DE1901861A1

DE1901861A1 - Steuerventil

Info

Publication number: DE1901861A1
Application number: DE19691901861
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Einar Skappel
Original assignee: Raufoss Ammunisjonsfabrikker AS
Current assignee: Raufoss Ammunisjonsfabrikker AS
Priority date: 1968-01-11
Filing date: 1969-01-13
Publication date: 1969-09-11
Also published as: DK141538C; JPS4835966B1; GB1260351A; NL6900470A; US3648721A; SE353210B; NL162189B; DE1901861B2; DE1901861C3; FR2000155A1; NL162189C; DK141538B

Description

Häufoss Ammunis jonsfabbriker, üaufoss / Norwegen

Steuerventil

Die vorliegende Erfindung: bezieht sich auf ein Steuerventil, bestehend aus einem an einem Ende mit einem Ventilkopf verschlossenen, am anderen Ende eine Einlaßöffnung aufweisenden Ventilkörper, in welchem eine Stufenbohrung angeordnet ist, wobei einerseits an der Übergangsstelle des Bohrabschnittes kleineren Durchmessers und der Einlaßöffnung ein Ventilsitz angeordnet ist, andererseits von diesem Bohrabschnitt kleineren Durchmessers ein Auslaßkanal abzweigt, und einem innerhalb der Stufenbohrung verschiebbar gelagerten Stufenkolben, der an seinem Ende ein Ventil für den Abschluß des Ventilsitzes aufweist.

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Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein neuartiges Steuerventil zu schaffen, das automatisch die Strömung insbesondere einer Flüssigkeit in Abhängigkeit ihres Druckes steuert, ohne daß beim Öffnen und. Schließen des Ventils "Wasserstöße" auftreten.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß von dem Bohrabschnitt kleineren Durchmessers bis zum Bohrabschnitt größeren Durchmessers ein Verbindungskanal vorgesehen ist, und daß der Bohrabschnitt größeren Durehmessers mit einem Drucksteuerelement in Verbindung steht.

Derartige Steuerventile können vorzugsweise zum Steuern größerer Systeme - beispielsweise zur Aufrechterhaltung eines bestimmten Flüssigkeitniveaus in großen Behältern verwendet werden. Das erfindungsgemäße Steuerventil kann jedoch ebenfalls in sehr vorteilhafter V/eise zum Steuern eines eine beliebige Flüssigkeit versprühenden Wassersprühers in Garten, Parks, Plantagen usw. verwendet werden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sollen im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben werden, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen ist. Es zeigen:

Fig. 1 eine Längsschnittansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuerventils; und

Fig. 2 eine in verkleinertem Maßstab dargestellte Rchnittansicht einer zweiten Ausführungsform rles erfindungsgemäßen Steuerventils.

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Irrt folgenden soll auf Pie:· I der Zeichnung Bezug genommen werden, die einen Ventilkörper 1 darstellt, der mittels eines Ventilkopfes 2 an einem Ende abgeschlossen ist. Am gegenüberliegenden Ende weist der Ventilkörper 1 eine Einlaßöffnung 3 auf. Innerhalb des Ventilkörpers 1 ist eine Stufenbohrung b, 9 vorgesehen, wobei der Bohrabschnitt k kleineren Durchmessers im Bereich der Einlaßöffnung 3 angeordnet ist. An der Übergangsstelle zwischen dem Bohrungsabschnitt ^ und der Einlaßöffnung ist ein Ventilsitz 5 vorgesehen. Auf der Einlaßseite weist der Ventilkörper 1 einen Plansch 6 bzw. ein Rohrgewinde 7 für den Anschluß einer nicht gezeigten Flüssigkeitsleitung bzw. eines Kupplungsstückes mit einem Schlauch auf. Der Ventilkopf 2 ist mittels nicht gezeigter Schrauben und dazwischengelegter Abdichtungselemente bzw. beliebiger anderer Verbindungselemente mit dem Ventilkörper 1 verbunden.

