DE2258915A1

DE2258915A1 - Kombiniertes absperr- und stroemungssteuerventil

Info

Publication number: DE2258915A1
Application number: DE19722258915
Authority: DE
Inventors: David Rosenberg
Original assignee: LAMPERT SYDNEY; WERTHEIMER HERMAN
Current assignee: LAMPERT SYDNEY; WERTHEIMER HERMAN
Priority date: 1972-12-01
Filing date: 1972-12-01
Publication date: 1974-06-06

Description

David Rosenberg, 865 Comstock Avenue, Los Angeles, Calif., Sydney Lampert, 3045 Dona Susana Drive, Studio City, Cal.
Herman Wertheimer, 4627 white Oak Avenue, Encino, Cal.(V.St.A.) "Kombiniertes Absperr- und Strömungssteuerventil" Die vorliegende Erfindung betrifft ein kombiniertes Absperr-und Strömungssteuerventil mit einem Seitenzugang und Sichtdurchgängen zum Beobachten, Überprüfen und Bedienen in einer Linie, welches eine Vielzahl von neuen Merkmalen und besonderen Vorteilen gegenüber bekannten Ventilen und Praktiken schafft.
Es gibt viele wirtschaftliche Anwendungen, in denen es wünschenswert ist, Strömungssteuerventile in Rohrleitungsnetzen zu verwenden. Beispielsweise wird in Heiz- und Kühlsystemen für Bärogebäude, Appartements, Krankenhäusern, Schulen uOdglo wasser oder eine andere Flüssigkeit mit geeigneter Steuertemperatur von einer Zentralstation durch sin Rohrleitungsnetz zu verschiedenen Wärmeaustauscheinheiten gepumpt, welche zu den Räumen, Korridoren, Büros und anderen Räumen in deu Gebäude gehören. Einige dieser Wärmeaustauscheinheiten liegeil relativ nah an der Zentralstation, in welcher die Steuertemperaturflüssigkeit gepumpt wird, und andere Wärmeaustauscher sind sehr viel weiter weg angeordnet.
A Grund der Reibwirkungen in der Strömung dieser Flüssigkeit durch das Rohrleitungsnetz, viodurch Druckabfälle verursacht werden, sind die Flüssigkeitsdrücke an den Eingängen und Ausgängen der entsprechend en Wärmeaustauscheinheiten sehr unterschiedlich. Weiterhin kann an verschiedenen Zeiten an einen Tag der Blüssigkeitsstrom in verschiedenen Abschnitten oder Zonen des Rohrleitungsnetzes zunehmen oder abfallen, um ein Erwärmen durch Sonneneinstrahlung in Süd- oder Westlagen oder Kaltwindeinfluß in Nordlagen auszugleichen. Somit können die Bingangs- und Ausgangsdrücke all den entsprechenden Einheiten in verschiedenen Teilen des Gebäudes von Zeit zu Zeit während des Tages sich ändern.
Dieses Problem der Änderungen der Eingangs- und Ausgangsdrücke in den entsprechenden Wärmeübertragungseinheiten ist wichtig, weil die Menge des Flüssigkeitsstromes durch jede Einheit und somit ihre individuelle Wärm- oder Kühlwirksamkeit eine Funktion des Differentiales zwischen Bingangs- und Ausgangsdrücken ist. Zusätzlich werden die individuellen Einheiten von Änderungen der Temperatur beeinflußt, die in der Flüssigkeit an verschiedenen Orten in den Rohrleitungsnetz auftritt, und zwar wegen Wärmeverlusten im Winter oder Wärmeanstieg im Sommer.
Obwohl es möglich ist, das Rohrleitungsnetz als ein Komplex zu konstruieren, um so zu versucien, den i)ruckdifferential auszugleichen, welcher an jeder RJärmeübertragungseinneit auftritt, ist es in den meisten Installationen wünschenswerter und sehr viel wirtschaftlicher, ein Strömungssteuerventil zu vermenden, welches einer jeden individuellen Wärmeübertragungseinheit zugehörig ist.
Bei der üblichen praxis in den Vereinigten Staaten heutzutage ist es gewöhnlich so, das Strömungssteuerventil in einer solchen Art anzuordnen, wie dies in Fig. io, bezeichnet als "Stand der Technik" gezeigt ist. Dort wird eine Gesamtzahl von drei Ventilen installiert zusätzlich zu Leitungsanschlüssen oder Kupplungen. Ein Absperrventil ist stromauf und ein anderes Absperrventil ist stromab von dem Strömungssteuerventil selbst angeordnet. Der Grund für diese dreifache Installation ist der, daß die inneren Arbeitsteile der Strömungssteuerventile blockiert oder verstopft werden können, und zwar auf Grund einer Ansammlung von Partikeln oder Schlamm, der sich von dem Wasser absetzt und sicn in den Strömungssteuerteilen ansammelt. Venn die Ventile blockiert oder verstopft sind, wird eine unregelmässige Zirkulation der Flüssigkeit durch die zugehörigen Wärmeübertragungseinheiten auftreten, das eine übermässige oder reduzierte Wärme- oder Kühlwirkung verursacht.
Um das bekannte Strömungssteuerventil zu bedienen, werden die beiden Absperrventile zunächst abgeschaltet. Dann werden die Anschlüsse oder Kupplungen in der Leitung an dem Strömungssteuerventil losgeschraubt, so daß es entfernt, repariert oder ersetzt werden kaum, Die bekannte Installierung von drei Ventilen zusätzlich zu Anschlüssen und Kupplungen erfordert eine beträchtliche Arbeit und viele Teile und die Anordnung benötigt eiil großes Raumvolumen in dem Gebaude, damit der Installateur in der Lage ist, die Anordnung, zu installieren oder später das Strömungssteuerventil zu entfernen. Bei der bekannten Anordnung tritt es manchmal ein, daß ein oder das andere oder beide der Absperrventile in einer bestiinrften Eiitfernun£ von dem Strömungssteuerventil selbst angeordnet werden kann, jedoch besteht ihre primäre Funktion darin, die Flüssigkeit an beiden Seiten des Strömungssteuerventiles abzusperren, damit es entfernt werden kann. Ein weiterer flachteil der bekannten Dreifach-Ventilanordnung besteht darin, daß bei Verwendung von drei Ventilen eine genaue Fluchtung der Leitungen neben den ,ge;enüberliegenden Seiten des Strömungssteuerventiles erforderlich ist, damit die ixupplungen oder Anschlüsse übereinstimmen, um das Ventil zu entfernen, Gemäss der vorliegenden Erfindung wird ein kombiniertes Absperr- und Strömungssteuerventil mit seitlichem Zugang und Sichtdurchgängen zum Beobachten, Überprüfen und Bedienen geschaffen. Die vzesentlichen Vorteile dieses neuen Ventiles sind folgende: 1.) Ein einziges Ventil ersetzt die Dreifachventilanordnung, welche bei den bekannten Anordnungen verwendet wird. Bs ergib-t sich ein Einsparen in 2eilen, Arbeits- und Gebäuderaurn. Zusätzlich ergeben sich Vereinfachungen in der Rohrleitungsloonstruktion auf Grund vorliegender Erfindung.
2.) Die Seitenzugangsöffnung und das Sichtfenster erlauben es einem Überprüfer, sich durch visuelle Inspektion zu vergewissern, daß das Ventil geeignet arbeitet, während das Ventil weiter in Betrieb ist. »er Überprüfer kann sehen, ob Verunreinigungen vorhanden sind.
3.) Das drehbare Absperrventilelement schließt eine entfernbare Strömungssteuerhülse ein, welche darin enthalten isto 4.) Die Strömungssteuerhülsenelemente schließen abgestufte, kalibrierte Marken ein, die den Überprüfer befähigen, mit einem Blick die gesteuerten Strömungsbedingungen festzustellen, welche eintreten und das Ansprechen der Strömungssteuerelemente zu beobachten, wenn der Flüssigkeitsdruck in der Leitung variiert wird.
5.) @ährend das kombinierte Ventil als gesamtes in seiner installierten Lage verbleibt, kann der Handgriff gedreht werden, um sowohl das stromaufseitige als auch das stromabseitige Ende des Ventiles abzusperren. Dann kann die Strö-@ungssteuerhülse entfernt werden, um eine andere Steuern hülse einzusetzen oder Verunreinigungen zu entfernen. In der Zwischenzeit kann der Flüssigkeitsdruck in dem System auf seines normalen Tert gehalten werden0 Es ist nicht notwendig, die Flüssigkeit in der Leitung abzulassen, bevor die Steuerhülse entfernt wird.
6.) Der Strcimungssteuerzugalgsdurchlaß kann dazu. verwendet werden, das System gewünschtenfalls abzulassen, inden das drehbare Ventilblied ungefähr r 450 meg von seiner normalen Strömungssteuerlage gedreht wird.
