DE102021000264A1 - Safety line connection valve for pressure fluid - Google Patents
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Abstract
Leitungsanschlussventil für ein Druckfluid mit einem einschraubbaren Stutzen (1) einerseits und mit einer Ventilbuchse (4), die in einem Innenraum ein federbelastet schließendes Ventil (PV), in einem abgedichteten Gewinde eingeschraubt, enthält und dies mit einem Außengewinde (4A) für einen abgehenden Anschluss mit einem Dichtring (9D1) versehen ist, wobei dieses vorbekannte primäre Leitungsanschlussventil (PV) mit einem sekundären Leitungsanschlussventil (SV) in Serie geschaltet ist, wobei das erstgenannte von einem Kupplungsmantel (7) vollständig abgedichtet umschlossen ist und das zweitgenannte in einem am Kupplungsmantel (7) endseitig angeformten Anschlussstutzen (7S) abgedichtet angeordnet ist und wobei zentrisch zwischen dem Kupplungsmantel (7) und dem primären Ventil (PV) ein Koppelzapfen (9) beidendig abgedichtet eingefügt ist, der längs einen Fluidkanal (9F) enthält, und mit dem einends das primäre Ventil (PV) einer schließenden Feder (3A) entgegenwirkend öffnend zu betätigen ist.Line connection valve for a pressure fluid with a screw-in connector (1) on the one hand and with a valve socket (4) which contains a spring-loaded closing valve (PV) screwed into a sealed thread in an interior and this with an external thread (4A) for an outgoing one Connection is provided with a sealing ring (9D1), this previously known primary line connection valve (PV) being connected in series with a secondary line connection valve (SV), the first-mentioned being completely sealed by a coupling jacket (7) and the second-mentioned in one on the coupling jacket (7) at the end molded connection piece (7S) is arranged in a sealed manner and with a coupling pin (9) inserted in a sealed manner at both ends between the coupling casing (7) and the primary valve (PV), which contains a fluid channel (9F) along the length, and with the at one end to actuate the primary valve (PV) of a closing spring (3A) in a counteracting opening is.
Description
Leitungsanschlussventil für ein Druckfluid mit einem einschraubbaren Stutzen einerseits und mit einer Ventilbuchse , die in einem Innenraum ein federbelastet schließendes Ventil, in einem abgedichteten Gewinde eingeschraubt, enthält und dies mit einem Außengewinde für einen abgehenden Anschluss mit einem Dichtring versehen ist.Line connection valve for a pressure fluid with a screw-in nozzle on the one hand and with a valve socket which contains a spring-loaded closing valve in an interior, screwed into a sealed thread and which is provided with an external thread for an outgoing connection with a sealing ring.
Ein derartiges Leitungsanschlussventil ist aus dem Normblatt
Derartige Leitungsanschlussventile sind vielfältig im hydraulischen und pneumatischen Steuer- und/oder Regelvorrichtungen enthalten, z.B. in Turbinen, Landmaschinen, Fluggerätesteuerungen oder Motorsteuerungen. Sie sind im Betrieb hohen Belastungen durch sehr unterschiedliche Temperaturen und hohe und stark schwankende Druckbelastungen ausgesetzt. Dies führt zu einer Verminderung der Dichtigkeit durch Anlagerung von Partikeln, wie Flugrost, Abriebspäne, sowie insbesondere durch Vibrationsbelastungen und Druckwellen im Fluid. Eine Undichtigkeit ist zum einen mit einem Fluidverlust als auch durch Veränderung der Steuer- und/oder Regelfähigkeit des Systems nur sehr begrenzt tolerierbar. Die Ventile werden deshalb häufig durch Messung des Drucks, ggf. dessen Abfalls, überprüft, was bei Unterschreiten der Toleranzgrenze ein Ventilaustausch erfordert, der sehr aufwändig ist, insbesondere bei Hochdruckpneumatik, wie in Windturbinen üblich, weil eine zeitaufwändige Entlüftung der Anlagen und anschließend eine Wiederaufladung erfolgen muss.Such line connection valves are widely used in hydraulic and pneumatic control and / or regulating devices, e.g. in turbines, agricultural machinery, aircraft controls or engine controls. During operation, they are exposed to high loads due to very different temperatures and high and strongly fluctuating pressure loads. This leads to a reduction in the tightness due to the accumulation of particles such as rust film, abrasion chips, and in particular due to vibration loads and pressure waves in the fluid. A leak can only be tolerated to a very limited extent, on the one hand, with a loss of fluid and on the other hand due to a change in the controllability and / or regulation capability of the system. The valves are therefore often checked by measuring the pressure, if necessary its drop, which requires valve replacement if the tolerance limit is not reached, which is very complex, especially with high-pressure pneumatics, as is common in wind turbines, because the systems are time-consuming to ventilate and then recharge must be done.
