DE1200089B - Federbelastetes UEberdruckventil - Google Patents

Description

• Federbelastetes überdruckventil Die Erfindung betrifft ein federbelastetes überdruckventil, dessen Verschlußstück mit einem auf der Auslaßseite dichtend geführten Entlastungskolben, der denselben Durchmesser wie der Ventilsitz aufweist, verbunden ist.
• Es ist ein Sicherheitsventil für Dampfkessel bekannt, dessen Verschlußstück zwar vom Druck im Rücklauf entlastet ist, bei dem jedoch die ganze Stirnfläche unter dem Zulaufdruck steht, so daß die entgegenwirkende Feder verhältnismäßig kräftig sein muß. Das Ventil baut daher, besonders wenn es für die hohen Drücke hydraulischer Anlagen benutzt werden soll, verhältnismäßig groß und teuer. Außerdem hängt mit dieser Bauart zusammen, daß sich der Schließkörper beim öffnen in Richtung des überströmenden Mediums bewegt, was zu einem Auffangstoß und zu Schwingungen führen kann.
• Bei einem anderen bekannten überdruckventil ist das kolbenartige Verschlußstück über eine am Zulauf des Ventils liegende Einschnürung mit einem Entlastungskolben verbunden. Der Druck des Zulaufs wirkt auf eine Ringfläche, die sich aus dem Unterschied der Querschnittsflächen beider Kolben ergibt; die wirksame Fläche liegt in Richtung auf den Niederdruckraum. Auf eine Fläche gleicher Größe, aber entgegengesetzter Richtung, wirkt der Druck auf der Auslaßseite des Ventils. Die Form dieses Schiebers bewirkt jedoch nur, daß die Schließfeder des Ventils schwach gehalten werden kann. Nachteilig ist, daß der öffnungsdruck des Ventils von dem Druck auf der Auslaßseite abhängt.
• Es ist weiterhin ein überdruckventil bekannt, bei dem das Verschlußstück mit einem einstellbar belasteten Kolben von größerer Fläche als die Ventilsitzfläche so in fester Verbindung steht, daß der Flüssigkeitsdruck Ventil- und Kolbenflächen entgegengesetzt zu bewegen sucht und durch Bewegen des Kolbens das Ventil öffnet. Der Zweck dieses Kolbens ist es, eine große, das Ventil bewegende Kraft zu erhalten. Nachteilig ist bei diesem Ventil unter anderem, daß sich im Rücklauf herrschender Flüssigkeitsdruck auf den öffnungsdruck des Ventils auswirken kann.
• Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Überdruckventil der eingangs erwähnten Art zu schaffen, dessen öffnungsdruck unabhängig vom Rüchlauf ist und bei dem gleichzeitig bei großem Ventilsitzquerschnitt eine verhältnismäßig schwache Feder zur Belastung des Verschlußstücks angeordnet vierden kann.
• Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß das Verschlußstück in an sich bekannter Weise mit einem dichtend geführten Stellkolben, dessen Durchmesser größer als der des Ventilsitzes ist, verbunden ist und daß die Stirnflächen des aus Entlastungskolben, Verschlußstück und Stellkolben bestehenden Ventilelements vom Umgebungsdruck beaufschlagt sind.
• Auf Grund der vollständigen Entlastung des Verschlußstücks vom Rücklaufdruck ist es möglich, das erfindungsgemäße überdruckventil als Verbindungselement zwischen zwei Arbeitskreisen anzuordnen, während die zu verwendende schwache Feder kleine Abmessungen des Ventils ermöglicht.
• Weitere Merkmale im Rahmen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
• In der Zeichnung ist ein überdruckventil als Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung im Längsschnitt dargestellt.
