DE3136535C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein als Rohrbruchsicherung dienen­ des Ventil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to serve as a pipe rupture protection of the valve according to the preamble of claim 1.

die Rohrbruchsicherung ist ein Ventil, das bei Leitungs­ bruch ungewünschte Bewegungen eines unter Last stehenden Verbrauchers, nämlich eines Arbeitszylinders, verhindert. Solche Ventile werden deshalb in unmittelbarer Nähe des zu sichernden Gerätes angeschlossen. Es sind mehrere Bau­ formen bekannt. Beispielsweise kann das aus dem Verbraucher in die Leitung abfließende Strömungsmittel eine Venturi- Düse durchströmen. Übersteigt die Druckdifferenz an der Düse einen vorbestimmten Wert, so wird ein Ventil­ kegel auf den Ventilsitz gedrückt und verschließt den Durchgangsquerschnitt. Solche Ventile schließen sehr rasch, so daß unerwünscht hohe Verzögerungen in der Bewegung des Gerätes auftreten können.The pipe rupture safety device is a valve that is used in line break unwanted movements of a person under load Consumer, namely a working cylinder prevented. Such valves are therefore in the immediate vicinity of the device to be secured. There are several construction known shapes. For example, from the consumer fluids flowing into the line a Venturi Flow through the nozzle. Exceeds the pressure difference the nozzle a predetermined value, then a valve cone pressed onto the valve seat and closes the Passage cross-section. Such valves close very quickly, so that undesirably high delays in the movement of the Device can occur.

Ferner ist bei einer bekannten Rohrbruchsicherung in der Zuleitung zum Verbraucher ein Rückschlagventil mit einem Kolben angeordnet, der zum Öffnen des Rückschlagventils von einem Umschaltventil mit dem Verbraucherdruck beauf­ schlagt ist. Soll bei einem Rohrbruch das Rückschlagventil schließen, so schaltet das Umschaltventil - ausgelöst von einem Strömungswächter - um und verbindet den Steuerraum für den Kolben des Umschaltventils mit dem Tank. Dabei ist aber die Schließbewegung des Rückschlagventils vom Tankdruck abhängig. Furthermore, in a known pipe rupture protection in the A check valve with a supply line to the consumer Piston arranged to open the check valve from a changeover valve with the consumer pressure strikes. Should the check valve be used in the event of a pipe break close, the changeover valve switches - triggered by a flow switch - around and connects the control room for the piston of the changeover valve with the tank. Here but is the closing movement of the check valve from Tank pressure dependent.  

Es sind auch Ventile bekannt, bei denen bei einem Lei­ tungsbruch ein sanftes Verzögern der Last erfolgt (Behringer). Hierzu wird der Schließkolben, der den Durchgangsquerschnitt zwischen dem Verbraucher und der Leitung im Falle eines Leitungsbruches verschließt, hydraulisch angesteuert. Hierzu muß ein Steuerdruck vor­ handen sein, wie es bei einem doppeltwirkenden Arbeits­ zylinder der Fall ist. Außerdem erfolgt bei dem bekann­ ten Ventil die verzögerte Schließbewegung über den gesamten Hubbereich des Schließkolbens. Bei einer anderen bekannten Rohrbruchsicherung (DE-OS 26 39 225) ist zur Dämpfung der Schließbewegung ein eigener Dämpf­ kolben vorgesehen, der während der restlichen Schließ­ bewegung des die zu sichernde Leitung absperrenden Ventilkolbens Druckmittel über eine Drossel verdrängt.Valves are also known in which a Lei break the load is gently decelerated (Behringer). For this purpose, the locking piston that the Cross section between the consumer and the Line is closed in the event of a line break, hydraulically controlled. To do this, a control pressure must be provided be as it is with double-acting work cylinder is the case. In addition, the known valve the delayed closing movement via the entire stroke range of the locking piston. At a other known pipe burst protection (DE-OS 26 39 225) is a separate damper to dampen the closing movement piston provided during the remaining closing movement of the line to be blocked Valve piston pressure medium displaced via a throttle.

Mit der Erfindung soll ein Ventil geschaffen werden, das eine verzögerte Schließbewegung erlaubt, und die unabhängig von der Belastung des Verbrauchers erfolgt, ohne daß ein Steuerdruckanschluß vorgesehen sein muß.The invention is intended to create a valve that allows a delayed closing movement, and the regardless of the burden on the consumer, without a control pressure connection having to be provided.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kenn­ zeichnenden Teil des Patentsanspruchs 1 angeführten Merk­ male gelöst.This object is according to the invention in the kenn drawing part of patent claim 1 noted times solved.