7.) Der Strömungssteuerzugangsdurchlaß kann dazu verwendet werden, direkt den Druck und die Temperatur der Flüssigkeit zu messen. Eine spezielle Meßanordnung kann kurz an dem Durchgang befestigt werden, um diese Messungen zufriedenstellend durchzuführen. Nach Abschluß der Messungen wird das drehbare Glied um 45° zurück in seine noale Arbeitslage gedreht, die spezielle Meßvorrichtung wird entfernt und der seitliche Zugang wird wieder verschlossen, wobei ein beträchtliches Lecken oder ein Austritt von Flüssigkeit aus dem System nicht eintritt und das System auf seiner vollen Arbeitsdruck verbleibt.
b.) Eine Luftabzugsarmatur kann in das Ventil eingebaut werden, um gewünschtenfalls eingeschlossene Luit abzulassen.
9.) Eine Einstellung der Dichtelemente, die zu deia drehbaren Ventil gehören, kann durchgeführt werden, um den Verschleiß auszugleichen, während das Ventil in der Leitung in Betrieb verbleibt.
10.) Das zufriedenstellende Entfernen und Ersetzen der Strömungssteuerhülse, die unter Punkt 5. genannt worden ist, ermöglicht künftige Betriebs- oder Anordnungsänderungen des Systems, die schnell und leicht durchzuführen sind. Die Strömungssteuerhülse wird von eimer ähnlichen Hülse ersetzt, die eine unterschiedliche Federgrösse oder unterschiedliche Öffnungsgrössen aufweist; um sich einen unterschiedlichen Eingangs- Ausgangsdruckdifferential anzupassen oder eine untersoftedliche Strömungsgeschwindigkeit zu erzeugen.
11.) Die Strömungssteuerhülse kann entfernt und durch eine Siebhülse mit einen Sichtfenster ersetzt werden, um dem Überprüfer zu erlauben, die Menge der Verunreinigungen zu bestimmen, die von den Sieb eingefangen worden sind.
12.) Die Strömungssteuerhülse hat einen entfernten Drosselkolben mit Öffnungen in der zylindrischen Seitenwand, so daß die gewünschte Strömungsmenge über einen weiten Bereich von Druckdifferentialen aufrechterhalten werden kann0 13.) Die Strömungssteuerhülse kann eine Steuerwirkung selbst dann erzeugen, wenn das Differential an der Hülse auf einen Pegel von lediglich 0,28 kg/cm2 auf Grund der Tatsache abfällt, daß der stromabseitige Druck, welcher auf das Kolbenelement wirkt, mit der Kolbenf eder zusammenwirkt und dem stromaufseitigen Druck widersteht. Dieses Differential von 0,28 kg/cm2 ist beträchtlich geringer als dasjenige von herkömmlichen Strömungssteuerventilen ähnlicher Grösse. Dieses geringe Betriebsdifferential erlaubt eine sehr genaue Strömungssteuerung in Zonen, die weit von der Zentralstation entfernt sind, wobei somit das verfügbare Eingangs-Aus gangsdruckdifferential auf Grund des anfallenden Druckabfalls in den langen Rohrleitungen während des Erreichens der entfernten Anordnung gering ist.
14.) Um plötzliche stromabseitige Druckanstiege zu dämpfen, die beispielsweise auftreten, wenn ein Absperrventil plötzlich stromabseitit geschlossen wird, schließt die Strömungssteuerhülse eine Schwimmeranordnung mit einen zweiten bewegbaren Drosselkolbenelement ein, welches stromabwärts gerichtet ist.
Dieser zweite Kolben bewegt sich so, um derartige Druckanstiege zu dämpfen. Bei großen, stromabseitigen Druckanstiegen wirkt die Scilwimmeranordnung als augenblickliches Rückschla>-ventil zum Verhindern der Übertragung des Druckanstieges und verhindert ein Aufbauen von Oszillation. Diese stromabseitigen Anstiegsdrucke werden sofort geprüft und gedämpft.
15.) Der Seitenzugangsdurchgang hat eine Anordnung zum befriedigenden Verbinden der speziellen Meßvorrichtung, die in Punkt 7 genannt ist.
16.) Mit der vorliegenden Erfindung werden wesentliche Arbeitseinsparungen beim Ausgleichen des Systems während des Inbetriebnehmens oder während saisonbedingter Änderungen von Heizen zum Kühlen, beim Bedienen des Systems und bei. irOendwelchen zukiüiitigen Systemänderungen geschaffen.
Diese verschiedenen Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Erläuterung der Erfindung annalld der beigefügten Zeichnungen.
In den Zeichnungen zeigen: Fi 1 1 eine Seitenansicht eines kombinierten Absperr- und Strömungssteuerventiles mit einem seitlichen Zugang und einem Sichtdurchlaß zum Beobachten, Überprüfen und Bedienen, Fig. 2 einen Längsschnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1, Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 1, 1ig. 4 in vergrössertem Maßstab eine Seitenansicht eines drehbaren Kugelventilgliedes mit einer darin vorgesehenen entfernbaren, schwimmenden Strömungssteuerhülsenanordnung, wobei ein Sichtfenster in einem Beobachtungsdurchgang in der Seitenwand des Kugelgliedes vorgesehen ist, wobei die kalibrierten Marken sichtbar sind, die von dem Bberprüfer beobachtet werden können, der sich mit einem Blick vergewissern kann, ob Verunreinigungen vorhanden sind, und welcher die gesteuerten Strömungsbedingungen sehen kann, die austreten und feststellen kann, daß'das Ventil zufriedenstellend arbeitet, Fig. o 5 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des drehbaren Kugelventilgliedes mit den Elementen der entfernbaren schwinnenden Strömungssteuerhülsenanordnung, Fig. 6 eine vergrößerte Ansicht des Mittelabschnittes in Fig. 2, wobei das drehbare Kugelventilglied und die Strömungssteuerhülsenelemente im Schnitt gezeigt sind, Fig. 7 eine Schnittansicht eines Kugelventilelementes, in welchem die Strömungssteuerhülsen entfernt und durch eine Zweifach-Siebfilteranordnung ersetzt ist, um Verunreinigungen aufzufangen, welche durch das Beobachtungsfenster sichtbar sind, Fig. 8 zeigt die geeignete Verwendung einer speziellen Meßvorrichtung, die zeitweilig mittels einer Verbindung an den Seitenzugangsdurchgang des kombinierten Ventils befestigt wird, um gleichzeitig den Druck und die Temperatur der Flüssigkeit all der Anordnung der Ventileinheit zu messen, Fig. 9 eine Förderansicht eines Temperaturmessers, der in der Leßvorrichtung nach Fig. 8 angeordnet ist, Fig.1o eine bekannte Anordnung mit zwei Absperrventilen und einem Strömungssteuerventil, welches zwischen diesen angeordnet ist, Fig.11 eine Schnittansicht durch eine andere Ausführungsform eines kombinierten Absperr- und Strömungssteuerventiles der vorliegenden Erfindung, Figo 12, 13 und 14 verschiedens Betriebsstellungen der Teile und Fig.15 eine Förderansicht einer Öffnungseinstellungsscheibe.
Unter Bezugnahme auf Fig 1, 2 und 3 schließt ein kombiniertes Absperr- und Strömungssteuerventil 20 mit einem Seitenzugang und einem Sichtdurchlaß gemäss vorliegender Erfindung ein Gehäuse 21 ein, welches ein Einlaß ende 22 und ein Auslaßende 24 je mit einer Verbindungseinrichtung zum Installieren in einen Flüssigkeitsstromungssystem aufweist.
Bei dieser Ausführungsform ist das Einlaßende 22 bei 25 mit einem Innengewinde versehen, wie dies deutlich in Fig. 2 gezeigt ist, um eine Verbindungseinrichtung zum Aufnehmen des mit Gewinde versehenen Endes eines Rohres zu schaffen. Das Auslaßende 24 umfaßt ein einstellbares Dichtungselement 26 und ein Anschlußende 28, das bei.29 mit einem Innengewinde versehen ist, um eine Verbindungseinrichtung zum Befestigen an einer Rohrleitung zu schaffen, Obwohl dieses Beispiel der Ventileinheit 20 mit mit Gewinde versehenen Verbindungseinrichtungen 25 und 29 gezeigt ist, sei verstanden, daß die Ventileinheit 20 mit jeder Art einer 'Verbilldullgseinrichtung'' versehen werden kann, die zu dem Einlaß- und Auslaßende gehört. Solche "Einlaß- und Auslaßverbindungseinrichtungen" sollen breiter interpretiert werden, weil sie Lötfittings zum Löten an einem Metallrohr, Witterungsfittings zum Klemmen auf Metall- oder Plastikrohre, oder Anschlußfittings zum Versolirauben mit verschiedenen mit Gewinde versehenen Elementen einschließen kann oder zum Verbinden der Ventileinheit 20 direkt mit einer Wärmeaustauscheinheit oder mit irgendeinen anderen Teil der Anordnung, bei welcher die Strömung in einem Flüssigkeitsströmungssystem gesteuert werden soll.
