DE2751775C2

DE2751775C2 - Durchflußventil für Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE2751775C2
Application number: DE2751775A
Authority: DE
Inventors: Kurt 7531 Neuhausen Stähle
Original assignee: Concordia Fluidtechnik GmbH
Current assignee: Danfoss Fluidtechnik GmbH
Priority date: 1977-11-19
Filing date: 1977-11-19
Publication date: 1984-10-18
Also published as: CH635406A5; FR2409437A1; GB2008228B; JPS5478524A; GB2008228A; DE2751775A1; IT7829516A0; IT1100931B

Description

dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (26) als 25 ringförmige Kammer mündet. Luft zugeführt wird. AI-eine Haube ausgebildet ist, welche eine Kegelspitze lerdings ist bei den genannten Anordnungen die Luftzu-(29) besitzt, die an einem mit dem Plunger (34) ver- führung nicht an der Drosselstelle, also der engsten Stelbundenen Teller (27) anliegt, wobei der elastisch Ie, angeordnet Bei de;-GB-PS 9 10 694 befindet sich die nachgiebige kegelförmige Teil (30) an einen zwi- Luftzuführung vielmehr von der Drosselstelle aus geseschen Kegelspitze (29) und Teuer (27) verbleibenden 30 hen stromabwärts. Dasselbe gilt für die US-PS ringförmigen Hohlraum (31) angrenzt. 36 46 607, wo die Luftzuführung hinter der eigentlichen

4. DurchfluOventil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Teller (27) in einen zylindrischen Teil der nauberäörmigen Membran (26) eingespannt ist.

5. Durchflußventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß der Teller (27) einen etwas größeren Durchmesser als der Innendurchmesser (28) des darüber gespannten zylindrischen Teiles (26a^ der Membran (26) besitzt.

6. Durchflußventil nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Teil (26a^in eine Rollmembran übergeht, die im Gehäuse (7) eingespannt ist.

7. Durchflußventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sitzscheibe unter einem geringen Winkel (ß) zu einer senkrecht zur Durchflußachse stehenden Ebene in Durchflußrichtung geneigt ist.

8. Durchflußventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sitzscheibe von einem umlau- 50 bei vorgegebenem Hub des Ventilkörpers auch die gefenden Prallrand (41) umgeben ist, der zu der Ein- wünschte Durchflußmenge garantiert ist. Zugleich wird Strömöffnung des Ventilgehäuses (7) hin höher als durch diese Ausgestaltung die Belüftung möglichst nahe auf der anderen Seite ist. an die Dichtlinie des Ventilsitzes herangelegt, so daß

9. Durchflußventil nach den Ansprüchen 7 und 8, auch unmittelbar dort Kalkablagerung vermieden wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Sitzscheibe (40) et- 55 Dabei ist es sehr vorteilhaft, wenn für den keg»lförmiwas höher als der Boden des Zuströmraumes im gen Körper eine gespannte Membran verwendet wird, Ventilgehäuse (7) liegt. die dadurch geschaffen wird, daß für den Ventilkörper

10. Durchflußventil nach einem der Ansprüche 1 eine haubenförmige Ausbildung vorgesehen wird, die bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspalt eine Kegelspitze besitzt und bei der zwischen der Ke-(22) zwischen der Sitzscheibe (40) und einem Innen- 00 gelspitze und einem mit dem Antrieb verbundenen TeI-rohr (11) gebildet ist, das sich vom Ringspalt (22) aus Ier ein ringförmiger Hohlraum verbleibt, über den sich

dann die elastische Membran kegelförmig spannt. Bei dieser Ausgestaltung zieht sich die Membran weit über die Innenkante des Ventilsitzes und sorgt somit auch mechanisch dafür, daß der Ventilsitz stets frei von Kalk bleibt. Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, daß die gummielastische Haube auch als Rollmembran ausgebildet werden kann, die zwischen dem Antrieb,

Drosselvorrichtung angeordnet ist. Die in den zitierten Druckschriften gezeigten Luftzuführungen können daher die Kalkabsonderung unmittelbar hinter dem Ventilsitz nicht verhindern. Erfindungsgemäß ist daher der Ringspalt so angeordnet, daß er die Drosselstelle umgibt.

