DE60219002T2 - Servosteuerventil - Google Patents

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DE60219002T2
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Germany
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plunger
channel
valve
positioning rod
pressure chamber
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Lars Hallgreen
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K39/00Devices for relieving the pressure on the sealing faces
    • F16K39/02Devices for relieving the pressure on the sealing faces for lift valves
    • F16K39/022Devices for relieving the pressure on the sealing faces for lift valves using balancing surfaces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K39/00Devices for relieving the pressure on the sealing faces
    • F16K39/02Devices for relieving the pressure on the sealing faces for lift valves
    • F16K39/024Devices for relieving the pressure on the sealing faces for lift valves using an auxiliary valve on the main valve

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Servoventil zum Regeln einer Flüssigkeitsströmung in einer Rohrleitung, wobei das Servoventil ein Ventilgehäuse, das durch eine eine Achse definierende Strömungsöffnung in einen ersten und einen zweiten Bereich, die stromaufwärts vor bzw. stromabwärts hinter dem Ventil mit dem Rohr verbunden sind, unterteilt ist, eine Druckkammer, die vorzugsweise koaxial zur Strömungsöffnung vorgesehen ist und mit dem zweiten Bereich des Ventilgehäuses in Verbindung steht, sowie einen Plunger umfasst, der verschiebbar in der Druckkammer platziert ist und ein Endteil zum Regeln der Strömungsfläche des Ventils im Zusammenwirken mit der Strömungsöffnung hat.
  • Solche Ventile sind beispielsweise aus den Patentanmeldungen DE-A-19623718 oder GB-A-535019 bekannt.
  • Ventile in dieser Ausführung werden auch weitgehend zum Regeln der Flüssigkeitsrate in den Rohrleitungen verwendet, die beispielsweise Teil eines Kühl- oder Heizsystems sind.
  • Im Zulaufrohr zu einem Heizkörper eines Zentralheizungssystems wird ein Ventil somit normalerweise eingesetzt, um die Wasserströmungsrate und dadurch die Wärmeabgabe des Heizkörpers zu regeln.
  • Normalerweise erfolgt die Regelung durch Regulieren der Strömungsfläche des Ventils in Abhängigkeit von einem Parameter, bei dem es sich beispielsweise um eine gewünschte Raumtemperatur handeln kann. Mittels eines Betätigers, bei dem es sich in einigen Fällen um einen Motor handeln kann, sowie mit Hilfe von Mitteln, die in Abhängigkeit von z.B. einer Temperatur oder, in anderen Fällen, eines Drucks arbeiten, wird zu diesem Zweck ein Ventilkörper im Ventil in einer adäquaten Distanz von seiner Strömungsöffnung positioniert.
  • Während des Betriebs wird ein Differenzdruck oberhalb des Ventilkörpers erzeugt, auf den dadurch eine Kraft einwirkt, die mit der Größe des Ventils zunimmt und wofür der Betätiger, damit diese Kraft überwunden werden kann, entsprechend dimensioniert sein muss. Dadurch steigt der Preis des Ventils durch den relativ teuren Betätiger wesentlich an, der, wie vorstehend erwähnt, mit zunehmender Größe des Ventils größer ausgeführt sein muss.
  • Dieses Problem soll gelöst werden, indem der Ventilkörper als Teil eines Plungers, der verschiebbar in einer Druckkammer platziert ist, ausgebildet und dieser Plunger dann mit einem länglichen, in die Druckkammer austragenden Kanal ausgestattet wird. Dadurch kann der Differenzdruck in einem gewissen Umfang reduziert werden. Der Kanal neigt jedoch dazu, durch Verunreinigungen, die von der durch das Ventil strömenden Flüssigkeit mitgeführt werden, blockiert zu werden, so dass der gewünschte Druckausgleich letztendlich nicht erfolgt und das Ventil daher nicht mehr zufriedenstellend arbeiten kann.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Regelventil in der im einleitenden Absatz erwähnten Ausführung bereitzustellen, das einfach und preiswert konstruiert ist, dauerhaft zuverlässig arbeitet und sich durch Ausübung einer sehr geringen Kraft leicht und sicher regeln lässt.