Innerhalb der Ventileinheit 20 ist ein drehbares Ventilglied 30 angeordnet, welches in verschiedene Arbeitsstellungen mit Hilfe eines Handgriff es 31 gedreht werden kann, der an einer Welle 33 befestigt ist. Es gibt drei Betriebsstellungen, nämlich a) wenn der Handgriff 31 in seine Längslage gedreht ist, die mit den Einlaß- und Auslaßenden 22 und 24 fluchtet, wie dies in 1 gezeigt ist, befindet sich die Ventileinheit 20 in ihrer Strömungssteuerbetriebsstellung zum Steuern der Flüssigkeitsströmung von dem Einlaß zum Auslaß und zum Dämpfen entgegengerichteter Drücke.
b) Wenn der Handgriff 31 in eine 9O0-Stellung (Querstellung) rechtwinklig zu der nach Figo 1 gedreht ist, ist die Flüssigkeitsströmung abgesperrt. Diese Absperrwirkung tritt an der stromaufseitigen Dichtungseinrichtung und an der stromabseitig gerichteten Dichtungseinrichtung' auf. Somit kann ein seitlicher Zugangsdurohgang 27 (Fig. 1, 2, 3 und 6) geöffnet werden, um eine visuelle Inspektion, ein Überprüfen oder ein Bedienen durchzuführen, ohne Eintreten eines bemerkenswerten Abfliessens.
c) Wenn der Handgriff in eine Winkelstellung von ungefähr 45° ("Zwischenstellung") gedreht ist, wie dies in Fig. 8 gezeigt ist, kann die Flüssigkeit hinter das Ventilglied 30 und aus dem Seitenzugangsdurchlaß 27 strömen, um zweckmässig das System abzulassen, ohne die Ventileinheit zu entfernen, oder um direkt Temperatur und Druck an der Ventileinheit zu messen, wie dies in Fig. 8 gezeigt ist.
Das untere Ende der Welle 33 weist eine Zunge 35 (Fig. 1 und 3) auf, welche in einer Kerbe 36 (Fig. 5) in oberen heil des Ventilgliedes 30 einliegt. Dieses Ventilglied 30 ist im allgemeinen kugelförmig. Es liegt innerhalb einer im allgemeinen zylindrischen Ventilkammer 37 (Fig. 2 und 6), welche von der Gehäusewand 31 begrenzt ist und es dient zum Steuern der Flüssigkeitsströmung von einem Einlaßdurchgang 32 (Fig. 2) innerhalb des Einlaß endes 22 zu einen Auslaßdurchgang 34 innerhalb des Auslaßendes 24.
Das drehbare Ventilglied 3o sitzt zwischen stromauf und stromab gerichteten Dichtungseinrichtungen, die e mit gegenüberliegeilden Seiten der Umfangsfläche des Ventilgliedes in Eingriff steilen. Die stromaufseitige Dichtungseinrichtung 38 (Fig. 6) umfaßt ein ringförmiges Dichtungselement 39 aus einen geeigneten Dichtungsmaterial, beispielsweise glatter und steifer, flexibler Kunststoff wie Polytetrafluoräthylen ("Teflon"), das in einer Ausnehmung 40 angeordnet ist, die sich um das Innere der Gehäusewand 21 in der itähe einer inneren Schulter oder eines Anschlages 41 erstreckt. Die stromabseitige Flächedes ringförmigen Dichtungselementes 39 ist geneigt oder verjüngt bei 42 (Fig. 6), um so.glatt gegen die Umfangsfläche des drehbaren Ventilgliedes 30 zu sitzen. Die Anschlagsschulter 41 und die Ausnehmung 40 schaffen eine Stütze zun Aufnehmen des Dichtungselementes 39, um zu verhindern, da£ es versc lobell viird, wenn der Dichtungshalter 26 latt aufgepasst wird. Die stromabseitige Dichtungseinrichtung 44 (Fig. 6) umfaßt ein ringförmiges Dichtuiselenient 45, welches ähnlich dem stromaufseitigen Dichtungselement 39 ist und auch aus dem gleichen Material gebildet ist, und in eine Ausnehmung 46 in dem Ende des Dichtungshalters 26 passt. Seine stromaufseitige Fläche ist geneigt oder bei 47 verjüngt, um glatt gegen das Ventilglied anzuliegen.
Um jeden bemerkenswerten Verlust hinter der stromaufseitigen und stromabseitigen Dichtungseinrichtung 33 und 44 zu verhindem, ist der Dichtungshalter 26 (Fig. 2) fest längs seines Gewindes 48 verschraubt, um so die Oberflächen 42 und 47 der Dichtungselemente satt illit dem Ventilglied 3o in Eingriff zu bringen.
Es sei bemerkt, daß das Halteelement 26 vorteilhaft angezogen werden kaHn, während die Ventileinheit 20 in der Leitung und in Betrieb bleibt. Das stromabseitige Ende des Elementes 26 eist einen zugänglichen Kopf 49 auf, der so geformt ist, daß er mit einem Schraubenschlüssel in Eingriff gebracht werden kann. Während der Halter 26 angezogen wird, wird der Handgriff 31 ebenfalls zurück und vorwärts bewegt, um so zu fühlen, wenn die Dichtungen 39 und 42 satt miteinander in Eingriff sind, ohne sie zu überspannen. in ach längeren V@rwendungszeiten kann der I-alter 26 leicht nachgezogen werden.
Dieses nachfolgende Anziehen kann irgendeinen Verschleiß des Ventilgliedes 30 oder der Dichtungselemete 39 und 45 usw.
ausgleichen, so daß eine lange Lebensdauer geschaffen wird, ohne dabei die Ventileinheit 20 entfernen zu nüssen.
Wenn der Handgriff 31 in seine Längslage bewegt worden ist, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, befindet sich die Ventileinheit 20 in ihrer Strömungssteuerbetriebsstellung, wie oben erwähnt ist, um den Flüssigkeitsstrom von dem Einlaßdurchgang 32 (Fig. 2) zu dem Auslaßdurchgang 34 zu steuern. Das Ventilglied 30 hat eine zylindrische Bohrung 50 (Fig. 3, 4, 5 Und 6), welches sich konzentrisch dadurch erstreckt. Eine entfernbare Strömungssteuerhülsenanordnung 52 (Fig. 5) ist innerhalb der Bohrung 50 angeordnet und darin mittels eines befestigten Halteringes 54 (Fig. 6) zurückgehalten, welcher eine innere Halteeinrichtung Und einen entfernbaren C-förmigel Haltering 56 schafft. Der Schnappring 56 steht mit einer Ausnehmung 58 (Fig. 5) in der lähe des stromaufseitigen Endes der Bohrung 50 in Eingriffs Die Strömungssteueranordnung 52 schließt ein erstes zylindrisches Kolbenglied 60, eine Kompressionsfeder 62 und ein zweites zylindrisches Kolbenglied 64 ein. Jedes dieser Kolbenglieder 60 und 64 hat die allgemeine Porm eines Kolbens einschließlich Kolbenköpfen 66 bzw. 68. Das stromaufseitige Kolbenglied 60 schließt einen länglichen zylindrischen Mantel oder Seitenwand 70 ein, welcher teleskopartig, wie dies 111 Fig. 6 gezeigt ist, innerhalb einer Hülse 71 (Fig. 5) sitzt, die von der seitenwand 72 des stromabseitigen Kolbengliedes 64 begrenzt ist. Es sind einige zusätzliche Strömungsöffnungen 73 in dem Mantel 70 vorgesehen, die bei geringen Drucken in Betrieb gelan;,en, um zu erlauben, daß eine Sollströnung bei sehr niedrigem Druckdifferential eintritt.
