DE3918192C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung geht von einem entsprechend dem Oberbegriff des Hauptanspruches konzipierten Steuer- bzw. Regelventil aus.

Derartige Einrichtungen sind dafür vorgesehen, um ein eine Rohrleitung durchströmendes Medium relativ feinfühlig zu dosieren, und zwar von einem maximalen Durchlaß bis zur vollkommenen Unterbindung der Durchströmung.

Durch die DE-A1 33 37 590 ist ein dem Oberbegriff des Hauptanspruches entsprechendes, elektromotorisch betriebenes Steuer- bzw. Regelventil bekanntgeworden. Bei diesem bekannten Gegenstand ist das Stellglied als Drehschieber ausgebildet, der der am Ventilgehäuse vorhandenen Einlaßöffnung direkt zugeordnet ist, d.h. dieselbe wird durch den Drehschieber mehr oder minder verschlossen.

Problematisch bei einer solchen Ausführungsform ist, daß bei ihrer Verwendung für die Dosierung von aggressiven gasförmigen Medien - insbesondere bei relativ hoher Temperatur - eine einwandfreie Funktion nicht sichergestellt ist. Dies besonders aus dem Grunde, weil die miteinander kooperierenden Oberflächenbereiche des Drehschiebers und des Ventilgehäuses bei einer üblichen Herstellung aus Metall nicht resistent gegen aggressive Medien sind und weil es dabei unvermeidbar ist, daß im Medium vorhandene, als Verunreinigungen anzusehende Partikel sich an diesen Oberflächenbereichen ablagern und auf die Dauer gesehen durch ihre Vermehrung den Betrieb des Steuer- bzw. Regelventils blockieren, was in der Regel die Zerstörung des Elektromotors nach sich zieht.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Steuer- bzw. Regelventil der eingangs erwähnten Art derart weiterzubilden, daß die Dosierung von eine relativ hohe Temperatur aufweisenden aggressiven Medien problemlos möglich ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhaft bei einem solchen Aufbau ist, daß mit relativ einfachen Mitteln eine einwandfreie Funktion über einen sehr langen Zeitraum gewährleistet ist, und zwar, weil praktisch kein Verschleiß an den relevanten, miteinander in Eingriff stehenden Bauteilen auftritt.

Es sind zwar durch die DE 77 26 941 U1, die DE 81 18 263 U1, die DE 89 03 890 U1 und die EP 00 35 056 B1 von Hand zu betätigende Ventile bekanntgeworden, die ein mit einem Strömungskanal versehenes, aus Keramik bestehendes Stellglied und ein demselben zugeordnetes, ebenfalls aus Keramik hergestelltes, mit jeweils einer für den Ein- und Auslaß des Mediums vorgesehenen Öffnung versehenes Blendenteils aufweisen. Diesem Stand der Technik ist aber kein Hinweis zu entnehmen, die miteinander kooperierenden Oberflächenbereiche der keramischen Bauelemente in ihrer Struktur so auszulegen, daß optimale, d. h. für die mittels Elektromotor relativ zueinander erfolgende Bewegung der beiden Bauelemente geeignete Gleiteigenschaften gewährleistet sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gegenstandes sind in den Unteransprüchen angegeben und werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1 ein Steuer- bzw. Regelventil im Längsschnitt

Fig. 2a die wesentlichen Einzelheiten des Gegenstandes nach Fig. 1 im Schnitt gemäß Linie A-A