  • Die neu- und einzigartigen Merkmale gemäß dieser Erfindung, durch die diese Aufgabe erfüllt wird, ergeben sich aus der Tatsache, dass das Ventil eine axiale Öffnung, die im Plunger vorgesehen und mit mindestens einem ersten Kanal, der in den ersten Bereich des Ventilgehäuses oder in der Nähe davon austrägt, sowie mit mindestens einem zweiten Kanal, der in den zweiten Bereich des Ventilgehäuses austrägt, verbunden ist, eine verschiebbar oder drehbar im Ventilkörper montierte Positionierstange, die ein in einer axial verschiebbaren Weise in der axialen Öffnung des Plungers aufgenommenes erstes Endteil und ein aus dem Gehäuse herausragendes zweites Endteil hat, sowie einen in der Positionierstange oder im Plunger vorgesehenen Verbindungskanal umfasst, der mit der Druckkammer an einem Ende und weiterhin mit dem mindestens einen ersten Kanal des Plungers in einer ersten Position der Positionierstange im Verhältnis zum Plunger, mit dem mindestens einen zweiten Kanal des Plungers in einer zweiten Position und mit keinem dieser Kanäle in einer dritten Position in Verbindung steht.
  • Herkömmlicherweise hat der Differenzdruck oberhalb der einstellbaren Strömungsfläche des Regelventils den Nachteil, dass er überwunden werden muss. Dafür ist eine relativ große Kraft sowie ein entsprechend großer und teurer Betätiger erforderlich.
  • Im Regelventil gemäß der Erfindung braucht der Differenzdruck nicht überwunden zu werden. Im Gegenteil, der herkömmlicherweise nachteilige Differenzdruck wird nunmehr überraschenderweise genutzt, um das Ventil zu regeln.
  • Diese Regelung erfolgt problemlos und sicher einfach dadurch, dass die Positionierstange verschoben oder gedreht wird, und für diesen Zweck sind lediglich relativ geringe Kräfte erforderlich, die durch entsprechend kleine, preiswerte Betätiger erzeugt werden können, die somit mit zunehmender Größe des Ventils nicht größer ausgebildet sein müssen.
  • Die Arbeitskanäle des Ventils können leicht mit ausreichend großen Querschnitten ausgelegt werden, damit sie durch Verunreinigungen, die während des Betriebs von der durch das Ventil strömenden Flüssigkeit mitgeführt werden, nicht blockiert werden, so dass das Ventil daher stets zuverlässig arbeitet.
  • Diese Kanäle können, abhängig davon, wie die Positionierstange im Ventilgehäuse montiert ist und ob sie verschoben oder gedreht werden soll, auf verschiedene Weise ausgeführt sein.
  • In allen Fällen muss die Positionierstange jedoch mit einem Verbindungskanal ausgeführt sein, der teilweise in die Druckkammer, teilweise in einer Distanz von dieser Kammer, austrägt. Dadurch kann die Positionierstange bewirken, dass der Plunger durch den Differenzdruck nach oben oder unten verschoben und dadurch die Strömungsfläche des Ventils geregelt wird.
  • Wenn die Positionierstange verschiebbar ist, ist sie mit einem länglichen Kanal in der Stange oder im Plunger ausgebildet.
  • Wenn die Stange drehbar ist, ist sie entlang der äußeren Seite mit einem Schraubgewinde ausgebildet. In diesem Fall muss der axiale Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden 360°-Gängen dem Durchmesser des zweiten Querkanals des Plungers entsprechen oder kleiner als dieser sein.
  • Die Druckkammer kann vorteilhafterweise einen relativ großen Durchmesser haben, der größer als die Strömungsfläche des Ventils sein kann, so dass der Plunger selbst auf kleine Differenzdrücke reagiert.
  • Wenn die Positionierstange auf beiden Seiten der axialen Öffnung des Plungers mit einem Kragen ausgestattet ist, kann das Ventil vorteilhafterweise selbst dann geregelt werden, wenn der Differenzdruck so niedrig ist, dass er die Reibung zwischen den bewegbaren Teilen des Ventils nicht überwinden kann; in diesem Fall verschieben dann die Kragen den Plunger in der Druckkammer, wenn die Positionierstange betätigt wird.
