DE2844142A1 - Durchfluss-steuerventil - Google Patents
Durchfluss-steuerventilInfo
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Description
284AH2
Die Erfindung betrifft ein Fluid-Durchfluß-Steuerventil. mit
dem eine präzise Einstellung bei niedr.ige^r Durchflußgeschwindigkeit
möglich ist, wobei vollständiges Absperren und hoher Widerstand gegen Verstopfen gewährleistet sein soll.
Übliche Ventile, die für präzises Messen von Fluiden verwendet
werden,enthalten typischerweise eine sich verjüngende Nadelanordnung. Um den Fluiddurchfluß durch ein solches
Ventil präzise zu bemessen ist es nötig, daß der Zwischenraum zwischen der Ventilnadel und dem Sitz bei niedrigen
Durchflußgeschwindigkeiten sehr klein ist. Deshalb wird ein solches Ventil durch in dem Fluid suspendierte Teilchen
leicht verstopft. Wenn das Fluid, das durch ein übliches Nadelventil fließt, dazuhin schleifend wirkende
Teilchen enthält, verursachen diese schleifend wirkenden Teilchen einen außerordentlichen Verschleiß an der Ventilnadel
und dem Sitz, so daß sich in einer derartigen Umgebung eine kurze Lebensdauer ergibt. Zusätzlich wird ein
Präzisionsnadelventil wegen der sehr engen Toleranzen zwischen Nadel und Sitz normalerweise nicht für volle
Absperrung empfohlen.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Durchfluß-Steuer
vent±\ daß auf dem Zusammenpressen oder Quetschen
eines flexiblen, das zu bemessende Fluid führenden Schlauches in einer solchen Weise beruht, daß der freie Querschnitt
des Schlauches verändert wird, um die Durchflußrate des Fluids durch das Ventil zu verändern. Bekannte
Durchfluß-Steuerventil mit dem Prinzip des Quetschen eines flexiblen Schlauches innerhalb des Ventilkörpers sind
unbefriedigend, da diese Ventile zum feinen Zumessen von
Fluiden nicht geeignet sind. Dazuhin sind bei den bekannten Geräten entweder zusätzliche Maßnahmen zur vollkommenen
Absperrung nötig, wie es bei dem Gerät nach US-PS
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2 827 919 der Fall ist, oder sie können von vornherein
nicht vollständig absperren, wie bei dem Gerät nach US-PS 2 582 917.
Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Durchfluß-SteuorventiLzu
schaffen, das diese und andere Nachteile der bekannten Ventile überwindet. Insbesondere ist
es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein billiges Steuerventil zu schaffen, mit dem eine feine und präzise
Steuerung bei einer sehr niedrigen Durchflußgeschwindigkeit erreicht werden kann.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung,ein Durchfluß-Steuerventil
zu schaffen, mit dem eine volle Absperrung erreicht werden kann.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein vollständig korrosionsbeständiges Durchfluß-Steuerventil zu
schaffen
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein Durchfluß-Steuerventil
zu schaffen, das die Steuerung von mehreren Fluidkreisen mit einem einzigen Betätigungselement erlaubt.
Noch ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, ein Durchfluß
Steuerventil mit einem austauschbaren Steuerelement zu schaffen, wobei dieses zur Reparatur oder zum Ersatz durch ein
Steuerelement mit anderem Durchflußbereich ersetzt werden kann.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, DurchflußiSteuerelement zu schaffen, dessen Aufbau sich, als
widerstandsfähig gegen Zusätze und Verstopfen erweist und das deswegen bei Schlämmen, Lösungen mit schleifend wirkenden
Stoffen, mit suspendierten Feststoffen, biomedizinischen Fluiden und dergl. verwendet werden kann.
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Noch ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein Durchfluß-.Steuerventil
mit einem langlebigen Steuer-Element zu schaffen.
