DE102009057183A1 - Electrically controllable metering valve for regulating flow rate of fluid i.e. water, has valve cylinder that is connected with valve spindle mounted in cylinder bore and movable by valve spindle running through spindle bore - Google Patents
Electrically controllable metering valve for regulating flow rate of fluid i.e. water, has valve cylinder that is connected with valve spindle mounted in cylinder bore and movable by valve spindle running through spindle bore Download PDFInfo
- Publication number
- DE102009057183A1 DE102009057183A1 DE102009057183A DE102009057183A DE102009057183A1 DE 102009057183 A1 DE102009057183 A1 DE 102009057183A1 DE 102009057183 A DE102009057183 A DE 102009057183A DE 102009057183 A DE102009057183 A DE 102009057183A DE 102009057183 A1 DE102009057183 A1 DE 102009057183A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- valve
- cylinder
- bore
- spindle
- cylinder body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K3/00—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
- F16K3/22—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with sealing faces shaped as surfaces of solids of revolution
- F16K3/24—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with sealing faces shaped as surfaces of solids of revolution with cylindrical valve members
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K3/00—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
- F16K3/30—Details
- F16K3/32—Means for additional adjustment of the rate of flow
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein elektrisch ansteuerbares Dosierventil zur Regelung des Drucks beziehungsweise der Durchflussmenge eines Fluides.The invention relates to an electrically controllable metering valve for regulating the pressure or the flow rate of a fluid.
Das Dosierventil eignet sich besonders zur exakten Regelung des Drucks bzw. der Durchflussmenge eines Arbeitsmittels in Kälteanlagen im Kälteleistungsbereich von etwa 10 bis 200 Watt. Insbesondere für Anwendungen, in denen die Kältemitteltemperatur sehr exakt geregelt werden muss, beispielsweise bei Kalibrierungsarbeiten und in Laborgeräten bietet sich die Nutzung des Dosierventils an.The dosing valve is particularly suitable for the exact control of the pressure or the flow rate of a working fluid in refrigeration systems in the cooling capacity range of about 10 to 200 watts. In particular, for applications in which the refrigerant temperature must be controlled very precisely, for example, in calibration work and in laboratory equipment, the use of the metering valve offers.
Ventile zur Regelung der Durchflussmenge bzw. des Drucks eines Fluides sind in vielfältiger Form seit langem bekannt. Bei diesen Ventilen wird üblicherweise über ein Antriebsmittel ein Ventilkegel, eine Ventilnadel oder dergleichen mit Hilfe einer Ventilspindel gegenüber einem entsprechenden Ventilsitz definiert bewegt.Valves for controlling the flow rate or the pressure of a fluid have long been known in various forms. In these valves, a valve cone, a valve needle or the like is usually defined by means of a valve spindle relative to a corresponding valve seat via a drive means.
Beispielsweise wird in
Durch Einstellung beziehungsweise Änderung der Position des Ventilkegels, der Ventilnadel oder dergleichen gegenüber dem Ventilsitz kann bei Einrichtungen im oben genannten Leistungsbereich jedoch nur eine vergleichsweise grobe Regelauflösung bzw. Regelgenauigkeit erzielt werden, wohingegen feine und feinste Einstellungen nur mit erhöhtem Aufwand oder gar nicht realisierbar sind.By setting or changing the position of the valve cone, the valve needle or the like relative to the valve seat, however, only a comparatively coarse control resolution or control accuracy can be achieved in facilities in the above power range, whereas fine and fine settings are only with increased effort or not feasible.
Insbesondere wenn das Kältemittel durch Feuchtigkeit verunreinigt ist, sind die vorgenannten Einrichtungen zur Regelung ungeeignet. Der Spalt zwischen Ventilsitz und Ventilnadel bzw. -kegel (Vena Contracta) ist der Punkt im Kältekreislauf einer Kältemaschine, der am kältesten ist. Das sich im Kältemittel befindende Wasser kann in dem nur wenige tausendstel Millimeter breiten Spalt gefrieren. Dies führt regelmäßig zu teilweisem Versagen des Ventils, was wiederum zu unerwünschten Regelsprüngen oder im ungünstigsten Fall zum Totalausfall des Ventilbetriebs führt.In particular, when the refrigerant is contaminated by moisture, the aforementioned means are unsuitable for regulation. The gap between valve seat and valve pin (Vena Contracta) is the point in the refrigeration cycle of a chiller that is the coldest. The water in the refrigerant can freeze in the gap that is only a few thousandths of a millimeter wide. This usually leads to partial failure of the valve, which in turn leads to unwanted control jumps or in the worst case total failure of the valve operation.