  • Die Erfindung wird nunmehr nachstehend ausführlicher beschrieben, wobei nur beispielhafte Ausführungsformen sowie weitere vorteilhafte Merkmale und technische Auswirkungen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert werden; dabei zeigen:
  • 1 eine erste Ausführungsform eines Regelventils gemäß der Erfindung in einer Regelungsphase;
  • 2 das Regelventil in 1 in einer zweiten Regelungsphase;
  • 3 das Regelventil in 1 in einer dritten Regelungsphase;
  • 4 eine Positionierstange, die Teil des Regelventils in den 1 bis 3 ist;
  • 5 einen Plunger, der Teil des Regelventils in den 1 bis 3 ist;
  • 6 eine zweite Ausführungsform eines Regelventils gemäß der Erfindung in einer Regelungsphase;
  • 7 das Regelventil in 6 in einer zweiten Regelungsphase;
  • 8 das Regelventil in 6 in einer dritten Regelungsphase;
  • 9 eine Positionierstange, die Teil des Regelventils in den 6 bis 8 ist;
  • 10 einen Plunger, der Teil des Regelventils in den 6 bis 8 ist;
  • 11 eine dritte Ausführungsform eines Regelventils gemäß der Erfindung;
  • 12 eine vierte Ausführungsform eines Regelventils gemäß der Erfindung in einer Regelungsphase;
  • 13 das Regelventil in 12 in einer zweiten Regelungsphase;
  • 14 das Regelventil in 12 in einer dritten Regelungsphase;
  • 15 eine Positionierstange, die Teil des Regelventils in den 12 bis 14 ist;
  • 16 eine fünfte Ausführungsform eines Regelventils gemäß der Erfindung in einer Regelungsphase;
  • 17 das Regelventil in 16 in einer zweiten Regelungsphase;
  • 18 das Regelventil in 16 in einer dritten Regelungsphase; und
  • 19 einen Plunger, der Teil des Regelventils in den 16 bis 18 ist.
  • In der nachstehenden Beschreibung wird davon ausgegangen, dass sich das Regelventil in einem Zulaufrohr für einen (nicht dargestellten) Heizkörper befindet, der, wie aus der Zeichnung ersichtlich, mit dem linken Bereich des Rohrs verbunden ist. Wie durch den Pfeil (siehe 11) verdeutlicht, strömt das Wasser somit von rechts nach links durch das Ventil.
  • In den 1 bis 5 ist das Regelventil allgemein mit der Bezugszahl 1 bezeichnet, während das nur fragmentarisch dargestellte Zulaufrohr mit der Bezugszahl 2 bezeichnet ist.
  • Das Ventil hat ein Ventilgehäuse 3, das durch eine Trennwand 4 in einen ersten Bereich 5 und einen zweiten Bereich 6 unterteilt ist. Die zwei Bereiche 5, 6 befinden sich stromaufwärts vor bzw. stromabwärts hinter dem mit dem Rohr 2 verbundenen Ventil.
  • In der Trennwand 4 befindet sich weiterhin eine Strömungsöffnung 7, durch die das Wasser im Heizkörper strömen kann.
  • Ein Ventilkegel (Endteil) 8 an einem verschiebbaren Plunger 9 dient dazu, die Strömungsöffnung 7 zu schließen oder die Strömungsfläche des Ventils durch dessen Positionierung in einer adäquaten Distanz von der Strömungsöffnung, beispielsweise in Abhängigkeit von der Raumtemperatur, zu regeln.
  • Der Plunger ist verschiebbar in einer Druckkammer 10 vorgesehen, die am Boden, wie aus der Zeichnung ersichtlich, mit dem zweiten Bereich 6 des Ventilgehäuses 3 in Verbindung steht. Oben ist die Druckkammer durch eine Basis 11 verschlossen.
  • Eine Positionierstange 12, die in dieser Basis verschiebbar in einem Aufnahmelager 13 montiert ist, hat ein oberes Endteil 14 und ein unteres Endteil 15. Die zwei Endteile 14, 15 ragen aus dem Ventilgehäuse 3 heraus bzw. in dieses hinein.
  • In diesem Fall ist ein länglicher zentraler Kanal 16 in der Positionierstange 12 ausgebildet, wobei dieser Kanal über einen oberen Querkanal 17 und über einen unteren Querkanal 18 in einer Distanz von der Druckkammer 10 in diese Kammer hinein austrägt.
