DE6901927U

DE6901927U - Ventil.

Info

Publication number: DE6901927U
Application number: DE6901927U
Authority: DE
Original assignee: Rotax Ltd
Current assignee: Lucas Support Services Ltd
Priority date: 1968-01-22
Filing date: 1969-01-18
Publication date: 1971-11-18
Also published as: FR2000522B1; FR2000522A1; GB1243054A; DE1902521A1; US3533434A; SE341504B

Description

Chandos Road, Willesder.

London / England

Ventil

Die Erfindung betrifft ein Ventil, in dessen {JehäüSe zwischen einem Einlaß und einem Auslaß ein zylindrischer Hohlkörper in einem Abstand zur Gehäusewand angeordnet ist, ia dem ein Kolben verschiebbar ist.

Derartige Ventile werden L«ispielsweise zur Regelung der Druckluftzufuhr zu abgedichteten Räumen in ?lug- oder Raumfahrzeugen verwendet. Als Druckmittelquelle kann ein hochtiuriger Kompressor dienen«

At^abe der Erfindung ist es, ein Ventil zu schaffen, das eineai derartigen Zweck dient und in seinea Aufbau einfach und zweckmäßig ist.

Die Erfindung besteht darin, daß der Hohlkörper an seinem einen Ende geschlossen und an seinen anderen, offenen Ende als Ventilsitz ausgebildet ist, und der Solben einen mit dem Ventilsitz zusasnenwirkenden Verschl 1 eßraad und eine über den Verschliefirand verlängerte und im Ventilgehäuse gelagerte Wandlung besitzt, und die Kolbenwand zwischen dem Verschließrand und des, Boden des Kolbens wenigstens eine Öffnung aufweist, und daß eine zwischen den Kolben und dem geschlossenen Ende des Hohlkörpers ausgebildete "Kanter HIT Stellen verschiedener Drücke verbandbar ist.

Nach eines Vorschlag der Erfindung ist der Durchmeater des Kolbens im Bereich der Wandung geringer als der Durchmesser des restlichen Teils des Kolbens und der ÄuSendurchsesser

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des Verschließrandes größer als der Innendurchmesser des zylindrischen Hohlkörpers. Die so ausgebildete Ringfläche hält das Ventil in Schließstellung, Htfenn beispielsweise der im Innern der Wandung des Kolbens herrschende Druck geringer ist als der Druck in der Kassier. Vorzugsweise ist die Kammer mit einem Servoventil verbunden, welches die Kassner mit einer Stelle niedrigeren Druckes oder einer Stelle höhev<o» DrilClCöS VSriiiiiOS^ Vi ύΆ Ai λ Kagaraaa» ύοΑ fc Αού* Sfcailo wSftgtyS.· geren Druckes verbunden, so bewegt sich der Kolben in Schließrichtung bis der Verschließrand auf dem Ventilsitz aufliegt. Um das Ventil auch dann offen zu halten, wenn in ©ineas der beiden Enden des Gehäuses ein Dnckabfall erfolgt, sieht die Erfindung vor, daß zwischen der Stelle höheren Druckes und deii Servoventil ein Wechselventil geschaltet ist, das zu beiden Enden des Gehäuses Je eine Verbindung besitzt und die Kanner jeweils mit dem Ende des Gehäuses verbindet, in dem der höhere Druck herrscht.

Eine Dämpfung der Kolbenbewegung wird auf einfache Weise dadurch erreicht, daß in einer die Kammer mit dem Servoven-til verbindenden Leitung eine Drosselstelle vorgesehen ist.

Eine weitere zweckmäßige Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß das Servoventil die Kammer mit dem als Einlaß dienenden Ende des Gehäuses verbindet und zwischen dem Servoventil und der Kammer ein Regulator vorgesehen ist. In dies*csaj Fall kann das Ventil bei Bedarf auch als Druckregelventil verwendet werden, wobei der Regulator den Luftdruck in der Kammer regelt und das Ventil so weit öffnet, bis zwiaäien den Kräften 4t zu beiden Seiten des Kolbens ein Gleichgewicht eingetragen ist. Vorzugsweise kann auch ein Federelement vorgesehen sein, das den Kolben in Schließrichtung beaufschlagt.