Es ist Aufgabe der Erfindung, diesen Nachteil zu beheben und eine erhöhte Sicherheit zu gewährleisten.The object of the invention is to remedy this disadvantage and to ensure increased safety.
Die Lösung besteht darin, dass das vorbekannte primäre Leitungsanschlussventil mit einem sekundären Leitungsanschlussventil in Serie geschaltet ist, wobei das erstgenannte von einem Kupplungsmantel vollständig abgedichtet umschlossen ist und das zweitgenannte in einem am Kupplungsmantel endseitig angeformten Anschlussstutzen abgedichtet zentral angeordnet ist und wobei zentrisch zwischen dem Kupplungsmantel und dem primären Ventil ein Koppelzapfen beidendig abgedichtet eingefügt ist, der längs einen Fluidkanal enthält, und mit dem einenends das primäre Ventil der schließenden Feder öffnend entgegenwirkend zu betätigen ist.The solution is that the previously known primary line connection valve is connected in series with a secondary line connection valve, the first-mentioned being completely sealed by a coupling jacket and the second-mentioned being arranged centrally in a sealed manner in a connection piece molded on the coupling jacket and being centered between the coupling jacket and the primary valve has a coupling pin inserted in a sealed manner at both ends, said coupling pin containing a fluid channel along one end, and with one end of the primary valve of the closing spring being operable in an opening manner in a counteracting manner.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous refinements are given in the subclaims.
Somit besteht die vorteilhafte Verwendungsart darin, dass bei einer Leckage eines bereits vorhandenen Ventils einer Fluidanlage ohne weitere Entleerungsmaßnahme eine Abhilfe durch Lösen der Anschlussmuffe und Aufschrauben der Kupplung mit dem Sekundärventil die Dichtigkeit wiederhergestellt ist und die Anschlussmuffe dort wieder aufgeschraubt wird.Thus, the advantageous type of use is that in the event of a leak in an existing valve of a fluid system without any further emptying measures, a remedy is to restore the tightness by loosening the connecting sleeve and unscrewing the coupling with the secondary valve and screwing the connecting sleeve back on there.
Der Koppelzapfen weist vorteilhaft einen Zentrierkonus auf, der eine passende Zentriersenke im Kupplungsmantel entspricht. Der Koppelzapfen erstreckt sich von dem Zentrierkonus aus so weit in das Primärventil durch eine Zapfendichtung hindurch, dass er dessen Dichtkegel dann öffnet, wenn der Kupplungsmantel fest angezogen ist, wobei also nur das Sekundärventil in Funktion ist. Die Dichtfunktion entspricht also der mit dem ursprünglichen Ventil.The coupling pin advantageously has a centering cone which corresponds to a matching centering depression in the coupling jacket. The coupling pin extends from the centering cone so far into the primary valve through a pin seal that it opens its sealing cone when the coupling jacket is tightened, so only the secondary valve is in function. The sealing function therefore corresponds to that of the original valve.
