DE2941583A1 - Multiway control valve with control slide - incorporates individual ring channels connected or isolated according to slide position - Google Patents
Multiway control valve with control slide - incorporates individual ring channels connected or isolated according to slide positionInfo
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Abstract
Description
Mehrwegsteuerventil Multi-way control valve
Die Erfindung betrifft ein Mehrwegsteuerventil mit einem in einem Gehäuse in mehrere Schaltstellungen bringbaren Steuerschieber, wobei einzelne Ringkanäle entsprechend der Stellung des Steuerschiebers miteinander verbunden oder gegeneinander abgedichtet sind und bei dem zur nterbindung von Leckölströmen entlang des Steuerschiebers in Nuten des Steuerschiebers oder in dessen Führungswandung elastische Dichtringe und an den von den Dichtringen überfahrenen Steuerkanten Einführfasen vorgesehen sind.The invention relates to a multi-way control valve with one in one Housing can be brought into several switching positions control slide, with individual ring channels connected to one another or to one another according to the position of the control slide are sealed and for the connection of leakage oil flows along of the control slide in grooves of the control slide or in its guide wall elastic sealing rings and lead-in chamfers on the control edges over which the sealing rings pass are provided.
Zur Abdichtung der einzelnen Steuerkanten ist es zweckmäßig, als elastische Dichtungen Rundschnurringe aus Gummi oder Glydringdichtungen aus Polytetrafluoräthylen-Mischungen zum Einsatz zu bringen.To seal the individual control edges, it is useful as elastic Seals Round cord rings made of rubber or Glydring seals made of polytetrafluoroethylene mixtures to bring to use.
Diese Dichtelemente können wohl den hermetisch dichten Effekt bringen, sie haben jedoch den Nachteil, daß sie bei Betriebsdrücken ab etwa 10 bar im Umschaltprozeß durch die Strömung oder den Betriebsdruck beschädigt werden, denn bei einer Umsteuerung bewirkt der volle Betriebsdruck auf einer Dichtungsseite die Dichtung in der Umschaltphase nach außen in den freien Raum zu drücken, so daß beim über fahren der Einführfase hohe Scherkräfte und damit Abscherungen und die damit verbundene Zerstörung der Dichtung auftreten können.These sealing elements can probably bring the hermetically sealed effect, However, they have the disadvantage that they are in the switching process at operating pressures from about 10 bar be damaged by the flow or the operating pressure, because in the event of a reversal the full operating pressure on one sealing side causes the seal in the switchover phase to press outward into the free space, so that when driving over the lead-in bevel high shear forces and thus shearing and the associated destruction of the Seal can occur.
Weiter kann bei bekannten solchen Ventilen in der Umschaltphase eine Verbindung zweier Ringräume mit unkontrolliertem Durchfluß des Druckmediums auftreten. Solche Ventile eignen sich nicht für die Steuerung von druckspeicherbetriebenen Stellgliedern, die bei Auftreten von Notfällen ohne Zufuhr äußerer Energie geschaltet werden müssen, da hier durch einen unkontrollierten Leckölstrom sich der Druckspeicher mit der Zeit oder auch unkontrolliert beim Schaltvorgang entleeren würde.Furthermore, in the case of known valves of this type, a Connection of two annular spaces with uncontrolled flow of the pressure medium appear. Such valves are not suitable for the control of pressure accumulator-operated Actuators that are switched in the event of emergencies without the supply of external energy have to be, because here by an uncontrolled leakage oil flow the pressure accumulator would empty over time or in an uncontrolled manner during the switching process.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Mehrwegsteuerventil der eingangs genannten Art zu schaffen, das auch bei hohen Drücken des Druckmediums ohne Beschädigung der Dichtungen störungsfrei arbeitet und das Leckölströme sicher verhindert.The object of the present invention is to provide a multi-way control valve of the type mentioned to create that even at high pressures of the pressure medium works trouble-free without damaging the seals and the leakage oil flows safely prevented.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die Bereiche beiderseits mindestens einer Einführfase über mindestens einen Verbindungskanal oder mindestens eine Steuerkerbe miteinander verbunden sind. Wird bei einem solchen Ventil der Steuerkolben über die Dichtung bewegt, so erfolgt über den Verbindungskanal ein Neutralisierungsprozeß für die Dichtung. Der Druck wird vor und nach der Dichtung ausgeglichen, so daß die Dichtung druckneutral in ihrem Einbauraum zu liegen kommt und die Steuerkanten ohne Gefahr einer Beschädigung der Dichtung überfahren werden können.To solve this problem, the invention provides that the areas at least one insertion bevel on both sides via at least one connecting channel or at least one control notch are connected to one another. Will be at such a If the valve moves the control piston via the seal, then it takes place via the connecting channel a neutralization process for the seal. The pressure is before and after the seal balanced so that the seal comes to rest in its installation space in a pressure-neutral manner and the control edges are driven over without the risk of damaging the seal can.
