DE10247406A1 - Rotationsventil - Google Patents

Abstract

Rotationsventil mit einer Ventilsitzöffnung, die den Durchlass des flüssigen oder gasförmigen Mediums mit einem Verschlussbauteil sperrt oder öffnet, dadurch gekennzeichnet, dass ein drehbar gelagerter Zylinder (3) für die Aufnahme der Ventilsitzöffnung (4) benutzt wird und ein geschlossenes Band (5) den Durchlass des flüssigen oder gasförmigen Mediums sperrt oder öffnet.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Rotationsventil das mittels Vorrichtung zur Steuerung von gasförmigen oder flüssigen Medien den Durchfluss der strömenden Mittel ganz oder teilweise sperren.
• Bei herkömmlichen Ventilen werden Vorrichtungen zur Steuerung strömender gasförmiger oder flüssiger Medien in Rohrleitungen zum Unterbrechen, Umlenken oder Drosseln des Durchflusses verwendet. Je nach Betätigungsart des Steuerelementes unterscheidet man Absperrventile, bei denen ein Verschlußbauteil mechanisch oder von Hand bewegt wird, selbsttätige Ventile, die das strömende Mittel öffnen oder sperren, und gesteuerte Ventile, bei denen ein besonderer Mechanismus (z.B. Ventilfeder, Magnet, Motor oder Fliehkraftregler) die Bewegung des Steuerelements hervorruft. Rückschlagventile sind ebenfalls selbsttätige Ventile, die den Durchfluß nur in einer Richtung gestatten, bei Umkehrung dieser Richtung jedoch sperren. Reduzierventile oder Druckminderer sind erforderlich, wenn Flüssigkeiten oder Gase aus einem Raum hohen Druckes in einen niedrigen Druckes überströmen sollen (z.B. komprimierte Gase in Stahlflaschen). Die Verschlussbauteile bestehend (z.B. aus Kugeln, Kegeln, Nadeln, Ventiltellern oder Klappen), die durch Schraubenspindeln, Gestängekräfte oder Federn auf den Ventilsitz niedergedrückt und dadurch den Durchtritt der strömenden Mittel ganz oder teilweise sperren, wie beispielsweise bei Wege, Druck, Strom und Absperrventile.
• Bei einen Absperrventil kann der Durchfluss von einen flüssigen oder gasförmigen Medium durch einen eingeschalteten gesteuerten Magneten, der den Schaft mit Ventilteller und Ventilfeder von dem Ventilsitz abhebt, gelöst werden. Bei abgeschalteten Magneten wird durch die Ventilfeder der Ventilteller wieder mit Druck auf den Ventilsitz gedrückt und dadurch das strömende Medium gesperrt, die Federspannung muß größer als der Druck des Mediums sein, aber kleiner als die Anzugskraft des Magneten.
• Durch diese spezielle Anwendung der meisten Absperrventile, muß das Absperren des Mediums mit größeren Gegendruck erfolgen, als der Druck des Mediums. Hierdurch werden Grenzen für die gesteuerten Magneten gesetzt, dadurch können nur Ventilsitze mit geringen Querschnitten verwendet werden, oder der Druck des Mediums muß gering sein. Sonst muß ein Getriebemotor für höhere Drücke oder Querschnitte zum Einsatz kommen, der benötigt aber mehr Zeit zum Öffnen oder Sperren.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rotationsventil zu entwickeln, das die vorgenannten Nachteile verringert. Das bedeutet, daß die negative Wirkung des Gegendrucks zum sperren oder öffnen des Mediums stark verringert oder gänzlich wegfallen soll. Durch die Verringerung der negativen Wirkung kann nun mit größere Querschnitte der Ventilsitze, Drücke oder geringer Magnetkraft in kürzesten Zeitabschnitten das strömende Medium gesperrt oder geöffnet werden. Der Verschleiß und die Reibung der Steuerungselemente soll gering sein, um die periodischen Schaltungen zum öffnen und schießen auch bei geringsten Zeitabschnitten langlebig zu gestalten.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale gelöst.
• Bei Absperrventilen, die Ventilteller mit Ventilfedern als Verschlussbauteile zum Sperren oder öffnen des Mediums nutzen, wird bei der vorliegenden Erfindung, der Ventilteller mit Ventilfeder weggelassen und der Mediendruck zusätzlich für das sperren der Strömenden Mittel verwendet.
• Bei einer vorteilhaften Variante gemäß Anspruch 1 wird der Ventilteller mit Ventilfeder weggelassen und durch ein geschlossenes Band ersetzt. Die Druckkräfte des Mediums die auf den Ventilteller und der Ventilfeder beim Anheben oder Senken wirken, sind bei einen umlaufenden Band beim Öffnen oder Sperren des strömenden Mediums anders zu bewerten, und spielen bei der Steuerung des Ventils nun eine untergeordnete Rolle.
• Das Band wird nicht von der Ventilsitzöffnung angehoben, es wird mit höheren Druck als der Mediendruck durch mindestens eine Spannrolle reibungsarm durch Drehbewegung den Ventilsitz öffnen oder sperren. Der Mediendruck kann zusätzlich zum Sperren auf das Band wirken. Hierdurch wird eine neue Möglichkeit eröffnet mit geringerer Magnetkraft oder Motorsteuerung ohne Getriebe oder sonstige Steuerungen in sehr kurzen Zeitabschnitten mit geringsten Verschleiß und Reibungskräfte langlebig die Sperrung oder Öffnung der strömenden Medien vorzunehmen.
• Die Erfindung geht nach Ansprüchen 1 bis 4 von einem Rotationsventil aus, das aus mindestens zwei Räumen die durch Dichtung und Dichtring auf den Zylinder voneinander getrennt werden, durch diese Räumen ist ein Zylinder mit Ventilsitzöffnung und Öffnungen drehbar angeordnet. Die Ventilsitzöffnung in einen Raum wird durch ein umlaufendes geschlossenen Band gesperrt oder geöffnet, der Zylinder ist an den Enden Verschlossen und wird mindestens an einer Seite mit einen Wellenstumpf für die Steuerung versehen. Der Innenraum des Zylinders ist zwischen den geschlossenen Seiten nicht getrennt.
• Anhand der beigefügten Zeichnung wird eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise näher beschrieben. Es zeigt:
• 1 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäß ausgebildetes Rotationsventil nach Anspruch 1 bis 4.
• Gemäß 1 werden mindesten zwei Räume 1 und 2, dessen Form und Größe beliebig je nach Gebrauch oder Durchlaßquerschnitt gestaltet, durch diese Räumen 1 und 2 ist ein Zylinder 3 drehbar angeordnet, er kann auch wie in der Skizze dargestellt unterschiedliche Querschnitte haben. Der Zylinder 3 ist für die Aufnahme von mindestens einer Ventilsitzöffnung 4 in Raum 1 vorgesehen, die in einen Segmentbereich von maximal 170° angebracht wird, in Raum 2 ist mindestens einer Öffnung 4a für den Durchtritt des gasförmigen oder flüssigen Mediums notwendig. Das geschlossenen Band 5 öffnet oder sperrt die Ventilsitzöffnung 4 für den Durchlaß des flüssigen oder gasförmigen Mediums, dieses wird zum Beispiel erreicht, mit einer Steuerungseinrichtung am Wellenstumpf des Zylinders 3, wenn dieser um 180° vor und zurück oder rotierend um 360° bewegt wird. Der Zylinder 3 ist an den Seiten geschlossen, und wird mindestens an einer Seite mit einen Wellenstumpf versehen der für die Lagerung, Abdichtung sowie Steuerung genutzt wird. Bei dem dargestellten Zylinder 3 mit einen Wellenstumpf, ist an der gegenüberliegenden geschlossenen Seite eine Buchse für die drehbare Lagerung angebracht, sie hat keine Öffnung zum Innenraum des Zylinders 3. Auf dem Zylinder 3 können mehrere Räume 1 und 2 hintereinander angeordnet werden, die durch Dichtringe voneinander getrennt werden. Diese Räume 1 und 2 können alle Bedingungen eines Ventils aufnehmen, sie werden gleichzeitig durch das Steuerungelement des Zylinder 3 geöffnet oder gesperrt, sie haben gleiche oder unterschiedliche Eigenschaften. Die Räume 1 und 2 werden durch eine Dichtung und Dichtring 6 auf dem Zylinder 3 voneinander getrennt, auch die Austrittsöffnung des Wellenstumpfs wird mit einen Dichtring 6 abgedicht. Bei dem dargestellten Zylinder 3 wurden die Ventilsitzöffnungen 4 in Raum 1 als Schlitze mit verschiedenen Längen verwendet, es können aber auch mehrere Löcher mit geringeren Querschnitten, unterschiedlichen Querschnitten sowie als Dreiecke oder sonstige Formen für die Ventilsitzöffnungen 4 verwendet werden. Die Ventilsitzöffnung 4 und die Öffnung 4a sind im Innenraum des Zylinders 3 nicht getrennt, so daß das Medium, wenn die Ventilsitzöffnung 4 in Raum 1 nicht durch das geschlossene Band r gesperrt ist, ungehindert durchströmen kann. Das geschlossene Band 5 kann aus Metall bestehen oder aus beliebige Materialien gefertigt werden, sowie kann die Seite die für die Sperrung oder Öffnung benutzt wird mit diversen Beschichtungen für eine bessere Abdichtung genutzt werden. In Raum 1 ist mindestens eine Spannrolle 7 mit Spannvorrichtung zum Spannen des geschlossenen Bandes 5 drehbar angebracht. Die Räume 1 und 2 haben mindestens eine Öffnung 8 für den Eintritt oder Austritt des gasförmigen oder flüssigen Mediums.