Durch die Anordnung eines elastisch nachgiebigen kegelförmigen Teils am Verschlußkörper, der mit der Innenkants einer sich vom Ringspa!* aus nach innen erstreckenden Sitzscheibe von möglichst geringer Stärke zusammenwirkt, können die Eigenschaften des Durchflußventils hinsichtlich der Verhinderung von Kalkabsonderungen noch weiter verbessert werden. An der Durchströmstelle wird die Innenkante nämlich von dem Versdhlußkörper bzw. dem elastisch nachgiebigen, kegelförmigen Teil mechanisch von Kalkabsonderungen freigehalten, so daß dadurch im engsten Querschnitt in jedem Fall Kalkablagerungen vermieden werden und

konisch nach innen verjüngt.

11. Durchflußventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (U) aus Kunststoff besteht und mit Stegen (44) in das Ventilgehäuse (7) eingesetzt ist.

insbesondere einem Elektromagnetteil, und dem eigentlichen Ventilgehäuse dicht eingespannt werden kann. Dadurch wird der Elektromagnetteil vollkommen von der durchströmenden Flüssigkeit abgeschlossen. Für niedrige Drücke läßt sich diese Ausführung verwirklichen. Haubenförmige Rollmembranen sind an sich aus der US-PS 34 26 798 bekannt

Es hat sich auch ais vorteilhaft erwiesen, wenn die Sitzscheibe von einem Prallrand umgeben ivird, der zur Einströmöffnung hin höher ist als auf der gegenüberliegenden Seite, weil dann am Ventilsitz eine gleichmäßige Durchströmung stattfindet, die nicht etwa, bedingt durch die Zufiußenergie, ein ungleichmäßiges Durchströmprofil ergibt, das örtlich wieder zu Uitterdruckbildung Anlaß geben könnte. Ein derartiger Prallrand ist im Prinzip bereits aus der DE-PS 8 01 483 bekannt. Es ist auch vorteilhaft, die Sitzscheibe selbst unter einem geringen Winkel zu einer senkrecht zur Durchströmachse stehenden Ebene in Durchflußrichtur g zu neigen und es hat sich gezeigt, daß dann, offenbar bedingt durch eine bessere Belüftung durch den Rirgspalt, gute Dürchsirörnungsbedingungen auftreten, dis zu keiner unerwünschten Wirbelbildung hinter dem Ventilsitz führen.

In der nachfolgenden Beschreibung ist sin Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, das in der Zeichnung dargestellt ist Dabei zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein neues Durchflußventil mit einer haubenartig ausgebildeten, m einer Kegelspitze gespannten Membran,

F i g. 2 die Ansicht des Durchflußventiles der F i g. 1 in Richtung des Pfeiles II gesehen,

F i g. 3 das in das Durchfiußventil eingesetzte Abflußrohr im Querschnitt,

F i g. 4 das Abflußrohr der F i g. 3 in der Di aufsieht,

F i g. 5 den Ventilgehäuseteil mit dem Siizring in einem Längsschnitt gemäß F i g. 1,

Fig.6 die Ansicht des Gehäuseteils der Fig.5 in Richtung des Pfeiles VI in F i g. 5,

F i g. 7 die Draufsicht auf den Gehäuseteil der F i g. 5,

Fi g. 8 den Schnitt längs der Linie VIII-VlII in Fi g. 7 und

F i g. 9 die vergrößerte Teildarstellung der linken Seite der Sitzscheibe mit einem Teil des umlaufenden Prallrandes.

