DE1160704B - Pilot operated shut-off valve with delayed closing movement - Google Patents
Pilot operated shut-off valve with delayed closing movementInfo
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Description
Hilfsgesteuertes Absperrventil mit verzögerter Schließbewegung Die Erfindung betrifft ein Absperrventil mit einem von der Zuströmseite her schließenden Verschlußstück, das von einer die Zuströmseite von einem Steuerraum trennenden, eine Verbindungsöffnung aufweisenden Membran gehalten ist und eine in die Abflußseite mündende axiale Bohrung hat, die durch ein vorzugsweise von einem Elektromagneten beeinflußtes Hilfsventil gesteuert wird; und wobei Vorkehrungen getroffen sind, daß bei Annäherung des Verschlußstückes an den Ventilsitz der Durchfluß von der Zuströmseite zu dem Steuerraum durch die in der Membran vorgesehene Verbindungsöffnung zunehmend gedrosselt wird, um zu erreichen, daß die Schließbewegung gegen Ende des Schließvorganges verzögert wird und das Verschlußstück weich auf den Ventilsitz aufsetzt.Pilot operated shut-off valve with delayed closing movement Die The invention relates to a shut-off valve with a closing valve from the inflow side Closure piece that separates the inflow side from a control room, a connection opening having membrane is held and one in the drainage side has opening axial bore, which is through a preferably by an electromagnet affected auxiliary valve is controlled; and with precautions being taken that when the closure piece approaches the valve seat, the flow from the Inflow side to the control chamber through the connection opening provided in the membrane is increasingly throttled in order to achieve that the closing movement towards the end of the Closing process is delayed and the closure piece softly on the valve seat touches down.
Bei einem bekannten Absperrventil dieser Art ist das Verschlußstück als in dem Ventilgehäuse mit Spiel geführter Kolben ausgebildet, der mit der Membran fest verbunden ist. Die die Zuströmseite mit dem Steuerraum verbindende Öffnung der Membran ist außermittig angeordnet und liegt über einer feststehenden einstellbaren Nadel, deren Kegelspitze beim Schließhub der Membran den Durchgangsquerschnitt der Verbindungsöffnung zunehmend verringert. Diese Anordnung bedingt einen umständlichen und sperrigen Aufbau des Ventils sowie eine genaue Bearbeitung der gegeneinander beweglichen Teile.In a known shut-off valve of this type, the closure piece designed as a piston guided in the valve housing with play, which piston with the membrane is firmly connected. The opening connecting the inflow side with the control room the diaphragm is off-center and lies over a fixed adjustable one Needle whose cone tip corresponds to the passage cross-section of the membrane during the closing stroke of the diaphragm Connection opening increasingly reduced. This arrangement requires a cumbersome one and bulky structure of the valve as well as an accurate machining of each other moving parts.
Bei einem anderen bekannten Absperrventil, bei dem die Membran nicht mit einem Verschlußstück verbunden ist, sondern selbst auf dem Ventilsitz abdichtet, wirkt das Hilfsventil mit einem axial durchbohrten zentralen Einsatzstück der Membran zusammen, das innerhalb des Steuerraumes mit einer breiten Schulter, die einen abwärts gerichteten Außenrand aufweist, über die in der Membran außerhalb des Ventilsitzes vorgesehenen Verbindungsöffnungen greift. Am Ende des Schließvorganges soll die der Membran zugekehrte Fläche der Schulter sich mit ihrem abwärts gerichteten Außenrand an die gegen den Ventilsitz hin durchgewölbte Membran anlegen und dadurch den Durchflußwiderstand zwischen der Zuströmseite und dem Steuerraum erhöhen. Hierbei muß jedoch das Einsatzstück der Membran erhebliche radiale Abmessungen erhalten, damit es über die weit außerhalb der Membranmitte befindlichen Verbindungsöffnungen hinweggreifen kann. Außerdem treten bei der Schließstellung ungünstige Beanspruchungen auf. Das Einsatzstück setzt den ganzen Schließdruck auf die Membran ab und kann aus der Membran herausgerissen werden. Demgegenüber läßt ein von der Membran gehaltenes Verschlußstück die Membran unbelastet, da es die Schließkraft auf den Ventilsitz absetzt.In another known shut-off valve in which the diaphragm does not is connected to a closure piece, but seals itself on the valve seat, the auxiliary valve acts with an axially pierced central insert of the membrane together, the one inside the control room with a broad shoulder pointing downwards has directed outer edge over which in the membrane outside of the valve seat provided connection openings engages. At the end of the closing process, the the membrane facing surface of the shoulder with its downwardly directed outer edge to the diaphragm which is arched against the valve seat and thereby the flow resistance increase between the inflow side and the control room. Here, however, the insert must the diaphragm received considerable radial dimensions, so that it extends far beyond it can reach away from the connection openings located in the middle of the membrane. aside from that unfavorable loads occur in the closed position. The insert applies the entire closing pressure to the membrane and can be torn out of the membrane will. In contrast, a closure piece held by the membrane leaves the membrane unloaded, as it applies the closing force to the valve seat.
