DE1425686B2 - Steuerschieber mit Strömungsverzögerungseinrichtung - Google Patents

Steuerschieber mit Strömungsverzögerungseinrichtung

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DE1425686B2
DE1425686B2 DE19621425686 DE1425686A DE1425686B2 DE 1425686 B2 DE1425686 B2 DE 1425686B2 DE 19621425686 DE19621425686 DE 19621425686 DE 1425686 A DE1425686 A DE 1425686A DE 1425686 B2 DE1425686 B2 DE 1425686B2
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Daniel Bennett Clawson; Brinkel Edwin Paul Royal Oak; Mich. Abbott (V.St.A.)
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Ross Operating Valve Company, Detroit, Mich. (V.St.A.)
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Description

Einlaß nur geringfügig geöffnet ist. Sobald nämlich der Einlaß sich nur um einen geringen Spalt öffnet, gelangt der Raum zwischen den beiden Ringkanten unter den Druck des Druckmittels. Von diesem 5 Moment an wirkt die dem Durchmesserunterschied der beiden Ringkanten entsprechende Druckkraft zusätzlich auf den Schieberkolben. Da der Druck in der Druckkammer konstant bleibt, fliegt der Kolben plötzlich in seine den Durchlaß voll freigebende Endoxyds eine gewisse Zeitspanne vergeht, in welcher die 10 stellung.
in dem zu löschenden Raum befindlichen Personen Bei der entgegengesetzten Verschiebung wird die
den Raum verlassen können. Hierzu strömt nach dem Kammer zwischen den beiden Ringkanten beim an-Öffnen eines Hahnes od. dgl. das Steuermedium über fänglichen öffnen des Auslasses sogleich druckentein enges Röhrchen in einen Meßbehälter. Der Meß- lastet, so daß der Schieberkolben durch den konbehälter steht mit einem Zylinder in Verbindung, in 15 stanten Druck in der Druckkammer beschleunigt in dem ein Kolben gleitet, dessen Kolbenstange an seine den Auslaß voll freigebende Stellung verschoeinem Ventilteller angreift, der auf der gegenüber- ben wird.
liegenden Seite von einer Druckfeder beaufschlagt Vorteilhaft steht die Druckkammer des Schieberist. Sobald der Druck in dem Meßbehälter einen gehäuses mit der Einlaßkammer des von dem Steuerbestimmten Wert erreicht hat, wird der Schieber- 20 schieber zu betätigenden Ventils in Verbindung, kolben verschoben und damit der Ventilteller ent- Ferner kann der Einlaß für die Druckflüssigkeit von gegen der Federkraft von seinem Sitz abgehoben. der Druckkammer selbst gebildet sein. Hierbei steht Das Steuermedium strömt nun durch das geöffnete also der Betätigungszylinder bei geöffnetem Einlaß Ventil in den Betätigungszylinder und verschiebt mit der Einlaßkammer des von dem erfindungsgeeinen darin gleitenden Betätigungskolben, dessen 25 mäßen Steuerschieber zu betätigenden Ventils in Kolbenstange einen Ventilteller von seinem Sitz ab- Verbindung. Als Druckflüssigkeit zur Verschiebung hebt und somit einen Weg für das Löschmittel frei- des Betätigungskolbens dient also die Flüssigkeit in gibt. Der Betätigungszylinder ist dabei mit der Druck- der durch das Ventil zu öffnenden Hauptleitung. Der leitung für das Löschmittel verbunden, so daß der Druck in der Druckkammer ist dabei stets konstant Betätigungskolben beaufschlagt und damit das Ventil 30 gleich dem Druck in der Hauptleitung, geöffnet bleibt, bis das Löschmittel aus seinem Vor- Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist
ratsbehälter ausgeströmt ist. der axiale Abstand zwischen den Ringkanten geringer
Für seinen Zweck ist der vorbeschriebene Steuer- als der axiale Abstand zwischen dem Einlaß und dem schieber geeignet, er ist jedoch dort unbrauchbar, wo Auslaß für die den Betätigungskolben verschiebende nach Ablauf der Verzögerungszeitspanne ein Durch- 35 Druckfüssigkeit.
