DE1231510B

DE1231510B - Dosing valve

Info

Publication number: DE1231510B
Application number: DEC29144A
Authority: DE
Inventors: William Alfred Biermann
Original assignee: Controls Company of America
Current assignee: Controls Company of America
Priority date: 1962-02-23
Filing date: 1963-02-13
Publication date: 1966-12-29

Description

Dosierventil Die Erfindung bezieht sich auf ein Dosierventil für Heizöle mit einer in axialem Abstand von einem Ventilsitz im Ventilgehäuse angeordneten Führung für das bewegliche Ventilglied, das aus zwei zylindrischen Abschnitten verschiedenen Durchmessers sowie einem mittleren, mit einem Ventilsitz zusammenarbeitenden kegelstumpfförmigen Abschnitt besteht und hohl ausgebildet ist, wobei der in der Führung gelagerte zylindrische Abschnitt kleineren Durchmessers einen axial verlaufenden, in der Schließstellung des Ventils von der Führung vollständig abgedeckten Dosierschlitz aufweist.Metering valve The invention relates to a metering valve for heating oils with one arranged at an axial distance from a valve seat in the valve housing Guide for the movable valve member, which consists of two different cylindrical sections Diameter as well as a middle frustoconical one cooperating with a valve seat Section consists and is hollow, the cylindrical mounted in the guide Section of smaller diameter an axially extending, in the closed position of the valve has the metering slot completely covered by the guide.

Die bekannten Dosierventile dieser Art haben einen stufenförmigen übergang zwischen der Führung des Ventilgliedes und dem sich daran anschließenden erweiterten Raum des Ventilgehäuses. Auf diese Weise soll ein sicheres Absperren des Flüssigkeitsstromes wie auch eine exakte Steuerung des Durchsatzes erreicht werden. Solche Dosierventile neigen aber zur Bildung von Luftblasen, die sich dann in den Ecken des abgestuften Teiles des Ventilgehäuses ansammeln und dadurch den Strömungsquerschnitt versperren. Dieser Nachteil wurde * sowohl bei Fallstrom- und bei Steigstrom-Dosierventilen beobachtet.The known metering valves of this type have a stepped transition between the guide of the valve member and the adjoining enlarged space of the valve housing. In this way, a reliable shut-off of the liquid flow as well as an exact control of the throughput should be achieved. However, such metering valves tend to form air bubbles which then collect in the corners of the stepped part of the valve housing and thereby block the flow cross-section. This disadvantage has been observed in both * downdraft and updraft-metering valves.

Bei einem anderen bekannten Dosierventil weist das Ventilgehäuse ein Innengewinde auf. Das Ventilglied besteht aus einem zylindrischen Körper, dessen Durchmesser der kleinsten lichten Weite des Ventilgehäuses entspricht. Das Ventilglied weist ferner einen Gewindeteil auf, mit dessen Hilfe es gegen den Ventilsitz geschraubt werden kann. Bei dieser Bauform muß die Flüssigkeit schraubenförmig durch die Gewindebahnen um den zylindrischen Teil des Ventilgliedes herumfließen. Bei solchen Ventilen treten daher häufig Verstopfungen auf, wenn schwere Heizöle verwendet werden.In another known metering valve, the valve housing has a Internal thread. The valve member consists of a cylindrical body whose Diameter corresponds to the smallest clear width of the valve housing. The valve member also has a threaded part by means of which it is screwed against the valve seat can be. With this design, the liquid must pass through the thread paths in a helical manner flow around the cylindrical part of the valve member. Step on such valves therefore, blockages often occur when heavy fuel oils are used.

Verstopfungen bei Verwendung schwerer Heizöle wurden jedoch auch bei den anderen bekannten Bauformen festgestellt, die einen sehr schmalen Dosierschlitz aufweisen.However, blockages when using heavy fuel oils were also observed the other known designs found that a very narrow metering slot exhibit.