  • Alternativ kann der längliche Kanal 16 entlang der Seite der Positionierstange als ein Schlitz oder eine Nut ausgebildet sein.
  • Im Plunger 9 ist weiterhin eine axiale Öffnung 19 ausgebildet, um das untere Endteil 15 der Positionierstange aufzunehmen, so dass sich der untere Querkanal 18 der Stange in der axialen Öffnung befindet.
  • Im Plunger 9 sind weiterhin ein erster Kanal 20, der am Boden die axiale Öffnung 19 mit dem ersten Bereich 5 des Ventilgehäuses verbindet, und ein zweiter Kanal 21, der oben die axiale Öffnung 19 mit dem zweiten Bereich des Ventilgehäuses verbindet, vorgesehen.
  • Der Plunger 9 hat, wie ersichtlich, eine vergrößerte Fläche 22, deren Durchmesser größer als derjenige der Strömungsöffnung 7 ist.
  • Wenn das Regelventil von zum Heizkörper fließendem Wasser durchströmt wird, wird ein Differenzdruck zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich 5 und 6 des Ventilgehäuses erzeugt, wobei dieser Druck eine nach oben gerichtete erste Kraft auf den Plunger 9 ausübt.
  • Der Druck in der Druckkammer 10 übt gleichzeitig eine nach unten gerichtete zweite Kraft auf den Plunger 9 aus.
  • In 1 wurde die Positionierstange 12 mittels eines (nicht dargestellten) Betätigers in einer solchen Weise im Ventilgehäuse 3 positioniert, dass die Druckkammer 10 über den zweiten Kanal 21 des Plungers 9 und den länglichen zentralen Kanal 16, den oberen Querkanal 17 und den unteren Querkanal 18 der Positionierstange 12 mit dem zweiten Bereich 6 des Ventilgehäuses in Verbindung steht, während zur gleichen Zeit die Verbindung zwischen der Druckkammer 10 und dem ersten Bereich 5 des Ventilgehäuses unterbrochen ist.
  • Der Druck im zweiten Bereich 6 des Ventilgehäuses wird somit auf die Druckkammer übertragen. Da der Druck in dieser Kammer daher geringer als der Druck im ersten Bereich 5 des Ventilgehäuses ist, ergibt sich aus den zwei Kräften, die gleichzeitig auf den Plunger einwirken, eine nach oben gerichtete Kraft, die versucht, den Plunger nach oben zu schieben, oder, anders ausgedrückt, das Regelventil befindet sich in seiner Öffnungsphase.
  • Diese Öffnungsphase dauert an, bis sich die in 2 dargestellte Situation ergeben hat, in der die Positionierstange jegliche Verbindung zwischen der Druckkammer 10 einerseits sowie dem ersten und dem zweiten der zwei Bereiche 5, 6 des Ventilgehäuses andererseits unterbricht. In dieser Phase reguliert sich der Druck in der Druckkammer automatisch auf die gleiche Größe wie der Druck im ersten Bereich des Ventilgehäuses ein, und die Kraft, die sich aus den gleichzeitig auf den Plunger einwirkenden zwei Kräften ergibt, beträgt daher null. Das Regelventil befindet sich in einer stationären Phase.
  • In 3 wurde die Positionierstange 12 nunmehr in einer solchen Weise im Ventilgehäuse 3 positioniert, dass die Druckkammer 10 über den ersten Kanal 20 des Plungers 9 und den länglichen zentralen Kanal 16 sowie den oberen und den unteren Querkanal 17 und 18 der Positionierstange 12 mit dem ersten Bereich 5 des Ventilgehäuses in Verbindung steht, während zur gleichen Zeit die Verbindung zwischen der Druckkammer 10 und dem zweiten Bereich 6 des Ventilgehäuses unterbrochen ist.
