DE10048816A1 - Druckregelventil für eine Kälteanlage - Google Patents
Druckregelventil für eine KälteanlageInfo
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Abstract
Es wird ein Druckregelventil (6) für eine Kälteanlage angegeben mit einem Schieber (10), der durch einen Antrieb (19) relativ zu einer Führung (11) bewegbar ist, wobei zwischen Führung (11) und Schieber (10) ein veränderbarer Drosselwiderstand gebildet ist. DOLLAR A Mit einem derartigen Ventil möchte man Kältemittel über einen großen Durchflußmengenbereich steuern können, wobei das Ventil kostengünstig ausgeführt werden soll. DOLLAR A Hierzu wirken der Schieber (10) und die Führung (11) in zwei Abschnitten ihre Bewegung relativ zueinander nach unterschiedlichen Ventilprinzipien zusammen.
Description
Die Erfindung betrifft ein Druckregelventil für eine
Kälteanlage mit einem Schieber, der durch einen Antrieb
relativ zu einer Führung bewegbar ist, wobei zwischen
Führung und Schieber ein veränderbarer Drosselwider
stand gebildet ist.
Derartige Druckregelventile werden üblicherweise in ei
nem Kältemittelkreislauf zwischen Verdampfer und Ver
dichter eingesetzt, wobei der Kältemittelkreislauf im
Anschluß an den Verdichter einen Kondensator aufweist,
in dem das Kältemittel verflüssigt wird und der über
ein Expansionsventil mit dem Eingang des Verdampfers
verbunden ist. In einem solchen Kältemittelkreislauf
regelt das Druckregelventil den Druck im Verdampfer und
damit die Verdampfungstemperatur. Damit kann man errei
chen, daß der Verdampfungsdruck weitgehend unabhängig
vom Saugdruck des Verdichters oder Kompressors geregelt
werden kann, solange der Druck im Verdampfer oberhalb
des Saugdrucks liegt. Dies ermöglicht eine sehr genaue
Regelung der Temperatur in den Bereichen, die mit Hilfe
des Verdampfers gekühlt werden sollen. Mit einer elek
tronischen Steuerung des Ventils ist es möglich, die
Temperaturgebiete in diesen Bereichen bis auf ±0,1°C
konstant zu halten. Für diese Genauigkeit werden an das
Druckregelventil jedoch relativ hohe Anforderungen ge
stellt. Insbesondere muß es in der Lage sein, kleinere
und größere Kältemittelströme sehr genau zu regeln.
Ein solches Druckregelventil kann den Saugdruck des
Verdichters in dem Kältemittelkreislauf auch bei Anlauf
der Kälteanlage regeln. In diesem Fall erfolgt die Re
gelung anhand von Druckmessungen an der Saugseite des
Verdichtens. Damit kann man den Verdichter gegen Über
lastung beim Anlauf schützen.
EP 0 741 257 B1 zeigt ein Ventil in einem Kältemittel
kreislauf, allerdings handelt es sich hierbei um ein
Expansionsventil. Dieses Expansionsventil weist einen
Schieber auf, der eine Führung hülsenartig umgreift.
Die Führung ist als Hohlzylinder ausgebildet, die in
ihrer Wand eine oder mehrere Öffnungen aufweist, die
vom Schieber mehr oder weniger stark abgedeckt werden.
Der Antrieb des Schiebers erfolgt über einen elektro
nisch gesteuerten Schrittmotor.
US 5 964 248 beschreibt ein Ventil, das für die Rege
lung von überhitztem Dampf gedacht ist. Dieses Ventil
hat einen relativ großen Regelbereich, d. h. es kann so
wohl sehr große, als auch sehr kleine Dampfmengen steu
ern. Hierzu ist der Schieber in einer hohlzzylindrisch
ausgebildeten Führung verschiebbar, die in ihrer Wand
mehrere in Bewegungsrichtung des Schiebers übereinander
angeordnete Bohrungen aufweist, die bei einer Bewegung
des Schiebers nach und nach frei gegeben werden. Der
Schieber weist an seinem schließseitigen Ende eine
Schürze auf, in deren Wand ebenfalls Bohrungen angeord
net sind, so daß beim Herausfahren der Schürze aus ei
nem Ventilsitz zunächst diese Bohrungen freigegeben
werden und einen Dampfstrom erlauben. Die Herstellung
eines derartigen Ventils ist aufgrund der vielen Boh
rungen außerordentlich aufwendig. Die relativ zueinan
der bewegten Teile müssen mit einer ziemlich großen Ge
nauigkeit gefertigt werden, damit dieses Ventil dicht
bleibt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Kältemittel
über einen großen Durchflußmengenbereich mit einem ko
stengünstig herstellbaren Ventil steuern zu können.