Ist der Steuerraum entlüftet bzw. über das Umschalt­ ventil an eine Rücklaufleitung angeschlossen, so wird das Ventil durch den Arbeitsdruck im Verbraucher in der geöffneten Stellung gehalten, indem der Arbeitsdruck in dem an den Mittelraum angrenzenden Raum den kleine­ ren Kolben beaufschlagt und im Mittelraum die Druck­ differenz zwischen dem auf den kleineren und den größeren Kolben wirkenden Arbeitsdruck herrscht. In der geöffneten Stellung ist der volle Durchtrittsquer­ schnitt zum Verbraucher vorhanden. Fällt infolge eines Leitungsbruchs der Druck in der Leitung ab, so wird das Umschaltventil ausgelöst, so daß infolge des auf die beiden Kolben unterschiedlichen Durchmessers einwirken­ den Druckes der Kolben in die Schließstellung ver­ schoben wird, wobei das Druckmittel aus dem Mittelraum über die Drossel verdrängt wird, wodurch sich die Schließgeschwindigkeit einstellen läßt. Die verzögerte Schließbewegung erfolgt also lastunabhängig. Erfolgt wieder Druckaufbau in der Leitung, so öffnet das Ventil selbsttätig, sobald das Umschaltventil betätigt ist.Is the control room vented or by switching valve connected to a return line, so the valve by the working pressure in the consumer in the held open by the working pressure in the room adjacent to the central room, the small one the piston and the pressure in the middle difference between that on the smaller and the larger piston working pressure prevails. In the open position is the full passage cross cut to the consumer available. Falls as a result of a  Line break the pressure in the line, so it will Switch valve triggered so that as a result of the act on two pistons of different diameters the pressure of the pistons in the closed position is pushed, the pressure medium from the middle is displaced over the throttle, whereby the  Can adjust the closing speed. The delayed The closing movement is therefore independent of the load. He follows pressure builds up in the line again, the valve opens automatically as soon as the changeover valve is actuated.

In einer erfindungsgemäßen Weiterbildung ist parallel zu der Drossel eine weitere Drossel mit kleinerem Querschnitt vorgesehen, deren Anschluß zwischen der ersten Drossel und der Schließstellung des Differentialkolbens in den Mittelraum mündet. Die zweite Drossel kann auch einstellbar sein.In a further development according to the invention, parallel to the choke is another choke with a smaller cross section provided the connection between the first choke and the closed position of the differential piston in the Middle room opens. The second throttle can also be adjustable.

Damit wird der Vorteil erzielt, daß zunächst die Schließ­ bewegung des Differentialkolbens rasch erfolgt, weil das Druckmittel aus dem Mittelraum sowohl über die erste Drossel mit verhältnismäßig großem Querschnitt als auch durch die zweite Drossel verdrängt wird. Sobald von den Kolben größeren Durchmessers die Ausmündung der ersten Drossel in den Mittelraum überfahren wird, wodurch diese Drossel abgesperrt wird, muß die restliche Flüssigkeits­ menge über die zweite Drossel mit kleinerem Querschnitt geleitet werden, so daß nunmehr im Endbereich der Schließ­ bewegung eine sehr starke Verzögerung erzielt wird. Dies ist beispielsweise in Anwendungsfällen erwünscht, wo aus Sicherheitsgründen ein sehr rasches Ansprechen der Rohr­ bruchsicherung erwünscht ist, so daß also der Kolben im Anfangsbereich bis etwa zwei Drittel des Hubes schnell schließen soll, worauf die Schließbewegung sehr stark ver­ langsamt werden soll, um so hohe Verzögerungen der Kolben­ stange des Arbeitszylinders zu vermeiden.This has the advantage that the closing first The differential piston moves quickly because the pressure medium from the middle room both over the first Throttle with a relatively large cross section as well is displaced by the second throttle. Once from the Pistons of larger diameter the mouth of the first Throttle is run into the middle space, causing this Throttle is shut off, the remaining liquid quantity over the second throttle with a smaller cross section are passed so that now in the end of the closing movement a very strong delay is achieved. This is desirable, for example, in applications where For safety reasons, the pipe responds very quickly break protection is desired, so that the piston in Starting range up to about two thirds of the stroke quickly should close, whereupon the closing movement ver very strongly should slow down, so high delays of the pistons to avoid the rod of the working cylinder.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der einzigen Figur der Zeichnung erläutert, in der das Ventil schematisch dargestellt ist. An embodiment of the invention is as follows explained with reference to the single figure of the drawing, in which the valve is shown schematically.  

