Opis patentowy opublikowano: 31.03.1978 95771 MKP B60t 17/18 171 CU 1 T/AzI ] J. XUlk li/Ul F15b 20/00 [nt. Cl.2 B60T 17/18 F16K 17/04 F15B 20/00 'CZYIfciNIAl Urz«du tdUAtmtp 1 1 ftwit iwmiifitini w»»'l | Twórca wynalazku: — Uprawniany z patentu: WABCO Westinghouse GmbH, Hannover-Linden (Republika Federalna Niemiec) Wieloobwodowy zawór bezpieczenstwa do instalacji pneumatycznych Wynalazek dotyczy wieloobwodowego zaworu bezpieczenstwa do instalacji pneumatycznych dla pojazdów, zwlaszcza pneumatycznych instalacji hamulcowych w pojazdach drogowych o wielu pneumatycznych obwodach zasilajacych.W zwiazku z tolerancjami regulacji sprezyn sciskanych jest prawie niemozliwe jednakowe usta¬ wienie zaworów nadmiarowych wieloobwodowego zaworu bezpieczenstwa. Oznacza to, ze dla tych zaworów moga istniec rózne cisnienia przy otwar¬ ciu. Jako zwykla tolerancje nastawcza uznaje sie róznice cisnien wynoszaca ok. 0,3 bara. Przy ist¬ nieniu pewnej tolerancji nastawczej najpierw do¬ pelnia sie ustawiony najnizej obwód a na koncu ustawiony najwyzej obwód.Jezeli w obwodzie ustawionym najnizej powsta¬ nie uszkodzenie tego rodzaju, ze obwód ten zosta¬ nie pozbawiony cisnienia, to mimo to musi byc zapewnione dopelnianie obwodów ustawionych wy¬ zej. Przy stosowaniu znanych wieloobwódowych za¬ worów bezpieczenstwa, w celu wypelnienia tego warunku, przed kazdym zaworem nadmiarowym wlacza sie staly dlawik tak, aby w przewodzie do¬ prowadzajacym osiagnac mozna bylo dodatkowe cisnienie dynamiczne. ' Podwyzszone w ten sposób cisnienie w przewo¬ dzie doprowadzajacym osiaga wyzsza wartosc cis¬ nienia otwarcia zaworu wyzej ustawionego spowo¬ dowana tolerancja nastawcza. Urzadzenie to ma wade polegajaca na malym przekroju przeplywu, który daje sie odczuc szczególnie przy duzych prze¬ plywach, poniewaz w przewodzie doprowadzaja¬ cym powstaje cisnienie przewyzszajace wartosc od¬ ciecia regulatora cisnienia, mimo iz nieuszkodzony obwód jeszcze nie jest dopelniony.Jezeli dzialanie dlawików zostanie oslabione w celu zmniejszeniia tej wady, to trzeba utrzymywac wezsze tolerancje ustawcze zaworów nadmiaro¬ wych, alby zmniejszyc powstajace cisnienie dyna¬ miczne. , To zmniejszenie tolerancji ustawczej jest jednak, jak juz wspomniano, prawie niemozliwe.Jezeli w obwodzie dopelniajacym wystepuje cis¬ nienie czesciowe, na przyklad 4 bary, to podtrzy¬ muje ono otwarcie zaworu nadmiarowego Wskutek czesciowego odciazenia czlonu zamykajacego tego zaworu. , Cisnienie niezbedne do otwarcia zaworu nadmia¬ rowego zmniejsza sie ze wzrostem cisnienia w ob¬ wodzie dopelniajacyim. Ten znany fakt objawia sie niekorzystnie przy znanych wieloobwodowych za¬ worach bezpieczenstwa wtedy, gdy w obwodzie znajduje sie dzialajaca jak dlawik nieszczelnosc, utrzymujaca czesciowa wartosc cisnienia, podczas gdy obwód nieuszkodzony powinien byc napelnio- ' ny poczynajac od zera (cisnienia atmosferycznego).• Przy pracy sprezarki zawór nadmiarowy uszkodzo¬ nego obwodu wskutek jego czesciowego obciazenia otwiera sie juz ponizej jego ustawczego cisnienia otwierajacego. Nastepuje to w uszkodzonym ob- 95 771¦ / 95 '"¦-.. 3 ; ¦¦¦¦ wodzie bardzo wczesnie, podczas gdy wartosc cis¬ nienia otwierajacego nie uszkodzonego obwodu mo¬ ze byc osiagnieta tylko przy bardzo malych zdla- wieniach, co moze jednak doprowadzic do odla¬ czenia sprezarki.W DT-OS 21 43 733 proponuje sie zaopatrzenie za¬ woru nadmiarowego wieloobwodowego zaworu bez¬ pieczenstwa w stozkowy wystep kolkowy, na jego czlonie zamykajacym, tworzacy wraz z otworem umieszczonym w przewodzie doprowadzajacym od sprezarki zmienny dlawik. Miedzy dlawikiem i. gniazdem zaworowym powstaje pewna przestrzen pierscieniowa zasilana cisnieniem