In normalem Strömungssteuerbetrieb liegt eine Rippe oder ein Flansch 74 an dem Mantel des stromabseitigen Kolbengliedes 64 gegen die feste Halteeinrichtung 54 in der Bohrung 50, wie dies i Fig. 6 gezeigt ist. Eine andere Rippe oder Flansch 76 ist am Umfang des Kolbenmantels 70 zwischen dem Kopf 66 und dem stromabseitigen Ende 77 des Mantels 70 angeordnet. Diese zweite Rippe 76 ist so bemessen, daß sie in der Bohrung 50 ein Spiel hat, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist0 In normalem Strömungssteuerbetrieb strömt die Flüssigkeit in dem Einlaßdurchgang 32 durch eine erste Vielzahl von Strömunasöffnungen 78, die in der Seitenwand des Kolbens 60 zwischen seinem Kopf 66 und seiner Umfangsrippe 76 angeordnet sind. Die Flüssigkeit strömt in einer Richtung von der Außenseite des Kolbens 60 in dessen Inneren. Die Flüssigkeit strömt von dem Inneren des stromaufseitigen Kolbens 60 in das Innere 71 des stromabseitigen Kolbens 64 und dann nach aussen durch eine zweite Vielzahl von Öffnungen Bo in dem stromabseitigen Kolben 64.
Diese zweiten Öffnungen dienen als Meßöffnungen zum Steuern der Strömung, wie dies nachfolgend erklärt wird. Ein Druck abfall tritt ein, wenn die Plüssigkeit durch die ersten Öffnungen 78 in den Zwischenbereich zwischen den ersten und zweiten Kolbengliedern strömt. Somit ist der Druck stromab des Kopfes 66 und der Rippe 76 geringer als der Druck in den Einlaßdurchgang 32. Die Öffnungen 73 schaffen zusätzliche Strömungsdurchgänge, um der Flüssigkeit zu erlauben, welche di e Rippe 76 in der Bohrung 50 überbrückt hat, in den Mantel 70 bei geringen Druckdifferentialwerten zu strömen, d.li. sie dienen als Zusatzdurchgänge bei geringem Druck, wodurch der Druckabfall auf lediglich 0,21 kg/cm2 herabgesetzt wird. Bei höheren Drucken, beispielsweise oberhalb von o 42 kg/cm2 werden die Durchgänge 73 blockiert, inden sie unter die Rippe 74 bewegt werden.
L)as erste Druckdifferential, welches von der Strömung durch die festen Öffnungen 78 verursacht wird, übt einen stromabseitigen Druck auf den vorspringenden Bereich des Kolbens 60 auf. Dieser Druck verursacht, daß die Feder 62 zusammengedrückt wird, so daß das stron-abseitige Ende 77 des Mantels teilweise die Meßöffnungen 80 blockiert oder sie schließt.
Dieser Druck kann folgendermassen ausgedrückt werden: (1) (Pu - Pi) A = Federkraft = worim Pu der stromaufseitige Druck, Pi der Zwischendruck in dem Bereich zwischen den beiden Kolbengliedern 60 und 64 und A der vorspringende Bereich des stromaufseitigen Kolbens ist.
A ist in wesentlichen gleich dem Qüerschnittsflächenbereich der Bohrung 50. In dieser Gleichung ist K die Federkonstante der Foder 62 Und x die variable Federverschiebung von ihrem entspannten Zustand.
Die Gleichung kann auch folgendermassen geschrieben werden: (2) ( # P7@) A = Kx worin P78 das stromaufseitige Druckdifferential ist, das als Ergebnis der Strömung durch die Druckabfallöffnungen 78 eintritt. Es ist wichtig, daß P7@ eine Variable ist. Je schneller die Strömung durch die Öffnungen 7@ ist, umso größer wird ( P7@) und umgekehrt.
Dieser Differentialdruck (# P7@) verursacht, daß sich der stromaufseitige Kolben 60 stromabseitig bewegt und beginnt, die Meßöffnungen do zu verschliessen. Wenn die Meßöffnungen 80 von dem stromabseitigen Ende 77 des Kolbenmantels 70 verschlossen sind, wird die Strämung durch diese Öffnungen 80 reduziert. Jer zweite Druckabfall, der in den Meßöffnungen ( # P80) eintritt, nimmt zu, wenn diese Meßöffnungen geschlossen sind. Somit steigt der Druck in dem Zwischenbereich (Pi) zwischen den beiden Kolben 60 und 64 an. Folglich nimmt das erste Druckdiffere@tial (#P7@) ab.
Mit anderen Worten hat die reduzierte Strömung durch die Druckabfallöffnungen 78 das erste Druckdifferential ( # P78) reduziert, während das zweite Druckdifferential ( # P80) vergrössert wurde, und zwar auf Grund der teilweisen Schließung der Öffnungen 80.
Eine Gleichgewichtslage für den ersten Kolben 60 ist erreicht, wenn das erste Druckdifferential ( # P7 ) mal deL Kolbenbereich A gleich der komprimierten Federkraft Kx.ist. In dieser Gleichgewichtslage wird die Strömung durch die Neßöffnungen o0 gesteuert, so daß sie gleich dem gewünschten Wert ist.
Unter der Almahme, daß der stromaufseitige Druck (Pu) allsteigt, nimmt augenblicklich das erste Druckdifferential ( # P78) zu, weil der vergrösserte stromaufseitige Druck dazu neigt, , eine vergrösserte Strömung zu verursachen. Der erste olben 60 bewegt sich leicht stromab, um so weiterhin die Meßöffnungen 80 zu schliessen. Folglich steigt das zweite Druckdifferential (# P80) weiterhin an und verursacht ein-Zunehmen des Zwischendruckes (Pi), nährend das erste Druck differential ( # o P78) abgenommen hat, um so eine neue Gleichgewichtslage zum Steuern der Strömung zu erreichen usw.
Die weite liehrheit des Zunehmens des stromaufseitigen Druckes tritt immer an dem Seiten Druckdifferential an den Meßöffnungen 80 auf.
vorteilhaft muß die Feder 62 lediglich dem ersten Druckdiffeventil ( # # P78) widerstehen und braucht nicht dem vollen stromaufseitigen Druck (ru) zu widerstehen. Dieses Betrieb merkmal tritt ein, weil der Zwischendruck (Pi) von dem zweiten Druckabfall (- P80) erzeugt wird, der an den Meßöffnungen 80 auftritt. Änderungen der stromaufseitigen oder stromabseitigen Drucke verursachen, daß sich der Kolben 60 bewegt, um den vorbestimmten Differenttialdruck wegen dynamischer Balance wiederherzustellen, die von den festen und sich verengenden Öffnungen 78 bzw. 73 und den lteßöffnungen 30 geschatfen werden, die in Übereinstimmung mit der Feder 62 arbeiten.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Federanordnung 62 so angeordnet, da(3 sie eine steifere Federeigenschaft für höhere Druckdifferentiale und eine geringere Federeigenschaft für geringere Druckdifferentiale aufweist. Diese Variation kwrn dadurch bewerkstelligt werden, daß eille zweite Feder 62a (vrie in Fig. 11 gezeigt ist) vorgeseilen ist, die kürzer Und steifer als die Feder 62 ist. Dann arbeitet die leichtere Feder 62 alleine, um eine genaue Steuerung über zwei Drittel des Steuerbereiches zu schaffen. Die schwerere Feder 62a arbeitet dann in dem letzten Drittel des Steuerbereiches bezüglich der angewendeten Drucke.
Eine andere Möglichkeit, diese doppelte Federcharakteristiken zu erhalten, besteht darin, eine einzige Feder mit leichteren Windungen an einem Ende zu forraen. wenn die Feder zusammengedrückt wird, werden die leichteren Windungen zusammengedrückt und die schwereren Windungen bleiben aktiv, um eine grössere Federkonstante während des letzten Abschnittes des Steuerbereiches zu schaffen.
Sobald die Meßöffnungen 80 teilweise geschlossen werden, wird der zweite Druckabfall wesentlich grösser als der erste Abfall ( # P78). Der Zwischendruck (Pi), der dadurch erzeugt wird unterstützt die Feder, dem stromaufseitigen Druck zu widerstehen. Diese Wirkung des zwischenliegenden Druckes beim Unterstützen der Feder ermöglicht die Verwendung einer relativ leiciiten Federanordnung, um eine genaue Steuerung über einen weiten Bereich der angewendeten Drucke zu schaffen, wobei die leichtere Federwirkung vorzugsweise über zwei Drittel des Steuerbereiches auftritt, um eine genauere Steuerung zu schaffen, und die steifere Federwirkung die Steuerung des letzten Drittelsdes Steuerbereiches bei angewendeten Drucken übernimmt. Somit wird ein geringer Druckverlust bei geringen Drucken erhalten, und es wird auch eine hohe Genauigkeit über den vollen Bereich erzielt.
Diese vorteilhafte dynamiscile tiirkung eines Steuerventiles gemäss vorliegender Erfindung ist völlig unterschiedlich vonden bekannten Steucrvorrichtungen, in welcher eine Steuerfeder im wesentlichen gegen den gesamten stromaufseitigen Druck wirken muss.
