DE602005001964T2

DE602005001964T2 - Durchflussbegrenzungsventil

Info

Publication number: DE602005001964T2
Application number: DE200560001964
Authority: DE
Inventors: Hiroaki JTEKT CORPORATION Suzuki; Toshihiko JTEKT Corporation Shima; Yoshiyuki JTEKT CORPORATION Takeuchi
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2004-04-01
Filing date: 2005-03-23
Publication date: 2008-05-08
Anticipated expiration: 2025-03-24
Also published as: EP1582788A1; US7398795B2; US20050217729A1; JP2005291411A; DE602005001964D1; EP1582788B1

Description

Gebiet der Erfindung
Die gegenwärtige Erfindung bezieht sich auf ein Durchflussbegrenzungsventil. Genauer gesagt bezieht sich die gegenwärtige Erfindung auf ein Durchflussbegrenzungsventil, das einen Durchfluss einer Flüssigkeit, der höher ist als ein vorbestimmter Wert, auch wenn der Druck an der primären Seite schwankt, verhindern kann.
Hintergrund der Erfindung
Bei einem Verwenden einer unter Druck stehenden Flüssigkeit, die von einem Hochdrucktank oder einer anderen Quelle zugeführt wird, wird herkömmlich ein Druckbegrenzungsventil verwendet, um zu verhindern, dass die Flüssigkeit Einrichtungen beschädigt, die diese betätigt, und um zu verhindern, dass Flüssigkeit herausfließt, wenn die Einrichtungen beschädigt sind. Dieses Durchflussbegrenzungsventil schließt seinen Durchflusskanal, wenn ein Durchfluss auftritt, der einen vorbestimmten Durchfluss erreicht oder übersteigt, oder wenn ein irregulärer Abfall des Drucks an der stromabwärtigen Seite des Ventils auftritt. Ein Beispiel eines herkömmlichen Druckbegrenzungsventils ist in US 2002/014277 A1 beschrieben.
3 zeigt ein weiteres Beispiel eines herkömmlichen Druckbegrenzungsventils. Ein Druckbegrenzungsventil 100 umfasst: einen Ventilkörper 102, der einen Durchflusskanal 101 öffnet und schließt; eine Feder 103, die den Ventilkörper 102 in einem geöffneten Zustand hält; und einen Ventilsitz 104, auf dem der Ventilkörper 102 sitzt. Ein Gehäuse 105 stützt den Ventilkörper 102 und die Feder 103.
Der Ventilkörper 102 umfasst: eine scheibenförmige Basisendsektion 106; eine zylindrische Führung 107, die sich von der Basisendsektion 106 in der Figur nach rechts erstreckt, und einen Durchmesser hat, der kleiner als der der Basisendsektion 106 ist; eine Öffnung 108, die an der äußeren Umfangsoberfläche der Führungssektion 107 ausgebildet ist; und mehrere Vorsprünge 109, die von der Basisendsektion 106 nach links herausragen.
In dem normalen Zustand des Durchflussbegrenzungsventils 100 hält die Vorspannkraft der Feder 103 den Ventilkörper 102 in Eingriff gegen die linksseitige Endoberfläche einer Ventilkörpergehäusesektion 110 in dem Gehäuse 105. Die Flüssigkeit strömt von der linken Seite in der Figur (Primärseite) zu der rechten Seite (Sekundärseite) durch die Lücke, die durch die Vorsprünge 109 und die Öffnung 108 der Führung 107 ausgebildet sind.
Bei diesem Durchflussbegrenzungsventil 100, wenn die Flüssigkeit von der Primärseite einen Durchfluss hat, der ein vorbestimmtes Ausmaß erreicht oder übersteigt, verursacht die Kraft (Durchflussgeschwindigkeit) des Durchflusses, dass sich der Ventilkörper 102 in der Figur nach rechts gegen die Vorspannkraft von der Feder 103 bewegt, und auf den Ventilsitz 104 gesetzt wird, wodurch der Durchflusspfad 101 blockiert wird, und der übermäßige Durchfluss abgedreht wird.