Der Ventilkörper 1 weist einen einstückig davon angesetzten Auslaßkanal 8 auf, der von dem Bohrabschnitt ^ kleineren Durchmessers abzweigt und einen spitzen Winkel mit der Längsache des Ventilkörpers 1 bildet. Ahnlich wie die Einlaßöffnung 3 ist auch der Auslaßkanal 8 mit einem Flansch bzw. einem nicht abgestellten Innengewinde für den Anschluß einer Rohrleitung versehen. In axialer Übereinstimmung mit dem Bohrabschnitt b kleineren Durchmessers weist der Vehtilkörper 1 einenBohrabschnitt 9 größeren Durchmessers auf, der sich von dem Bohrabschnitt 4· in Dichtung des Ventilkopfes 2 erstreckt. In der durch die BohrpbFchnitte 4, 9 gebildeten Stufenbohrunp: ist ein axial verschiebbarer Stufenkolben 10 mit einem an seinem Ende ange-Ventil 11 angeordnet, wobei das Ventil 11 bei

Ventil auf dem Ventilsitz 5 zu liegen kommt, jm Bereich dr-r kleineren und p-rößeren Durchmesserabschnitte '^f St-.ufenkolbens 10 sind entsprechende Abdichtungen 12,

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vorgesehen, die wahlweise einen integralen Teil des Stufenkolben 10 bilden können oder geeignete, in Ausnehmungen des Stufenkolbens 10 eingesetzte Abdichtungsringe sein können.

Der Stufenkolben 10 weist einen axial durch denselben verlaufenden Verbindungskanal 1*4·.auf, durch welchen die beiden Bohrabschnitte *+·, 9 miteinander verbunden sind. Der als Drosselventil dienende Verbindungskanal 1Λ kann ein nicht dargestelltes Filter mit vorgegebener Drosselwirkung enthalten. Damit der Stufenkolben 10 frei innerhalb der Stufenbohrung k, 9 des Ventilkörpers 1 gleiten kann', ist die auf der linken Seite des Bohrabschnittes 9 liegende Kammer über einen Entlüftungskanal 15 niit der Außenseite verbunden.

Vorzugsweise ist ein Verbindungskani 16 vorgesehen, der von dem im Bereich des Ventilkörpers 2 liegenden Tei]/&es Bohrabsohnittes 9 zu dem Auslaßkanal 8 führt und etwa Im rechten Winkel dort einmündet.

Bei Verwendung der oben beschriebenen Ausführungsform als automatisches Steuerventil in Zuführsystemen wird durch den Druck der Flüssigkeit - d.h. genauer durch den Druck der durch das Ventil fließenden Flüssigkeit - eine Ventilbetätigung erreicht. In diesem Fall arbeitet das oben beschriebene Steuerventil wie folgt:

Die Flüssigkeit gelangt durch die Einlaßöffnung 3 i*¹ das Steuerventil. Da im rückwärtigen Teil des Bohrabschnittes 9 kein Gegendruck vorhanden ist, öffnet eich dasselbe» indem der Stufenkolben 10 in Sichtung des Ventilkopfes 2 gedrückt wird. In diesem Zusammenhang sei bemerkt, daß die die größte Oberfläche aufweisende rückwärtige Seite des Stifenkolbens 10 mehrere Nasen 19 aufweist, die in der offenen Position ein Verschließen des Verbinduögskanals 16 durch den Stufenkolben 10

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verhindern. In der offenen Position des Steuerventils strömt die Flüssigkeit einerseits direkt in den Auslaßkanal 8, andererseits durch den Verbindungskanal 1Λ in den rückwärtigen Teil des Bohrabschnittes 9 und von dort durch den Verbindungskanal l6 zu dem Auslaßkanal 8.

Bei dieser sehr einfachen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuerventils wird der Stufenkolben 10 durch die in den Einlaß- und Auslaßleitungen vorhandenen Drücke betätigt, wobei das Ventil in seine geschlossene Position gelangt, wenn der innerhalb des Auslaßkanals 8 herrschende Druck ansteigt und damit den in dem Verbindungskanal 16 herrschenden statischen Druck erhöht. Demzufolge kann diese Ausführungsform der Erfindung beispielsweise innerhalb von Wasserleitungsund anderen Systemen mit Flüssigkeiten verwendet werden, bei welchen ein bestimmtes Flüssigkeitsniveau in einem Reservoir aufrechterhalten werden soll, wobei ein Verschluß des Ventils eintritt, sobald eine bestimmte Flüssigkeitshöhe erreicht ist.