  • Der Druck im ersten Bereich 5 des Ventilgehäuses wird somit auf die Druckkammer übertragen. Da der Druck in dieser Kammer daher dem Druck im ersten Bereich 5 des Ventilgehäuses entspricht, während der Druck an der Unterseite der oberen vergrößerten Fläche 22 des Plungers dem niedrigeren Druck im zweiten Bereich 6 des Ventilgehäuses entspricht, ergibt sich aus den zwei Kräften, die gleichzeitig auf den Plunger einwirken, eine nach unten gerichtete Kraft, die versucht, den Plunger nach unten zu schieben, oder, anders ausgedrückt, das Regelventil befindet sich in einer Schließphase.
  • Es ist, wie erkennbar, somit der Differenzdruck zwischen den zwei Bereichen 5 und 6 des Ventilgehäuses, der direkt genutzt wird, um das Ventil zu regeln, während die Positionierstange durch Anwendung selbst geringer Kräfte leicht verschoben werden kann. Ein kleiner und daher relativ preiswerter Betätiger kann daher in vorteilhafter Weise verwendet werden, um den Plunger zu positionieren und dadurch das Ventil zu regeln.
  • Da die obere, vergrößerte Fläche 22 des Plungers einen relativ großen Durchmesser hat, kann der Plunger leicht auf sogar kleine Differenzdrücke zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich 5 und 6 des Ventilgehäuses 3 reagieren.
  • Die 6 bis 10 zeigen eine zweite Ausführungsform eines Ventils 23 gemäß der Erfindung. Diese Ausführungsform entspricht im Wesentlichen derjenigen in den 1 bis 5, und gleiche Teile sind daher mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet.
  • Der Unterschied besteht darin, dass der Verbindungskanal der Positionierstange 24 nunmehr als ein Schraubgewinde 25 ausgebildet ist, das sich von der Druckkammer 10 aus entlang der äußeren Seite der Stange hin zu einer Fläche an der axialen Öffnung 19 des Plungers 9 erstreckt, und dass das Ventil durch Drehen der Positionierstange geregelt wird, so dass sich die gleichen Regelungsphasen wie in den 1 bis 3 ergeben.
  • In 6 wurde die Positionierstange 24 mittels eines (nicht dargestellten) Betätigers in einem solchen Winkel im Ventilgehäuse 3 positioniert, dass die Druckkammer 10 über den zweiten Kanal 21 des Plungers 9 und das Schraubgewinde 25 der Positionierstange mit dem zweiten Bereich 6 des Ventilgehäuses in Verbindung steht, während zur gleichen Zeit die Verbindung zwischen der Druckkammer 10 und dem ersten Bereich 5 des Ventilgehäuses unterbrochen ist. Das Regelventil befindet sich, wie in 1, in einer Öffnungsphase.
  • In 7 wurde die Positionierstange in einer solchen Weise gedreht, dass sie jegliche Verbindung zwischen der Druckkammer 10 einerseits und sowohl dem ersten als auch dem zweiten der zwei Bereiche 5 und 6 des Ventilgehäuses andererseits verschließt. Das Regelventil befindet sich, wie in 2, in einer stationären Phase.
  • In 8 wurde die Positionierstange 12 so weitergedreht, dass die Druckkammer 10 über den ersten Kanal 20 des Plungers 9 und das Schraubgewinde 25 der Positionierstange mit dem ersten Bereich 5 des Ventilgehäuses in Verbindung steht, während zur gleichen Zeit die Verbindung zwischen der Druckkammer 10 und dem zweiten Bereich 6 des Ventilgehäuses unterbrochen ist. Das Regelventil befindet sich, wie in 3, in einer Schließphase.
  • 11 zeigt eine dritte Ausführungsform eines Ventils gemäß der Erfindung, das im lediglich fragmentarisch dargestellten Zulaufrohr 26 vorgesehen ist.
  • Das Ventil hat ein Ventilgehäuse 27, das durch eine Trennwand 28 in einen ersten Bereich 29 und einen zweiten Bereich 30 unterteilt ist, wobei diese Bereiche stromaufwärts vor bzw. stromabwärts hinter dem Ventil mit dem Rohr 26 verbunden sind. Eine Strömungsöffnung 31 für das zu einem Heizkörper strömende Wasser ist weiterhin in der Trennwand vorgesehen.
  • Ein Ventilkegel (Endteil) 32 an einem verschiebbaren Plunger 33 dient dazu, die Strömungsöffnung zu schließen oder die Strömungsfläche des Ventils durch dessen Positionierung in einer adäquaten Distanz von der Strömungsöffnung, beispielsweise in Abhängigkeit von der Raumtemperatur, zu regeln.
