DE2240572A1

DE2240572A1 - Mit waermeleitfluessigkeit gefuelltes ventil

Info

Publication number: DE2240572A1
Application number: DE19722240572
Authority: DE
Inventors: Fritz Dr Ing Eberle
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1972-08-18
Filing date: 1972-08-18
Publication date: 1974-02-28

Description

Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg Aktiengesellschaft

89 Augsburg, Stadtbachstraße 1 2240572

P. B. 2691 /1113 Augsburg,. den 16. August 1972

Mit Wärmeleitflüssigkeit gefülltes Ventil

Die Erfindung betrifft ein Ventil mit einem nach außen abgeschlossenen, in Kanäle unterteilten, evakuierten Innenhohlraum, der teilweise mit einer Wärmeleitflüssigkeit gefüllt ist und dessen Kanäle mit trichterförmigen Verengungen und Erweiterungen zur zwangsläufigen Führung der Wärmeleitflüssigkeit zwischen den die Wärme aufnehmenden und den die Wärme abgebenden Stellen versehen sind.

Bei einem derartigen, aus der deutschen Patentschrift 319 325 bekannten Ventil ist in den hohlen Ventilschaft eine zentrale Spindel eingeschraubt. Mittels Distanzstücken ist ein in Längsachse des Ventils verlaufendes Rohr einerseits gegenüber der Spindel, andererseits gegenüber der Schaftinnenwand abgestützt« Das Rohr kann jedoch kaum betriebssicher gestaltet und befestigt werden, denn die harten Schläge, denen das Ventil im Betrieb ausgesetzt ist, führen leicht zum Lösen des Rohres und verursachen dann eine Beschädigung oder Zerstörung des Ventils.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Ventil der eingangs genannten Gattung zu schaffen, das eine hohe Lebensdauer hat.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein unterer Abschnitt des Innenhohlraumes durch mindestens zwei in Richtung der Ventillängsachse laufende Bohrungen gebildet ist, die mit einer oberen Bohrung größeren Querschnitts in Verbindung stehen und daß eine der Bohrungen kleineren Querschnitts über einen Bereich mit nochmals vermindertem Bohrungsdurchmesser in die obere Bohrung übergeht. Infolge der Herstellung der Kanäle durch Bohrungen im Ventilschaft wird die Gefahr des Lösens eingesetzter Teile ausgeschaltet» Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß das Ventil nur aus drei Teilen, dem Ventilteller, dem Ventilschaft und dem Verschlußstück besteht.

Um in einem solchen Ventil den Wärmeleitflüssigkeitskreislauf zu verstärken, weist eine weitere Bohrung kleineren Querschnitts einen trichterförmigen Übergang zur Bohrung größeren Querschnitts auf.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der untere Abschnitt des Innenhohlraumes durch eine konzentrisch zur Ventillängsachse verlaufende mittlere Bohrung und mehrere diese umgebenden Randbohrungen gebildet, wobei die Querschnitts fläche der mittleren Bohrung etwa der Summe der Quer schnitte fläche der Randbohrungen entspricht.

Um die Wärmeleitflüssigkeit ohne unzulässige Schwächung des Ventil« tellers näher an den Ventilsitz heranzubringen, ist es weiter vorteilhaft, daß im Ventilteller sternförmig angeordnete, durch Sackbohrungen gebildete, von einem Sammelraum ausgehende Ausnehmungen vorgesehen sind und alle Bohrungen des unteren Abschnitte mit dem Sammelraum in Verbindung stehen.

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Das Abschließen des Innenhohlraumes nach außen wird vorzugsweise mittels einer Elektronenstrahlschweißung vorgenommen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den zusätzlichen Ansprüchen in Verbindung mit dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel.

Es zeigt

Figur 1 einen Längsschnitt durch ein mit Wärme

leitflüssigkeit· teilweise gefülltes Ventil,

Figur 2 einen Schnitt entlang der Linie II«II der

Figur 1,

Figur 3 einen Schnitt entlang der Linie III«III in

Figur 1.

Das in Figur 1 dargestellte Auslaßventil umfaßt einen insgesamt mit bezeichneten Ventilschaft. Im oberen Abschnitt des Ventilschafts 1 ist eine Bohrung 2 großen Durchmessers vorgesehen, deren Achse mit " der Ventillängsachse A-A fluchtet. Der untere Abschnitt des Ventilschafts 1 weist eine zentrale Bohrung 3 sowie mehrere diese umgebende Randbohrungen 4 auf, die sämtlich mit der oberen Bohrung 2 in Verbindung stehen. Anstelle dieser Anordnung können beispielsweise auch lediglich zwei oder vier symmetrisch zu einer durch die Ventillängsachse A-A gelegten Ebene verlaufende Bohrungen vorgesehen sein. Die zentrale Bohrung 3 geht über einen kurzen Bereich 5 mit nochmals vermindertem Bohrungs durchmess er in die obere Bohrung 2 über.

