JP2652259B2 - 流量コントロールバルブ - Google Patents
流量コントロールバルブInfo
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- JP2652259B2 JP2652259B2 JP2121180A JP12118090A JP2652259B2 JP 2652259 B2 JP2652259 B2 JP 2652259B2 JP 2121180 A JP2121180 A JP 2121180A JP 12118090 A JP12118090 A JP 12118090A JP 2652259 B2 JP2652259 B2 JP 2652259B2
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- Japan
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- valve
- flow control
- resin
- flow rate
- box
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
- F16K1/32—Details
- F16K1/34—Cutting-off parts, e.g. valve members, seats
- F16K1/36—Valve members
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
- F16K1/32—Details
- F16K1/54—Arrangements for modifying the way in which the rate of flow varies during the actuation of the valve
-
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
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- Y10T137/8593—Systems
- Y10T137/86493—Multi-way valve unit
- Y10T137/86718—Dividing into parallel flow paths with recombining
- Y10T137/86734—With metering feature
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Lift Valve (AREA)
- Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は流量コントロールバルブに関する、特に広流
量域において精度良く制御出来る流量コントロールバル
ブに関するものである。
量域において精度良く制御出来る流量コントロールバル
ブに関するものである。
〔従来の技術〕 従来からニードル弁による流量コントロール方法は知
られていた。
られていた。
しかしながら、０〜100/min位の流量域では前後の
配管サイズに比べニードル弁式のものは本体が大きくな
り過ぎ、実用的に殆ど用いられなかった。また、弁開度
と流量の直線性も無かった。
配管サイズに比べニードル弁式のものは本体が大きくな
り過ぎ、実用的に殆ど用いられなかった。また、弁開度
と流量の直線性も無かった。
このような背景の中で、実用的に用いられている流量
コントロールバルブとしては、空気式自動調節弁として
ダイヤフラムバルブ，バタフライバルブ、電動式自動調
節弁としてはボールバルブ等の、弁開度をコントロール
するもの、流路のクリアランスをコントロールするもの
（例えば特開昭58−121381号公報）等が用いられて来
た。
コントロールバルブとしては、空気式自動調節弁として
ダイヤフラムバルブ，バタフライバルブ、電動式自動調
節弁としてはボールバルブ等の、弁開度をコントロール
するもの、流路のクリアランスをコントロールするもの
（例えば特開昭58−121381号公報）等が用いられて来
た。
例えば、第３図に示すようなバルブが用いられて来
た。即ち、円錐台形上の樹脂性ディスクの弁体33と弁座
