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Von Druckmittel gesteuertes Flüssigkeitsventil
Die Erfindung betrifft ein von Druckmittel gesteuertes Flüssigkeitsventil. Es ist bekannt, beim Abfüllen von Flüssigkeiten Mengenvoreinstellwerke zu benutzen, die einen Durchflussmengenzähler enthalten und die z. B. beim Füllen eines Tankwagens od. dgl. auf eine bestimmte Flüssigkeitsmenge, z. B. 5000 1, voreingestellt werden. Durch ein solches Mengenvoreinstellwerk wird ein Flüssigkeitsventil selbsttätig geschlossen, sobald die voreingestellte Menge durch den Mengenzähler hindurchgeflossen ist.
Bei diesem Vorgang treten verschiedene technische Schwierigkeiten auf. Um die Genauigkeit des Mengenzählwerkes nicht ungünstig zu beeinflussen, darf das Mengenzählwerk durch die Steuerung des Flüssigkeitsventils nicht mit mechanischen Kräften belastet werden. Aus diesem Grunde benutzt man für solche Zwecke Flüssigkeitsventile, die durch Hilfskraft, z. B. Druckluft, vom Mengenvoreinstellwerk steuerbar sind.
Um die voreingestellte Menge mit ausreichender Genauigkeit einhalten zu können, ist es erforderlich, das Flüssigkeitsventil verzögerungslos zu schliessen, wenn die voreingestellte Menge erreicht ist. Das führt meist zu Schwierigkeiten, da bei einem Schnellschluss des Flüssigkeitsventils grosse Flüssigkeitsschläge auftreten.
Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, ist es bekannt, das Flüssigkeitsventil vor dem Erreichen
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Mit diesem gedrosselten Flüssigkeitsstrom wird die noch fehlende Menge aufgefüllt und dann beim Erreichen der voreingestellten Menge ein Schnellschluss des Flüssigkeitsventils herbeigeführt.
Da der Schnellschluss nunmehr bei stark gedrosseltem Flüssigkeitsstrom stattfindet, bleibt der Flüssigkeitsschlag in erträglichen Grenzen.
Es sind also Flüssigkeitsventile, die von einem Mengenvoreinstellwerk steuerbar sind, bekannt, bei denen der Ventilverschlusskörper durch ein vom Druckmittel in einer Hauptdruckkammer beaufschlagtes Ventilhubglied gegen die Wirkung einer Ventilschliesskraft geöffnet und vor dem Abschluss durch eine vom Mengenvoreinstellwerk betätigte Druckmittelsteuervorrichtung in eine drosselnde Zwischenstellung gebracht wird.
Bei den bekannten Flüssigkeitsventilen dieser Art wird die Zwischenstellung des Ventilverschlusskörpers dadurch erreicht, dass der das Ventilhubglied belastende Steuerdruck durch Öffnen einer Auslassdrossel vermindert wird. Es entsteht dann ein Gleichgewicht zwischen der Ventilschliesskraft und dem verminderten Steuerdruck bei einer Zwischenstellung des ventilverschlusskörpers.
Eine solche Steuerung hat erhebliche Nachteile. Es muss nämlich während der Periode der Ventil-Zwischenstellung durch Auslassdrosselung ein verminderter Steuerdruck aufrechterhalten werden, so dass während dieser Zeit ein beachtlicher Druckmittelverbrauch stattfindet. Der besagte Gleichgewichtszustand zwischen dem verminderten Steuerdruck und der Ventilschliesskraft gewährleistet keine definierte Zwischenstellung des Ventilverschlusskörpers, da hier Stopfbuchsenreibungen u. dgl. eine Rolle spielen. Der Ventilverschlusskörper spielt sich erst mit einer gewissen Verzögerung in den Gleichgewichtszustand ein, was zur Verlängerung der Abfülldauer beiträgt.
Zur Erzielung eines Ventilschnellschlusses, bei dem das
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für das Vemilhubgliedgenvoreinstellwerk unmittelbar mechanisch umgeschaltet werden.
Sowohl in die zum Dreiwegehahn 14 führende Druckmittelzuleitung als auch in die zugehörige Auslassleitung sind einstellbare Drosselventile 26,29 eingeschaltet.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Offenstellung des Ventils sind alle Steuerdruckräume 9,12, 18 an die Druckmittelleitung angeschlossen. Der Steuerdruck im Raum 9 hat das Bestreben, den Ventilverschlusskörper 3 in Schliessstellung zu bringen, und wirkt daher im gleichen Sinne wie die Ventilschliessfeder 27. Durch den auf die Oberfläche des Kolbens 7 im Raum 12 wirkenden Steuerdruck wird jedoch der Ventilverschlusskörper 3 unter Überwindung der Schliesskräfte in Offenstellung gehalten. Wird der Dreiwegehahn 14 so umgeschaltet, dass der Steuerdruckraum 12 mit dem Auslass 24 verbunden ist, also drucklos wird, dann wird der Ventilverschlusskörper 3 unter dem Einfluss der Schliesskräfte in Schliessrichtung bewegt, bis der Kolben 7 am Anschlagbolzen 19 zur Anlage kommt.
