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Die
Erfindung betrifft ein Sitzventil zur Steuerung einer Fluidströmung zwischen
einem Ventilkanal und einer Ventilkammer, mit einem an einer Ventilwand
eine Ventilöffnung
des Ventilkanals umgrenzenden Ventilsitz, dem in der Ventilkammer
ein Ventilglied gegenüberliegt,
das zwischen einer am Ventilsitz anliegenden Schließstellung
und mindestens einer vom Ventilsitz entfernten Offenstellung bewegbar ist,
wobei in der Offenstellung ein Fluid in die Lage versetzt wird,
vom Ventilkanal in die Ventilkammer oder umgekehrt zu strömen und
wobei in dem den Ventilsitz umgebenden Bereich in der dem Ventilglied zugewandten
Oberfläche
der Ventilwand und/oder in der der Ventilwand zugewandten Oberfläche des Ventilgliedes
sich vom Ventilsitz entfernend nach außen laufende nutartige Strömungsvertiefungen
vorgesehen sind.
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Ein
aus der
DE 40 35 852
A1 bekanntes Sitzventil ist als Mikroventil ausgebildet
und enthält
ein in einer Ventilkammer angeordnetes plattenartiges Ventilglied,
das einem Ventilsitz gegenüberliegt,
der die Ventilöffnung
eines in die Ventilkammer einmündenden
Ventilkanals umgrenzt. Zur Steuerung einer Fluidströmung zwischen
dem Ventilkanal und der Ventilkammer lässt sich das Ventilglied wahlweise
in einer am Ventilsitz anliegenden und dadurch den Ventilkanal absperrenden
Schließstellung
sowie einer oder mehreren, mehr oder weniger weit von dem Ventilsitz
abgehobenen und dadurch eine mehr oder weniger starke Fluidströmung ermöglichenden
Offenstellungen po sitionieren. Zur Betätigung ist ein elektrostatischer
Antrieb vorgesehen, wobei in der Oberfläche des Ventilgliedes verlaufende
nutartige Strömungsvertiefungen
eine von der Dimensionierung des elektrostatischen Antriebes weitgehend
unabhängige
vorteilhafte Beeinflussung der Durchflussmenge und des Strömungsverhaltens
ermöglichen.
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Nachteilig
bei dem bekannten Sitzventil ist die zum Positionieren des Ventilgliedes
in der Schließstellung
erforderliche, relativ hohe Schließkraft. Bei einer Fluidströmung vom
Ventilkanal in die Ventilkammer wird das Ventilglied durch das einströmende Fluid
in der Öffnungsrichtung
beaufschlagt. Somit muss eine sich aus der Summe dieser Kraft und
einer zusätzlichen
Dichtkraft zusammensetzende Schließkraft aufgebracht werden,
um das Ventilglied in die Schließstellung zu verbringen. Von
Nachteil ist dies vor allem bei Mikroventilen, bei denen für die Unterbringung
der Aktorik ein sehr begrenztes Volumen zur Verfügung steht. Bei konventionellen, größeren Ventilen
lässt sich
die erforderliche Schließkraft
zwar meist durch einen entsprechend stärker ausgelegten Aktor aufbringen.
Dies führt
jedoch regelmäßig zu einer
Vergrößerung der
Abmessungen des Ventils und auch zu einer Erhöhung des Energieverbrauches.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Sitzventil
mit optimiertem Schließverhalten
zu schaffen.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe ist in Verbindung mit den Oberbegriffsmerkmalen des
Patentanspruches 1 vorgesehen, dass die Strömungsvertiefungen zumindest
teilweise einen Längsverlauf
mit sich über die
gesamte Länge
oder lediglich entlang eines Längenabschnittes
in der Strömungsrichtung
des Fluides verringerndem Querschnitt aufweisen, so dass das hindurchströ mende Fluid
zumindest bereichsweise eine Beschleunigung erfährt.