laß voll geöffnet oder voll geschlossen werden soll. Bei einer besonderen Ausführungsform der Er-
Diesem Stand der Technik gegenüber liegt der Er- findung ist ein Hilfsventil vorgesehen, welches die findung die Aufgabe zugrunde, einen Steuerschieber Steuerkammer bei der Verschiebung des Schieberzu schaffen, der nach Einströmen einer bestimmten kolbens in Richtung auf die Druckkammer mit dem Menge Steuerflüssigkeit, die einer bestimmten Ver- 4° Einlaß und bei Verschiebung des Schieberkolbens in zögerungszeitspanne entspricht, die Strömungsquer- Richtung auf die Steuerkammer mit dem Auslaß schnitte für den Einlaß bzw. den Auslaß eines Druck- verbindet. Hierbei wird also die Steuerkammer von mittels zum Verschieben des Betätigungskolbens dem Druckmittel zur Betätigung des Betätigungsruckartig voll öffnet bzw. voll schließt. kolbens beaufschlagt, sobald der Einlaß für diese
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch 45 Druckflüssigkeit geringfügig geöffnet ist, so daß eine gelöst, daß an dem einen Ende des Schiebergehäuses noch schnellere vollständige Öffnung des Einlasses eine unter konstantem Flüssigkeitsdruck stehende erfolgt. Umgekehrt wird die Steuerkammer mit dem Druckkammer und an dem anderen Ende eine ab- Auslaß für die Druckflüssigkeit verbunden und wechselnd auf Druck oder Auslaß schaltbare Steuer- dadurch beschleunigt entlastet, sobald der Auslaß für kammer vorgesehen sind, daß der Schieberkolben 5° die Druckflüssigkeit nur geringfügig geöffnet ist. zwischen der Druckkammer und er Steuerkammer Vorteilhaft ist das Hilfsventil durch einen Kanal
eine Verengung aufweist, deren auf der Seite mit dem Raum zwischen den Ringkanten und durch der Druckkammer gelegene Ringkante einen größe- einen weiteren Kanal mit der Steuerkammer verren Durchmesser als die auf der Seite der Steuer- bunden, wobei das Hilfsventil zwischen zwei die kammer gelegene Ringkante aufweist, und daß der 55 Kanäle voneinander trennenden Endstellungen in eine Schieberkolben derart hin- und herverschieblich ist, die Kanäle miteinander verbindende Zwischendaß die Ringkanten wechselweise in gegenüber der
Druckkammer bzw. der Steuerkammer verengte Abschnitte der Gehäusebohrung dichtend eintreten
können und dadurch für die Druckflüssigkeit ent- 60
weder ein Auslaß geschlossen und ein Ein'aß ge-
öffnet oder der Auslaß geöffnet und der Einlaß geschlossen wird, wobei der Raum zwischen den Ringkanten mit dem Betätigungszylinder in Verbindung steht.
Bei dieser Ausbildung des Steuerschiebers wird der Schieberkolben beschleunigt in seine den Einlaß voll freigebende Endstellung verschoben, sobald der
stellung verschieblich ist und die Verschiebung in Abhängigkeit ve η der Verschiebung des Steuerkolbens erfolgt.
Die Bewegung des Schieberkolbens bis zum Beginn des öffnens oder Schließens des Einlasses bzw. Auslasses für die den Betätigungkolben beaufschlagende Druckflüssigkeit kann dadurch verzögert werden, daß zwischen einem Steuerhahn und der Steuerkammer 65 eine Strömungsverzögerungsvorrichtung, vorzugsweise, mit einer Drossel, eingeschaltet ist, welche die Strömung wenigstens in einer Richtung verzögert.
