DE1209386B

DE1209386B - Druckmittelbetaetigtes Ventil

Info

Publication number: DE1209386B
Application number: DEA38783A
Authority: DE
Inventors: Haakon Forwald
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1960-11-15
Filing date: 1961-11-09
Publication date: 1966-01-20

Description

Druckmittelbetätigtes Ventil Die Erfindung betrifft Ventile, zu deren Betätigung ein in einem Zylinder geführter Kolben dient, die für die Speisung von Verbrauchern längere Zeit, gegebenenfalls wochenlang, unter Druck stehen sollen. Dazu muß das Ventil dicht schließen, und es darf aus dem Zylinder kein Antriebsdruckmittel entweichen.
Solche Ventile werden vorzugsweise für elektrische Schalter gebraucht, bei denen der Ausschaltzustand dadurch aufrechterhalten wird, daß der bewegliche, mit einem Kolben versehene Kontakt durch Druckluft in seiner Offenstellung gehalten wird. Es muß hier also sichergestellt sein, daß die den Antriebskolben beaufschlagende Druckluft nicht längs des Kolbens aus dem Zylinder entweicht und es auf diese Weise zu einer Bewegung des mit einer Rückstellfeder belasteten Kolbens kommt. Außerdem darf aus dem die Kontakte aufnehmenden und mit Druckluft gefüllten Gehäuse diese nicht über das Ventil entweichen, um den Schalter funktionsfähig zu erhalten.
Um ein Entweichen der Druckluft aus dem Antriebszylinder zu vermeiden, hat man bisher membranbetätigte Ventile bevorzugt. Im Vergleich mit gewöhnlichen Ventilen werden diese Ventile aber groß und teuer, unter anderem deshalb, weil eine Membran nur einen kurzen Hub zuläßt. Damit das Membranventil in offener Lage einen genügend großen Durchströmquerschnitt bekommt, muß deshalb der Querschnitt des Ventilsitzes größer sein als bei einem gewöhnlichen Ventil.
Bei Verwendung üblicher Ventile, die durch einen in einem Zylinder gleitenden Kolben betätigt sind, kann an sich eine Abdichtung zwischen Kolben und Zylinder durch Dichtungsringe erreicht werden. Wenn diese aber für lange Zeit wirksam sein sollen, so muß eine erhebliche Reibung zwischen Kolben und Zylinderwand in Kauf genommen werden. Dies ist aber unerwünscht, da die Reibung die Bewegung des Kolbens verlangsamt und zudem sehr starke Federn für die Rückbewegung des Kolbens erfordert. Insbesondere bei Ventilen für elektrische Schalter kommt es aber ganz entscheidend auf sehr kurze Betätigungszeiten der Ventile an.
Die Erfindung bezweckt die Ausbildung eines Ventils mit Antrieb durch einen in einem Zylinder beweglichen, einseitig druckbeaufschlagten Kolben mit Rückstellfeder, um einen reibungsarm geführten Kolben verwenden zu können und trotzdem eine wirksame Abdichtung des Kolbens und des Ventils zu erreichen.
Erfindungsgemäß dient zur Abdichtung des Kolbens ein in an sich bekannter Weise im Zylinder angeordneter Dichtungsring, gegen den die Stirnseite des Kolbens durch das Antriebsmittel gedrückt wird, und ist das Verschlußstück mit einem Hilfskolben verbunden und dieser in einem im Kolben ausgebildeten Zylinderraum angeordnet, der mit der Druckseite des Zylinders in Verbindung steht.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Es ist bekannt, daß man einen Antriebskolben für allgemeine Verwendung dadurch reibungsfrei halten kann, daß er kaum Berührung mit seinem Zylinder hat, dafür aber stirnseitig abgedichtet wird. Bei der Übertragung dieser Bauweise auf ein Ventil tritt aber das Problem der zuverlässigen Abdichtung sowohl des Verschlußstückes als auch des Kolbens auf. Hierfür gibt die bekannte Lösung keine Anregung.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben.
Das dargestellte Ventil besitzt ein Ventilgehäuse 20, ein zu einem ersten Ventilsitz 22 passendes Verschlußstück 21 und ein zu einem zweiten Ventilsitz 24 passendes Verschlußstück 23. Das Verschlußstück 23 ist mit der Kolbenstange 25 eines Antriebskolbens 26 fest verbunden. Das Verschlußstück 21 wird von einer Hülse 27 getragen, die auf der Kolbenstange 25 verschiebbar angeordnet und unten mit einem Hilfskolben 28 verbunden ist. Dieser ist im Antriebskolben 26 beweglich angeordnet und wird in Richtung aufwärts von einer Schraubenfeder 29 beeinflußt. Die gleitende Dichtung zwischen dem Hilfskolben 28 und dem Antriebskolben 26 wird von einem Dichtungsring, z. B. O-Ring 30 gebildet. -Da der Hilfskolben einen sehr kleinen Hub hat und außerdem nicht besonders schnell zu gleiten braucht, kann der Dichtungsring einen hohen Dichtungsdruck gegen die Wand ausüben, an der er entlanggleitet.
Ein Druckraum 31 unter dem Antriebskolben 26 steht durch eine Öffnung 32 in Verbindung mit einer nicht gezeigten Antriebsluftleitung, und ein Raum 33 oberhalb des Antriebskolbens 26 steht durch den Kanal 34 in Verbindung mit der freien Luft. Ein Zylinderraum 35 unter dem Hilfskolben 28 ist mit dem Druckraum 31 verbunden. Eine Schraubenfeder 36 wirkt einer Aufwärtsbewegung des Antriebskolbens 26 entgegen, der in seiner oberen Lage gegen einen Dichtungsring 37 gepreßt wird.
Die Ventilsitze 22 und 24 sind in den Kammern 38 bzw. 39 angeordnet, von denen die Kammer 39 mit einer nicht gezeigten druckluftführenden Leitung und die Kammer 38 mit der freien Luft verbunden ist. An die Kammer 40 wird eine Speiseleitung angeschlossen, die, wenn das Ventil die in der Figur gezeigte Lage einnimmt, mit der freien Luft verbunden ist.
Wenn nun der Druckraum 31 mit Druckluft gefüllt wird, wird der Antriebskolben 26 nach oben getrieben. Diese Bewegung wird von der Luft im Raum 33 gedämpft. In der oberen Endlage des Antriebskolbens 26 ist die Kammer 38 dadurch geschlossen, daß das Verschlußstück 21 federnd gegen den Ventilsitz 22 gepreßt wird, und die Speiseleitung steht mit der druckluftführenden Leitung durch das offene Ventil 23, 24 und die Kammer 39 in Verbindung. Der Druckraum 31 wird gegen den Raum 33 dadurch abgedichtet, daß der Antriebskolben 26 finit einer Dichtungsleiste gegen den Dichtungsring 37 gepreßt wird. Die Federung zwischen dem Verschlußstück 21 und dem Antriebskolben 26 wird von der Feder 29 aufrechterhalten, die jedoch nicht besonders stark ausgeführt Eu sein braucht, da die Druckluft im Zylinderraum 35 unter dein Hilfskolben 28 den Dichtungsdruck des Verschlußstücks 21 gegen den Ventilsitz 22 steigert.
Das Ventil 21,22 wird durch Ablassen der Druckluft aus dem Druckraum 31 geöffnet und das Ventil 23, 24 geschlossen, da der Antriebskolben 26 von der Feder 36 wieder in seine untere Endlage geführt wird.
Der Hilfskolben 28 kann durch eine Membran ersetzt werden, wodurch allerdings der Mechanismus nicht ganz so robust, aber dichter wird.