Durch die entsprechende Anordnung von Dichtungen kann die Uberlappungsfolge der Dichtungen so getroffen werden, daß ein "Kurzschluß" im Umschaltprozeß sicher vermieden wird. Zweckmäßigerweise wird jeder druckführende Ringkanal beiderseits durch eine Dichtungsanordnung leckölstromfrei gehalten.The overlapping sequence the seals are made so that a "short circuit" in the switching process is safe is avoided. Appropriately, each pressurized ring channel is on both sides kept free of leakage oil flow by a sealing arrangement.
Herstellungsmäßig kann besonders einfach der Verbindungskanal durch mindestens eine Querbohrung und eine Schrägbohrung gebildet sein, wobei um eine möglichst geringe Baulänge zu erreichen, die beiden Bohrungen dicht neben der Einführfase münden sollten. Damit wird gleichzeitig am besten sichergestellt, daß die Dichtung beim überfahren der Einführfase nicht abdichtend wirken muß, da durch den Verbindungskanal beiderseits der Dichtung der gleiche Druck gewährleistet ist.In terms of production, the connecting channel can pass through particularly easily at least one transverse bore and an inclined bore be formed, with one To achieve the shortest possible overall length, the two holes close to the lead-in bevel should flow. This is also the best way to ensure that the seal does not have to have a sealing effect when driving over the lead-in bevel, since it is through the connecting channel the same pressure is guaranteed on both sides of the seal.
Die Herstellung der Schrägbohrung kann dadurch erleichtert werden, daß sie in einer schräg verlaufenden Fläche vorgesehen ist. Zweckmäßigerweise ist diese Fläche eine Kreiskegelstumpffläche des Steuerschiebers bzw. der Führungsfläche für den Steuerschieber.The production of the inclined hole can be facilitated by that it is provided in an inclined surface. Is expedient this surface is a circular frustoconical surface of the control slide or the guide surface for the control spool.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der bzw. sind die Verbindungskanäle im Steuerschieber vorgesehen und die Einführfase und die Kegelstumpffläche sind durch entsprechende Abschrägungen von Ringnuten gebildet. Es ist aber auch eine konstruktive Umkehrung mit Anordnung der elastischen Dichtungsringe in der Führungswandung des Steuerschiebers möglich.In a preferred embodiment, the is or are the connecting channels provided in the control slide and the lead-in chamfer and the truncated cone surface are formed by corresponding bevels of annular grooves. But it is also one constructive reversal with arrangement of the elastic sealing rings in the guide wall of the control spool possible.
Besonders vorteilhaft können bei der erstgenannten Ausführungsform die elastischen Dichtungsringe zwischen in einer Ventilgehäusebohrung angeordneten Ringbüchsen vorgesehen sein. Dabei können zur Montagevereinfachung die Ringbüchsen Durchbrüche für die Verbindung mit Ringkanälen im Ventilgehäuse aufweisen.Can be particularly advantageous in the first-mentioned embodiment the elastic sealing rings between arranged in a valve housing bore Ring sleeves may be provided. The ring sleeves can be used to simplify assembly Have openings for the connection with annular channels in the valve housing.
Zur sicheren Abdichtung kann vorteilhaft die Wandstärke der Ringbüchsen etwa den Radialabmesungen der elastischen Dichtungen entsprechen, so daß eine einfache Montage durch Finschieben der Dichtungen und Ringbüchsen in das Ventilgehäuse ermöglicht wird.The wall thickness of the ring sleeves can be advantageous for a secure seal approximately correspond to the radial dimensions of the elastic seals, so that a simple Assembly is made possible by sliding the seals and ring sleeves into the valve housing will.
Bevorzugt werden als elastische Dichtringe eine Kombination von 0-Ring und Teflonglydring verwendet.A combination of O-rings are preferred as elastic sealing rings and Teflon Glydring is used.