Diese Aufgabe wird bei einem Druckregelventil der ein
gangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Schieber
und die Führung in zwei Abschnitten ihrer Bewegung re
lativ zueinander nach unterschiedlichen Ventilprinzipi
en zusammenwirken.
Mit dieser Ausgestaltung kann man für einen Bewegungs
abschnitt ein Ventilprinzip wählen, mit dem große Men
gen von gasförmigen Kältemittel geregelt oder gesteuert
werden können. Bei diesem Ventilprinzip kommt es im we
sentlichen darauf an, daß eine große Durchtrittsfläche
zur Verfügung steht und die Drosselung durch das Zusam
menwirken von Schieber und Führung relativ klein ist.
Ein anderes Ventilprinzip kann hingegen für den anderen
Regelbereich verwendet werden, in dem es darauf an
kommt, möglichst kleine Mengen an Kältemitteldampf zu
regeln. Für die kleinen Mengen ist ein entsprechend
größerer Drosselwiderstand erforderlich. Durch die Ver
wendung von zwei unterschiedlichen Ventilprinzipien
lassen sich nun beide Forderungen problemlos miteinan
der vereinigen.
Hierbei ist bevorzugt, daß der Schieber und die Führung
einen Strömungswiderstand bilden, der in einem ersten
Bewegungsabschnitt durch Verändern einer Abdeckung ei
ner Öffnung in einer der beiden Teile Schieber und Füh
rung und in einem zweiten Bewegungsabschnitt durch Ver
ändern einer Spaltgröße zwischen Schieber und Führung
bestimmt ist. Im ersten Bewegungsabschnitt arbeitet das
Ventil sozusagen nach dem Prinzip eines "Käfigventils",
während es im zweiten Abschnitt nach dem
"Kegelventilprinzip" arbeitet. Durch das Abdecken,
teilweise oder vollständige Freigeben einer Öffnung
läßt sich ein Strömungspfad für das gasförmige Kälte
mittel einstellen, der einen relativ großen Volumen
strom des Kältemittels erlaubt. Hier wird sozusagen ein
Fenster auf- und zugemacht. Im anderen Bewegungsab
schnitt kann man durch die Spaltsteuerung hingegen sehr
viel feinfühliger arbeiten. Der gleiche Bewegungshub
des Schiebers gegenüber der Führung führt dann zu einer
weitaus geringeren Änderung des Strömungswiderstandes.
Hierbei ist bevorzugt, daß die beiden Bewegungsab
schnitte aneinander anschließen. Dies hat den Vorteil,
daß der Übergang von einem Ventilprinzip, beispielswei
se dem Käfigventilprinzip, auf das andere Ventilprin
zip, im vorliegenden Fall das Kegelventilprinzip, sozu
sagen stufenlos erfolgen kann. Die Regelung kann diesen
Übergang berücksichtigen.
Vorzugsweise weisen der Schieber und die Führung im
Schließzustand eine stirnseitige Anlage auf. Dies er
laubt es, das Ventil mit einer hohen Zuverlässigkeit
vollständig zu schließen. Eine stirnseitige Anlage kann
mit einem geringeren Aufwand vollständig dicht gemacht
werden, als eine Dichtung entlang des Umfangs.
Vorzugsweise wird die stirnseitige Anlage durch ein Zu
sammenwirken einer umlaufenden, annähernd linienförmi
gen stirnseitigen Dichtkante und einer nachgiebigen
Dichtfläche, in die die Dichtkante eindrückbar ist, be
wirkt. Damit sind nur relativ kleine Kräfte erforder
lich, um das Ventil im geschlossenen Zustand dicht zu
bekommen. Auch kleinere Kräfte bewirken nämlich eine
relativ große Flächenpressung auf den Berührungsbereich
zwischen der Dichtkante und der Dichtfläche, die letzt
endlich die Abdichtung bewirkt.
