DE60126450T2 - Mehrwegventil - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Beschreibung betrifft ein Dreiwege-Wahlventil und speziell ein Fluid-Wahlventil, das einen großen Durchflusskoeffizienten, jedoch einen kompakten Aufbau, aufweist.
  • Ein herkömmliches und sehr gut bekanntes Dreiwege-Fluid-Wahlventil, das es einem Fluid, wie einer Flüssigkeit, die von einem Einlassport in eine Ventilkammer strömt, gestattet, wahlweise aus einem von zwei Auslassports zu strömen, besitzt Ventilsitze, die mit den beiden Auslassports kommunizieren, die in einer Wand der Ventilkammer vorhanden sind, in die das Fluid von einem Einlassport in die Ventilkammer strömt, und ein auf- und abgehendes Ventilelement, das in der Ventilkammer untergebracht ist und wahlweise in den Ventilsitzen sitzt, um den Einlassport mit einem der Auslassports zu verbinden und den anderen Auslassport zu schließen.
  • In so einem Fluid-Wahlventil sind die Querschnittsflächen in einem Durchflussweg, der vom Einlassport zur Ventilkammer verläuft, und in der Ventilkammer selbst vergrößert, um die Durchflussrate zu erhöhen, ohne die Außenmaße zu vergrößern. Jedoch hat es sich im Ergebnis verschiedener Experimente herausgestellt, dass die arbitrationale Vergrößerung des Durchflussweges den Durchfluss nicht effektiv erhöht und einen gegenteiligen Effekt hervorrufen kann, wenn das Ergebnis die Bildung eines stagnierenden Abschnittes ist oder eines Abschnittes, in dem ein Durchflussweg abrupt geändert wird und so den Fluss beeinträchtigt.
  • Ein Ziel der Erfindung ist es, ein Dreiwege-Fluid-Wahlventil mit einem großen Durchflusskoeffizienten, jedoch kompaktem Aufbau, zur Verfügung zu stellen.
  • US 4852612 offenbart ein Dreiwegeventil umfassend eine zylindrische Ventilkammer mit einem Paar von Ports, die mit einem axialen Zwischenraum auf einer Seite angeordnet sind, und einen dritten, zentral positionierten Port auf der anderen Seite. Ein Ventilteller an einem axialen Ventilschaft bewegt sich zwischen Positionen auf dem dritten Port gegenüberliegenden Seiten, um die Kommunikation zwischen den Ports zu steuern. Die Kammer beinhaltet Lagerbuchsen, zwischen denen sich der Ventilteller bewegt und an deren inneren Enden der Teller in den entsprechenden Positionen anliegt.
  • Entsprechend der Erfindung wird ein Dreiwege-Fluid-Wahlventil zur Verfügung gestellt, das Fluid, das von einem Einlassport in eine Ventilkammer in einem Ventilgehäuse geströmt ist, gestattet, wahlweise aus zwei Auslassports auf dem Einlassport gegenüber liegenden Seiten zu strömen, mit Ventilsitzen, die mit den Auslassports kommunizieren, die sich in einander gegenüber liegenden Positionen einer Wand der Ventilkammer befinden, und einem auf- und abgehenden Ventilelement zum Verbinden des Einlassports mit einem der Auslassports, während der andere der Auslassports dadurch geschlossen wird, dass es wahlweise in jeweils einem der beiden Ventilsitze sitzt, wobei das Ventilgehäuse einen ersten Durchflussweg aufweist, der vom Raum zwischen den Ventilsitzen zur Verbindung der Ventilsitze zum Einlassport verläuft, einen zweiten Durchflussweg, der einen der Ventilsitze mit einem der Auslassports verbindet, und einen dritten Durchflussweg, der den anderen Ventilsitz mit dem anderen Auslassport verbindet, und wobei die Ventilsitze in innen liegenden Bodenabschnitten der Ventilsitzbohrungen zur Verfügung stehen, die in der Ventilkammerwand ausgebildet sind, und die Tiefe jeder Ventilsitzbohrung gleich oder größer ist als die Hälfte der Dicke eines äußeren Seitenabschnittes des Ventilelementes, dadurch gekennzeichnet, dass sich die geringste Weite der Durchflusswege an der Stelle befindet, an der sie mit den Ventilsitzen kommunizieren, und dass die geringste Weite der Durchflusswege gleich oder größer einem Innendurchmesser d der Ventilsitze ist.
  • Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass es möglich ist, den Durchflusskoeffizienten dadurch ausreichend zu vergrößern, dass die Abruptheit von Strömungshindernissen in Abschnitten, in denen scharfkantige Strömungshindernisse ausgebildet sind, zu minimieren, vorzugsweise und spezifisch in einem Abschnitt, in dem ein scharfkantiges Strömungshindernis durch ein in den Durchflussweg vorstehendes Teilstück am Ende des Ventilelementes gebildet wird, in Abschnitten, in denen scharfkantige Strömungshindernisse durch die Ventilsitze oder dergleichen gebildet werden.
  • Ein Vorteil des Ventils ist die Möglichkeit zur Minimierung der Abruptheit eines scharfkantigen Strömungshindernisses durch das Vorstehen eines hinteren Abschnittes eines Ventilelementes und Strömungshindernissen an Ventilelementen, wodurch entsprechend der oben genannten Erkenntnis der Durchflusskoeffizient des Fluid-Wahlventils vergrößert wird.
  • Das Ventil weist einen größeren Durchflusskoeffizienten auf und kann einen Aufbau aufweisen, der leicht herzustellen und zusammenzusetzen ist.
  • In dem Fluid-Wahlventil ist es angebracht, dass ein Teil der Wand der Ventilkammer und ein Teil einer Seitenwand jeder der beiden Ventilsitzbohrungen als eine durchgehende teilweise zylindrische Fläche auf einer dem Einlassport gegenüber liegenden Seite ausgebildet und die Breite s einer Ventilsitzstufe, die die Differenz zwischen einem Innendurchmesser D jeder Ventilsitzbohrung und einem Innendurchmesser d jedes Ventilsitzes ist, s ≤ 0,03d + 3 [mm] beträgt. Es ist ebenfalls angebracht, dass ellbogenförmige Winkel der Durchflusswege von den beiden Ventilsitzen zu den Auslassports so ausgebildet sind, dass ein Kurvenradius R jedes Winkels an einer äußeren peripheren Seite R = 0,5d bis 1d beträgt.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das Ventilgehäuse durch Verbindung eines Endstücks und eines Hauptkörpers gebildet, der Hauptkörper beinhaltet einen Durchflussweg, der vom Einlassport zu einem der Auslassports durch einen der Ventilsitze verläuft, einen im Hauptkörper gleitenden Schaft, der an einem Ende ein Ventilelement aufweist, so dass die Ventilsitze durch das Ventilelement geöffnet und geschlossen werden, und Antriebsmittel zum Antrieb des Schaftes, so dass das Ventilelement in den Ventilsitzen sitzt, und das Endstück weist den anderen Ventilsitz und einen Durchflussweg, der von dem Ventilsitz zu dem anderen Auslassport verläuft, auf.
  • Das Fluid-Wahlventil, das den oben beschriebenen Aufbau aufweist, gestattet Fluid, das vom Einlassport in die Ventilkammer im Ventilgehäuse geströmt ist, wahlweise aus den beiden Auslassports auf gegenüber liegenden Seiten des Einlassports zu strömen. Weil die Ventilsitze, die sich in den zu den Auslassports verlaufenden Durchflusswegen befinden, an den inneren Bodenabschnitten der Ventilsitzbohrungen vorgesehen sind und jede der Ventilsitzbohrungen eine Tiefe aufweist, die gleich oder größer als die Hälfte der Dicke des Ventilelementes ist, ragt der hintere Abschnitt des Ventilelementes, das im Ventilsitz sitzt, nicht sehr weit in den Durchflussweg des Fluids, das durch den anderen Ventilsitz strömt, und ein scharfkantiges Strömungshindernis im Durchflussweg wird am hinteren Abschnitt nicht ausgebildet. Dadurch ist es möglich, die Abruptheit des Strömungshindernisses durch das Ventilelement zu minimieren und den Durchflusskoeffizienten des Fluid-Wahlventils zu vergrößern.
  • Bei bekannten Ventilen, bei denen die Ventilsitze an inneren Oberflächen von einander gegenüber liegenden Wänden in der Ventilkammer vorgesehen sind, um den Aufbau zu vereinfachen, ragt der Endabschnitt des Ventilelementes, wenn es im Ventilsitz sitzt, in die Ventilkammer hinein und reduziert abrupt den Durchflussweg des Fluids, das vom Einlassport durch den offenen Ventilsitz strömt. Jedoch wird so ein Problem durch den oben beschriebenen Aufbau gelöst.