Ein kleiner Dosierschlitz ist jedoch bei diesen Dosierventilen notwendig, wenn man einen verhältnismäßig kleinen Durchsatz haben möchte.However, a small metering slot is necessary for these metering valves, if you want a relatively small throughput.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Dosierventil der eingangs genann-,ten Gattung so auszubilden, daß eine Versperrung des Strömungsquerschnitts infolge von Lufteinschlüssen zuverlässig vermieden wird. Darüber hinaus soll der Querschnitt des Dosierschlitzes so groß sein, daß auch schwere Heizöle dosiert werden können.The object on which the invention is based is to provide a metering valve of the type mentioned at the beginning so that the flow cross-section is blocked due to air inclusions is reliably avoided. In addition, the The cross-section of the metering slot must be large enough that even heavy fuel oils can be metered can.

. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß die Innenfläche des zwischen dem Ende der Führung und dem Ventilsitz gelegenen Teiles des Ventilgehäuses einen kegelstumpfförmigen Abschnitt, dessen Neigung etwa der des kegelstumpfförnügen Abschnitts des beweglichen Ventilgliedes rentspricht, aufweist. . This object is achieved according to the invention in that the inner surface of the part of the valve housing located between the end of the guide and the valve seat has a frustoconical section, the inclination of which corresponds approximately to that of the frustoconical section of the movable valve member.

Durch diese Formgebung für den zwischen dem Ende der Führung und dem Ventilsitz gelegenen Teil des Ventilgehäuses entsteht ein zusätzlicher Drosselkanal, in dem die Strömungsenergie durch Wandreibung vermindert wird. Infolgedessen kann der eigentliche Dosierschlitz wesentlich größer gemacht werden.With this shape for the between the end of the guide and the Valve seat part of the valve housing creates an additional throttle channel, in which the flow energy is reduced by wall friction. As a result, can the actual metering slot can be made much larger.

Bei einem Dosierventil gemäß der Erfindung ist der Flüssigkeitsdurchsatz von der axialen Länge des konischen Bereiches abhängig, gleichgültig, ob es sich um ein Dosierventil vom Fallstrom- oder vom Steigstromtyp handelt. Dieser Zusammenhang besitzt keine besondere Bedeutung, wenn die maximalen Flüssigkeitsdurchsätze hoch genug sind, um den Einsatz verhältnismäßig großer Dosierschlitze zu rechtfertigen. Für wesentlich niedrigere Flüssigkeitsdurchsätze müssen jedoch kleinere Dosierschlitze verwendet werden. Sie können aber von Rohölderivaten mit verhältnismäßig hohem Paraffin- und Teergehalt nur schwer passiert werden, so daß die bekannten Dosierventile zur Verstopfung neigen.In a metering valve according to the invention, the liquid flow rate is depends on the axial length of the conical area, regardless of whether it is is a downflow or upflow type metering valve. This connection has no particular significance when the maximum liquid flow rates are high are enough to justify the use of relatively large metering slots. For significantly lower liquid throughputs, however, smaller metering slots are required be used. You can, however, benefit from crude oil derivatives with a relatively high paraffin and tar content are difficult to pass, so that the known metering valves for Prone to constipation.

Das erfindungsgemäße Dosierventil ermöglicht dagegen auch bei solchen Heizölen einen zuverlässigen Betrieb. Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnungen, die mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung enthalten, näher erläutert; es zeigt F i g. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Steigstrom-Dosierventils, Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Fallstrom-Dosierventils, Fig. 3 einen Schnitt durch ein Steigstrom-Dosierventil nach F i g. 1 in größerem Maßstab, Fig. 4 einen Schnitt durch ein Fallstrom-Dosierventil nach F i g. 2 in größerem Maßstab, Fig. 5 einen Teilschnitt durch eine Variante des Dosierventils in größerem Maßstab als F i g. 3 und, 4,. Fig. 6 einen Schnitt durch einen abgestuften Ventilsitz bekannter Art.In contrast, the metering valve according to the invention enables reliable operation even with such heating oils. The invention is explained in more detail below with reference to the drawings which contain several exemplary embodiments of the invention; it shows F i g. 1 is a partially sectioned side view of an ascending flow metering valve, FIG. 2 is a partially sectioned side view of a downflow metering valve, FIG. 3 is a section through an ascending flow metering valve according to FIG . 1 on a larger scale, FIG. 4 shows a section through a downdraft metering valve according to FIG . 2 on a larger scale, FIG. 5 a partial section through a variant of the metering valve on a larger scale than FIG . 3 and, 4 ,. 6 shows a section through a stepped valve seat of a known type.