Das Ventil 10 ist als Zweiwege-Sitzventil ausgebildet. Es besteht aus einem Differentialkolben 11, der einen Kolben größeren Durchmessers und einen Kolben 13 kleineren Durchmessers aufweist, die jeweils in entsprechenden Bohrungen des Gehäuses geführt sind. Die Kolben 12 und 13 trennen einen oberen Steuerraum 14, zwischen sich einen Mittelraum 15 und einen Ventilraum 16 ab. Der Ventil­ raum 16 weist zwei Anschlüsse auf, nämlich einen An­ schluß 17, der mit einer nicht dargestellten Druckmittel­ quelle verbunden ist und einen Anschluß 18, der zum Ver­ braucher, beispielsweise einem einseitig wirkenden Ar­ beitszylinder, führt. Je nach Lage des Ventilgliedes 19 ist der Durchgang vom Anschluß 17 zum Anschluß 18 geöffnet oder geschlossen. Ferner ist ein Umschaltventil 20 vorgesehen, das magnetisch umschaltbar ist. In der einen Schaltstellung ist der Steuerraum 14 über die Lei­ tung 21 mit der zum Tank führenden Rücklaufleitung 22 verbunden und damit druckentlastet. In dieser Schalt­ stellung ist das Ventil 10 in der geöffneten Stellung, da der kleinere Kolben 13 vom Arbeitsdruck im Ventilraum 16 beaufschlagt wird. Ferner gelangt der Arbeitsdruck über die Leitung 23 und zwei Drosseln in den Mittelraum 15 zwischen den beiden Kolben, so daß auch durch den Differenzdruck das Ventil in die geöffnete Stellung verschoben wird.The valve 10 is designed as a two-way seat valve. It consists of a differential piston 11 , which has a piston of larger diameter and a piston 13 of smaller diameter, which are each guided in corresponding bores in the housing. The pistons 12 and 13 separate an upper control chamber 14 , between them a central chamber 15 and a valve chamber 16 . The valve chamber 16 has two connections, namely to a circuit 17 , which is connected to a pressure medium source, not shown, and a connection 18 , which leads to the consumer, for example a one-way Ar beits cylinder. Depending on the position of the valve member 19 , the passage from port 17 to port 18 is open or closed. Furthermore, a changeover valve 20 is provided which can be switched magnetically. In one switch position, the control chamber 14 is connected via the line 21 to the return line 22 leading to the tank and is thus relieved of pressure. In this switching position, the valve 10 is in the open position, since the smaller piston 13 is acted upon by the working pressure in the valve chamber 16 . Furthermore, the working pressure passes through line 23 and two throttles into the middle space 15 between the two pistons, so that the valve is also moved into the open position by the differential pressure.

Die Leitung 23 ist mit dem Mittelraum 15 über zwei parallele Drosseln 24 und 25 verbunden, von denen die Drossel 24 einen verhältnismäßig großen Querschnitt aufweist und die Drossel 25 einen verhältnismäßig kleinen Querschnitt. Außerdem ist die Drossel 25 ein­ stellbar.The line 23 is connected to the central space 15 via two parallel throttles 24 and 25 , of which the throttle 24 has a relatively large cross section and the throttle 25 has a relatively small cross section. In addition, the throttle 25 is adjustable.

Erfolgt nun ein Leitungsbruch in der zu der Druckmittel­ quelle führenden Leitung, so wird das Umschaltventil 20 betätigt, indem es magnetisch entregt wird. Dies kann entweder von Hand erfolgen, was in manchen Anwendungs­ fällen zweckmäßig sein kann. Die Umschaltung kann aber auch automatisch erfolgen, beispielsweise durch einen Druckwächter oder durch Überwachung der Fließgeschwin­ digkeit des Druckmittels in der Leitung.If there is a line break in the line leading to the pressure medium source, the changeover valve 20 is actuated by being magnetically de-energized. This can either be done by hand, which can be useful in some applications. The switchover can also take place automatically, for example by a pressure switch or by monitoring the flow speed of the pressure medium in the line.

