DE2460161A1

DE2460161A1 - Stroemungsmittel-durchflussteuerventil

Info

Publication number: DE2460161A1
Application number: DE19742460161
Authority: DE
Inventors: Ronald Frederick Cassidy; George Richard Giles
Original assignee: Normalair Garrett Ltd
Current assignee: Honeywell Normalair Garrett Ltd
Priority date: 1973-12-21
Filing date: 1974-12-19
Publication date: 1975-07-03
Also published as: FR2255530A1; GB1494734A; FR2255530B3

Description

Unser Zeichen
Our Ref.

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JMORMALAIR-GARRET! (HOLDINGS) LIMITED, Westland Works, Yeovil, Somerset, England

Strömungsmittel-Durchflußsteuerventil

Die Erfindung bezieht sich auf Strömungsmittel-Durchflußsteuerventile der Art, wie sie häufig als Reihenventile ("in-line" valves) "bezeichnet werden, welche einen Strömungsmitteldurchflußkanal aufweisen, der von einem Ventilkopf gesteuert wird, welcher in axialer Richtung in dem Kanal zwischen extremen Strömungsmitteldurchflußsteuerstellungen verschiebbar ist, von denen eine üblicherweise eine den Kanal sperrende Stellung zum Absperren des Strömungsmitteldurchflusses durch den Kanal ist.

In den meisten Anwendungsfällen, bei denen solche Reihenventile verwendet werden, läßt sich ein geringer Verlust durch Auslaufen oder Abziehen am Ventilkopf vorbei in der Stellung, in der der Kanal geschlossen ist, in Kauf nehmen. Es gibt jedoch'Anwendungsfälle, bei denen dies nicht zulässig ist, weil Druck sich stromabwärts in bezug auf den Ventilkopf aufbauen kann,was in dem das

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Konto: Bayerische Vereinsbank (BLZ 750 200 73) 5 804248 Postscheckkonto München 893 69-801

Gerichtsstand Regensburg

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Ventil aufnehmenden System einen schädlichen Effekt ergibt.

Bei anderen Anwendungsfällen kann es erwünscht sein, Kenntnis davon zu haben, wann der Ventilkopf eine der Extremstellungen einnimmt.

nit vorliegender Erfindung wird deshalb bei einem Strömungsmittel-Durchflußsteuerventil mit einem Durchflußkanal, der von einem Ventilkopf gesteuert wird, welcher in axialer Richtung zwischen extremen Strömungsmitteldurchfluß-Steuerstellungen verschiebbar ist, vorgeschlagen, daß der Ventilkopf ein längliches Bauteil aufweist, das mit ihm verscüiebbar ist und das die Verbindung zwischen einer Anzapf-leitung und dem Strömungsmitteldurchflußkanal steuern kann.

Abhängig von dem Bereich des Strömungsmitteldurchflusskanales, mit welchem die Anzapfleitung verbunden ist, und von dem Richtungssinn, in welchem die Bewegung des länglichen Bauteiles die Verbindung zwischen der Anzapfleitung und dem Durchflußkanal beeinflußt, kann die .Konstruktion verschiedene Funktionen ergeben.

Eine wichtige !Funktion besteht beispielsweise darin, die Position des Ventilkopfes zu signalisieren, wobei zur Erzeugung eines solchen Signales das gesteuerte Strömungsmittel stromaufwärts in bezug auf den Ventilkopf verwendet wird. Zu diesem Zweck ist das längliche Bauteil so ausgebildet, daß es die Verbindung zwischen der Anzapflei'tung und einem Bereich des Kanales stromaufwärts in bezug auf den Ventilkopf steuert.

Die Konstruktion kann jedoch auch so ausgelegt sein, daß sie eine Funktion ergibt, aufgrund der der Kanal stromabwärts in bezug auf den Ventilkopf ventiliert wird, wenn dieser eine den Kanal schließende Extremstellung einnimmt. Zu diesem Zweck ist das längliche Bauteil sQ ausgebildet, daß es eine Verbindung zwischen der Anzapfleitung und dem Bereich des Kanales stromabwärts in bezug auf den Ventilkopf öffnet, wenn der Ventilkopf

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eine den Kanal schließende Position einnimmt.

Das längliche Bauteil kann zweckmäßigerweise seine Steuerfunktion dadurch ausüben, daß es in die Anzapfleitung reicht und mit einem darin ausgebildeten Ventilsitz zusammenwirkt. Wenn die Anzapfleitung mit einem Durchflußkanalbereich stromaufwärts in bezug auf den Ventilkopf in Verbindung steht, ergibt sich dies aus der Verwendung eines rohrförmigen länglichen Bauteiles, das in einen solchen Durchflußkanalbereich vorsteht.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand zweier Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:

Pigur 1 schematisch ein Reihenventil, das eine Ausführungsform der Erfindung darstellt und einen Absperr- Ventilkopf sowie einen modulierenden Ventilkopf aufweist, und

ligur 2 in ähnlicher Weise ein anderes Reihenventil gemäß der Erfindung.