Fig. 2b die Einzelheiten nach Fig. 2a bei Verstellung des Stellgliedes um einen Winkel α.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, besteht das zur Integration in eine mit vorzugsweise gasförmigem Medium beaufschlagte Rohrleitung vorgesehene Steuer- bzw. Regelventil im wesentlichen aus einem Ventilgehäuse 1 und einem darin angeordneten, mit einem am Ventilgehäuse angeflanschten Elektromotor 2 in Wirkverbindung stehenden, um einen vorgegebenen Drehwinkel von z.B. 90° verstellbaren Stellglied 3. Das aus Keramik bestehende, einen kreisförmigen Querschnitt aufweisende, scheibenförmig ausgebildete Stellglied 3 ist dabei einem in das Ventilgehäuse 1 eingesetzten, ebenfalls aus Keramik hergestellten und auch einen kreisförmigen Querschnitt aufweisenden sowie scheibenförmig ausgebildeten Blendenteil 4 zugeordnet, das über einen in eine nutförmige Ausnehmung 1* des Ventilgehäuses 1 eingreifenden Ansatz 4* unverdrehbar in demselben gehalten ist. Das Stellglied 3 ist mit einem Strömungskanal 3a versehen, der im Bereich der dem Blendenteil 4 zugewandten Oberfläche 3′ eine hantelförmige Kontur aufweist (siehe Fig. 2a, 2b). Dieser Strömungskanal 3a ist zwei im Blendenteil 4 diametral sich gegenüberliegenden, jeweils einen kreisringsegmentartigen Querschnitt aufweisenden Öffnungen 4a,4b zuordenbar, die aus strömungstechnischen Gründen einen von der einen zur anderen Seite gehenden konischen Verlauf aufweisen. Die Größe dieser einerseits dem Einlaßkanal 1a und andererseits dem Auslaßkanal 1b des Ventilgehäuses 1 zugeordneten Öffnungen 4a, 4b ist entsprechend dem maximalen Mediumsdurchlaß gewählt. Um eine Voranpassung des Mediumstromes zu erzielen, sind der Einlaß- und der Auslaßkanal 1a, 1b jeweils in ihrem dem Blendenteil 4 zugeordneten Endbereich 1a′, 1b′ im Querschnitt eingeengt, wobei diese an der dem Blendenteil 4 zugewandten Oberfläche 1′′ eine nahezu rechteckförmige Kontur aufweisen (siehe Fig. 2a, 2b).

Zur Erzielung optimaler Gleiteigenschaften an den miteinander kooperierenden Oberflächenbereichen 3′,4′ des Stellgliedes 3 und des Blendenteiles 4 weisen dieselben unterschiedliche Rauhigkeitsgrade auf, so daß selbst bei einer aus Abdichtungsgründen erfolgenden, mittels einem Federelement 5 realisierten Aneinanderpressung dieser beiden Bauelemente eine einwandfreie Funktion gewährleistet ist. Das als geschwungene Blattfeder ausgebildete Federelement 5 ist dabei an dem dem Stellglied 3 zugeordneten Ende 2a′ der Welle 2a des Elektromotors 2 zentral gehalten und stützt sich mit seinen beiden Endbereichen 5a, 5b auf der zugeordneten Oberfläche 3′′ des Stellgliedes 3 ab.

Die Wirkverbindung zwischen der Welle 2a des Elektromotors 2 und dem Stellglied 3 ist durch zumindest einen an der Welle 2a angeformten, formschlüssig in das Stellglied 3 eingreifenden Zapfen 2a* realisiert.

Zwecks Verdrehung des Stellgliedes 3 um etwa 90° ist der gegen die Kraft einer einerseits an einem Vorsprung 2b des Motorgehäuses befestigten und andererseits mit der Welle 2a verbundenen Rückstellfeder 6 wirkende Elektromotor 2 zwischen zwei der Einfachheit halber nicht näher verdeutlichten Anschlägen verdrehbar und wird dabei mit einem Strom variabler Stärke beaufschlagt.

In Fig. 2a ist dabei entsprechend der Stellung des Stellgliedes 3 in Fig. 1 der Zustand der vollkommenen Freigabe des Strömungsquerschnitts dargestellt, während in Fig. 2b das um einen Winkel α verdrehte Stellglied angedeutet ist, wobei nur ein geringer Strömungsdurchlaß vorliegt.

Weitere in der Zeichnung enthaltene Einzelheiten des Elektromotors sind für die Erfindung ohne Belang, so daß hierauf nicht näher eingegangen wird.