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Die Bohrungen 4 weisen trichterförmig zur Bohrung 2 erweiterte Übergänge 6 auf, die eine zur Achse A-A rotationssymmetrische Form haben und mit einem Formfräser hergestellt werden können. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, den verengten Bereich 5 und die übergänge 6 an den unteren Enden der Bohrungen 3, 4 vorzusehen. Die Bohrungen 3, 4 münden am unteren Ende in einen Sammelraum 8, der in einem Ventilteller 7 vorgesehen ist.

Wie die Figuren 1 und 3 erkennen lassen, gehen vom Sammelraum 8 sternförmig angeordnete Ausnehmungen 9 aus, die durch Bohrungen gebildet sind und die Wärmeleitflüssigkeit 11 bis in die unmittelbare Nähe des thermisch hoch belasteten Sitzbereichs führen. Die Bohrungen 2, 3, 4 bilden zusammen mit dem Sammelraum 8 und den Ausnehmungen 9 einen teilweise mit Wärmeleitflüssigkeit 11 gefüllten Innenhohlraum. Durch diese Anordnung des Kühlsystems wird bewirkt, daß die Strömung beim Auf- und Abpendeln der Flüssigkeits· säulen beispielsweise in einer der Bohrungen in der einen Richtung weniger Widerstand findet als in der anderen Richtung, so daß sich der Pendelbewegung ein gerichteter Wärmeleitflüssigkeitsumlauf überlagert. Dieser Umlauf wird durch die Evakuierung des oberhalb des Wärmeleitflüs s igkeits spiegeis befindlichen Raums der Bohrung 2 erleichtert. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Wärmeleitflüssigkeit 11 im Ruhezustand bis in das untere Ende der Bohrung 2 reicht.

Eine besonders einfache Herstellung ergibt sich, wenn der Ventilschaft 1 mit dem Ventilteller 7 und/oder das obere Ende des Ventilschafts 1 mit einem Abschlußstück 10 mittels einer Elektronenstrahl« schweißung verbunden werden. Da eine derartige Schweißung im Vakuum durchgeführt wird, erübrigen sich hierdurch zusätzliche Maßnahmen zur Evakuierung des Innenhohlraumes des Ventils. .Dabei ist

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es aus Fertigungsgründen günstig, wenn der Ventilschaft 1 mit dem Ventilteller 7 im Bereich der Ventilhohlkehle verschweißt ist, da
durch eine derartige Lage der Trennungslinie zwischen beiden Teilen eine einfache Herstellung des Sammelraumes 8 und der Ausnehmungen 9 einerseits und des Bereichs 5 andererseits durch spanabhebende Bearbeitung gewährleistet ist.

Wie die vorstehende Beschreibung zeigt, ist die Erfindung nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt.

Claims

Ansprüche

Ventil mit einem nach außen abgeschlossenen, in Kanäle unterteilten evakuierten Innenhohlraum, der teilweise mit einer Wärmeleitflüssigkeit gefüllt ist und dessen Kanäle mit trichterförmigen Verengungen und Erweiterungen zur zwangsläufigen Führung der Wärmeleitflüssigkeit zwischen den die Wärme aufnehmenden und den die Wärme abgeben·· den Stellen versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein unterer Abschnitt des Innenhohlraumes durch mindestens zwei in Richtung der Ventillängsachse (A-A) laufende Bohrungen (3, 4} gebildet ist, die mit einer oberen Bohrung (2) größeren Querschnitts in Verbindung stehen und daß eine der Bohrungen kleineren Querschnitts (3) über einen Bereich (5) mit nochmals vermindertem Bohrungsdurchmesser in die obere Bohrung (2) übergeht.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß min·· destens eine weitere Bohrung (4) kleineren Querschnitts einen trichterförmigen Übergang (6) zur Bohrung (2) größeren Querschnitts aufweist.
3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Abschnitt des Innenhohlraums durch eine konzentrisch zur Ventillängsachse (A-A) verlaufende zentrale Bohrung (3) und mehrere diese umgebende Randbohrungen (4) gebildet ist, wobei die Querschnittsfläche der mittleren Bohrung (3) etwa der Summe der Querschnittsfläche der Rand*

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• bohrungen (4) entspricht.
4. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, .daß im Ventilteller (7) sternförmig angeordnete durch Sackbohrungen gebildete, von einem Sammelraum (8) ausgehende Ausnehmungen (9) vorgesehen sind und alle Bohrungen (3, 4) des unteren Abschnitts mit dem Sammelraum {8} in Verbindung stehen.
5. Ventil nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleitflüssigkeit (H) im Ruhezustand bis in das untere Ende der Bohrungen [Z) größeren Querschnitts reicht.
6. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenhohlraum mitteis einer Elektronenstrahls chweißung nach außen abgeschlossen ist.
7. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller ·{!) und der Ventilschaft (l) im Bereich der Ventilhohlkehle gasdicht verschweißt ist.

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