pierwotnym. Urza¬ dzenie to ma te wade, ze przy napelnianiu obwodu o cisnieniu obnizonym przez uprzednie odpowietrze¬ nie do cisnienia atmosferycznego, obwód ten nie moze byc napelniony prawidlowo. Kiedy cisnienie pierwotne osiagnie wartosc cisnienia otwarcia da¬ nego zaworu nadmiarowego, to czlon zamykajacy zaworu odsuwa sie od gniazda zaworowego i umoz¬ liwia polaczenie ze zbiornikiem tego obwodu.Cisnienie do pierscieniowej przestrzeni wdziera sie gwaltownie, gdyz dlawik, którego dzialanie zalezy od przesuniecia, nie moze dokonac tak szybkiego wylaczenia. Stale otwarcie zaworu nadmiarowego przy tym proponowanym rozwiazaniu, moze nasta¬ pic tylko przy cisnieniu znacznie przewyzszajacym wlasciwe cisnienie otwarcia. Ustawiony na pewna okreslona wartosc cisnienia zasilajacego regulator cisnienia bedzie ustawicznie wlaczal ,i -wylaczal sprezarke. Prawidlowe napelnienie nie jest mo¬ zliwe.Zadaniem technicznym wynalazku jest opracowa-. nie wieloobwodowego zaworu bezpieczenstwa umozliwiajacego napelnianie nie uszkodzonych za¬ silajacych obwodów pneumatycznych, przy mozli¬ wie duzym przekroju przeplywu, równiez po uprzednim odpowietrzeniu do cisnienia atmosfe¬ rycznego. Zadanie to jest rozwiazane wedlug wy¬ nalazku z zastosowaniem rozwiazania zgodnego z cechami wymienionymi jako znamienne w za¬ strzezeniu.Wynikiem wynalazku jest opracowanie wieloob¬ wodowego zaworu bezpieczenstwa pozwalajacego dokonywac napelniania nie uszkodzonych pneuma¬ tycznych obwodów zasilania, niezaleznie od spo¬ wodowanego niedokladnoscia ustawienia podwyz¬ szonego cisnienia otwierajacego i przy istnieniu miejsc o umiarkowanym uplywie. Wynalazek po¬ zwala na unikniecie wady polegajacej na malym, stalym przekroju przeplywu zaworu nadmiarowego.Przedmiot .-wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladzie wykonania na rysunkach, na których: fig. 1 przedstawia dwuobwodowy zawór bezpie¬ czenstwa z zaworem nadmiarowym, wedlug wyna¬ lazku w przekroju, fig. 2 — czlon zamykajacy za¬ wór widok z dolu, ffig. 3 — czlon zamykajacy za¬ wór wedlug fig. 2 — rzut boczny przekroju, fig. 4 przedstawia w duzej skali wycinek, odpowiadajacy wycinkowi IV z fig. 1.Przedstawiony na fig. 1 dwuobwodowy zawór bezpieczenstwa ma przylacza zbiorników 11 i 12.-Przylacze zbiornika 11 jest przyporzadkowane ob¬ wodowi hamulcowemu I, a przylacze zbiornika 12 771 . v :¦ .; ., ¦"¦:;- "',". ' ' ' ' ,; 4 — obwodowi hamulcowemu II: Od s nie pokazanego na rysunku wyjscia sprezarki dwa nie przedsta¬ wione na rysunku kanaly doprowadzone sa do ko¬ mór cisnieniowych 13, 14 obwodów hamulcowych I, II.Komory cisnieniowe 13, 14 oddzielone sa od dwóch osobnych komór przylaczeniowych 19, 21 zbiorników za pomoca dwóch zaworów nadmiaro¬ wych I, II. Miedzy czesciami korpusu 22, 23, 24 io sa rozpiete przepony 25, 26 poprzez które czlony za¬ mykajace 15, 17 zaworów nadmiarowych I, II sty¬ kaja sie ze wspóldzialajacymi z nimi sprezynami sciskanymi 27, 28, których wstepny nacisk jest usta¬ wiany za pomoca srub regulacyjnych 29, 31. Usta- wiony wstepny nacisk sprezyn sciskanych 27, 28 okresla cisnienie otwierajace dla zaworów nadmia¬ rowych I, II w komorach cisnieniowych 13, 14.Kazdy z czlonów zamykajacych 15, 17 jest ponadto dociskany za pomoca dzialajacej w kierunku zapo- rowym sprezyny-32, 33.Zawory nadmiarowe I i II sa wykonane jedna¬ kowo. Czlony zamykajace 15, 17 sa dociskane do umieszczonych w korpusie 22 gniazd zaworowych 16, 18. W powierzchni zamykajacej 34, 35 osadzony jest elastomerowy pierscien zaworowy 36, 37 dwa umieszczone wzajemnie koncentrycznie pierscienio¬ we wystepy 38 i 39, przy czym zewnetrzny wystep piescieniowy jest nieco krótszy. Zgodnie z wynikami prób praktycznych zewnetrzny