• Ein Ventilgehäuse 1 weist eine Längsbohrung mit zwei Abschnitten 2 und 3 auf. Die Enden dieser Längsbohrung sind mit einem Gewinde zum Befestigen eines Anschlußnippels 4 und einer eine Kammer 5 aufweisenden Verschlußschraube 6 versehen. Zwei in unterschiedlicher Höhe angeordnete Querbohrungen 7 und 8 münden in den Abschnitt 3 der Längsbohrung und sind an ihren äußeren Ab- schnitten jeweils mit einem Anschlußgewinde 9 und 10 versehen.
• Der Abschnitt 3 der Längsbohrung nimmt ein dichtend eingesetztes Bauteil auf, das durch die Verschlußschraube 6 gegen einen von den Abschnitten 2 und 3 gebildeten Absatz 15 gedrückt wird. Das Bauteil 14 weist eine Längsbohrung mit zwei Abschnitten 17 und 18 auf; ein zwischen diesen Abschnitten liegender Absatz 19 bildet den Ventilsitz. In Höhe des Abschnittes 17 liegen eine innere und eine äußere Ringnut 22 und 23, die durch Ouerbohrungen 24 verbunden sind. Die innere Ringnut 22 schließt sich unmittelbar an den Ventilsitz 19 an, und die äußere Ringnut 23 liegt auf gleicher Höhe wie die Querbohrung 7 im Ventilgehäuse 1. Beidseitig der äußeren Ringnut 23 sind in Nuten liegende Dichtringe 25 angeordnet. In Höhe der Querbohrung 8 im Ventilgehäuse 1 liegt eine äußere Ringnut 27 im Bauteil 14, die über Querbohrungen 28 mit dem Abschnitt 18 der Längsbohrung des Bauteils 14 verbunden ist. Die der Verschlußschraube 6 benachbarte äußere Kante des Bauteils 14 ist für die Aufnahme eines Dichtungsringes 29 abgeschrägt.
• In den Abschnitten 17 und 18 der Längsbohrung im Bauteil 14 ist ein Verschlußstück 32 axial verschiebbar gelagert. Dieses ist mit einem im Ab- schnitt 17 geführten Stellkolben 33 und einem im Ab- schnitt 18 geführten Entlastungskolben34 verbunden. Das Verschlußstück 32 ist mit einem kegeligen Ab- schnitt 35 versehen, an das sich eine mit dem Entlastungskolben 34 verbundene, als Schaft ausgebildete Verlängerung 36 anschließt. Ein Wandabschnitt der Bohrung 18 und die Oberfläche des Schaftes 36 sowie die einander gegenüberliegenden, mit 38 und 39 bezeichneten Flächen des kegeligen Abschnitts 35 und der am Schaft 36 angeschlossenen Stirnseite des Entlastungskolbens 34 bilden eine Rücklaufkammer 37. Das Verschlußstück 32 ist längs durchbohrt, wobei die Bohrung 40 als Drosselbohrung ausgebildet ist oder eine nicht angegebene Drosselstelle aufweist. An dem aus dem Bauteil 14 herausragenden und in die Kammer 5 der Verschlußschraube 6 hineinragenden Ende des Entladungskolbens 34 ist in einer Nut ein Federring 41 befestigt, der den Hub des Verschlußstücks 32 begrenzt.
• Auf dem Ende des Stellkolbens 33 sitzt ein durchbohrter, hülsenföriniger und in der Kammer 2 der Längsbohrung im Ventilgehäuse 1 geführter Kolben 42. Zwischen diesem und einem Absatz im Innern des Anschlußnippels 4 ist eine Feder 43 eingespannt, die bestrebt ist, das Verschlußstück 32 gegen den Ab- satz 19 zu drücken.
• An die Querbohrung 7 im Gehäuse 1 ist mit Hilfe des Anschlußgewindes 9 eine von einem ersten Arbeitskreis kommende Leitung 46 angeschlossen, an die Querbohrung 8 mit Hilfe des Anschlußgewindes 10 eine zu einem zweiten, einen niedrigeren Druck aufweisenden Arbeitskreis gehende Leitung 47 und an den Anschlußnippel 4 eine zu einem Vorratsbehälter führende Leitung 48. Der erste und der zweite Arbeitskreis sowie der Vorratsbehälter sind nicht dargestellt.
