DE10055342A1 - Check valve for hydraulic fluids - Google Patents
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- F16K5/06—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary with plugs having spherical surfaces; Packings therefor
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Abstract
Große Nennweiten führen in hydraulischen Anlagen, insbesondere in Verbindung mit hohen Drücken, zu großen Betätigungskräften für Sperrventile. Diese sind oftmals von Hand nicht mehr aufzubringen. Die Bereitstellung zusätzlicher Energieformen - z. B. elektrischer oder pneumatischer Energie - ist in hydraulischen Anlagen aufwendig und mit hohen Kosten verbunden. DOLLAR A Zur Ermöglichung einer händigen Betätigung eines Sperrventils in einer hydraulischen Anlage mit Leitungen größerer Nennweite wird durch die Erfindung der anstehende hydraulische Druck genutzt. DOLLAR A Die Erfindung bezieht sich auf ein 2/2-Wege-Sperrventil für Hydraulikflüssigkeiten industrieller Anlagen, wobei dieses baulich durchgebildet ist: DOLLAR A - mit Vorsteuerventil, Ringraum (23), Schaltküken (01) und Dichtelementen (02), DOLLAR A - für größere Nennweiten und hohe Drücke geeignet ist und DOLLAR A - keine nichthydraulische Energieversorgung aufweist. DOLLAR A Das Sperrventil eignet sich insbesondere zum Einsatz in hydraulischen Anlagen mit Leitungen größerer Nennweite und hohen Drücken.Large nominal sizes in hydraulic systems, especially in connection with high pressures, lead to large actuation forces for check valves. These can often no longer be applied by hand. The provision of additional forms of energy - e.g. B. electrical or pneumatic energy - is complex in hydraulic systems and associated with high costs. DOLLAR A To enable the manual actuation of a check valve in a hydraulic system with lines of larger nominal width, the present hydraulic pressure is used by the invention. DOLLAR A The invention relates to a 2/2-way shut-off valve for hydraulic fluids in industrial systems. is suitable for larger nominal widths and high pressures and DOLLAR A - has no non-hydraulic energy supply. DOLLAR A The check valve is particularly suitable for use in hydraulic systems with lines of larger nominal width and high pressures.
Description
Die Erfindung betrifft ein Sperrventil als 2/2- Wege-Ventil für Hydraulikflüssigkeiten zur Verwendung in industriellen Anlagen. Dabei sind Hydraulikflüssigkeiten bevorzugt in Form von Emulsionen als Öl-in-Wasser-Emulsionen oder Wasser-in-Öl-Emulsionen in der hydraulischen Technik unter den bekannt hohen Arbeitsdrücken in industriellen Anlagen, wie beispielsweise im Untertagebergbau, eingesetzt.The invention relates to a check valve as a 2/2-way valve for hydraulic fluids Use in industrial plants. Hydraulic fluids are preferred in Form of emulsions as oil-in-water emulsions or water-in-oil emulsions in hydraulic technology under the known high working pressures in industrial Plants, such as those used in underground mining.
Die Grundanforderungen an ein zuverlässiges Sperrventil in industriellen Anlagen sind:
The basic requirements for a reliable shut-off valve in industrial plants are:
- - manuell betätigbar durch einen Handgriff ohne Hilfsmittel- Manually operated by a handle without tools
- - unempfindlich gegen Druckschwankungen oder gegenüber Druckschlägen, um nicht in unkontrollierte Eingriffe der Schaltstellungen zu geraten.- Insensitive to pressure fluctuations or pressure surges in order not to get into uncontrolled interventions of the switch positions.
In industriellen Anlagen herrschen produktbezogen jeweils spezifische Verhältnisse; beispielsweise ist es in hydraulischen Anlagen des Untertagebergbaus unabdingbar, eine zuverlässige Betätigbarkeit eines Sperrventils sicherzustellen. Dies ist unter den bekannt hohen Drücken bergbaulicher Einrichtungen und bergbaulicher Betriebsver hältnisse wie Temperatur, Stäube, aggressiver Wässer usw. schwierig. Dies hat dazu geführt, daß durch Verwendung anderer Energieformen am Ventil, wie z. B. elektrische oder pneumatische Energie, Hilfsenergien bereitgehalten werden müssen zum Betäti gen bzw. zum Verfahren in die gewünschte Schaltstellung.In industrial plants, there are specific product-related relationships; for example, in hydraulic systems of underground mining, it is essential to ensure reliable actuation of a check valve. This is among the known high pressures of mining facilities and mining operations Conditions such as temperature, dust, aggressive water, etc. difficult. This has to do with that performed that by using other forms of energy on the valve, such as. B. electrical or pneumatic energy, auxiliary energy must be kept available for actuation gene or to move to the desired switch position.
