DE4416154C2 - Flow control valve - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Durchflußregelventil, bei dem die von Ventilsitz und Verschlußstück gebildete erste Drosselstelle mit einer einstellbaren zweiten Drosselstelle in Reihe liegt und mit dem Ventilgehäuse ein Stellgliedgehäuse verbunden ist, das durch eine bewegliche Trennwand in zwei Druckräume unterteilt ist, die mit zu Druckbezugsbereichen vor bzw. hinter einer Drosselstelle führenden Kanälen verbunden sind, wobei der erste Kanal, der den einen Druckbezugsbereich mit dem ersten Druckraum verbindet, durch die Ventilspindel verläuft.The invention relates to a flow control valve, at which the first formed by the valve seat and closure piece Throttle point with an adjustable second Throttle point is in series and with the valve housing an actuator housing is connected by a movable partition is divided into two pressure rooms, those with pressure reference areas in front of or behind one Throttling leading channels are connected, wherein the first channel that has a pressure reference area with connects the first pressure chamber through the valve stem runs.
Durchflußregelventile sind im Stand der Technik vielfach bekannt. Flow control valves are common in the prior art known.
Aus der DE 37 41 676 C2 ist ein Durchflußregelventil bekannt, bei dem die von Ventilsitz und Verschlußstück gebildete Drosselstelle mit einer einstellbaren zweiten Drosselstelle in Reihe liegt und mit dem Ventilgehäuse ein Stellgliedgehäuse verbunden ist, das durch eine mit dem Verschlußstück über eine Ventilstange verbundene, bewegliche Trennwand, wie Membran, in zwei Druckräume unterteilt ist, die jeweils mit zu Druckmeßpunkten vor bzw. hinter der zweiten Drosselstelle führenden Kanälen verbindbar sind. Dabei verläuft der eine Kanal durch die Ventilstange zu einem internen Druckmeßpunkt. Die zweite Drosselstelle ist dabei durch mindestens einen mit einer Öffnung im Ventilgehäuse zusammenwirkenden Ausschnitt in der Umfangswand eines zur Ventilachse konzentrischen Dreheinsatzes gebildet. Das Stellglied gehäuse ist dazu drehbar mit dem Ventilgehäuse aber drehfest mit dem Dreheinsatz verbunden.From DE 37 41 676 C2 is a flow control valve known in which the valve seat and closure piece throttle point formed with an adjustable second Throttle point is in series and with the valve housing an actuator housing is connected by a the closure piece connected via a valve rod, movable partition, like membrane, in two pressure chambers is subdivided, each with pressure measurement points or channels leading behind the second throttle point are connectable. One channel runs through it the valve rod to an internal pressure measuring point. The second throttling point is by at least one cooperating with an opening in the valve housing Cutout in the peripheral wall of one to the valve axis concentric rotary insert. The actuator For this purpose, the housing can be rotated with the valve housing non-rotatably connected to the turning insert.
Bei einer derartigen Ausbildung des Durchflußregelventiles ist außer dem Ventilsitz für das erste Verschlußstück eine radiale Öffnung im Ventilgehäuse vorgesehen, die mit dem besonders ausgebildeten Ausschnitt in der Umfangswand des Dreheinsatzes zur Bildung der zweiten Drosselstelle zusammenwirkt. Dies ist herstellungstechnisch aufwendig.With such a design of the flow control valve is in addition to the valve seat for the first closure piece a radial opening is provided in the valve housing, the with the specially trained cutout in the Circumferential wall of the rotary insert to form the second Throttle point cooperates. This is technically complex.
Aus der gattungsbildenden DE 37 41 676 C2 ist ein zweites Verschlußstück bekannt, welches drehbar ist. Dieses Verschlußstück wirkt mit einer Öffnung in der Trennwand zum Abgangskanal zusammen.From the generic DE 37 41 676 C2 is a second closure piece known, which is rotatable. This closure piece acts with an opening in the Partition to the outlet duct together.
Aus der US 42 50 915 und der DE 29 27 402 C2 sind Durchflußregelventile bekannt, bei denen Verschlußstücke auf den gleichen Ventilsitz einwirken, jedoch von unterschiedlichen Seiten. Hieraus resultiert eine erheblich vergrößerte Bauform.From US 42 50 915 and DE 29 27 402 C2 Flow control valves known in which Act on the same valve seat, however from different sides. This results in a significantly enlarged design.