Eine etwas steifere Dichtungsgestaltung ist dadurch möglich, daß statt anstelle des 0-Rings ein Quadring verwendet wird. Zur besseren Anpassung an unterschiedliche Betriebstemperaturen und Bedingungen können statt des reinen Polytetrafluoräthylenwerkstoffs auch andere fluorisierte Silikone verwendet werden.A somewhat stiffer seal design is possible because instead of a quad ring instead of the 0 ring is used. For better Adaptation to different operating temperatures and conditions can take place of the pure polytetrafluoroethylene material, other fluorinated silicones are also used will.
Weitere erfindungsgemäße Ausbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen und werden mit ihren Vorteilen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den beigefügten Zeichnungen zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Mehrwegsteuerventil mit zwei eingezeichneten Endstellungen des Steuerschiebers, Fig. 2 eine Teilansicht der Dichtungsanordnung in einer Endstellung des Steuerschiebers, Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung mit der Stellung des Steuerschiebers in einer Ubergangsphase und Fig. 4 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung einer anderen Ausführungsform mit im Steuerschieber angeordneten Dichtungsringen.Further designs according to the invention are attached to the subclaims and their advantages are explained in more detail in the following description explained. In the accompanying drawings: FIG. 1 shows a longitudinal section through a multi-way control valve with two indicated end positions of the control spool, 2 shows a partial view of the sealing arrangement in an end position of the control slide, 3 shows a representation corresponding to FIG. 2 with the position of the control slide in a transition phase and FIG. 4 shows a representation corresponding to FIG Another embodiment with sealing rings arranged in the control slide.
Für alle entsprechenden Teile werden in den Darstellungen die gleichen Bezugszeichen verwendet.The representations show the same for all corresponding parts Reference numerals used.
Das in Fig. 1 dargestellte Mehrwegsteuerventil 1 weist hauptsächlich ein Ventilgehäuse 2 auf, in dem ein Steuerschieber 3 verschiebbar geführt ist.The multi-way control valve 1 shown in Fig. 1 mainly has a valve housing 2 in which a control slide 3 is slidably guided.
Ein mittlerer Ringkanal 4 des Ventilgehäuses 2 ist wie schematisch dargestellt, mit einem Druckspeicher 5 verbunden, während symmetrisch zum Ringkanal 4 angeordnete Ringkanäle 6 und 7 mit einem Arbeitszylinder 8 und zwei außenliegende Ringkanäle 9 und 10 wie schematisch angedeutet mit einem Tank 11 verbunden sind.A central ring channel 4 of the valve housing 2 is as shown schematically shown, connected to a pressure accumulator 5, while symmetrical to the ring channel 4 arranged annular channels 6 and 7 with a working cylinder 8 and two external ones Ring channels 9 and 10 are connected to a tank 11, as indicated schematically.
Der Steuerschieber 3 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel drei Ringnuten 12 auf, deren Kanten mit einer Einführfase 13, die teilweise zusätzlich mit einer schräg verlaufenden Fläche 14 in Form einer Kreiskegelstumpffläche versehen sind. Ausgehend von der Fläche 14 ist eine oder mehrere Schrägbohrungen 15 eingebracht, die in eine oder auch mehrere Querbohrungen 16 mündet, um so einen Verbindungskanal 17 zu bilden, durch den beide Seiten der jeweils zugeordnete Einführfase 13 miteinander verbunden sind, wie dies insbesondere aus den Fig.The control slide 3 has three in the illustrated embodiment Annular grooves 12, the edges of which with an insertion bevel 13, which in part also provided with an inclined surface 14 in the form of a circular frustoconical surface are. Starting from the surface 14, one or more inclined bores 15 are made, which opens into one or more transverse bores 16 to form a connecting channel 17 to form, through the two sides of the respectively associated insertion chamfer 13 with each other are connected, as can be seen in particular from FIGS.
2 und 3 in größerem Maßstab ersichtlich ist.2 and 3 can be seen on a larger scale.
Die Führungswand 18 für den Steuerschieber 3 wird im dargestellten Ausführungsbeispiel durch in eine Bohrung 19 eingelegte Ringbüchsen 20 gebildet, die Durchbrüche 21 und entsprechend den Ringkanälen 4,6,7,9 und 10 zugeordnete Einstiche 22 aufweisen.The guide wall 18 for the control slide 3 is shown in FIG Embodiment formed by annular sleeves 20 inserted into a bore 19, the openings 21 and corresponding to the annular channels 4, 6, 7, 9 and 10 associated recesses 22 have.