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Durch
die Beschleunigung des Fluides in den nutartigen Strömungsvertiefungen
wird in den betroffenen Zonen die Erzeugung eines Unterdruckes gegenüber den
benachbarten Bereichen hervorgerufen, so dass aus diesen benachbarten
Bereichen Fluid abgesaugt wird, was den zwischen dem Ventilglied und
der die zu steuernde Ventilöffnung
aufweisenden Ventilwand herrschenden statischen Druck herabsetzt
und dementsprechend eine Verringerung der in Öffnungsrichtung auf das Ventilglied
einwirkenden Fluidkräfte
zur Folge hat. Somit verringert sich auch die zum Verbringen des
Ventilgliedes in die Schließstellung
erforderliche Schließkraft,
so dass man bei vergleichbar ausgelegter Aktorik größere Fluiddrücke steuern
und/oder größere Schalthübe verwirklichen kann.
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Die
Strömungsvertiefungen
können
entweder am Ventilglied oder an der den Ventilsitz aufweisenden
Ventilwand oder sowohl am Ventilglied als auch an der Ventilwand
vorgesehen sein. Der die Beschleunigung des hindurchströmenden Fluides
bewirkende Bereich einer jeweiligen Strömungsvertiefung, der als Beschleunigungsbereich
bezeichnet werden kann, kann sich über die gesamte Länge der jeweiligen
Strömungsvertiefung
erstrecken oder nur über
eine oder mehrere Teillängen
derselben.
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Zwar
ist das Ventilglied des aus der
DE 40 35 852 A1 bekannten Sitzventils wie
eingangs erwähnt auch
schon mit nutartigen Strömungsvertiefungen ausgestattet.
Deren Querschnitt ist jedoch über
die gesamte Länge
konstant, so dass eine Beschleunigung des hindurchströmenden Fluides
nicht stattfindet.
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In
der
DE 694 15 549
T2 wird in Verbindung mit einem Strömungsregler erläutert, dass
die Strömungsgeschwindigkeit
eines Fluides zunimmt, wenn das Fluid durch eine Verengung hindurchgepresst wird.
Allerdings hat auch bei diesem Strömungsregler der Reglerspalt
wie die Strömungsvertiefungen gemäß
DE 40 35 852 A1 lediglich
einen konstanten Querschnitt.
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Die
DE 197 49 011 A1 schließlich beschreibt Mikroventile
in einer Ausgestaltung als Absperrventile für den Einmalgebrauch. Hier
wird eine Ventilöffnung
mittels eines Ventilkörpers
abgesperrt, der die Ventilöffnung
entweder komplett verschließt
oder mit einer Durchbrechung versehen wird. Auf Grund der abweichenden
Ventilkonzeption tritt hier die der Erfindung zu Grunde liegende
Problematik von vorneherein gar nicht auf.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Es
ist prinzipiell möglich,
sowohl am Ventilglied als auch an der gegenüberliegenden Ventilwand sich
paarweise gegenüberliegende
Strömungsvertiefungen
vorzusehen. Eine einfachere und dennoch sehr wirksame Maßnahme sieht
jedoch vor, gegenüberliegend
einer jeweiligen Strömungsvertiefung
nur einen unvertieften Oberflächenabschnitt
des anderen Teils vorzusehen.
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Der
Längsverlauf
der Strömungsvertiefungen
ist insbesondere so gewählt,
dass sich eine lineare Strömungsrichtung
ergibt.
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Die
Veränderung
des Querschnittes erfolgt zweckmäßigerweise
durch eine Variation der Breite und/oder der Tiefe der betreffenden
Strömungsvertiefung.
Bei allen Ausführungsformen
ist es zweckmäßig, einen
sich kontinuierlich verringernden Querschnitt vorzusehen. Wenn in
den Strömungsvertiefungen
le diglich Fluidströmung
mit Unterschallgeschwindigkeit gewünscht ist, können sich
die Gestaltungsmaßnahmen
auf einen sich in Längsrichtung verringernden
Strömungsquerschnitt
beschränken. Ist
hingegen eine Überschallströmung gewünscht, kann
sich an einen Längenab schnitt
mit sich verringerndem Querschnitt ein Längenabschnitt mit sich, insbesondere
kontinuierlich, erweiterndem Querschnitt anschließen. Hier
kann beispielsweise eine lavaldüsenartige
Formgebung vorgesehen werden.