  • Es ist vorteilhaft, die innere Wandfläche der Ventilkammer und die peripheren Wandflächen der beiden Ventilsitzbohrungen als durchgehende teilweise zylindrische Fläche an einem Abschnitt der Ventilkammerwand gegenüber dem Einlassport auszubilden, um die Einarbeitung der Ventilkammer in das Ventilgehäuse zu ermöglichen und die Änderung des Abschnittes im Durchflussweg zu reduzieren. Es ist vorteilhaft, die Breite s der Ventilsitzstufe auf den oben beschriebenen Bereich zu minimieren, um die Verringerung des Durchflusskoeffizienten durch Verengung der Durchflusswege an den Ventilsitzen zu reduzieren. Weiterhin ist es durch Festsetzung des Kurvenradius R an den äußeren peripheren Seiten jedes ellbogenförmigen Winkels des Durchflussweges, der von den Ventilsitzen zu den entsprechenden Ports verläuft, auf einen im oben beschriebenen Bereich liegenden Wert möglich, die Verringerung des Durchflusskoeffizienten weiter zu reduzieren.
  • Bei dem oben beschrieben Aufbau kann das Fluid-Wahlventil sowohl einen großen Durchflusskoeffizienten als auch ein kompaktes Design aufweisen.
  • Wenn das Ventilgehäuse des Fluid-Wahlventils durch Verbindung des Endstücks und des Hauptkörpers gebildet wird und der andere Ventilsitz im Endstück untergebracht ist, ist es leicht möglich, die Ventilkammer und den Ventilsitz in den Hauptkörper einzuarbeiten und das Ventilelement durch eine Bohrung im Hauptkörper, die dann durch das Endstück verschlossen wird, einzusetzen.
  • Die Erfindung wird nun an einem Beispiel unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
  • 1 eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines Fluid-Wahlventils entsprechend der vorliegenden Erfindung ist.
  • 2 eine Schnittdarstellung des Ventils in einem zweiten Betriebszustand ist.
  • 3 eine Schnittdarstellung entlang der Linie III – III in 1 ist.
  • 4 eine Schnittdarstellung entlang der Linie IV – IV in 1 ist.
  • 5 eine Schnittdarstellung entlang der Linie V – V in 1 ist.
  • 1 bis 5 ein Ausführungsbeispiel eines Fluid-Wahlventils darstellen.
  • Dieses Fluid-Wahlventil ist ein Dreiwege-Fluid-Wahlventil, das Fluid, wie eine Flüssigkeit, die von einem Einlassport in ein Ventilgehäuse geströmt ist, gestattet, wahlweise aus zwei Auslassports auszuströmen, als Hauptbestandteile beinhaltend ein Ventilgehäuse 1, gebildet durch Verbindung eines Endstücks 3 und eines Hauptkörpers 2, und Ports, die mit entsprechenden Durchflusswegen des Ventilgehäuses 1 kommunizieren, und beinhaltend einen sich durch den Hauptkörper 2 bewegenden Schaft 6 mit einem an einem Ende befestigten auf- und abgehenden Ventilelement 5 sowie Antriebsmittel 7 für den Antrieb des Schaftes 6.
  • Das Ventilgehäuse 1 umfasst eine Ventilkammer 12, in die Fluid vom Einlassport 41 der Unterplatte 4 durch einen Durchflussweg 11 strömt, und umfasst ein Paar Ventilsitze 13 und 31 an einander gegenüber liegenden Wänden der Ventilkammer. Stromabwärts von den Ventilsitzen 13 und 31 befinden sich die entsprechenden Durchflusswege 15 und 16, die mit den beiden Auslassports 42 und 43 kommunizieren, auf dem Einlassport 41 in der Unterplatte 4 gegenüber liegenden Seiten. Darum ist die Unterplatte 4 mit dem Hauptkörper 2 verbunden, wobei der Einlassport 41 mit dem Durchflussweg 11 des Hauptkörpers 2 kommuniziert und die Auslassports 42 und 43 entsprechend mit den Durchflusswegen 15 und 16 des Hauptkörpers 2 kommunizieren.
  • Der Einlassport 41 und die Auslassports 42 und 43 auf dem Einlassport 41 in der Unterplatte 4 gegenüber liegenden Seiten öffnen in einander gegenüber liegende Richtungen, wie aus den 3 bis 5 ersichtlich ist.