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Die Erfindung ist unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert. Es zeigenί

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ventils in einem Längsschnitt,

Fig. 2 einen Teil des in Fig. 1 dargestellten Ventils in

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Fig. 3 einen Teil eines weiteren Ausführunssbeispiels des erfindungsgeffiäßen Ventils in einem Schnitt in vergrößertem Maßstab«

In den Zeichnungen ist ein rohrfönaiges Gehäuse 10 dargestellt, zwischen dessen Enden ein erweiterter Teil 11 vorgesehen ist. Die Enden des Gehäuses 10 sind beidseitig mit einem Flansch 12 versehen und können an ein StrSiaüngsrohr angeschlossen werden, innerhalb des erweiterten Teils 11 des Gehäuses 10 ist sit eines Abstand zur Gehäusewand ein zylindrischer Hohlkörper 13 befestigt. Bar Hohlkörper 13 ist siweeksä&igerweise über mehrere Stege 1$ mit den Gehäuse 10 verbunden, von denen in der Zeichnung einer dargestellt ist. Ein Ende des Hohlkörpers 13 ist durch eine Kappe 15 •verschlossen und gegen ein Ende 8 des Gehäuses 10 gerichtet _s während das andere Ende des Hohlkörpers 13 offen und gegen das andere Hnde/aes Gehäuses 10 gerichtet ist. Die Innenwand des Hohlkörpers 13 bildet einen Zylinder, in welches ein Solben 16 angeordnet ist, der eine in das Ende 9 des Gehäuses 10 reichende Wandung 17 besitzt·. Der Solben 15 ist an seinem Mantel »ait einer Ringnut versehen₃ in welcher ein der Bewegungsfüorung; des Kolbens 16 innerhalb des Hohlkörpers 13 dienender Solbenring 18 sitzt ₃ der ebenfalls als Dichtung zwischen Solben 16 und Hohlkörper 13 wirkt- Die Wandung 17 des Solbens 16 wird ferner durca einen Lagerring 19 innerhalb des anderen Endes 9 des Gehäuses iO geführt ₃

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der nahe dem erweiterten Teil Ü des Gehäuses 10 in einer in dem Gehäuse 10 ausgebildeten Aussparung sitze. £Jer Durchmesser des Kolbens 16 ist im Bereich der Wandung 17 etwas geringer als der Durchmesser des Kolbenteiles, eier sich in dem Hohlkörper 13 bewegt. Der Lagerring 19 ist in einem vergrößerten Maßstab in Fig. 2 dargestellt; der Kolbenring 18 entspricht im Aufbau dem Lagerring 19. «ie aus Fig. zu ersehen ist, besteht der Lagerring 1$ aus einem Paar Ringen 20, die aus Kohlenstoff sind und in einer ara Ende des erweiterten Teiles 11 des Gehäuses 10 gebildeten Nut mit einem Abstand zueinander in Achsrichtung angeordnet sind. Die Ringe 20 werden durch einen Stahlring 21 in radialer Richtung gegen den Mantel t2er Wandung 17 des Kolbens io gedrückt. Die Berührungsflächen der Ringe 20 und 21 sind außerdem» geneigt, so daß die Ringe 20 ebenfalls gegen die Nutwände gepreßt werden. Im Bereich zwischen der Wandung: und dem übrigen Teil des Kolbens 16 besitzt die Wandung 17 einen nach außen flanschartigen Rand 22, der als Verschließrand ausgebildet ist und mit einem am offenen Ende des Hohlkörpers 13 gebildeten Ventilsitz 23 zusammenwirkt. Wenn der Verschließrand 22 auf dem Ventilsitz 2:3 aufliegt, befindet sich die WAndung 17 im Ende 9 des Gehäuses 10, und das. Ventil ist geschlossen.

In der Kolbenwand, aischen dem Verschließrand 22 und dem Kolbenring 18, sind drei in gleichem Abstand angeordnete Durchflußöffnungen 2k vorgesehen, durch welche das MediuM bei offener Ventilstellung zwischen den beiden Enden des Gehäuses 10 fließen kann.

Der Raus zwischen des* Boden des Kolbens io und dem verschlossenen Snde des Hohlkörpers 13 bildet eine Arbeitskammer 25, der das Medium unter Druck zugeführt wird. Die Sammer 25 "steht mit einem Servoventil 26 in Verbindung, das durch einen Solenoid 25a betätigt wird und durch welches öle Kasper 25 entweder mit der Atmosphäre oder einer Druck-

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mittelquelle verbunden werden kann. Zwischen dem Servoventil 26 und der Kammer 25 ist außerdem eine Drosselstelle 27 angeordnet. Als DruckmittÖlquelle wird zweckmäßigerweise das durch das Ventil zu regelnde Medium verwendet. Aus diesem Grunde wird das Servoventil 2.6 mittels eines ¥echselventils 28 jeweils mit dem Ende des Gehäuses 10 verbunden, in dem der höhere Druck herrscht- In den Leitungen, die das Wechselventil 28 mit den Enden des Gehäuses 10 verbinden, sind jeweils Filter 29 vorgesehen.

