DE102011107273A1

DE102011107273A1 - Control valve device for controlling fluid flow between mass flow restrictor and differential pressure regulator, has flow restrictor and regulator that are arranged within channel and are displaced opposite to its opening directions

Info

Publication number: DE102011107273A1
Application number: DE102011107273A
Authority: DE
Inventors: David Preißer; Nils Vogt
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-07-15
Filing date: 2011-07-15
Publication date: 2013-01-17

Abstract

The control valve device (10) has a valve unit (11) having a flow channel (12) of cross-section (Q), inflow opening (13) and outlet opening (14). The mass flow restrictor (20) and self-regulating differential pressure regulator (30) are arranged within the flow channel along a longitudinal axis (L) of valve unit and are displaced opposite to its opening directions (O1,O2). The self-regulating differential pressure regulator is surrounded by mass flow restrictor.

Description

Die Erfindung betrifft eine Regelventileinrichtung zum Regeln eines durch die Regelventileinrichtung strömenden Fluidstroms nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Solche Regelventileinrichtungen werden unter anderem als Heizkörperventile eingesetzt. Sie umfassen einen Ventilkörper mit einem Strömungskanal, der einen Querschnitt, eine Anströmöffnung und eine Austrittsöffnung aufweist. Mittels einer Massenstromdrossel ist ein Drosselquerschnitt einstellbar, wodurch der Fluidstrom drosselbar ist. Die Massenstromdrossel wird heutzutage meist mittels eines Thermostats oder eines anderen Aktors betätigt. Diese geben der Massenstromdrossel eine Basisstellung vor, z. B. durch ein Verdrehen des Thermostats durch eine Person. In Abhängigkeit einer Heizobjekttemperatur, z. B. einer Raumtemperatur, wird die Basisstellung angepasst. Sofern die Heizobjekttemperatur abfällt, wird die Massenstromdrossel weiter geöffnet, steigt sie hingegen, wird die Massenstromdrossel weiter geschlossen. Unter der Voraussetzung eines konstanten Fluiddrucks auf der Seite der Anströmöffnung, ist einer jeden Massenstromdrosselstellung ein bestimmter Fluidstrom durch die Regelventileinrichtung zuordenbar. Problematisch ist hierbei jedoch, dass der Fluiddruck in Heizungskreisläufen auf der Seite der Anströmöffnung des Ventilkörpers gerade nicht konstant ist. Insbesondere ist der Fluiddruck abhängig von einer Vielzahl anderer Heizkörper, die meist parallel zueinander geschaltet sind und von einer gemeinsamen Pumpe gespeist werden. Jeder dieser weiteren Heizkörper kann eine Regelventileinrichtung mit einer thermostatisch geregelten Massenstromdrossel aufweisen. Somit regelt jede Heizung den durch sie hindurchströmenden Fluidstrom, wodurch der Fluiddruck auf der Seite der Anströmöffnung der betrachteten Regelventileinrichtung schwankt. Dementsprechend verändert sich der Fluidstrom durch die betrachtete Regelventileinrichtung in Abhängigkeit des Fluiddrucks auf der Seite der Anströmöffnung.The invention relates to a control valve device for controlling a flowing through the control valve means fluid flow according to the preamble of claim 1. Such control valve devices are used, inter alia, as radiator valves. They comprise a valve body with a flow channel, which has a cross section, an inflow opening and an outlet opening. By means of a mass flow throttle, a throttle cross-section is adjustable, whereby the fluid flow can be throttled. The mass flow throttle is nowadays usually operated by means of a thermostat or another actuator. These give the mass flow restrictor a basic position, z. B. by a rotation of the thermostat by a person. Depending on a Heizobjekttemperatur, z. B. a room temperature, the base position is adjusted. If the heating object temperature drops, the mass flow throttle is opened further, but if it rises, the mass flow throttle is further closed. Assuming a constant fluid pressure on the side of the inflow opening, a specific fluid flow through the control valve device can be assigned to each mass flow throttle position. The problem here, however, is that the fluid pressure in heating circuits on the side of the inflow opening of the valve body is just not constant. In particular, the fluid pressure is dependent on a plurality of other radiators, which are usually connected in parallel to each other and are fed by a common pump. Each of these further radiators may have a control valve device with a thermostatically controlled mass flow throttle. Thus, each heater controls the fluid flow therethrough, whereby the fluid pressure on the side of the flow opening of the considered control valve device varies. Accordingly, the fluid flow through the considered control valve device changes depending on the fluid pressure on the side of the inflow opening.

Insbesondere verringert sich der Fluidstrom bei geringem Fluiddruck und erhöht sich bei hohem Fluiddruck. Eine ausschließliche Regelung der Regelventileinrichtung mittels einer thermostatisch verstellbaren Massenstromdrossel ist somit nicht ausreichend, um ein Heizobjekt effektiv und gleichmäßig auf eine konstante Temperatur zu regeln. Deshalb sieht zum Beispiel EP 0 911 715 B1 vor, dass die Druckdifferenz über der Massenstromdrossel mittels eines Differenzdruckreglers auf einen konstanten Wert regelbar ist, denn bei einer solchen konstanten Druckdifferenz liegt ein konstanter Fluidstrom vor. Sowohl die Massenstromdrossel als auch der Differenzdruckregler sind durch Regelkegel ausgebildet, die jeweils mit einem Ventilsitz am Ventilkörper zusammenwirken. Beide sind zudem in einer gleichen Richtung verschiebbar. Zwischen der Massenstromdrossel und dem Ventilkörper ist eine Feder angeordnet. Deren Kraft wirkt in Öffnungsrichtung der Massenstromdrossel und zum Beispiel der Kraft eines Thermostats entgegen. Um den Differenzdruckregler selbstregelnd auszubilden, ist dabei vorgesehen, dass dieser mittels einer elastischen Membran mit der Massenstromdrossel verbunden ist. Auf einer Seite der Membran ist eine Druckkammer angeordnet, die mit der Seite der Anströmöffnung ungedrosselt hydraulisch verbunden ist. Gegenüberliegend, das heißt auf der anderen Seite der Membran, befindet sich eine weitere Druckkammer, in welcher der Fluiddruck zwischen der Massenstromdrossel und dem Differenzdruckregler vorliegt. In Abhängigkeit von den Fluiddrücken auf den gegenüberliegenden Seiten der Membran, also vom Differenzdruck, wirkt eine Kraft auf den Differenzdruckregler, wobei diese in Richtung der Verschiebbarkeit des Differenzdruckreglers ausgerichtet ist. Zusätzlich ist eine Feder zwischen dem Ventilkörper und dem Differenzdruckregler angeordnet, sodass der Differenzdruckkraft eine Federkraft entgegenwirkt. Die Druckkammern und die Feder sind derart aufeinander abgestimmt, dass sich der Differenzdruckregler in Abhängigkeit des Differenzdrucks so verschiebt, dass der Differenzdruck über der Massenstromdrossel konstant bleibt. Nachteilig ist bei einer solchen Ausgestaltung, dass bei einer Beschädigung der Membran die gesamte Regeventileinrichtung unbrauchbar wird. Die Anordnung und Befestigung der Feder und der Membran erfordern komplexe bzw. komplizierte Bauteile und bedingen einen großen Bauraum.In particular, the fluid flow decreases at low fluid pressure and increases at high fluid pressure. An exclusive regulation of the control valve device by means of a thermostatically adjustable mass flow restrictor is thus not sufficient to effectively and uniformly regulate a heating object to a constant temperature. That's why, for example, looks EP 0 911 715 B1 that the pressure difference across the mass flow restrictor by means of a differential pressure regulator can be regulated to a constant value, because at such a constant pressure difference is a constant fluid flow. Both the mass flow restrictor and the differential pressure regulator are formed by control cone, which each interact with a valve seat on the valve body. Both are also displaceable in a same direction. Between the mass flow throttle and the valve body, a spring is arranged. Their force counteracts in the opening direction of the mass flow throttle and, for example, the force of a thermostat. To form the differential pressure regulator selbstregelnd, it is provided that this is connected by means of an elastic membrane with the mass flow throttle. On one side of the membrane, a pressure chamber is arranged, which is connected to the side of the flow opening unthrottled hydraulically. Opposite, that is on the other side of the membrane, there is another pressure chamber, in which the fluid pressure between the mass flow restrictor and the differential pressure regulator is present. Depending on the fluid pressures on the opposite sides of the membrane, ie the differential pressure, a force acting on the differential pressure regulator, which is aligned in the direction of the displaceability of the differential pressure regulator. In addition, a spring between the valve body and the differential pressure regulator is arranged, so that the differential pressure force counteracts a spring force. The pressure chambers and the spring are matched to one another in such a way that the differential pressure regulator shifts in dependence on the differential pressure so that the differential pressure across the mass flow throttle remains constant. The disadvantage of such an embodiment is that in case of damage to the membrane, the entire control valve device is unusable. The arrangement and attachment of the spring and the membrane require complex or complicated components and require a large amount of space.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und eine Regelventileinrichtung bereitzustellen, die kompakt ist und geringe Herstellungskosten aufweist.The object of the invention is therefore to eliminate the disadvantages of the prior art and to provide a control valve device which is compact and has low production costs.

