SE462349B - Tryckmediumventil - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 40 462 349 2 I det följande beskrivs uppfinningen närmare under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka fig. 1 visar i snitt en ventil enligt denna uppfinning anordnad i sitt ventilblock, fig. 2 visar större delen av själva ventilen i fig. 1 i större skala och fig. 3 visar delvis i snitt övre delen av en ventil enligt denna uppfinning och åskådliggör två alternativa sätt för infästning av till ventilen hörande ställdon.

Tryckmediumventilen enligt denna uppfinning innefattar ett ventilhus 1 med ett inlopp 2 i form av en eller flera öppningar och ett utlopp 3, vilka leder in i resp. ut ur en inuti ventilhuset 1 befintlig ventilkammare 4 för en i denna rörligt anordnad ventilkägla 5. I sitt stängda läge hålls denna ventilkägla 5 tätt anliggande mot ett utloppet 3 omgivande ventilsäte 6. Ventilhuset l är på sin utsida utformat med en gänga 7 för samverkan med en motsvarande gänga i ett appliceringshål 101 i ett ventilblock 100 för ventilens anslutning till avsedd flödeskanal 102. Med andra ord fungear ventilhuset l som en patron som ansluts snabbt och enkelt genom att helt enkelt skruvas in och fast i avsett anslutningshål i ventilblocket 100 och som uppvisar tätningar 8 på båda sidor om inloppet 2 och ovanför ventilhusets gängade parti 7 för avtätning av ventilhuset 1 mot anslutningshålets vägg på i sig känt sätt.

Dessa tätningar 8 är anordnade i var sitt runtomgående spår 9 i ventilhusets utsida och innefattar vardera en tätningsring 10 och en stödring ll. I Huvudventilkäglan 5 har en ändyta 12 som i samverkan med den inuti ventilhuset l befintliga sätesytan 6 tillsluter ventilens utlopp 3 och i sitt stängda läge hålls ventilkäglan 5 av en hållkraft P som verkar på ventilkäglans från trycksidan vända och i ett i ventilhuset 1 som pilotflödeskammare utformat utrymme 13 befintliga ändyta 14. Nämnda pilotflödeskammare 13 är genom en i ventilkäglan 5 utformad pilotflödeskanal 15 ansluten till inloppet och genom en i ventilen efter pilotflödeskammaren 13 anordnad pilotflödeskanal 16 till utloppet 3 och därmed till det tryckmediumflöde som ventilen har att styra. I pilotflödeskanalen 16 från pilotflödeskammaren 13 till ventilutloppet 3 är anordnad en av ett ställdon 17, lämpligen i form av en proportionalmagnet, aktiverbar styrpilotventil 18. Med hjälp av denna av styrpilot- ventilen 18 och ställdonet 17 bestående styrenhet kan således åstadkommas ett pilotflöde från pilotflödeskammaren 13 och tack 10 15 20 25 30 35 40 3 462 349 _ vare ett dylikt pilotflöde styrs också huvudflödet genom ventilen helt tryckoberoende genom att ventilens ventilkägla 5 bringas av pilotflödet att röra sig från sitt stängda läge till vilket som helst önskat eller erfordrat öppetläge.

Pilotflödet härrör sig således från huvudflödet före eller efter ventilens inlopp 2 och för avledning av pilotflödet från huvudflödet till pilotflödeskammaren 13 på bästa möjliga sätt är nämnda pilotflödeskanal 15 utformad som ett i ventilkäglan 5 upptaget och som variabel strypning fungerande spår eller hål l9 som även i ventilkäglans stängda läge har viss förbindelse med pilotflödeskammaren 13 via ett hål 20 och med ventilens inlopp 2. Den senare och i pilotflödeskanalen 15 ingående förbindelsen utgöres av en spalt 21 mellan ett cylindriskt parti 22 hos ventilkäglan 5, vilken spalt begränsas av en ringformig ändyta 23 och av i ventilkäglan 5 upptaget, runtomgående, radiellt spår 24, vilket står i förbindelse med hålet 19. Detta ventilkäglans cylindriska parti 22 har en diameter som skall vara mindre än diametern hos den cylindriska ventilkammaren 4, i vilken ventilkäglan 5 är rörligt anordnad inuti sitt ventilhus 1 för bildande av nämnda spalt 21. Denna spalts längd i axiell riktning skall vara flera gånger större än spaltens höjd radiellt sett, varigenom spalten 21 vid sin ingång bildar en styrpning 25 och laminär strömning erhålles i spalten 21, som ger upphov till ett extra tryckfall och därmed blir pilotflödet från ventilens trycksida, dvs. från inloppet 2 till pilotflödeskammaren 13, mindre känslig för det använda tryckmediets temperaturberoende flytbar- eller rinnbarhet och därmed inverkar storleken på pilotflödeskanalernas tvärsnittsarea mindre på pilotflödet, vilket innebär att pilotflödeskanalens tvärsnittsarea kan göras mindre än vad som normalt är möjligt. Föreliggande ventil är därigenom så att säga temperaturkompenserad.