Sehr vorteilhaft arbeitet der erfindungsgemäße
3 4
Steuerschieber mit einem Hauptventil zusammen, schließt sich ein Bohrungsabschnitt 42 kleineren dessen zwischen zwei Endstellungen verschiebliches Durchmessers und an diesen ein noch engerer Verschlußstück axial mit dem Betätigungskolben ver- Bohrungsabschnitt 43 an. Letzterer stellt die Verbunden ist. bindung mit dem linken Teil 39 der Gehäusebohrung
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung er- 5 her. Der Schieberkolben 47 trägt an seinem linken
geben sich aus der Beschreibung zweier Ausführungs- Teil eine Dichtung 44, durch die eine Steuerkammer
Beispiele an Hand der Zeichnung. 54 am linken Gehäuseende abgedichtet ist. Ein
F i g. 1 zeigt den erfindungsgemäßen Steuerschieber zweiter Dichtungsring 46 sitzt auf einem innerhalb
in Verbindung mit einem Dreiwege-Hauptventil, des Bohrungsabschnittes 42 befindlichen Teil des
welches mittels des Steuerschiebers nach einer be- ίο Schieberkolbens. Eine dritte Ringdichtung 48 ist auf
stimmten zeitlichen Verzögerung beschleunigt von dem dem Gehäuseteil 43 zugeordneten Abschnitt des
der einen Endstellung in die andere Endstellung ver- Schieberkolbens aufgesetzt. Zwischen den beiden
schieblich ist; Ringdichtungen 48, 46 ist der Steuerschieber verengt.
F i g. 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Steuer- Die Druckkammer 41 steht über Kanäle 58, 57 mit
schieber, der zusätzlich mit einem Hilfsventil versehen 15 der Einlaßkammer 18 des Hauptventils in Ver-
ist, wobei der Zufluß der Steuerflüssigkeit zu dem bindung. Die rechte Stirnfläche des Schieberkolbens
Steuerschieber und der Abfluß der Steuerflüssigkeit 47 wird daher stets von dem Druck in der Haupt-
von dem Schieber zeitlich verzögert sind. leitung beaufschlagt. Der Kanal 59 verbindet den
Der Steuerschieber 11 arbeitet mit einem Haupt- Betätigungszylinder 26 mit dem verengten Bohrungsventil 12 zusammen. Das Gehäuse 14 des Haupt- 20 abschnitt 43, 42. Mit 55 ist der Auslaßkanal für die ventils ist mit einer Einlaßöffnung 15, einer Auslaß- Druckflüssigkeit bezeichnet. Der Bohrungsteil 43 ist öffnung 16 und einem Arbeitsdurchlaß 17 versehen. bedeutend enger als der Bohrungsteil 42.
Die Einlaßöffnung 15 mündet in eine untere Kammer Zur Erklärung der Wirkungsweise sei von der in 18 und die Auslaßöffnung 16 in eine obere Kammer F i g. 1 gezeichneten Stellung ausgegangen. Das 19, während der Arbeitsdurchlaß 17 zu einer Mittel- 25 Hauptventil 12 sperrt den Arbeitsdurchlaß 17 von kammer 21 führt. Der Hauptverschlußkörper 22 der Einlaßkammer 18 ab und verbindet ihn mit der trägt einen Einlaßventilteller 23, der mit einem Auslaßkammer 19. Der Betätigungszylinder 26 ist Ventilsitz zwischen der Einlaßkammer 18 und der über den Kanal 59 mit dem verengten Ringraum Mittelkammer 21 zusammenarbeitet, und einen zwischen den beiden Dichtungen 48,46 verbunden. Ventilteller 24, dem ein Ventilsitz zwischen Mittel- 30 Das Steuerventil ist auf Auslaß geschaltet, so daß der kammer und Auslaßkammer entspricht. Am oberen Schieberkolben 47 unter dem Druck in der Druck-Ende des Verschlußkörpers 22 ist ein Betätigungs- kammer 41 nach links verschoben ist. In dieser kolben 25 vorgesehen, der in einem Betätigungs- Stellung steht der Auslaß 55 für die Druckflüssigkeit zylinder 26 verschiebbar ist. Die Schraubenfeder 27 mit der verengten Kammer 43 in Verbindung,
sucht den Verschlußkörper 22 nach oben in der den 35 Beim Umschalten des Steuerventils 32 baut sich in Arbeitsdurchlaß 17 von der Einlaßöffnung trennenden der Steuerkammer 54 mit der von der Drosselstelle 29 und mit dem Auslaß 16 verbindenden Stellung zu bestimmten Geschwindigkeit ein Druck auf. Hierhalten, durch wird der Schieberkolben 47 nach rechts ver-