Claims (11)

1. Steuer- bzw. Regelventil für insbesondere gasförmige Medien, im wesentlichen bestehend aus einem in eine Leitung integrierbaren Ventilgehäuse, einem im Ventilgehäuse angeordneten, um einen vorgegebenen Drehwinkel verstellbaren Stellglied und einem entgegen der Rückstellkraft eines Federmittels drehbaren, mit dem Stellglied in Wirkverbindung stehenden, am Ventilgehäuse gehaltenen Elektromotor, dadurch gekennzeichnet, daß das mit einem Strömungskanal (3a) versehene Stellglied (3) aus Keramik besteht und einem im Ventilgehäuse (1) befestigten, jeweils eine für den Ein- und Auslaß vorgesehene Öffnung (4a, 4b) aufweisenden, ebenfalls aus Keramik hergestellten Blendenteil (4) zugeordnet ist, und daß die miteinander kooperierenden, in relativ hohem Maße abdichtend aneinander anliegenden Oberflächenbereiche (3′,4′) dieser beiden Bauelemente (3, 4) zur Erzielung optimaler Gleiteigenschaften in ihrer Struktur durch Realisierung unterschiedlicher Rauhigkeitsgrade aufeinander abgestimmt sind.

2. Steuer- bzw. Regelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das scheibenartig ausgebildete Stellglied (3) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist und daß der darin befindliche, mit den beiden Öffnungen (4a, 4b) des Blendenteils (4) kooperierende Strömungskanal (3a) an der dem Blendenteil (4) zugewandten Oberflächenbereich (3′) eine hantelartige Kontur aufweist.

3. Steuer- bzw. Regelventil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (3) gegenüber dem Blendenteil (4) um einen Winkel von ca. 90° verstellbar ist.

4. Steuer- bzw. Regelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Stellglied (3) ein dasselbe gegen das Blendenteil (4) pressendes Federelement (5) zugeordnet ist.

5. Steuer- bzw. Regelventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das als geschwungene Blattfeder ausgebildete Federelement (5) an dem über zumindest einen Zapfen (2a*) formschlüssig mit dem Stellglied (3) verbundenen Ende (2a′) der Welle (2a) des Elektromotors (2) zentral gehalten ist und mit seinen freien Endbereichen (5a, 5b) auf der zugeordneten Oberfläche (3′′) des Stellgliedes (3) abgestützt ist.

6. Steuer- bzw. Regelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das scheibenartig ausgebildete Blendenteil (4) einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweist und daß die beiden darin vorhandenen Öffnungen (4a, 4b) diametral gegenüberliegend angeordnet sind und jeweils eine auf den maximalen Mediumsdurchlaß abgestimmte Größe aufweisen.

7. Steuer- bzw. Regelventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Öffnungen (4a, 4b) jeweils etwa einen kreisringsegmentartigen Querschnitt aufweisen.

8. Steuer- bzw. Regelventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Öffnungen (4a, 4b) zumindest partiell einen von ihrer einen zu ihrer anderen Seite hin gehenden konischen Verlauf aufweisen.

9. Steuer- bzw. Regelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Blendenteil (4) mit zumindest einem seitlich angeformten Ansatz (4) zur Fixierung in einer im Ventilgehäuse (1) vorhandenen Ausnehmung (1) versehen ist.

10. Steuer- bzw. Regelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die im Ventilgehäuse (1) vorhandenen Mediumskanäle (1a, 1b) einen in Richtung auf das Blendenteil (4) abgesetzten Querschnitt aufweisen, wobei die dem Blendenteil (4) zugeordneten Querschnittsbereiche (1a′, 1b′) eine etwa rechteckförmige Kontur aufweisen.

11. Steuer- bzw. Regelventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden für den Ein- und Auslaß vorgesehenen Mediumskanäle (1a, 1b) unter einem Winkel von etwa 90° zueinander sowie unter einem Winkel von etwa 45° zur Längsachse des Stellgliedes (3) verlaufen.