1

Raum 1

2

Raum 2

3

Zylinder

4

Ventilsitzöffnung

4a

Öffnungen

5

Band

6

Dichtrtnge

7

Spannrolle

8

Ein/Ausgangsöffnung

Claims (4)

1. Rotationsventil mit einer Ventilsitzöffnung, die den Durchlaß des flüssigen oder gasförmigen Mediums mit einen Verschlußbauteil sperrt oder öffnet, dadurch gekennzeichnet, dass ein drehbar gelagerter Zylinder (3) für die Aufnahme der Ventilsitzöffnung (4) benutzt wird, und ein geschlossenes Band (5) den Durchlaß des flüssigen oder gasförmigen Mediums sperrt oder öffnet.
2. Rotationsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Raum (1) mit mindestens einer Ventilsitzöffnung (4) und mindestens ein Raum (2) mit mindestens einer Öffnung (4a) notwendig ist, es können weitere Räume (1) und (2) auf den Zylinder (3) angeordnet werden die durch Dichtringe getrennt werden.
3. Rotationsventil nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilsitzöffnung (4) in Raum (1) in einen Segmentbereich von maximal 170° angebracht wird, und die Ventilsitzöffnungen (4) für den Durchlaß des Mediums vorzugsweise durch mehrere Löcher mit geringeren Querschnitten, unterschiedlichen Querschnitten oder als Schlitze, Dreiecke oder sonstige Formen ausgebildet werden.
4. Rotationsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das geschlossene Band (5) als Metallband ausgebildet ist, das Metallband kann zum Abdichten mit diversen Beschichtungen versehen werden, das Band (5) kann außer Metall auch aus anderen Materialien gefertigt werden.