Nachfolgend wii-d die arbeitsweise des Ventils beschrieben ) unter der Annahme, daß das Ende 8 des Gehäuses 10 an eine ] JDruekinitte!quelle angeschlossen ist* welches beispielsweise f der Kompressor einer Flugzeuggasturbine sein kann. Das Ende 9 des Gehäuses 10 ist mit einer Verbrauchsstelle verbunden, z.B. einer Einrichtung, die die Luftversorgung der unter] normalen Atmosphärendrtäc zu haltenden Flugzeugkabine regelt. Wenn die Turbine abgeschaltet ist, nehmen alle beweglichen Teile des Ventils eine beliebige Stellung ein. Wird die Gasturbine gestartet und ist der Solenoid 26a nicht erregt, strömt Druckluft durch das VTechselventil 28 und das Servoventil 26 in die Arbeitskammer 25 und bewegt den Kolben 16, so daß das Ventil öffnet und ein Durchströmen der Luft ermöglicht wird. Erhöht sich der Druck im Ende 9 des Gehäuses 10, wird in der Arbeitskammer ein höherer Druck erforderlich, um die Durchflußöffnungen 2k in eir>er offenen Stellung zu halten* Demzufolge * kann die Druckzunahme im Ende 9 des Gehäuses 10 durch die Luftzufuhrmenge zur Arbeitskammer 25 geregelt werden. Der öffnungsgrad des Ventils kann durch eine passende Größenwahl der Drosselstelle 27 geregelt werden. Die Bewegung des Kolbens 16 wird durch den Anschlag des Verschließrandes 22 gegen eine Ringplatte 30 begrenzt, die ein Teil der Hut bildet, in welcher der Lagerring 19 angeordnet ist. Die Bewegung des Kolbens Id kann auch, wie bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel, durch Anschlag der Wandung

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gegen eine isi Ende 9 des Genäuses 10 vorgesehene Bingf lache 31 begrenzt werden.

Wird der Solenoid 2oa erregt, ist die Kammer 25 sait der Atmosphäre verbunden, und der Κοϋεη "wird durcii zwei ErILfte in Sehließriehtung bewegt. Diese beiden Kräfte sind einmal. der im Ende 9 des Gehäuses 10 herrschende und auf den Boden im Innern des Kolbens ±6 wirkende Druck und znja. andeminal der im Ende 8 des Genäuses 10 herrschende und auf den, durch den kleineren Burenmesser der wandung ±7 gesxldeiien ScslieS— radn 22 wirkende Druck. Diese 'Letztere Kraft hält das Ventil in Schließstellung, falls der im Ende 9 des Gehäuses IO herrschende Druck unter den in der Kammer 25 herrschendes Druck fällt»

Das Ventil kann auch in umgekehrter Richtung arbeiten, wenn das Ende 9 des Gehäuses 11 an die Druckluftquelle angeschlossen ist. In diesem Fall schließt der Kolben Io das Ventil allein durch den im Ende 9 des Gehäuses 10 vorherrschenden Druck, wenn der Solenoid 26a erregt ist und der Druck in der Kammer 25 auf Atmosphärendruck fällt. Befindet sich der Solenoid 26a in einem nicht erregten Zustand, wird die Kammer 25 mit der Druckmittelquelle verbunden und der Kolben wird in die offnungsstellung bewegt, da die durch den Druck in der Kammer 25 beaufschlagte Fläche des Kolbens Io größer ist als die durch den Druck im Ende 9 des Gehäuses 10 beaufschlagte Fläche.

Für den Fall, daß bei geöffnetem Ventil quer zum Ventil ein Druckabfall erfolgt, bleibt das Ventil offen, da das Wechselventil 28 automatisch die Arbeitskammer 25 mit der Seite des Ventils verbindet, auf der der höhere Druck des Mediums herrscht.

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Wenn es erwünscht wird, kann der Kolben ±6 auch durch, eine Feder entweder in Schließ- oder Öffnungsstellung gehalten ■werden, Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, ist der Kolben 16 hier in Schließstellung federbeaufschlagt. Dazu ist der Kolben 16 mit einem Zapfen 3¹* versehen, welcher mit einem Spielraum in einer Hülse 32 sitzt, die an der Kappe 15 befestigt ist.Zwischen einem Außenflansch an dem Zapfen und eines Innenflansch der Hülse sitzt eine Schraubendruckfeder

^! Das Yentil kann zusätzlich zu seiner Funktion als öffnungs- und Schließventil auch als DruckregelTÄitil für die Abströmseite verwendet werden* Infiiesesi Fall kann das Ventil aber nicht, wie oben beschrieben, bei einem in ungekehrter Richtung strömenden Medium eingesetzt werden. Das Ende 8 des Gehäuses

j 10 bleibt immer mit der Druckmittelquelle verbunden, und das

Servoventil 26 ist durch ein Filter mit einer Stelle verbunden, di-s in der Nähe des Endes 8 des Gehäuses 10 liegt. Die