In Übereinstimmung mit einer Ausführung der vorliegenden
Erfindung wird ein Zumeßventil zur genauen Beeinflussung eines dadurch hindurchtretenden Fluids geschaffen, das
folgende Merkmale umfaßt: einen Körper mit einer darin
ausgebildeten Aussparung oder einer Einne zur Aufnahme eines Schlauches, mit einem Stück flexiblem Schlauch, das
in der Aussparung oder Rinne angeordnet ist und sich im wesentlichen in Längsrichtung der Aussparung oder der
Rinne von einer Einlaßstelle bis zu einer Auslaßstelle erstreckt. Es sind innerhalb der Rinne oder der Aussparung
Einrichtungen vorgesehen, um den Schlauch darin abzustützen und es ist eine Vielzahl von koplanaren Druckflächen
vorgesehen, die gleichzeitig an dem Schlauch angreifen und diesen an voneinander getrennten Stellen innerhalb
der Aussparung oder der Rinne zusammendrücken. Die Druckflächen sind so angebracht, daß sie sich gleichzeitig
parallel zur Achse der ringförmigen Aussparung bewegen können
und eine Betätigungseinrichtung ist vorgesehen, um den Eingriff der Druckflächen an dem flexiblen Schlauch so
zu steuern, daß der Durchfluß des Fluids in dem Schlauch zunehmend behindert wird, während die Druckflächen zum
Zusammenpressen des flexiblen Schlauches gebracht werden, und um den flexiblen Schlauch fortschreitend zu öffnen,
wenn die Druckflächen außer Eingriff mit dem flexiblen Schlauch bewegt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise
näher erläutert; in der Zeichnung zeigt:
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Figur 1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels
der Erfindung,
Figur 2 einen Schnitt nach Linie Z-Z der Fig. 1 mit den im Inneren des Ventils angeordneten Teilen,
Figur 3 eine von oben gesehene Schnittansicht nach Linie 3-3 der Fig. 2 mit dem Verlauf des
flexiblen Schlauchs durch das Innere des Ventilkörpers,
Figur l\ eine Teil-Seitenansicht des Ventils, wobei
das flexible Schlauch-Meßelement in unbehindertem Zustand ist,
Figur 5 eine Ansicht ähnlich Fig. l\ mit dem Schlauch
Meßelement in abgesperrtem Zustand,
Figur 6 einen Teilschnitt des Querschnitts des flexiblen Schlauchs in teilweise geöffneter
Stellung,
Figur 7 einen Teilschnitt nach Linie 7-7 der Fig. 3 mit einer Darstellung der Schlauchführung in
den oberen und unteren Abschnitten des ring- - förmigen Einschnitts im Ventilkörper,
Figur 8 eine Teilschnittansicht mit einer Darstellung der Druckflächen in Eingriff mit dem Schlauch
zur Erzielung eines Abschlusses,
Figur 9 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführung der Erfindung, wobei zwei Ventileinheiten miteinander
verbunden zur Betätigung durch eine Steuereinrichtung angeordnet sind,
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Figur 10 eine Seitenansicht der Ausführung des Ventils
nach Fig. 9, etwas vergrößert und um etwa 30 gedreht, teilweise aufgeschnitten
mit den inneren Bestandteilen der Tandem-Ventilanordnung,
Figur 11 ein Schnittbild nach Linie 11-11 der Fig. 10,
Figur 12 noch eine weitere Ausführung der vorliegenden Erfindung, teilweise aufgeschnitten mit dem
Innenaufbau des Ventils,
Figur 13 eine Schnittansicht nach Linie 13-13 der Fig. 12.
Das Durchfluß-Steuerventil TO in Fig. 1 besitzt einen oberen Körperabschnitt 12 und einen unteren Körperabschnitt
Ein Steuerknopf 16 erstreckt sich vom unteren Körperabschnitt 11).-nach oben; mit ihm kann die Durchflußrate durch
das Durchfluß-Steuerventil 10 beeinflußt werden. Eine Halteschraube 18 verhindert, daß sich der obere Körperabschnitt
12 vom unteren Körperabschnitt 1^ trennt, läßt jedoch eine
Relativbewegung der Teile gegeneinander zu.
Nach Fig. 2 besitzt der obere Körperabschnitt 12 des Durchfluß-Steuerventils
10 eine flache obere Fläche und eine im wesentlichen zylindrische, sich nach unten erstreckende Wand
20.
Der untere Körperabschnitt 1^ ist entsprechend zylindrisch
aufgebaut und besitzt eine nach oben reichende innere zylindrische Wand 22 und eine ebenso nach oben abstehende äußere
zylindrische Wand 2Zf, die zwischen sich einen ringförmigen
Einschnitt 26 bilden, der die nach unten abstehende zylindrische Wand 20 des oberen Körperabschnitts aufnehmen kann.
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- ίο -
Der untere Körperabschnitt M± enthält eingegossene oder
eingeformte Öffnungen 28 und 30. Bei dem gezeigten Aufbau des Durchfluß-Steuerventils 10 ist es möglich, entweder
die öffnung 28 oder die öffnung 30 als Einlaß oder als
Auslaß zu benutzen, da das Durchfluß-Steuerventil 10 in beiden Sichtungen ohne Wirkungsverlust oder -unterschied
arbeiten kann. Wenn es vorteilhaft ist, daß sich eine Öffnung axial zum unteren Körperabschnitt 14 erstreckt, statt,
wie in Fig. 2 gezeigt, radial, kann der Stopfen 32 von der axialen Öffnung 3h entfernt werden,die im unteren
Abschnitt 1 Zf. vorgesehen ist und er kann in die mit einem
Gewinde versehene Öffnung 30 eingeschraubt werden.