Unter normalen Bedingungen wird der Ventilkörper 102 durch die Vorspannkraft von der Feder 103 in einem offenen Zustand gehalten, mit nahezu keiner Änderung des Drucks zwischen der Primärseite und der Sekundärseite des Ventilkörpers 102. Wenn jedoch wegen einem Grund der Druck auf der Sekundärseite auf oder unterhalb einen vorbestimmten Druck abfällt, bewegt sich der Ventilkörper 102 in der Figur nach rechts, entgegengesetzt zu der Vorspannkraft von der Feder 103, und wird auf den Ventilsitz 104 gesetzt, wodurch der Durchflusspfad 101 blockiert wird.
Wenn jedoch bei dem herkömmlichen Durchflussbegrenzungsventil 100 die Vorspannkraft von der Feder 103 konstant bleibt, würde der Durchfluss der Flüssigkeit, die den Ventilkörper 102 aktivieren und schließen würde, in Abhängigkeit auf den Druck auf der Primärseite schwanken. Im Allgemeinen ist die Beziehung zwischen Druck und der Durchflussgeschwindigkeit bei Flüssigkeiten so, dass wenn die Durchflussrate konstant ist, ein Anstieg des Drucks in einem Abfall der Durchflussgeschwindigkeit resultiert. Bei dem Ventilkörper 102 basiert der Betrieb auf der Durchflussrate, und diese Durchflussrate kann als ein Querschnittsbereich x (multipliziert mit) einer Durchflussgeschwindigkeit ausgedrückt werden. Als eine Folge, wenn der Primärseitendruck ansteigt, sinkt die Durchflussgeschwindigkeit auch ab, wenn die Durchflussrate die gleiche ist, und es wirkt weniger Kraft auf den Ventilkörper 102, um diesen offen zu halten. Um den Ventilkörper 102 zu schließen, während der Druck unverändert bleibt, wird ein Anstieg der Durchflussgeschwindigkeit benötigt. Dies bedeutet, dass je höher der Primärseitendruck ist, desto mehr muss der Durchfluss notwendigerweise ansteigen.
Aufgrund dessen benötigt das herkömmliche Durchflussbegrenzungsventil 100 die Auswahl und das Anbringen einer Feder, die eine Vorspannkraft aufweist, die das Ventil bei der gewünschten Durchflussrate für den bestimmten zu verwendenden Primärseitendruck schließt. Dies ist unbequem, und verhindert, dass die Ventile in Multifunktionseinrichtungen verwendet werden.
Wenn zusätzlich das Ventil irgendwo verwendet wird, wo sich der primärseitige Druck verändert, würde sich die Durchflussrate, die den Ventilkörper 102 schließt, in Abhängigkeit auf den primärseitigen Druck ändern. Dadurch wird es unmöglich, die Durchflussrate beständig unterhalb einem vorbestimmten Wert zu halten.
Wenn die Vorspannkraft der Feder 103 in dem Durchflussbegrenzungsventil 100 so eingestellt wird, dass sich das Ventil bei einer gewünschten Durchflussrate unter einem hohen Primärdruck schließt, würde ein Abfall bei dem Primärseitigen Druck dazu führen, dass sich das Ventil bei einer Durchflussrate, die kleiner als die gewünschte Durchflussrate ist, schließt, wodurch verhindert wird, dass die benötigte Durchflussrate an der Sekundärseite bereitgestellt werden kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung ist, den vorstehenden beschriebenen Problemen zu begegnen, um zu verhindern, dass sich der Durchfluss einer Flüssigkeit oberhalb einer gewünschten Durchflussrate befindet, und ein Durchflussbegrenzungsventil für eine Universaleinrichtung bzw. Mehrzweckeinrichtung bereitzustellen.
Um die vorstehend beschriebene Aufgabe zu erfüllen, umfasst die Durchflussbegrenzungsventilanordnung gemäß der gegenwärtigen Erfindung: einen Ventilkörper, der einen Durchflussweg öffnet und schließt; einen Stellungsregler, der den Ventilkörper in einem geöffneten Zustand hält; einen Druckdetektor, der einen Druck auf einer Primärseite, die der Eingangsseite entspricht, des Ventilkörpers erfasst; und eine Steuerung, die den Stellungsregler basierend auf dem durch den Druckdetektor erfassten Druck steuert, so dass sich der Ventilkörper in einem geschlossenem Zustand befindet, wenn eine Durchflussrate einer dem Ventilkörper zugeführten Flüssigkeit größer als ein vorbestimmter Wert ist.