Zusätzlich ergibt sich die neue Möglichkeit, beide Ventile in den Abdichtungszustand zu bringen, wenn die Manteldichtung nur so weit losgedreht wird, bis der Dichtkegel das Primärventil in die Schließstellung gedrückt hat. Es ist dadurch eine erhöhte Sicherheit gegen eine Leckage gegeben, da beide Ventile in Serie geschaltet geschlossen sind, wenn kein Messfühler oder ähnliches angeschlossen ist. Wenn nur ein Ventil versagt hält das andere weiter dicht. Diese Redundanz lässt sich zudem leicht überprüfen, wenn der Druck überwacht und wechselweise jeweils nur eines der beiden Ventile durch Lockern des Kupplungsmantels bei angezogener Anschlussmuffe geöffnet wird und jeweils das andere geschlossen wird. So ergibt sich bei Ermittlung eines Druckabfalls, ob eines der Ventile eine Leckage aufweist und erforderlichen Falls zumindest das Sekundärventil bei dessen Fehlverhalten ausgetauscht werden muss.In addition, there is the new possibility of bringing both valves into the sealing state if the jacket seal is only loosened until the sealing cone has pushed the primary valve into the closed position. This provides increased security against leakage, since both valves are connected in series and are closed when no measuring sensor or the like is connected. If only one valve fails, the other will continue to hold tight. This redundancy can also be easily checked if the pressure is monitored and only one of the two valves is opened alternately by loosening the coupling jacket while the connection sleeve is tightened and the other is closed. When a pressure drop is determined, it can be seen whether one of the valves has a leak and, if necessary, at least the secondary valve must be replaced if it malfunctions.
Ein Ausführungsbeispiel zeigen
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1 zeigt einen Axialschnitt der Leitungsanschluss-Ventilanordnung. -
2 zeigt den Querschnitt einer Ausführung des Kupplungsmantels, der aus einem 6-Kantstahl hergestellt ist, sodass er mit einem Drehmomentschlüssel definiert angezogen und eingestellt werden kann. -
3 zeigt einen Querschnitt des Koppelzapfens, der im Kupplungsmantel zentriert kraftschlüssig und abgedichtet gehalten ist und anderenends abgedichtet in das Primärventil hineinragt und auf den Dichtkegel öffnend/schließend einstellt. -
4 . zeigt eine Variante eines Sicherheits-Leitungsanschlussventils bei dem formal gesehen der Kupplungsmantel zweiteilig ausgebildet ist, wobei eines der Teile eine Ventilbuchse gleichartig zu der des Primärventils ist. Der restliche Kupplungsmantel ist demgemäß verkürzt und vereinfacht und nur mit Dichtungsnuten und zwei Innengewinden versehen.
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1 shows an axial section of the line connection valve arrangement. -
2 shows the cross section of an embodiment of the coupling jacket, which is made of hexagonal steel so that it can be tightened and adjusted in a defined manner with a torque wrench. -
3 shows a cross-section of the coupling pin, which is held in a force-fit and sealed manner centered in the coupling jacket and protrudes into the primary valve in a sealed manner and adjusts to open / close on the sealing cone. -
4th . shows a variant of a safety line connection valve in which, from a formal point of view, the coupling jacket is designed in two parts, one of the parts being a valve socket similar to that of the primary valve. The remainder of the coupling jacket is accordingly shortened and simplified and only provided with sealing grooves and two internal threads.
Die anliegende Bezugszeichenliste gibt eine Übersicht über die verschiedenen Konstruktionskomponenten durch Ziffern und deren Detailausgestaltungen oder Zusatzkomponenten durch ergänzende Buchstaben.The attached list of reference symbols provides an overview of the various construction components by means of numbers and their detailed designs or additional components by means of supplementary letters.
Der Ventilkörper
Im oberen Teil des Kupplungsmantels
Im innersten Bereich des Kupplungsmantels ist der Koppelzapfen
Wie
Das im Bild obere Ende des Kupplungsmantels
Der Anschlussstutzen
Der Einbau eines seriell betriebenen Leitungsanschlussventils hat insbesonders große Vorteile, wenn ein pneumatisches Hochdruckventil z.B. an einer Windenergieanlage zur Regelung eingesetzt ist, wobei trockener Stickstoff mit bis zu 180 bar Druck beherrscht werden muss. Bei einer Leckage eines einfachen Ventils in einer konventionellen Anlage bringt bisher eine üblich durchzuführender Ventilaustausch mit der Stilllegung der Regelstrecke durch die vollständige Entleerung der Pneumatikanlage sowie einer nach dem Austausch erforderlichen Wiederbefüllung einen erheblichen Zeit-, Energie- und Gasverlust mit sich.The installation of a serially operated line connection valve has great advantages in particular when a pneumatic high-pressure valve is used for regulation, for example on a wind turbine, whereby dry nitrogen with a pressure of up to 180 bar has to be controlled. In the event of a leak in a simple valve in a conventional system, a valve replacement, which had to be carried out in the past, resulted in the shutdown of the control system through the complete emptying of the pneumatic system as well as a necessary replacement after the replacement Refilling results in a considerable loss of time, energy and gas.