Bei kältetechnischen Anwendungen größerer Leistungen tritt dieses Phänomen im Regelfall nicht auf, da die Spalte in den dort Anwendung findenden Ventilen erheblich größer sind und folglich nicht so leicht verstopfen.In refrigeration applications of higher power, this phenomenon usually does not occur, as the gaps in the valves used there are considerably larger and consequently not as easily clogged.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Dosierventil für die Regelung der Durchflussmenge von Fluiden, insbesondere Kältemitteln zu schaffen, das in sehr kleinem Leistungsbereich mit hoher Regelgenauigkeit, feiner Regelauflösung und zugleich höchster Betriebssicherheit einsetzbar ist.The invention is based on the object to provide a metering valve for controlling the flow rate of fluids, in particular refrigerants, which can be used in a very small power range with high control accuracy, fine control resolution and at the same time highest reliability.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit einem Dosierventil mit den Merkmalen gemäß dem Anspruch 1 gelöst; vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.The object is achieved according to the invention with a metering valve with the features of
Das erfindungsgemäße Dosierventil besteht im Wesentlichen aus drei Teilen: einem Zylinderkörper mit Flansch, einem Ventilzylinder und einem Gehäuse.The metering valve according to the invention essentially consists of three parts: a cylinder body with flange, a valve cylinder and a housing.
In den Flansch ist eine radiale Sackbohrung (Ventileintritt) eingebracht, die bis in das Zentrum des Flansches reicht. Im Zylinderkörper sind eine axiale Zylinderbohrung und eine Vielzahl radialer Durchbrüche in Form von Bohrungen oder Schlitzen mit einem Durchmesser bzw. mit einer Schlitzweite von 50 bis 100 μm eingebracht, die mittels Laser hergestellt werden. Die Zylinderbohrung, als Sackloch ausgeführt, ist so tief, dass sie sich mit dem in den Flansch einbrachten Ventileintritt schneidet. Die Durchbrüche sind jeweils um einen definierten Betrag zueinander in horizontaler und vertikaler Richtung versetzt; die Durchbrüche sind beispielsweise spiralförmig angeordnet bzw. bilden eine Wendelung. Darüber hinaus sind Ausführungsvarianten vorgesehen, bei denen die Bohrungen in einer oder mehreren Linien angeordnet sind, wobei jede Linie eine unterschiedliche Anzahl von Bohrungen aufweist.In the flange, a radial blind bore (valve inlet) is introduced, which extends into the center of the flange. In the cylinder body an axial cylinder bore and a plurality of radial openings in the form of holes or slots with a diameter or with a slot width of 50 to 100 microns are introduced, which are produced by means of laser. The cylinder bore, designed as a blind hole, is so deep that it intersects with the valve inlet introduced into the flange. The openings are each offset by a defined amount to each other in the horizontal and vertical directions; the openings are for example arranged spirally or form a spiral. In addition, embodiments are provided in which the holes are arranged in one or more lines, each line having a different number of holes.
Der Ventilzylinder hat einen Durchmesser, der dem Innendurchmesser der Zylinderbohrung im Zylinderkörper entspricht, weist jedoch eine wesentlich geringere Höhe als die Zylinderbohrung auf. Die am Ventilzylinder angebrachte Ventilspindel besitzt einen geringfügig geringeren Durchmesser als der Ventilzylinder und ist wesentlich länger als die Tiefe der Zylinderbohrung.The valve cylinder has a diameter which corresponds to the inner diameter of the cylinder bore in the cylinder body, but has a much lower height than the cylinder bore. The valve spindle mounted on the valve spindle has a slightly smaller diameter than the valve cylinder and is much longer than the depth of the cylinder bore.
