DE2215649A1

DE2215649A1 - Ventil mit zwei Auslassöffnungen

Info

Publication number: DE2215649A1
Application number: DE19722215649
Authority: DE
Inventors: John Alfred Ashford Middlesex Lipscome (Großbritannien). P
Original assignee: Walton Engineering Co Ltd
Current assignee: Walton Engineering Co Ltd
Priority date: 1971-04-06
Filing date: 1972-03-30
Publication date: 1972-10-19
Also published as: US3763892A; FR2133422A5; DE2215649C2; JPS5520099B1; GB1323524A

Description

DH-INQ. DIPL.-INQ. M. SC. O1PL..PHV5. LlIi. DIPL.-PHYS.

HÖGER - STELLRECHT- GRiESSE/ CH - HAECKER

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

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Walton Engineering Ccnpany Ltd., London Π.W.], Gros sbr itannicn

Ventil mit zwei Auslassöffnungen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil, dessen Ventilkörper eine Einlassöffnung und zwei Auslassöffnungen aufweist.

Derartige Ventile v/erden benötigt, um eine Fliessmediumströmung veränderbar aufzuteilen, etwa zum Zwecke einer wählbaren Rücknischung des Ablaufes eines Wärmetauschers zu seiner zulaufenden Kühl- oder-Heizflüssigkeit«

Bekannte Ventile dieser Art werden durch Elektromotoren betätigt, welche durch einen Messwertumsetzer gesteuert werden. Sie benötigen eine Hilfsenergie und sind aufwendig und störungsanfällia. überdies arbeiten solche Ventile häufig nicht rückwirkungsfrei.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Ventil der eingangs genannten Art zu schaffen, das einfacher aufgebaut ist, betriebssicherer und ohne Rückwirkungen auf die aufzuteilende Strömung arbeitet und leicht und ohne Hilfsenergie betätigt werden kann.

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Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass in den Ventilkörper ein Ventilglied drehbar angeordnet ist, mit welchem der effektive Querschnitt der beiden Auslassöffnungen unter zumindest angenäherter Konstanthaltung ihres Gesamtquerschnittes veränderbar ist, und dass ein auf den Druck eines Fliessmediums ansprechendes Messorgan vorgesehen ist, welches eine zum Einstellen der Winkellage des Ventilgliedes bewegbare Betätigungsstange, einen mit dem Druck des Fliessmediuros beaufschlagbaren Hohlkörper, der eine zur Eev7egung der Betätigungsstange in Abhängigkeit von dem Druck des Fliessmediums zwischen dem Ventilkörper und der Betätigungsstange ancreordnete Balgenvorrichtung oder biegsame Membran enthält, einen entgegen der Richtung einer Bewegung der Betätigungsstange infolge eines Ansteigens des Druckes des Fliessmediums auf die Betätigungsstange v/irkenden Kraftspeicher sowie einen die Bewegung der Betätigungsstange unter der Wirkung des Kraftspeichers begrenzenden Anschlag aufvreist.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Betätigungsstange zwischen ihren Enden mit dem Ventilglied verbunden und die Balgenvorrichtung oder biegsame Membran einerseits und der Kraftspeicher andererseits wirken auf entgegengesetzte Enden der Betätigungsstange ein. Dabei kann die Betätigungsstange in zwei parallelen, gegenüber dem Ventilkörper festen Wänden verschiebbare gelagert sein, an einem Ende von innen gegen ein Endstück eines in einer abgeschlossenen, mit einer Fliessmediumquelle verbindbaren Abdeckung angeordneten Balgens anliegen, dessen anderes Endstück die Betätigungsstange abdichtend umfasst und mit einer Wand verbunden ist, und an dem anderen Ende an einer Federplatte anstossen, welche durch mindestens eine sich gegen eine an der anderen Wand befestigte zweite Federplatte abstützende Druckfeder gegen die Betätigungsstange gepresst wird. Vorteilhafterweise ist dabei der

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Abstand der zweiten Federplatte von der anderen Wand einstellbar.

Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist eine zusammen mit dem Ventilglied drehbare Kurbel vorgesehen, welche radial zu ihrer Drehachse eine zylindrische Ausnehmung aufweist, erstreckt sich die Betätigungsstange senkrecht zu dieser Drehachse und besitzt einen radialen Vorsprung mit balligem Ende, das in der Ausnehmung zu gleiten vermag, und ist die Anordnung so getroffen, dass das ballige Ende der Drehachse am nächsten ist, wenn sich das Ventilglied in der Mitte zwischen seinen beiden Schließstellungen befindet.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein zweites, auf den Druck des Fliessmediuirts ansprechendes Kessorgan vorgesehen, d?.;? die Wirkung des ersten Messorgans zu unterstützen vermag. Vorteilhafterv/eise ist dabei eine zweite, zusammen mit dem Ventilglied drehbare Kurbel vorgesehen, welche in ähnlicher Weise mit der Betätigungsstange des zweiten Messorgans zusammenzuwirken vermag. Dabei ist es besonders günstig, wenn die beiden Kurbeln zu beiden Seiten des Ventilgliedes angeordnet sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Ventils nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Ebene 2-2 nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Vorderansicht in Richtung des Pfeiles 3 nach Fig. 1,

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Fig. 4 einen Teilschnitt entlang der Ebene 4-4 nach Fig. 3 und

Fig. 5 ein Wirkschaltbild eines Anwendungsbeispieles des erfindungsgemässen Ventiles.

Wie aus den Fig. 1 bis 4 hervorgeht, weist das Ventil nach der Erfindung" einen Ventilkörper 10 auf, welcher eine zylindrische Kanuner 11 mit drei öffnungen 12, 13, 14 bildet. Die öffnungen 12, 13 und 14 sind,in der Achse der Kammer 11 gesehen, um jeweils 120° gegeneinander versetzt. Sie bilden eine Einlassöffnung 12 und zwei Auslassöffnungen 13 und 14. Am äusseren Ende dieser öffnungen sind an dem Ventilkörper 10 Flansche angeformt. *■

In der Kammer 11 ist ein Ventilglied 16 drehbar angeordnet, das zv/ei bogenförmige Plattenelemente 17 besitzt, die einander diametral gegenüber auf einer Welle 19 angeordnet sind. Die Plattenelemente 17 arbeiten jeweils mit den Durchgängen zusammen, welche durch die Auslassöffnungen 13 und 14 am Umfang der Kammer 11 gebildet werden. Diese Durchgänge sind zusammen mit den Plattenelementen 17 so geformt, dass die Summe der von den Plattenelementen 17 nicht abgedeckten Querschnitte der Durchgänge für alle Winkelstellungen des Ventilgliedes innerhalb seines Drehbereiches zumindest annähernd die gleiche ist. Die Enden am Umfang.eines Anschlags 18, der an ,der Innenseite eines Deckels 10a des Ventilkörpers 10 gebildet ist, wirken mit den Enden der Plattenelemente 17 zusammen, um zu verhindern, dass sich das Ventilglied 16 zu weit bewegt und einen Teil der Einlassöffnung 12 abdeckt.

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Die Welle 19 ist in dem Ventilkörper 10 gelagert und ragt an einem Ende aus diesem hervor. An diesem hervorragenden Ende ist eine Kurbel 20 befestigt, die eine zylindrische Ausnehmung 21 aufweist, welche sich in der Kurbel radial nach aussen erstreckt und ein balliges Ende 22 eines Stiftes 23 derart aufnimmt, dass dieses in ihr gleiten kann. Der Stift 23 ist in einen Block 24 durch Kleminbolzen 25 eingeklemmt, welche weiterhin dazu dienen, den Block 24 auf einer Betätigungsstange 26 zu befestigen, welche sich im rechten Winkel zu der Welle 19 erstreckt.

Die Betätigungsstange 26 ist, wie am deutlichsten aus Fig. 2 hervorgeht, in zwei Lagern 27 und 28 verschiebbar gelagert, welche sich in gegenüberliegenden Wänden 31 und 32 eines festen, kastenförmigen und mit dem Deckel 10a des Ventilkörpers 10 einstückigen Trägers 33 befinden. Der Deckel 10a ist mit auf Gewindestiften aufgeschraubten Muttern an dem Ventilkörper 10 befestigt. Auf den Aussenseiten der Wände 31 und des Trägers 33 befinden sich einerseits zwei Druckfedern 35 und 36 und andererseits ein Balg 34, welche zur Bewegung der Betätigungsstange 26 dienen, um damit die Winkelstellung des Ventilgliedes 16 zu steuern.