wystep pierscie- niowy 39, 42. jest krótszy o ok. 0,1 mm. Wewnetrzny wystep pierscieniowy 38, ma przerwe 43.Ponizej opisana jest zasada dzialania dwuobwo- dowego zaworu bezpieczenstwa.Przy dolaczonej i pracujacej sprezarce obie ko¬ mory cisnieniowe 13, 14 napelniaja sie równoczes¬ nie za posrednictwem regulatora cisnienia i kana¬ lów (tu nie przedstawionych). Zaklada sie tutaj, ze zawór nadmiarowy II ustawiony jest z normalna 40 tolerancja na wyzsze cisnienie .otwarcia niz zawór nadmiarowy I. Cisnienie wejsciowe poprzez przer¬ wy 43 dziala na dana, ograniczona zewnetrznym wystepem pierscieniowym 39 duza powierzchnie czynna, pod czlonem zamykajacym 15 lub 17, prze- 45 ciw sile sprezyny sciskajacej 27, 28.Przy osiagnieciu okreslonej przez sprezyne 27 nizej ustawionego obwodu hamulcowego wartosci cisnienia otwierajacego, czlon zamykajacy 15 pod¬ nosi sie z gniazda zaworowego 16 wraz z zewnetrz- 50 nym wystepem pierscieniowym, tak ze sprezone powietrze moze przeplywac przez przerwe 43 do zbiornika obwodu hamulcowego I. Osiagniete, juz przy biegu jalowym silnika, ilosci powietrza nie moga byc odprowadzone do zbiornika przez sama 55 tylko przerwe.Cisnienie z powodu malej, ograniczonej we¬ wnetrznym wystepem pierscieniowym 38, po¬ wierzchni czynnej musi narastac nadal. Dopiero przy osiagnieciu pewnego dodatkowego cisnienia 60 dynamicznego, zaleznego od danego stosunku obu róznych powierzchni czynnych, nastepuje uniesie¬ nie równiez i wewnetrznego wystepu pierscienio¬ wego 38 nad gniazdem zaworowym 16. Ta róznica cisnien (cisnienie dynamiczne) pozostaje stala przy 65 wszystkich ilosciach doplywajacych powietrza i mo-95 771 6 ze kompensowac niedokladnosc ustawienia zaworu nadmiarowego.Przepuszczony przez zawór nadmiar powietrza naciska na przepone 25, wskutek czego czlon za¬ mykajacy 15 zaworu zostaje na stale odciazony od dzialania sily sprezyny sciskanej 27. Zawór nad¬ miarowy I podczas napelniania pozostaje w skraj¬ nym polozeniu otwarcia zaleznym od przeplywu.Przy wyrównywaniu cisnien zawór nadmiarowy I zaczyna sie dalej unosic i jest calkowicie odcia¬ zony od sily sprezyny sciskanej.Zaklada" sie, ze w nizej ustawionym obwodzie hamulcowym I powstaje defekt, który powoduje odpowietrzenie do cisnienia atmosferycznego i ze nie uszkodzony obwód hamulcowy II ma byc na¬ pelniony, poczawszy od cisnienia atmosferycznego.Cisnienie zasilajace dziala na duze powierzchnie czynne czlonów zamykajacych 15, 17 zaworów, ograniczone zewnetrznymi wystepami pierscienio¬ wymi 39. Przy osiagnieciu cisnienia otwierajacego zaworu nadmiarowego I, zaczyna sie podnosic z gniazda zaworowego 16 w kierunku przeciwnym do dzialania sily sprezyny sciskanej 27 czlon za¬ mykajacy 15 zaworu. Istniejace w stanie zamknie¬ cia elastyczne odksztalcenie wystepów pierscienio¬ wych zaczyna sie zmniejszac. Krótsze, zewnetrzne wystepy pierscieniowe 39 jako pierwsze unosza sie z gniazda zaworowego 16, podczas, gdy wewnetrzne wystepy pierscieniowe 38 jeszcze spoczywaja w gniezdzie. Miedzy obydwa wystepy pierscieniowe 38, 39 wdziera sie cisnienie. Aby móc otworzyc za¬ wór nadmiarowy I przy mniejszeji powierzchni czyn¬ nej, cisnienie musi wzrosnac. Cisnienie w komorach cisnieniowych 13, 14 wzrasta nadal, az do otwarcia zaworu nadmiarowego II nie uszkodzonego obwodu .hamulcowego II. Nie uszkodzony obwód hamulcowy zostaje napelniony.Jezeli uszkodzony obwód hamulcowy I wykazuje miejsce umiarkowanego uplywu utrzymujace cis¬ nienie czesciowe, które czesciowo odciaza czlon za¬ mykajacy 15 zaworu, a nie uszkodzony obwód ha¬ mulcowy II nalezy napelnic poczawszy od zera, to róznica miedzy cisnieniami otwarcia zwieksza sie powyzej dopuszczalnej róznicy cisnien, przy rów¬ nomiernie