Bevorzugterweise ist der Antrieb inkremental steuerbar
und die Dichtfläche ist so nachgiebig, daß die Dicht
kante um die Länge mindestens eines Inkrements eindrin
gen kann. Ein inkremental steuerbarer Antrieb wird bei
spielsweise durch einen Schrittmotor gebildet. Ein der
artiger Schrittmotor kann immer nur vorbestimmte Posi
tionen einnehmen, die, gegebenenfalls unter Berücksich
tigung einer Übersetzung, zu einer stufenweisen Bewe
gung des Schiebers gegenüber der Führung führen. Es
kann also vorkommen, daß der Schieber und die Führung
in einer Position des Schrittmotors gerade noch nicht
zur Anlage gekommen sind, die nächste Position des
Schrittmotors aber nur dann erreichbar ist, wenn die
Dichtkante in die Dichtfläche eindringen kann. Wenn man
mehr vorsieht, daß die Dichtfläche so nachgiebig ist,
daß das Eindringen der Dichtkante um die Länge minde
stens eines Inkrements möglich ist, dann muß man nicht
nur dafür sorgen, daß der Schrittmotor genau dort an
hält, wo die Dichtkante an der Dichtfläche anliegt. Für
die Dichtfläche kann man vorzugsweise ein flexibles Ma
terial verwenden, beispielsweise ein Elastomer.
Vorzugsweise verjüngt sich der Schieber von seiner An
lagefläche ausgehend konisch in Richtung auf den Kopf
hin. Mit dieser Ausgestaltung kann man eine Ventilfunk
tion realisieren, die auf dem Kegelventilprinzip be
ruht. Wenn sich der Schieber relativ zur Führung be
wegt, dann wird ein Spalt zwischen der Führung und dem
Schieber aufgrund der konischen Ausbildung des Schie
bers, die mit einer Kante der Führung zusammenwirkt,
vergrößert oder verkleinert. Der Neigungswinkel der ko
nischen Erweiterung bestimmt dabei die Auflösung, d. h.
die Änderung der Spaltgröße im Verhältnis zur Hubbewe
gung des Schiebers gegenüber der Führung.
Vorzugsweise ist der Schieber als becherförmiger
Hohlzylinder mit einer offenen Stirnseite ausgebildet,
der mit Abstand von der Führung in einer Hilfsführung
gehalten ist. Damit wird die Belastung der Führung
klein gehalten. Da die Führung in einem Abstand zur
Hilfsführung angeordnet ist, wird der Schieber an zwei
relativ weit voneinander entfernten Bereichen in Bewe
gungsrichtung gehalten. Die Gefahr, daß der Schieber
gegenüber der Führung kippt und dadurch eine uner
wünschte Schieflage entsteht, wird gering gehalten.
Vorzugsweise weist der Schieber in seiner Umfangswand
zwischen seiner geschlossenen Stirnseite und der koni
schen Erweiterung eine Öffnung auf. Diese Öffnung wird
bei einer Bewegung von Schieber und Führung relativ zu
einander von der Führung mehr oder weniger stark abge
dämmt. Wenn der Schieber relativ zur Führung weiterbe
wegt wird, so daß die konische Aufweitung mit der Füh
rung zusammenwirkt, dann entsteht ein Übergang zwischen
der Käfigventilfunktion und der Kegelventilfunktion.
Vorzugsweise steht ein Einlaß in einem Gehäuse mit der
offenen Stirnseite in Verbindung und ein Auslaß zweigt
zwischen der Führung und der Hilfsführung aus dem Ge
häuse ab. Die Hilfsführung kann dann eine zusätzliche
Aufgabe übernehmen, nämlich den Einlaß und den Auslaß
gegeneinander abzudichten. Die "Steuerkante" der Füh
rung ist dann an dem der Hilfsführung zugewandten Ende
der Führung angeordnet. Der Auslaß steht also sozusagen
mit einem "Steuerraum" in Verbindung, der zwischen der
Führung und der Hilfsführung auf der Außenseite des
Schiebers gebildet ist.
Vorzugsweise ist die Hilfsführung kraft- oder form
schlüssig im Gehäuse gehalten. Dies erleichtert die
Fertigung. Es ist nicht notwendig, die Hilfsführung
durch Löten, Schweißen oder Kleben im Gehäuse zu befe
stigen. Vielmehr reicht es aus, die Hilfsführung mit
dem Gehäuse beispielsweise durch eine Sicke oder einen
anderen Umformprozeß des Gehäuses zu verbinden.