- Den i pilotflödeskanalen 16 anordnade styrpilotventilen 18 är steglöst styrbar mellan sina båda ändlägen, nämligen mellan ett stängt läge som visas i fig.l och ett öppet läge. I det stängda läget hindras således utströmning av tryckmedium från pilotflödeskammaren 13 och därmed uppkomst av ett pilotflöde och på grund härav erhålles samma tryck i pilotflödeskammaren 13 som i ventilens inlopp 2, eftersom trycket alltid är högre på ventilens inloppssida än dess utloppssida 3. Det i pilotflödeskammaren 13 rådande trycket ger upphov till nämnda på 10 15 20 25 30 35 40 462 549 4 ventilkäglans ändyta 14 verkande hållkraft P som beroende av areaförhållandena är större än den av trycket i inloppet 2 beroende, motriktade kraften och som därigenom håller ventilkäglan 5 anliggande mot sitt säte 6 och således i stängt läge så länge som styrpilotventilen 18 intar sitt stängda läge och inte tillåter något pilotflöde.

Så fort som styrpilotventilen 18 öppnas uppstår också ett pilotflöde även från inloppet 2 till pilotflödeskammaren 13 via kanalen 15 som således utgöres av spalten 21, spåret 24, hålen 19 och 20, och tack vare spaltens 21 ringa höjd och i förhållande till höjden stora längd erhålles en laminär strömning i spalten 21 som resulterar i nämnda extra tryckfall utöver det som fås i det som variabel strypning fungerande hålets 20 i ventilkäglans mantelyta befintliga öppning 26 och genom detta extra tryckfall kompenseras eventuellt tryckfall i pilotflödeskanalen 16 efter pilotflödeskammaren 13.

Genom att spaltens 21 höjd kan göras mycket liten och t.ex. mindre än en tiondels millimeter fungerar nämnda spalt 21 även som ett filter för partiklar som därigenom hindras från att medfölja pilotflödet och avsätta sig på styrpilotventilens smutskänsliga och andra dylika i ventilen ingående delar.

Härigenom uppnås ökad säkerhet vad gäller föreliggande ventilarrangemangs funktion och driftsäkerhet och tack vare den runtomgående spalten 21 och det radiella, likaså runtomgående spåret 24 behövs endast ett i pilotflödeskammaren l3 utmynnande, som variabel strypning fungerande hål 20 för erhållande av sådan rotationssymmetri, att en helt tillfredsställande fördelning av pilotflödet åstadkommes oberoende av ventilkäglans läge relativt ventilhuset l, vilket i sin tur medför lägre noggrannhetskrav på ventilhusets och ventlkäglans utformning och därmed uppnås en enklare och tillverkningstekniskt mindre kostnadskrävande utformning av ventilen enligt denna uppfinning.

Som ett ytterligare exempel på en tillverkningstekniskt kostandesreducerande åtgärd kan nämnas att hålet 19 som utgör en del av pilotflödeskanalen 15 till pilotflödeskammaren 13 kan borras antingen från ytan 14 till spåret 24 och pluggas vid ytan 14 eller från det andra hållet, såsom är fallet vid det på ritningarna visade utförandet, varvid borrningen måste ske även genom partiet 22 som sedan pluggas såsom visas vid 27 i fig.l.

Styrpilotventilen 18 innefattar en ventilkägla 28 med ett 10 15 20 25 30 35 40 5 462 349 skaft 29 med en smal del 30 och en grövre del 31 som är glidbart lagrad i en glidbussning 32 och som står i kontakt med ställdo- nets manöverorgan 33 för påverkan av pilotventilkäglan 28 i och för öppnande av pilotventilen 18 mot verkan av en kraftig, kraftigt inspänd tryckfjäder 34, som fungerar som fjäderretur för stängning av pilotventilen när så erfordras. Ställdonets stiftformade manöverorgan 33 skall liksom pilotventilkäglan 28 och dess skaft 29 ha respektive längdaxel eller centrumlinje 35 liggande i linje med varandra och med huvudventilkäglans längdaxel eller centrumlinje 36, såsom klart framgår av fig.l.

