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Von Druckmittel gesteuertes Flüssigkeitsventil für selbsttätige Mengenbegrenzungsvorrichtungen
Zusatz zur Zusatzanmeldung: H 37490 IX b/42 e-Auslegeschrift 1187 026 In der Patentanmeldung
H 37490 IX b/42 e ist ein von Druckmittel gesteuertes Flüssigkeitsventil beschrieben,
das von einem Mengenvoreinstellwerk steuerbar ist und bei dem der Ventilverschlußkörper
von einem vom Druckmittel beaufschlagten Hubglied gegen die Wirkung einer Ventilschließfeder
geöffnet und vor dem Abschluß zur Vermeidung eines starken Flüssigkeitsschlages
durch Druckentlastung des Hubgliedes in eine drosselnde Zwischenstellung gebracht
wird. Dabei ist bei der im Hauptpatent gezeigten Anordnung vorgesehen, daß ein vom
Steuerdruck in einer zweiten Druckkammer beaufschlagtes Hilfshubglied mit einem
Anschlag verbunden ist, an dem das Ventilhubglied in der Zwischenstellung zur Anlage
kommt und die Druckkammern des Hubgliedes und des Hilfshubgliedes durch die vom
Mengenvoreinstellwerk betätigte Umschaltvorrichtung wahlweise an die Steuerdruckleitung
oder den Druckmittelauslaß anschließbar sind.
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Die Erfindung betrifft eine Verbesserung -der im Hauptpatent gezeigten
Anordnung, bei der das Hilfshubglied von einem Ventilaufbau getragen wird, während
ein Anschlagbolzen in den Druckraum des Ventilhubgliedes hineinragt. Durch den Ventilaufbau
entsteht eine große Bauhöhe des Ventils und ein vermeidbarer Fertigungsaufwand.
Die Erfindung besteht darin, daß das Hubglied und das Hilfshubglied in einem gemeinsamen
Zylinder angeordnet sind und in diesem die zwei Druckkammern begrenzen. In anderem
Zusammenhang ist es natürlich bekannt, in ; einem gemeinsamen Zylinder zwei unabhängig
voneinander bewegbare Kolben unterzubringen. Dabei handelt es sich jedoch nicht
um die Steuerung eines von einer selbsttätigen Mengenbegrenzungsvorrichtung gesteuerten
Ventils im Sinne des Hauptpatentes. Durch die Erfindung wird nicht allein eine wesentliche
Vereinfachung und Raumeinsparung erzielt, sondern es wird auch die Möglichkeit geschaffen,
ohne Beeinträchtigung des Schnellschlusses den Schließvorgang bis zum Erreichen
der Zwischenstellung zu beeinflussen. Dazu wird zweckmäßigerweise in die Auslaßleitung
des zwischen Hilfshubglied und Ventilhubglied liegenden Druckraumes eine einstellbare
Drosselvorrichtung eingeschaltet. Da sich beim Schnellschluß des Ventils beide Hubglieder
gemeinsam bewegen, findet in dem dazwischenliegenden Druckraum keine Druckmittelverdrängung
statt, so daß beim Schnellschluß diese Auslaßdrossel unwirksam bleibt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch
dargestellt.
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F i g. 1 zeigt das Flüssigkeitsventil im Schnitt mit schematischer
Andeutung der Druckmittelleitungen; F i g. 2 zeigt die Druckmittelsteuerung in etwas
abgewandelter Form.
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Mit dem Schaft 1 eines in einem Ventilgehäuse 2 angeordneten Ventilverschlußkörpers
3 ist eine Membran 4 verbunden, die einen Ansatz 5 des Ventilgehäuses 2 oben abschließt.
Mit dem Membranteller 4' ist ein in einem Zylinder 6 gleitender Kolben 7 verbunden,
dessen Durchmesser größer ist als der der wirksamen Fläche der Membran 4. Der Zylinder
6 befindet sich in einem oben geschlossenen Kopfstück 8, das auf den Ansatz 5 des
Ventilgehäuses 2 aufgesetzt ist. Zwischen der Membran 4 und dem mittels eines Rundschnurringes
7' abgedichteten Kolben 7 befindet sich ein Steuerdruckraum 9, der durch eine kurze
Leitung 10 an eine Druckmittelleitung 11 angeschlossen ist. Ein zweiter Steuerdruckraum
12 befindet sich an der Außenseite des Kolbens 7. Durch eine Leitung 13 ist eine
Verbindung mit einem Dreiwegehahn 14 hergestellt. Im Zylinder 6 ist
ein weiterer mit einem Rundschnurring 16' abgedichteter Kolben 16 angeordnet, der
im Zylinder 6 einen weiteren Steuerdruckraum 18 begrenzt. Am Kolben 16 ist
ein Anschlagbolzen 19 befestigt, der in einer durch einen Rundschnurring 8' abgedichteten
Führung 20 aus dem Kopfstück 8 nach oben herausgeführt ist.
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Durch eine von außen zu betätigende Stellmutter 21 kann die tiefste
Stellung des Anschlagbolzens 19 eingestellt werden. Der Steuerdruckraum 18 ist durch
eine
Leitung 22 an einen weiteren Dreiwegehahn 23 angeschlossen.
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Die beiden Dreiwegehähne 14, 23 gestatten es, den zugehörigen
Steuerdruckraum 12 bzw. 18 wahlweise an die Druckmittelleitung 11 oder eine
Auslaßleitung 24 anzuschließen. Die Betätigung der Dreiwegehähne 14, 23 erfolgt
z. B. durch Magnete 25. Die Magnete 25 werden von einem nicht dargestellten Mengenvoreinstellwerk
geschaltet. Natürlich können die Dreiwegehähne 14, 23 auch von einem Mengenvoreinstellwerk
unmittelbar mechanisch umgeschaltet werden.
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Sowohl in die zum Dreiwegehahn 14 führende Druckmittelzuleitung 11'
als auch in die zugehörige Auslaßleitung 24 sind einstellbare Drosselventile 26,
29 eingeschaltet.
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Bei der in F i g. 1 gezeigten Offenstellung des Ventils sind alle
Steuerdruekräurne 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 Anschlag 19' des Kolbens 16 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.
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Zum öffnen des Ventils werden beide Dreiwegehähne 14, 23 wieder auf
die Druckmittelleitung 11 umgeschaltet. Durch den Steuerdruck im Raum
18
wird der Anschlagbolzen 19 sofort wieder in seine Anschlagstellung
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 geschont.
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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 schwachen Ventilsehließfeder 27 auszukommen. Das
Ventil wird durch diese Schließkraftkomponente mit Sicherheit auch bei einem Bruch
der Ventilschließfeder 27 geschlossen.
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Man kann aber auch auf diesen Steuerdruekraum 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 F i g. 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 die Druckmittelleitung 11 und
der zum Steuerdruckraum 9 führenden Leitung 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 Druclinittelleitung
11 außer der Federkraft 27 noch zusätzlich eine Steuerdruckkomponente zur Verfügung
steht.
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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.