Vorzugsweise weist der Antrieb einen Spindelantrieb
auf, der mit einer Stirnwand des Schiebers zusammen
wirkt und der Schieber ist in der Führung drehfest ge
halten. Die Führung übernimmt also eine weitere Aufga
be. Sie verhindert eine Drehung des Schiebers, so daß
durch Verdrehen einer Spindel, die beispielsweise durch
einen Schrittmotor angetrieben wird, eine Hubbewegung
des Schiebers gegenüber der Führung möglich ist. Dabei
erlaubt die Spindel eine relativ große Übersetzung, so
daß die Position des Schiebers gegenüber der Führung
mit einer hohen Genauigkeit gesteuert werden kann.
Vorzugsweise ist ein Druckausgleichspfad vorgesehen,
der eine Berührungszone zwischen Schieber und Führung
überbrückt. Damit kann man erreichen, daß der Schieber
auf seinen beiden Seiten in Bewegungsrichtung vom glei
chen Druck des Kältemittels belastet wird. Dies entla
stet seinerseits wieder den Antrieb des Schiebers, so
daß Schrittmotoren verwendet werden können, die selbst
keine größere Kraft aufbringen können.
Vorzugsweise bildet die Führung eine Aufnahme für den
Antrieb. Dadurch wird eine definierte Lage des Antriebs
zum Schieber sichergestellt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzug
ten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeich
nung näher beschrieben. Hierin zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Kältemittel
kreislaufs,
Fig. 2 ein Druckregelventil im Schnitt in geschlos
senem Zustand,
Fig. 3 eine geschnittene perspektivische Darstellung
des Druckregelventils in geöffneter Stellung,
Fig. 4 das Druckregelventil in vergrößerter Teildar
stellung in geschlossenem Zustand,
Fig. 5 das Druckregelventil nach Fig. 4 in schwach
geöffneter Stellung,
Fig. 6 das Druckregelventil nach Fig. 4 in stärker
geöffneter Stellung und
Fig. 7 das Druckregelventil nach Fig. 4 in voll ge
öffneter Stellung.
Fig. 1 zeigt einen Kältemittelkreislauf 1 mit einem
Verdichter oder Kompressor 2, der mit einem Kondensator
3 verbunden ist. Der Kondensator 3 ist über ein Expan
sionsventil 4 mit einem Verdampfer 5 verbunden. Der
Verdampfer ist über ein Druckregelventil 6, das hier
als Saugdruckregelventil ausgebildet ist, mit dem Ver
dichter verbunden.
Eine derartige Ausbildung eines Kältemittelkreislaufs
ist bekannt. Der Verdichter 2 saugt Kältemittel aus dem
Verdampfer 5 an und verdichtet es. Dabei steigt die
Temperatur des Kältemittels an. Das verdichtete Kälte
mittel wird im Kondensator 3 abgekühlt und dabei ver
flüssigt. Das verflüssigte Kältemittel wird über das
Expansionsventil 4 in den Verdampfer 5 eingespeist, wo
es bereits zum Teil gasförmig vorliegt. Im Verdampfer 5
verdampft das flüssige Kältemittel unter Wärmeaufnahme,
wobei auch der Dampf zusätzliche Wärme aufnehmen kann.
Dieser Dampf wird dann als überhitzter Dampf bezeich
net. Das Druckregelventil 6 wird von einer nicht näher
dargestellten Steuereinheit geregelt und zwar mit Hilfe
der Temperatur in einem vom Verdampfer 5 zu kühlenden
Bereich, gegebenenfalls auch in Abhängigkeit vom Ver
dampfungsdruck. Die Regelung des Drucks im Verdampfer 5
erfolgt möglichst so, daß die Verdampfungstemperatur
nahe am Sollwert der Temperatur im zu kühlenden Bereich
liegt, so daß die erforderliche Kühlleistung zum beibe
halten dieses Sollwertes bereit gehalten wird. Das
Druckregelventil hat hierbei unter anderem die Aufgabe,
den Druck im Verdampfer 5 unabhängig vom Saugdruck des
Verdichters 2 zu machen.
Das Druckregelventil 6 ist in den Fig. 2 und 3 näher
dargestellt.