Nach Fig. 2 und 3 tritt Fluid in der Öffnung 28 ein und gelangt durch ein Anschlußstück 36 in den flexiblen Schlauch
38. Der Verlauf des Schlauchs 38 ist am besten in Fig. 3
zu sehen. Der Schlauch 38 ist an dem Verbindungsstück 36
befestigt und geht von dort nach außen in den ringförmigen Einschnitt 26, in dessen unteren Teil er nach
Fig. 3 etwa dort eintritt, wo an einem Zifferblatt einer Uhr die 6 steht. Von dort geht er in Gegenuhrzeigerrichtung
annähernd zweimal um 360°, wobei er den oberen Abschnitt des ringförmigen Einschnitts 26 nach einer Umdrehung
erreicht und er tritt etwa oberhalb der Eintrittstelle wieder aus. Das andere Ende des flexiblen Schlauchs
38 ist an einem Verbindungsstück ^O befestigt, welches
in dem untoren Abschnitt 1^- eingeschraubt ist und zur Öffnung
30 führt. Auf diese Weise verläuft bei der Öffnung 28 eintretendes Fluid durch das Verbindungsstück 36 in
den Schlauch 38, durch das Verbindungsstück JfO und verläßt
das Durchfluß-Steuerventil 10 durch die Auslaßöffnung 30. Wie bereits erwähnt, ist es auch möglich, daß das
Durchfluß-Steuerventil mit umgekehrter Flußrichtung arbeitet, wobei die Öffnung 30 als Einlaß und die Öffnung 28 als
Auslaß dient.
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Das Durchfluß-Steuerventil 10 beeinflußt den Durchfluß eines durch den Schlauch 38 hindurchtretenden Fluids durch
Veränderung der Querschnittsfläche des flexiblen Schlauchs 38. Insbesondere wird die Steuerung dadurch erreicht, daß
der obere Körperabschnitt 12 mit seiner nach unten abstehenden
zylindrischen Wand 20 gegenüber dem Einschnitt 26 in dem unteren Körperabschnitt I4 bewegt wird. Die Durchflußrate
durch das Durchfluß-Steuerventil 10 wird verringert, wenn die nach unten abstehende zylindrische Wand 20
sich weiter in den ringförmigen Einschnitt 26 hineinbewegt, wobei der oberste Umlauf des flexiblen Schlauches 28 in Berührung
mit einem Druckring 42 (Fig. 4) kommt. Der Druckring
42 wird gleichzeitig zur Anlage am unteren Umlauf des flexiblen Schlauchs 38 gebracht, der gegen einen Zentrierring
44 anliegt. Der Zentrierring 44 liegt auf der unteren
Fläche des ringförmigen Einschnitts 26 auf. Wenn sich die nach unten abstehende zylindrische Wand 20 weiter nach
unten bewegt, kommen Abschnitte des Querschnitts des flexiblen Schlauchs 38 von dem in Fig. 4 gezeigten offenen Zustand
durch einen Zwischenzustand einer Verengung nach Fig. 6 in den Zustnnd vollständigen Zusammendrückens und
damit der vollen Absperrung nach Fig. 5· Dabei ist vorausgesetzt,
daß dieser Absperrzustand erreicht wird, bevor die nach unten abstehende zylindrische Wand 20 ihren Gesamtweg
bis zu einem (nicht gezeigten) Anschlag zurückgelegt hat.
Wie am besten in Fig. 3 und Fig. 8 zu sehen, besteht der
Druckring 42 aus einem C-fÖrmigen Mittelabschnitt mit
einer Vielzahl von nach oben und nach unten vorstehenden Druckflächen 46, die von dem Druckring abstehen. Wenn die
nach unten abstehende zylindrische Wand 20 gegen den unteren Körperabschnitt I4 hin eingedrückt wird, drücken die
Druckflächen 46 den flexiblen Schlauch 38 gegen den Zentrierring 44 und gegen die nach unten abstehende zylindrische
Wand 20 und hemmen dabei den Durchfluß des Fluids durch den Schlauch 38.
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Fig. 6 zeigt, daß die Druckfläche Zf6 nicht ganz parallel
zu den oberen· Flächen des Zentrierrings l±l± liegt. Der
Schrägwinkel der Berührung ergibt eine kontrollierte und allmählich verlaufende Einschnürung des flexiblen
Schläuche 38. Wenn die flache Fläche des Zentrierrings kk und die Druckfläche 46 parallel zueinander lägen, erfolgte
das Abschließen des -Durchfluß-Steuerventils 10 in mehr abrupter und deshalb weniger wünschenswerter Weise.
Wenn die Druckflächen if6 an dem Schlauch 38 angreifen,
bringt die nicht parallele Lage der Flächen den flexiblen Schlauch 38 zu einer seitlichen Bewegung gegen die in
Fig. 6 linke Seite des Einschnitts 26. Um dies zu verhindern, sind nach oben vorstehende Zentrierkeile an dem Zentrierring
kk vorgesehen, um eine solche Seitenbewegung des unteren Umlaufes des flexiblen Schlauches 38 zu verhindern.
In gleicher Weise sind nach unten vorstehende Zentrierkeile 21 an der unteren Fläche der nach unten abstehenden
zylindrischen Wand 20 vorgesehen, so daß auch eine Seitenbewegung des oberen Umlaufes des flexiblen Schlauches
verhindert wird. Wie am besten in Fig. 7 und Fig. 8 zu sehen, befinden sich die Zentrierkeile 21 und 1+5 zwischen
den entsprechenden Druckflächen /f6 am Druckring J+2 und
tragen nicht direkt zum Zusammendrücken des flexiblen Schlauches 38 bei.