Die Einlaßkammer 18 steht während des Zeit- schoben, wodurch der Auslaß 55 durch die Dichtung
raumes, den der Ventilkörper 22 zum Umschalten 40 48 zunächst vom Arbeitszylinder 25 getrennt wird,
zwischen seiner Einlaß- und Auslaßstellung benötigt, Gleich darauf tritt die Dichtung 46 aus der verengten
mit der Auslaßkammer 19 in Verbindung. Um den Bohrung 42 heraus und gibt den Durchfluß von der
Druckabfall und die erhöhte Erosion während des Druckkammer 41 über die verengte Kammer 42, den
Umschältens zwischen beiden Endstellungen zu ver- Kanal 59 zu dem Betätigungszylinder 26 frei. Im
meiden bzw. zu vermindern, soll das Hauptventil so 45 Moment des Austretens der Dichtung 46 aus dem
schnell wie möglich umgeschaltet werden. verengten Bohrungsabschnitt 42 gleicht sich der
Die Umschaltung soll aber erst eine bestimmte Druck zwischen der Druckkammer 41 und der verZeitspanne nach der Verstellung eines Steuerventils 32 engten Kammer zwischen den beiden Ringdichtungen erfolgen. Zu diesem Zweck ist in die Steuerleitung 46, 48 aus. Hierdurch wirkt eine dem Durchmesser-31, 33, 34 zu dem Steuerschieber eine Zeitverzöge- 50 unterschied zwischen dem Bohrungsabschnitt 42 und rungseinrichtung 13 eingeschaltet, welche eine ver- dem Bohrungsabschnitt 43 entsprechende Kraft zustellbare Drossel 29 und parallel zu dieser ein Rück- sätzlich auf den Schieberkolben. Hierdurch wird der schlagventil 28 enthält. Das Rückschlagventil 28 Schieberkolben beschleunigt in seine den Einlaßöffnet sich nur für den Rückfluß der Steuerflüssigkeit. querschnitt völlig freigebende rechte Endstellung
Würde die Steuerleitung 33 unmittelbar in den 55 verschoben.
Betätigungszylinder 26 münden, so würde die Ver- Beim Umschalten des Steuerventils 32 auf Auslaß Schiebung des Betätigungskolbens und damit des wird die Steuerkammer 54 druckentlastet, so daß der Hauptverschlußstückes 22 entsprechend langsam Schieberkolben 47 unter dem Druck in der Druckverlaufen. Um nach einer durch die Verzögerung- kammer 41 nach links verschoben wird. Hierbei wird einrichtung 13 bewirkten Verzögerung ein schnelles 60 zunächst durch die Ringdichtung 46 der Zufluß der Umschalten zu bewirken, ist der erfindungsgmäße Druckflüssigkeit abgesperrt und sodann der Auslaß 55 Steuerschieber 11 zwischengeschaltet. In der Bohrung geöffnet. Sobald die verengte Kammer 43, 42 druckdes Schiebergehäuses ist ein Schieberkolben 47 ver- entlastet ist, fällt die von der Durchmesserdifferenz schieblich. Zur Erleichterung des Zusammenbaus zwischen dem Abschnitt 42,43 herrührende, nach kann der Schieberkolben 47 aus zwei voneinander 65 rechts wirkende Druckkraft fort, so daß der Auslaß trennbaren Teilen bestehen, die von getrennten Enden beschleunigt vollständig geöffnet wird,
her in die Bchrungsabschnitte 39,41 eingebracht In analoger Weise läßt sich der Steuerschieber werden. An den rechten Bohrungsabschnitt 41 auch so betreiben, daß das Ausströmen der Steuer-
flüssigkeit aus der Steuerkammer 54 durch die Drossel 29 verzögert wird. Bei der Ausbildung nach F i g. 2 ist der Steuerschieber mit einem Hilfsventil 61 versehen. Diese Ausführungsform ist für solche Anlagen bestimmt, bei denen die Steuerflüssigkeit sowohl beim Einströmen in die Steuerkammer 54 als auch beim Ausströmen aus der Steuerkammer 54 durch eine verzögernde Drosselstelle 29, 29 α strömt. Hierzu sind zu den beiden Drosseln 29, 29 α zwei Rückschlagventile in der Zeitverzögerungseinrichtung 13, 62 angeordnet, von denen das eine den Zufluß und das anderen den Rückfluß der Steuerflüssigkeit sperrt.
