DE102014208397A1 - Valve for controlling a gaseous medium - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil zum Steuern eines gasförmigen Mediums, insbesondere eines gasförmigen Kraftstoffs, umfassend einen Ventilsitzträger (2) mit einem ersten umlaufenden Ventilsitz (21) und einem zweiten umlaufenden Ventilsitz (22), ein Schließelement (3), welches eingerichtet ist, wenigstens eine zwischen dem ersten Ventilsitz (21) und dem zweiten Ventilsitz (22) angeordnete Durchlassöffnung (4) freizugeben und zu verschließen, einen Aktor (9) zur Betätigung des Schließelements (3) und einen ersten Gasraum (5) sowie einen zweiten Gasraum (6), wobei der erste Ventilsitz (21) und der zweite Ventilsitz (22) zwischen dem ersten und zweiten Gasraum (5, 6) angeordnet ist.The present invention relates to a valve for controlling a gaseous medium, in particular a gaseous fuel, comprising a valve seat carrier (2) with a first circumferential valve seat (21) and a second circumferential valve seat (22), a closing element (3) which is arranged to release and close at least one passage opening (4) arranged between the first valve seat (21) and the second valve seat (22), an actuator (9) for actuating the closing element (3) and a first gas space (5) and a second gas space ( 6), wherein the first valve seat (21) and the second valve seat (22) between the first and second gas chamber (5, 6) is arranged.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil zum Steuern eines gasförmigen Mediums, insbesondere eines gasförmigen Kraftstoffs.The present invention relates to a valve for controlling a gaseous medium, in particular a gaseous fuel.
Ventile zum Steuern von Medien sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Insbesondere im Kraftfahrzeugbereich, werden neben flüssigem Kraftstoff in jüngster Zeit auch verstärkt gasförmige Kraftstoffe, wie z.B. Erdgas oder Biogas, verwendet. Dabei entsprechen jedoch die bisher für die flüssigen Kraftstoffe verwendeten Ventile häufig nicht den Anforderungen an Gasventile. Auch benötigen große Motoren größere Gasmengen, was bei Ventilen mit nur einem Sitz zu sehr großen Durchmessern oder sehr hohen Hüben führt. Aus der
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Das erfindungsgemäße Ventil zum Steuern eines gasförmigen Mediums mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass das Dosieren großer Gasmengen bei einem sehr kleinen Ventilhub möglich ist. Dabei ist der Ventilhub derart ausgestaltet, dass ferner auch nur eine geringe bewegte Masse vorhanden ist, wodurch Öffnungszeiten und Schließzeiten des Ventils weiter verbessert werden können. Dies wird erfindungsgemäß durch eine geschickte Ausführung des Ventilsitzes des Ventils erreicht. Dabei weist das erfindungsgemäße Ventil einen Ventilsitzträger mit einem ersten und einem zweiten umlaufenden Ventilsitz auf. Ein Schließelement ist dabei eingerichtet, wenigstens eine, zwischen den beiden Ventilsitzen angeordnete Durchlassöffnung, freizugeben und zu verschließen. Das Schließelement wird mittels eines Aktors bewegt und das Ventil umfasst ferner einen ersten und zweiten Gasraum. Der erfindungsgemäße Aufbau ist dabei derart, dass die beiden Ventilsitze zwischen dem ersten und zweiten Gasraum angeordnet sind. Dadurch wird es möglich, dass beim Öffnen des Ventils das gasförmige Medium von beiden Seiten der Ventilsitze zur Durchlassöffnung strömen kann.The valve according to the invention for controlling a gaseous medium with the features of
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The dependent claims show preferred developments of the invention.
Vorzugsweise umfasst der Ventilsitzträger einen vorstehenden, umlaufenden Flansch, an welchem die beiden Ventilsitze vorgesehen sind. Der Flansch weist dabei eine gewisse Breite auf, damit wenigstens eine Durchlassöffnung in Axialrichtung durch den Flansch vorsehbar ist.Preferably, the valve seat carrier comprises a projecting, circumferential flange on which the two valve seats are provided. The flange has a certain width, so that at least one passage opening in the axial direction through the flange is providable.
Weiter bevorzugt sind der erste und zweite Gasraum durch Verbindungsöffnungen miteinander verbunden, wobei die Verbindungsöffnungen durch den Flansch verlaufen. Hierdurch wird ein besonders kompakter Aufbau des Ventils möglich.More preferably, the first and second gas space are connected to each other by connecting openings, wherein the connection openings extend through the flange. As a result, a particularly compact construction of the valve is possible.