Ein Stellungsregler, auf den hier Bezug genommen wird, kann z. B. eine Einrichtung, die die Vorspannkraft von einem elastischen Körper, wie etwa einer Feder oder Gummi verwendet, eine Einrichtung, die eine magnetische Kraft wie etwa einen Permanentmagneten oder einen Elektromagneten verwendet, oder dergleichen sein. Eine Steuerung kann z. B. eine Steuerung, die eine Kompression eines elastischen Körpers steuert, eine Steuerung, die die Position eines Magnets steuert, eine Steuerung, die an einem Elektromagnet angelegte Energie steuert, oder dergleichen sein. In einem Ausführungsbeispiel ist es bevorzugt, dass die Steuerung die magnetische Kraft oder Vorspannungskraft erniedrigt, wenn sich der primärseitige Druck erhöht, und die magnetische Kraft oder Vorspannkraft zu erhöhen, wenn der primärseitige Druck abfällt.
Bei dem Durchflussbegrenzungsventil der gegenwärtigen Erfindung steuert die Steuerung den Stellungsregler, der den Ventilkörper in einem geöffneten Zustand hält, gemäß der durch den Drucksensor erfassten primärseitigen Druck, so dass die Durchflussrate nicht größer als ein vorbestimmter Wert ist. Als eine Folge, wird die Notwendigkeit, Federn mit unterschiedlichen Vorspannkräften in Abhängigkeit auf den primärseitigen Druck zu verwenden, wie bei dem herkömmlichen Durchflussbegrenzungsventil, eliminiert, und das Durchflussbegrenzungsventil kann eine Mehrzweckeinrichtung sein.
Wenn bei der gegenwärtigen Erfindung der primärseitige Flüssigkeitszufuhrdruck ebenso schwankt, kann der Stellungsregler gemäß diesem Druck gesteuert werden. Daher kann der Ventilkörper beständig geschlossen werden, wenn sich die Durchflussrate bei oder oberhalb eines gewünschten Werts befindet. Daher ist die Einrichtung dafür geeignet, in Anwendungen verwendet zu werden, in denen der primärseitige Zufuhrdruck schwankt. Beispiele von Anwendungen, bei denen der Zufuhrdruck schwankt, umfassen Fälle, in denen Gas oder dergleichen in einem komprimierten Zustand in einem Tank gespeichert wird, und Fälle, in denen die Zufuhr von Flüssigkeiten, die in einem Tank gespeichert werden, durch das Gewicht der Flüssigkeit selbst reguliert werden.
Da weiterhin das Ventil beständig geschlossen werden kann, wenn sich die Durchflussrate bei oder oberhalb einem gewünschten Wert befindet, werden Einrichtungen, die mit der Sekundärseite verbunden sind, davor bewahrt, beschädigt zu werden, oder eine unangemessene Leistungsfähigkeit aufgrund einer unzureichenden Zuflussrate zu produzieren.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann ein Durchflussbegrenzungsventil gemäß der gegenwärtigen Erfindung, wie vorstehend beschrieben, ausgeführt werden, wobei zusätzlich der Stellungsregler ein Magnetventil aufweist, und eine durch Anlegen von Energie an das Magnetventil erzeugte Kraft den Ventilkörper in dem geöffneten Zustand hält.
Da ein Magnetventil in dem Stellungsregler der gegenwärtigen Erfindung verwendet wird, kann die magnetische Kraft, die in dem Ventilkörper verbleibt, leicht durch Steuern der Energie, die an das Magnetventil angelegt wird, geändert werden. Daher kann das Durchflussbegrenzungsventil mit einem einfachen Aufbau gebildet werden, da es keine Notwendigkeit gibt, einen mechanischen Mechanismus bereitzustellen. Anstatt dem Verwenden von Energie, die dem Magnetventil zugeführt wird, um das Magnetventil zu steuern, ist es ebenso möglich, die Position des Magnetventils zu steuern, um die magnetische Kraft, die den Ventilkörper beibehält, zu verändern.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann ein Durchflussbegrenzungsventil gemäß der gegenwärtigen Erfindung, wie vorstehend beschrieben, ausgebildet sein, wobei zusätzlich die Steuerung ein an das Magnetventil angelegtes Potential oder einen Strom steuert, um den Stellungsregler zu steuern.