  • Der Hauptkörper 2 umfasst eine Verbindungsbohrung 14 in einer koaxialen Position zu dem Schaft 6, der das Ventilelement 5 trägt, und ist mit dem Endstück 3 dadurch verbunden, dass das Endstück 3 in die Verbindungsbohrung 14 eingesetzt wird und ein Flanschabschnitt 33 am Hauptkörper befestigt wird. Von den Ventilsitzen 13 und 31 steht der eine Ventilsitz 13 integriert oder abnehmbar am Hauptkörper 2 zur Verfügung und der andere Ventilsitz 31 ist mit dem Endstück 3 am Hauptkörper 2 angebracht.
  • Das Endstück 3 ist mit einem Durchflussweg 32 versehen, der vom Ventilsitz 31 ausgehend über den Durchflussweg 16 im Hauptkörper 2 mit dem Port 43 kommuniziert. Der Durchflussweg 32 und der Durchflussweg 16 sind so gestaltet, dass sie eine im Wesentlichen gleichmäßige Querschnittsfläche des Durchflussweges einschließlich des Durchflussweges im Ventilsitz 31 aufweisen. Es ist kein Nachteil, wenn der Ventilsitz 31 separat vom Endstück 3 ausgebildet ist, wie in den Zeichnungen dargestellt, oder integriert in das Endstück 3.
  • Beide Ventilsitze 13 und 31 befinden sich an inneren Bodenabschnitten der Ventilsitzbohrungen 17 und 18, die in einer Wand der Ventilkammer 12 ausgebildet sind. Die Tiefe der Ventilsitzbohrungen 17 und 18 ist mindestens gleich oder größer als die Hälfte der Dicke eines äußeren peripheren Abschnittes des Ventilelementes 5. Wenn Fluid, das vom Einlassport 41 in die Ventilkammer 12 im Hauptkörper 2 geströmt ist, wahlweise gestattet wird, aus den Auslassports 42 und 43 zu strömen, ragt dadurch ein hinterer Abschnitt des Ventilelementes 5, das in einem der Ventilsitze 13 und 31 an den inneren Bodenabschnitten der Ventilsitzbohrungen 17 und 18 sitzt, nicht weit in den Durchflussweg des Fluids hinein, das durch den offenen Ventilsitz 31 oder 13 strömt. Dadurch wird durch das Ventilelement kein scharfkantiges Strömungshindernis im Durchflussweg gebildet, die Verengung im Durchflussweg durch das Ventilelement 5 ist mäßig, und der Durchflusskoeffizient des Fluid-Wahlventils kann vergrößert werden.
  • Eine Gestaltung der Ventilsitzbohrungen 17 und 18 mit solchen Tiefen, dass die gesamte Dicke des Ventilelementes 5 in die Bohrungen passt, würde noch effektiver sein, um kein Hindernis im Durchflussweg zu schaffen. Jedoch würden solche Tiefen dazu führen, dass die äußeren Abmessungen des Ventilgehäuses 1 vergrößert werden müssten, um die Ventilsitzbohrungen 17 und 18 unterzubringen. Darum ist es vorteilhaft, die Tiefe der Ventilsitzbohrungen soweit zu maximieren, dass der Einfluss der Verengung des Durchflussweges durch das Ventilelement 5 auf den Durchflusskoeffizienten nicht groß ist. Durch Experimentieren wurde erkannt, dass ein vorteilhafter Bereich für die Tiefe der Ventilsitzbohrungen 17 und 18 zwischen etwa der halben bis der gesamten Dicke der äußeren Peripherie des Ventilelementes 5 liegt. Es ist nicht vorteilhaft, wenn die Tiefe der Ventilsitzbohrungen 17 und 18 größer ist als die Dicke des Ventilelementes 5, weil das zu einer großen Veränderung im Abschnitt des Durchflussweges führt.
  • In der Ventilkammer 12 im Hauptkörper 2 ist eine innere Wandfläche 12a der Ventilkammerwand gegenüber dem Einlassport 41 als durchgehende teilweise zylindrische Fläche mit einem Teil der äußeren Wandflächen der beiden Ventilsitzbohrungen 17 und 18 ausgebildet. Die Verbindungsbohrung 14 für das Endstück 3, die sich im Hauptkörper 2 befindet, ist eine zylindrische Fläche mit einem Durchmesser, der zumindest größer ist als die teilweise zylindrische Fläche.