Aus der GB 15 34 937 ist eine Ausbildung bekannt, bei der ein Verschlußstück auf den Ventilsitz einwirkt, während ein anderes Verschlußstück auf eine Dichtfläche des ersten Verschlußstückes einwirkt.From GB 15 34 937 training is known at which acts on the valve seat with a closure piece, while another closure piece on a sealing surface acts of the first closure piece.
Ausgehend von dem eingangs bezeichneten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Durchflußregelventil der angegebenen Art zu schaffen, welches konstruktiv einfach ausgebildet und einfach zu handhaben ist.Based on the status of Technology, the invention has for its object To create flow control valve of the specified type, which is structurally simple and easy to use handle.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß die zweite Drosselstelle durch ein koaxial zum ersten Verschlußstück angeordnetes auf der Ventilspindel axial verschiebliches zweites Verschlußstück gebildet ist, welches mit dem Ventilsitz zusammenwirkt und mit der Trennwand verbunden oder bewegungsgekoppelt ist, daß der zweite Kanal einen hinter der ersten Drosselstelle und vor der zweiten Drosselstelle liegenden Druckbezugsbereich mit dem zweiten Druckraum des Stellgliedgehäuses verbindet und daß der erste Kanal den Druckbezugsbereich vor der ersten Drosselstelle mit dem ersten Druckraum verbindet. To achieve this object, the invention proposes that the second throttle point through a coaxial to first closure piece arranged on the Valve spindle axially displaceable second Closure piece is formed, which with the valve seat cooperates and connected to the partition or is motion-coupled that the second channel one behind the first throttle and before the second Throttle point lying pressure reference range with the connects second pressure chamber of the actuator housing and that the first channel the pressure reference area before the first throttle point with the first pressure chamber connects.
Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüche angegeben.Preferred further developments are in the subclaims specified.
Das erfindungsgemäße Ventil arbeitet als Durchflußregler. Der Regler besteht aus dem Gehäuse mit Ventilsitz und Funktionsteilen. Auf den Ventilsitz wirken unabhängig voneinander zwei Verschlußstücke (Ventilkörper). Der Öffnungsgrad des einen Verschlußstückes (ersten Verschlußstückes) wird über eine Verstelleinrichtung definiert vorgegeben. Die Position des zweiten Verschluß stückes wird durch eine druckgesteuerte Trennwand, vorzugsweise in Form einer Membran, bestimmt. Die Druckabnahme für die Membran ist so ausgeführt, daß die Druckdifferenz zwischen dem Ventilsitz und dem ersten Verschlußstück als Regelgröße dient. Durch die Verstellung des zweiten Verschlußstückes wird nun diese Druckdifferenz konstant gehalten. Damit bleibt auch der Durchfluß konstant. Damit das Ventil von Differenzdruckschwankungen unabhängig arbeiten kann, ist das zweite Verschlußstück druckentlastet, d. h., der höhere Druck auf der Anström seite wird auch auf die durch ein Dichtelement getrennte Oberseite geführt. The valve according to the invention works as a flow controller. The controller consists of the housing with valve seat and Functional parts. Act independently on the valve seat two locking pieces (valve body). The Degree of opening of a closure piece (first Closure piece) is via an adjusting device defined predefined. The position of the second shutter a pressure-controlled partition, preferably in the form of a membrane. The Decrease in pressure for the membrane is designed so that the Pressure difference between the valve seat and the first one Closure piece serves as a control variable. By the adjustment of the second closure piece is now this pressure difference kept constant. This also means the flow constant. So that the valve from differential pressure fluctuations can work independently is the second locking piece relieved of pressure, d. that is, the higher pressure on the inflow side is also separated by a sealing element Led top.
Das Stellgliedgehäuse, welches die Membran haltert, ist drehfest mit dem Ventilgehäuse verbunden. Die Einstell spindel ist drehfest, jedoch in axialer Richtung verschiebbar mit der kopfseitig des Stellgliedgehäuses angeordneten Handhabe verbunden, die als Sollwerteinsteller ausgebildet ist. Diese Handhabe und damit der Sollwerteinsteller ist drehbar, jedoch in axialer Richtung unverschiebbar mit dem Stellgliedgehäuse verbunden. Der Sollwert kann direkt auf dem Sollwert einsteller abgelesen werden, dem eine drehfest am Ventilgehäuse befestigte Anzeigevorrichtung zugeordnet ist.The actuator housing that holds the diaphragm is non-rotatably connected to the valve housing. The settings spindle is non-rotatable, but in the axial direction slidable with the head side of the actuator housing arranged handle connected as Setpoint adjuster is formed. This handle and so that the setpoint adjuster is rotatable, however in axial direction immovable with the actuator housing connected. The setpoint can be directly on the setpoint adjuster can be read, the one rotatably on Associated valve housing attached display device is.
Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion wird die Regelmembran (Trennwand) auf der Ventilspindel axial verschoben. Hierdurch ist es möglich, zwei axial verschiebbare Verschlußstücke einzusetzen, die beide auf den Ventilsitz des Gehäuses wirken. Durch die besondere Befestigung und Ausbildung des Sollwertstellers auf dem Stellgliedgehäuse ist es zudem möglich, den Sollwerteinsteller besonders groß auszubilden und den Sollwert direkt abzulesen.In the construction according to the invention Control membrane (partition) on the valve stem axially postponed. This makes it possible to axially two slidable fasteners to use, both act on the valve seat of the housing. Through the special fastening and training of the set point adjuster on the actuator housing it is also possible to Training setpoint adjusters particularly large and Read setpoint directly.
In Weiterbildung der Erfindung ist es auch möglich, ein solches Durchflußregelventil mit einer Differenzdruck begrenzung auszustatten. Hierbei wird eine zweite bewegliche Trennwand (Membran) in dem Stellgliedgehäuse angeordnet, auf die der Druck des Heizungsvorlaufes zusätzlich aufgeschaltet wird. Hierdurch wird zusätzlich der Differenzdruck zwischen Vorlauf und Rücklauf begrenzt.In a further development of the invention, it is also possible to use a such a flow control valve with a differential pressure limit. This is a second movable partition (membrane) in the actuator housing arranged on which the pressure of the heating flow is also activated. This will in addition the differential pressure between flow and Limited return.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.Embodiments of the invention are in the Drawing shown and below in more detail described.
Es zeigt:It shows:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Durchflußregelventil im Mittellängsschnitt; Figure 1 shows a flow control valve according to the invention in the central longitudinal section.
Fig. 2 eine Einzelheit in der Blickrichtung des Pfeiles II der Fig. 1 gesehen; Fig. 2 seen a detail in the direction of arrow II of Fig. 1;
Fig. 3 ein Durchflußregelventil mit Differenzdruck begrenzung in der Ansicht gemäß Fig. 1. Fig. 3 is a flow control valve with differential pressure control according to the view in Fig. 1,.
Das in den Zeichnungen dargestellte Durchflußregelventil besteht aus einem Ventilgehäuse 1 mit einem Zulauf 2 und einem Ablauf 3. An dem Gehäuse sind noch Meßstutzen ausgebildet, von denen der in der Zeichnung rechts dargestellte um 90° um die Hochachse versetzt ist, um ihn in der Zeichnungsebene darstellen zu können.The flow control valve shown in the drawings consists of a valve housing 1 with an inlet 2 and an outlet 3 . On the housing are still measuring spouts, of which the one shown in the drawing on the right is offset by 90 ° about the vertical axis in order to be able to represent it in the plane of the drawing.
Im Ventilgehäuse 1 ist ein Ventilsitz 4 ausgebildet, der mit dem ersten Verschlußstück 5 eine erste Drossel stelle 8 bildet. Das erste Verschlußstück 5 ist starr und durch ein Dichtelement 15 abgedichtet mit einer Hohlspindel 6 verbunden. Die Hohlspindel 6 ist an ihrem dem Verschlußstück 5 abgewandten Ende mit einem Stellteil 7 verbunden.In the valve housing 1 , a valve seat 4 is formed, which forms a first throttle 8 with the first closure piece 5 . The first closure piece 5 is rigid and sealed by a sealing element 15 with a hollow spindle 6 . The hollow spindle 6 is connected at its end facing away from the closure piece 5 to an adjusting part 7 .
Eine zweite Drosselstelle 9 bildet der Ventilsitz 4 zusammen mit einem zweiten Verschlußstück 10, wobei die zweite Drosselstelle 9 der ersten in Reihe geschaltet ist. Das zweite Verschlußstück 10 ist axial beweglich in einem Kopfstück 11 des Ventilgehäuses 1 gelagert.The valve seat 4 forms a second throttle point 9 together with a second closure piece 10 , the second throttle point 9 of the first being connected in series. The second closure piece 10 is mounted in an axially movable manner in a head piece 11 of the valve housing 1 .