Beispielsweise kann in einem Bereich die Ventileinheit 20 die Strömung genau über einen Bereich steuern, inwelchem der stromaufseitige Druck von 0,21 bis 2,8 kg/cm2 größer als stromabseitige Drucioe ist, d.h. über einen Bereich von größer als 10:1. Durch Verwendung einer leicht steiferen Federanordnung 62 kann die Ventileinheit 20 die Strömung über einen Bereich des stromaufseitigen Druckes von 0,7 bis 7,0 kg/cm2 größer als stromabseitige Drucke genau steuern, d.h. über einen Bereich von 10 : 1. Wenn irgendein entgegengesetzter Druckanstieg auftreten sollte, wird die Anordnung 52 in sofort dämpfen und abführen. Entgegengesetzte Druckanstiebe können in einer System auftreten, wenn ein stromabseitiges Absperrventil plötzlich geschlossen wird oder wenn ein stromabseitiges Steuerventil sich plötzlic schließt.
Derartige entgegengesetzte Druckanstiege können lästige Schwingungen in einer System verursacnen, wenn in den System einer schlossene Luft oder andere, eine Durchfederung erzeugende Faktoren vorhanden sind.
Der entgegengesetzte Druckanstieg verursacht, dG3 sich die ganze Anordnung 52 stromaufwärts bewegt, bis die Rippe 70 gegen den Halter 56 anstösst. Dann beginnt der stromabscitige Kolben 64 sich stromaufwärts zu bewegen, während die Feder 62 zusammengedrückt wird, bis die Meßöffnungen 80 vollständig geschlossen sind, wobei er als Rückschlagventil wirkt. Dabei weil den die Öffnungen 80 voll geschlossen, un als Rückschlagventil zu wirken, weildie Feder 62 mehr und mehr dem vollen stromabseitigen Druckanstieg widerstehen muß, da die @ffnungen 80 progressiv geschlossen werden. Zeit anderen Worten wird bei den Dänpfen des entgegengesetzten Anstieges im wesentlichen das gesamte Druckdifferential auf den stromabseitigen Kolben 64 angewandt. Der Kolben 64 nir,mt augenblicklich die Rolle eines wstromaufseiti£ent Kolbens während des entgegengesetzten Anstieges ein und erzeugt eine augenblickliche Absperrventilwirlung, um so den Druckanstieg zu dämpfen.
Während sich der Handgriff 31 in seiner longitudinalen Stellung befindet, kann ein Absperrglied 82 (Fig. 6) von dem Zugangsdurchgang 27 in das Ventilgehäuse 21 geschraubt werden, der gegenüber dem Mittelabschnitt des Ventilgliedes 3c liegt. Es tritt kein bemerkenswertes Lecken von Plüssigkeit durch den Durciigang 27 auf, selbst wenn sich die Ventileinheit 2o in Betrieb unter vollem Betricbsdruck befindet. Somit kann ein Überprüfer durch die seitliche Zugangsöffnung 27 schauen und vorzugsweise kann er in die Bohrung 50 durch ein Beobachtungsfenster 84 schauen. Das Fenster ist in einem Beobachtungsdurchgang 86 dichtend eingesetzt., der in der Seite des Ventilgliedes 30 auf derselben Seite wie der Zugnagsdurchgang 27 zentral angeordnet ist.
Das Penster 84 wird dichtend eingepasst, wenn das Ventil hergestellt wird, indem es genau als kreisförmige Scheibe aus einem Glas hoher Festigkeit gebildet wird, die so bemesse ist, daß sie eng in den Beobachtungsdurchgang 86 passt.
1:ach Einsetzen des Fensters in den Durchgang 86 wird das Material des Kugelgliedes 30 in der Nähe des Fensters unter Druch gewalzt, wodurch verursacht vrird, daß das Material sich leicht verformt, um so den Unfang der Glasscheibe eng zu einer wasserdichten Verbbldrn zu ergreifen.
Balait der Überprüfer mit einem Blick den Arbeitszustand des Strömungssteuerventiles feststellen kann, ist das Äußere des ersten Kolbenmantels 70 von einer Folge graduierter eingeritzter Marken 90 (Fig. 5) umgeben, die dauerhaft mit einer Kontrastfarbe gefärbt sind. Diese Marken 90 können leicht durch das Fenster 84 gesehen werden, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Aucn kann die zweite Kolbenrippe 74 leicht durch das Fenster gesehen werden. Die stromaufseitige Kante 91 (Fig. 4) der zweiten Kolbenrippe 74 dient als Bezug oder Indexlinie bezüglich den Relativlagen der graduierten Marken 90, die der Inspektor sehen kann. Zusätzlich kann, wenn nicht der stromaufseitige Druck an dem unteren Ende des Arbeitsbereiches ist, die Rippe 76 des ersten Kolbens durch das Beobachtungsfenster gesehen werden.
Der Koalbenmantel 70 ist aus einem korrosionsbeständigen Material wie IIessing oder Bronze oder nichtrostendem Stahl hergestellt. Demzufolge schafft er einen erhellten Hintergrund, so daß jede Verunreinigung oder Teilchen gesehen werden können, wenn sie mit der Flüssigkeit im System zirkulieren.
Wenn der Betrieb zufriedenstellend ist, ersetzt der tberprüfer das Abschlußglied 82 zusammen mit dessen Dichtung 92.
SJenn der berprüfer es wünscht, die Ventileinheit 20 zu warten, verschiebt er den Kolben und die Dichtung 82 und dz 92.
Er dreht den Handgriff 31 in dessen entgegengesetzte tage, in welcher sowohl die stromaufseitigen als auch die stromabsitigen Durchgänge 82 und 84 vollständig verschlossen sind.
In dieser Lage fluchtet das stronaufseitige Ende der Bohrung 50 direkt mit dem Seitenzugangsdurchgang 27.
Der Überprüfer entfernt wiederum das Abschlußglied 82 und -hat direkten Zugang zu der Bohrung 50. Die Halte klammer 56 wird entfernt. Dann kann die gesamte Strömungssteuerhülsenanordnung 52 durch den Zugang 27 entfernt werden. Die Anordnung 52 kann gesäubert oder ersetzt werden0 Die Feder 62 kann gewünschtenfalls durch eine steifere oder leichtere Feder ersetzt werden. Eine umkonstruierte Ströungssteuerhülse 52 kann leicht eingesetzt werden, wenn dies gewünscht wird, um die Betriebscharakteristiken des Systemes zu ändern. Es sei hervorgehoben, daß alle diese Arbeiten gemacht werden können, während die Ventileinheit 20 in dem System unter vollem Druck verbleibt; es tritt jedoch kein bemerkenswertes Entweichen auf, weil die stromaufseitigen und stromabseitigen Durchgänge 32 und 34 geschlossen sind0 Wenn das Ventil verschlissen ist, so daß ein leichtes Lecken eintritt, wird der Überprüfer den Dichtungsschalter 26 etwas mehr abziehen.
Zu Filtrierzwecken kann die Strömungssteuerhülse 52 durch eine Doppelfilteranordnung ersetzt werden, wie dies, in Fig. 7 gezeigt ist. Diese Anordnung schliesst ein Siebfilter 96 ein, welches gegen eine Halterung 54 liegt, wobei eine Abstandsfeder 97 und ein perforiertes Sieb element 98 neben dem entfernbaren Halt er 56 vorgesehen sind. Die Perforationen 99 in dem Element 98 sind grösser als die liaschen des Siebes 96.
Somit können Verunreinigungsteilchen durch die Öffnungen 99 strömen und werden in der Bohrung 50 in der Nähr des Fensters 84 eingefangen, wo sie durch den Beobachtungsdurchgang 94 gesehen werden können uild durch den Seitenzugangsdurchgang entfernt werden RölLnen, Eine wirksame Systeminstallierung ist die Anordnung einer Ventileinheit 20 mit einer Filteranordnung 96, 97, 98 stromauf des zu steuernden Anordnunbsteiles. Eine andere Ventileinheit 20 mit der Strömungssteuerhülse 52 ist stromab von dem Anordnungsteil vorgesehen. Auf diese Weise verhindert die Filteranordnung ein Eintreten der Verunreinigungen in die zugehörige Anordnung oder in das kombinierte Absperr- und Strömungssteuerventil. Auch kann das Filterventil als Absperrventil dienen, wenn es notwendig sein sollte, un die zugehörige Anordnung von dem System zu entfernen.
Um Messungen vorzunehmen, wird ein Verbindungsteil 99 (Fig .6) entfernt, und eine spezielle Meßvorrichtung loo (Fig. 8) wird in einen LIeßverbindungsdurchgang 1o2 eingeschraubt, der in der Mitte des Verschlußteiles 82 vorgesehen ist. Sobald die Meßvorrichtung 100 verbunden ist, wird der Handgriff 31 in seine Zwischenstellung bewegt (ungefähr 450, viie dies in Fig.8 gezeigt ist). Diese Zwischenstellung erlaubt ein Strömen der Flüssigkeit von dem Einlaßdurchgang 82 zu der Meßvorrichtung loo. Ein Sichtglas 104 in der Büchse 106 erlaubt dem Benutzer die Feststellung, daß Flüssigkeit in die Büchse 106 eintritt.