  • Dadurch ist nicht nur eine geringere Veränderung im Durchflusswegabschnitt von der Ventilkammer 12 zu den Ventilsitzen 13 und 31 möglich, sondern auch eine leichte Fertigung der inneren Wandfläche 12a der Ventilkammer 12 und des Ventilsitzes 13 im Hauptkörper 2 sowie die Montage des Ventilelementes 5 durch die Verbindungsbohrung 14 des Hauptkörpers 2.
  • Es ist nicht vorteilhaft, eine Ausnehmung in der inneren Wandfläche 12a der Ventilkammer 12 auszubilden, um die Ventilkammer 12 zu vergrößern, selbst wenn die Wanddicke des Hauptkörpers 2 dies zulässt, weil die Durchflusswege von der Ventilkammer 12 an den Ventilsitzen 13 und 31 stark verengt werden.
  • Es ist wünschenswert, die Veränderung im Durchflusswegabschnitt von Fluid, das von den Ventilsitzbohrungen 17 und 18 durch die Ventilsitze 13 und 31 strömt, durch Minimierung der Breite s (siehe 3) einer Ventilsitzstufe zu reduzieren, die die Differenz zwischen einem Innendurchmesser D jeder Ventilsitzbohrung 17 und 18 und einem Innendurchmesser d jedes Ventilsitzes 13 und 31 ist. Andererseits sollte genug Platz für die Breite s der Ventilsitzstufe gelassen werden, um eine Breite zu haben, die für den Sitz und die Abdichtung des Ventilelementes 5 sowie Fertigungs- und Montagetoleranzen des Ventilelementes 5 geeignet ist. Wenn die Breite und die Toleranzen berücksichtigt werden, kann in einem Universal-Fluid-Wahlventil die Breite s 3 mm, vorzugsweise 2 mm und empirisch 0,03d [mm] betragen, obwohl die Breite s der Stufe entsprechend dem Innendurchmesser d des Ventilsitzes verändert werden muss, wenn der Durchmesser d größer wird.
  • Im Ergebnis kann die Breite s im folgenden Bereich liegen: s ≤ 0,03d + 3 [mm]
  • Durch Minimierung der Breite s der Ventilsitzstufe in so einem Bereich ist es möglich, die Verringerung des Durchflusskoeffzienten durch Verengung des Durchflussweges an den Ventilsitzen 13 und 31 zu unterdrücken.
  • Die Durchflusswege, die von den beiden Ventilsitzen 13 und 31 ausgehend mit den entsprechenden Auslassports 42 und 43 kommunizieren, weisen ellbogenförmige Winkel auf. Ein Kurvenradius R an einer äußeren peripheren Seite jedes Winkels beträgt vorzugsweise
    R = 0,5d bis 1d,
    um die Verringerung des Durchflusskoeffizienten zu unterdrücken.
  • Das Ventilelement 5 ist an einem Ende des Schaftes 6 angebracht, indem das scheibenförmige auf- und abgehende Ventilelement 5 am Ende des Schaftes 6 durch ein Dichtungselement 51 und einen über einer Halterung 52 eingeschraubten Bolzen 53 am Ende des Schaftes befestigt wird. Der Schaft 6 erstreckt sich durch den Hauptkörper 2 und eine Stützplatte 21, die am Hauptkörper 2 angebracht ist, durch einen O-Ring 22 nach außerhalb des Ventilgehäuses 1. Am Hauptkörper 2 ist ein pneumatisch betriebener Zylinder als Antriebsmittel 7 so angebracht, dass die Stützplatte 21 mit dem Zylinder abgedeckt wird. Der Schaft 6 ist durch eine Bohrung 23 in der Stützplatte 21 durch eine Luftabschlussdichtung 61, eine Flüssigkeitsabschlussdichtung 62 und einen Abstreifer 63 luft- und wasserdicht eingesetzt.