Zum Zwecke der Instandhaltung und zur Erzielung einer von Hand aus betätigten Steuerung kann das erfindungsgemäße Steuerventil mit einem Sperrventil 37 versehen sein, das mittels eines Handrades 18 von Hand betätigbar ist, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist. Es ist jedoch einleuchtend, daß dieses Hilfsventil 17 auf verschiedene Arten - beispielsweise mittels eines Schwimmers oder einer ferngesteuerten Tauchspule - betatigbar sein kann.

Im folgenden soll auf Fig. 2 Bezug genommen werden, die eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuerventils darstellt. Das Steuerventil besteht im wesentlichen ebenfalls aus den oben bereits beschriebenen EIe-

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menten, wobei jedoch bei dieser Ausführungsform der Ventilkopf 2 für die Aufnahme eines zusätzlichen Nadelventils ausgebildet ist. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, eine automatische Bewässerung bzw. Besprühung von Gärten, Parks, Plantagen usw. mit einer beliebigen Flüssigkeit durchzuführen.

Entsprechend Fig. 2 weist das erfindungsgemäße Steuerventil einen Ventilkörper 1 auf, der mit derselben Stuf er, bohrung b, 9, einem darin gleitenden Stufenkolben 10, einer Einlaßöffnung 3 und einem Auslaßkanal 8 versehen ist, wobei die Ein- und Auslässe vorzugsweise mit Innengewinden für
den Anschluß nicht gezeigter Schlauchkupplungen versehen ist.

Bei dieser Ausführungsform ist der Zylinderkopf 2 mit
einem Kanal 20 versehen, der den rückwärtigen Teil des
Bohrabschnittes 9 mit einer innerhalb des Ventilkopfes 2 angeordneten Kammer 21 verbindet. Im Bereich des Kanals 20 ist ein Nadelventil 22 vorgesehen, das einen Verschluß dieses Kanals 20 bewirken kann. Die Kammer 21 steht mit einem Auslaß.-kanal 23 und dieser wiederum mit einem Auslaßrohr 2k- in Verbindung, durch welches die innerhalb der Kammer 21 vorhandene Flüssigkeit abgelassen wird. An einem an dem Ventilkopf 2 befestigten Doppelbacken 25 ist ein zwei Flüssigkeitsauffangbereiche 27, 28 aufweisender Schwenkkübel 26 gelagert, wobei eine Verschwenkung entsprechend dem Pfeil von Fig. 2 möglich ist. In der gegen den Uhrzeigersinn verschwenkten Position
des Schwebkkübels 27 betätigt ein zwischen den beiden Bereichen 27, 28 vorhandenes Element 29 das Nadelventil 22, wodurch der Kanal 20 geschlossen wird. Am Ventilkopf 2 ist
ferner eine Regulierschraube 30 vorgesehen, wodurch die Ausflußmenge der durch das Auslaßrohr 2k strömenden Flüssigkeit eingestellt werden kann. Eine weitere, unterhalb des
Schwenkkübels 26 vorgesehene Einstelleinrichtung besteht aus einem mit einer Gewindebohrung versehenen Ansatz 31, in wel-

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ehern ein als Gewindebolzen ausgebildetes Ausgleichsgewicht eingeschraubt ist, das eine Gewichts justierung des Schwenkkübels 26 ermöglicht. Der Schwenkkübel 26 ist derart ausgebildet, daß jeweils der abgesenkte Flüssigkeitsauffangbereich 27» 28 sich entleert. Das Nadelventil 22 besteht aus einem zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position verschiebbaren Nadelstift, der durch das Element 29 des Schwenkkübels 26 betätigbar ist.

Die Punktionsweise dieser zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuerventils ist wie folgt.

Es sei angenoneen, daß das Nadelventil 22 in seiner offenen Position sieh befindet, d.h. der Schwenkkübel 26 gegen den Uhrzeigersinn verschwenkt ist. Die durch die Einlaßöffnung 3 eintretende Flüssigkeit drückt gegen den Kolben 10 und fließt gleichzeitig durch den Verbindungskanal 14· in den hinteren Bereich des Bohrabschnittes 9 und von dort durch den Kanal 20 in die Kamer 21. Von dort strömt sie durch den Auslaökanal 23 und das Auslaßrohr 24 in den Bereich 27 des Schwenkkübels 26. Es ist einleuchtend, daß der vorne an dem Stufenkolben 10 auftretende Flüssigkeitsdruck anfänglich größer als der hinten an dem Stufenkolben 10 angreifende Druck ist, so daß das Hauptventil 5» H wie in Fig. 1 dargestellt, geöffnet ist. In dieser Position des Steuerventils strömt die Flüssigkeit unbehindert von der an eine Flüssigkeitsquelle angeschlossenen Einlaßöffnung 3 in d.en Auslaßkanal 8, der mit einen Schlauch und einem daran angeschlossenen Berieselungs- bzw. Sprühgerät verbunden ist.