Die Erfindung besteht darin, daß das Verschlußstück mit einem mittleren Schaftteil kleineren Durchmessers eine zentrale Öffnung der Membran, die um den Schaftteil herum die Verbindungsöffnung von der Zuströmseite zum Steuerraum bildet, axial und radial beweglich durchsetzt, auf dem letzten Teil des Schließweges von dem Ventilsitz geführt ist und in an sich bekannter Weise innerhalb des Steuerraumes die Membran mit einer Schulter übergreift.The invention consists in that the closure piece with a middle Shaft part of smaller diameter a central opening of the membrane around the The shaft part forms the connection opening from the inflow side to the control room, axially and radially movably penetrated, on the last part of the closing path of the valve seat is guided and in a known manner within the control chamber overlaps the membrane with one shoulder.
Nunmehr liegt die die Zuströmseite mit dem Steuerraum verbindende Öffnung in der Membranmitte. Deshalb kann die innerhalb des Steuerraumes die Membran übergreifende Schulter, die am Ende des Schließvorganges durch flaches Anliegen an der Membran den Durchfluß von der Zuströmseite zum Steuerraum drosselt, verhältnismäßig kleine radiale Abmessungen erhalten. Da ferner das Verschlußstück gegenüber der Membran axial und radial beweglich ist, berührt es beim Schließen den Ventilsitz niemals sofort auf seinem ganzen Umfang. Es entsteht vielmehr ein sich allmählich schließender sichelförmiger Spalt. Hierdurch wird das durch die Bremsung der Schließbewegung angestrebte weiche Aufsetzen des Verschlußstücks auf den Ventilsitz noch erheblich begünstigt. Schließlich wird dadurch, daß beim öffnungs- und Schließvorgang zwischen der Membran und dem die Verbindungsöffnung durchsetzenden Schaftteil des Verschlußs@tückes Relativbewegungen stattfinden, erreicht, daß sich in der Verbindungsöffnung auch bei stark verschmutztem Durchflußmedium kein Schmutz ansetzt, der den Durchgang blockieren oder unerwünscht verengen könnte. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The one that connects the inflow side with the control room is now located Opening in the middle of the membrane. Therefore, the membrane inside the control room can overarching shoulder, which at the end of the closing process by lying flat on the membrane throttles the flow from the inflow side to the control chamber, relatively get small radial dimensions. Furthermore, since the closure piece compared to the The diaphragm can move axially and radially, it touches the valve seat when it closes never immediately to its full extent. Rather, it develops gradually closing sickle-shaped gap. This is done by braking the closing movement desired soft placement of the closure piece on the valve seat still considerably favored. Finally, the fact that during the opening and closing process between the membrane and the shaft part of the closure piece which penetrates the connection opening Relative movements take place, achieved that in the connection opening also if the flow medium is heavily soiled, there is no dirt that could obstruct the passage block or undesirably narrow. Other features of the Invention emerge from the subclaims.
Zum Stand der Technik sei noch erwähnt, daß das Durchtreten eines Verbindungsstückes durch eine Öffnung an sich bekannt ist. Bei einem bekannten Membranabsperrventil mit elektromagnetischer Steuerung, das bei eingeschaltetem Elektromagneten schließt, greift die Spindel des Hilfsventils durch die Ventilsitzbohrung und ein mit der Membran verbundenes Verschlußstück hindurch, das die Verbindungsöffnungen zwischen der Zuströmseite und dem Steuerraum aufweist. Hierbei sind jedoch Vorkehrungen zum Drosseln des Durchflusses von der Zuströmseite zur Steuerkammer bei Annäherung des Verschlußstücks an den Ventilsitz nicht Getroffen.To the state of the art it should be mentioned that the passage of a Connection piece is known per se through an opening. In a known diaphragm shut-off valve with electromagnetic control that closes when the electromagnet is switched on, the spindle of the auxiliary valve engages through the valve seat bore and with the Membrane connected closure piece through which the connection openings between the inflow side and the control room. However, here are precautions for Throttling of the flow from the inflow side to the control chamber when the Closing piece on the valve seat not hit.