In der umgeschalteten Stellung des Umschaltventils ist der Steuerraum 14 über die Leitung 21 mit der Leitung 23 und über die Drossel 24 und 25 mit dem Mittelraum 15 verbunden. Infolge der auf die Kolben 12 und 13 in den Räumen 14 und 16 wirkenden Druckkräfte wird der Differentialkolben 11 in die Schließstellung bewegt. Da durch diese Schließbewegung das in dem Mittelraum 15 befindliche Druckmittel über die beiden Drosseln 24 und 25 verdrängt werden muß, wird damit gleichzeitig die Schließgeschwindigkeit festgelegt. Sobald von dem größeren Kolben 12 die erste Drosselstelle 24 überfah­ ren ist und damit geschlossen wird, muß die restliche Druckmittelmenge über die einstellbare zweite Drossel 25 geleitet werden, durch die also die restliche Schließgeschwindigkeit eingestellt wird.In the switched position of the changeover valve, the control chamber 14 is connected to the line 23 via the line 21 and to the middle chamber 15 via the throttle 24 and 25 . As a result of the pressure forces acting on the pistons 12 and 13 in the spaces 14 and 16 , the differential piston 11 is moved into the closed position. Since the pressure medium located in the central space 15 has to be displaced by the two throttles 24 and 25 as a result of this closing movement, the closing speed is thus simultaneously determined. As soon as the first throttle point 24 is overrun by the larger piston 12 and is thus closed, the remaining amount of pressure medium must be passed through the adjustable second throttle 25 , through which the remaining closing speed is set.

Claims (3)

1. Als Rohrbruchsicherung dienendes Ventil, das in einer zu einem Verbraucher führenden Leitung angeordnet ist, und das einen Schließkolben aufweist, der aus einer geöffneten einen freien Durchfluß zum Verbraucher ermöglichenden Stel­ lung bei einem Leitungsbruch in die Schließstellung gelangt und den Verbraucher von der Leitung absperrt, sowie einen Steuerraum aufweist, der über ein Umschaltventil mit dem Tank oder dem Verbraucher zu verbinden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließkolben als Differen­ tialkolben (11) ausgebildet ist, bei dem der Mittelraum (15) zwischen dem Kolben (12) größeren Durchmessers und dem Kolben (13) kleineren Durchmessers an den Verbraucher über eine Drossel (24) angeschlossen ist und der an den Kolben (12) größeren Durchmessers angrenzende Steuerraum (14) über das Umschaltventil (20) in Öffnungsrichtung an den Tank und in Schließrichtung an den Verbraucher angeschlossen ist, wo­ bei das Ventil nach Maßgabe des aus dem Mittelraum (15) über die Drossel (24) verdrängten Druckmittels geschlossen wird. 1. Serving as a pipe rupture valve, which is arranged in a line leading to a consumer, and which has a closing piston, the position from an open, a free flow to the consumer position in a line break in the closed position and shuts off the consumer from the line , and has a control chamber, which is to be connected to the tank or the consumer via a changeover valve, characterized in that the closing piston is designed as a differential piston ( 11 ) in which the central space ( 15 ) between the piston ( 12 ) of larger diameter and the piston ( 13 ) of smaller diameter is connected to the consumer via a throttle ( 24 ) and the control chamber ( 14 ) adjoining the piston ( 12 ) of larger diameter via the changeover valve ( 20 ) in the opening direction to the tank and in the closing direction to the Consumer is connected, where the valve according to the from the central room ( 15 ) pressure medium displaced via the throttle ( 24 ) is closed. 2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu der Drossel (24) eine weitere Drossel (25) mit kleinerem Querschnitt vorge­ sehen ist, deren Anschluß zwischen der ersten Drossel und der Schließstellung des Differential­ kolbens (11) in den Mittelraum (15) mündet.2. Valve according to claim 1, characterized in that parallel to the throttle ( 24 ) a further throttle ( 25 ) with a smaller cross-section is provided, the connection between the first throttle and the closed position of the differential piston ( 11 ) in the central space ( 15 ) flows out. 3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Drossel (25) einstellbar ist.3. Valve according to claim 2, characterized in that the second throttle ( 25 ) is adjustable.