the non-return valve (23) has a ball (23a) placed in the central bore (22) of the stem and adapted to press the spring (23b). 30 35