Das Hilfsventil 61 besteht aus einem Ventilkörper 63, dessen Bohrung 64 quer zu der Schieberbohrung 38 verläuft. Ein Kanal 65 verbindet das Hilfsventil mit der Zuleitung 53 für die Steuerflüssigkeit. Eine Ringkammer 66 des Ventilkörpers 63 ist durch Dichtungsringe 67, 68 abgedichtet. Ein Ventilschaft 71 ist in der Bohrung 64 verschiebbar. Auf das untere Ende des Schaftes 71 ist ein Ventilteller 72 aufgesetzt, der sich in einer Durchgangskammer 73 befindet. Die Kammer 73 ist über eine Bohrung 76 mit dem verengten Raum 42, 43 des Schiebers verbunden. Das Tellerventil 72 ist zwischen einem oberen Sitz 81 und einem unteren Sitz 75 verschieblich. Auf den Ventilschaft 71 ist innerhalb der Bohrung 64 eine Dichtung 78 aufgesetzt.
Für die Erläuterung der Wirkungsweise der Ausführungsform nach F i g. 2 sei von dem Ausgangszustand ausgegangenen, in dem das Steuerventil 32 auf Auslaß geschaltet und demnach der Schieberkolben 47 nach links gestellt ist. Der Ventilteller 72 des Hilfsventil liegt dabei auf seinem unteren Ventilsitz 75 auf. Wird das Steuerventil 32 nunmehr auf Druck umgestellt, wird in der Steuerkammer 54 und gleichzeitig in der Kammer 79 des Hilfsventils 61 ein zunehmender Druck aufgebaut. Der Ventilteller 72 verbleibt dabei in seiner unteren Lage. Sobald sich jedoch der Auslaß 55 für die Druckflüssigkeit schließt und gleich darauf der Einlaß 38 öffnet, wird der Ventilteller 72 durch den in der verengten Bohrung 43, 42 entstehenden Druck von seinem unteren Sitz 75 abgehoben. Dabei pflanzt sich der Druck in der verengten Kammer 42, 43 über die Ventilkammer 79, den Ringraum 66 und die Kanäle 65,53 bis zur Steuerkammer 54 fort. Hierdurch wird eine weitere Beschleunigung der öffnung des Einlasses 38 erreicht. Sobald der Ventilteller 72 des Hilfsventils 61 seinen oberen Sitz 81 erreicht hat, ist die Steuerkammer 54 gegenüber dem Einlaß wieder abgedichtet.
Beim Umschalten des Steuerventils 32 auf Auslaß fällt der Druck in der Steuerkammer 54 allmählich ab, wodurch sich der Schieberkolben 47 nach links verschiebt. Sobald die Dichtung 48 aus der Bohrung 43 austritt, fällt der Druck in der verengten Kammer 42, 43 und damit auch in der Kammer 73 des Hilfsventils 61 ab. Unter der Wirkung der Feder 77 wird daher der Ventilteller 72 nach unten verschoben. Während der Dauer dieser Verschiebung steht die Steuerkammer 54 über das Hilfsventil 61 mit dem Auslaß 55 in Verbindung. Der Schieberkolben wird also schneller in seine linke Ausgangslage verschoben und die Steuerkammer 54 vollständig entlüftet. Bei der erneuten Zuführung von Steuermedium zu der Steuerkammer 54 muß der Druck wieder vom Nullwert aus aufgebaut werden. Durch das Hilfsventil 61 wird somit erreicht, daß bei jedem Arbeitsspiel vom gleichen Druck in der Steuerkammer 54 ausgegangen wird, so daß bei jedem Arbeitsspiel die gleiche zeitliche Verzögerung zwischen Umschalten des Steuerventils 32 und dem Umschalten des Hauptventils 12 erhalten bleibt.