  • Der Plunger ist verschiebbar in einer Druckkammer 34 platziert, die, ohne den Plunger, mit dem zweiten Bereich 30 des Ventilgehäuses in Verbindung steht. Am Boden ist die Druckkammer durch eine Basis 35 verschlossen. Oben ist der erste Bereich des Ventilgehäuses durch eine zweite Basis 36 verschlossen. Eine Positionierstange 37, die verschiebbar in einem Aufnahmelager 38 in der Basis 36 des Letztgenannten montiert ist, hat ein aus dem Ventilgehäuse herausragendes oberes Endteil 39 und ein unteres Endteil 40, das über den ersten und den zweiten Bereich 29, 30 des Gehäuses durch eine axiale Öffnung 41 im Plunger 33 in das Gehäuse hineinragt.
  • In der Positionierstange 37 ist ein länglicher zentraler Kanal 42 ausgebildet, der an einem Ende in die Druckkammer 34 hinein austrägt und am anderen Ende über einen oberen Querkanal 44 an einer Trennwand 45 in der axialen Öffnung 41 in diese axiale Öffnung des Plungers hinein austrägt.
  • Im Plunger 33 sind weiterhin ein erster Kanal 46, der die axiale Öffnung 41 mit dem ersten Bereich 29 des Ventilgehäuses verbindet, und ein zweiter Kanal 47, der die axiale Öffnung 41 mit dem zweiten Bereich 30 des Ventilgehäuses verbindet, vorgesehen.
  • Diese dritte Ausführungsform des Regelventils gemäß der Erfindung funktioniert im Prinzip in der gleichen Weise wie die erste Ausführungsform in den 1 bis 3.
  • Wenn der Querkanal 44 der Positionierstange nach unten vorbei an der Querwand 45 des Plungers geschoben wird, steht der zweite Bereich 30 des Ventilgehäuses über den zweiten Kanal 47 des Plungers sowie über den Querkanal 44 und den länglichen zentralen Kanal 42 der Positionierstange mit der Druckkammer 34 in Verbindung. Dadurch wird der Druck in der Druckkammer 34 niedriger als der Druck im ersten Bereich 29 des Ventilgehäuses, und als Folge davon öffnet sich das Ventil.
  • Wenn der Querkanal 44 der Positionierstange nach oben über die Querwand 45 des Plungers angehoben wird, steht der erste Bereich 29 des Ventilgehäuses über den Querkanal 44 und den länglichen zentralen Kanal 42 der Positionierstange mit der Druckkammer 34 in Verbindung. Dadurch wird der Druck in der Druckkammer 34 höher als der Druck im zweiten Bereich 30 des Ventilgehäuses, und als Folge davon schließt sich das Ventil.
  • Wenn sich der Querkanal 44 der Positionierstange in der Trennwand 45 des Plungers befindet, ist die gesamte Verbindung zwischen der Druckkammer 34 und den zwei Bereichen 29 und 30 des Ventilgehäuses unterbrochen. Die Position des Plungers im Verhältnis zum Ventilgehäuse ist stationär. Das Ventil wird geregelt.
  • Die 12 bis 15 zeigen eine Variante 48 des Regelventils in den 1 bis 5. Der einzige Unterschied besteht darin, dass die Positionierstange 12 in 4 nunmehr durch die Positionierstange 49 von 15 ersetzt wurde, die, wie aus der Figur ersichtlich, mit einem oberen Kragen 50 und einem unteren Kragen 51 ausgebildet ist. Die restlichen Teile des Ventils sind mit den gleichen Bezugszahlen wie in den 1 bis 5 bezeichnet.
  • Bei dem normalerweise vorherrschenden Differenzdruck oberhalb des Ventils 48 funktioniert dieses Ventil praktisch in der gleichen Weise wie vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben. Das heißt, das Ventil 48 ist in 12 in einer Öffnungsphase, in 13 in einer stationären Phase und in 14 in einer Schließphase.