  • Der pneumatisch betriebene Zylinder ist am Hauptkörper 2 so angebracht, dass die Stützplatte 21 mit dem Zylinder abgedeckt wird und beinhaltet eine Abdeckhaube 71, die im Inneren eine Zylinderbohrung 72 und einen Kolben 73, der an einem hinteren Ende des Schaftes 6 befestigt und in die Zylinderbohrung 72 eingesetzt ist, aufweist. Der Kolben 73 unterteilt das Innere der Zylinderbohrung 72 in eine Steuerkammer 74 auf der Seite des Hauptkörpers 2 und eine hintere Kammer 75 auf der anderen Seite. Die Steuerkammer 74 kommuniziert mit einem Port (nicht dargestellt), durch den Steuerdruckluft zu- und abgeleitet wird, und die hintere Kammer ist über einen Entlüftungsport (nicht dargestellt) offen zur Umgebungsatmosphäre. In der hinteren Kammer 75 ist eine Rückstellfeder untergebracht, die den Kolben 73 zur Steuerkammer 74 zwingt, wenn die Druckluft aus der Steuerkammer 74 abgelassen wird. Um den Kolben 73 sind ein Schleißring 77 und eine Kolbendichtung 78 gelegt, die in gleitendem Kontakt zur Innenfläche der Zylinderbohrung 72 stehen.
  • Das Antriebsmittel 7 ist nicht auf den oben beschriebenen pneumatisch betriebenen Antriebszylinder beschränkt.
  • Das Fluid-Wahlventil mit dem oben beschriebenen Aufbau weist einen großen Durchflusskoeffizienten bei gleichzeitig kompaktem Design auf und gestattet Fluid (Flüssigkeiten wie Wasser und Öl), das vom Einlassport 41 in die Ventilkammer im Ventilgehäuse 1 geströmt ist, durch ein Ventilelement 5, angetrieben durch die Antriebsmittel 7, wahlweise aus zwei Auslassports 42 und 43 auszuströmen. Weil die Ventilsitze 13 und 31, die sich in den Durchflusswegen befinden, an den inneren Bodenabschnitten der Ventilsitzbohrungen 17 und 18 zur Verfügung stehen und jede Ventilsitzbohrung eine Tiefe aufweist, die mindestens gleich oder größer als die Hälfte der Dicke der Peripherie des Ventilelementes 5 ist, ragt der hintere Abschnitt des Ventilelementes 5, der beispielsweise im Ventilsitz 31 sitzt, wie in 1 dargestellt, nicht weit in den Durchflussweg des Fluids, das durch den anderen Ventilsitz 13 strömt, hinein, um ein scharfkantiges Strömungshindernis zu bilden.
  • Weil der Abschnitt der inneren Wandfläche 12a der Ventilkammerwand, der dem Einlassport 41 gegenüber liegt, als durchgehende teilweise zylindrische Fläche mit den peripheren Wandflächen der Ventilsitzbohrungen 17 und 18 ausgebildet ist, ist nicht nur eine leichte Fertigung der Ventilkammer 12 im Ventilgehäuse 1 möglich, sondern auch eine geringere Änderung im Abschnitt des Durchflussweges. Weil darüber hinaus die Breite s der Ventilsitzstufe auf den oben beschriebenen Bereich minimiert ist, ist die Verengung der Durchflusswege an den Ventilsitzen 13 und 31 in dieser Hinsicht ebenfalls unterdrückt. Durch Festsetzung des Kurvenradius R jedes ellbogenförmigen Winkels in den Durchflusswegen von den beiden Ventilsitzen 13 und 31 zu den entsprechenden Auslassports 42 und 43 auf einen Wert in dem oben beschriebenen Bereich ist es darüber hinaus möglich, die Verringerung des Durchflusskoeffizienten weiter zu unterdrücken.
  • Weil das Ventilgehäuse 1 durch Verbindung des Endstücks 3 und des Hauptkörpers 2 gebildet wird und der andere Ventilsitz 31, der dem ersten Ventilsitz 13 gegenüber liegt, der im Hauptkörper 2 untergebracht ist, sich im Endstück 3 befindet, ist es möglich, die Ventilkammer 12 und den Ventilsitz im Hauptkörper 2 leicht herzustellen und das Ventilelement 5 durch die Verbindungsbohrung 14 des Hauptkörpers 2, die durch das Endstück 3 verschlossen wird, zu montieren.
  • Mit dem Fluid-Wahlventil, das oben detailliert beschrieben wurde, ist es möglich, einen großen Durchflusskoeffizienten zu erzielen, indem die Abruptheit eines scharfkantigen Strömungshindernisses, das durch das Vorstehen des Abschnittes des Ventilelementes am Ende des Ventilelementes und die Verengung an jedem Ventilsitz verursacht wird, zu minimieren, während das Wahlventil einen kompakten Aufbau aufweist, und es ist ebenfalls möglich, Herstellung und Montage des Fluid-Wahlventils zu erleichtern.