Glidbussningen 32 är med hjälp av en låsring 37 fasthållen i ett hål 38 i ett mellanstycke 39 som med hjälp av gängor 40 är fastskruvat i ventilhuset l och avtätat mot detta genom en tätning 41 av samma typ som tätningarna 8. Detta cirkulära mellanstycke 39 innefattar en hylsformig del 42 och en denna dels ena ände tillslutande ändgavel 43, till vilken ställdonet 17 är anslutet på lämpligt sätt. I fig. 3 visas till vänster om linjen 35 ett dylikt sätt och till höger om nämnda linje 35 ett andra sätt, vilket motsvarar det i fig. 1 använda, och vilket av dessa sätt som bör komma ifråga är helt beroende av den typ av ställdon som är avsett att användas. Ställdonet 17 hålls fastklämt mot mellanstycket 39 med hjälp av ett antal bultar 44 som sträcker sig genom ställdonet 17 men utvändigt om det cirkulära mellanstycket 39 och är inskruvade i gängade hål i en formbundet till mellanstycket 39 ansluten och relativt detta vridbar låsbricka 45, vilken liksom ställdonet 17 visas vara fyrkantigt, t.ex. kvadratiskt, utvändigt. Vid åtdragning av bultarna 44 spänns således ställdonet 17 fast mot det i ventilhuset l fastskruvade mellanstycket 39 och med detta fastspänningsarrangemang för ställdonet 17 möjliggöres en enkel och snabb inställning av detsamma relativt ventilhuset 1 genom att såväl ställdonet 17 som dess låsbricka 45 är vridbara relativt ventilhuset 1 så länge som bultarna 44 inte är åtdragna.Därmed kan ställdonet 17 inställas i vilket som helst för anslutning av sina kontaktstift 46 lämpligt läge oberoende av vilket läge det i sitt ventilblock fastskruvade ventilhuset 1 har.

I mellanstyckets ändgavel 43 är borrat ett i ena änden pluggat hål 47 som utgör en del av nämnda pilotflödeskanal 16 som dessutom innefattar i den i mellanstycket 39 ingående, utvändigt 10 15 20 25 30 35 40 462 349 6 avsatsformmigt utformade hylsdelen 42 upptagen eller upptagna borrningar 48. Varje dylik borrning 48 står i förbindelse med hålet 47 och med ett runtomgående utrymme 49 mellan ventilhuset och nämnda hylsdels tunngväggiga ändparti 50, vilket i det på bifogade ritningar visade utförandet av föreliggande tryckmedium- ventil anligger mot en runtomgáende ansats 51 hos ett av en invändigt i ventilhuset l utformad ansats 52 uppburet ventilhus 53 till en tryckkompenseringsventil 54, och vilket ändparti 50 kan i utföranden av föreliggande ventil som saknar tryckkompen- sering vara utformat att anligga direkt mot ventilhusets invändiga ansats 52.

Det en del av pilotflödeskanalen 16 utgörande utrymmet 49 mellan ventilhuset 1 och mellanstyckets cylindriska ändparti 50 står i förbindelse med en eller flera i ventilhuset l upptagna hål 55 som via kanaler 56 i själva ventilblocket är anslutna till utloppet 3 efter ventilkäglan 5 sett i huvudflödets strömnings- riktning genom föreliggande ventil och som tillsammans med nämnda kanaler 56 ingår i pilotflödeskanalen 16 från pilotflödeskammaren 13. Det är även möjligt inom ramen för föreliggande uppfinning att i stället för hålen 55 och kanalerna 56 i ventilblocket åstadkomma erforderlig förbindelse mellan utrymmet 49 och ventilens utlopp 3 med hjälp av i ventilhusets vägg 57 formade eller upptagna kanaler, såsom schematiskt visas i fig.2 medelst streckande linjer 58.