Bei dieser Erfindung wird der Strom oder ein Potential, die dem Magnetventil zugeführt werden, gesteuert, um die magnetische Kraft zu steuern, die den Ventilkörper beibehält. Da der Strom oder das Potential leicht gesteuert werden kann, kann die magnetische Kraft einfach gesteuert werden, wobei ein einfaches und billiges Durchflussbegrenzungsventil ermöglicht wird.
Bei der vorstehend beschriebenen gegenwärtigen Erfindung kann ein Durchflussbegrenzungsventil bereitgestellt werden, das als eine Mehrzweckeinrichtung verwendet werden kann, und das verhindert, dass sich eine Durchflussrate für eine Flüssigkeit bei oder oberhalb einem gewünschten Wert befindet, auch wenn sich der primärseitige Zuführdruck ändert.
Die vorstehende und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der gegenwärtigen Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den anhängenden Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen die gleichen Elemente bezeichnen, ersichtlich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Schnittansicht, die den Funktionsaufbau eines Durchflussbegrenzungsventils gemäß einem Ausführungsbeispiel der gegenwärtigen Erfindung zeigt;
2 ist eine Schnittansicht, die ein Durchflussbegrenzungsventil zeigt, das sich von dem in 1 gezeigten unterscheidet; und
3 ist eine Schnittansicht, die ein herkömmliches Durchflussbegrenzungsventil zeigt.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Es wird ein Ausführungsbeispiel eines Durchflussbegrenzungsventils gemäß der gegenwärtigen Erfindung mit Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. 1 ist eine Schnittansicht, die den Funktionsaufbau eines Durchflussbegrenzungsventils gemäß einem Ausführungsbeispiel der gegenwärtigen Erfindung zeigt. Das Durchflussbegrenzungsventil in diesem Beispiel wird dafür verwendet, den Durchflusspfad zu schließen, wenn ein Hochdrucktank, der unter Druck stehendes (ungefähr 70 MPa in diesem Beispiel) Wasserstoffgas einem Durchfluss von unter Druck stehender Flüssigkeit zuführt, oder wenn der Druck auf der Sekundärseite auf oder unterhalb einen vorbestimmten Druck abfällt.
Wie in 1 gezeigt, umfasst ein Durchflussbegrenzungsventil 10 einen Ventilkörper 12, der einen Durchflusspfad 11 einer unter Druck stehenden Flüssigkeit öffnet und schließt; ein Magnetventil 14, das den Ventilkörper 12 mit Hilfe eines Kolbens 13 in einem geöffneten Zustand hält; ein Gehäuse 15, das den Durchflusspfad 11 umfasst, und den Ventilkörper 12, den Kolben 13, das Magnetventil 14, und dergleichen stützt; einen Druckdetektor 16, zum Erfassen des Drucks auf der Primärseite des Ventilkörpers 12; und eine Steuerung 17, die die Energie zu dem Magnetventil 14 basierend auf den durch den Druckdetektor 16 erfassten Druck steuert. Ein erstes Ende (auf der rechten Seite in der Figur) des Gehäuses 15 wird auf eine luftdichte Weise in ein Aufsatzloch 19, das an dem Hochdrucktank 18, der die unter Druck stehende Flüssigkeit enthält, ausgebildet ist, eingefügt. Ein nicht in der Figur gezeigtes Sicherungsinstrument sichert das zweite Ende des Gehäuses 15 an den Tank 18.
Das erste Ende des Gehäuses 15 ist in einer zylindrischen Form ausgebildet. Die innere Oberfläche davon ist mit einem großen Durchmesser ausgebildet, der sich in der Figur nach links erstreckt, und umfasst: einen Magnetventilgehäusebereich 20, der das Magnetventil 14 beherbergt; einen Ventilkörpergehäusebereich 21, der durchgängig ist, und einen kleineren Durchmesser als der Magnetventilgehäusebereich 20 hat, und den Ventilkörper 12 beherbergt; und einen Pfad 22, der durchgehend ist, und einen kleineren Durchmesser als der Ventilkörpergehäusebereich 21 hat. Ebenso schließt eine Abdeckung 23 einen Bereich des offenen Endes des Magnetventilgehäusebereichs 20, und ist von außen zu dem äußeren Umfang des ersten Endes des Gehäuses 15 eingepasst.