Erfindungsgemäß wird dies mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen 2 bis 14 zu entnehmen. Bei einer Regelventileinrichtung zum Regeln eines durch die Regelventileinrichtung strömenden Fluidstroms umfassend einen Ventilkörper mit einem Strömungskanal, der einen Querschnitt, eine Anströmöffnung und eine Austrittsöffnung aufweist, und umfassend eine Massenstromdrossel und einen selbstregelnden Differenzdruckregler, die beide im Strömungskanal des Ventilkörpers angeordnet sowie jeweils entlang einer Längsachse des Ventilkörpers in und entgegen ihrer Öffnungsrichtungen verschiebbar sind, sieht die Erfindung vor, dass der Differenzdruckregler die Massenstromdrossel koaxial umgreift oder die Massenstromdrossel den Differenzdruckregler koaxial umgreift, wobei die Massenstromdrossel und der Differenzdruckregler axial verschiebbar aneinander gelagert sind. Die Massenstromdrossel ist zum Beispiel mittels eines Heizungsthermostats in eine Basisstellung verschiebbar und thermostatisch regelbar. Der selbstregelnde Differenzdruckregler hält dabei die Druckdifferenz über der Massenstromdrossel in den jeweiligen Stellungen der Massenstromdrossel konstant. Durch die Lagerung der Massenstromdrossel und dem Differenzdruckregler aneinander, können diese besonders kompakt gestaltet und angeordnet werden. Ferner kann auf eine Membran zum Schließen des Spaltes zwischen der Massenstromdrossel und dem Differenzdruckregler verzichtet werden. Eine als Passung ausgeführte Lagerung zwischen der Massenstromdrossel und dem Differenzdruckregler kann ausreichend sein, um Fluidströme zwischen den beiden Teilen zu verhindern oder zumindest soweit zu reduzieren, dass die Selbstregelung des Differenzdruckreglers problemlos funktioniert. Eine bevorzugte Ausbildung der Erfindung sieht jedoch vor, dass zwischen der Massenstromdrossel und dem Differenzdruckregler eine Dichtung angeordnet ist. Eine solche verhindert zuverlässig Fluidströme zwischen der Massenstromdrossel und dem Differenzdruckregler. Außerdem können weniger präzise Passungen vorgesehen werden, wodurch die Herstellkosten gering sind. Zu letzterem trägt auch bei, dass zum Beispiel O-Ringe in vielfältigen Ausführungsformen als Zukaufteil verfügbar sind. In einer wichtigen Ausführung der Erfindung ist der Differenzdruckregler wenigstens teilweise zwischen einer ersten Druckkammer und einer zweiten Druckkammer angeordnet. Die Druckkammern liegen sich somit gegenüber und in diesen vorliegende Fluiddrücke üben entgegengesetzte Kräfte auf den Differenzdruckregler aus. Die Differenz der Fluiddrücke und somit die der Kräfte ist geeignet dazu, den Differenzdruckregler selbstregelnd auszubilden. Bevorzugt begrenzt eine erste Druckfläche des Differenzdruckreglers die erste Druckkammer, wobei eine druckbedingte Kraft auf die erste Druckfläche entgegen der Öffnungsrichtung des Differenzdruckreglers ausgerichtet ist, und wobei die erste Druckkammer mit der Anströmöffnung ungedrosselt hydraulisch verbunden ist. Das heißt, dass der Differenzdruckregler bei einem steigenden Fluiddruck auf der Seite der Anströmöffnung weiter schließt. Zusätzlich sollte eine zweite Druckfläche des Differenzdruckreglers die zweite Druckkammer begrenzen, wobei eine druckbedingte Kraft auf die zweite Druckfläche in Richtung der Öffnungsrichtung des Differenzdruckreglers ausgerichtet ist, und wobei in einer hydraulischen Verbindung zwischen der zweiten Druckkammer und der Anströmöffnung die Massenstromdrossel angeordnet ist. Somit herrscht auf einer Seite des Differenzdruckreglers der Fluiddruck der Anströmseite und auf der anderen der Fluiddruck in Strömungsrichtung des Fluidstroms nach der Massenstromdrossel. Sofern sich diese Druckdifferenz zu ändern versucht, verschiebt sich der Differenzdruckregler und die Druckdifferenz über der Massenstromdrossel bleibt konstant. Insbesondere wird der Differenzdruckregler bei einem ansteigenden Differenzdruck zwischen dem ersten Fluiddruck in der ersten Kammer und dem zweiten Fluiddruck in der zweiten Kammer entgegen seiner Öffnungsrichtung und bei einem sinkenden Differenzdruck zwischen dem ersten Fluiddruck und dem zweiten Fluiddruck in seiner Öffnungsrichtung verschoben. In einer Variante der Erfindung sind die erste Druckkammer und die zweite Druckkammer über eine erste Zuleitung, die eine konstante Öffnung aufweist, und über eine zweite Zuleitung, die eine variable Öffnung aufweist, hydraulisch miteinander verbunden. Die konstante Öffnung sollte zumindest so groß sein, dass keine Druckverluste über die zweite Zuleitung auftreten. Die variable Öffnung ist üblicherweise abhängig von der Stellung der Massenstromdrossel. Insbesondere wird die variable Öffnung dann von der Massenstromdrossel und dem zugehörigen Ventilsitz definiert. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Massenstromdrossel einen sich in ihrer Öffnungsrichtung erstreckenden Hohlraum mit einer seitlichen Öffnung aufweist, wobei die Öffnung in die erste Druckkammer mündet. Eine hohle Ausbildung der Massenstromdrossel macht diese steif und leicht. Die seitliche und somit radiale Öffnung ermöglicht weiterhin einen unproblematischen Übergang zu einem Verstellstift. Letzterer trifft üblicherweise axial auf eine Stirnseite der Massenstromdrossel und überträgt Verstellkräfte, z. B. die eines Thermostats, auf diese. Durch die seitliche Öffnung kann diese Stirnseite geschlossen ausgebildet sein und zum Beispiel eine Aufnahme für den Verstellstift aufweisen. Ferner können dann große Vorteile erzielt werden, wenn der Differenzdruckregler in seiner Öffnungsrichtung mit der Kraft einer Feder beaufschlagt ist. Bevorzugt ist die Feder dabei zwischen dem Differenzdruckregler und der Massenstromdrossel angeordnet. Somit verändert sich die Stellung des Differenzdruckreglers auch in Abhängigkeit der Stellung der Massenstromdrossel. Hierdurch kann der Differenzdruckregler die Massenstromdrossel über den gesamten Stellbereich, insbesondere auch wenn diese relativ weit geschlossen ist, auf eine konstante Druckdifferenz regeln. Zusätzlich befindet sich die Feder nicht im Hauptstrom des Fluidstroms und kann diesen nicht behindern. Zu einer kompakten und schlanken Ausgestaltung der Regelventileinrichtung trägt eine Gestaltung derart bei, dass die Austrittsöffnung des Ventilkörpers radial zur Längsachse angeordnet ist. Somit muss der Fluidstrom nicht innerhalb der Regelventileinrichtung in oder entgegen der Öffnungsrichtungen weitergeleitet werden. Mithin kann die Regelventileinrichtung sehr schlank ausgebildet sein. Vorzugsweise sollte mit der Massenstromdrossel der Querschnitt des Strömungskanals auf einen ersten Drosselquerschnitt und mit dem Differenzdruckregler der Querschnitt des Strömungskanals auf einen zweiten Drosselquerschnitt begrenzbar sein, wobei der erste Drosselquerschnitt und/oder der zweite Drosselquerschnitt im Bereich der Austrittsöffnung angeordnet sind. Somit sind hinter der Massenstromdrossel und/oder dem Differenzdruckregler keine weiteren Kanäle zur Weiterleitung des Fluids vorzusehen. Dies macht die Regelventileinrichtung besonders kompakt. Bei einer unmittelbaren Anordnung des ersten Drosselquerschnitts vor der Austrittsöffnung, ist es günstig wenn diese direkt den Querschnitt der Austrittsöffnung aus bildet, bzw. diesen begrenzt. Gleiches gilt bei einer Anordnung des zweiten Drosselquerschnitts unmittelbar vor der Austrittsöffnung. Weiterhin können die Massenstromdrossel gegenüber von einem ersten Ventilsitz und der Differenzdruckregler gegenüber von einem zweiten Ventilsitz angeordnet sein. Bevorzugt liegen der erste und zweite Ventilsitz in einer gemeinsamen Ventilsitzfläche. Somit muss nur eine einzige passgenaue Fläche gefertigt werden. Dementsprechend sind die Herstellungskosten gering. Außerdem ist der Strömungswiderstand der Regelventileinrichtung gering, da der Fluidstrom nicht unnötig zwischen der Massenstromdrossel und dem Differenzdruckregler umgelenkt wird. Fertigungstechnisch besonders einfach umsetzbar ist es, wenn die Ventilsitzfläche in einer Ebene senkrecht zur Längsachse angeordnet ist. Zur Erhöhung der Kompaktheit kann außerdem eine Ausgestaltung derart beitragen, dass die Massenstromdrossel in Richtung ihrer Öffnungsrichtung von einer Feder kraftbeaufschlagt ist, wobei die Feder auf der von der Anströmöffnung abgewandten Seite der Massenstromdrossel angeordnet ist. Somit müssen kein Bauraum und keine Vorrichtungen zur Integration der Feder in dem Bereich der Lagerung zwischen Massenstromdrossel und Differenzdruckregler vorgesehen werden. Zudem liegt die Feder nicht im Durchfluss des Fluidstroms und behindert diesen nicht. Entgegen der Kraft der Feder und entgegen ihrer Öffnungsrichtung wird die Massenstromdrossel üblicherweise mit der Kraft eines Aktors beaufschlagt. Der Aktor kann zum Beispiel eine Verstellschraube, ein Einstellrad, ein Thermostat oder ein Stellmotor sein.This is achieved with the features of claim 1 according to the invention. Advantageous developments are given in the dependent claims 2 to 14. In a control valve device for controlling a fluid flow flowing through the control valve device comprising a valve body having a flow passage, which has a cross section, a flow opening and an outlet opening, and comprising a mass flow throttle and a self-regulating differential pressure regulator, both arranged in the flow channel of the valve body and each along a longitudinal axis the valve body are displaceable in and against their opening directions, the invention provides that the differential pressure regulator coaxially surrounds the mass flow restrictor or the mass flow throttle coaxially surrounds the differential pressure regulator, wherein the mass flow restrictor and the differential pressure regulator are mounted axially displaceable together. The mass flow restrictor can be displaced, for example by means of a heating thermostat into a basic position and thermostatically controlled. Of the Self-regulating differential pressure controller keeps the pressure difference across the mass flow restrictor constant in the respective positions of the mass flow throttle. By the storage of the mass flow throttle and the differential pressure controller to each other, these can be made very compact and arranged. Furthermore, it is possible to dispense with a diaphragm for closing the gap between the mass flow throttle and the differential pressure regulator. A fit between the mass flow restrictor and the differential pressure regulator may be sufficient to prevent or at least reduce fluid flows between the two parts to such an extent that the self-regulation of the differential pressure regulator works without problems. A preferred embodiment of the invention, however, provides that a seal is arranged between the mass flow throttle and the differential pressure regulator. Such reliably prevents fluid flows between the mass flow throttle and the differential pressure regulator. In addition, less precise fits can be provided, whereby the manufacturing costs are low. To the latter also contributes that, for example, O-rings are available in a variety of embodiments as a purchased part. In an important embodiment of the invention, the differential pressure regulator is at least partially disposed between a first pressure chamber and a second pressure chamber. The pressure chambers are thus opposite and in these present fluid pressures exert opposite forces on the differential pressure regulator. The difference of the fluid pressures and thus the forces is suitable to form the differential pressure regulator selbstregelnd. Preferably, a first pressure surface of the differential pressure regulator limits the first pressure chamber, wherein a pressure-related force is aligned with the first pressure surface opposite to the opening direction of the differential pressure regulator, and wherein the first pressure chamber is unthreaded hydraulically connected to the inflow opening. This means that the differential pressure regulator continues to close when the fluid pressure on the side of the inflow opening increases. In addition, a second pressure surface of the differential pressure regulator should limit the second pressure chamber, wherein a pressure-related force is aligned with the second pressure surface in the direction of opening direction of the differential pressure regulator, and wherein in a hydraulic connection between the second pressure chamber and the flow opening, the mass flow throttle is arranged. Thus prevails on one side of the differential pressure regulator, the fluid pressure of the inflow side and on the other, the fluid pressure in the flow direction of the fluid flow to the mass flow throttle. If this pressure difference attempts to change, the differential pressure regulator shifts and the pressure difference across the mass flow throttle remains constant. In particular, the differential pressure regulator is displaced in its opening direction at a rising differential pressure between the first fluid pressure in the first chamber and the second fluid pressure in the second chamber against its opening direction and at a decreasing differential pressure between the first fluid pressure and the second fluid pressure. In a variant of the invention, the first pressure chamber and the second pressure chamber are hydraulically connected to one another via a first feed line, which has a constant opening, and via a second feed line, which has a variable opening. The constant opening should at least be so large that no pressure losses occur via the second supply line. The variable opening is usually dependent on the position of the mass flow throttle. In particular, the variable opening is then defined by the mass flow throttle and the associated valve seat. It is particularly advantageous if the mass flow throttle has a cavity extending in its opening direction with a lateral opening, the opening opening into the first pressure chamber. A hollow design of the mass flow restrictor makes this stiff and light. The lateral and thus radial opening further allows an unproblematic transition to an adjusting pin. The latter usually meets axially on one end face of the mass flow throttle and transmits adjusting forces, for. As a thermostat, on this. Through the lateral opening, this end face can be formed closed and, for example, have a receptacle for the adjusting pin. Furthermore, great advantages can be achieved when the differential pressure regulator is acted upon in its opening direction with the force of a spring. Preferably, the spring is arranged between the differential pressure regulator and the mass flow throttle. Thus, the position of the differential pressure regulator also changes depending on the position of the mass flow throttle. As a result, the differential pressure regulator, the mass flow restrictor over the entire control range, especially when it is relatively far closed, to regulate a constant pressure difference. In addition, the spring is not in the main stream of fluid flow and can not hinder this. A design contributes to a compact and slim design of the control valve device in such a way that the outlet opening of the valve body is arranged radially to the longitudinal axis. Thus, the fluid flow does not have to be forwarded within the control valve device in or against the opening directions. Thus, the control valve device can be made very slim. Preferably, with the mass flow restrictor, the cross section of the flow channel should be limited to a first throttle cross section and with the differential pressure regulator the cross section of the flow channel to a second throttle cross section, wherein the first throttle cross section and / or the second throttle cross section are arranged in the region of the outlet opening. Thus, behind the mass flow throttle and / or the differential pressure regulator no further channels for forwarding the fluid provided. This makes the control valve device particularly compact. In a direct arrangement of the first throttle cross section in front of the outlet opening, it is advantageous if this directly forms the cross section of the outlet opening, or limits this. The same applies to an arrangement of the second throttle cross section immediately before the outlet opening. Furthermore, the mass flow throttle can be arranged opposite a first valve seat and the differential pressure regulator opposite to a second valve seat. Preferably, the first and second valve seats lie in a common valve seat surface. Thus, only a single custom-fit surface needs to be manufactured. Accordingly, the manufacturing costs are low. In addition, the flow resistance of the control valve device is low, since the fluid flow is not unnecessarily deflected between the mass flow throttle and the differential pressure regulator. In terms of manufacturing technology, it is particularly easy to implement when the valve seat surface is arranged in a plane perpendicular to the longitudinal axis. To increase the compactness may also contribute an embodiment such that the mass flow throttle is subjected to force in the direction of its opening direction of a spring, wherein the spring is arranged on the side facing away from the inflow opening side of the mass flow throttle. Thus, no space and no means for integration of the spring in the range of storage between mass flow restrictor and differential pressure regulator must be provided. In addition, the spring is not in the flow of the fluid flow and does not hinder this. Contrary to the force of the spring and counter to its opening direction, the mass flow throttle is usually acted upon by the force of an actuator. The actuator may be, for example, an adjusting screw, a dial, a thermostat or a servomotor.