In dem Durchfluß-Steuerventil enthält der Druckring ϊ\Ζ mindestens
30 Druckflächen i+6. Wenn das Durchfluß-Steuerventil
10 geschlossen ist, drückt die Vielzahl von Druckflächen den flexiblen Schlauch 38 so zusammen, daß sich eine entsprechende
Anzahl von Mündungen V7 ergibt. Wenn die Anzahl der Mündungen V7 erhöht wird, kann das Ventil eine noch
präzisere und genauere Steuerung des durch den Schlauch
hindurchtretenden Fluids erzielen.
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Wenn der Steuerknopf 16 geschlossen wird, schließt sich
jede Mündung 47 in gleichem Ausmaß. Die Eigenschaft,daß das Durchfluß-Steuerventil 10 nicht verstopft, wird dadurch
erreicht, daß sich der Gesamtdruckabfall in dem Ventil
über eine Vielzahl von Mündungen 47» die in Reihe geschaltet
sind, verteilt. Jede Mündung 47 arbeitet deshalb mit einer breiteren Öffnung als sie ein übliches
Nadelventil mit denselben Druchflußwerten haben müßte.
Die Art und V/eise, wie der flexible Schlauch im Ventil
verlegt ist, ist in Fig. 7 dargestellt. Insbesondere
verläuft der Abschnitt des flexiblen Schlauchs, der hier als 38a bezeichnet ist, entlang dem unteren Abschnitt des
ringförmigen Einschnitts 26, der durch die Unterseite des Druckrings 42 und die Oberseite des Zentrierrings 44 gebildet
ist. Der mit 38b bezeichnete Abschnitt des flexiblen Schlauchs stellt eine Fortsetzung des Abschnitts 38a
dar, nachdem dieser einmal den Umfang des unteren Abschnitts des ringförmigen Einschnitts 26 zurückgelegt hat.
Der Schlauchabschnitt 38b tritt über dem Druckring 42 in
den oberen Abschnitt des ringförmigen Einschnitts ein, der durch die obere Seite des Druckrings 42 und die untere
Seite der sich nach unten erstreckenden zylindrischen Wand gebildet wird. Das dort verlaufende Schlauchstück trägt
die Bezeichnung 38c und verläuft einmal um den ringförmigen Einschnitt 26 herum, wodurch sich der zweite Umlauf
des Schlauches ergibt, bis zu dem Schlauchabschnitt 38d, der an dem nicht gezeigten Verbindungsstück 40 endet.
Bei dem Betrieb des Durchfluß-Steuerventils 10 ist es notwendig,
eine Relativdrehung des oberen Körperabschnitts 12 gegenüber dem unteren Körperabschnitt I4 zu verhindern. Zusätzlich
ist es notwendig, sowohl den Druckring 42 als auch den Zentrierring 44 daran zu hindern, sich gegenüber
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den Körperabschnitten 12 und IZf zu verdrehen. Aus diesem
Grunde ist ein am besten in Fig. 3 zu sehender Keil 56 vorgesehen, der in entsprechenden Keilnuten im oberen
Körper abschnitt 12, im unteren Körperabschnitt M±, im
Druckring ^.2 und im Zentrierring 44 eingreift. Der Keil
läßt eine vertikale Relativbewegung zu, verhindert jedoch eine Verdrehung der Bestandteile gegeneinander.
Im Betrieb arbeitet die Ausführung des Purchfluß-SteuerventLls
nachRg. 1 - 8 im wesentlichen wie folgt: Um den Durchfluß
des Fluids zwischen den Öffnungen 28 und 30 zu verringern, wird der Steuerknopf 16 im Uhrzeigersinn gedreht, so daß
die mit einem Gewinde versehene Welle Zf8 im Innengewinde
des Zentralteils 50 eingreift. Wenn der Steuerknopf 16
weitergedreht wird, legt sich die Druckscheibe 52 gegen
ein Schult er drucklager 5*f an und die nach unten abstehende
Wand 20 wird immer tiefer in den ringförmigen Einschnitt 26 hineingedrückt. Demzufolge bildet der Querschnitt des
flexiblen Schlauchs 38 in dem Bereich der jeweiligen Druckflächen
1+6 eine Drossel oder ein Mundstück Zf7 und es tritt
die fortlaufend in Fig. k-, 6 und 5 gezeigte Verengung
des freien Schlauchdurchflußquerschnitts ein. In Seitenansicht sind die geöffnete Stellung in Fig. 7» die geschlossene
Stellung in Fig. 8 dargestellt.