Eine Sollwertfeder 12, die sich an einem gehäusefesten Anschlag (in der Zeichnung unten) und an einem mit dem zweiten Verschlußstück 10 gekoppelten zweiten Anschlag 13 abstützt, kann das zweite Verschlußstück in axialer Richtung bewegen. Der zweite Anschlag 13 ist fest mit dem zweiten Verschlußstück 10 verbunden und zwar über ein hülsenartiges Element, das mit dem Verschlußstück in dem Ausführungsbeispiel einstückig ausgeführt ist und welches unter Bildung eines später noch beschriebenen Kanales die Hohlspindel 6 koaxial umgibt.A setpoint spring 12 , which is supported on a stop fixed to the housing (in the drawing below) and on a second stop 13 coupled to the second closure piece 10 , can move the second closure piece in the axial direction. The second stop 13 is fixedly connected to the second closure piece 10 , specifically via a sleeve-like element which is made in one piece with the closure piece in the exemplary embodiment and which coaxially surrounds the hollow spindle 6 to form a channel which will be described later.
Der zweite Anschlag 13 ist somit bezüglich seiner Bewegung fest mit dem zweiten Verschlußstück 10 gekoppelt. Durch ein Dichtelement 14 wird die Oberseite des zweiten Anschlages 13 gegen die Unterseite desselben abgedichtet. Durch Kanäle 17, 18 wird der sich zwischen der ersten und zweiten Drosselstelle einstellende Druck P2 auf die Oberseite des zweiten Anschlages 13 und der sich im Ab laufstutzen einstellende Druck P3 auf die Unterseite des zweiten Anschlages geführt. Der im Zulaufstutzen anstehende Druck P1 wird durch die Hohlspindel 6 auf die Oberseite einer beweglichen Trennwand 16 (Membran) geführt, die in einem Stellgliedgehäuse 21 randseitig eingespannt ist und radial innenliegend mit Bestandteilen verbunden ist, die mit dem zweiten Verschlußstück 10 bewegungsmäßig gekoppelt sind. Ein Dichtelement 19 auf der Hohlspindel 6 dichtet die so gebildeten Druckräume P1 und P2 auf beiden Seiten der Membran ab. Dadurch, daß die Membran (16) fest mit dem Kopfstück 11 des Ventilgehäuses und fest mit dem zweiten Anschlag 13 verbunden ist, kann der zweite Anschlag 13 auf der Hohlspindel 6 durch die Membran 16 axial verschoben werden. Dies führt zu einer axialen Verschiebung des zweiten Verschlußstückes 10. Hierdurch wird erreicht, daß der Differenzbetrag zwischen P1 und P2 immer annähernd konstant gehalten wird. The second stop 13 is thus fixedly coupled with the second closure piece 10 with regard to its movement. The upper side of the second stop 13 is sealed off from the underside thereof by a sealing element 14 . Through channels 17 , 18 between the first and second throttling point, the pressure P 2 is guided to the top of the second stop 13 and the pressure P 3 , which is established in the connecting piece, is guided to the bottom of the second stop. The pressure P 1 present in the inlet connection is passed through the hollow spindle 6 onto the top of a movable partition 16 (membrane) which is clamped on the edge in an actuator housing 21 and is connected radially on the inside to components which are coupled in terms of movement to the second closure piece 10 . A sealing element 19 on the hollow spindle 6 seals the pressure spaces P 1 and P 2 thus formed on both sides of the membrane. Characterized in that the membrane ( 16 ) is firmly connected to the head piece 11 of the valve housing and firmly to the second stop 13 , the second stop 13 on the hollow spindle 6 can be axially displaced by the membrane 16 . This leads to an axial displacement of the second closure piece 10 . This ensures that the difference between P 1 and P 2 is always kept approximately constant.