36との間隙面積を制御するバルブである。
た。即ち、円錐台形上の樹脂性ディスクの弁体33と弁座
36との間隙面積を制御するバルブである。
しかしながら、このバルブは先端の弁体33が通常のオ
ン−オフ弁と同様の構造をしているため、極微小なバル
ブ開度でもかなりの流量が出てしまい、小流量の流量コ
ントロールが出来ない。また、樹脂性ディスクの弁体33
と弁座36とのクリアランスで流量をコントロールしてい
るため、長期使用により弁体33が弁座36に当たることに
より、樹脂性ディスクが変形し、クリアランスが変わり
流量が変動してしまう欠点があった。
ン−オフ弁と同様の構造をしているため、極微小なバル
ブ開度でもかなりの流量が出てしまい、小流量の流量コ
ントロールが出来ない。また、樹脂性ディスクの弁体33
と弁座36とのクリアランスで流量をコントロールしてい
るため、長期使用により弁体33が弁座36に当たることに
より、樹脂性ディスクが変形し、クリアランスが変わり
流量が変動してしまう欠点があった。
そこで、本出願人はこの問題点を解決するため先に特
開昭64−35185号公報に記載の様に、「弁昇降の動力と
して電動機を使用し、該電動機の回転をラックピニオン
機構と連結板とにより直線状の動きに変換し、該連結板
には弁軸を取付け、該連結板の昇降にしたがって該弁軸
が上下する構造を有し、該弁軸を中心とする入り口側弁
箱と該入り側弁箱に連結する出口側弁箱とを具備し、先
細り円錐台形の弁当たり面の先に円筒状または円錐状の
弁頭を該出口側弁箱内に設け、該弁頭表面と弁座との間
で構成する弁開度面積を、弁揚程に対し流量の変化率が
小さく且つ直線的になるように弁頭形状を決定し、弁座
開口が充分全開になるまでの弁揚程を該入口側弁箱に設
けたことを特徴とする流量制御弁」を提案した。
開昭64−35185号公報に記載の様に、「弁昇降の動力と
して電動機を使用し、該電動機の回転をラックピニオン
機構と連結板とにより直線状の動きに変換し、該連結板
には弁軸を取付け、該連結板の昇降にしたがって該弁軸
が上下する構造を有し、該弁軸を中心とする入り口側弁
箱と該入り側弁箱に連結する出口側弁箱とを具備し、先
細り円錐台形の弁当たり面の先に円筒状または円錐状の
弁頭を該出口側弁箱内に設け、該弁頭表面と弁座との間
で構成する弁開度面積を、弁揚程に対し流量の変化率が
小さく且つ直線的になるように弁頭形状を決定し、弁座
開口が充分全開になるまでの弁揚程を該入口側弁箱に設
けたことを特徴とする流量制御弁」を提案した。
その内容は第４図及び第５図に示すようなものであ
る。それは、出口側弁箱47内に弁頭46が入り込むことに
よってその間の間隙によって流量をコントロールし、弁
座48としては弁当たり面45の円錐台形の弁の部分が弁座
48に接触する構造であった。
る。それは、出口側弁箱47内に弁頭46が入り込むことに
よってその間の間隙によって流量をコントロールし、弁
座48としては弁当たり面45の円錐台形の弁の部分が弁座
48に接触する構造であった。
しかるに特開昭64−35185号公報記載のバルブは広範
囲の流量コントロールの精度は良いが、出口側弁箱47及
び弁座48と弁頭46及び弁当たり面45の材質が金属で出来
ており、円錐台形の弁当たり面45と弁座48においてすり
合わせが難しく、多少の間隙が出来ることがあり、それ
が少流量のコントロール精度を落とし、バルブの全閉を
不可能にし、全閉用のストップバルブを別に設置しなけ
ればならなかった。
囲の流量コントロールの精度は良いが、出口側弁箱47及
び弁座48と弁頭46及び弁当たり面45の材質が金属で出来
ており、円錐台形の弁当たり面45と弁座48においてすり
合わせが難しく、多少の間隙が出来ることがあり、それ
が少流量のコントロール精度を落とし、バルブの全閉を
不可能にし、全閉用のストップバルブを別に設置しなけ
ればならなかった。
本発明の目的は上記問題点を解消し、広範囲での流量
コントロールの精度をあげることは勿論、少流量での流
量コントロールの精度をあげ、バルブの全閉が可能にな
り、全閉用バルブを別に設置する必要のない流量コント
ロールバルブを提供することにある。
コントロールの精度をあげることは勿論、少流量での流
量コントロールの精度をあげ、バルブの全閉が可能にな