Die durch den Verbindungskanal 14· und die verschiedenen KanHle innerhalb des !Zylinderkopfes 2 strömende Flüssigkeit tropft in den Bereich 27 des Schwenkkübels 26 und füllt denselben langsam auf. Dabei wandert der Schwerpunkt des Schwenk-

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kübels 26 über den Lagerpunkt 33 hinaus. Der Schwenkkübel ist dabei so ausgebildet, daß derselbe in die in Fig. 2 dargestellte, im Uhrzeigersinn verschwenkte Position gelangt, wenn der Flüssigkeitsauffangbereich 27 nahezu gefüllt ist. Durch diese Schwenkbewegung wird das Nadelventil 22 geschlossen. Sobald das Nadelventil 22 geschlossen-ist, baut sich der innerhalb des hinteren Bereiches des Bohrungsabschnittes 9 herrschende Flüssigkeitsdruck auf, so daß sich der Stufenkolben 10 verschiebt und das Hauptventil 5_f H abschließt. In der im Uhrzeigersinn verschwenkten, in Fig. 2 dargestellten Position des Schwenkkübels 26 fließt die in dem Bereich vorhandene Flüssigkeitsmenge zum größten Teil über die Kante 3^ ab, wobei Jedoch die in diesem Bereich 27 verbleibende Flüssigkeitsmenge groß genug ist, um den Schwenkkübel 26 in dieser Position zu erhalten, bei welcher der Kanal 20 durch das Nadelventil 22 abgeschlossen ist. Die in dem Bereich 27 verbleibende Flüssigkeitsmenge beginnt daraufhin langsam zu verdampfen, wobei die Verdampfungsgeschwindigkeit in etwa der des Bodens bzw. der besprühten Gegenstände entspricht. Der Schwenkkübel 26 ist dabei so ausgebildet, daß Regen und andere Niederschläge in den Bereich 27 hineirfellen können, wodurch ein Verschwenken des Schwenkkübels 27 verhindert bzw.

wenn
verzögert wird,/das erfindunesgemäße Steuerventil beispeils-

weise zum Besprühen von Grünaiagen verwendet wird.

Solange Flüssigkeit aus dem Bereich 27 verdampft, befindet sich der Schwenkkübel 27 in seiner in Fig. 2 dargestellten Position. Sobald das Gewicht der innerhalb des Bereiches 27 vorhandenen Flüssigkeit derart abgenommen hat, daß eine geringfügige Verschwenkung der Gefäßstruktur 26 stattfindet, öffnet sich das Nadelventil 22 ein wenig, wodurch Flüssigkeit in das Auslaßrohr 2k gelangt und von dort in den Bereich 28 des Schwenkkübels 26 fällt. Dies erzeugt ein Gegengewicht, so daß das Verschwenken des Schwenkkübels 26 be-

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schleunigt wird. Sobald eine vollkommene Verschwenkung stattgefunden hat, fließt die in dem Bereich 28 des Schwenkkübels

26 vorhandene Flüssigkeit ab und das Nadelventil 22 öffnet sich vollkommen. Der Stufenkolben 10 gelangt somit in seine offene Position, so daß Flüssigkeit frei in den Auslaßkanal 8 fließen kann. Es sei bemerkt, daß beim Verschieben des Stufenkolbens 10 in eine der beiden Sichtungen der im vorderen Bereich des Bohrabschnittes 9 herrschende Druck sich praktisch nicht verändert, da dieser vordere Bereich des Bohrabschnittes über den Lüftungskanal-15 mit der Außenatmosphäre verbunden ist.