Tryckkompenseringsventilen 54 innefattar en i sistnämnda ventilhus 53 rörligt anordnad slid 60 som är försedd med en ventilkägla 61 för samverkan med ett ventilsäte 62 i ventilhuset 53 och som i sitt öppna, i fig.l och 2 visade läge hålls anliggande med en krage 63 mot en ändyta 64 av sitt ventilhus 53 av en tryckfjäder 65. Denna fjäder 65 är inspänd mellan en på ventilhuset 54 lösbart förankrad, t.ex. fastskruvad, hylsas 66 botten 67 och tryckkompenseringsslidens krage 63 i ett av nämnda hylsa bildat utrymme 68 som genom en kanal 69 i ventilhuset 53 står i förbindelse med pilotflödeskammaren 13 för erhållande av samma tryck i utrymmet 68 som i utrymmet 13.

Den utrymmet 68 bildande hylsan 66 är utvändigt utformad med en avsats 70, mot vilken den kraftigt inspända pilotventilens returfjäder 34 anligger med sin ena ände och med sin andra ände anligger nämnda fjäder 34 mot en bricka 71 som på sin från fjädern 34 vända sida uppvisar ett delsfäriskt säte 72 som sam- 10 15 20 25 30 35 40 7 462 349 verkar med pilotventilkäglans 28 på motsvarande sätt delsfäriskt utformade ändparti för balansering av brickan 71. Denna bricka liksom hylsan 66, fjädern 34, sliden 60 och dess fjäder är koncentriskt anordnade i förhållande till nämnda mittlinje 35,36 och sliden 60 har sin längdaxel sammanfallande med nämnda mittlinje.

Mellan hylsan 66 och mellanstyckets 39 hylsformiga del 42 bildas en ringformig del 73 som utgör en del av pilotflödeskanalen 16, vilken även innefattar en eller flera kanaler 74 från den i tryckkonpenseringsventilen ingående slidens 60 cylinderrum 75 till nämnda ringformiga utrymme 73. Så länge som tryckkompenseringsventilen är öppen står sålunda pilotflödeskammaren 13 i förbindelse med nämnda cylindriska utrymme 73, som i detta läge hålls stängt av pilotventilkäglan 28 genom att denna av fjädern 34 hålls anliggande mot sitt säte 76.

I ett hål 77 i centrum av huvudventilkäglans 5 mot pilot- flödeskammaren 13 vända ände är förskjutbart lagrad en dämpkolv 78, vars i ventilkäglan 5 befintliga ände står genom en kanal 79 i förbindelse med ventilens inlopp 2 och är därmed utsatt för det i inloppet 2 rådande trycket. På grund av tryckfallet i den i pilotflödeskanalen 15 befintliga, variabla strypningen 26 hålls dämpkolven 78 med sin andra ände anliggande mot tryckkompen- seringsventilens ventilkägla 61 som liksom dämpkolvens i pilotflödeskammaren 13 befintliga del står under påverkan av det i förhållande till inloppstrycket genom nämnda tryckfall reducerade trycket, vilket tryck även verkar på dämpkolvens i utrymmet 68 befintliga ände. Detta i pilotflödeskammaren 13 rådande trycket utgör en bestämd funktion av in- och utloppstrycken på grund av areaförhållandet hos huvudventilens ventilkägla 5. Dennas nämnda areaförhållande är även bestämmande för areaförhållandet mellan dämpkolven 78 och tryckkompenserings- ventilens slid 60 och därigenom luras så att säga kompenserings- ventilen att avkänna in-och utloppstrycken för att kompensera för uppkommande tryckvariationer.

Mellan huvudventilens ventilkägla och tryckkompenserings- ventilens ventilhus visas pà ritningarna en fjäder 80 som endast är anordnad som ett säkerhetsorgan för att tillse att ventilkäglan 5 hålls anliggande mot sitt säte 6. Denna fjäder är därför inte nödvändig utan kan vara utelämnad om så 462 349 a önskas.

Föreliggande uppfinning är inte begränsad till det ovan anförda och på ritningarna beskrivna utan kan ändras, modifieras och kompletteras pà många olika sätt inom ramen för den i efterföljande patentkrav definierade uppfinningstanken.