り、全閉用バルブを別に設置する必要のない流量コント
ロールバルブを提供することにある。
本発明の上記目的は、 弁軸を中心とする入口側弁箱と該入口側弁箱に連結す
る出口側弁箱とを具備し、該出口側弁箱内に入る円筒の
表面に面取り部分と切り溝を持った弁頭を有する流量ノ
ントロールバルブであって、該出口側弁箱の入口に該弁
頭に続く表面が樹脂である円錐台形のディスクが当たる
ざぐりの角を設け、かつ該切り溝は互いに深さの異なる
２つの切り溝であることを特徴とする流量コントロール
バルブ。
る出口側弁箱とを具備し、該出口側弁箱内に入る円筒の
表面に面取り部分と切り溝を持った弁頭を有する流量ノ
ントロールバルブであって、該出口側弁箱の入口に該弁
頭に続く表面が樹脂である円錐台形のディスクが当たる
ざぐりの角を設け、かつ該切り溝は互いに深さの異なる
２つの切り溝であることを特徴とする流量コントロール
バルブ。
によって達成される。
本発明において、円筒の表面に切り溝を持った弁頭と
は、第２図に示すものであり、２つの切り溝（23及び2
4）と２つの面取り部分（25）を持つものである。この
弁頭を、出口側弁箱内に挿入し、弁箱とのクリアランス
を限りなくゼロに近い寸法とすることにより、出口側弁
箱と円筒の弁頭の切り溝及び面取り部分との間で構成す
る弁開度面積のみによって、流量をコントロールするこ
とが可能となった。更に、この切り溝と面取り部分の組
み合わせにより、少ない弁移動（ストローク）でも、非
常に広範囲に弁開度面積を変化させることが出来るよう
になっている。又、弁開度面積が小さいうちは（切り溝
のみが、弁開度面積を決定し、また、面取り部分が弁開
度に寄与しない範囲）弁移動量（ストローク）に対し、
流量の変化率が小さく且つ直線的に変化するように切り
溝形状が決定されている。この技術思想は特開昭64−35
185号公報に記載のものと同様である。
は、第２図に示すものであり、２つの切り溝（23及び2
4）と２つの面取り部分（25）を持つものである。この
弁頭を、出口側弁箱内に挿入し、弁箱とのクリアランス
を限りなくゼロに近い寸法とすることにより、出口側弁
箱と円筒の弁頭の切り溝及び面取り部分との間で構成す
る弁開度面積のみによって、流量をコントロールするこ
とが可能となった。更に、この切り溝と面取り部分の組
み合わせにより、少ない弁移動（ストローク）でも、非
常に広範囲に弁開度面積を変化させることが出来るよう
になっている。又、弁開度面積が小さいうちは（切り溝
のみが、弁開度面積を決定し、また、面取り部分が弁開
度に寄与しない範囲）弁移動量（ストローク）に対し、
流量の変化率が小さく且つ直線的に変化するように切り
溝形状が決定されている。この技術思想は特開昭64−35
185号公報に記載のものと同様である。
本発明において、該出口側弁箱の入口に該弁頭に続く
表面が樹脂である円錐台形のディスクが当たるざぐりの
角を設けたということは、バルブの全閉の場合ざぐりの
角の部分（弁座）と円錐台形の表面樹脂の部分が当たっ
て全閉を完全にするための工夫である。
表面が樹脂である円錐台形のディスクが当たるざぐりの
角を設けたということは、バルブの全閉の場合ざぐりの
角の部分（弁座）と円錐台形の表面樹脂の部分が当たっ
て全閉を完全にするための工夫である。
ざぐりによって、弁座に接触する部分と弁頭部分とが
幾分隔離されることによってバルブ全開の機能と液量コ
ントロールの機能をそれぞれ円錐台形の表面樹脂の部分
と弁頭部分に分担させた。即ち、ざぐりの角の部分が樹
脂に食い込んでなじむため、弁頭の円筒部分と出口側弁
箱との間隙に歪みを与えることがなくなり、また、円錐
台形のディスクに食い込むざぐりの角の形は少流量コン
トロールの場合に精度を狂わせるような悪影響がなくな
るので、少流量コントロールの精度は維持されると共に
全閉の機能が確保されることになるのである。
幾分隔離されることによってバルブ全開の機能と液量コ
ントロールの機能をそれぞれ円錐台形の表面樹脂の部分
と弁頭部分に分担させた。即ち、ざぐりの角の部分が樹
脂に食い込んでなじむため、弁頭の円筒部分と出口側弁
箱との間隙に歪みを与えることがなくなり、また、円錐
台形のディスクに食い込むざぐりの角の形は少流量コン
トロールの場合に精度を狂わせるような悪影響がなくな