Die Zeichnungen stellen Ausführungsbeispiele der Erfindung dar und zeigen inThe drawings illustrate embodiments of the invention and show in FIG

1 eine Querschnittsansicht einer Regelventileinrichtung mit einer Massenstromdrossel und einem Differenzdruckregler, wobei deren Öffnungsrichtungen gleichgerichtet sind, und wobei zwischen dem Differenzdruckregler und einem Ventilkörper eine Feder angeordnet ist, 1 a cross-sectional view of a control valve device with a mass flow throttle and a differential pressure regulator, wherein the opening directions are rectified, and wherein between the differential pressure regulator and a valve body, a spring is arranged,

2 eine Querschnittsansicht einer Regelventileinrichtung mit einer Massenstromdrossel und einem Differenzdruckregler, wobei deren Öffnungsrichtungen gleichgerichtet sind, und wobei zwischen dem Differenzdruckregler und der Massenstromdrossel eine Feder angeordnet ist, 2 a cross-sectional view of a control valve device with a mass flow throttle and a differential pressure regulator, wherein the opening directions are rectified, and wherein between the differential pressure regulator and the mass flow throttle, a spring is arranged,

3 eine perspektivische Ansicht einer Regelventileinrichtung und 3 a perspective view of a control valve device and

4 eine Querschnittsansicht einer Regelventileinrichtung mit einer Massenstromdrossel und einem Differenzdruckregler, wobei deren Öffnungsrichtungen entgegengerichtet sind, und wobei zwischen dem Differenzdruckregler und einem Ventilkörper eine Feder angeordnet ist. 4 a cross-sectional view of a control valve device with a mass flow restrictor and a differential pressure regulator, wherein the opening directions are opposite, and wherein between the differential pressure regulator and a valve body, a spring is arranged.