odpowietrzonych obwodach hamulco¬ wych.Po wzroscie cisnienia otwierajacego zaworu nad¬ miarowego I uszkodzonego obwodu hamulcowego unosi* sie wystep pierscieniowy 39; Cisnienie doply¬ wajace dziala jeszcze tylko na mala czynna po¬ wierzchnie czlonu zamykajacego 15.Przez ustalenie odleglosci miedzy zewnetrznym i wewnetrznym wystepem pierscieniowym mozna io osiagnac to, ze zawór nadmiarowy uszkodzonego obwodu hamulcowego, który jest zasilany na malej czynnej powierzchni unosi sie wraz z wewnetrznym wystepem pierscieniowym 38 dopiero przy cisnie¬ niu przewyzszajacym cisnienie otwierajace nie usz- kodzonego, zasilanego na calej powierzchni czyn¬ nej, ustawionego wyzej obwodu hamulcowego.W ten sposób gwarantuje sie napelnienie nie uszko¬ dzonego obwodu hamulcowego. PL PLPatent published: March 31, 1978 95771 MKP B60t 17/18 171 CU1 T/AzI] J. XUlk 11/U1 F15b 20/00 [nt. Cl.2 B60T 17/18 F16K 17/04 F15B 20/00 'CZYIfciNIAl Office tdUAtmtp 1 1 ftwit iwmiifitini w»»'l | Inventor: - Patent holder: WABCO Westinghouse GmbH, Hannover-Linden (Federal Republic of Germany) Multi-circuit safety valve for pneumatic systems The invention relates to a multi-circuit safety valve for pneumatic systems for vehicles, especially pneumatic brake systems in road vehicles with multiple pneumatic supply circuits. Due to the adjustment tolerances of the compression springs, it is almost impossible to set the relief valves of a multi-circuit safety valve uniformly. This means that these valves may have different opening pressures. A pressure difference of approx. 0.3 bar is considered a normal setting tolerance. If there is a certain setting tolerance, the lowest set circuit is topped up first and then the highest set circuit. circuits set above. When using known multi-circuit safety valves, in order to satisfy this condition, a fixed throttle is connected upstream of each relief valve so that an additional dynamic pressure can be achieved in the delivery line. The thus increased pressure in the delivery line reaches a higher value of the opening pressure of the valve set higher due to the setting tolerance. This device has the disadvantage of a small cross-sectional area, which is particularly noticeable at high flows, because the supply line is pressurized in excess of the cut-off value of the pressure regulator, even though the undamaged circuit is not yet complete. weakened in order to reduce this disadvantage, the setting tolerances of the relief valves must be kept tighter in order to reduce the resulting dynamic pressure. However, this reduction of the setting tolerance is, as already mentioned, almost impossible. If there is a partial pressure in the make-up circuit, for example 4 bar, this keeps the relief valve open by partially unloading the closing member of this valve. The pressure required to open the relief valve decreases as the pressure in the make-up circuit increases. This known fact is detrimental to the known multi-circuit safety valves when there is a leakage in the circuit which maintains a partial pressure while the undamaged circuit should be filled from zero (atmospheric pressure). When the compressor is running, the relief valve of the damaged circuit opens already below its set opening pressure due to its partial load. This occurs very early in the damaged circuit, whereas the opening pressure of the undamaged circuit can only be reached with very small chokes, which may, however, lead to the disconnection of the compressor. In DT-OS 21 43 733, it is proposed to provide the relief valve of the multi-circuit safety valve with a conical pin projection on its closing member, forming, together with the hole in the supply