Claims

Patentansprüche: 1. Ventil mit Antrieb durch einen in einem Zylinder beweglichen, einseitig druckbeaufschlagten Kolben mit Rückstellfeder, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß zur Abdichtung des Kolbens (26) ein in an sich bekannter Weise im Zylinder (20) angeordneter Dichtungsring (37) dient, gegen den die Stirnseite des Kolbens (24) durch das Antriebsdruckmittel gedrückt wird, und daß das Verschlußstück (21) mit einem Hilfskolben (28) verbunden und dieser in einem im Kolben (26) ausgebildeten Zylinderraum (35) angeordnet ist, der mit der Druckseite des Zylinders (20) in Verbindung steht.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Verschlußstück (23) mit dem Kolben (26) fest verbunden und in der Schließstellung des ersten Verschlußstückes (21) geöffnet ist.
3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Verschlußstück (21) über eine oder mehrere Federn (29) vom Kolben (26) an seinem Sitz (22) angepreßt wird.
4. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Verschlußstück (21) mit dem Kolben (26) durch eine Membran verbunden ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 314 523, 831787; deutsche Auslegeschrift Nr. 1085 736; schweizerische Patentschrift Nr. 310 929; französische Patentschrift Nr. 954 080; USA.-Patentschriften Nr. 2 617 444, 2 892 608. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1103 704.