Claims (9)

PATENTKRAV

1. Tryckmediumventil i yttre form av en i ett ventilblock (100) inskruvbar patron för anslutning av ventilen till en i ventilblocket befintlig tryckmediumkanal, vilken ventil innefattar ett med in- och utlopp försett ventilhus utformat som en i ventilblocket inskruvbar, hylsformig del av nämnda patron, och en i nämnda ventilhus steglöst förskjutbart anordnad huvudventilkägla för steglös styrning av ett tryckmediumflöde genom ventilen i nämnda tryckmediumkanal med hjälp av ett medelst en pilotstyrventil styrbart, från tryckmediumflödet sig härrörande pilotflöde genom en i huvudventilkäglan befintlig, variabel pilotflödesstrypning (26), k ä n n e t e c k n a d av att i ett som lock till nämnda patronhylsa utformat ändstycke är pilotstyrventilen (18) anordnad för att i beroende av styrsignal öppna eller stänga en för pilotflödet inuti patronen anordnad pilotflödeskanal (l5,l6), och att i nämnda pilotflödeskanal (l5,l6), är efter pilotflödesstrypningen (26) i huvudventilkäglan (5) men före pilotventilen (18) anordnat ett till ett öppetläge fjäderpáverkat, i en cylinder rörligt tryckkompenseringsorgan (54), som vid sina från varandra vettande ändar står under påverkan av det efter den variabla pilotflödesstrypningen (26) rådande trycket i pilotflödeskanalen och som dessutom står under påverkan av en i huvudventilkäglans från ventiluttloppet vända ändparti rörligt anordnad, trycket i ventilens in- och/eller utlopp avkännande kolv (78) för att i beroende av tryckändring i in-eller utloppet strypa eller avbryta pilotflödet före pilotstyrventilen (18).

2. Tryckmediumventil enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att för aktivering av pilotstyrventilen (18) är anordnat ett vid en ändgavel (39) fäst ställdon (17), exempelvis i form av en proportionalmagnet, som har ett med pilotstyrventilen (18) samverkande manöverogan (33) för överföring av erforderlig styrsignal till densamma (18).

3. Tryckmediumventil enligt krav 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a d av att pilotstyrventilen (18), huvudventilkäglan (5), tryckompenseringsorganet (54) och den trycket i in-och/eller utloppet avkännande kolven (78) är koncentriskt anordnade i förhållande till en gemensam centrumlinje (35,36). 462 3549 /a

4. Tryckmediumventil enligt krav 3, k ä n n e - t e c k n a d av att ställdonets manöverorgan (33) är koncentriskt anordnad i förhållande till nämnda gemensamma centrumlinje (35,36). 6

5. Tryckmediumventil enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a d av att tryckkompenseringsorganet (54) uppvisar en ventilkägla (61) som är anordnad att samverka med ett pilotflödeskanalen (16) från pilotflödeskammaren (13) omslutande ventilsäte (62) för att i beroende av den trycket i in- och/eller utlopp avkännande kolven (78) kompensera för uppkommande tryckvariationer.

6. Tryckmediumventil enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a d av att tryckkompenseringsorganet (18) innefattar en i ett ventilhus (53) rörlig slid (60) som uppbär tryckkompenseringsorganets ventilkägla (61) och som vid sin från ventilkäglan vettande ände uppvisar en krage (63), som anliggande mot en ändyta (64) hos tryckkompenseringsorganets ventilhus (53) håller tryckkompenseringsorganet i dess öppna läge med hjälp av en fjäder (65).

7. Tryckmediumventil enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av att tryckkompenseringsorganets fjäder (65) är inspänd mellan slidens krage (63) och en på tryckkompenseringsorganets ventilhus (53) fäst hylsa (66) som bildar ett utrymme (68) som genom en kanal (69) i nämnda ventilhus (53) står i förbindelse med pilotflödeskammaren (13) för erhållande av samma tryck som i pilotflödeskammaren (13).

8. Tryckmediumventil enligt krav 7, k ä n n e t e c k - n a d av att mellan nämnda hylsa (66) och patronens hylsformiga del (42) förefinnes ett utrymme (73) som utgör en del av pilotflödeskanalen (16) från pilotflödeskammaren (13) och i vilket pilotstyrventilens ventilkägla (28) har sitt säte (76), varvid i nämnda uttrymme (73) är anordnad en fjäder (34) mellan tryckkompenseringsorganets ventilhus (53) och en mot pilotstyrventilens ventilkägla (28) anliggande bricka (71) för återförande och hållande av styrpilotventilens ventilkägla i stängt läge mot sätet (76).

9. Tryckmediumventil enligt något av de föregående kraven l/ 2-8, k ä n n e t e c k n a d av att ställdonet (17) är hålls fastklämt mot patronens ändgavel (43) med hjälp av bultar (44) som är inskruvbara i en relativt ändstycket vridbar làsbricka (45).