Die beiden Druckfedern 35 und 36 sind koaxial zueinander angeordnet und liegen gegen eine Federplatte 37 an, welche durch drei Stifte 38 gehalten wird. Die Stifte 38 sind an einem Ende durch Muttern 39 an der Wand 31 des Trägers 33 befestigt und ihre anderen Enden erstrecken sich durch öffnungen in der Federplatte 37 und tragen Haltemuttern 40, mit denen die Federkraft eingestellt werden kann. Die anderen Enden der beiden Druckfedern 35 und 36 wirken auf eine zweite Federplatte 41 ein, welche öffnungen 42 besitzt, durch welche sich die Stifte 38 erstrecken. In der Federplatte 41 ist eine Isolierkappe

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versenkt angeordnet, welche einen Klotz 43a aus rostfreiem Stahl enthält, gegen welchen ein Ende der Betätigungsstange 26 anliegt.

Die beiden Federplatten 37 und 41 v/eisen eine mittlere öffnung 44 bzw. eine mit einem Gewinde versehene Bohrung 45 auf, welche es einem hier nicht dargestellten Bolzen gestatten, die Federplatten 37 und 41 zusammenzuhalten, wenn die Anordnung der Federplatten und der Druckfedern auseinandergenommen v/erden soll. Die Druckfedern stehen für gewöhnlich unter erheblicher Spannung, so dass ohne einen solchen mittleren Bolzen ein Entfernen der Muttern 39 und 40 sehr gefährlich ist.

Der Balg 34 besitzt ein festes Endstück 47, das zwischen einer Abdeckung 48 und einer an der Wand 3*2 des Trägers 33 befindlichen Grundplatte 49 eingeklemmt ist. Vier Bolzen 56 befestigen die Abdeckung 48 an der Grundplatte 49 und vier weitere, zwischen diesen angeordnete Bolzen 57 befestigen diese Anordnung an der Wand 32 des Trägers 33. Das Endstück 47, die Abdeckung 48 und die Grundplatte 49 bilden zusammen eine nach aussen abgedichtete Balgenkammer. An seinem anderen Ende besitzt der Balg 34 einen Sockel 52, welcher das andere Ende der Betätigungsstange 26 aufnimmt. In der Abdeckung 48 befindet sich eine Gewindeöffnung 53, in welche ein Schlauchanschluss einer Flüssigkeitsleitung eingeschraubt werden kann.

Der dargestellte Aufbau ist für eine Verwendung gedacht, welcher das Fliessmediun in der Flüssigkeitsleitung unter einem Druck steht, der den Balg 34 zusammendrücken würde, wenn er nicht durch die Kraft der Druckfedern 35 und 36 ausgeglichen würde.

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Auf der Betätigungsstange 26 ist zwischen der Wand 31 des Trägers 33 und dem Block 24 ein Abstandsstück 58 verschiebbar angeordnet, um die Bewegung der Betätigungsstange 26 gegenüber der Wand 31 zu begrenzen. In der anderen Richtung wird die Bewegung der Betätigungsstange 26 durch das Endstück 51 des Balgens 34 begrenzt, wenn dieses mit dem Ende der Abdeckung 48 in Berührung kommt.

In Fig. 5 der Zeichnung ist ein Anwendungsbeispiel des erfindungsgemässen Ventils dargestellt. Hier soll das Ventil die Zufuhr von Kühlwasser, zum Beispiel von Meereswasser, zu einem Wärmetauscher 60 steuern. Das Kühlmittel wird durch eine Pumpe 61 durch den Wärmetauscher gepumpt und das Ventil 62 bewirkt nun, dass ein Teil des Kühlwassers über die Pumpe zurückgeleitet und der Rest abgeleitet wird. Die abgeleitete Menge wird durch eine entsprechende Menge kalten Kühlmittels ausgeglichen, welches über eine Einlassleitung 63 der Pumpe 61 zugeführt wird. Durch den Wärmetauscher 60 fliesst weiterhin in Wärmekontakt mit dem Kühlmittel das Kältemittel einer Kühlanlage 64. Der Druck dieses Kältemittels wird nun von einem ausgewählten Punkt der Kühlanlage 64 an die Ealgenkaramer des Ventils übertraaen, um die Stellung des Ventilgliedes 16 und damit auch die Menge des rückgenischten Kühlmittels zu steuern. Im Gleichgewichtszustand wird hierdurch dieser Druck des Kältemittels auf einem vorbestimmten Wert gehalten.