Figur 1 zeigt ein Reihenventil 10, das einen rohrförmigen Körper 11 besitzt, der koaxial in seinem Inneren ein Ventilgehäuse 12 aufnimmt, das am stromaufwärts gelegenen Ende einen Absperrventilkopf 13 aufweist. Dieser Ventilkopf 15 ist auf einer Spindel Ί4 befestigt, die innerhalb einer Buchsenlagerung 15 gleitet, welche in einer Lagerabstützung 16 gehalten wird, die in koaxialer Richtung verläuft. Das Ventilgehäuse 12 wird von einer Stütze 17 aufgenommen, die sich von der Innenwand des Ventilkörpers 11 in der Ebene eines Armes 18 erstreckt, welche das Innere des Ventilgehäuses 12 in zwei Kammern unterteilt. Der Ventilkopf '13 ist so ausgebildet, daß er einen abdichtenden Kontakt mit einem Ringsitz 19 ergibt, welcher um das stromabwärts gelegene Ende eines Einlasses 20 zum Strömungsmitteldurchflußkanal, der durch den Körper 11 definiert ist, versehen ist, und weist eine ringförmige Schürze 21 auf, die über Ringdichtungen 22 um das Ventilgehäuse 12 herum gleitet, wodurch die stromaufwärts gelegene

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Kammer 23 im Gehäuse 12 geschlossen wird. Eine leichte Druckfeder 24 drückt den Ventilkopf 13 gegen einen Kontakt mit dem Ringsitz 19-

Die Stütze 17 ergibt eine Druckleitung 25, die die Kammer 23 über ein Solenoidauswählventil 26 abwechselnd mit einem Bereich des Strömungsmittelkanales stromaufwärts in bezug auf den Hingsitz 19 oder mit einem Hiederdruckbereich außerhalb des Ventiles 10 verbindet. Die Stütze 17 weist eine Anzapfleitung (bzw. einen Ventilierkanal) 27 auf, die den Durchflußkanal des Körpers Ti stromabwärts in bezug auf den Hingsitz 19 mit einem ähnlichen äußeren Uiederdruckbereich verbindet.

Der "Ventilierkanal 27 wird von einem Ventilsitz 28 aufgenommen, der am geschlossenen Ende der Bohrung in der Lagerabstützung 16 angeordnet ist, in der sich die Spindel 14 des Ventilkopfes 13 bewegt. Das Ende der Spindel 14 ist so ausgebildet, daß es mit dem Ventilsitz 28 zusammenwirkt und einen Strömungsmittelfluß durch den Ventilierkanal 27 verhindert, ausgenommen, wenn der Ventilkopf 13 in seiner den Durchflußkanal sperrenden Stellung mit dem Eingsitz 19 in Eingriff kommt.

Stromabwärts in bezug auf den Absperr- Ventilkopf 13 ist ein modulierendes Ventilsystem vorgesehen, das einen Ventilkopf vom Hülsentyp aufweist, der einen Betätigungskolben 30 besitzt, welcher innerhalb der stromabwärts liegenden Kammer 31 "des Ventilgehäuses 12 betätigbar ist und innerhalb der Bohrung eines Auslasses 32 des Ventilkörpers 11 gleiten kann. Die Kammer 31, die dem Ventilkopf 29 zugeordnet ist, ist mit einem Bereich des Strömungsmittelkanales stromaufwärts in bezug auf den Ventilkopf 29, jedoch stromabwärts in bezug auf den Ventilkopf 13 über einen Durchlaß in der Stütze 17 und mit einem äußeren Hiederdruckbereich durch eine Druckbezugseinheit verbunden. Ein Druckschalter 33, der auf den Strömungsmitteldruck innerhalb des Durchfluß-

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kanales stromabwärts in bezug auf den Ringsitz 19 anspricht, ist in einer geeigneten Stellung auf dem Ventilkörper 11 angeordnet.

Wenn kein .Strömungsmittel in den Einlaß 20 des Ventiles 10 eingespeist wird, wird der Abschalt- Ventilkopf 13 in die geschlossene Stellung gedruckt, in der er auf dem Eingsitz 19 unter dem Einfluß der leichten Druckfeder 24 aufliegt. In diesem Zustand des Ventilkopfes IJ ist die Spindel 14, auf der der Ventilkopf 13 befestigt ist, von dem Ventilsitz 28 in dem Ventilierkanal 27 abgehoben, so daß der Strömungsmitteldurchflußkanal des Ventilkörpers 11 in Verbindung mit dem äußeren Niederdruckbereich gebracht wird.