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Die
Vorteile der erfindungsgemäßen Maßnahmen
ergeben sich unabhängig
vom zu steuernden Fluid, wobei sich das Sitzventil allerdings insbesondere
für pneumatische
Anwendungen empfiehlt.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In
dieser zeigen:
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1 eine
erste Bauform des erfindungsgemäßen Sitzventils
im Längsschnitt
gemäß Schnittlinie
I-I aus 2 in stark vergrößerter Darstellung und
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2 einen
Ausschnitt des Sitzventils aus 1 im Schnitt
gemäß Schnittebene
II-II aus 1.
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Bei
dem in der Zeichnung abgebildeten Sitzventil 1 handelt
es sich um ein durch an sich bekannte Mikro-Strukturierungsverfahren
hergestelltes Mikroventil, insbesondere mit einem Mehrschichtaufbau.
Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die beschriebenen Maßnahmen
auch bei anderen Arten von Ventilen vorteilhaft sind und daher für jedwede Ventilart
gelten.
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Das
Sitzventil 1 verfügt über ein
Ventilgehäuse 2,
das eine im Innern angeordnete Ventilkammer 3 begrenzt.
Im Innern der Ventilkammer 3 befindet sich ein bewegliches
Ventilglied 4.
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Das
Sitzventil 1 des Ausführungsbeispiels
ist ein 2/2-Wegeventil und enthält
einen ersten Ventilkanal 5 sowie einen zweiten Ventilkanal 6,
die jeweils einenends in die Ventilkammer 3 münden und
andernends zu einer Außenfläche des
Ventilgehäuses 2 führen.
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Der
erste Ventilkanal 5 mündet
an einer Ventilwand 7 in die Ventilkammer 3 ein,
wobei die zugehörige
Ventilöffnung 8 dem
Ventilglied 4 gegenüberliegt.
Die Ventilwand 7 ist insbesondere ein Teil des Ventilgehäuses 2.
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Die
Ventilöffnung 8 ist
von einem ringförmig in
sich geschlossenen Ventilsitz 12 umgrenzt. Dieser befindet
sich an der dem Ventilglied 4 zugewandten Oberfläche 13 der
Ventilwand 7, welche nachfolgend zur besseren Unterscheidung
als Ventilwand-Oberfläche 13 bezeichnet
sei. Die Kontur des Ventilsitzes 12 kann z.B kreisförmig oder
rechteckig oder quadratisch sein.
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Sofern
nachfolgend von einem Bereich innerhalb des Ventilsitzes 12 die
Rede ist, ist damit der Bereich der Ventilöffnung 8 gemeint.
Bezugnahmen auf einen Bereich außerhalb des Ventilsitzes 12 sind als
Bezugnahmen auf denjenigen Bereich zu verstehen, der sich auf der
der Ventilöffnung
entgegengesetzten Außenseite
an den Ventilsitz 12 anschließt.
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Der
Ventilsitz 12 könnte
prinzipiell eben in den außerhalb
von ihm liegenden Bereich übergehen.
Bevorzugt ist er jedoch, beispielsweise kragenartig, erhaben ausgebildet,
so dass er gegenüber
den sich außen
anschließenden
Bereichen in Richtung zum Ventilglied 4 vorsteht.
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Das
Ventilglied 4 hat eine der Ventilöffnung 8 und dem Ventilsitz 12 zugewandte
Oberfläche 14,
die nachfolgend zur besseren Unterscheidung als Ventilglied-Oberfläche 14 bezeichnet
sei.
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Das
Ventilglied 4 ist relativ zu der Ventilwand 7 bewegbar.
Diese nachfolgend als Schaltbewegung bezeichenbare Bewegung ist
in 1 bei 15 durch einen Doppelpfeil 15 verdeutlicht.