Zwischen den Ringbüchsen 20 sind an den erforderlichen Stellen elastische Dichtungsringe 23 vorgesehen, die aus einem 0-Ring 24 und einem Glydring 25 bestehen. Um eine sichere Funktion auch bei sehr tiefen Temperaturen von z.B. minus 800 sicherzustellen, kann insbesondere der Glydring 25 aus fluorisiertem Silikon oder auch Polytetrafluoräthylen bestehen.Between the annular sleeves 20 are elastic at the required points Sealing rings 23 are provided, which consist of an O-ring 24 and a Glydring 25. In order to ensure reliable function even at very low temperatures of e.g. minus 800, In particular, the Glydring 25 made of fluorinated silicone or polytetrafluoroethylene exist.
Durch die Verbindungskanäle 17 wird in der übergangsphase,bei der der elastische Dichtungsring 23 über die Einführfase 13 gleitet, ein Druckausgleich beiderseits des elastischen Dichtungsringes 23 erreicht, so daß auch bei hohen Arbeitsdrücken keine Beschädigung der Dichtungsringe 23 beim Umschaltvorgang in beiden Richtungen erfolgt. Hierzu ist das Spiel zwischen dem Steuerschieber 3 und den diesen führenden Ringbüchsen 20 entsprechend ausgebildet, daß in dieser übergangsphase ein bestimmter Leckölstrom für den Druckausgleich fließen kann, dieser Leckölstrom aber in den Arbeitsstellungen des Steuer- schiebers 3 durch die Dichtungsringe 23 vollkommen unterbunden ist. Die Überlappungsfolge der Anordnungen ist dabei so getroffen, daß während der Umschaltprozesse kein unerwünschter Kurzschluß zwischen den Ringkanälen erfolgt. Durch diese Kurzschlußunterbindung und die Unterbindung des Leckölstroms eignen sich die erfindungsgemäßen Mehrwegsteuerventile insbesondere für Notumschaltungsvorrichtungen z.B.Through the connecting channels 17 is in the transition phase in which the elastic sealing ring 23 slides over the insertion bevel 13, a pressure equalization reached on both sides of the elastic sealing ring 23, so that even at high working pressures no damage to the sealing rings 23 during the switching process in both directions he follows. For this purpose, there is the play between the control slide 3 and the leading ones Ring sleeves 20 designed accordingly that in this transition phase a certain Leakage oil flow for pressure equalization can flow, but this leakage oil flow into the Working positions of the tax slide 3 through the sealing rings 23 is completely prevented. The order of overlap of the arrangements is as follows made that no undesired short circuit between the ring channels takes place. Through this short circuit prevention and the prevention of the leakage oil flow, the multi-way control valves according to the invention are particularly suitable for emergency switching devices e.g.
zum Schließen eines Ventils oder Schiebers in Pipeline, in Atomkraftwerken od.dgl., wobei über das Mehrwegsteuerventil ein Arbeitszylinder 8 aus einem Druckspeicher 5 ohne irgendwelche Fremdenergie beaufschlagt wird, so daß Notfallhandlungen auch bei Ausfall der gesamten Energieversorgung möglich sind, ohne daß diese Geräte oder Vorrichtungen sorgfältiger Wartung bedürfen.for closing a valve or slide in a pipeline, in nuclear power plants Or the like., A working cylinder 8 from a pressure accumulator via the multi-way control valve 5 is applied without any external energy, so that emergency actions also in the event of failure of the entire energy supply are possible without these devices or Devices require careful maintenance.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 4 sind in KonstruktionsumMehr die Einführfasen 13 in der Führungswandung 18 für den Steuerschieber 3 angeordnet und entsprechend auch Querbohrungen 16 und Schrägbohrungen 15 zur Bildung von Verbindungskanälen 17. Die elastischen Dichtungsringe 23 sind dann in entsprechenden Nuten 26 des Steuerschiebers 3 vorgesehen oder durch entsprechend aufgesteckte Ringbüchsen gebildet.In the embodiment of Fig. 4, more are in construction Insertion chamfers 13 arranged in the guide wall 18 for the control slide 3 and correspondingly also transverse bores 16 and inclined bores 15 to form connecting channels 17. The elastic sealing rings 23 are then in corresponding grooves 26 of the control slide 3 provided or formed by appropriately fitted ring sleeves.
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