Es ergibt sich, daß die Zeit zum Füllendes Schwenkkübels

27 bei gegen den Uhrzeigersinn verschwenktem Zustand mittels der Einstellschraube 30 eingestellt werden kann, wobei diese Zeit der Berieselungszeit entspricht. Es sei ferner bemerkt, daß das zwischen, den Sprühperioden auftretende,Intervall durch Einsteilung des Ausgleichsgewichtes 32 eingestellt werden kann, da durch das Vor- und ZurückschUruben

dieses Ausgleichsgewichtes 32 ein zusätzliches Drehmoment erzeugt werden kann, wodurch das Drehmoment, das durch das Gewicht der innerhalb des Gefäßes 27 vorhandenen Flüssigkeit erzeugt wird, erhöht bzw. erniedrigt wird, solange der Schwenkkübel 26 in der in Fig. 2 dargestellten verschwenkten Position sich befindet. Dadurch kann die Menge der Flüssigkeit reguliert werden, welche verdampfen muß, bevor der Schwenkkübel 26 sich erneut gegen den Uhrzeigersinn verschwenkt.

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Claims

- ίο _ Patentansprüche

1. Steuerventil, bestehend aus einem an einem Ende mit einem Ventilkopf verschlossenen, am anderen Ende eine Einlaßöffnung aufweisenden Ventilkörper, in welchem eine Stufenbohrung; angeordnet ist, wobei einerseits an der Übergangsstelle des Bohrabschnittes kleineren Durchmessers und der Einlaßöffnung ein Ventilsitz angeordnet ist, andererseits von diesem Bohrabschnitt kleineren Durchmessers ein Auslaßkanal abzweigt, und einem innerhalb der Stufenbohrung verschiebbar gelagerten Stufenkolben, der an seinem Ende ein Ventil für den Abschluß des Ventilsitzes aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Bohrabschnitt (H-) kleineren Durchmessers bis zum Bohrabschnitt (9) größeren Durchmessers ein Verbindungskanal (14) vorgesehen ist, und daß der Bohrab-schnitt (9) größeren Durchmessers mit einem Drucksteuerelement (l6, 22) in Verbindung steht.

2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der zwischen den beiden Bohrabschnitten (^, 9) vorhandene Verbindungskanal Cl¹J-) durch eine Axialbohrung des Stufenkolbens (10) gebildet ist.

3. Steuerventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Verbindungskanal (ΐΛ) eine Verengung aufweist.

k. Steuerventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal (I¹)-) ein eine Drosselwirkung· ergebendes Filter aufweist.

5. Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das Druck-

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steuerelement ein mit dem Auslaßkanal (8) in Verbindung stehender Verbindungskanal (16) ist.

6. Steuerventil nach Anspruch 5» dadurch gekennzei chnet, daß der Verbindungskanal (16) rechtwinkelig in den Auslaßkanal (8) mündet.

7. Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 bis ^, dadurch gekennzeichnet , daß das Drucksteuerelement ein einen Kanal (20) verschließendes Nadelventil (22) ist, das durch einen mit einem Flüssigkeitsauffangbereich (27) versehenen Schwenkkübel (26) betätigt ist, und daß der Kanal (20) mit einem Auslaßrohr (24-) verbunden ist, der oberhalb des Schwenkkübels (26) mündet.

8. Steuerventil nach Anspruch 7_t dadurch gekennzeichnet , daß eine Regulierschraube (30) vorgesehen ist, durch welche die aus dem Auslaßrohr (2^) ausströmende Flüssigkeitsmenge einstellbar ist.

9. Steuerventil nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet , daß an dem Schwenkkübel (26) ein das Kippdrehmoment beeinflussendes einstellbares Ausgleichsgewicht (32) vorgesehen ist.

10. Steuerventil nach Anspruch 7 oder 9, dadurch gekennzeichnet , daß-der Schwenkkübel (26) bei gefülltem Flüssigkeitsauffangbereich (27) sich verschwenkt, wobei die Flüssigkeit über die Kante (3*0 des Flüssigkeitsbereiches (27) abrinnt und eine Betätigung des Nadelventils (22) unter Verschluß des Kanals (20) erfolgt.

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ORIGINAL INSPECTED

11. Steuerventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß bei betätigtem Nadelventil (22) eine geringe Flussigkeitsrestmenge innerhalb des Flüssigkeitsauffangbereiches (27) verbleibt, und daß ein erneutes Verschwenken des Schwenkkübels (26) in Abhängigkeit der Verdampfung der Flüssigkeitsrestmenge erfolgt.

12. Steuerventil nach Anspruch 10 oder 11, dadurch g e kennzeichnet , daß der Schwenkkübel (26) einen weiteren Flüssigkeitsauffangbereich (28) aufweist, der bei betätigtem Nadelventil (22) im Tropfbereich d.es Auslaßrohres liegt.

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