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Einstellbares Durchflussregelventil
Die Erfindung bezieht sich auf ein einstellbares Durchflussregelventil für pneumatische und hydraulische Anlagen, mit zwei koaxial angeordneten Ventilkörpern, von denen der eine ein in einer Strö- mungsrichtung öffnendes., federbelastetes Rückschlagventil und der andere ein in der entgegengesetzten Strömungsrichtung wirkendes Drosselventil bildet, wobei der Drosselquerschnitt mittels einer im Ventilgehäuse sitzenden Stellschraube einstellbar ist.
Derartige Anordnungen werden in pneumatischen und hydraulischen Anlagen verwendet, um in einer Leitung in den beiden Strömungsrichtungen des Druckmittels voneinander verschiedene bzw. auch regelbare Widerstände zu erzeugen und auf diese Weise beispielsweise einen langsamen Zulauf des Druckmittels zu einem Gerät und einen raschen Rücklauf von diesem zu bewirken.
Bei einer bekannten Ausführung bildet der Ventilkörper des Drosselventils zusammen mit der Stellschraube eine Ventilspindel, die koaxial über dem Ventilkörper des Rückschlagventils in das Ventilgehäuse eingeschraubt ist. Der Ventilsitz des Drosselventils liegt in einer Trennwand des Gehäuses, durch die die Ventilspindel hindurchgeführt ist. Nach vollständiger Öffnung des Drosselventils kann dabei auch der Ventilkörper des Rückschlagventils durch die Ventilspindel von seinem Sitz abgehoben werden.
Diese Bauart erfordert ein verhältnismässig kompliziertes Gehäuse mit einer mehrfach geknickten Trennwand in dessen Innerem und einen grossen Raumbedarf. Ausserdem ist nachteilig, dass die Ventilspindel genau zentrisch zum Ventilsitz des Drosselventils in das Ventilgehäuse eingesetzt sein muss, damit die Strömung auch vollständig abgesperrt werden kann.
Es ist ferner ein Durchflussregelventil der eingangs genannten Bauart bekannt, bei dem der Ventilkörper des Rückschlagventils aus einer federbelasteten Kugel besteht, die in den rohrförmig ausgebildeten Ventilkörper des Drosselventils eingebaut ist. Der Ventilsitz des Drosselventils liegt auch hier in einer Trennwand des Ventilgehäuses, wobei der Drosselquerschnitt von einem zwischen dem Aussenumfang des rohrförmigen Ventilkörpers und dem Ventilsitz liegenden Ringspalt mit verhältnismässig gro- ssem Durchmesser gebildet ist. Dieser Ringspalt muss zur Erzielung einer ausreichenden Drosselung entsprechend eng sein, wobei aber die Feineinstellung schwierig ist und die Gefahr von Verstopfungen des Drosselspaltes besteht, so dass die Einstellung und Aufrechterhaltung einer genauen Drosselwirkung nur schwer zu erreichen ist.
Die Erfindung bezweckt nun die Verbesserung der bisher bekannten Durchflussregelventile und erreicht dies dadurch, dass der Ventilkörper des Drosselventils in den Ventilkörper des Rückschlagventils eingebaut und in Öffnungsrichtung unabhängig von der Stellschraube verschiebbar ist, die in Schliessrichtung des Ventilkörpers des Drosselventils einen verstellbaren Anschlag für diesen bildet. Durch den Einbau des Drosselventils in den Ventilkörper des Rückschlagventils wird der Raumbedarf gegenüber den bisher bekannten Ausführungen erheblich verringert. Das Rückschlagventil, das einen möglichst grossen Durchflussquerschnitt freigeben soll, liegt dabei aussen und das Drosselventil ist in vorteilhafter Weise innen angeordnet.
Es kann dadurch ohne Verkleinerung des Durchflussquerschnittes des Rückschlagventils der Sitzdurchmesser des Drosselventils beliebig klein gewählt werden, so dass auch bei kleinem Drosselquerschnitt die Spaltbreite genügend gross ist, um Verstopfungen durch im hindurchströmenden Medium allenfalls mitgeführte Verunreinigungen zu vermeiden. Ausserdem wird bei Beaufschlagung des Ventil-
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körpers des Rückschlagventils in Öffnungsrichtung auch der Ventilkörper des Drosselventils von seinem Sitz abgehoben, wodurch nicht nur eine Vergrösserung des Durchflussquerschnittes entsteht, sondern auch eine Selbstreinigung des Drosselventils durch das hindurchströmende Medium erzielt wird. Dadurch ist eine genaue Einhaltung der jeweils eingestellten Drosselwirkung gesichert.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Ventilkörper des Drosselventils durch eine eigene Schliessfeder in gleicher Richtung wie der Ventilkörper des Rückschlagventils belastet. Der Ventilkörper ist dadurch von den Druckverhältnissen in der Leitung beim Zurückströmen des Mediums unabhängig und wird durch seine Schliessfeder nach Schliessen des Rückschlagventils sofort in die jeweils eingestellte Drosselstellung gebracht.