Wird Strömungsmittel in den Einlaß 20 des Reihenventiles 10 eingespeist und das Solenoidventil 26 so eingestellt, daß es die Kammer 23 mit dem äußeren Niederdruckbereich verbindet, wird die Federkraft 24 überwunden und der Abschalt- Ventilkopf 13 von dem Ringsitz 19 wegbewegt, bis die Spindel 14 auf dem Ventilsitz 28 schließt, wobei in diesem Zustand der Durchflußkanal keine Verbindung zu dem äußeren .Niederdruckbereich über den Ventilierkanal 27 hat, so daß dann der Ventilkopf 13 voll geöffnet wird, damit der volle Strömungsmittelfluß in den Ventilkörper 11 gelangen kann. Dann wird das modulierende Ventilsystem wirksam, der "Ventilkopf 29 nimmt eine Stellung ein, in der ein vorbestimmter Strömungsmitteldurchflußzustand'stromabwärts in bekannter Weise erzielt wird.

Wenn es bei einer Einspeisung von Strömungsmittel in den Einlaß 20 erforderlich ist, den Durchfluß zum Ventil zu beenden, wird das Solenoidventil 26 so eingestellt, daß die Hammer 23 gegen den äußeren ifiederdruckbereich isoliert und die Kammer 23 mit dem stromaufwärts herrschenden Strömungsmitteldruck verbunden wird. Dadurch wird ein Uull-Druck-unterschied an Ventilkopf 13 aufgebaut, wodurch die Druckfeder 24 den Ventilkopf 13 so verschieben

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kann, daß er auf dem Kingsitz 19 schließt, während die Spindel 14 von dem Ventilsitz 28 in dem Ventilierkanal 27 wegbewegt wird, so daß ein Strömungsmittelabfluß an dem Ventilkopf 13 vorbei sich in den äußeren Niederdruckbereich verteilen kann.

Figur 2 zeigt ein Reihenventil 50, das ähnlich dem nach Figur 1 im allgemeinen Aufbau ist, sich jedoch von diesem in Einzelheiten unterscheidet. Das Ventil weist einen Ventilkopf 51 auf, der auf einer Spindel 5^ befestigt ist, die in einem Lager 53 gleiten kann, welches in einer Lagerabstützung 54- aufgenommen wird, die koaxial in einem Ventilgehäuse 55 angeordnet ist. Das Ventilgehäuse wird von einer Stütze 56 aufgenommen, die sich von der Innenseite der Wandung des Ventilkörpers 57 in der Ebene eines Armes 58 erstreckt, der ein Ende des Ventilgehäuses 55 abschließt. Der Ventilkopf 51 besitzt eine leichte Feder, die ihn gegen die Schließstellung drückt, und ist so ausgelegt, daß ein Abdichtkontakt mit einem Ringsitz 59 erzielt wird, der um das stromabwärtsliegende Ende des Ventileinlasses 60 angeordnet ist. Der Ventilkopf 51 ist auch mit einer ringförmigen Schürze 61 versehen, die über Ringdichtungen um das Ventilgehäuse 55 herum gleitet, wodurch das Ende des Gehäuses abgeschlossen und eine Kammer 62 gebildet wird. Eine Leitung 63 verbindet die Kammer 62 über ein Solenoidventil 64 mit einem äußeren Niederdruckbereich und einem Bereich im Einlaß 60 stromaufwärts in bezug auf den Ventilkopf 51· Eine Anzapfleitung stellt eine Verbindung von dem Durchflußkanalbereich stromaufwärts in bezug auf den Ventilkopf 51 zu einer Druckabfühlvorrichtung 65 (bekannter Art) über eine Bohrung 66 her, welche in Längsrichtung durch die Spindel in einen Hohlraum 67 in der Lagerabstützung 54 und von dort durch die Stütze 56 verläuft. Das Ende der Spindel 52 innerhalb des Hohlraumes 67 kann mit einem Sitz 68 zusammenwirken, der an der Endwandung des Hohlraumes 67 ausgebildet ist. Eine Anzapfmündung 69 steht in Verbindung mit der Druckabfühlvorrichtung 65. Eine Abschirmung 70 ist vorgesehen, um das Eindringen von Fremdkörpern in die Bohrung 66 der Ventilkopfspindel 52 zu verhindern.