Aus den Figuren ist ersichtlich, daß das Durchflußventil mit einem Magnetteil 1 verseher, ist, der fest auf dem rohrförmigen Ansatz 23 eines Gehäusedeckels 24 sitzt, der am Ventilgehäuse 7 angebracht ist. Das Ventilgehäuse 7 besitzt einen Innenraum 25, in den Flüssigkeit im Sinne des Pfeiles 9 einstcömt. Zwischen dem Deckel 24 und dem Ventilgehäuse 7 ist der Rand einer haubenförmigen Rollmembran 26 eingespannt, die in einen zylindrischen Teil 26a übergeht, in dem in einer entsprechenden Ausnehmung ein Teller 27 eingespannt ist. Der Teller 27 weist dabei einen etwas größeren Durchmesser auf, als der entsprechende Innendurchmesser einer Ausnehmung 28 im zylindrischen Teil 26a de;r Rollmembran 26. Von dem zylindrischen Teil 26a aus geht die haubenförmige Rollmembran 26 in eine kegelförmige Spitze 29 über. Zwischen der kegelförmigen Spitze 29 und dem zylindrischen Teil 26a verbleibt ein Kegelmantelteil 30, der durch eine dünne gespannte Membran gebildet wird. Das wird dadurch erreicht, daß zwischen dem Teller 27 und dem ausgefüllten Teil der Kegelspitze 29 ein ringförmiger Hohlraum 31 verbleibt. Der Teller 27 stützt sich über eine Feder 32 am Gehäuse ab und er ist über einen Kerbstift 33 f .ist mit dem Plunger 34 des Elektromagnetteils 1 verbunden. Innerhalb des Rohres

23 des Deckelteiles 24 sitzt noch ein Gegenpol 35, an dessen oberem Ende in einer Nut 36 eine Federscheibe 37 eingeklemmt ist die einen Befestigungsring 38 hält der den Magnetteil 1 fest auf dem Rohr 23 hält

Wie insbesondere auch aus den F i g. 5 bis 9 hervorgeht ist im Ventilgehäuse 7, das dort ohne den Deckel

24 und ohne das Innenrohr 11 gezeigt ist ein Ventilsitz 5 einstückig angeordnet der aus einer sich von einem ringförmigen Ansatz 39 aus nach innen erstreckenden Sitzscheibe 40 gebildet ist, die eine sehr geringe Wandstärke aufweist Diese Sitzscheibe 40 bildet einen Ring, an dessen Innendurchmesser eine Sitzfläche 5, 4Qa gebildet wird (siehe F i g. 9), die mit der kegelförmig gespannten Membran 30 abdichtend zusammenwirkt. Die Sitzscheibe 40 ist von einem Prallrand 41 umgeben, der zu der Seite der Zuströmöffnung 42 hin höher ausgebildet ist als auf der anderen Seite. Dabei ist die Höhe des Prallrandes 41 so gewählt, daß im Ausführungsbeispiel der Winkel α. den die Oberkante des Prallrandes 41 mit der Horizontalen einnimmt, etwa 9 ^l:is 10° beträgt

zontalen geneigt und zwar so weit daß der Winkel β zwischen der Horizontalen und der Unterkante der Sitzscheibe 40 etwa 7° beträgt Die Sitzfläche 5,40a der Sitzscheib«: 40 selbst ist abgerundet, so daß neben der Abdichtwirkung, die zwischen dem Membranteil 30 und der Sitzscheibe 40 auftritt, durch die sich über die Innenkante der Sitzscheibe spannende Membran auch eine mechanische Reinigungswirkung ausgeübt wird.

In dem Ventilgehäuse 7 sind nach unten vorspringende Nasen 42a vorgesehen, die mit Gewinden 43 für Schrauben versehen sind, welche in die Zwischenräume zwischen den Stegen 44 einführbar sind, mit denen das Innenrohr 11 zum Einsetzen in das Ventilgehäuse 7 versehen ist. Das Innenrohr 11 selbst läuft von seiner Oberkante konisch nach innen zu und wird dann zylindrisch. Es wird von unten her in das Ventilgehäuse 7 eingesetzt und durch die eben erwähnten Schrauben gehalten. Zwischen dem Innenrohr 11 und dem dasselbe umgebenden Teil des Ventilgehäuses 7 verbleibt somit ein Ringsum 14, durch den der Ringspalt 22 mit der Umgebung in Verbindung steht, öffnet daher das Ventil, so wird durch die durchströmende Flüssigkeit aufgrund des hinter dem Ventilsitz 5 entstehenden Unterdruckes Luft aus der Umgebung durch den Ringspalt 22 angesaugt und auf diese Weise örtliche Unterdruckbildung mit Kavitation hinter dem Ventilsitz verhindert.