Im Rahmen der Schaltbewegung 15 kann das Ventilglied 4 an
den Ventilsitz 12 angenähert
bzw. vom Ventilsitz 12 entfernt werden. Die Bewegungsrichtung
verläuft
dabei insbesondere koaxial zur Ventilöffnung 8. Das Ventilglied 4 kann
auf diese Weise in einer unter Abdichtung am Ventilsitz 12 anliegenden
Schließstellung und
mindestens einer vom Ventilsitz 12 beabstandeten Offenstellung
umgeschaltet werden. In 1 ist eine Offenstellung gezeigt.
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Das
Sitzventil 1 kann ein Schaltventil sein, das lediglich
zwischen einer Schließstellung
und einer Offenstellung umschaltbar ist. Möglich ist auch eine Ausgestaltung
als Proportionalventil, bei dem sich das Ventilglied 4 stufenlos
in mehreren Offenstellungen positionieren lässt, die sich durch einen mehr
oder weniger großen
Abstand zwischen Ventilglied 4 und Ventilsitz 12 voneinander
unterscheiden, um unterschiedliche Strömungsquerschnitte freizugeben.
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Die
Abmessungen des Ventilgliedes 4 sind so gewählt, dass
die Ventilglied-Oberfläche 14 den Ventilsitz 12 entlang
dessen gesamten Umfanges nach außen überragt. Auf diese Weise liegt
die Ventilglied-Oberfläche 14 nicht
nur der Ventilöffnung 8 und
dem Ventilsitz 12, sondern auch der Ventilwand-Oberfläche 13 in
dem sich außen
an den Ventilsitz 12 anschließenden Bereich gegenüber.
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Der
zweite Ventilkanal 6 mündet
außerhalb der
Ventilwand-Oberfläche 13 in
die Ventilkammer 3 ein und steht ständig mit dieser in Verbindung.
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Bei
einer bevorzugten Betriebsweise des Sitzventils 1 wird über den
ersten Ventilkanal 5 ein insbesondere von Druckluft gebildetes
Druckmedium mit einer durch einen Pfeil angedeuteten Strömungsrichtung 16 zugeführt. Der
erste Ventilkanal 5 kann hierzu an eine nicht näher dargestellte
Druckquelle angeschlossen werden. In der Schließstellung des Ventilgliedes 4 ist
die Ventilöffnung 8 verschlossen und
ein Einströmen
des Druckmediums in die Ventilkammer 3 verhindert. In der
Offenstellung kann das Druckmedium in die Ventilkammer 3 einströmen, wobei
es innerhalb der Ventilkammer 3 gemäß den Strömungsrichtungspfeilen 17 in
dem zwischen dem Ventilglied 4 und der Ventilwand 7 definierten
Strömungszwischenraum 18 nach
radial außen
strömt,
um schließlich über den
zweiten Ventilkanal 6 aus der Ventilkammer 3 auszuströmen.
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Die
weitere Beschreibung orientiert sich an dieser Betriebsweise, wenngleich
darauf hinzuweisen ist, dass sich das Sitzventil 1 auch
mit umgekehrter Strömungsrichtung
betreiben lässt.
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Die
erfindungsgemäßen Maßnahmen
sind im übrigen
auch bei Ventilen mit anderer Funktionalität vorteilhaft nutzbar, beispielsweise
bei 3/2-Wegeventilen.
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Bei
dem Sitzventil 1 des Ausführungsbeispiels ist das Ventilglied 4 platten-
oder scheibenartig ausgebildet und über eine biegeelastische Aufhängung 19 unter
Gewährleistung
der für
die Schaltbewegung 15 erforderlichen Bewegungsfreiheitsgrade am
Ventilgehäuse 2 aufgehängt. Die
Aufhängung 19 kann
beispielsweise eine oder mehrere Aufhängungsarme beinhalten und ist
mit Zwischenräumen oder
Durchbrechungen 22 versehen, die dem im Bereich der Ventilwand 7 zuströmenden Fluid
ein Hinterströmen
des Ventilgliedes 5 auf der dem Ventilsitz 12 entgegengesetzten
Rückseite
ermöglichen.