line from the compressor, a variable There is an annular space between the gland and the valve seat which is fed by the primary pressure.This device has the disadvantage that when the circuit is depressurized by first venting to atmospheric pressure, the circuit cannot be filled properly. When the primary valve reaches the opening pressure of the respective relief valve, the closing member of the valve moves away from the valve seat and allows connection e with the reservoir of this circuit. Pressure rushes into the annular space because the throttle, whose operation depends on displacement, cannot shut down so quickly. Permanently opening the relief valve with this proposed solution can only occur at a pressure well in excess of the proper opening pressure. Set to a certain supply pressure value, the pressure regulator will continuously turn the compressor on and off. Correct filling is not possible. The technical object of the invention is to develop. a non-multi-circuit safety valve enabling the filling of undamaged supply pneumatic circuits, with a possibly large flow cross-section, also after prior venting to atmospheric pressure. This task is solved according to the invention with the use of a solution in accordance with the features mentioned as characteristic in the claim. The result of the invention is the development of a multi-circuit safety valve that allows filling undamaged pneumatic supply circuits, regardless of the increase in pressure caused by inaccuracy ¬ strong opening pressure and with moderate leak points. The invention avoids the disadvantage of a small, constant flow cross-section of the relief valve. section of the valve, fig. 2 - bottom view of the valve closing member, fig. 3 - closing member of the valve according to Fig. 2 - cross-sectional side view, Fig. 4 shows on a large scale a section corresponding to section IV in Fig. 1. The double-circuit safety valve shown in Fig. 1 has connections to tanks 11 and 12. reservoir 11 is assigned to brake circuit I and reservoir port 12 771 . v:¦.; ., ¦"¦:;- "',".' ' ' ' ,; 4 - brake circuit II: From the compressor outlet (not shown in the drawing), two ducts (not shown in the drawing) are connected to the pressure chambers 13, 14 brake circuits I, II. Pressure chambers 13, 14 are separated from two separate connection chambers 19, 21 by means of two relief valves I, II. Between the body parts 22, 23, 24 and o there are diaphragms 25, 26 stretched which the closing members 15, 17 of the relief valves I, II are in contact with the cooperating compression springs 27, 28, the initial pressure of which is adjusted by means of the adjusting screws 29, 31. The preset initial pressure of the compression springs 27 , 28 determines the opening pressure for the relief valves I, II in the pressure chambers 13, 14. Each of the closing members 15, 17 is furthermore compressed by a spring 32, 33 acting in the blocking direction. Relief valves I and II are made identically scanned to the valve seats 16, 18 located in the body 22. In the closing surface 34, 35, an elastomeric valve ring 36, 37 is mounted, two mutually concentric annular projections 38 and 39, the outer annular projection being slightly shorter. According to the results of practical tests, the outer annular projection 39, 42 is shorter by about 0.1 mm. The inner annular projection 38 has a gap 43. The principle of operation of the double-circuit safety valve is described below. With the compressor connected and running, both pressure chambers 13, 14 are simultaneously filled by means of a pressure regulator and ducts (not shown here). ). It is assumed here that the relief valve II is set with a