Die 1 und 2 beschreiben in Querschnittsansichten beide eine Regelventileinrichtung 10 zum Regeln eines durch die Regelventileinrichtung 10 strömenden Fluidstroms F. Diese umfasst einen Ventilkörper 11 mit einem Strömungskanal 12, der einen Querschnitt Q, eine Anströmöffnung 13 und eine Austrittsöffnung 14 aufweist. Die Anströmöffnung 13 ist stirnseitig und die Austrittsöffnung 14 radial zu einer Längsachse L des Ventilkörpers 11 angeordnet. Innerhalb des Strömungskanals 12 sind eine Massenstromdrossel 20 und ein selbstregelnder Differenzdruckregler 30 angeordnet, die jeweils entlang der Längsachse L des Ventilkörpers 11 in und entgegen ihrer Öffnungsrichtungen O1, O2 verschiebbar sind. Die Öffnungsrichtungen O1, O2 sind dabei in die gleiche Richtung ausgerichtet. Der Differenzdruckregler 30 umgreift die Massenstromdrossel 20 koaxial. Weiterhin sind die Massenstromdrossel 20 und der Differenzdruckregler 30 axial verschiebbar aneinander gelagert sowie der Differenzdruckregler 30 axial verschiebbar am Ventilkörper 11 gelagert. Zwischen der Massenstromdrossel 20 und dem Differenzdruckregler 30 ist eine Dichtung 34 angeordnet. Eine weitere Dichtung 33 befindet sich zwischen dem Differenzdruckregler 30 und dem Ventilkörper 11. Beide Dichtungen 33, 34 sind in den 1 und 2 als Kolbendichtringe ausgeführt. Auf der Seite der Anströmöffnung 13 und gegenüber der Massenstromdrossel 20 ist ein erster Ventilsitz 24 angeordnet. Die Stellung der Massenstromdrossel 20 definiert einen ersten Drosselquerschnitt Q1 zwischen sich und dem korrespondierenden ersten Ventilsitz 24. Bei einer Bewegung der Massenstromdrossel 20 entgegen ihrer Öffnungsrichtung O1 bis in ihre Geschlossenstellung, berührt diese den ersten Ventilsitz 24. Benachbart zum ersten Ventilsitz 24 befindet sich ein zweiter Ventilsitz 37. Dieser korrespondiert mit dem Differenzdruckregler 30. Zwischen letzterem und dem zweiten Ventilsitz 37 ergibt sich ein zweiter Drosselquerschnitt Q2. Die beiden Ventilsitze 24, 37 liegen in einer gemeinsamen Ventilsitzfläche A, welche in einer Ebene E senkrecht zur Längsachse L angeordnet ist. Diese Ausbildung ermöglicht, dass der erste Drosselquerschnitt Q1 und der zweite Drosselquerschnitt Q2 im Bereich der Austrittsöffnung 14 angeordnet sind. Insbesondere wird der Querschnitt der Austrittsöffnung 14 direkt vom Differenzdruckregler 30 definiert, bzw. begrenzt. Gemäß der Darstellung ist die Massenstromdrossel 20 in Richtung ihrer Öffnungsrichtung O1 von einer Feder 60 kraftbeaufschlagt. Die Feder 60 ist auf der von der Anströmöffnung 13 abgewandten Seite der Massenstromdrossel 20 angeordnet und stützt sich am Ventilkörper 11 ab. Entgegen der Kraft der Feder 60 ist eine weitere Kraft auf die Massenstromdrossel 20 übertragbar, um diese verstellen zu können. Hierfür ist an dem Ende des Ventilkörpers 11, welches der Anströmöffnung 13 gegenüberliegt, eine Verstelleinrichtung 100 mit einem Verstellstift 101 angeordnet. Der Verstellstift 101 ist in und entgegen der Öffnungsrichtung O1 der Massenstromdrossel 20 verschiebbar. Mittels eines Aktors, z. B. einem Stellmotor oder einem Thermostat, kann ein Kraft auf das nach außen ragende Ende des Verstellstifts 101 aufgebracht werden. Das andere Ende des Verstellstifts 101 stößt stirnseitig auf die Massenstromdrossel 20 und kann so die Kraft des Aktors auf die Massenstromdrossel 20 übertragen. Die Massenstromdrossel 20 wird somit vom Aktor entgegen ihrer Öffnungsrichtung O1 verschoben und die Feder 60 verschiebt die Massenstromdrossel 20 in ihrer Öffnungsrichtung O1. Der Differenzdruckregler 30 ist zwischen einer ersten Druckkammer 35 und einer zweiten Druckkammer 36 angeordnet. Eine erste Druckfläche 31 des Differenzdruckreglers 30 begrenzt die erste Druckkammer 35, wobei eine druckbedingte Kraft auf die erste Druckfläche 31 entgegen der Öffnungsrichtung O2 des Differenzdruckreglers 30 ausgerichtet ist. Die erste Druckkammer 35 ist mit der Anströmöffnung 13 ungedrosselt hydraulisch verbunden. Insbesondere weist die Massenstromdrossel 20 einen sich in ihrer Öffnungsrichtung O1 erstreckenden Hohlraum H mit einer seitlichen Öffnung 23 und einer auf der Seite der Anströmöffnung 13 angeordneten konstanten Öffnung 22 auf, wobei die seitliche Öffnung 23 in die erste Druckkammer 35 mündet. Somit liegt in der ersten Druckkammer 35 immer ein Fluiddruck p1a vor, der bis auf minimale leitungsbedingte Druckverluste einem Fluiddruck p1 im Bereich der Anströmöffnung 13 entspricht. Eine zweite Druckfläche 32 des Differenzdruckreglers 30 begrenzt die zweite Druckkammer 36. Druckbedingte Kräfte auf die zweite Druckfläche 32 sind in Richtung der Öffnungsrichtung O2 des Differenzdruckreglers 30 ausgerichtet und wirken somit der auf die erste Druckfläche 31 wirkenden Kraft entgegen. Die erste Druckkammer 35 und die zweite Druckkammer 36 sind hydraulisch verbunden, wobei in dieser hydraulischen Verbindung die Massenstromdrossel 20 angeordnet ist. Insbesondere weist die hydraulische Verbindung eine erste Zuleitung 21 mit einer konstanten Öffnung 22, welche durch den Hohlraum H in der Massenstromdrossel 20 ausgebildet ist, sowie eine sich an diese anschließende zweite Zuleitung 41 mit einer variablen Öffnung 40 auf. Die variable Öffnung 40 ist dabei abhängig von der Stellung der Massenstromdrossel 20. Die Druckdifferenz zwischen der ersten Druckkammer 35 und der zweiten Druckkammer 36 entspricht somit dem Differenzdruck über der Massenstromdrossel 30. Wie in der Darstellung erkennbar, ist die Fläche der zweiten Druckfläche 32 geringfügig kleiner als die der ersten Druckfläche 31, wodurch es zu Ungenauigkeiten zwischen den druckbedingten Kräften auf den Differenzdruckregler 30 kommen kann. Um diese Ungenauigkeiten zu minimieren, ist vorgesehen, dass die Wandstärke des Differenzdruckreglers 30 zwischen der zweiten Druckkammer 36 und dem Ventilkörper 11 möglichst gering ist. Außerdem ist vorgesehen, dass der Drosselquerschnitt Q2 möglichst nahe an der Austrittsöffnung 14 angeordnet ist. Erreicht wird dies durch eine Anschrägung des Differenzdruckreglers im mit dem zweiten Ventilsitz 37 korrespondierenden Bereich. Insbesondere ist die Anschrägung derart ausgebildet, dass sich der Abstand des Differenzdruckreglers 30 zum zweiten Ventilsitz 37 in Richtung der Auslassöffnung 14 verringert. Ein Druckabriss am Differenzdruckregler 30 erfolgt erst an dieser engsten Stelle. Somit wirkt auf die Anschrägung noch der Fluiddruck p2, welcher auch in der zweiten Druckkammer 36 vorliegt. Die Anschrägung zuzüglich der zweiten Druckfläche 32 entspricht somit der Fläche der ersten Druckfläche 31. Erst hinter dieser Anschrägung und somit in der Austrittsöffnung 14 fällt der Fluiddruck auf einen dritten Fluiddruck p3. Neben der differenzdruckbedingten Kraft auf den Differenzdruckregler 30, ist letzterer in seiner Öffnungsrichtung O2 mit der Kraft einer weiteren Feder 50 beaufschlagt. Diese Feder 50 sowie die Druckflächen 31, 32 sind derart aufeinander abgestimmt, dass der Differenzdruckregler 30 stets in eine Stellung verschoben wird, bei welcher der Differenzdruck über der Massenstromdrossel 20 konstant bleibt. Gemäß 1 ist die Feder 50 zwischen dem Ventilkörper 11 und dem Differenzdruckregler 30 angeordnet. Dahingegen befindet sich die Feder 50 gemäß 2 zwischen der Massenstromdrossel 20 und dem Differenzdruckregler 30. In der Folge verschiebt sich auch der Differenzdruckregler 30 bei einer Verschiebung der Massenstromdrossel 20 mit diesem. Hierdurch kann der Differenzdruckregler 30 den Differenzdruck über der Massenstromdrossel 20 auch noch bei einem kleinen ersten Drosselquerschnitt Q1 konstant regeln. Außerdem liegt die Feder 50 nicht im Fluidstrom F und behindert diesen nicht. Mithin ist der Bereich zwischen den Ventilsitzen 24, 37 sehr gut vom Fluidstrom F durchströmbar. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Regelventileinrichtung 10. Besonders gut zu erkennen ist der sich in Richtung einer Längsachse L erstreckende Ventilkörper 11. Dieser weist einen Strömungskanal 12, eine stirnseitige Anströmöffnung 13 und eine radiale Austrittsöffnung 14 auf. Durch letztere ist ein Ausschnitt eines im Strömungskanal 12 angeordneten Differenzdruckreglers 30 erkennbar, der den Querschnitt Q des Strömungskanals 12 auf einen zweiten Drosselquerschnitt Q2 begrenzt. Der Differenzdruckregler ist in einer Öffnungsrichtung O2 im Ventilkörper 11 verschiebbar.The 1 and 2 both describe a control valve device in cross-sectional views 10 for controlling one by the control valve means 10 flowing fluid flow F. This includes a valve body 11 with a flow channel 12 , which has a cross-section Q, a flow opening 13 and an exit opening 14 having. The inflow opening 13 is the front side and the outlet opening 14 radially to a longitudinal axis L of the valve body 11 arranged. Within the flow channel 12 are a mass flow restrictor 20 and a self-regulating differential pressure controller 30 arranged, respectively along the longitudinal axis L of the valve body 11 in and against their opening directions O1, O2 are displaceable. The opening directions O1, O2 are aligned in the same direction. The differential pressure controller 30 encompasses the mass flow throttle 20 coaxial. Furthermore, the mass flow restrictor 20 and the differential pressure controller 30 mounted axially displaceable together and the differential pressure regulator 30 axially displaceable on the valve body 11 stored. Between the mass flow throttle 20 and the differential pressure controller 30 is a seal 34 arranged. Another seal 33 is located between the differential pressure controller 30 and the valve body 11 , Both seals 33 . 34 are in the 1 and 2 designed as piston seals. On the side of the flow opening 13 and against the mass flow throttle 20 is a first valve seat 24 arranged. The position of the mass flow throttle 20 defines a first throttle cross-section Q1 between itself and the corresponding first valve seat 24 , During a movement of the mass flow throttle 20 contrary to their opening direction O1 to its closed position, this touches the first valve seat 24 , Adjacent to the first valve seat 24 there is a second valve seat 37 , This corresponds to the differential pressure controller 30 , Between the latter and the second valve seat 37 This results in a second throttle cross-section Q2. The two valve seats 24 . 37 lie in a common valve seat surface A, which is arranged in a plane E perpendicular to the longitudinal axis L. This design allows the first throttle cross section Q1 and the second throttle cross section Q2 in the region of the outlet opening 14 are arranged. In particular, the cross section of the outlet opening 14 directly from the differential pressure controller 30 defined, or limited. As shown, the mass flow restrictor 20 in the direction of its opening direction O1 by a spring 60 with force. The feather 60 is on the of the flow opening 13 opposite side of the mass flow throttle 20 arranged and supported on the valve body 11 from. Contrary to the force of the spring 60 is another force on the mass flow throttle 20 transferable to be able to adjust this. This is at the end of the valve body 11 , which is the inflow opening 13 opposite, an adjustment 100 with an adjusting pin 101 arranged. The adjusting pin 101 is in and against the opening direction O1 of the mass flow throttle 20 displaceable. By means of an actuator, for. As a servomotor or a thermostat, a force on the outwardly projecting end of the adjusting pin 101 be applied. The other end of the adjustment pin 101 pushes the front side of the mass flow throttle 20 and so can the force of the actuator on the mass flow restrictor 20 transfer. The mass flow throttle 20 is thus displaced by the actuator against its opening direction O1 and the spring 60 shifts the mass flow throttle 20 in their opening direction O1. The differential pressure controller 30 is between a first pressure chamber 35 and a second pressure chamber 36 arranged. A first printing surface 31 of the differential pressure regulator 30 limits the first pressure chamber 35 , wherein a pressure-induced force on the first pressure surface 31 against the opening direction O2 of the differential pressure regulator 30 is aligned. The first pressure chamber 35 is with the inflow opening 13 unthrottled hydraulically connected. In particular, the mass flow restrictor 20 a in its opening direction O1 extending cavity H with a lateral opening 23 and one on the side of the flow opening 13 arranged constant opening 22 on, with the side opening 23 in the first pressure chamber 35 empties. Thus lies in the first pressure chamber 35 always a fluid pressure p1a before that, except for minimal line-induced pressure losses of a fluid pressure p1 in the region of the flow opening 13 equivalent. A second printing surface 32 of the differential pressure regulator 30 limits the second pressure chamber 36 , Pressure forces on the second pressure surface 32 are in the direction of the opening direction O2 of the differential pressure regulator 30 aligned and thus act on the first printing surface 31 counteracting acting force. The first pressure chamber 35 and the second pressure chamber 36 are hydraulically connected, in which hydraulic connection the mass flow throttle 20 is arranged. In particular, the hydraulic connection has a first supply line 21 with a constant opening 22 passing through the cavity H in the mass flow restrictor 20 is formed, and a subsequent to this second supply line 41 with a variable opening 40 on. The variable opening 40 depends on the position of the mass flow throttle 20 , The pressure difference between the first pressure chamber 35 and the second pressure chamber 36 thus corresponds to the differential pressure across the mass flow restrictor 30 , As can be seen in the illustration, the area of the second printing surface 32 slightly smaller than that of the first printing surface 31 , causing inaccuracies between the pressure forces on the differential pressure regulator 30 can come. To minimize these inaccuracies, it is provided that the wall thickness of the differential pressure regulator 30 between the second pressure chamber 36 and the valve body 11 as low as possible. In addition, it is provided that the throttle cross-section Q2 as close as possible to the outlet opening 14 is arranged. This is achieved by a bevel of the differential pressure regulator in with the second valve seat 37 corresponding area. In particular, the chamfer is designed such that the distance of the differential pressure regulator 30 to the second valve seat 37 in the direction of the outlet opening 14 reduced. A pressure drop at the differential pressure controller 30 takes place only at this narrowest point. Thus, the fluid pressure p2, which also acts in the second pressure chamber, still acts on the bevel 36 is present. The bevel plus the second pressure surface 32 thus corresponds to the area of the first pressure surface 31 , Only behind this bevel and thus in the outlet opening 14 the fluid pressure drops to a third fluid pressure p3. In addition to the differential pressure-induced force on the differential pressure regulator 30 , the latter is in its opening direction O2 with the force of another spring 50 applied. This spring 50 as well as the printing surfaces 31 . 32 are coordinated so that the differential pressure controller 30 is always moved to a position at which the differential pressure across the mass flow restrictor 20 remains constant. According to 1 is the spring 50 between the valve body 11 and the differential pressure controller 30 arranged. By contrast, there is the spring 50 according to 2 between the mass flow throttle 20 and the differential pressure controller 30 , As a result, the differential pressure controller also shifts 30 with a shift of the mass flow throttle 20 with this. This allows the differential pressure controller 30 the differential pressure across the mass flow throttle 20 even with a small first throttle cross-section Q1 constant regulate. In addition, the spring lies 50 not in the fluid flow F and does not hinder this. Thus, the area between the valve seats 24 . 37 very good flow through the fluid flow F. 3 shows a perspective view of a control valve device 10 , It is particularly easy to see the extending in the direction of a longitudinal axis L valve body 11 , This has a flow channel 12 , a frontal inflow opening 13 and a radial exit opening 14 on. By the latter is a section of a flow channel 12 arranged differential pressure regulator 30 recognizable, the cross-section Q of the flow channel 12 limited to a second throttle cross section Q2. The differential pressure regulator is in an opening direction O2 in the valve body 11 displaceable.