Eine Störungsbehebung durch den erfindungsgemäßen Ansatz eines Vorschaltventils, nämlich des Sekundärventils, also der Sicherheitskombination zweier Ventile erspart die genannte Mühe und Zeit sowie Gas und Energie; die Anlage kann ohne Unterbrechung betrieben werden. Sowohl eine Nachrüstung als auch eine Standardausrüstung mit dem Sekundärventil erbringen die Vorteile. Die Verwendung von trockenem Stickstoff oder anderem Inertgas als Fluid in der Regel- oder Steueranlage verhindert Korrosion und Eisbildung auch unter extremen Wetter- oder anderen ungünstigen Umweltbedingungen. Die Zuverlässigkeit und Sicherheit der Anlage ist dadurch gegenüber dem Einsatz von Druckluft oder hydroskopischer Bremsflüssigkeit erhöht.Fault elimination using the inventive approach of an upstream valve, namely the secondary valve, that is to say the safety combination of two valves, saves the effort and time mentioned, as well as gas and energy; the system can be operated without interruption. Both retrofitting and standard equipment with the secondary valve bring the advantages. The use of dry nitrogen or other inert gas as a fluid in the regulation or control system prevents corrosion and ice formation even under extreme weather or other unfavorable environmental conditions. This increases the reliability and safety of the system compared to the use of compressed air or hydroscopic brake fluid.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- PVPV
- PrimärventilPrimary valve
- 11
- EinschraubstutzenScrew-in socket
- 22
- StutzendichtringNozzle sealing ring
- 3A, 3B3A, 3B
- SchließfederClosing spring
- 44th
- VentilbuchseValve socket
- 4A4A
- AußengewindeExternal thread
- 4K4K
-
Schraubkopf an
PV Screw head onPV - 5A, 5B5A, 5B
- VentilkörperValve body
- 5D5D
- GewindedichtungThread seal
- 5K5K
- KegelsitzCone seat
- 5S5S
-
Gewindespalt
PV-5 Thread gapPV-5 - 6A, 6B6A, 6B
- DichtkegelSealing cone
- SVSV
- SekundärventilSecondary valve
- 77th
- KupplungsmantelClutch casing
- 7A7A
- AußengewindeExternal thread
- 7G7G
-
Innengewinde
7-SV inner thread7-SV - 7171
-
Innengewinde
7-PV inner thread7-PV - 7S7S
- AnschlussstutzenConnection piece
- 7Z7Z
- ZentrierkonusCentering cone
- 88th
- ManteldichtungJacket seal
- 99
- KoppelzapfenCoupling pin
- 9DI9DI
-
Zapfendichtung
9-PV ,5Pin seal9-PV , 5 - 9D29D2
-
Zapfendichtung
9-7 Pin seal9-7 - 9F9F
-
Fluidkanal in
9 Fluid channel in9 - 9Q9Q
- Zapfenfurche querCone furrow transversely
- ABAWAY
- AkkumulatorbereichAccumulator area
- MBMB
- Mess-/FüllbereichMeasuring / filling range
- SVKSVK
- Sekundärventil KurzführungSecondary valve short guide
- 9K9K
- Koppelzapfen KurzführungCoupling pin short guide
- 7K7K
- Kupplungsmantel KurzführungCoupling shell short guide
- 4B4B
- Ventilbuchse Sekundärventil kurzSecondary valve socket short
- 9D39D3
- Dichtung Koppelzapfen zu 4BSeal coupling pin for 4B
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited
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