• Auf das Verschlußstück 32 wirken die folgenden Kräfte ein: Die Vorspannung der Feder 43. Der auf die Differenz zwischen den Querschnittsflächen des Stellkolbens 33 und des Entlastungskolbens 34 - die Durchmesser vom Ventilsitz 19 und Entlastungskolben sind gleich - wirkende Arbeitsdruck des ersten Arbeitskreises, abzüglich des auf eine gleich große Fläche wirkenden Druckes im Vorratsbehälter, d. h. also des Umgebungsdruckes. Der Druck im zweiten Arbeitskreis wirkt in entgegengesetzten Richtungen auf die Flächen 39 und 38 des Entlastungskolbens 34 - dessen Durchmesser dem des Ventilsitzes 35 entspricht - bzw. des Schaftes 36 ein, so daß dieser Druck keinen Beitrag für die axiale Bewegung des Absperrgliedes leistet. Der öffnungsdruck des Ventils ist also praktisch nur von der Vorspannung der Feder 43 bestimmt. Der im Vorratsbehälter und damit in der Kammer 2 der Längsbohrung im Ventilgehäuse 1 und in der Kammer 5 der Verschlußschraube 6 - der über die Bohrung 40 mit dem Abschnitt 2 verbunden ist - herrschende Druck ist hierbei wegen seiner unbedeutenden Größe nicht berücksichtigt.
• Das Verschlußstück 32 wird von dem Druckmittel im Raum 22, das auf den oberen Abschnitt der Kegelfläche 35 einwirkt, angehoben, sobald die von dem Druckmittel auf das Verschlußstück ausgeübte Kraft größer ist als die Vorspannung der Feder 43. Bei angehobenem Verschlußstück fließt das auf den Druck im zweiten Arbeitskreis entspannte Druckmittel von der vom Schaft 36 des Verschlußstücks begrenzten Kammer 37 in die Querbohrungen 28 und die Ringnut 27 im Bauteil 14 und die Querbohrung 8 in die Leituno, 47. Sinkt im durchfließenden Druckmittel der Druck unter den Schließdruck des Ventils, so wird das Verschlußstück 32 von der Feder 43 wieder in Richtung auf den Ventilsitz 19 gedrückt. Dieser Bewegung wirkt jedoch das in der Kammer 5 befindliche Druckmittel entgegen, das bei der Schließbewegung des Verschlußstücks 32 über die Drosselbohrung 40 in die Kammer 2 im Gehäuse 1 verdrängt wird und die Schließbewegung dämpft. Die in der Kammer 5 der Verschlußschraube 6 hierbei auftretende geringe Drucksteigerung kann sich über die Drosselbohrung 40 rasch dem im Abschnitt 2 herrschenden Druck angleichen.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Federbelastetes überdruckventil, dessen Verschlußstück mit einem auf der Auslaßseite dichtend geführten Entlastungskolben, der denselben Durchmesser wie der Ventilsitz aufweist, verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußstück (32) in an sich bekannter Weise mit einem dichtend geführten Stellkolben (33), dessen Durchmesser größer als der des Ventilsitzes (19) ist, verbunden ist, und daß die Stirnflächen des aus Entlastungskolben (34), Verschlußstück und Stellkolben bestehenden Ventilelements vom Umgebungsdruck beaufschlagt sind.
2. 2. Überdruckventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Stimflächen des Ventilelements (32, 33, 34) Kammern (2, 5) begrenzt sind, die über eine enge Bohrung (40) des Ventilelements miteinander verbunden sind. 3. überdruckventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Entlastungskolben (34) ein hubbegrenzender Anschlag (41) angeordnet ist. 4. überdruckventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilclement (32, 33, 34) in einem im Ventilgehäuse (1) dichtend eingesetzten Bauteil (14) geführt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 31151, 458 931, 669 318, 849 206; britische Patentschrift Nr. 608 881.