るので、少流量コントロールの精度は維持されると共に
全閉の機能が確保されることになるのである。
本発明において、弁箱及び弁体に使用する金属材料は
なんでもよいが、好ましくはステンレスが用いられる。
なんでもよいが、好ましくはステンレスが用いられる。
本発明において、円錐台形のディスクの表面が樹脂で
あるということは、ディスクそのものが樹脂性であって
も、又金属の表面だけに樹脂がライニングされたもので
あっても、どちらでもよい。樹脂の種類としてはテトラ
フルオロエチレン製が好ましい。
あるということは、ディスクそのものが樹脂性であって
も、又金属の表面だけに樹脂がライニングされたもので
あっても、どちらでもよい。樹脂の種類としてはテトラ
フルオロエチレン製が好ましい。
本発明の流量コントロールバルブを駆動するのには電
動式に限らず、空気圧駆動であっても構わない。電動式
は具体的にはACサーボモータ,DCサーボモータ，ステッ
プモータ（パルスモータ）を用いることが好ましい。
動式に限らず、空気圧駆動であっても構わない。電動式
は具体的にはACサーボモータ,DCサーボモータ，ステッ
プモータ（パルスモータ）を用いることが好ましい。
本発明の一実施例について説明する。但し、本発明は
本実施例にのみ限られるものではない。
本実施例にのみ限られるものではない。
先ず、バルブ先端部の構造の一実施例を第２図によっ
て説明する。出口側弁箱1bに入る円筒22の表面には対向
した２つの切り溝23,24を設け、その一方の23を他方の
切り溝24より深く堀り、少流量が調整できるようにす
る。また切り溝の両側を面取り部分25にして大流量も出
せるようにする。
て説明する。出口側弁箱1bに入る円筒22の表面には対向
した２つの切り溝23,24を設け、その一方の23を他方の
切り溝24より深く堀り、少流量が調整できるようにす
る。また切り溝の両側を面取り部分25にして大流量も出
せるようにする。
また、出口側弁箱1bの入口側には樹脂製ディスクと当
たる部分にざぐり21の角を設け、円錐台形の樹脂製ディ
スクとざぐりの角の部分（弁座）でバルブ全閉の機能を
持たせ、出口側弁箱1bと切り溝付き円筒22とで流量をコ
ントロールする機能部分とを独立させる。
たる部分にざぐり21の角を設け、円錐台形の樹脂製ディ
スクとざぐりの角の部分（弁座）でバルブ全閉の機能を
持たせ、出口側弁箱1bと切り溝付き円筒22とで流量をコ
ントロールする機能部分とを独立させる。
次ぎに、本実施例のバルブ全体の構造を説明すると、
３つのエアシリンダーを組合わせたアクチュエーターを
用い、全開と全閉の間に小開度と中開度の２ケ所の中間
停止を可能とし、このアクチュエーターに第１図の流量
調整ヘッドを動作させ、三段階の流量コントロール及び
全閉を可能としたものである。
３つのエアシリンダーを組合わせたアクチュエーターを
用い、全開と全閉の間に小開度と中開度の２ケ所の中間
停止を可能とし、このアクチュエーターに第１図の流量
調整ヘッドを動作させ、三段階の流量コントロール及び
全閉を可能としたものである。
第１図において、圧縮エアー出入口14,18に加圧、エ
アー出入口15,16,17,19を排気とすると、本バルブは全
開となる。次ぎにエアー出入口19に加圧、18を排気した
状態にて、14に加圧、15,16,17を排気すると本バルブは
中開度となる（この開度調整はストッパー位置調整ナッ
ト13,エアシリンダー12及びストッパー11によって行わ
れる）。次ぎに14を加圧、15,16を排気にすると、本バ
ルブは小開度となる（この開度の調整は、ストッパーの
位置調整ナット８によって行なはれる）。この時の動作
は特殊ロッド（小）６と特殊ロッド（大）７が押し合う
形となるが、特殊ロッド（大）７の方が受圧面積が大き
いため、小開度の位置えとバルブヘッド2,3は移動す
る。次ぎに15を加圧し、14を排気すると、本バルブは全
閉となる。
アー出入口15,16,17,19を排気とすると、本バルブは全
開となる。次ぎにエアー出入口19に加圧、18を排気した
状態にて、14に加圧、15,16,17を排気すると本バルブは
中開度となる（この開度調整はストッパー位置調整ナッ
ト13,エアシリンダー12及びストッパー11によって行わ
れる）。次ぎに14を加圧、15,16を排気にすると、本バ