Das Gehäuse besitzt die Form eines Zylinders, dieser ist mit drei Bohrungen versehen. Zwei der Bohrungen sind axial und konzentrisch in den Kolben eingebracht, die dritte radial. Der Außendurchmesser des Gehäuses entspricht dem Außendurchmesser des Flansches.The housing has the shape of a cylinder, this is provided with three holes. Two of the holes are inserted axially and concentrically in the piston, the third radially. The outer diameter of the housing corresponds to the outer diameter of the flange.
Die erste Bohrung (Ausnehmung) in axialer Erstreckung weist einen Durchmesser auf, der um einen definierten Betrag größer ist, als der Außendurchmesser des Zylinderkörpers; die Tiefe der Ausnehmung entspricht der Höhe des Zylinderkörpers.The first bore (recess) in the axial extent has a diameter which is greater by a defined amount than the outer diameter of the cylinder body; the depth of the recess corresponds to the height of the cylinder body.
Die zweite Bohrung (Spindelbohrung) in axialer Erstreckung besitzt einen Durchmesser, der dem Außendurchmesser der Ventilspindel entspricht oder geringfügig größer ist. Diese Bohrung ist im Gegensatz zur ersten Bohrung, die als Sackbohrung ausgeführt ist, eine Durchgangsbohrung. Sie durchbricht folglich den Bereich zwischen der Ausnehmung und der Grund- bzw. Deckfläche des Gehäuses. The second bore (spindle bore) in the axial extent has a diameter which corresponds to the outer diameter of the valve stem or is slightly larger. This hole is in contrast to the first hole, which is designed as a blind hole, a through hole. It thus breaks through the area between the recess and the base or top surface of the housing.
Die dritte Bohrung (Ventilaustritt), die radial in den Kolben eingebracht ist, ist ebenfalls eine Durchgangsbohrung, sie durchbricht die Wand des Gehäuses zwischen der Ausnehmung und der Umfangsfläche des Gehäuses.The third bore (valve outlet), which is introduced radially into the piston, is also a through hole, it breaks through the wall of the housing between the recess and the peripheral surface of the housing.
Im zusammengesetzten Zustand sitzt der Ventilzylinder in der Zylinderbohrung des Zylinderkörpers und sind so mit dem Gehäuse lösbar verbunden, wobei der Zylinderkörper in der Ausnehmung des Gehäuses sitzt. Die Ventilspindel ragt durch die Spindelbohrung aus dem Gehäuse heraus. Im Inneren des Dosierventils wird durch die Ausnehmung und den Zylinderkörper ein hohlzylinderförmiger Hohlraum gebildet, in dem das Kältemittel durch die Durchbrüche einströmt.In the assembled state, the valve cylinder is seated in the cylinder bore of the cylinder body and are releasably connected to the housing, wherein the cylinder body is seated in the recess of the housing. The valve spindle protrudes through the spindle bore out of the housing. Inside the metering valve, a hollow cylindrical cavity is formed by the recess and the cylinder body, in which the refrigerant flows through the openings.
Der Ventilzylinder lässt sich über die Ventilspindel in der Zylinderbohrung des Gehäuseunterteils verschieben. Über eine Stopfbuchsen-Dichtung wird die sichere Abdichtung zwischen der Ventilspindel und dem Gehäuse gewährleistet. Durch die Verschiebung des Ventilzylinders werden die Durchbrüche im Ventilkörper freigegeben bzw. verschlossen.The valve cylinder can be moved via the valve spindle in the cylinder bore of the housing base. A stuffing box gasket ensures a secure seal between the valve stem and the housing. By moving the valve cylinder, the openings in the valve body are released or closed.
Im Betrieb wird das Dosierventil über den Ventileintritt mit dem Fluid beaufschlagt. Über die Durchbrüche gelangt das Fluid in den von Ventilkörper und Gehäuse gebildeten Hohlraum. Durch den Ventilaustritt verlässt das Fluid das Dosierventil wieder.In operation, the metering valve is acted upon via the valve inlet with the fluid. About the openings, the fluid enters the cavity formed by the valve body and housing. Due to the valve outlet, the fluid leaves the metering valve again.