Der Anschlagbolzen 19 wird durch den im Raum 18 herrschenden Steuerdruck in seiner Anschlagstellung gehalten. Der Ventilverschlusskörper 3 hat somit seine durch den einstellbaren Anschlagbolzen 19 genau definierte Zwischenstellung erreicht. Wird nunmehr der Dreiwegehahn 23 umgeschaltet, so dass der Steuerdruck im Raum 18 verschwindet, gibt der Anschlagbolzen 19 den Schliesskräften nach und der Ventilverschlusskörper 3 geht schnell in Schliessstellung.
Zum Öffnendes Ventils werden beide Dreiwegehähne 14, 23 wieder auf die Druckmittelleitung 11 um- geschaltet. Durch den Steuerdruck im Raum 18 wird der Anschlagbolzen 19 sofort wieder in seine An- schlagstellung gedrückt, so dass der Ventilverschlusskörper 3 in erwünschter Weise ohne Verzögerung in die
Zwischenstellung gelangt. Im Raum 12 entwickelt sich der Steuerdruck infolge der Drosselung bei 26 mit einstellbarer Verzögerung, so dass der Ventilverschlusskörper 3 entsprechend langsam in Offenstellung geht.
Dadurch werden Flüssigkeitsstösse vermieden und die in der Regel angeschlossenen Mengenmessgeräte ge- schont.
Der Druck im Steuerdruckraum 9, der wegen der unterschiedlichen Druckflächen (4,7) eine die
Schliesskraft der Feder 27 unterstützende Kraftkomponente erzeugt, ermöglicht es, mit einer relativ schwa- chen Ventilschliessfeder 27 auszukommen. Das Ventil wird durch diese SchlieJ3kraftkomponente mit Si- cherheit auch bei einem Bruch der Ventilschliessfeder 27 geschlossen.
Man kann aber auch auf diesen Steuerdruckraum 9 gegebenenfalls ganz verzichten, wenn die ventilschliessfeder 27 entsprechend stärker ausgebildet wird. Bei grösseren Ventilen ist die vom Steuerdruck im Raum 9 erzeugte Schliesskraftkomponente jedoch von grossem Vorteil, weil man sie, wie in Fig. 2 gezeigt ist, beim Öffnen des Ventils leicht unwirksam machen kann, ohne beim Schliessen des Ventils auf sie verzichten zu müssen.
Zu diesem Zweck ist zwischen der Druckmittelleitung 11 und der zum Steuerdruckraum 9 führenden Leitung 10 ein weiterer Dreiwegehahn 28 angeordnet, durch den bei Offenstellung des Ventils der Steuerdruckraum 9 mit dem Auslass 24 verbunden, also drucklos ist. Es braucht also zum Öffnen des Ventils vom Steuerdruck in den Räumen 12 und 18 nur die Kraft der Ventilschliessfeder 27 überwunden zu werden, während beim Schliessvorgang durch Umschaltung des Dreiwegehahnes 28 auf die Druckmittelleitung 11 ausser der Federkraft 27 noch zusätzlich eine Steuerdruckkomponente zur Verfügung steht.
Wird der Druckmittelauslass durch das Drosselventil 29 gedrosselt, so geht der Ventilverschlusskörper 3 nach dem Umschalten des Dreiwegehahnes 14. mit einer einstellbaren Verzögerung in seine Zwischenstellung, was zur Schonung des Ventils und des Mengenzählers vorteilhaft ist. Trotz dieser Auslassdrosselung wird beim Umschalten des Dreiwegehahnes 23 ein unverzögerter Schnellschluss des Ventils erreicht, da in diesem Falle sich die Kolben 7 und 16 gemeinsam nach oben bewegen, wobei aus dem Steuerdruckraum 12 kein Druckmittel verdrängt zu werden braucht und daher die Auslassdrossel 29 unwirksam bleibt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Von Druckmittel gesteuertes Flüssigkeitsventil, das von einem Mengenvoreinstellwerk steuerbar ist und bei dem der Ventilverschlusskörper durch ein vom Druckmittel in einer Hauptdruckkammer beaufschlagtes Ventilhubglied gegen die Wirkung einer Ventilschliesskraft geöffnet und vor dem Abschluss durch eine vom Mengenvoreinstellwerk betätigte Druckmittelsteuervorrichtung in eine drosselnde Zwischenstellung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerdruck auf eine Hilfsdruckkammer (18) aufschaltbar ist, in der ein Hilfshubglied (16) unter Wirkung dieses Steuerdruckes eine Lage einnimmt, in der es für das Ventilhubglied (7) einen dessen Zwischenstellung definierenden Anschlag bildet.