Aus der DE 197 28 234 A1 ist ein Hahn bekannt, umfassend ein Gehäuse und ein darin drehbares Küken, wobei das Küken einen Schaft mit einem Hohlraum aufweist, in den mindestens eine an der Mantelseite des Schaftes angeordnete Öffnung mündet, und das am Schaft mindestens zwei elastische, den Schaft ringförmig umschließende Dichtorgane besitzt, zwischen denen die mindestens eine mantelseitige Öffnung ange ordnet ist und das am Schaft mindestens ein weiteres Dichtorgan aufweist, das die mindestens eine Öffnung umschließt. A tap is known from DE 197 28 234 A1, comprising a housing and a housing therein rotatable chick, the chick having a shaft with a cavity into which at least one opening arranged on the jacket side of the shaft opens, and that on the shaft at least two elastic, ring-shaped enclosing the shaft Has sealing members, between which the at least one jacket-side opening is arranged and which has at least one further sealing member on the shaft, which encloses at least one opening.
Mit einer derartigen Ausführung wird ausschließlich durch eine enge Passung zwischen Gehäuse und Küken mit entsprechend großer Kontaktkraft zwischen den Teilen eine Flüssigkeitsabdichtung bewirkt.With such a design is only through a tight fit between Housing and plug with a correspondingly large contact force between the parts Liquid sealing causes.
Durch größere Passungskräfte ist zwangsläufig die beim Drehen des Kükens zu über windende Drehreibung groß und beide Teile des Hahns stehen unter relativ hoher me chanischer Spannung. Insbesondere aber führen Unrundheiten an einem der Pas sungskörper zu kleinen Spalten zwischen Küken und Gehäuse, was sich vor allem bei hohen Drücken und geringer Viskosität der Arbeitsflüssigkeit durch Leckagen am Hahn äußert.Larger fit forces inevitably mean that when the chick is turned twisting rotational friction large and both parts of the tap are under relatively high me chanic tension. In particular, there are roundnesses on one of the pas solution to small gaps between the chick and the housing, which is especially high pressures and low viscosity of the working fluid due to leaks at the tap manifests.
Die DE 197 15 239 A1 beschreibt die Verfahrenssteuerung flüssiger oder gasförmiger Medien, die unter hohem Druck stehen. Hiernach soll ein Elekromotor eingesetzt wer den, der über eine Nockenscheibe, die die Drehbewegung des Elektromotors in eine translatorische Bewegung umsetzt, einen Ventilstößel betätigt. Diese Anordnung soll gewährleisten, daß die bei hohem Druck vorliegenden großen Stellkräfte zuverlässig überwunden und daß bei Ausfall der Stromversorgung ein definierter Ruhezustand der Anlage sichergestellt wird.DE 197 15 239 A1 describes the process control of liquid or gaseous Media under high pressure. According to this, an electric motor should be used the one that has a cam disc that turns the rotary motion of the electric motor into a translatory movement, actuated a valve lifter. This arrangement is said to ensure that the large actuating forces present at high pressure are reliable overcome and that if the power supply fails, a defined idle state of the Facility is ensured.
Die Verwendung einer zusätzlichen, z. B. nichthydraulischen Energieform zum Betätigen von Ventilen führt jedoch zu einem größeren maschinellen und damit verbundenen kostenmäßigen Aufwand. Desweiteren gestaltet sich die Anlage komplizierter, was zu einer Verringerung ihrer Verfügbarkeit führt, da insbesondere sicherheitsrelevante An lagen, wie sie beispielsweise häufig im Bergbau eingesetzt werden, auch beim Ausfall der nichthydraulischen Energieform abgeschaltet werden müssen.The use of an additional, e.g. B. non-hydraulic energy form for actuation of valves, however, leads to a larger mechanical and related costly effort. Furthermore, the system is more complicated, too leads to a reduction in their availability, since security-related An such as are often used in mining, even in the event of a failure the non-hydraulic form of energy must be switched off.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine manuelle Betätigbarkeit eines Sperr ventils an hydraulischen Einrichtungen industrieller Anlagen auch bei größeren Nenn weiten zu erhalten, wenn möglich ohne Hilfsgerät und ohne weitere nichthydraulische Energieformen, die die Ventilbauart nur verkomplizieren würden.The invention has for its object a manual actuation of a lock valve on hydraulic equipment of industrial plants even with larger nominal wide, if possible without auxiliary equipment and without further non-hydraulic Forms of energy that would only complicate the valve design.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine im Sperrventil angeordnete Vorrichtung gemäß des kennzeichnenden Teiles von Anspruch 1 in Verbindung mit einem extern am Sperrventil angeordneten Vorsteuerventil üblicher Bauart. The object is achieved by a device arranged in the check valve according to the characterizing part of claim 1 in connection with an externally on the check valve arranged pilot valve of conventional design.