Das Druckregelventil 6 weist ein rohrförmiges Gehäuse 7
auf, das einen Einlaß 8 und einen rechtwinklig dazu ab
zweigenden Auslaß 9 für das nicht näher dargestellte
Kältemittel aufweist. Im Gehäuse 7 ist ein Schieber 10
angeordnet und dort mit einer Führung 11 gehalten, die
über eine Lötverbindung 12 mit dem Gehäuse 7 verbunden
ist. Die Führung 11 befindet sich auf der Oberseite des
Auslasses 9, d. h. auf der dem Einlaß 8 abgewandten Sei
te des Auslasses 9.
Unterhalb des Auslasses 9, d. h. auf der dem Einlaß 8
zugewandten Seite des Auslasses 9 ist eine Hilfsführung
13 angeordnet, die den Schieber 10 ebenfalls führt. Die
Hilfsführung 13 kann mit Hilfe einer nicht näher darge
stellten Sicke im Gehäuse 7 gehalten werden. Sie kann
auch auf andere Weise kraft- oder formschlüssig im Ge
häuse 7 gehalten sein. Die Verbindung zwischen dem Ge
häuse 7 und der Hilfsführung 13 sollte gasdicht ausge
bildet sein. Zwischen der Hilfsführung 13 und dem
Schieber 10 ist eine Dichtung 14 angeordnet, so daß im
Bereich der Hilfsführung 13 eine gasdichte Sperre ge
bildet ist.
Der Schieber 10 ist als becherförmiger Hohlzylinder
ausgebildet, der unten (bezogen auf Fig. 2 und 3) eine
offene Stirnseite 15 und oben einen geschlossenen Kopf
16 aufweist. Im Kopf 16 ist eine Mutter 17 angeordnet,
die mit einer Gewindespindel 18 zusammenwirkt, die ih
rerseits wiederum von einem Schrittmotor 19 angetrieben
ist. Der Schrittmotor 19 ist in der Führung 11, genauer
gesagt in einem Fortsatz 20 der Führung 11 gehalten.
Der Schrittmotor 19 ist das Element, das eine Verände
rung der Öffnung des Druckregelventils 6 bewirken kann.
Er steht daher mit der nicht näher dargestellten Steu
ervorrichtung in Verbindung.
Der Schrittmotor 19 ist ein inkremental arbeitender An
trieb, d. h. er kann den Schieber 10 immer nur in vorbe
stimmten Position anhalten. Diese Positionen sind zwar
außerordentlich dicht benachbart, beispielsweise in der
Größenordnung 1/200 mm. Zwischenstellungen zwischen
diesen einzelnen Stufen oder Inkrementen sind jedoch
nicht möglich.
Die Gewindespindel 18 ragt durch den Kopf 16 und die
Mutter 17 hindurch in dem Innenraum 21 des Schiebers
10, der von einer Wand 22 umgeben ist.
Der Schieber 10 weist in einem mittleren Bereich seiner
axialen Länge einen umlaufenden Vorsprung 23 auf, auf
dem ein Dichtring 24 aufliegt und zwar auf der der Füh
rung 11 zugewandten Seite. Der Dichtring 4 ist aus ei
nem elastischen Material gebildet, d. h. er ist, wie
weiter unten erläutert werden wird, in gewissem Umfang
nachgiebig.
Der Außenumfang des Schiebers 10 verringert sich, aus
gehend von dem Vorsprung 23 in Richtung auf die Führung
11, d. h. der Schieber weist einen konischen Abschnitt
25 auf, der mit einer Steuerkante an der Führung 11,
die als Dichtkante ausgebildet ist, zusammenwirkt. Die
Dichtkante 26 befindet sich hierbei an der radialen In
nenseite einer umlaufenden Nut 27 an der Stirnseite 28
der Führung 11 (siehe beispielsweise Fig. 5).
Wie insbesondere aus Fig. 3 zu erkennen ist, weist der
Schieber 10 im Bereich des Kopfes 16 zwei radiale Vor
sprünge 29 auf, die jeweils in einer axial verlaufenden
Nut 30 in der Führung 11 geführt sind. Die Führung 11
bildet dementsprechend auch eine Verdrehsicherung für
den Schieber 10.
Der Schieber 10 weist oberhalb des konischen Abschnitts
25 eine Öffnung 31 in der Wand 22 auf. Im vorliegenden
Fall ist die Öffnung 31 kreisförmig ausgebildet. Dies
ist jedoch nicht zwingend. Auch andere Öffnungsgeome
trien sind denkbar.