Eine einfache Bauart des erfindungsgemässendurchflussregelventils, bei der ausserdem derVentilkörper des Drosselventils genau geführt ist, besteht darin, dass der Ventilkörper des Rückschlagventils aus einem zylindrischen Hohlkörper besteht, indessen Innerem der Ventilkörper des Drosselventils verschiebbar geführt ist, wobei der Ventilsitz des Drosselventils von einem nach innen vorspringenden Absatz des Hohlkörpers gebildet ist. Zweckmässig besteht der Ventilkörper des Drosselventils aus einem schlanken Kegel, der mit einem im zylindrischen Hohlkörper des Rückschlagventils gleitenden zylindrischen Bund versehen ist. Zum Durchtritt des Mediums können auf beiden Seiten des Ventilsitzes des Drosselventils im Mantel des hohlen Ventilkörpers des Rückschlagventils Radialbohrungen od. dgl. vorgesehen sein.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Ventilkörper des Drosselventils mit einem gegen die Stellschraube vorragenden Fortsatz versehen sein. der die Stirnwand des hohlen Ventilkörpers des Rückschlagventils durchsetzt und in dieser geführt ist, wobei die Stirnwand wenigstens in der untersten Stellung der Stellschraube an dieser anschlägt.
Diese Massnahme ermöglicht eine Aufteilung des Drosselbereiches des erfindungsgemässen Durchflussregelventils in zwei Teile, wobei beim Einschrauben der Stellschraube zunächst der Ventilkörper des Drosselventils von seinem Sitz abgehoben und dadurch eine Feindrosselung erzielt und beim weiteren Einschrauben der Stellschraube nach vollständiger Öffnung des Drosselventils durch Abheben auch des Ventilkörpers des Rückschlagventils von seinem Sitz ein grosser Drosselquerschnitt freigegeben wird. Auf diese Weise ergibt sich ein Drosselbereich, der von der vollständigenAbsperrungderStrömungbis zur Freigabe des gesamten Durchflussquerschnittes des Rückschlagventils reicht.
In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Durchflussregelventils im Axialschnitt.
Das Ventilgehäuse 1 ist prismatisch ausgebildet und besitzt eine von seiner unteren Stirnfläche ausgehende, blind endende Bohrung 2, von der zwei in den gegenüberliegenden Seitenflächen mündende Anschlusskanäle 3 und 4 für die Druckmittelleitungen abzweigen. In die Bohrung 2 ist der Ventilkörper 5 des Rückschlagventils eingesetzt, der in einer Kappe 6 verschiebbar geführt ist, welche die Bohrung 2 nach aussen abschliesst. Die Kappe 6 ist in der Bohrung 2 durch einen Sprengring 7 festgelegt und durch einen elastischen Dichtring 8 abgedichtet. Ferner nimmt die Kappe 6 die Schliessfeder 9 des Ventilkörpers 5 des Rückschlagventils auf.
Der Ventilsitz 10 des Rückschlagventils ist durch eine Verengung der Bohrung 2 gebildet und liegt zwischen den beiden Anschlusskanälen 3 und 4, die inAchsrichtung der Bohrung 2 gegeneinander versetzt sind. Der Ven- tilkörper 5 ist mit einer Weichdichtung 11 versehen, die durch die Schliessfeder 9 gegen den Ventilsitz 10 gedrückt wird.
Das Drosselventil besteht aus einem von einem schlanken Kegel gebildeten Ventilkörper 12, der in den Ventilkörper 5 des Rückschlagventils eingebaut ist. Der Ventilkörper 5 weist zu diesem
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die Form eines zylindrischenselventils verschiebbar geführt ist, wobei ein nach innen vorspringender Absatz des Hohlkörpers den Ventilsitz 13 des Drosselventilsbildet. AufbeidenSeiten des Ventilsitzes 13 sind im Mantel des hohlen Ventilkörpers 5 des Rückschlagventils Radialbohrungen 14 und 15 vorgesehen, die zum Zu- und Abführen des Druckmittels zum Ventilsitz 13 dienen.
Der Ventilkörper 12 ist durch eine eigene Schliessfeder 16 belastet, die ihn an den Ventilsitz 13 anpresst und zweckmässig auf denVentilkör- per 12 einen kleineren, auf die druckbeaufschlagte Fläche bezogenen Druck ausübt als die Feder 9 auf den Ventilkörper 5 des Rückschlagventils. An seiner Oberseite weist der Ventilkörper 12 einen zylindrischen Fortsatz 17 auf, der die Stirnwand 18 des hohlen Ventilkörpers 5 des Rückschlagventils durchsetzt und in dieser geführt ist.