Die Erfindung wird unter Hinweis auf ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Achssehnitt durch ein erfindungsgemäßes elektromagnetisch betätigtes Absperrventil und F i g. 2 einen Achsschnitt durch das Verschlußstück und die Membran in größerem Maßstab.The invention is illustrated with reference to one in the drawing Embodiment explained. It shows F i g. 1 shows an axial section through an inventive solenoid operated shut-off valve and FIG. 2 an axial section through the closure piece and the membrane on a larger scale.
Das Absperrventil hat ein Gehäuse 1 mit einer Zuflußöffnung 2, einer Abflußöffnung 3 und einem Ventilsitz 4. Die Zuflußöffnung 2 und die Abflußöffnung 3 haben Gewinde 2 a und 3 a zum Anschluß an Rohrleitungen. Oberhalb des Ventilsitzes 4 trägt das Gehäuse 1 einen Haltering 6 zur Halterung der elektromagnetischen Einrichtung. Zwischen dem Gehäuse 1 und dem Haltering 6 ist eine Membran 7 eingeklemmt. In eine zentrale Öffnung im Haltering 6 ist eine Hülse 8 fest eingesetzt. Das obere Ende der Hülse 8 ist durch einen zylindrischen Stopfen 9 verschlossen. Der einerseits durch die Membran 7 und andererseits durch den Stopfen 9 abgeschlossene Innenraum der Hülse 8 bildet den Steuerraum 10.The shut-off valve has a housing 1 with an inflow opening 2, one Outflow opening 3 and a valve seat 4. The inflow opening 2 and the outflow opening 3 have threads 2 a and 3 a for connection to pipes. Above the valve seat 4, the housing 1 carries a retaining ring 6 for retaining the electromagnetic device. A membrane 7 is clamped between the housing 1 and the retaining ring 6. In a central opening in the retaining ring 6, a sleeve 8 is firmly inserted. The top end the sleeve 8 is closed by a cylindrical stopper 9. The one on the one hand by the membrane 7 and on the other hand by the plug 9 closed interior the sleeve 8 forms the control chamber 10.
Die Hülse 8 ist von einer auf sie aufgeschobenen Magnetspule 12 umgeben, die zur Erregung eines in der Hülse verschiebbaren Magnetankers 13 dient. Eine die Magnetspule 12 umgebende Kappe 14 ist mittels einer Schraube 1.5 an dem Stopfen 9 befestigt. Der untere Rand der Kappe 14 liegt auf dem Haltering 6 auf. Am unteren Ende des Magnetankers 13 ist ein kegelförmiger Verschlußteil 13 a angeordnet.The sleeve 8 is surrounded by a magnetic coil 12 pushed onto it, which is used to excite a magnet armature 13 which can be displaced in the sleeve. One the The cap 14 surrounding the magnet coil 12 is attached to the stopper by means of a screw 1.5 9 attached. The lower edge of the cap 14 rests on the retaining ring 6. At the bottom At the end of the armature 13 a conical closure part 13 a is arranged.
Das im ganzen mit 16 bezeichnete Verschlußstück hat einen eine durchgehende Längsbohrung 20 aufweisenden Schaft 21, dessen oberes Ende eine Schulter 22 und dessen unteres Ende ein Außengewinde 24 aufweist. Auf das Gewinde 24 ist der eigentliche Verschlußtei125 aufgeschraubt. Zwischen dem Verschlußteil 25 und dem Schaft 21 ist ein Dichtungsring 27 eingelegt. Die mit dem Ventilsitz 4 zusammenwirkende Schließfläche 29 des Verschlußteils 25 ist kegelig. Auch die der Schließfläche 29 gegenüberliegende Fläche ist konisch.The generally designated 16 locking piece has a continuous Longitudinal bore 20 having shaft 21, the upper end of which has a shoulder 22 and the lower end of which has an external thread 24. On the thread 24 is the actual one Locking part 125 screwed on. Between the closure part 25 and the shaft 21 is a sealing ring 27 is inserted. The closing surface cooperating with the valve seat 4 29 of the closure part 25 is conical. Also that of the closing surface 29 opposite Surface is conical.