In Fig. 9, 10 und 11 ist eine alternative Ausführung des Durchfluß-Steuerventils,
dargestellt. Insbesondere zeigt Fig. 9 ein Doppel- oder Tandem-Steuerventil 10, das aus zwei im wesentlichen
identischen Ventilanordnungen 62 besteht. Die Ventilanordnungen 62 können, wie in Fig. 9 dargestellt, als
in Reihe geschaltet betrieben werden oder, wie strichpunktiert eingezeichnet, als eine parallelliegende Doppelventilanordnung.
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Die Ventilanordnungen 62 und 62 sind aufeinander angeordnet und durch eine im wesentliche C-förmige Klammer aus einer
oberen Platte Gk, einer unteren Platte 66 und einem Verbindungssteg
68 mittels Schrauben 70 aneinander befestigt. Von der oberen Platte 6^ steht eine Montagehülse 76
nach oben ab.
Das Doppel- oder Tandem-Steuerventil 60 ist an einer (nicht
gezeigten) Fronttafel oder einem Steuergehäuse angebracht und wird so mittels einer Mutter 72 und einer Sperrmutter
7V gehalten, die beide an der Montagehülse 76 sitzen.
Zum Betrieb des Tand ern-Steuerventils 60 wird deran der Welle
80 befestigte Steuerknopf 78 gedreht. Das Außengewinde der Welle 80 greift dabei an einem Innengewinde an der Montagehülse
76 an und damit läßt eine Drehung des Steuerknopfes 78 im Uhrzeigersinn die Welle 80 in bezug auf die Montagehülse
76 nach unten gehen. Das untere Ende der Welle 80 endet in einem Abschnitt mit verringertem Durchmesser,
der sich innerhalb eines Drucklagers £2 dreht, welches
mit Preßsitz in einer Betätigungsplatte 81+ sitzt. Das Ende
der Welle 80 ist mit einem Einschnitt versehen, an dem ein entsprechender Haltering 86 sitzt, der ein Austreten
der Welle 80 aus dem Drucklager 82 verhindert.
Wie später mit Bezug auf die Fig. 10 im einzelnen beschrieben
wird, wird eine Durchflußregulierung durch eine Bewegung der Betätigungsplatte 84 nach unten bewirkt, durch
die die beiden Ventilaufbauten 62, 62 zusammengedrückt werden. Der untere Ventilaufbau 62 ist in Fig. 10 voll
aufgeschnitten gezeigt und nur der Betrieb dieses Ventilaufbaus wird im folgenden beschrieben, wobei beachtet werden
muß, daß beide Ventilaufbauten im wesentlichen identisch aufgebaut sind und arbeiten. Der Ventilaufbau 62 besteht
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aus einem ringförmigen oberen Körperabschnitt 88 mit sich nach unten erstreckenden ^altestreifen 90 und aus
einem entsprechenden hohlzylindrisch gestalteten unteren Körperabschnitt 92 mit inneren und äußeren Zylinderwänden
93 bzw. 95. Die inneren und äußeren Zylinderwände
93 bzw. 95 des unteren Körperabschnitts 92 bilden einen
sich nach oben öffnenden ringförmigen Einschnitt 9Zf.
Der obere Körperabschnitt 88 zeigt eine sich nach unten
erstreckende zylindrische Wand 96, die in den ringförmigen
Einschnitt 94 hineinreicht. Der ringförmige obere Körperabschnitt 88 ist mit dem unteren Körperabschnitt
92 dadurch verbunden, daß die Haltestreifen 90
mit einer nach innen gerichteten Lippe oder einem nach innen gerichteten Vorsprung 98 an der inneren Zylinderfläche
des unteren Körperabschnitts 92 in Eingriff, kommen.
Der Aufbau der Haltestreifen 90 ergibt eine lösbare Befestigung des oberen Körperabschnitts 98 mit dem unteren
Körperabschnitt 92 des Ventilaufbaus 62.
Damit die Ventilaufbauten 62, 62 sich gegenüber der C-förmigen
Klammer S3 bewegen können, ist in dem Verbindungssteg 68 ein vertikaler Schlitz 110 vorgesehen, der
so groß ist, daß Y-förmige Feder-Halteteile 112, 112 sich in Vertikalrichtung .gleitend darin bewegen können.
Wie bei der Ausführung des Steuerventils 10 nach Fig. 1 bis 8 enthält der ringförmige Einschnitt 94 in dem hohlzylindrischen
Körperabschnitt 92 einen Zentrierring 100, einen
ersten Umlauf eines flexiblen Schlauches 102, einen Druckring 104, einen zweiten Umlauf eines flexiblen Schlauches
102, und die untere Fläche der nach unten abstehenden zylindrischen Wand 96 ist mit Zentrierkeilen 106 versehen.
Wenn der Steuerknopf 78 so gedreht wird, daß sich die Betätigungsplatte 84 nach unten bewegt, bewegt sich der
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obere Körperabschnitt 88 entsprechend mit nach unten zu dem unteren Körperabschnitt 92 hin. Infolgedessen bewegt
sich die nach unten abstehende zylindrische Wand % immer tiefer in den ringförmigen Einschnitt 94 hinein und
drückt dabei den oberen Umlauf des flexiblen Schlauches 102 zwischen die Zentrierkeile 106 sowie die Druckflächen
108 gegen den Zentrierring 100. Die Durchflußverringerung
ist proportional zu der Zusammendrückung, wobei die volle Absperrung dem voll zusammengedrückten Zustand entspricht.