Das Magnetventil 14 ist als eine zylindrische Spule ausgebildet. Ein Kern 24 ist in das Magnetventil 14 eingefügt, und ein äußeres Zylinderelement 25 ist an der Außenseite des Magnetventils 14 angebracht. Das Magnetventil 14 ist integral mit dem Kern 24 und dem äußeren Zylinderelement 25 zusammengefügt, und in den Magnetventilgehäusebereich 20 in diesem Zustand eingelegt. Ein Bolzen 26 wird verwendet, um das Magnetventil 14 an der Abdeckung 23 zu sichern, d. h. an dem Gehäuse 15. Diese Anordnung, die das Magnetventil 14 umfasst, ist nicht in einer luftdichten Weise zusammengefügt, und es ist möglich, das unter Druck stehende Flüssigkeit durch dieses fließt.
Der Kolben 13, der stromabwärtig (auf der linken Seite in der Figur) von dem Magnetventil 14 angeordnet ist, umfasst: einen Bereich mit großem Durchmesser 27, der in dem Magnetventilgehäusebereich 20 positioniert ist; und einen Bereich mit kleinem Durchmesser 28, der sich von dem Bereich mit dem großen Durchmesser 27 in den Ventilkörpergehäusebereich 21 erstreckt. Ein Paar von Stützteilen 29 ragt in die Richtung der Achse des Kolbens 13 von dem Ende des Kolbens 13 heraus. Ein Dorn 30 ist senkrecht zu der Achse des Kolbens 13 durch das Paar von Stützteilen 29 gestützt.
Der Kolben 13 ist lose eingepasst, so dass dieser entlang seiner axialen Richtung gleiten kann. Löcher 31, die ausgebildet sind, einander gegenüber zu stehen, und eine vorbestimmte Tiefe in etwa bei den Zentren der gegenüberliegenden Oberflächen des Kolbens 13 und des Kerns 24 haben, sind ausgebildet. Eine Feder 32 ist in den Löchern 31 beherbergt, und diese Feder 32 spannt den Kolben 13 und den Kern 24 in entgegengesetzte Richtungen voneinander vor. Genauer gesagt spannt die Feder 32 den Kolben 13 in der Figur nach links vor. In diesem Beispiel stellen das Magnetventil 14 und die Feder 32 einen Stellungsregler in der gegenwärtigen Erfindung bereit.
Der Ventilkörper 12 umfasst: einen Hauptventilkörper 35, der auf einem Hauptventilsitz 33 sitzt, der in dem Ventilkörpergehäusebereich 21 angeordnet ist, und eine Vorbohrung 34 umfasst, die sich den ganzen Weg durch in der axialen Richtung erstreckt; und ein Pilotventil 36, das die Vorbohrung 34 des Hauptventilkörpers 35 öffnet und schließt. Ein zylindrischer Bereich 37, der groß genug ist, das Pilotventil 36 und das Stützteil 29 an dem Ende des Kolbens 13 zu beherbergen, ist an dem Ende des Hauptventilkörpers 35 mit dem Pilotventil 36 ausgebildet. Ein Schlitz 38, der sich axial erstreckt, ist an dem zylindrischen Bereich 37 zum Einführen der Enden des Dorns 30 des Kolbens 13 ausgebildet. Ebenso ist das Pilotventil 36 zwischen dem Paar von Stützteilen 29 an dem Ende des Kolbens 13 angeordnet, und mit einem sich axial erstreckenden Schlitz 39, der zum Einführen des Dorns 30 verwendet wird, ausgebildet.
In diesem Beispiel ist der Dorn 30 an dem Ende des Kolbens 13 lose in den Schlitz 38 des Hauptventilkörpers 35 und dem Schlitz 39 des Pilotventils 36 eingepasst. Ebenso ist die Länge des Schlitzes 39 des Pilotventils 36 kürzer als die Länge des Schlitzes 38 des Hauptventilkörpers 35. Wenn sich als eine Folge der Kolben 13 von dem in 1 gezeigten Zustand nach rechts bewegt, bewegt sich das Pilotventil 36 zunächst nach rechts, und dann bewegt sich der Hauptventilkörper 35 nach rechts.