Der Kopf 22 des Schaftteils 21 ist von einer Kapp-- eingefaßt, die die Schulter 30 bildet. In die Unterseite der Schulter 30 ist eine Spiralrille 31 eingearbeitet.The head 22 of the shaft part 21 is surrounded by a cap that the shoulder 30 forms. In the underside of the shoulder 30 is a spiral groove 31 incorporated.
Der Mittelteil des Schaftes 21 durchsetzt eine öf nung 32 der Membran 7. Die Öffnung 32 ist so gestaltet, daß um den Schaft herum ein Durchflußquerschnitt verbleibt. Der Querschnitt der Öffnung 32 kann dabei beliebig gewählt werden, vorzugsweise ist er quadratisch.The middle part of the shaft 21 penetrates an opening 32 in the membrane 7. The opening 32 is designed so that a flow cross-section around the shaft remains. The cross section of the opening 32 can be selected as desired, preferably it is square.
Der Querschnitt der Längsbohrung 20 ist größer als der freie Querschnitt der Verbindungsöffnung 32. Wenn das Verschlußstück =6 :mit seiner Schulter 30 auf der Membran 7 aufliegt, ist der wirksame Querschnitt der Öffnung 32 am kleinsten, so daß nur eine kleine Menge vom Zuflußraum in den Steuerraum 10 strömen kann.The cross section of the longitudinal bore 20 is larger than the free cross section the connection opening 32. If the closure piece = 6: with its shoulder 30 open the membrane 7 rests, the effective cross-section of the opening 32 is the smallest, so that only a small amount can flow from the inflow chamber into the control chamber 10.
Das beschri..bene Absperiw:ntil arbeitet wie folgt: Bei geschlossenem Ventil liegt die Schulter 30 des Versehlußstüeks 16 an der Membran 7 ganzflächig an. Das ist dadurch Gewährleistet, daß die Membran bei dieser Stellung entlastet is'@ --- der Druck zu beiden Seiten der Membran ist -]eich - und daher flach liegt. Hierdurch ist der Dur chf'ußwiderstand von der Zuströmseite zu dem oberhalb der Membran befindlichen Steuerraum 10 groß. Er ist durch den kleinen Querschnitt und die zrheblicle Länge der Spiralrille 31 bestimmt.The described Absperiw: ntil works as follows: When the Valve, the shoulder 30 of the Versehlußstüeks 16 lies on the membrane 7 over the entire surface at. This is ensured by the fact that the diaphragm is relieved in this position is' @ --- the pressure on both sides of the membrane is -] calibrated - and therefore lies flat. As a result, the flow resistance is from the inflow side to that above the Diaphragm located control room 10 large. It is due to the small cross-section and the zrheblicle length of the spiral groove 31 is determined.
Wird das Hilfsventil 1 3 %J von seinem Sitz an der Bohrung 20 des Verschlußstücks 16 abgehoben, so wird der Steuerraum 10 durch Abfließen des Druckmittels durch die axiale Bohrung 20 entlastet. so daß die Membran sich nach oben durchwölbt und das Verschlußstück 16 sich von dem Ventilsitz 4 abhebt. Hierbei wirkt es sich Günstig aus, daß in diesem Augenblick der Durchfluß von der Zuströmseite zu dem Steuerraum 10 zunächst noch stark gedrosselt ist. Es wird -her der Steuerraum sehr schnell entlastet und das Verschlußstück 16 schnell in seine Offenstellung angehoben.If the auxiliary valve 1 3% J lifted from its seat against the bore 20 of the locking piece 16, then the control chamber 10 is relieved by outflow of the pressure medium through the axial bore 20th so that the membrane arches upwards and the closure piece 16 lifts off the valve seat 4. It has a favorable effect here that at this moment the flow from the inflow side to the control chamber 10 is initially still strongly throttled. It is relieved -her the control room very quickly and the locking piece 16 is quickly raised into its open position.