normal tolerance for a higher opening pressure than the relief valve I. The inlet pressure acts through the gaps 43 on a given large active surface, limited by the outer annular projection 39, under the closing member 15 or 17 against the force of the compression spring 27, 28. Upon reaching the opening pressure determined by the spring 27 set below the brake circuit, the closing member 15 lifts up from the valve seat 16 together with the outer annular projection 50, so that the compressed air can flow through the gap 43 into the reservoir of the brake circuit I. The amounts of air already achieved with the engine idling cannot be discharged into the reservoir through the gap 55 alone. must continue to grow. Only when a certain additional dynamic pressure 60, depending on the given ratio of the two different active surfaces, is reached, does the internal annular projection 38 also rise above the valve seat 16. This differential pressure (dynamic pressure) remains constant for all incoming air volumes. and can compensate for inaccuracies in the setting of the relief valve. Excess air passing through the valve presses on the diaphragm 25, as a result of which the closing member 15 of the valve is permanently relieved of the force of the compression spring 27. The relief valve I remains open during filling. in the extreme open position depending on the flow. When the pressures are equalized, relief valve I continues to rise and is completely relieved of the force of the compression spring. It is assumed that in the lower set brake circuit I, a defect develops, which causes venting to pressure atmospheric pressure and that the brake circuit is not damaged output II is to be filled starting at atmospheric pressure. The supply pressure acts on the large active surfaces of the valve closure members 15, 17, which are bounded by external annular projections 39. Upon reaching the opening pressure of the relief valve I, it begins to rise from the valve seat 16 against the force of the compression spring 27 of the valve closing member 15. The elastic deformation of the annular projections existing in the closed state begins to decrease. The shorter outer annular projections 39 are the first to rise from the valve seat 16 while the inner annular projections 38 are still resting in the seat. Pressure enters between the two annular projections 38, 39. In order to be able to open the relief valve I with a smaller active surface, the pressure must increase. The pressure in the pressure chambers 13, 14 continues to increase until the relief valve II of the undamaged brake circuit II opens. The undamaged brake circuit is filled. If the undamaged brake circuit I exhibits a moderate bleed that maintains a partial pressure which partially relieves the valve closing member 15, and the undamaged brake circuit II is to be filled from zero, the difference between the the opening is increased above the allowable differential pressure with the brake circuits evenly vented. After the opening pressure of the relief valve and the damaged brake circuit rises, the annular boss 39 rises; The incoming pressure only acts on the small active surface of the closing member 15. By setting the distance between the outer and inner annular projection, it can be achieved that the relief valve of the damaged brake circuit which is energized over the small active surface rises with the inner annular projection. the annular projection 38 only at a pressure exceeding the opening pressure of the undamaged brake circuit, which is energized over the entire active surface, and is set up higher. In this way, filling of the undamaged brake circuit is guaranteed. PL PL