Bei dem Ventilkörper 12 dieses vorstehend beschriebenen Beispiels, auch wenn eine große Druckdifferenz zwischen der Primärseite und der Sekundärseite vorliegt, eliminiert das Pilotventil 36 zunächst die Druckdifferenz zwischen der Primärseite und der Sekundärseite, und reduziert die dem Hauptventilkörper 35 zugeführte Druckdifferenz, bevor der Hauptventilkörper 35 in einen geöffneten Zustand bewegt wird. Daher können der Hauptventilkörper 35 und das Pilotventil 36 bewegt werden, auch wenn die magnetische Kraft von dem Magnetventil 14 relativ schwach ist. Als eine Folge können energiesparende und kompakte Bauformen bereitgestellt werden, z. B. kann das Magnetventil 14 mit niedriger Energie betrieben werden, und das Magnetventil 14 kann klein sein.
Als nächstes wird der Betrieb des Durchflussbegrenzungsventils 10 gemäß diesem Beispiel im größeren Detail beschrieben. In dem in 1 gezeigten Zustand ist der Durchflusspfad 11 in einem geschlossenen Zustand gezeigt. In diesem Zustand wird der Hauptventilkörper 35 in Richtung des Hauptventilsitzes 33 durch die Feder 32 mit Hilfe des Pilotventils 36 und dem Kolben 13 vorgespannt, und wird ebenso in Richtung des Hauptventilsitzes 33 durch die Druckdifferenz gedrückt, die durch den primärseitigen Druck erzeugt wird, der kleiner ist als der sekundärseitige Druck.
Wenn bei diesem Zustand Energie an dem Magnetventil 14 von der Steuerung 17 angelegt wird, wird eine magnetische Kraft (Zugkraft) erzeugt, so dass sich der Kolben 13 in der Figur nach rechts bewegt, entgegengesetzt der Vorspannkraft von der Feder 32. Als nächstes verursacht die Bewegung des Kolbens 13 zunächst, dass sich das Pilotventil 36 nach rechts bewegt. Das Pilotventil 36 öffnet das Pilotloch 34 des Hauptventilkörpers 35, und die Drücke an der Primärseite und der Sekundärseite des Hauptventilkörpers 35 werden in etwa gleich. Anschließend wird der Stoß, der an den Hauptventilkörper 35 aufgrund der Druckdifferenz angelegt wird, verringert, was zu einer Bewegung des Kolbens 13 und der Bewegung nach rechts des Hauptventilkörpers 35 führt, um den Durchflusspfad 11 zu öffnen.
Als nächstes sendet die Steuerung 17 eine vorbestimmte Menge von Leistung an das Magnetventil 14, basierend auf den durch den Druckdetektor erfassten Druck.
Steueroperationen werden hier durchgeführt, indem ein Potential oder ein Strom verwendet wird. Als eine Folge wird ein vorbestimmter Umfang einer magnetischen Kraft durch das Magnetventil 14 erzeugt, und diese magnetische Kraft hält den Kolben 13 in der Figur nach rechts gezogen. In diesem Zustand kann unter Druck stehende Flüssigkeit durch das Durchflussbegrenzungsventil 10 fließen. Wenn eine unter Druck stehende Flüssigkeit, die eine vorbestimmte Durchflussrate oder eine höhere aufweist, von der Primärseite zugeführt wird, wird die Kraft des Durchflusses, die von der Durchflussgeschwindigkeit der unter Druck stehenden Flüssigkeit resultiert, dem Kolben 13, dem Hauptventilkörper 35 und dergleichen zugeführt. Dies verursacht, dass sich der Kolben 13, d. h. der Hauptventilkörper 35, nach links, entgegengesetzt der magnetischen Kraft von dem Magnetventil 14 bewegt, um den Durchflusspfad 11 zu schließen.