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Das
Ventilglied 4 kann auch Bestandteil eines am Ventilgehäuse 2 aufgehängten Membrankörpers sein.
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Die
Aufhängung 19 ist
zweckmäßigerweise zwischen
zwei Gehäuseschichten 20, 21 des
beim Ausführungsbeispiel
in Mehrschichtenaufbau ausgeführten
Ventilgehäuses 2 fixiert.
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Zur
Betätigung
des Ventilgliedes
4 sind in der Zeichnung nicht näher dargestellte
Aktormittel vorhanden, beispielsweise ein elektrostatischer Antrieb mit
einem Aufbau vergleichbar dem in der
EP 0485739 B1 beschriebenen. Auch ein Magnetantrieb mit
einem oder mehreren Elektromagneten wäre durchaus möglich, ebenso
eine Betätigung
durch unmittelbare Fluidbeaufschlagung mittels eines fluidischen
Steuermediums.
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Bei
einem als Mikroventil ausgebildeten Sitzventil können die einzelnen Komponenten
durch an sich bekannte mikromechanische Strukturierungsverfahren
hergestellt sein, beispielsweise durch Abformen, Spritzgießen, Ätzen oder
galvanisches Abscheiden und Auftragen von Schichten.
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Das
Sitzventil 1 ist mit besonderen Maßnahmen ausgestattet, die eine
Verringerung der zum Umschalten des Ventilgliedes 4 aus
einer Offenstellung in die Schließstellung erforderlichen Schließkraft bewirken.
Diese Maßnahmen
bestehen aus nutartigen Strömungsvertiefungen 23,
die in dem den Ventilsitz 12 außen umgebenden Bereich in der
dem Ventilglied 4 zugewandten Ventilwand-Oberfläche 13 ausgebildet
sind und einen sich ausgehend vom Ventilsitz 12 nach außen entfernenden
Längsverlauf
haben. Durch diese Strömungsvertiefungen 23 wird
die Ventilwand-Oberfläche 13 in
eine Vielzahl von Ventilwand-Oberflächenabschnitten 24 unterteilt,
die sich wie die Strömungsvertiefungen 23 ausgehend
vom umlaufenden äußeren Rand 25 des
Ventilsitzes 12 bis hin zum äußeren umlaufenden Rand 26 der
Ventilwand-Oberfläche 13 erstrecken.
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Sämtliche
Ventilwand-Oberflächenabschnitte 24 verlaufen
zweckmäßigerweise
in einer zur Längsachse 27 der
Ventilöffnung 8 bzw.
des Ventilsitzes 12 rechtwinkeligen Ebene und parallel
zur gegenüberliegenden
Ventilglied-Oberfläche 14.
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Das
in der Offenstellung des Ventilgliedes 4 in die Ventilkammer 3 einströmende Fluid
prallt in dem der Ventilöffnung 8 gegenüberliegenden
Bereich auf das Ventilglied 4 auf und wird nach radial außen hin,
in Richtung zum äußeren Rand 26 der Ventilwand 7,
umgelenkt, wobei es gemäß den Strömungspfeilen 17 durch
den Strömungszwischenraum 18 hindurchströmt. Da sich
die Strömungsvertiefungen 23 in
diesem Strömungszwischenraum 18 befinden,
strömt
das Fluid folglich auch in diesen Strömungsvertiefungen 23.
Die Strömungsvertiefungen 23 bilden
praktisch mit dem jeweils unmittelbar gegenüberliegenden Abschnitt der
Ventilglied-Oberfläche 14 einen
Strömungskanal,
der lediglich über die
Höhe des
Zwischenraumes 18 zu den beiden längsseits jeweils benachbarten
Ventilwand-Oberflächenabschnitten 24 offen
ist.
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Eine
Besonderheit der Strömungsvertiefungen 23 liegt
nun in ihrer speziellen Gestaltung. Diese ist so getroffen, dass
das von innen nach außen
hindurchströmende
Fluid zumindest bereichsweise, also zumindest entlang eines oder
mehrerer Längenabschnitte
der betreffenden Strömungsvertiefung 23, eine
Beschleunigung erfährt.