Das erfindungsgemäße Dosierventil hat ein Gehäuse 10, welches eine Hauptkammer 12 und eine überlaufkammer 14 aufweist. Durch einen Einlaß 16 wird eine Flüssigkeit, beispielsweise flüssiger Brennstoff, der Hauptkammer 12 zugeführt, in der ein Hauptschwimmer 18 einen gleichbleibenden Flüssigkeitsstand aufrechterhält.The metering valve according to the invention has a housing 10 which has a main chamber 12 and an overflow chamber 14. A liquid, for example liquid fuel, is fed through an inlet 16 to the main chamber 12, in which a main float 18 maintains a constant liquid level.

Ein in der überlaufkammer 14 angeordneter Sicherheitsschwimmer 22 ist an einem Hebelarm 26 angelenkt und dem Hauptschwimmer 18 derart nachgeschaltet, daß er, wenn die Kammer 14 volläuft, beim Hochgehen den Einlaß 16 schließt.A safety float 22 arranged in the overflow chamber 14 is hinged to a lever arm 26 and is connected downstream of the main float 18 in such a way that it closes the inlet 16 when the chamber 14 fills up.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 3 zeigt eine Steigstrom-Dosierventil; bei dieser Ausführungsform fließt die Flüssigkeit von einem Einlaß 36 durch ein hohles, in einer Führung 32 verschiebbares Ventilglied 46 und einen Dosierschlitz 52 nach oben in einen Hauptkanal 38 des Ventilgehäuses 34. Ein Auslaß 40 verbindet den Hauptkanal 38 mit einem zylindrischen Auslaßrohr 42, welches in einen Abflußstutzen 44 eingepreßt oder in anderer Weise darin befestigt ist.The embodiment of Figures 1 and 3 shows an ascending flow metering valve; In this embodiment, the liquid flows from an inlet 36 through a hollow valve member 46 displaceable in a guide 32 and a metering slot 52 upwards into a main channel 38 of the valve housing 34. An outlet 40 connects the main channel 38 with a cylindrical outlet tube 42, which in FIG a drain port 44 is pressed or otherwise secured therein.

Der Flüssigkeitsstrom kann durch das zylindrische, hohle Ventilglied 46 eingestellt werden, welches von ,Hand oder automatisch durch die im einzelnen nicht näher dargestellte Einstellvorrichtung 48 in dem Ventilgehäuse 34 gegen die Wirkung einer Schraubenfeder 50 verschoben werden kann. Die Wand des Ventilgliedes 46 weist den Dosierschlitz 52 auf, dessen Lage in bezug auf eine obere Kante 54 der Führung 32 den Flüssigkeitsdurchsatz bestimmt.The flow of liquid can be adjusted by the cylindrical, hollow valve member 46, which can be displaced manually or automatically by the adjusting device 48, not shown in detail, in the valve housing 34 against the action of a helical spring 50 . The wall of the valve member 46 has the metering slot 52 , the position of which in relation to an upper edge 54 of the guide 32 determines the liquid throughput.

Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 und 4 zeigt ein Fallstrom-Dosierventil; bei dieser Ausführungsform ffießt die Flüssigkeit von der Hauptkammer 12 über den Einlaß 56 in den Hauptkanal 58 des Ventilgehäuses 60 und von dort aus abwärts durch den Auslaßkanal 62. Das im Ventilgehäuse längsverschiebbare Ventilglied 64 wird von einer Schraubenfeder 66 gegen eine von Hand oder automatisch verstellbare und im einzelnen nicht näher dargestellte Einstellvorrichtung 68 gedrückt. Auch hier ist die Größe des Flüssigkeitsstromes durch den Auslaßkanal 62 abhängig von der Lage eines Dosierschlitzes 70 relativ zur oberen Kante 72 des Ab- flusses.The embodiment according to FIG. Figures 2 and 4 show a downdraft metering valve; In this embodiment, the liquid flows from the main chamber 12 via the inlet 56 into the main channel 58 of the valve housing 60 and from there downward through the outlet channel 62. The valve member 64, which is longitudinally displaceable in the valve housing, is actuated by a helical spring 66 against a manually or automatically adjustable and Adjusting device 68, not shown in detail, is pressed. Again, the size of the liquid flow is through the outlet passage 62 depending on the position of a metering slot 70 flow relative to the upper edge 72 of the ex.