ルブは小開度となる（この開度の調整は、ストッパーの
位置調整ナット８によって行なはれる）。この時の動作
は特殊ロッド（小）６と特殊ロッド（大）７が押し合う
形となるが、特殊ロッド（大）７の方が受圧面積が大き
いため、小開度の位置えとバルブヘッド2,3は移動す
る。次ぎに15を加圧し、14を排気すると、本バルブは全
閉となる。
本バルブを再び開にするときは、14を加圧、15を排気
として小開度、次ぎに17を排気とすると中開度、次ぎに
18に加圧19を排気とすると大開度（全開）とすることが
出来る。
として小開度、次ぎに17を排気とすると中開度、次ぎに
18に加圧19を排気とすると大開度（全開）とすることが
出来る。
また、本バルブを一気に大開度にしたいときは、14,1
8に加圧15,16,17,19を排気とすればよい。
8に加圧15,16,17,19を排気とすればよい。
バルブ本体1,（1a,1b,）及び2,3は上記三段階動作の
エアシリンダーに代えて位置制御付きのアクチュエータ
ーや、サーボモータ等を利用すると、任意の流量コント
ロールを微細に行うことが出来る。
エアシリンダーに代えて位置制御付きのアクチュエータ
ーや、サーボモータ等を利用すると、任意の流量コント
ロールを微細に行うことが出来る。
〔発明の効果〕 本発明の流量コントロールバルブにより、 （１） 小流量での流量コントロールが可能となり、広
範囲で高精度の流量コントロールを一台のバルブで出来
るようになった。
範囲で高精度の流量コントロールを一台のバルブで出来
るようになった。
（２）樹脂製ディスクの使用により、樹脂の変形があっ
ても、流量変動がなくなり、安定した流量コントロール
ができるようになった。又全閉機能を確保することが出
来た。
ても、流量変動がなくなり、安定した流量コントロール
ができるようになった。又全閉機能を確保することが出
来た。
上記により、バルブスペースの節減及び設備費の節減
ができた。
ができた。
第１図は本発明の流量コントロールバルブの一実施例の
側面断面図、第２図は本発明の流量コントロールバルブ
の弁頭の部分の平面図（ａ），左側面図（ｂ），右側面
図（ｃ），正面図（ｄ）、第３図は従来の流量コントロ
ールバルブの一例の側面断面図、第４図は特開昭64−35
185号公報に記載の流量制御弁の側面断面図図、第５図
は第４図の弁頭と出口側弁箱の関係を示す側面断面図で
ある。 1a……入口側弁箱 1b……出口側弁箱 ２……弁頭 ３……円錐台形の表面が樹脂のディスク ４……グランドパッキング ５……エアシリンダー本体 ６……特殊ロッド（小） ７……特殊ロッド（大） ８……ストップの位置調整ナット ９……ピン、10……フレーム 11……ストッパー、12……エアシリンダー 13……ストッパー位置調整ナット 14,15,16,17,18,19……圧縮エアー出入口 20……Ｏリング、21……ざぐり 22……円筒、23……切り溝（大） 24……切り溝（小）、25……面取り部分 41……サーボモータ、45……弁当たり面 46……弁頭、47……出口側弁箱 48……弁座、49……入口側弁箱
側面断面図、第２図は本発明の流量コントロールバルブ
の弁頭の部分の平面図（ａ），左側面図（ｂ），右側面
図（ｃ），正面図（ｄ）、第３図は従来の流量コントロ
ールバルブの一例の側面断面図、第４図は特開昭64−35
185号公報に記載の流量制御弁の側面断面図図、第５図
は第４図の弁頭と出口側弁箱の関係を示す側面断面図で
ある。 1a……入口側弁箱 1b……出口側弁箱 ２……弁頭 ３……円錐台形の表面が樹脂のディスク ４……グランドパッキング ５……エアシリンダー本体 ６……特殊ロッド（小） ７……特殊ロッド（大） ８……ストップの位置調整ナット ９……ピン、10……フレーム 11……ストッパー、12……エアシリンダー 13……ストッパー位置調整ナット 14,15,16,17,18,19……圧縮エアー出入口 20……Ｏリング、21……ざぐり 22……円筒、23……切り溝（大） 24……切り溝（小）、25……面取り部分 41……サーボモータ、45……弁当たり面 46……弁頭、47……出口側弁箱 48……弁座、49……入口側弁箱
Claims (1)
- 【請求項１】弁軸を中心とする入口側弁箱に連結する出
口側弁箱とを具備し、該出口側弁箱に入る円筒の表面に