An einem Ende des Ventilkörpers 11, das der Anströmöffnung 13 gegeüberliegt, ist eine Verstelleinrichtung 100 mit einem Verstellstift 101 angeordnet. Dieser dient einer Verschiebung einer im Innenraum des Ventilkörpers 11 angeordneten und in der Ansicht nicht dargestellten/sichtbaren Massenstromdrossel. 4 beschreibt in einer Querschnittsansicht ebenfalls eine Regelventileinrichtung 10 zum Regeln eines durch die Regelventileinrichtung 10 strömenden Fluidstroms F. Diese umfasst einen Ventilkörper 11 mit einem Strömungskanal 12, der einen Querschnitt Q, eine Anströmöffnung 13 und eine Austrittsöffnung 14 aufweist. Die Anströmöffnung 13 ist stirnseitig und die Austrittsöffnung 14 radial zu einer Längsachse L des Ventilkörpers 11 angeordnet. Innerhalb des Strömungskanals 12 sind eine Massenstromdrossel 20 und ein selbstregelnder Differenzdruckregler 30 angeordnet, die jeweils entlang der Längsachse L des Ventilkörpers 11 in und entgegen ihrer Öffnungsrichtungen O1, O2 verschiebbar sind. Die Öffnungsrichtungen O1, O2 sind dabei in entgegengesetzter Richtung ausgerichtet. Der Differenzdruckregler 30 wird von der Massenstromdrossel 20 koaxial umgriffen. Weiterhin sind die Massenstromdrossel 20 und der Differenzdruckregler 30 axial verschiebbar aneinander sowie beide axial verschiebbar am Ventilkörper 11 gelagert. Zwischen der Massenstromdrossel 20 und dem Differenzdruckregler 30 sowie zwischen der Massenstromdrossel 30 und dem Ventilkörper 11 sind als Passungen mit nur sehr geringem Spiel ausgebildete Dichtungen 33, 34 vorgesehen, die ein Hindurchströmen von Fluid verhindern. Auf der Seite der Anströmöffnung 13 ist gegenüber der Massenstromdrossel 20 ein erster Ventilsitz 24 angeordnet. Die Stellung der Massenstromdrossel 20 definiert einen ersten Drosselquerschnitt Q1 zwischen sich und dem korrespondierenden ersten Ventilsitz 24. Bei einer Bewegung der Massenstromdrossel 20 entgegen ihrer Öffnungsrichtung O1 bis in ihre Geschlossenstellung berührt diese den ersten Ventilsitz 24. Der erste Drosselquerschnitt Q1 ist im Bereich der Austrittsöffnung 14 angeordnet. Insbesondere wird der Querschnitt der Austrittsöffnung 14 direkt von der Massenstromdrossel 20 definiert, bzw. begrenzt. Gemäß der Darstellung ist die Massenstromdrossel 20 in Richtung ihrer Öffnungsrichtung O1 von einer Feder 60 kraftbeaufschlagt. Die Feder 60 ist auf der von der Anströmöffnung 13 abgewandten Seite der Massenstromdrossel 20 angeordnet und stützt sich am Ventilkörper 11 ab. Auf die Darstellung einer Verstelleinrichtung 100 mit Verstellstift 101 wurde hier verzichtet. Eine solche und zusätzliche Aktoren können jedoch an der von dem ersten Ventilsitz 24 abgewandten Stirnseite der Massenstromdrossel 20 angeordnet werden.At one end of the valve body 11 , that of the inflow opening 13 gegeüberliegt, is an adjustment 100 with an adjusting pin 101 arranged. This serves to shift a in the interior of the valve body 11 arranged and in the View not shown / visible mass flow restrictor. 4 also describes a control valve device in a cross-sectional view 10 for controlling one by the control valve means 10 flowing fluid flow F. This includes a valve body 11 with a flow channel 12 , which has a cross-section Q, a flow opening 13 and an exit opening 14 having. The inflow opening 13 is the front side and the outlet opening 14 radially to a longitudinal axis L of the valve body 11 arranged. Within the flow channel 12 are a mass flow restrictor 20 and a self-regulating differential pressure controller 30 arranged, respectively along the longitudinal axis L of the valve body 11 in and against their opening directions O1, O2 are displaceable. The opening directions O1, O2 are aligned in the opposite direction. The differential pressure controller 30 is from the mass flow throttle 20 Coaxially gripped. Furthermore, the mass flow restrictor 20 and the differential pressure controller 30 axially displaceable together and both axially displaceable on the valve body 11 stored. Between the mass flow throttle 20 and the differential pressure controller 30 as well as between the mass flow throttle 30 and the valve body 11 are designed as fits with very little clearance seals 33 . 34 provided, which prevent a passage of fluid. On the side of the flow opening 13 is opposite to the mass flow throttle 20 a first valve seat 24 arranged. The position of the mass flow throttle 20 defines a first throttle cross-section Q1 between itself and the corresponding first valve seat 24 , During a movement of the mass flow throttle 20 contrary to its opening direction O1 to its closed position, this contacts the first valve seat 24 , The first throttle cross section Q1 is in the region of the outlet opening 14 arranged. In particular, the cross section of the outlet opening 14 directly from the mass flow throttle 20 defined, or limited. As shown, the mass flow restrictor 20 in the direction of its opening direction O1 by a spring 60 with force. The feather 60 is on the of the flow opening 13 opposite side of the mass flow throttle 20 arranged and supported on the valve body 11 from. On the presentation of an adjustment 100 with adjustment pin 101 was omitted here. However, such and additional actuators may be at the one of the first valve seat 24 facing away from the mass flow throttle 20 to be ordered.