  • In einigen Fällen kann der Differenzdruck jedoch so niedrig sein, dass er nicht in der Lage ist, den natürlichen Reibungswiderstand zwischen den bewegbaren Teilen des Ventils zu überwinden. Das Regelventil in den 1 bis 3 kann dann durch Verschieben der Positionierstange 12 von 4 nicht mehr geregelt werden.
  • Die Variante 48 des Regelventils 1 in den 12 bis 15 kann jedoch selbst dann geregelt werden, wenn der Differenzdruck nahezu null beträgt, weil die Positionierstange 49 nunmehr mit den Kragen 50 und 51 ausgebildet ist.
  • Es wird nunmehr davon ausgegangen, dass kein ausreichender Differenzdruck vorhanden ist, um den Plunger 9 zu verschieben, und dass dennoch angestrebt wird, das Ventil 48 durch Verschieben der Positionierstange 49 im Verhältnis zum Ventilgehäuse 3 mittels eines Betätigers oder manuell mehr oder weniger zu schließen.
  • In diesem Fall erfolgt der erwünschte Schließvorgang ganz einfach dadurch, dass die Positionierstange 49, wie aus der Figur ersichtlich, im Ventilgehäuse 3 nach unten verschoben wird, wodurch ihr oberer Kragen 50 zunächst auf die obere Seite des Plungers 9 auftrifft und dann den Plunger während der fortgesetzten Abwärtsbewegung der Positionierstange 49 mitführt.
  • Ein Öffnungsvorgang findet in der umgekehrten Reihenfolge statt, wobei nunmehr der untere Kragen 51 der Positionierstange 49 der aktive Kragen ist, der in diesem Fall den Plunger nach oben bewegt, wenn die Positionierstange im Ventilgehäuse 3 nach oben geschoben wird.
  • Die 16 bis 19 zeigen eine fünfte Ausführungsform eines Ventils gemäß der Erfindung. Diese Ausführungsform entspricht im Wesentlichen derjenigen in den 1 bis 5, und gleiche Teile sind daher mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet.
  • Der Unterschied besteht darin, dass der längliche zentrale Kanal 16 in der Positionierstange 12 nunmehr durch einen im Plunger 9' ausgebildeten länglichen Verbindungskanal 52 ersetzt wurde, der teilweise in die Druckkammer 10 hinein, teilweise in einer Distanz von dieser Kammer, austrägt.
  • Die fünfte Ausführungsform des Ventils gemäß der Erfindung funktioniert darüber hinaus in der gleichen Weise wie die erste Ausführungsform, und ihre Funktion wird daher hier nicht ausführlich beschrieben.

Claims (10)

  1. Regelventil (1; 23; 48; 52) zum Regeln einer Flüssigkeitsströmung in einer Rohrleitung (2; 26), das Folgendes umfasst: ein Ventilgehäuse (3; 27), das durch eine eine Achse definierende Strömungsöffnung (7; 31) in einen ersten und einen zweiten Bereich (5, 6; 29, 30), die stromaufwärts vor bzw. stromabwärts hinter dem Ventil (1; 23; 48; 52) mit dem Rohr (2; 26) verbunden sind, unterteilt ist; eine Druckkammer (10; 34), die vorzugsweise koaxial zur Strömungsöffnung (7; 31) vorgesehen ist und mit dem zweiten Bereich (6; 30) des Ventilgehäuses (3; 27) in Verbindung steht; und einen Plunger (9; 33; 9'), der verschiebbar in der Druckkammer ((10; 34) platziert ist und ein Endteil (8; 32) zum Regeln der Strömungsfläche des Ventils (1; 23; 48; 52) im Zusammenwirken mit der Strömungsöffnung (7; 31) hat, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (1; 23; 48; 52) weiterhin eine im Plunger (9; 33; 9') vorgesehene axiale Öffnung (19; 41) umfasst, die mit mindestens einem ersten Kanal (20; 46), der in den ersten Bereich (5; 29) des Ventilgehäuses (3; 27) hinein oder in der Nähe davon austrägt, sowie mit mindestens einem zweiten Kanal (21; 47), der in den zweiten Bereich (6; 30) des Ventilgehäuses (3; 27) hinein austrägt, verbunden ist; eine Positionierstange (12; 24; 37; 49) verschiebbar oder drehbar im Ventilgehäuse (3; 27) montiert ist und ein erstes Endteil (15; 40), das in einer axial verschiebbaren Weise von der axialen Öffnung (19; 41) des Plungers (9; 33; 9') aufgenommen wird, sowie ein zweites Endteil (14; 39), das aus dem Ventilgehäuse (3; 27) herausragt, hat, und ein Verbindungskanal (16, 17, 18; 25; 42; 52) in der Positionierstange (12; 24; 37; 49) oder im Plunger (9') vorgesehen ist und mit der Druckkammer (10; 34) an einem Ende in Verbindung steht und weiterhin mit dem mindestens einen ersten Kanal (20; 46) des Plungers ((9; 33; 9') in einer ersten Position der Positionierstange (12; 24; 37; 49) im Verhältnis zum Plunger (9; 33; 9'), mit dem mindestens einen zweiten Kanal (21; 47) des Plungers (9; 33; 9') in einer zweiten Position sowie weder mit dem ersten noch mit dem zweiten Kanal (20, 21; 46, 47) in einer dritten Position in Verbindung steht.