Claims (5)

  1. Dreiwege-Wahlventil, das Fluid, das von einem Einlassport (41) in eine Ventilkammer (12) in einem Ventilgehäuse (1) geströmt ist, gestattet, wahlweise aus zwei Auslassports (42, 43) auf dem Einlassport (41) gegenüber liegenden Seiten zu strömen, mit Ventilsitzen (13, 31), die mit den Auslassports (42, 43) kommunizieren, die sich in einander gegenüber liegenden Positionen einer Wand der Ventilkammer (12) befinden, und einem auf- und abgehenden Ventilelement (5) zum Verbinden des Einlassports (41) mit einem der Auslassports (42, 43) während der andere der Auslassports (42, 43) dadurch geschlossen wird, dass es wahlweise in jeweils einem der beiden Ventilsitze (13, 31) sitzt, wobei das Ventilgehäuse (1) einen ersten Durchflussweg (11) aufweist, der vom Raum zwischen den Ventilsitzen (13, 31) zur Verbindung der Ventilsitze (13, 31) zum Einlassport (41) verläuft, einen zweiten Durchflussweg (15), der einen der Ventilsitze (13) mit einem der Auslassports (42) verbindet, und einen dritten Durchflussweg (16), der den anderen Ventilsitz (31) mit dem anderen Auslassport (43) verbindet, und wobei die Ventilsitze (13, 31) in innen liegenden Bodenabschnitten der Ventilsitzbohrungen (17, 18) zur Verfügung stehen, die in der Ventilkammerwand ausgebildet sind, und die Tiefe jeder Ventilsitzbohrung (17, 18) gleich oder größer ist als die Hälfte der Dicke eines äußeren Seitenabschnittes des Ventilelementes (5), dadurch gekennzeichnet, dass sich die geringste Weite der Durchflusswege (11, 15, 16) an der Stelle befindet, an der sie mit den Ventilsitzen (13, 31) kommunizieren, und dass die geringste Weite der Durchflusswege gleich oder größer einem Innendurchmesser (d) der Ventilsitze (13, 31) ist.
  2. Fluid-Mehrwegeventil nach Anspruch 1, wobei ein Teil der Ventilkammerwand und ein Teil einer Seitenwand jeder der beiden Ventilsitzbohrungen (17, 18) als eine durchgehende teilweise zylindrische Oberfläche auf einer dem Einlassport (41) gegenüber liegenden Seite ausgebildet sind.
  3. Fluid-Mehrwegeventil nach den Ansprüchen 1 oder 2, wobei die Breite (s) einer Ventilsitzstufe eine Differenz zwischen einem Innendurchmesser (D) jeder Ventilsitzbohrung (17, 18) und einem Innendurchmesser (d) jedes Ventilsitzes ist, die s ≤ 0,03d + 3 [mm] beträgt.
  4. Fluid-Mehrwegeventil nach jedem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ventilgehäuse (1) gebildet wird, indem ein Endstück (3) und eine Unterplatte (4) mit einem Hauptkörper (2) verbunden werden, wobei sich die drei Ports in der Unterplatte (4) befinden, wobei der Hauptkörper (2) einen der beiden Ventilsitze (13), den Durchflussweg (15), der mit dem Ventilsitz (13) kommuniziert, einen Schaft (6), der sich gleitend durch den Hauptkörper (2) bewegt und an einem Schaftende das Ventilelement (5) aufweist, und Antriebsmittel (7) für den Antrieb des Schaftes (6) umfasst, und wobei das Endstück (3) den anderen Ventilsitz (31) und den Durchflussweg (16), der mit dem anderen Ventilsitz (31) kommuniziert, aufweist.
  5. Fluid-Mehrwegeventil nach Anspruch 4, wenn abhängig von Anspruch 3, wobei ellbogenförmige Winkel in den Durchflusswegen (15, 16) ausgebildet sind, die von den beiden Ventilsitzen (13, 31) zu den Auslassports (42, 43) verlaufen, und ein Kurvenradius (R) jedes Winkels an einer äußeren peripheren Seite R = 0,5d bis 1d beträgt.
DE60126450T 2000-08-28 2001-08-24 Mehrwegventil Expired - Fee Related DE60126450T2 (de)

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