Ein Temperaturmesser 1o8 an dem äußeren Ende der Büchse 1o6 weist eine Fühlsonde 110 auf, die sich konzentrisch längs innerhalb der Büchse zum genauen Messen der Temperatur der darin befindliclien Flüssigkeit erstreckte Ein Druckmesser 112 ist an der Seite der Büchse 106 angeordnet, um den Druck der darin befindlichen Flüssigkeit anzuzeigen.
Ein Verbindungsbereich 114 am Bodenende der Büchse 106 ist vorgesehen, um die spezielle Meßvorrichtung 100 an den Meßdurchgang 1o2 zu befestigen und davon zu entfernen. iiacn Durchführung der Messungen wird der Handgriff 31 zurück in seine Längslage e bewegt, bevor die Vorrichtung loo gelöst und das Absperrglied, 99 ersetzt wird. Alternativ wird ein Warten der Handgriff 31 in seine Querlage bewegt. Wenn es gewünscht wird, die Flässigkeit aus dem System abzulassen, kann der Jlandgriff in seiner Zwischenstellung von 450 belassen werden, wenn die Meßvorrichtung 100 gelöst wird.
Eine Dichtung 114 (Fig. 2 und 6) ist vorgesehen, welche mit dem inneren Ende des Halte#elementes 26 in Eingriff steht, um ein Lecken durch die Gewinde 48 zu verhindern. Es kann auch gewünschtenfalls ein Beobachtungsfenster 115 in dem Kopf 49 des Halters 26 vorgesehen sein, damit der Benutzer die Flüssigkeit in dem Auslaßdurchgang 34 erblicken kann.
Ein Luftabzug 116, ähnlich einen Luftventil kann in dem Gehäuse 21 vorgesehen sein, um Luft aus dem System zu befreien. Um dies zu tun, wird die Ventilklappe 11£» abgeschraubt und der innere Ventilschaft herabgedrückt, ähnlich den Freilassen von Luft aus einem Reifen.
Obwohl das beschriebene Kugelventilglied 30 aus Metall ist, kann es vollständig aus hochqualitativem, spannungsfrei gemachtem Glas gefertigt sein, das poliert ist, um eine glatte Umfangsfläche zu bilden. Das Fenster 84 Dann dairn in die Glaskugel geschliffen werden, um die gewünschte Beobachtung zu ermöglichen. Durch zweckmässige Ausbildung des Fensters 84 zwecks Bildung einer Linse kann eine Vergrösserung der inneren Teile gewünschtenfalls geschaffen werden.
Überbrückungskanäle 81 (Fig. 5) können gewünschtenfalls vorgesehen sein, und zwer in der Rippe 76, um ein Strömen hinter diese Rippe und in die Durchgänge 73 bei geringen Druck differentialwerten zu erleichtern.
In Fig. 10 ist eine herkömmliche, heutzutage vervrendete Anordnung mit zwei Absperrventilen 119 und 119t gezeigt, wobei dazwischen ein Strömungssteuerventil 121 angeordnet ist.
Die vorliegende Erfindung sieht alle diese Funktionen zu sätzlich weiteren Vorteilen und Merkmalen und Funktionen vor, wie dies beschrieben ist.
In Fig. 11 bis 15 ist eine andere Ventilanordnung 20A' gemäss Erfindung gezeigt. Es werden lediglich die Unterschiede zwischen den Ventileiniieiten 20A' und 20 und die zusatzlichen Merkmale beschrieben.
Die Ventileinheit 20A' hat eine äußere Seitenerstreckung oder Blase 120' an seinen Gehäuse 21', in welcher der Seitenzugangsdurchgang 27' angeordnet ist. Die Verwendung dieses Vorsprunges 27' ermöglicht die Verwendung eines grösseren Kugelventilgliedes 30' mit einer grösseren Bohrung 50'.
Damit kann eine grössere Strömungskapazität für eine gegebene Grösse einer verschraubten Verbindung bei 25t und 48" geschaffen werden.
Das stromabseitige Ende 24' des Gehäuses 21' ist bei 48' mit einem Gewinde versehen, um das einstellbare Dichthalterelement 26' aufzunehmen, welches an seinem äußeren Ende 49' geformt ist, um einen Schlüssel zwecks. Einstellung aufzunehmen.
Das Beobachtungsfenster 84 ist in seinem Durchgang 86' mittels eines Halteringes 1242 (Fig'. 12) befestigt. Gewünschtenfalls kaim das ganze Kugelglied in der Einheit 20At aus einem spannungsfrei gemachtem Glas hoher Qualität sein, wie dies oben für die Einheit 20 beschrieben ist.
Die Ließö.ffnungen 80' in der Seitenwand 72' des zweiten Kolbens 64' sind sehr gross, wie dies am besten aus Fig. 12 und 14 ersehen werden kann. Diese Meßöffnungen 80' besetzen fast den gesamten Bereich der Seitenwand 72' zwischen dem Kolbenkopf 68' und der Rippe 74'. Es sind sechs grosse hIeßdurchgänge 80' vorgesehen, um so eine grosse Strömungskapazität bei geringen Werten des stromaufseitigen Druckes zu schaffen.
Die zusätzlicnen Öffnungen 73' sind längliche Umfangsschlitze, wie dies in Fig. 12 gezeigt sind. Es sind vier Zusatzdurchgänge 73' vorgesehen.
Wenn der stromaufseitige Druck auf Zwischenwerte ansteigt, wird der erste Kolben 60' progressiv stromab bewegt, um so die Grösse dieser Durchgänge 73 ' zu vermindern, wenn sie sich unter der Rippe 74' bewegen. Schliesslich werden die Durchgänge 73' vollständig von der Rippe 742 des zweiten Kolbens 64t verdeckt, wie dies in Fig. 13 gezeigt ist.
In Fig. 14 ist der erste Kolben 60', wenn er sich de£i gesamten stromabseitigen Weg entlang bewegt hat, teleskopartig in dem zweiten kolben 64' aufgenommen, und zwar bei höchstem stromaufseitigem Druckwert innerhalb des Betriebsbereiches. Es sei bemerkt, daß in Fig. 14 die stronaufseitigen Öffnungen 78' ebenfalls teilweise von der Rippe 74' verdeckt sind, um so die effektive Grösse dieser Öffnungen zu reduzieren, wenn in der ähe der oberen Grenze des Druckbereiches gearbeitet wird.
7ie in Fig. 11, 12 und 15 gezeigt ist, sind die stromaufseitigen Öffnungen 78' durch Bohren von ungefähr 450 zu der Kurvenachse in der Vorderfläche und der Seitenwand 70' des ersten Kolbens 60' ausgebildet. Somit sind Kerben 126t in der Rippe 7G' ausgebildet, wie dies in Fig.15 gezeigt ist. Die Kanten 12@' (Fig. 12) der Öffnungen 78' stromab von der Rippe 76' sind rechtwinklig geformt.
Eine leichtere Feder 62' ist konzentrisch in einer schwereren Feder 62a' angeordnet. Die leichtere Feder 62' ist ausreichend lang, um über den gesamten Bereich zu arbeiten. Die schwerere Feder 62a' ist kürzer und schafft eine steifere Federwirkung (höhere Federkonstante) über dem oberen Drittel des Druck bereiches.
Damit eine einzige Strömungssteuerhülsenanordnung 52A (Fig. 12) über unterschiedliche Druckbereiche verwendet werden kann, ist ein stromaufseitiges Einstellscheibenelement 130' (Fig. 15) mittels einer Klemmschraube 132' an der Mitte des stromaufseitigen Kolbenkopfes befestigt. Diese Einstellscheibe 130' weist eine Vielzahl von Öffnungen 134' atif, die mit den Öffnungen 78' übereinstimmen oder von ihnen versetzt sein können.
durch Drehen der Scheibe 130' werden die verjüngten oder winkligen Öffnungen 78' einstellbar teilweise verschlossen.
Eine Blockiereinrichtung (nicht gezeigt), wie eine Blockier-Scheibe oder geriffelte Oberflächen, sind zwischen der Scheibe 130' Und dem Kopf des Kolbens 60 vorgesehen, um- die Scheibe 130' in ihrer eingestellten Lage zu befestigen, weil die Klemmschraube 132' angezogen ist. Wenn die Öffnungen 78' teilweise geschlossen sind, können entsprechend steifere Federn 62' -und 62at verwendet werden, um bei höheren Drucken und höheren Differentialen zu arbeiten.