Wenn zur Betätigung des Ventilgliedes 16 eine zusätzliche Kraft benötigt wird, kann auch auf der gegenüberliegenden Seite der Welle 19 eine Kurbel ähnlich der Kurbel 20 angebracht werden, welche durch die Betätigungsstange (ähnlich der Betätigungsstange 26) eines zweiten Messorgans mit Druckfedern und Balgen ähnlich den dargestellten gesteuert wird, so dass die zur Verfugung stehende i'ntriebskraft verdoppelt wird.

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Claims

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1. Ventil/ dessen Ventilkörper eine Einlassöffnung und zwei Auslassöffnungen auf v/eist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ventilkörper (10) ein Ventilglied (16) drehbar angeordnet ist, mit welchem der effektive Querschnitt der beiden Auslassöffnungen (13, 14) unter zumindest angenäherter Konstanthaltung ihres Gesamtquerschnittes veränderbar ist, und dass ein auf den Druck eines Fliessmediums ansprechendes Messorgan (26 -

58) vorgesehen ist, v.'elches eine zum Einstellen der Winkellage des Ventilgliedes (16) bewegbare Betätigungsstange (26) aufweist, einen mit dem Druck des Fliessmediums beaufschlagbaren Hohlkörper (48), der eine zur Bewegung der Betätigunqsstange (26) in Abhangigkeit von dem Druck des Fliessmediums zwischen dem Ventilkörper (10) und der Betätigungsstange (26) angeordnete Balgenvorrichtung (34) oder biegsame Membran enthält, einen entgegen der Richtung einer Bewegung der Betätigungsstange (26) infolge eines Ansteigens des Druckes des Fliessmediums auf die Betätigungsstange (26) wirkenden Kraftspeicher (35, 36) sowie einen die Bewegung der Betätigungsstange (26) unter der Wirkung des Kraftspeichers (35, 36) begrenzenden Anschlag (51).

2. Ventil nach Anspruch'1, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsstange (26) zwischen ihren Enden mit dem Ventilglied (16) verbunden ist und die Balgenvorrichtung (34) oder biegsame Membran einerseits und der Kraftspeicher (35, 36) andererseits auf entgegengesetzte Enden der Be- · tätigungsstange (26) einwirken.

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3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsstange (26) in zwei parallelen, gegenüber den Ventilkörper (10) festen Wänden (31, 32) verschiebbar gelagert ist, an einem Ende von innen gegen ein Endstück (51) eines in einer abgeschlossenen, mit einer Fliessmediumquelle verbindbaren Abdeckung (48) angeordneten Balgens (34) anliegt, dessen anderes Endstück (47) die Betätigungsstange (26) abdichtend umfasst und mit einer Wand (32) verbunden ist, und an dem anderen Ende an einer Federplatte (41) anstösst, welche durch mindestens eine sich gegen eine an der anderen Wand (31) befestigte zweite Federplatte (37) abstützende Druckfeder (35, 36) gegen die Eetätigungsstange (26) gepresst wird.

4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der zweiten Federplatte (37) von der anderen Wand (31) einstellbar ist.

5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine zusammen mit dem Ventilglied (16) drehbare Kurbel (20) vorgesehen ist, welche radial zu ihrer Drehachse eine zylindrische Ausnehmung (21) aufweist, dass sich die Betätigungsstange (26) senkrecht zu dieser Drehachse erstreckt und einen radialen Vorsprung (23) mit balligem Ende (22) besitzt, das in der Ausnehmung (21) zu gleiten vermag, und dass die Anordnung so getroffen ist, dass das ballige Ende (22) der Drehachse am nächsten ist, wenn sich das Ventilglied (16) in der Mitte zwischen seinen beiden Schliößstellungen befindet.

6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn-

• zeichnet, dass ein zweites auf den Druck des Fliessmediums ansprechendes Messorgan vorgesehen ist, das die Wirkung des ersten Messorgans (26 - 58) zu unterstützen vermag.

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7. Ventil nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite zusammen mit dem Ventilglied (16) drehbare Kurbel vorgesehen ist, welche in ähnlicher Weise mit der Betätigungsstange des zweiten Messorgans zusammenzuwirken vermag.

8. Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kurbeln zu beiden Seiten des Ventilgliedes (16) angeordnet sind.

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