Zum besseren Verständnis der Probleme, die ein Lufteinschluß mit sich bringt, ist in F i g. 6 ein Schnitt durch die abgestufte Ausführungsform eines bekannten Ventilgehäuses 74 in größerem Maßstab gezeigt, in der das Ventilglied 76 in seiner Schießlage gezeichnet ist. Wenn nun das Ventilglied sich in dieser Führung nach oben zu schieben beginnt, so fließt die Flüssigkeit am Außenkonus 78 des Ventilgliedes vorbei. Die z. B. bei 80 und 82 gezeigten Luftblasen, welche in Steig- und Fallstromausführungen gleichermaßen auftreten, bilden sich meistens dann, wenn sich das Ventilglied zum ersten Mal vom Ventilsitz 84 abhebt, und sammeln sich anschließend in den Ecken des abgestuften Teils des Ventilgehäuses an. Beim Abheben des Ventilgliedes bildet sich zwischen dessen Außenkonus 78 und den Stufen des Ventilgehäuses eine kapillare Bahn, deren Querschnitt, wie leicht verständlich ist, von den Luftblasen eingeengt wird, was sich nachteilig auf den Flüssigkeitsdurchsatz durch das Dosierventil auswirkt.For a better understanding of the problems caused by air entrapment, FIG . 6 shows a section through the stepped embodiment of a known valve housing 74 on a larger scale, in which the valve member 76 is drawn in its closed position. When the valve member begins to slide upward in this guide, the liquid flows past the outer cone 78 of the valve member. The z. Air bubbles shown, for example, at 80 and 82 , which occur in both ascending and descending configurations, most often form when the valve member first lifts off valve seat 84 and then collect in the corners of the stepped portion of the valve body. When the valve member is lifted, a capillary path is formed between its outer cone 78 and the steps of the valve housing, the cross-section of which, as is easy to understand, is restricted by the air bubbles, which has a detrimental effect on the liquid throughput through the metering valve.

F i g. 5 zeigt in größerem Maßstab einen Schnitt durch ein Dosierventil gemäß Erfindung mit der Führung 32, dem Hauptkanal 38 und dem Auslaß 40. Das in der Führung längsverschiebbare Ventilglied 46 weist im Bereich der Führung 32 ein Teilstück 94 verringerten Außendurchmessers auf. Das in seiner Schließlage gezeichnete Ventilglied verhindert einen Durchfluß durch einen gegen den Ventilsitz 98 anliegenden kegelstumpfförmigen Abschnitt 96. Der Spalt zwischen dem des Ventilgliedes 46 und dem Innendurchmesser des Hauptkanals 38 ist so groß, daß Luftblasenansammlungen zwischen dem Ventilsitz 98 und dem Hauptkanal verhindert werden und die Luftblasen unbehindert aufsteigen können.F i g. 5 shows on a larger scale a section through a metering valve according to the invention with the guide 32, the main channel 38 and the outlet 40. The longitudinally displaceable in the guide valve member 46 has a portion 94 of reduced external diameter in the range of the guide 32nd The subscribed in its closed position the valve member prevents flow through abutting against the valve seat 98 the frusto-conical portion 96. The gap between the the valve member 46 and the inner diameter of the main duct 38 is so large that bubble retention between the valve seat 98 and the main channel can be prevented and the Air bubbles can rise unhindered.

In einem Steigstrom-Dosierventil bringen Luftblasen bei weitem keine so großen Schwierigkeiten mit sich wie in einem Fallstrom-Dosierventil, da bei ersterem der Flüssigkeitsstrom und der Auftrieb der Luftblasen gleichgerichtet sind, wohingegen die Luftblasen beim Fallstrom-Ventil vom Flüssigkeitsstrom lange Zeit in den Ecken der Ventilführung niedergehalten werden können.In an ascending flow metering valve, there are far from being any air bubbles as great difficulties as in a downdraft metering valve, as with the former the liquid flow and the buoyancy of the air bubbles are in the same direction, whereas the air bubbles in the downdraft valve from the liquid flow for a long time in the corners the valve guide can be held down.

