DE2844142A1

DE2844142A1 - Durchfluss-steuerventil

Info

Publication number: DE2844142A1
Application number: DE2844142A
Authority: DE
Inventors: Jun Robert E Steere
Original assignee: Silicon Technology Corp
Current assignee: Silicon Technology Corp
Priority date: 1977-10-11
Filing date: 1978-10-10
Publication date: 1979-04-12
Also published as: JPS6127626B2; IT7828437A0; US4171006A; DE2844142C2; FR2406139A1; IT1099242B; GB2005806A; JPS5493226A; FR2406139B1; GB2005806B

Description

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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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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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Claims

Patentansprüche :

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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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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