Wenn sich der Durchflusspfad 11 in dem geöffneten Zustand befindet, und der Sekundärdruck plötzlich auf oder unterhalb eines vorgebestimmten Drucks abfällt, wird eine Druckdifferenz zwischen einer stromaufwärtigen Seite und einer stromabwärtigen Seite des Hauptventilkörpers 35 und dem Kolben 13 erzeugt. Diese Druckdifferenz verursacht, dass sich der Hauptventilkörper 35 nach links bewegt, entgegengesetzt der magnetischen Kraft von dem Magnetventil 14, und der Durchflusspfad 11 wird geschlossen.
Anschließend wird der Durchflusspfad 11 durch Erhöhen der Energie an dem Magnetventil 14 und Durchführen der vorstehend beschriebenen Operationen geöffnet.
Wenn die unter Druck stehende Flüssigkeit in dem Tank 18 verwendet wird, sinkt der Druck ab. Da der primärseitige Druck abnimmt, steuert die Steuerung 17 die Energie an das Magnetventil 14 basierend auf der durch den Druckdetektor 16 erfassten Druck, so dass die Durchflussrate niemals einen festgelegten Umfang erreicht oder übersteigt. In diesem Beispiel wird Energie bei hohen Drücken so reduziert, dass die magnetische Kraft gesenkt wird, und Energie wird bei niedrigen Drücken erhöht, so dass die magnetische Kraft erhöht wird.
Bei dem Durchflussbegrenzungsventil 10 gemäß diesem Ausführungsbeispiel gibt es keine Notwendigkeit, die Federn mit unterschiedlichen Vorspannkräften, abhängig von dem primärseitigen Druck, auszutauschen, wie es bei dem herkömmlichen Durchflussbegrenzungsventil 100 notwendig war. Dies ermöglicht, dass das Durchflussbegrenzungsventil 10 eher eine Mehrzweckeinrichtung wird. Da ebenso die Energie an das Magnetventil 14 einfach gesteuert werden kann, kann die magnetische Kraft ebenso einfach gesteuert werden, wodurch ermöglicht wird, eine einfache und billige Einrichtung bereitzustellen. Weiterhin kann der Ventilkörper 12 geschlossen werden, wenn die Durchflussrate bei einem gewünschten Wert ist, oder diesen übersteigt. Dadurch wird ermöglicht, eine Beschädigung von an der Sekundärseite verbundenen Einrichtungen zu verhindern, und zu verhindern, dass solche Einrichtungen aufgrund einer kleinen Durchflussrate ungenügend arbeiten.
Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel ist das bevorzugte Ausführungsbeispiel der gegenwärtigen Erfindung, aber die gegenwärtige Erfindung ist nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt. Verschiedene Modifikationen können durchgeführt werden, ohne von dem Umfang der gegenwärtigen Erfindung, wie dieser in den anhängenden Ansprüchen definiert ist, abzuweichen.
Genauer gesagt umfasst der Ventilkörper 12 in dem vorstehend beschriebenen Durchflussbegrenzungsventil 10 den Hauptventilkörper 35 und das Pilotventil 36. Jedoch ist es möglich, nur einen Hauptventilkörper oder nur ein Pilotventil zu verwenden.
Was die magnetische Kraft des Magnetventils 14 betrifft, wurde ebenso nur die Anziehungskraft beschrieben. Die gegenwärtige Erfindung ist jedoch nicht auf diese beschränkt, und eine abstoßende Kraft kann ebenso verwendet werden. Es ist zum Beispiel möglich, das in 2 gezeigte Durchflussbegrenzungsventil zu verwenden. Elemente, die gleich denen des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel sind, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, und entsprechende Beschreibungen werden weggelassen. In diesem Durchflussbegrenzungsventil 50 ist die gegenwärtige Erfindung in dem in 3 gezeigten herkömmlichen Durchflussbegrenzungsventil 100 implementiert.
Bei diesem Durchflussbegrenzungsventil 50 spannt eine Feder 51, die den Ventilkörper 12 in einem geöffneten Zustand hält, den Ventilkörper 12 in der Figur nach links (Primärseite) vor. Das Ende der Feder 51, entgegengesetzt dem Ventilkörper 12, liegt an dem Kolben 52 an. Ein Magnetventil 53 ist rechts von dem Kolben 52 angeordnet. Wenn dem Magnetventil 53 von der Steuerung 17 Energie angelegt wird, wird der Kolben 52 durch die magnetische Kraft von dem Magnetventil 53 zurückgestoßen, so dass die Feder 51 nach links gedrückt wird. Als eine Folge kann die Vorspannkraft von der Feder 51 verändert werden. Ähnliche Vorteile, wie die, die für das Ausführungsbeispiel beschrieben wurden, können durch Verändern der Vorspannkraft der Feder 51 bereitgestellt werden, basierend auf einer durch den Druckdetektor 16 erfassten Druck.