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Bei
dem eine bevorzugte Bauform zeigenden Ausführungsbeispiel wird dies dadurch
erreicht, dass sämtliche
Strömungsvertiefungen
einen nach Art einer Lavaldüse
gestalteten Verlauf haben. Jede Strömungsvertiefung 23 hat
einen maßgeblich
für die Strömungsbeschleunigung
verantwortlichen Beschleunigungsbereich 28, der unmittelbar
außerhalb des äußeren Randes 25 des
Ventilsitzes 12 beginnt und sich entlang einer Teillänge der
Strömungsvertiefung 23 erstreckt.
In diesem Beschleunigungsbereich 28 hat die jeweilige Strömungsvertiefung 23 einen sich
insbesondere kontinuierlich verringernden Querschnitt. An den Beschleunigungsbereich 28 schließt sich
ein Diffusorbereich 32 an, entlang dessen Länge sich
der Querschnitt der Strömungsvertiefungen 23 wieder
erweitert.
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Durch
eine derartige Vertiefungskontur kann erreicht werden, dass das
Fluid beim Entlangströmen in
den Strömungsvertiefungen 23 bis
auf Überschall beschleunigt
wird.
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Abweichend
von dieser Gestaltung wäre
beispielsweise auch die strichpunktiert bei 33 angedeutete
Formgebung möglich,
die wiederum zunächst längs eines
Beschleunigungsbereiches 28 einen sich verjüngenden
Querschnitt aufweist, woran sich ein Endabschnitt 34 anschließt, in dem
der Querschnitt bis zum äußeren Rand 26 der
Ventilwand-Oberfläche 13 konstant
auf dem Wert bleibt, der am Ende des Beschleunigungsbereiches 28 vorliegt.
Eine derartige Konturierung eignet sich vor allem, um eine Beschleunigung
auf Unterschall-Geschwindigkeitswerte zu erzielen.
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Bei
allen gezeigten Ausführungsbeispielen erfolgt
die Beschleunigung des Fluides nur bereichsweise, also entlang eines
Längenabschnittes
der zugehörigen
Strömungsvertiefung 23,
der kürzer
als die gesamte Länge
der Strömungsvertiefung 23 ist.
Dabei ist der Beschleunigungsbereich 28 insbesondere von
dem dem Ventilsitz 12 zugewandten inneren Endabschnitt
der Strömungsvertiefung 23 gebildet.
Abweichend hiervon wäre
allerdings auch eine Gestaltung möglich, die über die gesamte Länge der
jeweiligen Strömungsvertiefung 23 hinweg
eine Beschleunigung der Strömung
bewirkt.
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Es
kann ferner vorgesehen werden, die Strömungsvertiefungen 23 untereinander
mit voneinander abweichenden Gestaltungen auszuführen.
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Beim
Ausführungsbeispiel
haben die Strömungsvertiefungen 23 an
jeder Längsposition
einen rechteckförmigen
Querschnitt. Zur Realisierung der sich ändernden Querschnitte besteht
hier insbesondere die Möglichkeit,
entweder nur die Breite oder nur die Tiefe oder sowohl die Breite
als auch die Tiefe einer jeweiligen Strömungsvertiefung 23 zu
variieren.
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Die
vorzugsweise einen linearen Längsverlauf
besitzenden Strömungsvertiefungen 23 enden außen zweckmäßigerweise
auf gleicher Höhe
mit dem umfangsseitigen Rand 35 des Ventilgliedes 4. Mit "gleicher Höhe" ist hier der gleiche
Abstand zur Längsachse 27 bzw.
zum Zentrum 37 der Ventilöffnung 8 gemeint.