Das Stellteil 7 ist mittels Gewinde 20 mit dem Stellglied gehäuse 21 verbunden. Die in Form eines Handrades ausgebildete Handhabe 22 ist axial nicht verschiebbar, jedoch drehbar auf dem Stellgliedgehäuse 21 gelagert und über eine Verzahnung 23 drehfest, jedoch axial verschiebbar mit dem Stellteil 7 verbunden. Bei Drehung des Handrades 22 wird das erste Verschlußstück 5 axial verschoben und so ein definierter Drosselquerschnitt an der Drosselstelle 8 eingestellt.The actuator 7 is connected by means of thread 20 to the actuator housing 21 . The handle 22, which is designed in the form of a handwheel, is not axially displaceable but is rotatably mounted on the actuator housing 21 and is connected to the actuating part 7 in a rotationally fixed but axially displaceable manner by means of a toothing 23 . When the handwheel 22 rotates, the first closure piece 5 is axially displaced and a defined throttle cross section is set at the throttle point 8 .
Das Handrad 22 ist außenseitig mit einer Skala 30 bedruckt, wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich. Der eingestellte Durchflußwert wird von dem Zeiger 24 angezeigt, der gehäusefest gehalten ist. Der Zeiger 24 kann mit einem Ausschnitt versehen sein, durch den ein Blockierstift 25 gesteckt werden kann, der in Nuten des Handrades 22 eingreift und dieses blockiert. Durch diesen Blockierstift 25 kann ein Plombierdraht 31 gezogen werden, der das unbefugte Entfernen des Blockierstiftes verhindert. In Druckentnahmestutzen, die mit den Druckräumen P1 und P2 in Verbindung stehen, können Meßventile 27 angeschlossen werden, so daß die Drücke P1 und P2 kontrolliert werden können. Da der Öffnungsgrad des ersten Verschlußstückes 5 bekannt ist, kann auch der tatsächliche Durchfluß ermittelt und dokumentiert werden.The handwheel 22 is printed on the outside with a scale 30 , as can be seen in particular from FIG. 2. The set flow value is displayed by the pointer 24 , which is held fixed to the housing. The pointer 24 can be provided with a cutout through which a blocking pin 25 can be inserted, which engages in the grooves of the handwheel 22 and blocks it. A sealing wire 31 can be drawn through this blocking pin 25 , which prevents the unauthorized removal of the blocking pin. In pressure tapping ports, which are connected to the pressure chambers P 1 and P 2 , measuring valves 27 can be connected so that the pressures P 1 and P 2 can be controlled. Since the degree of opening of the first closure piece 5 is known, the actual flow can also be determined and documented.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist ein Durchfluß regelventil mit Differenzdruckbegrenzung gezeigt. Der Aufbau ist analog der Darstellung in Fig. 1 und 2. Zusätzlich ist jedoch eine zweite Membran 28 in dem Stellgliedgehäuse 21 angeordnet, die ebenfalls mit dem auf der Hohlspindel 6 beweglichen Teil, welches mit dem zweiten Verschlußstück 10 gekoppelt ist, axial auf der Hohlspindel 6 beweglich ist. Durch diese zweite Membran 28 wird ein zusätzlicher Druckraum P4 geschaffen. Die Druckräume P4 und P1 sind durch ein Dichtelement 29 getrennt. Durch die axiale Verschiebung auf der Hohl spindel 6 wird auch das zweite Verschlußstück 10 axial verschoben, bis das Gleichgewicht der Kräfte wieder hergestellt ist. Der Druck P4 wird von dem Heizungsvor lauf abgegriffen und durch eine hydraulische Verbindung auf die Oberseite der Membran 28 geleitet. Wird nun das gewünschte Druckniveau überschritten, so schließt das zweite Verschlußstück 10 das Ventil. Die Druckdifferenz zwischen P4 und P1 wird so auf den gewünschten Wert begrenzt.In the embodiment of FIG. 3, a flow control valve with differential pressure limitation is shown. The structure is analogous to the illustration in FIGS. 1 and 2. In addition, however, a second membrane is arranged in the actuator housing 21, 28 also connected to the mobile on the hollow spindle 6 member which is coupled to the second closing element 10, axially on the hollow spindle 6 is movable. An additional pressure space P 4 is created by this second membrane 28 . The pressure chambers P 4 and P 1 are separated by a sealing element 29 . Due to the axial displacement on the hollow spindle 6 , the second closure piece 10 is axially displaced until the balance of forces is restored. The pressure P 4 is tapped from the Heizungsvor run and passed through a hydraulic connection to the top of the membrane 28 . If the desired pressure level is now exceeded, the second closure piece 10 closes the valve. The pressure difference between P 4 and P 1 is thus limited to the desired value.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R071 | Expiry of right | ||
R071 | Expiry of right |