Wie es bereits gezeigt und in Einzelheiten beschrieben wurde, sind die Druckflächen 108 gegenüber der im wesentlichen
horizontalen unteren Fläche der zylindrischen Wand 96 und der oberen Fläche des Zentrierrings 100 geneigt.
Um eine Verdrehung des oberen Körperabschnitts 88, des Zentrierrings 100 und des Druckrings 104 in bezug auf
den unteren Körperabschnitt 92 zu verhindern, ist bei jeder
Ventilanordnung 62 ein Keil II4 vorgesehen. Entsprechende
Keilnuten im oberen Körperabschnitt 88, im Zentrierring
100, im Druckring 104 und im unteren Körperabschnitt
92 lassen eine vertikale Relativbewegung zu, verhindern jedoch eine Drehung.
In Fig. 11 ist die Verlegung des flexiblen Schlauches
dargestellt. Obgleich es möglich wäre, einen unteren Bodenabschnitt
mit den Einlaß- und Auslaßöffnungen 28 bzw. 30 in der in Fig. 1 bis 8 dargestellten Ausführung entsprechenden
Öffnungen zu verwenden, ist der Aufbau des Tandem-Zumeß-Ventils
60 in Fig. 9 bis 11 so ausgelegt, daß ein
flexibler Schlauch 102 in den Einschnitt 94 direkt eintritt,
ohne daß Verbindungsstücke 36 oder ^O bzw. öffnungen
28 oder 30 notwendig wären. Selbstverständlich ist
ein der ersten Ausführung entsprechender Aufbau gleichfalls möglich.
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Falls der flexible Schlauch 102 ersetzt werden muß, ist der Ersatz nur des Schlauches 102 möglich, indem ein
neuer Schlauch richtig in den Ringeinschnitt 9k eingelegt
wird. Alternativ dazu ist es möglich, den gesamten Ventilaufbau 62 als Einheit zu ersetzen, oder nur einen
neuen unteren Körperabschnitt 92 einzusetzen, der einen
neuen flexiblen Schlauch 102 enthält.
Fig. 12 zeigt ein weiteres Steuerventil 116; bei dieser
Ausführung wird eine geschlossene Voreinheit 118 verwendet,
die einen ringförmigen oberen Körperabschnitt 120
enthält, der im wesentlichen mit dem oberen Körperabschnitt 88 in den Ventilaufbauten ß2. in Fig. 9 bis 11
identisch ist. Der untere Körperabschnitt des Fluid-Steuerventils
116 besteht jedoch aus einem Meßabschnitt 122, der aus einem konzentrischen hohlzylindrischen inneren
Teil 123 und einem äußeren Teil 125 besteht, die zusammen
einen sich nach oben öffnenden ringförmigen Einschnitt 12Zf bilden und die durch ein gesondertes Grundteil 126
verbunden sind, das eine Öffnung 128 und eine (nicht gezeigte) öffnung 130 enthält.
Der ringförmige Einschnitt \Zk enthält im wesentlichen die gleichen Elemente wie der ringförmige Einschnitt 26
in dem Zumeßventil 10 in Fig. 1 bis 8 und der ringförmige Einschnitt 9k im Steuerventilaufbau 62 in Fig. 9 bis 11.
Es handelt sich um einen Zentrierring 132, einen ersten Umlauf eines flexiblen Schlauches 13^, einen C-förmigen
Druckring 136, einen zweiten Umlauf eines flexiblen Schlauches \3k und eine Vielzahl von Zentrierkeilen 138
an der unteren Fläche der nach unten abstehenden zylindrischen V/and 1/fO des oberen Körperabschnitts 120.
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Ein Steuern von durch das Steuerventil 116 tretendem
Fluid wird dadurch bewirkt, daß eine nach unten gerichtete Bewegung des oberen Körperabschnitts 120 gegenüber
dem Meßabschnitt 122 und Grundabschnitt 126 durchgeführt wird, wobei der obere Abschnitt innerhalb eines
durch eine Deckplatte 1 Zf2 und einer Verbindungsklammer
1ZfZf gebildeten Rahmens läuft. Die Deckplatte 1 Zf2 ist
an der Verbindungsklammer 1ZfZf befestigt und die ganze
Anordnung ist am Grundabschnitt 126 festgeschraubt. Wenn der Steuerknopf 1J+6 gedreht wird, greift das Außengewinde
der Welle 1Zf8 an dem Innengewinde der Montagehülse 150 so an, daß die Betätigungsplatte I52 nach
unten bewegt und damit die Ventiluntereinheit 118 zusammengedrückt
wird.