Zwischen der Führung 11 und dem Schieber 10 kann Kälte
mittel vorbeiströmen, um in einen Raum 32 oberhalb des
Schiebers 10 zu gelangen. In diesem Fall wirkt auf den
Schieber von beiden Bewegungsrichtungen her im wesent
lichen der gleiche Kältemitteldruck. Wenn man die ent
sprechenden Flächen, auf die der Kältemitteldruck
wirkt, auch noch gleich groß gestaltet, dann ist der
Schieber 10 praktisch in jeder Lage ausbalanciert, d. h.
die Kräfte, die der Schrittmotor 19 aufbringen muß,
werden ausschließlich zur Verlagerung des Schiebers 10
benötigt, nicht jedoch dazu, äußere Kräfte zu überwin
den.
Die Funktionsweise des Druckregelventils 6 soll nun in
Verbindung mit den Fig. 4 bis 7 näher erläutert werden.
Vorausgeschickt sei hierbei, daß der konische Abschnitt
25 zusammen mit der Dichtkante 26 ein Ventil bildet,
das nach dem Kegelprinzip arbeitet, d. h. die Kante 26
begrenzt mit der Wand des konischen Abschnitts 25 einen
Spalt 33, der mit zunehmender Entfernung des Vorsprungs
23 von der Stirnseite 28 der Führung 11 zunimmt. Die
Steuerung der Größe des Spalts 33 kann sehr feinfühlig
erfolgen.
Ein anderes Ventilprinzip, das sogenannte Käfigven
tilprinzip, wird realisiert durch das Zusammenwirken
der Öffnung 31 mit der Innenseite der Führung 11. Die
Öffnung 31 wird mehr oder weniger stark von der Innen
wand der Führung 11 abgedeckt. Je weiter der Schieber
10 nach unten gefahren wird, desto größer ist der freie
Strömungsquerschnitt durch die Öffnung 11.
Fig. 4 zeigt nun das Druckregelventil, genauer gesagt
einen Ausschnitt A aus Fig. 2, in geschlossener Stel
lung. Die Dichtkante 26 ist eingedrückt in den Dich
tring 24. Der Dichtring 24 ist so nachgiebig, daß die
Dichtkante 26 über eine Strecke eindringen kann, die
zumindest einem Inkrement des Schrittmotors 19 bzw. des
durch die Übersetzung mit Mutter 17 und Gewindespindel
18 hervorgerufenen Weges entspricht. Gasförmiges Kälte
mittel kann dann zwar durch den Innenraum 21 und die
Öffnung 31 in den Raum zwischen der Führung 11 und dem
Schieber 10 gelangen. Es kann jedoch nicht zum Ausgang
9 abströmen, weil der Weg dorthin durch die an dem
Dichtring 24 anliegenden Dichtkante 26 versperrt ist.
Wie gesagt, muß der Dichtring 24 aus einem flexiblen
Material sein, weil die Dichtkante 26 in den Dichtring
24 hineingepreßt werden können muß. Bei dem Schrittmo
torantrieb kann der Schieber nur in bestimmte Position
gebracht werden, weil die Verschiebung des Schiebers in
diskreten Schritten erfolgt. Dies hat zur Folge, daß
die Dichtkante in den Dichtring 24 hinein bewegen kön
nen muß. Wäre dies nicht möglich, könnte sich ein un
dichtes Druckregelventil 6 ergeben, weil die Dichtkante
26 den Dichtring 24 nicht erreichen würde.
Fig. 5 zeigt nun, wie bereits erläutert, eine Stellung
des Schiebers 10 relativ zur Führung 11, in der ein
Spalt 33 zwischen der Wand des konischen Abstands 25
und der Dichtkante 26 geöffnet ist. In dieser Stellung
ist eine sehr feinfühlige Regelung des Kältemittel
stroms durch das Druckregelventil 6 möglich.
In Fig. 6 ist das Druckregelventil weiter geöffnet,
d. h. der Schieber 10 ist weiter in Richtung auf den
Einlaß 8 hin verschoben worden. Die Verschiebung ist so
weit erfolgt, daß die Öffnung 31 nicht mehr vollständig
von der Führung 11 abgedeckt ist. Andererseits besteht
kein direkter Zusammenhang mehr zwischen der Dichtkante
26 und der Wand des konischen Abschnitts 25. Der Kälte
mittelstrom hängt praktisch nur davon ab, in welchem
Umfang die Öffnung 31 von der Innenseite der Führung 11
freigegeben worden ist.