Durch Verschiebung des Ventilzylinders kann die Durchflussmenge durch das Dosierventil exakt geregelt werden. Wird der Ventilzylinder Richtung Flansch bewegt, so werden die Durchbrüche im Zylinderkörper verschlossen; bei entgegen gesetzter Bewegungsrichtung werden die Öffnungen der Durchbrüche freigegeben. Die Anzahl der freigegebenen Durchbrüche bestimmt die Durchflussmenge des Fluids durch das Dosierventil.By shifting the valve cylinder, the flow rate through the metering valve can be controlled exactly. If the valve cylinder is moved in the direction of the flange, the openings in the cylinder body are closed; in the opposite direction of movement, the openings of the openings are released. The number of released breakthroughs determines the flow rate of the fluid through the metering valve.
Dem Wesen der Erfindung folgend, können der Ventilzylinder und der Zylinderkörper können auch durch andere adäquate Mittel, beispielsweise durch zwei gegeneinander verschiebbare Platten im Gehäuse ersetzt werden, wobei eine der Platten die Durchbrüche aufweist. Die Verschiebung der Platten kann auch durch eine Drehbewegung erfolgen.According to the essence of the invention, the valve cylinder and the cylinder body can also be replaced by other adequate means, for example by two mutually displaceable plates in the housing, wherein one of the plates has the openings. The displacement of the plates can also be done by a rotary motion.
Das erfindungsgemäße Dosierventil ist wesentlich unempfindlicher gegenüber Verunreinigungen des Kältemittels durch Wasser. Sollte durch Eis oder andere Fremdkörper eine oder mehrere Durchbrüche verstopfen, so wirkt sich dies auf den Betrieb den Dosierventils nur unwesentlich aus, da durch eine entsprechende Bewegung des Ventilzylinders andere Durchbrüche geöffnet werden können. Der Durchfluss durch das Dosierventil wird ohne Regelsprünge wieder auf den Sollwert gebracht.The metering valve according to the invention is much less sensitive to contamination of the refrigerant by water. Should one or more breakthroughs clog with ice or other foreign matter, this will only marginally affect the operation of the metering valve, since other openings can be opened by a corresponding movement of the valve cylinder. The flow through the metering valve is brought back to the setpoint without control jumps.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit den
Das Dosierventil
Der Durchmesser des Zylinderkörpers
Im Zylinderkörper
In der Wandung des Zylinderkörpers
Die Abdichtung der Stoßstelle zwischen dem Zylinderkörper
Das Gehäuse
Der Ventilzylinder
Bei Betrieb des Dosierventils wird über den Ventileintritts
Durch die Anzahl der freigegebenen beziehungsweise verschlossenen Durchbrüche
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Dosierventilmetering valve
- 22
- Gehäusecasing
- 33
- Spindelbohrungspindle hole
- 44
- VentilspindelValve stem
- 55
- Ventilzylindervalve cylinder
- 66
- Ausnehmungrecess
- 77
- Ventilaustrittvalve outlet
- 88th
- Zylinderkörpercylinder body
- 99
- Flanschflange
- 1010
- Zylinderbohrungbore
- 1111
- Ventileintrittvalve inlet
- 1212
- Durchbrüchebreakthroughs
- 1313
- Dichtflächesealing surface
- 1414
- Dichtringseal
- 1515
- Dichtflächesealing surface
- 1616
- Dichtringseal
- 1717
- Stopfbuchsen-DichtungGland gasket
- 1818
- Lochhole
- 1919
- Sacklochblind
- 2020
- Schraubescrew
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102006029267 A1 [0004] DE 102006029267 A1 [0004]
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102009057183A DE102009057183A1 (en) | 2009-12-05 | 2009-12-05 | Electrically controllable metering valve for regulating flow rate of fluid i.e. water, has valve cylinder that is connected with valve spindle mounted in cylinder bore and movable by valve spindle running through spindle bore |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102009057183A DE102009057183A1 (en) | 2009-12-05 | 2009-12-05 | Electrically controllable metering valve for regulating flow rate of fluid i.e. water, has valve cylinder that is connected with valve spindle mounted in cylinder bore and movable by valve spindle running through spindle bore |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102009057183A1 true DE102009057183A1 (en) | 2011-06-09 |
Family
ID=43972350