Wie am besten in Fig. 13 zu sehen, tritt Fluid durch die Öffnung 128 ein, geht durch das Verbindungsstück \5k und
von dort in den flexiblen Schlauch 13^f- Der flexible
Schlauch wird unter dem Druckring 136 in den ringförmigen Einschnitt 12Zf eingeleitet, läuft einmal um den Umfang
des Meßabschnitts 122 herum, gelangt dann zur Oberseite des Druckrings 136 und läuft wieder mit gleichem
Abstand zum unteren Umlauf ein zweites Mal um den Umfang des Meßabschnitts 122 herum und kommt von da zum Verbindungsstück
156 im Grundabschnitt 126 der Ventiluntereinheit
118. An der (nicht gezeigten) Öffnung 130 tritt das Fluid
aus.dem Durchfluß-Steuerventil 116 aus. ' · .
Um eine Verdrehung des Zentrierrings 132, des Druckrings 136 und des oberen Körperabschnitts 120 gegenüber dem
Meßabschnitt 122 zu verhindern, ist ein Keil 158 vorgesehen,
der in entsprechenden Keilnuten im Zentrierring 132, im Druckring 136 und im oberen Körperabschnitt 120
eingreift und nur eine vertikale Relativbewegung zuläßt.
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Wie bei dem Steuerventil der in Fig. 1 bis 8 gezeigten Ausführung und in der in den Fig. 9 bis 11 gezeigten Ausführung
enthält das Steuerventil nach Fig. 12 und 13 einen Druckring mit einer Vielzahl von nach oben und nach unten
vorstehenden Druckflächen 160. Jede Druckfläche ist leicht so geneigt, daß dann, wenn die Druckflächen 160 an dem flexiblen
Schlauch 134 angreifen, die Fläche des Druckrings
gegenüber der horizontalen Oberfläche des Zentrierrings oder der horizontalen unteren Fläche der nach unten abstehenden
zylindrischen Wand 1^0 geneigt ist.
Das Durchfluß-Steuerventil 116 nach Fig. 12 und 13 umfaßt
mehrere austauschbare Bestandteile. Beispielsweise kann der obere Körperabschnitt 120 von dem Meßabschnitt 122
dadurch abgenommen werden, daß nachgiebige oder elastische Haltestreifen 162 außer Eingriff mit der nach innen
vorstehenden Lippe 164 gebracht werden, die an der inneren
zylindrischen Fläche des Steuerabschnitts 122 ausgebildet ist. Wenn ein Ersatz des flexiblen Schlauches 134
erwünscht oder nötig ist, ist es möglich, entweder nur das Schlauchelement im Steuerabschnitt 122 zu ersetzen oder
die beiden Enden des Schlauchs 134 von den Verbindungsstücken
154 und 156 abzuziehen, so daß ein Ersatz des
Steuerabschnitts als Einheit bei Weiterverwendung des
gleichen Grundabschnitts 126 und des gleichen oberen Körperabschnitts 120 möglich ist. Es ist auch möglich, den
Steuerabschnitt 122 von der Anordnung durch Zusammendrücken
der Y-förmigen federnden Halteteile 166 abzunehmen, wodurch die Halteteile 166 aus dem vertikalen Schlitz 168
in der Verbindungsklammer 144 entfernt werden können.
Bei allen beschriebenen Ausführungen ist es möglich, nur das flexible Schlauchelement auf einfache Weise zu er-
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setzen. Das flexible Schlauchelement kann durch einen
Schlauch mit einem anderen Innendurchmesser ersetzt werden, so daß die Durchfluß-Steuercharakteristik der
Ventilanordnung geändert wird.
Die Verwendung einer.großen Anzahl von Druckflächen am Druckring dient dazu, daß die Steuergenauigkeit der
Ventilanordnung in der beschriebenen V/eise erhöht wird und es wird gleichfalls die Lebensdauer des flexiblen
Schlauchelementes vergrößert. Das gleichzeitige Zusammendrücken des Schlauches an einer Vielzahl von
Stellen verteilt die Druckbelastung auf dem Schlauch
und verhindert ein vorzeitiges Versagen dieses Elementes.
Damit ergibt sich ein Durchfluß-Steuerventil, das besonders
für eine präzise und feinverstellende Steuerung bei extrem niedrigen Durchflußgeschwindigkeiten geeignet ist
und dabei volles Absperren ermöglich. Das erfindungsgemäße Durchfluß-Steuerventil ist besonders zur Verwendung mit
korrosiven Fluiden oder mit Fluiden, die suspendierte Festteilchen enthalten, geeignet, die ein vergleichbares
Präzisions-Nadelventil beschädigen oder verstopfen würden.