面取り部分と切り溝を持った弁頭を有する流量コントロ
ールバルブであって、該出口側弁箱の入口に該弁頭の続
く表面が樹脂である円錐台形のディスクが当たるざぐり
の角を設け、かつ該切り溝は互いに深さの異なる２つの
切り溝であることを特徴とする流量コントロールバル
ブ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2121180A JP2652259B2 (ja) | 1990-05-14 | 1990-05-14 | 流量コントロールバルブ |
| US07/697,386 US5156188A (en) | 1990-05-14 | 1991-05-09 | Flow control valve |
| EP91107729A EP0457244B1 (en) | 1990-05-14 | 1991-05-13 | Flow control valve |
| DE69112121T DE69112121T2 (de) | 1990-05-14 | 1991-05-13 | Durchflussregelventil. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2121180A JP2652259B2 (ja) | 1990-05-14 | 1990-05-14 | 流量コントロールバルブ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0419477A JPH0419477A (ja) | 1992-01-23 |
| JP2652259B2 true JP2652259B2 (ja) | 1997-09-10 |
Family
ID=14804833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2121180A Expired - Fee Related JP2652259B2 (ja) | 1990-05-14 | 1990-05-14 | 流量コントロールバルブ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5156188A (ja) |
| EP (1) | EP0457244B1 (ja) |
| JP (1) | JP2652259B2 (ja) |
| DE (1) | DE69112121T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003227578A (ja) * | 2002-02-04 | 2003-08-15 | Rinnai Corp | 電磁式給水弁 |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4135232C2 (de) * | 1991-10-25 | 2000-10-05 | Continental Teves Ag & Co Ohg | Elektromagnetventil, insbesondere für hydraulische Bremsanlagen mit Schlupfregelung |
| DE4331417A1 (de) * | 1993-09-15 | 1995-03-16 | Wabco Vermoegensverwaltung | Ventil |
| US5901746A (en) * | 1997-10-03 | 1999-05-11 | Tetra Laval Holdings & Finance,Sa | Controlled flow filling system |
| US6609697B2 (en) * | 2001-09-06 | 2003-08-26 | Robert Andreas Gsteu | Vacuum control valve |
| US20040173767A1 (en) * | 2003-03-03 | 2004-09-09 | Rod Caskey | Non-destructive media flow control valve |
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