Der Differenzdruckregler 30 korrespondiert mit einem zweiten Ventilsitz 37. Zwischen diesen wird ein zweiter Drosselquerschnitt Q2 ausgebildet. Der zweite Drosselquerschnitt Q2 liegt in Strömungsrichtung des Fluidstroms F vor dem ersten Drosselquerschnitt Q1. Angeordnet ist der Differenzdruckregler 30 zwischen einer ersten Druckkammer 35 und einer zweiten Druckkammer 36. Eine erste Druckfläche 31 des Differenzdruckreglers 30 begrenzt die erste Druckkammer 35, wobei eine druckbedingte Kraft auf die erste Druckfläche 31 entgegen der Öffnungsrichtung O2 des Differenzdruckreglers 30 ausgerichtet ist. In der ersten Druckkammer 35 liegt immer ein Fluiddruck p1a vor, nämlich der Fluiddruck in Strömungsrichtung vor der Massenstromdrossel 20. Eine zweite Druckfläche 32 des Differenzdruckreglers 30 begrenzt die zweite Druckkammer 36. Druckbedingte Kräfte auf die zweite Druckfläche 32 sind in Richtung der Öffnungsrichtung O2 des Differenzdruckreglers 30 ausgerichtet und wirken somit der Kraft auf die erste Druckfläche 31 entgegen. Die erste Druckkammer 35 und die zweite Druckkammer 36 sind hydraulisch verbunden, wobei in dieser hydraulischen Verbindung die Massenstromdrossel 20 angeordnet ist. Insbesondere weist die hydraulische Verbindung eine erste Zuleitung 21 mit einer konstanten Öffnung 22, sowie eine sich anschließende zweite Zuleitung 41 mit einer variablen Öffnung 40 auf. Die variable Öffnung 40 ist dabei abhängig von der Stellung der Massenstromdrossel 20. Die Druckdifferenz zwischen der ersten Druckkammer 35 und der zweiten Druckkammer 36 entspricht somit dem Differenzdruck über der Massenstromdrossel 30. Neben der differenzdruckbedingten Kraft auf den Differenzdruckregler 30, ist letzterer in seiner Öffnungsrichtung O2 mit der Kraft einer weiteren Feder 50 beaufschlagt, wobei die Feder 50 zwischen dem Differenzdruckregler 30 und dem Ventilkörper 11 angeordnet ist. Diese Feder 50 sowie die Druckflächen 31, 32 sind derart aufeinander abgestimmt, dass der Differenzdruckregler 30 stets in eine Stellung verschoben wird, bei welcher der Differenzdruck über der Massenstromdrossel 20 konstant bleibt.The differential pressure controller 30 corresponds to a second valve seat 37 , Between these, a second throttle cross section Q2 is formed. The second throttle cross section Q2 lies in the flow direction of the fluid flow F in front of the first throttle cross section Q1. The differential pressure controller is arranged 30 between a first pressure chamber 35 and a second pressure chamber 36 , A first printing surface 31 of the differential pressure regulator 30 limits the first pressure chamber 35 , wherein a pressure-induced force on the first pressure surface 31 against the opening direction O2 of the differential pressure regulator 30 is aligned. In the first pressure chamber 35 There is always a fluid pressure p1a, namely the fluid pressure upstream of the mass flow throttle 20 , A second printing surface 32 of the differential pressure regulator 30 limits the second pressure chamber 36 , Pressure forces on the second pressure surface 32 are in the direction of the opening direction O2 of the differential pressure regulator 30 aligned and thus affect the force on the first pressure surface 31 opposite. The first pressure chamber 35 and the second pressure chamber 36 are hydraulically connected, in which hydraulic connection the mass flow throttle 20 is arranged. In particular, the hydraulic connection has a first supply line 21 with a constant opening 22 , as well as a subsequent second supply line 41 with a variable opening 40 on. The variable opening 40 depends on the position of the mass flow throttle 20 , The pressure difference between the first pressure chamber 35 and the second pressure chamber 36 thus corresponds to the differential pressure across the mass flow restrictor 30 , In addition to the differential pressure-induced force on the differential pressure regulator 30 , the latter is in its opening direction O2 with the force of another spring 50 subjected to the spring 50 between the differential pressure controller 30 and the valve body 11 is arranged. This spring 50 as well as the printing surfaces 31 . 32 are coordinated so that the differential pressure controller 30 is always moved to a position at which the differential pressure across the mass flow restrictor 20 remains constant.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: RegelventileinrichtungControl-valve device
1111: Ventilkörpervalve body
1212: Strömungskanalflow channel
1313: Anströmöffnunginflow opening
1414: Austrittsöffnungoutlet opening
2020: MassenstromdrosselMass flow restrictor
2121: erste Zuleitungfirst supply line
2222: konstante Öffnungconstant opening
2323: seitliche Öffnunglateral opening
2424: erster Ventilsitzfirst valve seat
3030: DifferenzdruckreglerDifferential pressure regulator
3131: erste Druckflächefirst printing surface
3232: zweite Druckflächesecond printing surface
3333: Dichtungpoetry
3434: Dichtungpoetry
3535: erste Druckkammerfirst pressure chamber
3636: zweite Druckkammersecond pressure chamber
3737: zweiter Ventilsitzsecond valve seat
4040: variable Öffnungvariable opening
4141: zweite Zuleitungsecond supply line
5050: Federfeather
6060: Federfeather
100100: Verstelleinrichtungadjustment
101 101: Verstellstiftadjusting pin
AA: VentilsitzflächeValve seat
Ee: Ebenelevel
FF: Fluidstromfluid flow
HH: Hohlraumcavity
LL: Längsachselongitudinal axis
O1O1: Öffnungsrichtung der MassenstromdrosselOpening direction of the mass flow throttle
O2O2: Öffnungsrichtung des DifferenzdruckreglersOpening direction of the differential pressure regulator
p1p1: Fluiddruck an AnströmöffnungFluid pressure at inflow opening
p1ap1a: erster Fluiddruckfirst fluid pressure
p2p2: zweiter Fluiddrucksecond fluid pressure
p3p3: Fluiddruck an der AustrittsöffnungFluid pressure at the outlet
QQ: Querschnittcross-section
Q1Q1: erster Drosselquerschnittfirst throttle cross-section
Q2Q2: zweiter Drosselquerschnittsecond throttle cross-section