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Leerseite
Claims (13)
1.)Durchfluß-Steuerventil mit mindestens einem Gehäusekörper
und mit einer Begrenzungseinrichtung zur genauen Steuerung von hindurchtretendem Fluid, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusekörper (12, 1/+) einen
darin ausgebildeten kanalförmigen Schlauch-Aufnahmeeinschnitt (26) zur Aufnahme mindestens eines darin angeordneten
und sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Einschnittes (26) von einer Einlaßstelle zu einer
Auslaßstelle erstreckenden flexiblen Schlauches (38) enthält, daß eine Vielzahl von im wesentlichen koplanaren,
mit dem flexiblen Schlauch (38) an voneinander mit Abstand
versehenen Stellen längs der Länge des Schlauches in Eingriff bringbaren Druckflächen (46) vorgesehen ist,
daß eine Montageeinrichtung (42) für die Druckflächen zur
Ermöglichung einer gleichzeitigen Bewegung in bezug auf den Schlauch vorgesehen ist und daß eine Betätigungseinrichtung
(16, 48) die Bewegung der Druckflächen (46) so
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ZEMTRALKASSEBAYERVOLKSBAMKEM München konto-mummer um Postscheck München i/oh2- nas
beeinflußt,daß diese fortschreitend als Begrenzungseinrichtung
für den Durchfluß von Fluid in dem Schlauch wirken, wenn die Druckflächen in Druckeingriff mit dem
Schlauch bewegt werden und um den Durchfluß von Fluid fortschreitend zu öffnen, wenn die Druckflächen in Löserichtung
von dem Schlauch bewegt werden.
2. Durchfluß-Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper aus einem ersten
zylindrischen Abschnitt (14) besteht, in dem der Schlauchaufnahmeeinschnitt als ringförmiger Einschnitt (26) ausgebildet
ist und aus einem zweiten, in Axialrichtung nach oben und nach unten in bezug auf den ersten Körperabschnitt
beweglichen und in dem ringförmigen Einschnitt des ersten Körperabschnitts aufnehmbaren zylindrischen
Abschnitt (12).
3. Durchfluß-Steuerventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichne t,daß eine Ebene der Vielzahl
koplanarer Druckflächen (46) schräg zu einer radialen Ebene des ringförmigen Einschnitts (26) verläuft,
4. Durchfluß-Steuerventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Montageeinrichtung
für die Druckflächen aus einem im wesentlichen C-förmigen Druckring (42) besteht, von dem die Vielzahl von koplanaren
Druckflächen vorsteht und daß der Ring in dem ringförmigen Einschnitt (26) angeordnet und relativ zu diesem axial beweglich
ist.
5. Durchfluß-Steuerventil nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß für den flexiblen Schlauch (38) in dem ringförmigen Einschnitt (26) eine Zentriereinrichtung
(21, 45) vorgesehen ist.
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6. Durchfluß-Steuerventil nach Anspruch 5, dadurch g e kennzeichnet,
daß die Zentriereinrichtung eine Vielzahl von Zentrierkanten (21; 45) enthält, die in den
ringförmigen Einschnitt (26) hinein vorstehen und an dem flexiblen Schlauch (38) entlang seiner Länge zwischen den
Eingriffstellen der Druckflächen an dem Schlauch angreifen.
7. Durchfluß-Steuerventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des
flexiblen Schlauch einen ersten Abschnitt des flexiblen Schläuche enthält, der in dem ringförmigen Einschnitt zwischen
einer unteren Fläche des ringförmigen Einschnitts und dem Druckring (42) angeordnet ist und einen zweiten Abschnitt
des flexiblen Schlauchs, der wirksam mit dem ersten Abschnitt verbunden ist und innerhalb des ringförmigen Einschnitts
zwischen dem Druckring und dem zweiten Körperabschnitt (12) angeordnet ist.
8. Durchfluß-Steuerventil nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß ein Einlaß (28) und ein Auslaß
(30) durch den ersten und den zweiten Abschnitt des flexiblen Schlauchs (38) verbunden sind.
9. Durchfluß-Steuerventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (28) ein erstes Verbindungsstück
(36) enthält, das wirksam an dem ersten Körperabschnitt (14) angebracht ist und daß der Auslaß (30)
ein zweites wirksam mit dem ersten Körperabschnitt verbundenes Verbindungsstück (40) umfaßt, wobei Löseeinrichtungen
vorgesehen sind, um das erste Verbindungsstück mit der ersten Länge des flexiblen Schlauchs und um das zweite Verbindungsstück
mit der zweiten Länge des flexiblen Schlauchs zu verbinden.
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10. Durchfluß-Steuerventil nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Rahmen (6k, 66, 68) vorgesehen ist und daß mindestens
zwei Ventilanorduungen (62) an dem Rahmen angebracht sind, wobei jede Ventilanordnung einen Körper (12, 1^) umfaßt,
der in Doppelanordnung zur Fluidsteuerung verbindbar ist.
11. Durchfluß-Steuerventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden Ventilanordnungen
entfernbar an dem Rahmen befestigt ist.
12. Durchfluß-Steuerventil nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzei chnet, daß die flexiblen Schlauchabschnitte
(102) in den beiden Ventilanordnungen (62) parallel verbunden sind.
13. Durchfluß-Steuerventil nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die flexiblen Schlauchlängen
(102) in den beiden Ventilanordnungen (62) in Reihe miteinander verbunden sind.
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