In dem Raum zwischen dem Ventilsitz und der oberen Kante 54 der Führung 32 werden Luftblasenansammlungen dadurch verhindert, daß das Ventilge or häuse dort einen kegelstumpfförmigen Abschnitt 95 aufweist. Besitzt dieser Abschnitt 95 etwa denselben Öffnungswinkel wie der kegelstumpfförmige Abschnitt 96 des Ventilgliedes, so kann sich an den Abschnitt 95 ein kurzer zylindrischer Ansatz 93 anschließen, so daß sich dadurch ein einwandfreier Sitz für den kegelstumpfförinigen Abschnitt 96 des Ventilgliedes ergibt. Bei der Auswahl des Abstandes »X« zwischen dem Ende der Führung 32 und dem Ventilsitz 98 (F i g. 5) wurde festgestellt, daß bei einer bestimmten Größe des Dosierschlitzes 52 der Flüssigkeitsdurchsatz im gleichen Maß abnimmt wie dieser Abstand »x« zunimmt, wenn alle anderen Veränderlichen, wie Ventilgliedhub, statischer Druck, Viskosität der Flüssigkeit und die verschiedenen Durchlaß- bzw. Kanaldurchmesser, gleichbleiben.Air bubble accumulations are prevented in the space between the valve seat and the upper edge 54 of the guide 32 in that the valve housing or housing has a frustoconical section 95 there . If this section 95 has approximately the same opening angle as the frustoconical section 96 of the valve member, then section 95 can be followed by a short cylindrical extension 93 , so that this results in a perfect fit for the frustoconical section 96 of the valve member. When selecting the distance "X" between the end of the guide 32 and the valve seat 98 ( FIG. 5) it was found that at a certain size of the metering slot 52 the liquid throughput decreases to the same extent as this distance "x" increases, when all other variables, such as valve member lift, static pressure, viscosity of the liquid and the various passage or channel diameters, remain the same.

Mit Hilfe einer derartigen Anordnung kann ein Dosierventil mit einem geringen maximalen Flüssigkeitsdurchsatz geschaffen werden, welches für Brennstoffe mit relativ hohem Paraffin- und Teergehalt geeignet ist. Das Ergebnis einer Anwendung dieses Dosierventils ist bei der Wirkungsweise als Steigstromventil dieselbe wie bei einem Fallstromventil, jedoch neigt das Fallstromventil im Raum zwischen dem Ventilglied und dem Mittelstück der Führung zu Paraffin- und Teeransatz.With the help of such an arrangement, a metering valve with a low maximum liquid throughput can be created, which for fuels with a relatively high paraffin and tar content is suitable. The result of an application this metering valve is the same as in the mode of operation as an ascending flow valve in the case of a downdraft valve, however, the downdraft valve inclines in the space between the Valve member and the middle piece of the guide to paraffin and tar attachment.

Claims

Claims: 1. Metering valve for heating oils with a guide for the movable valve member, axially spaced from a valve seat in the valve housing, which consists of two cylindrical sections of different diameters and a central frustoconical section that cooperates with the valve seat and is hollow, the in having the guide bearing cylindrical section of smaller diameter an axially extending in the closed position of the valve by the guide completely covered metering, d a d u rch in that the inner surface of the between the end (54) of the guide (32) and the valve seat (98 ) located part of the valve housing has a frustoconical section (95), the inclination of which corresponds approximately to that of the frustoconical section of the movable valve member (46).

2. Dosing valve according to claim 1, characterized in that the valve seat (98) is formed by the intersection of the frustoconical section (95) of the valve housing with a surface of the valve housing perpendicular to the valve axis. 3. Dosing valve according to claim 1, characterized in that a cylindrical part (93) is connected to the frustoconical section (95) of the valve housing.

References considered: British Patent No. 883,539; U.S. Patent Nos. 2,672,883, 2,964,288.