Claims (8)

Patentansprüche:
1. Steuerschieber, dessen von einer abgemessenen Menge Steuermedium verschieblicher Schieberkolben einen Durchlaß für ein einen Betätigungskolben beaufschlagendes Druckmittel öffnet, dadurch gekennzeichnet, daß an dem einen Ende des Schiebergehäuses eine unter konstantem Flüssigkeitsdruck stehende Druckkammer (41) und an dem anderen Ende eine abwechselnd auf Druck oder Auslaß schaltbare Steuerkammer (54) vorgesehen sind, daß der Schieberkolben (47) zwischen der Druckkammer (41) und der Steuerkammer (54) eine Verengung (37) aufweist, deren auf der Seite der Druckkammer (41) gelegene Ringkante (46) einen größeren Durchmesser als die auf der Seite der Steuerkammer (54) gelegene Ringkante (48) aufweist, und daß der Schieberkolben (47) derart hin- und herverschieblich ist, daß die Ringkanten (46, 48) wechselweise in gegenüber der Druckkammer (41) bzw. der Steuerkammer (54) verengte Abschnitte (42, 43) der Gehäusebohrung dichtend eintreten können und dadurch für die Druckflüssigkeit entweder ein Auslaß (55) geschlossen und ein Einlaß (38) geöffnet oder der Einlaß (38) geschlossen und der Auslaß (55) geöffnet wird, wobei der Raum zwischen den Ringkanten mit dem Betätigungszylinder (25) in Verbindung steht.
2. Steuerschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (41) des Schiebergehäuses mit der Einlaßkammer (18) des zu betätigenden Ventils in Verbindung steht.
3. Steuerschieber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (38) für die Druckflüssigkeit von der Druckkammer (41) gebildet ist.
4. Steuerschieber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Abstand zwischen den Ringkanten (46,48) geringer als der axiale Abstand zwischen dem Einlaß (38) und dem Auslaß (55) für die Druckflüssigkeit ist.
5. Steuerschieber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hilfsventil (61) vorgesehen ist, welches die Steuerkammer (54) bei der Verschiebung des Schieberkolbens (47) in Richtung auf die Druckkammer (41) mit dem Einlaß (38) und bei Verschiebung des Schieberkolbens (47) in Richtung auf die Steuerkammer (54) mit dem Auslaß (55) verbindet.
6. Steuerschieber nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsventil (61) durch einen Kanal (76) mit dem Raum zwischen den Ringkanten (46, 48) und durch einen weiteren Kanal (65) mit der Steuerkammer (54) verbunden ist und daß das Ventil zwischen zwei die Kanäle (65,76) voneinander trennenden Endstellungen in eine die Kanäle miteinander verbindene
Zwischenstellung verschieblich ist, wobei die Verschiebung in Abhängigkeit von der Verschiebung des Schieberkolbens (47) erfclgt.
7. Steuerschieber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem Steuerhahn (32) und der Steuerkammer (54) eine Strömungsverzögerungseinrichtung, vorzugsweise mit einer Drossel (29),
eingeschaltet ist, welche die Strömung wenigstens in einer Richtung verzögert.
8. Steuerschieber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem Hauptventil zusammenarbeitet, dessen zwischen zwei Endstellungen verschiebliches Verschlußstück axial mit dem Betätigungskolben (25) verbunden ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
009 551/92
DE19621425686 1961-11-27 1962-10-23 Steuerschieber mit Strömungsverzögerungseinrichtung Pending DE1425686B2 (de)

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