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102009057183A Withdrawn DE102009057183A1 (en) | 2009-12-05 | 2009-12-05 | Electrically controllable metering valve for regulating flow rate of fluid i.e. water, has valve cylinder that is connected with valve spindle mounted in cylinder bore and movable by valve spindle running through spindle bore |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102009057183A1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2501190A1 (en) * | 1975-01-14 | 1976-07-15 | Albrecht Automatik Kg | Piston actuated valve with blocking element - has blocking element sealing disc moving freely in perforated guide |
DE2507513A1 (en) * | 1975-02-21 | 1976-08-26 | Deutsche Forsch Luft Raumfahrt | Pressure and quantity control valve for flowing media - has valve seat formed as partition wall dividing passageway |
DE3626628A1 (en) * | 1986-08-06 | 1988-02-18 | Weinhold Karl | Sliding valve |
DE102006029267A1 (en) | 2006-06-26 | 2008-01-03 | Thomas Magnete Gmbh | Control valve for R 744 air conditioning systems |
-
2009
- 2009-12-05 DE DE102009057183A patent/DE102009057183A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2501190A1 (en) * | 1975-01-14 | 1976-07-15 | Albrecht Automatik Kg | Piston actuated valve with blocking element - has blocking element sealing disc moving freely in perforated guide |
DE2507513A1 (en) * | 1975-02-21 | 1976-08-26 | Deutsche Forsch Luft Raumfahrt | Pressure and quantity control valve for flowing media - has valve seat formed as partition wall dividing passageway |
DE3626628A1 (en) * | 1986-08-06 | 1988-02-18 | Weinhold Karl | Sliding valve |
DE102006029267A1 (en) | 2006-06-26 | 2008-01-03 | Thomas Magnete Gmbh | Control valve for R 744 air conditioning systems |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102016102756A1 (en) | Control cylinder for a control valve and control valve with such a control cylinder | |
DE102014219634A1 (en) | Pressure reducing valve with separate radial bores for different fluid flow paths | |
EP3371460B1 (en) | Coolant pump for the automotive industry | |
DE102006024841B4 (en) | Electromagnetic actuator | |
EP2628959B1 (en) | Servo valve | |
DE112015000469T5 (en) | Filter with a spring tube bypass assembly | |
EP3325864B1 (en) | Process medium-controlled regulating valve | |
DE1947117A1 (en) | Flow regulator and method of making the same | |
DE102013200533B4 (en) | VALVE CARTRIDGE | |
WO2016016185A1 (en) | Valve for a fluid circuit of a motor vehicle | |
EP3412944B1 (en) | Control valve | |
DE102009057183A1 (en) | Electrically controllable metering valve for regulating flow rate of fluid i.e. water, has valve cylinder that is connected with valve spindle mounted in cylinder bore and movable by valve spindle running through spindle bore | |
DE10333236B4 (en) | Control valve for controlling a volume flow, in particular for controlling a coolant flow for cooling the clutch of a dual-clutch transmission of a motor vehicle | |
DE102013203711A1 (en) | Seat valve for use as e.g. low pressure seat valve in radial piston engine of road vehicle, has valve seat attached to disk, which comprises closure ring that is provided at seat, where closure ring is attached at plunger over plate spring | |
EP1815204A1 (en) | Shell-and-tube high-pressure heat exchanger | |
EP2669573A1 (en) | Throttle device | |
DE102014105613A1 (en) | Vane pump with adjustable delivery volume | |
EP0698157B1 (en) | Thermostat-regulated sanitary mixing tap | |
DE102013015675A1 (en) | Rotor for a camshaft adjuster, parts set for producing a rotor for a camshaft adjuster and method for producing a joined component, preferably a rotor for a phaser | |
EP1413812A2 (en) | Diaphragm valve with fan-shaped diaphragm support | |
DE102017108186A1 (en) | Mixing valve arrangement for a hydraulic system, as well as oil cooling system and compressor system with this | |
EP4357875A2 (en) | Thermostatic cartridge | |
DE102012011953B4 (en) | Hydraulic device for generating different flow rates with different working pressures and using such device in a hydraulic system | |
DE102020007800A1 (en) | Sealing ring of a mechanical seal and mechanical seal with a sealing ring | |
DE19515950C2 (en) | Sliding seal in a pneumatic multi-position valve |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R016 | Response to examination communication | ||
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20130702 |