Wie in Fig. 11 gezeigt ist, dient der Schaft 136' der Schraube 132' als Zentriereinrichtung zum allgemeinenAnordnen der Federn 62 und 62a.
Wenn es gewünscht ist, die stromaufseitige Seite 322 des Flüssigkeitssystemes abzulassen, während die Flüssigkeit in der stromabseitigen Seite 34' abgesperrt ist, kann das stromabseitige Ende der Bohrung in der Kugel 30t in Durchmesser reduziert werden, wie dies mit gestrichelten Linien bei 138' in Fig. 12 angezeigt ist, um anstelle des festen Halters 54' zu dienen. Beispielsweise kann der reduzierte Bohrungsabschnitt 138 einen Innendurchmesser aufweisen, welcher 75% von der stromaufseitigen Bohrung 50' ist. wenn dann das Kugelventilglied ungefähr 600 von seiner Axialetellt1ng gedreht wird, wobei die stromaufseitige Bohrung 50' zu dem Seitenzugangsdurchgang 27' verschoben ist, steht der stromaufseitige Durchgang 32' mit dem Seitenzugangsdurch gang in Verbindung, während der reduzierte Bohrungsabschnitt 138t fortfährt, den stromabseitigen Durchgang 34' zu verschliessen. Wenn das Verschlußglied 82' entfernt ist, wird der stromaufseitige Durchgang 32 entleert, während der stromabseitige Durchgang 34' vollbleibt.
Wenn das Kugelventilglied ungefähr 450 aus seiner axialen Stellung gedreht ist, können sowohl die stromaufseitigen als auch die stromabseitigen Durchlässe entleert werden. Auch kann die spezielle Meßeinheit 100 verwendet werden, indem das Absperrglied 92' entfernt und der Verbindungsstopfen 99" versetzt wird.
Die stromaufseitige und stromabseitigen Kanten der- länglichen Zusatzdurchgänge 73' dienen als kalibrierte Marken, welche durch das Fenster 84' beobachtet werden können.
Es lassen sich zweckmässige Änderungen der Anordnung durchführen, ohne sich jedoch dabei vom Kern der Erfindung zu entfernen.

Claims

Patentansprüche

Kombiniertes Absperr- und Strömungssteuerventil, gekennzeichnet durch einen Seitenzugang und einen Sichtdurchgang zum Beobachten und Warten, ein Ventilgehäuse mit einem Einlaßdurchgang und einem Auslaßdurchgang, ein drehbareo Ventilglied innerhalb des Gehäuses zwischen dem Einlaß und dem Auelaßdurchgang, wobei dieses Ventilglied in verschiedene Winkellagen einschliesslich einer Strömungsst euerbetriebsstellung und einer Abschließstellung bewegbar ist, wobei dieses Ventilglied eine Bohrung aufweist, die sich dadurch erstreckt und einen Flüssigkeitsstrom erlaubt, zwischen dem Auslaß- und dem Einlaßdurchgang zu strömen, wenn das Ventilglied in seine Strömungssteuerstellung gedreht ist, in welcher die Bohrung mit dem Einlaßdurchgang und den Auslaßdurchgang in Verbindung steht, durch eine Strömungasteuereinrichtung in der Bohrung zum Steuern der Flüssigkeitsströmung durch diese Bohrung, wobei dieses Ventilglied sowohl den Einlaß- als auch den Auslaßdurchgang absperrt, wenn das Ventilglied in seine Absperrstellung bewegt ist, in welcher die Bohrung winkeimässig von dem Einlaß- und Auslaßdurchgang wegbewegt ist, wobei das Gehäuse einen Seitenzugangsdurchgang aufweist, um so einen Zugang zu dem Ventilglied zu schaffen, durch eine zu öffnende Verschließeinrichtung, welche normalerweise diesen Seitenzugangsdurchgang verschließt und geöffnet werden kann, um einen Zwang durch diesen Durchgang zu dem Ventilglied zu erhalten, ein Fenster in dem Ventilglied zum Beobachten der Strömungssteuereinrichtung in der Bohrung, wobei das Fenster mit diesem Zugangsdurchgang fluchtet, wenn das Ventilglied in seine Strömungsteuerstellung bewegt ist, um eine visuelle Inspektion der Ströniungs steuereiurich-tung durch diesen Zugangsdurchgang Z;1 schaffen, während das Ventil in Strömungssteuerbetrieb verbleibt, wobei die Bohrung-in Fluchtung mit diesem Zugailgsdurchgang vorgesehen ist, vrenn das Ventilglied in seine Abschließstellung bewegt ist, um einen Zugang zu der Strömungssteuereinrichtung durch diesen Seitenzugängs durchgang zu schaffen, um die Strömungssteuereinrichtung zu warten, --während das kombinierte Ventil in der Leistung in seiner Verschließstellung verbleibt.
2.) Kombiniertes Absperr- und Strömungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeicimet, daß die Strömungssteuereinrichtung in der Bohrung eine Koalbeneinrichtung einschliesst, welche in der Bohrung stromabwärts bewegbar ist, daß eine Pedereinrichtung vorgesellen ist, die diese Kolbeneinrichtung ineine RichtunG stromaufwärts drückt und daß die Kolbeneinrichtung auf ihrer Seite sichtbare Merkmale wie eingeritzte Marken, Gradeinteilungen, Seitenöffnungen o.dgl. einschliesst, welche durch das Fenster wahrnehmbar sind, Um visuell die Betrieb stellung der Kolbeneinrichtung zu bestimmen.
3.) Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungssteuereinrichtung in der Bohrung eine erste und eine zweite Kolbeneinrichtung einschliesst, daß eine Federeinrichtung die erste Kolbeneinrichtung stromaufwärts in der Bohrung und die zweite Kolbeneinrichtung stromabwärts in der Bohrung drückt, wobei die erste Kolbeneinrichtung stromab gegen die Wirkung der Federeinrichtung in Ansprechen auf ein Anwachsen des Druclçdifferentials bewegbar ist, daß die Strömungssteuereinrichtung eine Ueßöffnung einschliesst und die Stromabwärtsbewegung der ersten Kolbeneinrichtung dazu dient, die effektive Grösse der Meßöffnung zum Steuern des Flüssigkeitsstrones dient, daß die zweite Kolbeneinrichtung stromauf gegen die Wirkung der Federeinrichtung in Ansprechen auf stromabseitige Druckanstiege zum Dämpfeil dieser stromabseitigen Druckanstiege bewegbar ist, daß eine der Kolbeneinrichtungen sichtbare Charakteristika auf ihrer Seite wie geritzte Markierungen und Gradeinteilungen, Seitenöffnungen o.dgl.

einschliesst, welche durch das Fenster beobachtet werden können, wenn der Seitenzugangsdurchgang geöffnet ist, um visuell die Relativlagen der Kolbeneinrichtung zu bestimmen, um die Arbeitsbedingung der Strömungssteuereinrichtung zu bestimmen, während das kombinierte Ventil in Strömungssteuerbetrieb verbleibt, und wobei ein Überprüfer während tatsächlicher Betriebsbedingungen des Ventiles die Strömungssteuereinrichtung in Ansprechen auf Änderungen der Flüssigkeitsdrucke beobachten kann.
4.) Ventil nacn Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Ventilglied aus Metall hergestellt ist und einen Durchgang aufweist, der sicli. durch die Seite des Ventilgliedes in die Bohrung erstreckt, wobei das Penster ein transparentes Elem@nt ist, welches in dem Durchgang befestigt ist.
5.) Ventil anch Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Ventilglied im allgemeinen kugelförmig ist, wobei sich die Bohrung durch die Kugelform erstreckt, und daß der Durchgang und das Fenster in der Mitte einer Seite der Kugelform in der Nähe der Mitte der Bohrung angeordnet sind.
6.) Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Ventilglied aus einen transparenten Material bestelzt, und daß das Fenster in diesem transparenten Material ausgebildet ist.
7.) Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fenster eine Vergrösserung der Strömungssteuereinrichtung in der Bohrung schafft, die von einem überprüf er beobachtet werden kann, welcher durch den geöffileten Seitenzugang in dem Gehäuse schaut.
8.) Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der entfernbare Halter-dazu dient, die erste und die zweite Kolbeneinrichtung und die Federeinrichtung in der Bohrung zurückzuhalten und daß die entfernbare Halteeinrichtung durch den Seitenzugangsdurchgang zugänglich ist, wenn das drehbare Ventilglied in seine Abschließstellung bewegt worden ist, um ein Entfernen der Halteeinrichtung und der ersten und der evrelten Kolbeneinrichtung und der Federeinrichtung zwecks Wartung oder Austausch zu ermöglichen.