  2. Regelventil nach Anspruch 1, bei dem die Positionierstange (12) verschiebbar im Ventilgehäuse (3) montiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Positionierstange (12) über die Druckkammer (10) in die axiale Öffnung (19) des Plungers (9) hineinerstreckt und dass ihr Verbindungskanal (16, 17, 18) aus einem axial verlaufenden Kanal (16), mindestens einem in die Druckkammer (10) austragenden ersten Querkanal (17) sowie mindestens einem in einer Distanz vom ersten Querkanal (17) austragenden zweiten Querkanal (18) besteht.
  3. Regelventil nach Anspruch 1, bei dem die Positionierstange (37) verschiebbar im Ventilgehäuse (27) montiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Positionierstange (37) über den ersten und den zweiten Bereich (29; 30) des Ventilgehäuses (27) in die axiale Öffnung (41) des Plungers (33) hineinerstreckt und dass ihr Verbindungskanal aus einem axial verlaufenden Kanal (42), der in ein der Druckkammer (34) zugewandtes Ende der Positionierstange (37) austrägt, sowie mindestens einem in einer Distanz von diesem Austragungspunkt vorgesehenen Querkanal (44) besteht.
  4. Regelventil nach Anspruch 1, bei dem die Positionierstange (24) drehbar im Ventilgehäuse (3) montiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Positionierstange (24) über die Druckkammer (10) in die axiale Öffnung (19) des Plungers (9) hineinerstreckt und dass ihr Verbindungskanal (25) aus einem Schraubgewinde (25) besteht, das entlang der äußeren Seite der Positionierstange (24) von einer Fläche in der Druckkammer (10) aus zu einer Fläche in einer Distanz von dieser Kammer (10) verläuft.
  5. Regelventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine zweite Kanal (21) des Plungers (9) einen Durchmesser hat, der dem axialen Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden 360°-Gängen des Schraubgewindes (25) entspricht oder kleiner als dieser ist.
  6. Regelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Plunger (9; 33; 9') so vorgesehen ist, dass er in der Druckkammer (10; 34) zwischen einer ersten Position, in der sein vorspringendes Endteil (8; 32) zum Regeln der Strömungsfläche des Ventils (1; 23; 48; 52) die Strömungsöffnung (7; 31) schließt, und einer zweiten Position, in der dieses Endteil (8; 32) die größtmögliche Distanz von der Strömungsöffnung (7; 31) aufweist, verschiebbar ist.
  7. Regelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich das vorspringende Endteil (8) des Plungers (9) konisch in die Strömungsöffnung (7) hinein- oder durch diese hindurcherstreckt.
  8. Regelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammer (10; 34) einen Durchmesser hat, der größer als die Strömungsöffnung (7; 31) ist.
  9. Regelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Endteil (14; 39) der Positionierstange (12; 37) betriebswirksam mit einem Betätiger verbunden ist.
  10. Regelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierstange (49) an beiden Enden der axialen Öffnung (19) des Plungers (9) mit Kragen (50; 51) vorgesehen ist und dass der Abstand zwischen diesen Kragen (50; 51) größer als die Länge der axialen Öffnung (19) ist.
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