Die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezug auf die anhängenden Zeichnungen sind beschrieben worden, und es soll verstanden werden, dass die Erfindung nicht auf diese präzisen Ausführungsbeispiele beschränkt ist, und dass verschiedene Veränderungen und Modifikationen daran durch einen Fachmann durchgeführt werden können, ohne von dem Umfang der Erfindung, der in den anhängenden Ansprüchen definiert ist, abzuweichen.

Claims

Durchflussbegrenzungsventilanordnung (10) mit: einem Ventilkörper (12), der einen Durchflussweg (11) öffnet und schließt, und einem Stellungsregler (14, 32), der den Ventilkörper (12) in einem geöffneten Zustand hält, dadurch gekennzeichnet, dass sie aufweist: einen Druckdetektor (16), der einen Druck auf einer primären Seite, die der Eingangsseite entspricht, des Ventilkörpers (12) erfasst; und eine Steuerung (17), die den Stellungsregler (14, 32) basierend auf dem durch den Druckdetektor (16) erfassten Druck steuert, so dass sich der Ventilkörper (12) in einem geschlossenen Zustand befindet, wenn eine Durchflussrate einer dem Ventilkörper (12) zugeführten Flüssigkeit größer als ein vorbestimmter Wert ist.
Durchflussbegrenzungsventilanordnung gemäß Anspruch 1, wobei: der Stellungsregler (14, 32) ein Magnetventil (14) aufweist; und eine durch Anlegen von Energie an das Magnetventil (14) erzeugte Kraft den Ventilkörper (12) in dem geöffneten Zustand hält.
Durchflussbegrenzungsventilanordnung (10) gemäß Anspruch 2, wobei die Steuerung (17) ein an das Magnetventil (14) angelegtes Potential und/oder einen Strom steuert, um den Stellungsregler (14, 32) zu steuern.
Durchflussbegrenzungsventilanordnung (10) gemäß Anspruch 2, wobei wenn die Durchflussrate den vorbestimmten Wert erreicht, der Stellungsregler (14, 32) den Ventilkörper (12) in Richtung des geschlossenen Zustands bewegt, wobei der durch das Magnetventil (14). erzeugten magnetischen Kraft entgegengewirkt wird.
Durchflussbegrenzungsventilanordnung (10) gemäß Anspruch 2, wobei wenn eine Druckdifferenz zwischen einem Druck einer sekundären Seite und dem Druck der primären Seite eine vorbestimmte Schwelle erreicht, bewegt der Stellungsregler (14, 32) den Ventilkörper (12) in Richtung des geschlossenen Zustands, wobei der durch das Magnetventil (14) erzeugten magnetischen Kraft entgegengewirkt wird.
Durchflussbegrenzungsventilanordnung gemäß Anspruch 1, wobei: der Stellungsregler (14, 32) ein Vorspannungselement (32) aufweist; und eine durch das Vorspannungselement (32) erzeugte Kraft den Ventilkörper (12) in dem geöffneten Zustand hält.
Durchflussbegrenzungsventilanordnung gemäß Anspruch 6, wobei: der Stellungsregler (14, 32) ein Magnetventil (14) aufweist; und eine durch Anlegen von Energie an das Magnetventil (14) erzeugte magnetische Kraft auf das Vorspannungselement (32) wirkt, um den Ventilkörper (12) in dem geöffneten Zustand zu halten.
Durchflussbegrenzungsventilanordnung gemäß Anspruch 6, wobei die Steuerung (17) die Vorspannkraft verringert, wenn eine Druckdifferenz zwischen einem Druck der sekundären Seite und dem Druck der primären Seite eine vorbestimmte Schwelle erreicht.
Durchflussbegrenzungsventilanordnung gemäß Anspruch 6, wobei das Vorspannungselement (32) eine Feder aufweist, die die Vorspannkraft an den Ventilkörper (12) anlegt.