Gemäß Anspruch 1 und einer Ausführung gemäß Fig. 1 und 2 wird dieser Zweck da durch erreicht, daß der in der Anlage anstehende hydraulische Druck nach Betätigung eines Vorsteuerventils in einen Ringraum 23 an dem Dichtelement 02, dessen Fläche größer ist als diejenige, welche das Dichtelement 02 an das Schaltküken 01 drückt, geleitet wird. Durch die entstehenden Kräfte wird die äußere Ringfläche 25 des Dicht elementes 02 in den Spalt, der wenigstens 0,2 mm mißt, zum Deckel 05 hin bewegt und das Dichtelement 02 aufgrund seiner kalottenförmigen Ausbildung vom Schaltküken 01 abgehoben. Dadurch wird die Reibkraft zwischen Schaltküken 01 und Dichtelement 02 verringert bzw. komplett aufgehoben und das Absperrventil läßt sich nun ohne großen Kraftaufwand von Hand schalten. According to claim 1 and an embodiment according to FIGS. 1 and 2, this purpose is achieved by the fact that the hydraulic pressure present in the system after actuation of a pilot valve in an annular space 23 on the sealing element 02, whose area is larger than that which the sealing element 02 presses the switch plug 01, is directed. Due to the resulting forces, the outer annular surface 25 of the sealing element 02 is moved into the gap, which measures at least 0.2 mm, towards the cover 05 and the sealing element 02 is lifted off from the switch plug 01 due to its dome-shaped design. As a result, the frictional force between switch plug 01 and sealing element 02 is reduced or completely eliminated and the shut-off valve can now be switched by hand without great effort.
01 Schaltküken
02 Dichtelemente
03 Führungshülse
04 Gehäuse
05 Deckel
01 switch plug
02 sealing elements
03 guide sleeve
04 housing
05 cover
2020
innere Ringfläche
inner ring surface
2323
Ringraum
annulus
2525
äußere Ringfläche
outer ring surface
3131
Bohrung
drilling
Claims (2)
daß zwischen Schaltküken (01), Deckel (05) und Gehäuse (04) eine Führungs hülse (03) für ein Dichtelement (02) starr angeordnet ist,
daß ein- oder beidseitig des Schaltkükens (01), in Durchflußrichtung ausgerich tet, ein axial verschiebbares Dichtelement (02) angeordnet ist, wobei des sen kükenseitige Stirnfläche bereichsweise kalottenartig ausgeformt und als Dichtfläche an die räumliche Schaltkükengeometrie angepaßt ist und die deckelseitige Stirnfläche in zwei axial versetzte Kreisringflächen unterteilt ist, wobei die innere Kreisringfläche (20) eine endständige, in Durchfluß richtung freie Stirnfläche aufweist, hinter der ein Freiraum besteht und die äußere Kreisringfläche (25), der kükenseitigen Deckelstirnfläche benach bart, einen zu dieser wenigstens 0,2 mm breiten Spalt aufweist und mit ihrer kükenseitigen Gegenringfläche eine Schulter bildet, die gemeinsam mit der Gegenfläche der Führungshülse (03) einen abgeschlossenen Ringraum (23) gestaltet, der über eine oder mehrere Bohrungen (31) in der Führungs hülse (03) Verbindungskanäle zum Vorsteuerventilaustritt aufweist.1. 2/2-way valve for blocking a fluid flow in a pipeline or a hose of the hydraulics of industrial systems, the blocking body being designed as a rotary valve in the form of a spherical switching plug, which is arranged so as to be rotatable about its axis perpendicular to the direction of flow, a cylindrical transverse bore with which, depending on the position of the switch plug, it completely releases or blocks the flow through a lenticular or circular cross-section corresponding to the line cross-section, characterized in that
that between the switching plug (01), cover (05) and housing (04) a guide sleeve (03) for a sealing element (02) is rigidly arranged,
that on one or both sides of the switch plug (01), aligned in the flow direction, an axially displaceable sealing element (02) is arranged, the sen chick-side end face being shaped like a dome and adapted as a sealing surface to the spatial switch plug geometry and the cover-side end face in two axially Staggered circular ring surfaces is divided, the inner circular ring surface ( 20 ) having a terminal, in the flow direction free end face, behind which there is a space and the outer circular ring surface ( 25 ), the chick-side lid end face NEAR, one of these at least 0.2 mm wide Gap and with its chick-side counter ring surface forms a shoulder which, together with the counter surface of the guide sleeve (03), forms a closed annular space ( 23 ) which has connection channels to the pilot valve outlet via one or more bores ( 31 ) in the guide sleeve (03).
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