Achsgleichmitdenbeiden Ventilkörpern 5 und 12 ist in das Ventilgehäuse 1 eine Stellschraube 19 eingesetzt, die mittels eines Gewindes 20 zwischen zwei Endlagen verstellt werden kann. Die Stellschraube 19 ragt mit ihrem Ende 21 in denAnschlusskanal 3 hinein und ist durch einen
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Sprengring 22 gegen zu weites Herausschrauben gesichert. Ein O-Ring 23 dient zur Abdichtung der die Stellschraube 19 aufnehmenden Gehäusebohrung 24.
Der Ventilkörper 12 des Drosselventils ist in seiner Öffnungsrichtung, die mit der Öffnungsrichtung des Ventilkörpers 5 des Rückschlagventils übereinstimmt, unabhängig von der Stellschraube 19 frei verschiebbar. Das Ende 21 der Stellschraube 19 bildet lediglich einen verstellbaren Anschlag für den Ventilkörper 12 des Drosselventils in Schliessrichtung desselben. In der Zeichnung ist die Stell- schraube 19 in ihrerherausgeschraubtenEndlage dargestellt, in welcher der Sprengring 22 am Ven- tilgehäuse 1 anliegt und das Ende 21 sich ausserhalb des Bewegungsbereiches des Fortsatzes 17 des Ventilkörpers 12 befindet. Der Ventilkörper 12 liegt daher unter Einwirkung seiner Schliessfeder 16 fest an seinem Ventilsitz 13 an, so dass die Verbindung zwischen dem Anschlusskanal 4 und dem Anschlusskanal 3 zur Gänze abgesperrt ist.
In der entgegengesetzten Richtung, vom Anschlusskanal 3 zum Anschlusskanal 4, kann hingegen das Durchflussregelventil durchströmt werden, wobei sowohl der Ventilkörper 5 des Rückschlagventils als auch der Ventilkörper 12 des Drosselventils gegen die Kraft ihrer Schliessfedern 9,16 von ihren Ventilsitzen 10,13 abgehoben und ein entsprechend grosser Durchströmquerschnitt freigegeben wird.
Wenn die Stellschraube 19 in das Ventilgehäuse 1 eingeschraubt wird, trifft das Ende 21 derselben zunächst auf den Fortsatz 17 des Ventilkörpers 12 des Drosselventils auf und öffnet dieses, wobei ein der jeweiligen Stellung der Stellschraube 19 entsprechend grosser Drosselspalt zwischen dem Ventilkörper 12 und dem Ventilsitz 13 freigegeben wird, durch welchen das Druckmittel vom Anschlusskanal 4 zum Anschlusskanal 3 zurückströmen kann. Bei weiterem Hineinschrauben der Stellschraube 19 trifft das Ende 21 nach vollständiger Öffnung des Drosselventils auf die Stirnwand 18 des Ventilkörpers 5 des Rückschlagventils auf und hebt auch den Ventilkörper 5 vom Ventilsitz 10 ab. Dadurch kann der für das Zurückströmen des Druckmittels freigegebene Drosselquerschnitt mittels der Stellschraube 19 beliebig gross eingestellt werden.
In jeder Stellung der Stell- schraube 19 wird aber beim Durchströmen des Mediums vom Anschlusskanal 3 zum Anschluss- kanal 4 nicht nur der Ventilkörper 5 des Rückschlagventils, sondern auch der Ventilkörper 12 des Drosselventils gegen die Kraft der zugeordneten Schliessfeder 16 von seinem Ventilsitz 13 wegbewegt, wodurch eine Selbstreinigung des Drosselventils erzielt und das Auftreten von Verstopfungen oder Verengungen des eingestellten Drosselquerschnittes verhindert wird. Eine stets gleichbleibende Drosselwirkung ist dadurch sichergestellt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einstellbares Durchflussregelventil für pneumatische und hydraulische Anlagen, mit zwei koaxial angeordneten Ventilkörpern, von denen der eine ein in einer Strömungsrichtung öffnendes, federbelastetes Rückschlagventil und der andere ein in der entgegengesetzten Strömungsrichtung wirkendes Drosselventil bildet, wobei der Drosselquerschnitt mittels einer im Ventilgehäuse sitzenden Stellschraube ein-
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tilkörper (5) des Rückschlagventils eingebaut und in Öffnungsrichtung unabhängig von der Stellschraube (19) verschiebbar ist, die in Schliessrichtung des Ventilkörpers (12) des Drosselventils einen verstellbaren Anschlag für diesen bildet.