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Wenn kein Strömungsmittel in den Ventileinlaß 60 gegeben wird, Mit die leichte leder den Ventilkopf 51 in Kontakt mit dem Ringsitz 59» bei einer Einspeisung von Strömungsmittel in den Ventileinlaß und dann, wenn das Solenoidventil 64 so eingestellt ist, daß es die Kammer 62 mit dem äußeren Niederdruckbereich, verbindet, wird der Ventilkopf 51 von dem Kingsitz 59 wegbewegt, bis er vollständig geöffnet ist. In dieser Stellung sitzt das Ende der Spindel 52 auf dem Sitz 68 innerhalb des Hohlraumes 67 auf und verhindert, daß Druck der Druckabfühlvorrichtung 65 aufgegeben wird, was durch eine entsprechende Ausgestaltung eine Anzeige ergibt, daß der Ventilkopf die voll geöffnete Stellung einnimmt. Jeder Restdruck in der Leitung 63 zwischen dem Sitz 68 und der Vorrichtung 65 wird durch die Anzapfmündung 69 abgeleitet, bevor eine Anzeige erfolgen kann. Die Einstellung des Solenoidventiles 64 geschieht in der Weise, daß die Kammer 62 mit dem in den Ventileinlaß 60 eingespeisten Strömungsmittel verbunden wird, und ergibt einen Strömungsmitteldruckabgleich an dem Ventilkopf 51» worauf die leichte Feder den Ventilkopf 51 so verschiebt, daß er auf dem Ringsitz 59 aufsitztund ein Strömungsmittelfluß durch den Ventileinlaß 60 verhindert wird. Diese Bewegung hebt die Spindel 52 von dem Sitz 68 im Hohlraum 67 ab, wobei ein Strömungsmitteldruck stromaufwärts innerhalb der Druckabfühlvorrichtung 65 in der Weise wirksam wird, daß er als Anzeige dafür verwendet werden kann, daß der Ventilkopf 51 voll geöffnet ist.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt; so gibt es verschiedene Ausführungsformen von Reihenventilen, die für vorliegende Erfindung eingesetzt werden können, beispielsweise solche, die nur eine Abschaltventilwirkung ergeben, solche, die nur eine Modulierventilwirkung ergeben, oder solche, die sowohl eine Abschaltwirkung als auch eine Modulierwirkung ergeben, wie in der Ausführungsform nach Figur 1; des weiteren auch Ventile, bei denen ein Ventilkopf sowohl eine Modulierfunktioi

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als auch eine Abschaltfunktion ergibt. Reihenventile können auch in verschiedenartigsten Anordnungen verwendet werden, die ermöglichen, daß die Anzapfleitung mit einem Bereich des Strömungsmittelkanales in Verbindung steht, wenn der Ventilkopf, der den Strömungsmitteldurchfluß durch den Kanal steuert, voll geöffnet oder voll geschlossen ist.

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Claims

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Patentansprüche

(i./Strömungsmitteldurchflußsteuerventil mit einem Strömungsmittel- ^" durchf lußkanal, der von einem Ventilkopf gesteuert wird, welcher in axialer Richtung zwischen extremen Strömungsmitteldurchfluß-Steuerstellungen verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkopf (''5; 51) ein längliches .Bauteil (ί4-; 52) aufweist, das mit dem Ventilkopf verschiebbar ist und das die Verbindung zwischen einer Anzapfleitung (.27) ^¹⁰·^- ä-em Strömungsmitteldurchflußkanal (bei 11) steuern kann.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das längliche Bauteil (''7» 52J die Verbindung zwischen der Anzapfleitung (27) und einem Bereich des StrÖmungsmittelkanales (,bei 1ί) stromaufwärts zum Ventilkopf ('l3; 51) steuert, damit signalisiert wird, daß der Ventilkopf eine Extremstellung einnimmt .
3. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das längliche Bauteil die Verbindung zwischen der Anzapfleitung und einem Bereich des Strömungsmitteldurchflußkanales stromabwärts zum Ventilkopf so steuert, daß der Bereich ventiliert wird, wenn der Ventilkopf eine den üanal schließende Extremstellung einnimmt.
4. Ventil nach Anspruch 1, 2 oder 3> dadurch gekennzeichnet, daß das längliche Bauteil (13) sich in die Anzapfleitung (^7) hinein erstreckt und mit einem darin vorgesehenen Ventilsitz

(28) zusammenwirkt.
5. Ventil nach Anspruch 2 und 4-, dadurch gekennzeichnet, daß das längliche Bauteil (13) rohrförmig ausgebildet ist und einen Teil der Anzapfleitung (27) bildet, der sich zum Strömungsmitteldurchflußbereich erstreckt.

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6. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzapfleitung sich in eine auf Druck ansprechende Vorrichtung (65) erstreckt.
7. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die druckempfindliche Vorrichtung eine die Lage des Ventilkopfes anzeigende Vorrichtung steuert.

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