■ Drosselstjlle 27 wird ferner durch einen Regulator ersetzt,

«reicher den Druck in der Arbeitskammer 25 auf einem bestimmten siert hält, wenn der Solenoid 26a erregt wird. Befindet sich der Solenoid 26a im erregten Zustand, wird die Kraft, die infolge des in der Kammer 25 herrschenden Druckes auf den Kolben 16 wirkt abzüglich der Sumse aus Federkraft und der Kraft, die durch Wirkung des Druckes im Ende 8 des Ge-

j häuses 10 auf die Singflache 22 des Kolbens 16 entsteht,

durch die Kraft ausgeglichen, diedurch die vom Druck im Ende 9 des Gehäuses 10 beatifsdiagte Fläche des Kolbens 16 entsteht, wodurch ein Gleichgewichtszustand erreicht wird. Fällt der Druck ia Ende 9 des Gefcäises 10 ab, bewegt sich der Kolben 16 nach rechts und vergrößert die effektive Größe der Durchflußöffnungen 2U, so daß sich der Druck im anderen Ende 8 des Gehäuses 10 erhöht und ein neuer Gleichgewihtszustand des Kolbens ±6 mit seiner Wandung 17 erreicht wird. Dieses Ventil kann durch einen zusätzlicher* elektrische

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Sehalter (nicht dargesteilt) verändert werden» mit dem das Vorhandensein von Druckmittel im Ende 9 des Gehäuses 10 aufgezeigt werden kann.

In manchen Fällen ist es erforderlich, die Kennlinie des Regelventils zu verändern- Zu diesem Zweck kann die Einstellung des Regulators verändert werden ₃ so daS in der Arbeitskammer 25 beispielsweise ein höherer Druck entsteht. Schließlich kann ein Entlastungsventil (nicht dargescelfc) vorgesehen Kr erden j das bei Obersteigen eines bestisssfeirn Druclarertes in · der Kammer 25 Druckmittel abläßt.

Schutzansürüche:

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Claims

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Sehutzanspriiche:

i. Ventil, in dessen Gehäuse zwischen einem Einlaß und einem Auslaß ein zylindrischer Hohlkörper in einem Abstand zur Sehäusewand angeordnet ist, in dem ein Kolben verschiebbar ista dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (13) an seinem einen Ende "geschlossen und an seinem anderen, offenen Ende als Ventilsitz (23) ausgebildet ist, und der Kolben Cl6) eissii sit des Vefeilsltz (23) zusammenwirkenden VerscHieSrand (23) und eine über den Verschließrand (23) verlängerte und im Ventilgehäuse (10) gelagerte Wandung (17) besitzt, and die Kolbenwand zwischen dem Verschließrand (23) und deönBoden des Kolbens (16) wenigstens eine Öffnung (2^) aufweist, und daß eine zwischen dem Kolben (16) und dem geschlossenen Ende des Hohlkörpers (13) ausgebildete kassier (25) iait Stellen verschiedener Drücke verbindbar ist.

2* Ventil nach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet, daß der Durchaesser des Kolbens (16) im Bereich der Wandung (17) geringer ist als der Durchmesser des restlichen Teils des Kolbens (16) und der Außendurchmesser des Verschließrandes (23) größer ist als der Innenduehinesser des zylindrischen Hohlkörpers (13).

3* Ventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kassier (25) öit einem Servoventil (26) verbunden ist, welches die Kacsser (25) nit einer Stelle niedrigeren Druckes oder einer Stelle höheren Druckes verbindet.

ή. Ventil nach eines der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekermzeich-_i net, daß zwischen del* Stelle höheren Druckes und dem Servo- ; Ventil (26) ein Weebeelventil (28) geschaltet ist, das zu j beiden Enderi (8,9J äeä GelsStises itOj je eine VeF&inäüng he^ j

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sitzt und die Kammer (25) jeweils mit dem Ende (8₃9) des Gehäuses (10) verbindet _Λ in dem der höhere Druck herrseht.

5. Ventil iah einem der Ansprüche 1 his 4, dadurch gekennzeichnet, daß in einer die Kammer (25) mit dem Servoventil (26) verbindenden Leitung eine Drosselstelle (27) vorgesehen ist.

6. Ventil nach Anspruch 3i dadurch gekennzeichnet _t daß das Servoventil (260 die Kammer (25) mit dem als "Einlaß dienenden Erofe (8) des Gehäuses (10) verbindet und zwischen dem Servoventil (26) und der Kaamer (25) ein Regulator vorgesehen ist... - -

7* Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6₅ dadurch gekennzeichnet, daß ein Fedeiö-ement (33) vorgesehen ist> das den Kolben (16) in Schließrichtung beaufschlagt.

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