Bei der Offenstellung ist die Membran 7 stark nach oben durchgewölbt. Die Membran liegt an der Schulterfläche 30 des Verschlußstücks 16 nur noch mit dem Rand ihrer zentralen Öffnung 32 bzw. überhaupt nicht mehr an, weil das Verschlußstück 16 infolge seiner axialen Beweglichkeit gegenüber der Membran durch den Druckunterschied zwischen Zuströmraum und Steuerraum eine zusätzliche Hubbewegung ausführt. Dadurch ist der Durchflußwiderstand von der Zuströmseite zum Steuerraum 10 erheblich verringert. Natürlich muß der Durchflußwiderstand der Membranöffnung 32 immer noch größer bleiben als der Durchflußwiderstand der axialen Bohrung 20 des Verschlußstücks 16, weil sonst der Druck in dem Steuerraum 10 so weit ansteigen würde, daß die Offenstellung des Ventils nicht mehr gehalten werden könnte.In the open position, the membrane 7 is strongly arched upwards. The membrane lies on the shoulder surface 30 of the closure piece 16 only with the Edge of their central opening 32 or no longer at all because the closure piece 16 due to its axial mobility with respect to the membrane due to the pressure difference executes an additional lifting movement between the inflow chamber and the control chamber. Through this the flow resistance from the inflow side to the control chamber 10 is considerably reduced. Of course, the flow resistance of the membrane opening 32 must still remain greater than the flow resistance of the axial bore 20 of the closure piece 16 because otherwise the pressure in the control chamber 10 would rise so far that the open position of the valve could no longer be held.
Wird durch Schließen des Hilfsventils 13a der Schließhub des Verschlußstücks 16 eingeleitet, so wirkt sich der verringerte Durchflußwiderstand der zentralen Öffnung 32 der Membran 7 günstig aus, weil der Druck in dem Steuerraum 10 rasch ansteigt und somit die Sehließbeweguna zunächst rasch vor sich geht. Ist die Sehließstelluna annähernd erreicht, so liegt die Membran 7 wieder flach an der Schulter 30 des Verschlußstücks 1.6 an. Infolge des nunmehr wieder stark gedrosselten Durchflusses von der Zuströmseite zum Steuerraum 10 wird die restliche Schließbewegung des Verschlußstückes stark gebremst.When the auxiliary valve 13a is closed, the closing stroke of the closure piece 16 initiated, the reduced flow resistance of the central Opening 32 of the membrane 7 is favorable because the pressure in the control chamber 10 is rapid increases and thus the closing movement is initially rapid. Is the closing position approximately reached, the membrane 7 is again flat on the shoulder 30 of the closure piece 1.6 at. As a result of the now again strongly throttled flow from the inflow side towards the control room 10, the remaining closing movement of the locking piece becomes strong braked.
Dadurch, daß das Verschlußstück 16 in der zentralen Öffnung 32 der Membran sowohl axiales als auch radiales Bewegungsspiel hat, berührt es mit seiner Schließfläche 29 den Ventilsitz 4 nicht sofort auf seinem ganzen Umfang, so daß auf dem letzten Teil des Schließweges ein sich allmählich schließender sichelförmiger Spalt entsteht. Diese das weiche Aufsetzen des Verschlußstücks auf den Ventilsitz begünstigende Wirkung tritt auch dann auf, wenn das Verschlußstück eine ebene Schließfläche hat. Sie ist aber besonders stark ausgeprägt, wenn die Schließfläche 29 des Verschlußstücks kegelig ist.Characterized in that the closure piece 16 in the central opening 32 of the Membrane has both axial and radial play, it touches its Closing surface 29 does not immediately close the valve seat 4 over its entire circumference, so that on the last part of the closing path a gradually closing crescent-shaped one Gap arises. This the soft placement of the closure piece on the valve seat A favorable effect also occurs when the closure piece has a flat closing surface Has. she is but particularly pronounced when the closing surface 29 of the locking piece is tapered.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEJ18993A DE1160704B (en) | 1960-11-09 | 1960-11-09 | Pilot operated shut-off valve with delayed closing movement |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEJ18993A DE1160704B (en) | 1960-11-09 | 1960-11-09 | Pilot operated shut-off valve with delayed closing movement |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1160704B true DE1160704B (en) | 1964-01-02 |
Family
ID=7199919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEJ18993A Pending DE1160704B (en) | 1960-11-09 | 1960-11-09 | Pilot operated shut-off valve with delayed closing movement |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1160704B (en) |
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- 1960-11-09 DE DEJ18993A patent/DE1160704B/en active Pending
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