Als Material für das Ventilgehäuse 7 und für das Innenrohr 11 ist Kunststoff vorgesehen. Die Rollmembran 26 ist einstückig mit der Kegelspitze 29 ausgebildet. Als Material hierfür wird ein gummielastisches Material vorgesehen. Als zweckmäßig hat sich Silikongummi erwiesen. Die Materialstärke zwischen der Kegelspitze 29 und dem zylindrischen Teil 26a, d. h. also die Stärke der kegelförmig gespann;?n Membran 30, beträgv etwa ⁷Ao bis ⁸/io mm. Dadurch ist der Membrankörper an der Dichtlinie betont weich, dichtet aber gut ab und legt sich andererseits auch gut um die aus Fig.9 ersichtliche abgerundete Sitzkarue 40a der Sitzscheibe 40 herum. Beim öffnen jnd Schließen des Ventiles tritt hier ein mechanischer Reinigungseffekt ein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Durchflußventil für Flüssigkeiten mit Temperaturen in der Nähe ihres Siedepunktes, insbesondere für Heißwassergeräte, bestehend aus einem mit einem Ventilsitz zusammenwirkenden Verschlußkörper, der mit dem Ventilsitz eine Drosselstelle bildet, dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung hinter dem engsten Strömungsquerschnitt an der Drosselstelle Belüftungsöffnungen in der Form eines die Drosselstelle umgebenden und über eine Ringkammer mit Umgebungsdruck beaufschlagten Ringspaltes (22) vorgesehen sind, und daß der Verschlußkörper (29) mit einem elastisch nachgiebigen, kegelförmigen Teil (30) versehen ist, der mit der Innenkante (4Oa^ einer sich vom Ringspalt (22) aus nach innen erstreckenden Sitzscheibe (40) mit möglichst geringer Stärke zusammenwirkt

2. Durchflußöffnung nach Anspruch 1, dadi-rch gekennzeicfcret, daß das kegelförmige Teil (30) von einer gumnsH;!ast!Schen Membran gebildet ist, die kegelmantelförmig gespannt ist

3. Durchflußventil nach den Ansprüchen 1 und 2,

Die Erfindung betrifft ein Durchflußventil für Flüssigkeiten mil: Temperaturen in der Nähe ihres Siedepunktes, insbesondere für Heißwassergeräte, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei Durchflußventilen dieser Art besteht die Gefahr, daß sich hinter dem Ventilsitz Unterdruck und Wirbelströmungen ausbilden. Dies führt zur Absonderung von Kalk an der Innenseite des engsten Durchströmquerschnittes, also unmittelbar hinter dem Ventilsitz. Als

ίο Folge dieser Kalkabsonderung verändert sk;h die Durchflußmenge durch das Ventil, und es besteht auch die Gefahr, daß das Ventil nicht mehr dicht schließt

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ventil der eingangs genannten Art so auszubilden, daß auch an der Innenseite des Durchströmq.:erschnii;tes hinter dem Sitz jede Absonderung von Kalk ausgeschaltet wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Die Zuführung von Luft hinter der Drosselstelle zur Vermeidung von Kavitation ist dabei im Prinzip aus der US-PS

IA A.f* (*fY7 1Ί10 oino QtTV^ntitrKrcsiTVtccoI *7otcrt hel-onnt

Eine ähnliche Luftzuführung zeigt die GB-PS 9 10 694, wo über einen Anschlußstutzen, der in eine