In Fig. 7 ist das Druckregelventil 6 vollständig geöff
net, d. h. die Öffnung 31 ist vollständig freigegeben,
so daß Kältemittel aus dem Innenraum 21 ungehindert
durch die Öffnung 31 in den Auslaß 9 strömen kann.
Claims (14)
1. Druckregelventil für eine Kälteanlage mit einem
Schieber, der durch einen Antrieb relativ zu einer
Führung bewegbar ist, wobei zwischen Führung und
Schieber ein veränderbarer Drosselwiderstand gebil
det ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber
(10) und die Führung (11) in zwei Abschnitten ihren
Bewegung relativ zueinander nach unterschiedlichen
Ventilprinzipien zusammenwirken.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schieber (10) und die Führung (11) einen Strö
mungswiderstand bilden, der in einem ersten Bewe
gungsabschnitt durch Verändern einer Abdeckung ei
ner Öffnung (31) in einem der beiden Teile Schieber
(10) und Führung (11) und in einem zweiten Bewe
gungsabschnitt durch Verändern einer Spaltgröße
(33) zwischen Schieber (10) und Führung (11) be
stimmt ist.
3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die beiden Bewegungsabschnitte aneinander anschließen.
4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schieber (10) und die Füh
rung (11) in Schließzustand eine stirnseitige Anla
ge aufweisen.
5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die stirnseitige Anlage durch ein Zusammenwirken
einer umlaufenden annähernd linienförmigen stirn
seitigen Dichtkante (26) und einer nachgiebigen
Dichtfläche (24), in die die Dichtkante (26) ein
drückbar ist, bewirkt wird.
6. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß .
der Antrieb (19) inkremental steuerbar ist und die
Dichtfläche (24) so nachgiebig ist, daß die Dicht
kante (26) um die Länge mindestens eines Inkrements
eindringen kann.
7. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß sich der Schieber (10) von sei
ner Anlagefläche ausgehend konisch in Richtung auf
den Kopf (16) hin verjüngt.
8. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schieber (10) als becher
förmiger Hohlzylinder mit einer offenen Stirnseite
(15) ausgebildet ist, der mit Abstand von der Füh
rung (11) in einer Hilfsführung (13) gehalten ist.
9. Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schieber (10) in seiner Umfangswand (22) zwi
schen seiner geschlossenen Stirnseite (15) und der
konischen Erweiterung (25) eine Öffnung (31) aufweist.
10. Ventil nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeich
net, daß ein Einlaß (8) in einem Gehäuse (7) mit
der offenen Stirnseite (15) in Verbindung steht und
ein Auslaß (9) zwischen der Führung (11) und der
Hilfsführung (13) aus dem Gehäuse (7) abzweigt.
11. Ventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Hilfsführung kraft- oder formschlüssig im
Gehäuse (7) gehalten ist.
12. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß der Antrieb (19) einen drehba
ren Spindeltrieb (17, 18) aufweist, der mit einer
Stirnwand (16) des Schiebers (10) zusammenwirkt und
der Schieber (10) in der Führung (11) drehfest ge
halten ist.
13. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, das ein Druckausgleichspfad vorge
sehen ist, der eine Berührungszone zwischen Schie
ber (10) und Führung (11) überbrückt.
14. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die Führung (11) eine Aufnahme
(20) für den Antrieb (19) bildet.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6918409B1 (en) * | 2001-12-13 | 2005-07-19 | Honeywell International Inc. | Spool and poppet inlet metering valve |
US7240694B2 (en) * | 2004-07-09 | 2007-07-10 | Danfoss A/S | Flow control valve for refrigeration system |
CA2552170C (en) * | 2005-07-19 | 2010-08-17 | Master Flo Valve Inc. | Reverse flow flow trim for choke valve |
CA2678331A1 (en) * | 2007-01-30 | 2008-08-07 | Bradley University | A heat transfer apparatus and method |
JP6544732B2 (ja) * | 2014-09-30 | 2019-07-17 | 株式会社不二工機 | 電動弁 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0714004A2 (de) * | 1994-11-24 | 1996-05-29 | SANYO ELECTRIC Co., Ltd. | Kältemitteldurchfluss-Regelventil und damit versehenes Kältegerät |
US5964248A (en) * | 1994-04-15 | 1999-10-12 | Btg Kalle Inventing Ab | Arrangement in regulating valves |
Family Cites Families (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US771486A (en) * | 1904-02-18 | 1904-10-04 | Felix Mccarthy | Blow-off valve. |
FR641621A (fr) | 1926-10-01 | 1928-08-07 | Perfectionnements aux alliages de nickel-cobalt et fer | |
US1777261A (en) * | 1928-05-17 | 1930-09-30 | Grainger James Edward | Valve |
GB641621A (en) * | 1939-03-06 | 1950-08-16 | Eugene Dumont | Improvements relating to cocks for fluids |
GB894360A (en) * | 1959-01-30 | 1962-04-18 | Aladdin Ind Ltd | Improvements in or relating to flow controlling devices |
US3136336A (en) * | 1960-08-25 | 1964-06-09 | Powers Regulator Co | Valve |
US3198479A (en) * | 1962-06-04 | 1965-08-03 | Eugene C Greenwood | Metering and shut-off valve having straight-through flow characteristics |
US3648718A (en) * | 1970-06-01 | 1972-03-14 | Foxboro Co | Valve structure |
US3698204A (en) * | 1971-06-16 | 1972-10-17 | Gen Motors Corp | Electronic controller for automotive air conditioning system |
DE2302355A1 (de) * | 1973-01-18 | 1974-08-08 | Ilie Chivari | Senkbremsventil |
US4523436A (en) | 1983-12-22 | 1985-06-18 | Carrier Corporation | Incrementally adjustable electronic expansion valve |
DE8536664U1 (de) * | 1985-12-30 | 1986-07-17 | Johannes Erhard, H. Waldenmaier Erben Süddeutsche Armaturenfabrik GmbH & Co, 7920 Heidenheim | Druckmindervorrichtung |
DE3601817A1 (de) * | 1986-01-22 | 1987-07-23 | Egelhof Fa Otto | Regelvorrichtung fuer den kaeltemittelzustrom zum verdampfer von kaelteanlagen oder waermepumpen sowie im kaeltemittelstrom angeordnete expansionsventile |
JPS6435185A (en) | 1987-07-30 | 1989-02-06 | Fuji Photo Film Co Ltd | Flow control valve |
US4834133A (en) * | 1988-09-28 | 1989-05-30 | Westinghouse Electric Corp. | Control valve |
JPH02292583A (ja) | 1989-02-17 | 1990-12-04 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | 電動制御弁 |
US4911404A (en) | 1989-07-28 | 1990-03-27 | Sporlan Valve Company | Electronically operated expansion valve |
US4986085A (en) | 1989-09-12 | 1991-01-22 | American Standard Inc. | Incremental electrically actuated valve |
US4971099A (en) * | 1989-12-15 | 1990-11-20 | Cooper Industries, Inc. | Pressure balanced cartridge choke valve |
CA2031609C (en) * | 1990-12-05 | 1997-10-28 | Gregory Daniel William Pelech | Valve |
DE9109272U1 (de) * | 1991-07-26 | 1991-09-26 | Paul Pleiger Maschinenfabrik GmbH & Co KG, 5810 Witten | Regelventil zum Regeln und Absperren eines Volumenstroms eines Strömungsmediums |
US5174320A (en) * | 1992-01-03 | 1992-12-29 | Halliburton Company | Bulk cement metering device |
ES2082673B1 (es) * | 1992-02-26 | 1997-02-01 | Badain S L | Valvula de regulacion para grandes saltos de presion. |
US5423480A (en) * | 1992-12-18 | 1995-06-13 | Sporlan Valve Company | Dual capacity thermal expansion valve |
FR2733814B1 (fr) | 1995-05-05 | 1997-06-13 | Renault | Systeme de securite pour engagement en marche avant et en marche arriere d'une transmission automatique |
US5715704A (en) | 1996-07-08 | 1998-02-10 | Ranco Incorporated Of Delaware | Refrigeration system flow control expansion valve |
-
2000
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5964248A (en) * | 1994-04-15 | 1999-10-12 | Btg Kalle Inventing Ab | Arrangement in regulating valves |
EP0714004A2 (de) * | 1994-11-24 | 1996-05-29 | SANYO ELECTRIC Co., Ltd. | Kältemitteldurchfluss-Regelventil und damit versehenes Kältegerät |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DK200101410A (da) | 2002-03-30 |
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