Ein kompakter Aufbau wird weiterhin dadurch erreicht, dass vorzugsweise der erste Gasraum zylindrisch ist und/oder der zweite Gasraum ringförmig ist. Weiter bevorzugt sind im geschlossenen Zustand des Ventils der zweite Gasraum und der erste Gasraum ausschließlich über die Verbindungsöffnungen verbunden.A compact construction is furthermore achieved in that preferably the first gas space is cylindrical and / or the second gas space is annular. More preferably, in the closed state of the valve, the second gas space and the first gas space are connected exclusively via the connection openings.
Um die Teilezahl und insbesondere die Herstellkosten des Ventils weiter zu reduzieren, ist vorzugsweise das Schließelement auch als Anker des Aktors eingerichtet. Dabei sind das Schließelement und der Anker ein einteiliges Bauteil. In order to further reduce the number of parts and in particular the production costs of the valve, the closing element is preferably also arranged as an armature of the actuator. The closing element and the armature are a one-piece component.
Weiter bevorzugt sind im vorstehenden Flansch in Umfangsrichtung abwechselnd eine Durchlassöffnung und eine Verbindungsöffnung zur Verbindung der beiden Gasräume vorgesehen. Hierdurch kann ein gleichmäßiges Strömungsbild erreicht werden.More preferably, a passage opening and a connection opening for connecting the two gas chambers are alternately provided in the above flange in the circumferential direction. As a result, a uniform flow pattern can be achieved.
Um große Gasmengen bei geöffnetem Ventil durchzulassen, sind die Durchlassöffnungen vorzugsweise als bogenförmige Schlitze vorgesehen. Die Verbindungsöffnungen zur Verbindung der beiden Gasräume sind vorzugsweise als zylindrische Öffnungen ausgebildet.To pass large amounts of gas when the valve is open, the passage openings are preferably provided as arcuate slots. The connection openings for connecting the two gas chambers are preferably designed as cylindrical openings.
Eine weitere Gewichtsreduzierung des Schließelements ist möglich, wenn vorzugsweise eine mittige Öffnung zum Zuführen des gasförmigen Mediums im Schließelement vorgesehen ist. Die mittige Öffnung mündet dabei vorzugsweise direkt in den ersten Gasraum. Die Wände des Schließelements sind dabei möglichst dünn ausgebildet. Da das Schließelement gleichzeitig der Anker ist, muss die Dicke des Schließelements so ausgelegt werden, dass eine ausreichend große Kraft des Hubmagneten realisierbar ist.A further weight reduction of the closing element is possible if preferably a central opening for supplying the gaseous medium in the closing element is provided. The central opening preferably opens directly into the first gas space. The walls of the closing element are designed to be as thin as possible. Since the closing element is also the anchor, the thickness of the closing element must be designed so that a sufficiently large force of the solenoid can be realized.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist ein Volumen des ersten Gasraums ungefähr gleich einem Volumen des zweiten Gasraums. Hierdurch wird eine gleichmäßige Einströmung des gasförmigen Mediums bei geöffnetem Ventil über den ersten Ventilsitz und den zweiten Ventilsitz sichergestellt. According to a further preferred embodiment of the invention, a volume of the first gas space is approximately equal to a volume of the second gas space. As a result, a uniform inflow of the gaseous medium is ensured with the valve open via the first valve seat and the second valve seat.
Das erfindungsgemäße Ventil wird insbesondere zum Steuern eines gasförmigen Kraftstoffs, insbesondere Erdgas, verwendet. Das Ventil kann dabei sowohl bei stationären Brennkraftmaschinen als auch bei Brennkraftmaschinen in Fahrzeugen verwendet werden.The valve according to the invention is used in particular for controlling a gaseous fuel, in particular natural gas. The valve can be used both in stationary internal combustion engines and in internal combustion engines in vehicles.
Zeichnungdrawing
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:Hereinafter, a preferred embodiment of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawing is:
Bevorzugte Ausführungsform der ErfindungPreferred embodiment of the invention
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die
Wie aus den
Der Ventilsitzträger
Das Ventil
Im Flansch
Das Schließelement
Das Schließelement
Der Ventilsitzträger
Wie aus den
Wie aus der vergrößerten Ansicht von
Die Funktion des erfindungsgemäßen Ventils
Zum Schließen des Ventils wird die Bestromung des Aktors abgestellt, so dass das Rückstellelement
Zu dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sei ferner angemerkt, dass statt des Magnetaktors auch ein piezoelektrischer Aktor verwendet werden kann.For the embodiment described, it should also be noted that instead of the magnetic actuator, a piezoelectric actuator can also be used.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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