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Die
Beschleunigung des Fluides beim Hindurchströmen durch die Strömungsvertiefungen 23 beziehungsweise
die zwischen diesen und der gegenüberliegenden Ventilglied-Oberfläche 14 gebildeten
Strömungskanäle bewirkt
im Bereich der Strömungsvertiefungen 23 eine
Reduzierung des statischen Druckes. Dies hat eine Druckdifferenz
zu demjenigen Druck zur Folge, der zwischen den Ventilwand-Oberflächenabschnitten 24 und
dem Ventilglied 4 herrscht. Dies führt zu einem gewissen Absaugeffekt
in Bezug auf das im Bereich der Ventilwand-Oberflächenabschnitte 24 in
dem Zwischenraum 18 strömende
Fluid, welches partiell von dem beschleunigten Fluid im Bereich
der Strömungsvertiefungen 23 mitgerissen
wird (Pfeile 36).
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Das
Absaugen von Fluid aus dem Strömungszwischenraum 18 im
Bereich der Ventilwand-Oberflächenabschnitte 24 hat
dort eine Druckreduzierung zur Folge, was die im Öffnungssinne
auf das Ventilglied 4 wirksamen Fluidkräfte verringert und folglich
dazu führt,
dass die zum Schließen des
Ventilgliedes 4 erforderliche Schließkraft im Vergleich zu konventionellen
Ventilen beträchtlich
verringert wird.
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Zur
Verursachung oder zumindest Beeinflussung des den Schließvorgang
unterstützenden
Effektes können
die Strömungsvertiefungen 23,
wie strichpunktiert angedeutet, alternativ auch an der der Ventilwand 7 zugewandten
Ventilglied-Oberfläche 14 vorgesehen
sein. Ferner können
prinzipiell auch sowohl an der Ventilwand-Oberfläche 13 als auch an der
Ventilglied-Oberfläche 14 Strömungsvertiefungen 23 ausgebildet sein.
Die Anordnung lässt
sich hierbei so treffen, dass einer oder mehreren Strömungsvertiefungen 23 der
Ventilwand 7 jeweils eine Strömungsvertiefung 23 am
Ventilglied 4 gegenüberliegt.
Auch eine Anordnung "auf
Lücke" ist möglich. Jeder
Strömungsvertiefung 23 am
einen Teil 7, 4 kann ein unvertiefter Oberflächenabschnitt
des jeweils anderen Teils 4, 7 gegenüberliegen.
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Zumindest
einige der Strömungsvertiefungen 23 können so
angeordnet sein, dass sie radial bezüglich des Zentrums 37 der
Ventilöffnung 8 verlaufen.
Beim Ausführungsbeispiel,
das einen rechteckigen und vorzugsweise einen quadratischen Umfangsverlauf
des Ventilsitzes 12 vorsieht, ist ausgehend von jedem der
vier Eckenbereiche eine derart radial verlaufende Strömungsvertiefung 23' vorgesehen.
Da die Ventilwand-Oberfläche 13 ebenfalls
einen rechteckigen bzw. quadratischen Umriss hat, münden die
Strömungskanäle 23' außen an den Eckenbereichen
des umlaufenden Randes 26. Das Ventilglied 4 hat
hier zweckmäßigerweise
einen vergleichbaren viereckigen Umriss, mit dem es der Ventilwand 7 deckungsgleich
gegenüberliegt.
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Beim
Ausführungsbeispiel
sind ferner im Bereich der vier sich zwischen jeweils benachbarten Eckbereichen
des Ventilsitzes 12 erstreckenden Ventilsitz-Längenabschnitte 38 weitere
Strömungsvertiefungen 23" vorgesehen,
die eine zu dem zugeordneten Ventilsitz-Längenabschnitt 38 rechtwinkelige Längserstreckung
haben. Dabei ist es vorteilhaft, jedem Ventilsitz-Längenabschnitt 38 wie
abgebildet zwei derartige Strömungs vertiefungen 23'' zuzuordnen, die längsseits
nebeneinanderliegend parallel zueinander verlaufen. Bei jedem derartigen
Paar von Strömungsvertiefungen 23'' empfiehlt sich eine Anordnung
derart, dass sie mit gleichem Abstand beidseits einer bezüglich des
Zentrums 37 der Ventilöffnung 8 radialen
Linie liegen.