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 0911715 B1 [0002]

Claims

Control valve device ( 10 ) for controlling a through the control valve device ( 10 ) flowing fluid stream (F) comprising a valve body ( 11 ) with a flow channel ( 12 ), which has a cross section (Q), an inflow opening ( 13 ) and an exit opening ( 14 ), and comprising a mass flow throttle ( 20 ) and a self-regulating differential pressure regulator ( 30 ), both in the flow channel ( 12 ) of the valve body ( 11 ) and each along a longitudinal axis (L) of the valve body ( 11 ) are displaceable in and against their opening directions (O1, O2), characterized in that the differential pressure regulator ( 30 ) the mass flow throttle ( 20 ) coaxially surrounds or the mass flow throttle ( 20 ) the differential pressure controller ( 30 ) coaxially surrounds, wherein the mass flow throttle ( 20 ) and the differential pressure regulator ( 30 ) are mounted axially displaceable together.

Control valve device according to claim 1, characterized in that between the mass flow throttle ( 20 ) and the differential pressure regulator ( 30 ) a seal ( 34 ) is arranged.

Control valve device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the differential pressure regulator ( 30 ) at least partially between a first pressure chamber ( 35 ) and a second pressure chamber ( 36 ) is arranged.

Control valve device according to claim 3, characterized in that a first pressure surface ( 31 ) of the differential pressure regulator ( 30 ) the first pressure chamber ( 35 ), wherein a pressure-related force on the first pressure surface ( 31 ) against the opening direction (O2) of the differential pressure regulator ( 30 ), and wherein the first pressure chamber ( 35 ) with the inflow opening ( 13 ) is unthrottled hydraulically connected.

Control valve device according to one of claims 3 or 4, characterized in that a second pressure surface ( 32 ) of the differential pressure regulator ( 30 ) the second pressure chamber ( 36 ), wherein a pressure-related force on the second pressure surface ( 32 ) in the direction of the opening direction (O2) of the differential pressure regulator ( 30 ), and wherein in a hydraulic connection between the second pressure chamber ( 36 ) and the flow opening ( 13 ) the mass flow throttle ( 20 ) is arranged.

Control valve device according to one of claims 3 to 5, characterized in that the first pressure chamber ( 35 ) and the second pressure chamber ( 36 ) via a first supply line ( 21 ), which has a constant opening ( 22 ), and via a second supply line ( 41 ), which has a variable opening ( 40 ), are hydraulically connected to each other.

Control valve device according to claim 6, characterized in that the variable opening ( 40 ) depending on the position of the mass flow throttle ( 20 ).

Control valve device according to one of the preceding claims, characterized in that the mass flow throttle ( 20 ) extending in its opening direction (O1) cavity (H) with a lateral opening ( 23 ), wherein the opening ( 23 ) in the first pressure chamber ( 35 ) opens.

Control valve device according to one of the preceding claims, characterized in that the differential pressure regulator ( 30 ) in its opening direction (O2) with the force of a spring (O2) 50 ) is applied, wherein the spring ( 50 ) between the differential pressure regulator ( 30 ) and the mass flow throttle ( 20 ) is arranged.

Control valve device according to one of the preceding claims, characterized in that the outlet opening ( 14 ) is arranged radially to the longitudinal axis (L).

Control valve device according to one of the preceding claims, characterized in that with the mass flow throttle ( 20 ) the cross-section (Q) of the flow channel ( 12 ) is limited to a first throttle cross section (Q1), and that with the differential pressure regulator ( 30 ) the cross-section (Q) of the flow channel ( 12 ) is limited to a second throttle cross section (Q2), wherein the first throttle cross section (Q1) and / or the second throttle cross section (Q2) in the region of the outlet opening (Q2) 14 ) are arranged.

Control valve device according to one of the preceding claims, characterized in that the mass flow throttle ( 20 ) opposite a first valve seat ( 24 ) and the differential pressure regulator ( 30 ) opposite a second valve seat ( 37 ), wherein the first and second valve seat ( 24 . 37 ) lie in a common valve seat surface (A).

Control valve device according to claim 12, characterized in that the valve seat surface (A) is arranged in a plane (E) perpendicular to the longitudinal axis (L).

Control valve device according to one of the preceding claims, characterized in that the mass flow throttle ( 20 ) in the direction of its opening direction (O1) by a spring ( 60 ) is subjected to force, wherein the spring ( 60 ) on the of the flow opening ( 13 ) facing away from the mass flow restrictor ( 20 ) is arranged.