9.) Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Ventilglied im allgemeinen kugelförmig ist und daß eine zweite Halteeinrichtung in der Bohrung vorgesehen ist, wobei diese entfernbare Halteeinrichtung in installierter Stellung und die zweite Halteeinrichtung dazu dienen, im Betrieb die erste und die zweite Kolbeneinrichtung innerhalb der Kugelform des Ventilgliedes bei allen Betriebsdruckzuständen zurück@uhalten, sodaß das erste und das zweite Kolbenglied nicht hervorragt und das drehbare Ventilglied gegen Drehen innerhalb des Gehäuses hindert, wodurch das drehbare Ventilglied in seine abschließstellung jederzeit unabhängig von den Betriebsdruckzuständen der Flüssigkeit gedreht werden kann.
lo.) Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Ventilglied in eine Zwischenstellung zwischen der Strömungssteuerbetriebsstellung und der Abschließstellung bewegt werden kann, wobei das Ventilglied in seiner Zwischenstellung erlaubt, daß Flüssigkeit von sowohl dem Einlaß -als auch it deu Auslaßdurchgang zu dem Seitenzugangsdurchgang strömen kann und daß der Seitenzugangsdurchgang eine Verbindungseinrichtung, welche damit verbunden ist, aufweist, welche ermöglicht, daß eine Temperatur- und Druckmeßeinrichtung daran befestigbar ist, um Temperatur und Druck der Flüssi,keit zu messen, da während das Ventil in Betrieb bleibt und sonit auch Flüssigkeit sowohl von dem Einlaß- als auch deii Auslaßdurchgang durch den geöffneten Seitenzugangsdurchgan ': abgezogen werden kann.
11.) Ventil nach Anspruch 1o, dadurch.gekennzeichnet, daß die Zwischenstellung diejenige ist, in welcher das Ventilglied in einem Winkel von ungefähr 450 zu seiner Strömungssteuerbetriebsstellung gedreht ist.
12.)Ventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung einen geringeren Durchmesser an ihrem stromab seitigen Ende als ai den stromaufseitigen Ende aufweist, daß das Ventilglied in eine zweite Zwischenstellung zwischen der Verschließstellung und der erwähnten Zwischenstellung bewegt werden kann, und daß die zweite Zwischenstellung erlaubt, daß Flüssigkeit von dem Einlaßdurchgang aus dem geöffneten Seitenzugangsdurchgang strömen kann, während der Auslaßdurchgang verschlossen ist, so daß die stromaufseitige Flüssigkeit durch den Seitenzugangsdurchgang abgezogen werden kann, während die stromabseitige Flüssigkeit zurückgehalten ist.
13.) Ventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Zwischenstellung diejenige ist, in welcher das Ventilglied in einem Winkel von ungefähr 600 zu seiner Strömungssteuerbetriebsstellung bewegt ist.
14.) Kombiiiiertes Absperr- und Strömungssteuerventil mit einem Seitenzugangsdurchgang zum arten und Überprtifen, gekennzeichnet durch ein Ventilgehäuse mit einem Einlaßdurchgang und einem Auslaßdurchgang, ein drehbares Ventilglied in dem Gehäuse zwischen dem Einlaß- und dem Auslaßdurchgang, wobei dieses Ventilglied in verschiedene wJinkelstellungen einschliesslich einer Strömungssteuerbetriebsstellung und einer Absperrstellung bewegbar ist und eine Dohrung aufweist, die sich dadurch erstreckt, um Flüssigkeit zu gestatten, zwischen dem Einlaß- und Auslaßdurchgang zu strömen, wenn das Ventilglied in seine Strömungssteuerstellung bewegt worden ist, in welcher die Bohrung sowohl mit dem Einlaß-als auch mit dem Auslaßdurchgang in Verbindung steht, durch eine Strömungssteuereinrichtung in der Bohrung zum Steuern des Flüssigkeitsstromes durch diese Bohrung, wobei das Ventilglied sowohl den Einlaß- als auchlden Auslaßdurchgang versperrt, wenn es in seine Absperrstellung bewegt ist, in welcher die Bohrung winkelmässig von dem Einlaß- und dem Auslaßdurchgang entfernt ist, wobei das Gehäuse einen Seitenzugangsdurchgang aufweist, welcher Zugang zu dem Ventilglied schafft, durch eine zu öffnende Verschließeinrichtung, welche normalerweise den Seitenzugangsdurchgang verschließt und geöffnet werden kann, um Zugang durch diesen Durchgang zu dem Ventilglied zu ermöglichen, wobei die Bohrung in Fluchtung mit dem Seitenzugangsdurchgang angeordnet ist, wenn das Ventilglied in seine Absperrstellung bewegt ist, um einen Zugang zu der ;;jtrömungssteuereinrichtung durch diesen Seitenzugangsdurchgang zu schaffen, um die Strömungssteuereinrichtung zu warten, während das kombinierte Ventil in seiner Abeperrstellung verbleibt, wobei die Strömungseteuereinrichtung in der Bohrung eine erste und eine zweite Kolbeneinrichtung einschliesst, durch eine Federeinrichtung, welche die er-ste Kolbeneinrichtung stromaufwärts in der Bohrung und die zweite Kolbeneinrichtung stromabwärts in der Bohrung drückt, wobei die erste Kolbeneinrichtung eine erste Öffnung begrenzt und stromab gegen die Wirkung der Federeinrichtung in Ansprechen auf ein Zunehmen des Druckdifferentiales bewegbar ist, wobei die Strömungssteuereinrichtung eine Meßöffnungseinrichtung einschliesst und die stromabseitige Bewegung der ersten Kolbeneinrichtung dazu dient, die effektive Grösse e der Meßöffnungseinrichtung zum Steuern des Flüssigkeitsstromes zu reduzieren, wobei die zweite Kolbeneinrichtung stromaufwärts gegen die Wirkung der Federeinrichtung in Ansprechen auf stromabseitige Druckanstiege zum Dämpfen der stromabseitigen Druckaxstiege bewegbar ist, und durch eine entfernbare Zurückhalteeinrichtung zum Zurückhalten der ersten und der zweiten Kolbeneinrichtung in der Bohrung., wobei diese Zurückhalteeinrichtung durch den Seitenzugangsdurchgang zugänglich ist, wenn das Ventilglied in seine Absperrstellung bewegt ist.
15.) Ventil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Kolbeneinrichtung stromaufwärtige und stromabseitige Hohlkolben aufweist, deren jeder einen Kolbens kopf mit einer Seitenwand hat, die einen Mantel bildet, wobei der Mantel eines dieser Kolben teleskopartig innerhalb des Mantels des anderen angeordnet ist und daß die-edereinrichtung eine Kompressionsfeder ist, welche innerhalb der Hohlkolben angeordnet ist und sie voneinander wegdrückt.
16.) Ventil nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßöffnungseinrichtung eine Vielzahl von Meßöffnungen in dem IJantel des stromabseitigen Kolbens umfaßt, wobei diese Öffnungen progressiv von dem Mantel der stromaufseitigen Kolbeneinrichtung verringert werden, wenn die beiden Kolben relativ zueinander hin bewegt werden.
17.) Ventil nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der stromaufseitige als auch der stromabseitige Kolben, in der Bohrung bewegbar ist, so daß stromab des Ventiles.

auftretende Druckanstiege den stromabseitigen Kolben veranlassen können, sich in einer stromaufwärtigen Richtung zu bewegen, wodurch diese Meßöffnungen verkleinert werden, um solche Druckanstiege zu dämpfen.
18.) Ventil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung eine längere leichtere Kompressionsfeder konzentrisch in einer kürzeren steifen Kompressionsf,eder einschliesst, um eine steifere wirksame Federkonstante zu schaffen, wenn sich die erste und die zweite Kolbeneinrichtung über eine vorbestimmte Entfernung zueinander bewegt haben.
19.) Ventil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeicbnet, daß die erste von der ersten Kolbeneinrichtung begrenste Öffnung eis Vielzahl von Öffnungen und eine einstellbare Einrichtung zum Einstellen der effektiven Grösse dieser Öffnungen zwecks Einstellung der Strömungssteuereinrichtung' für unterschiedliche Betriebsbedingungen einschliesst.

2o.) Ventil nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die einstellbare Einrichtung ein Glied einschliesst, welches drehbar auf der ersten Kolbeneinrichtung angeordnet ist, wobei dieses Glied eine Vielzahl von Öffnungen einschliesst, welche mit entsprechenden Öffnungen in der ersten Kolbens einrichtung einstellbar sind, und daß dieses Glied drehbar ist, um die Öffnungen darin von den Öffnungen in der ersten Kolbeneinrichtung zum Reduzieren der effektiven Grösse dieser' Öffnungen zu versetzen.