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Title:
MINIMUM OUTPUT VALVE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1995/014877
Kind Code:
A1
Abstract:
A mininum output valve has a housing (1) in which a valve seat (8) with a spring-loaded valve body (7) is arranged between an inlet (3) and an outlet (4). The minimum output valve further has a bypass connection (9) in communication with a throttle hole bypass valve (10) in communication in a controlled manner with the inlet (3). The throttle hole bypass valve (10) has a bypass control slide (11) fixed to the valve body (7), centred and guided therewith. The valve body (7) and the bypass control slide (11) are axially movable in an insert (12) removably held in the housing (1) between the inlet (3) and the outlet (4). The valve body (7) is arranged at the inlet side of the insert (12). The insert (12) is pierced into its surrounding area (13) downstream of the valve body (7) and the surrounding area (13) is in communication with the outlet (4). A bypass inflow bore (14) extends from the inlet (3) through the valve body (7) and the bypass control slide (11) and the bypass control valve (11) has at least one perforated throttle section (11A-11C).

Inventors:
ERNST NORBERT (DE)
Application Number:
PCT/EP1994/003666
Publication Date:
June 01, 1995
Filing Date:
November 08, 1994
Export Citation:
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Assignee:
HOLTER GMBH & CO (DE)
ERNST NORBERT (DE)
International Classes:
F04D15/00; F16K17/04; (IPC1-7): F16K17/04; F04B49/00; F04D15/00
Domestic Patent References:
WO1988002831A11988-04-21
Foreign References:
US4941502A1990-07-17
DE3618644A11987-12-10
DE4103556A11992-08-13
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Claims:
Patentansprüche
1. Mindestförderstromventil mit einem Gehäuse (1) , in dem zwischen einem Einlaß (3) und einem Auslaß (4) ein Ventilsitz (8) mit einem federbelasteten Ventilkörper (7) angeordnet ist und das einen Bypaßanschluß (9) aufweist, der mit einem Lochdrosselbypaßventil (10) durchgangsmäßig verbunden ist, das mit dem Einlaß (3) durchgangsmäßig gesteuert verbunden ist und das einen Bypaßsteuerschieber (11) aufweist, der mit dem Ventilkörper (7) fest verbunden und mit diesem zentriert geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (7) und der Bypaßsteuerschieber (11) in einem Einsatz (12) axialverschieblich gelagert sind, der zwischen dem Einlaß (3) und dem Auslaß (4) im Gehäuse (1) herausnehmbar gehalten ist, und daß in dem Einsatz (12) der Ventilkörper (7) einlaßseitig angeordnet ist und der Einsatz (12) abstromseitig des Ventilkörpers (7) zu seinem Umgebungsbereich (13) durchbrochen ist, der zum Auslaß (4) geöffnet ist, und. daß der Ventilkörper (7) und der Bypaßsteuerschieber (11) von einer Bypaßzulaufbohrung (14) vom Einlaß (3) her durchsetzt sind und der Bypaßsteuerschieber (11) mindestens einen Lochdrosselabschnitt (11A HC) umfaßt.
2. Mindestförderstromventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypaßsteuerschieber (11) endseitig mit einem Endverschlußstopfen (15) abgedichtet ist und der axial daran anschließende Freiraum (16) zum Auslaß (4) hin druckentlastend verbunden ist.
3. Mindestförderstromventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypaßsteuerschieber (11) mit einem Innenverschluß (17) versehen it, der die Bypaßzulaufbohrung (14) verschließt, so daß in dem Bypaßsteuerschieber (11) eine Innenkammer (18) zum Endverschlußstopfen (15) hin ausgebildet ist, an deren Seitenwänden sich zwei der Lochdrosselbereiche (HB, HC) erstrecken, deren stromab liegender zum Bypaßanschluß (9) führt und deren stromauf liegender zu einer Zwischenkammer (19) führt, die im Einsatz (12) ausgebildet ist und in die ein weiterer zustromseitiger Lochdrosselbereich (HA) mündet, der vor dem Innenverschluß (17) angeordnet ist.
4. Mindestförderstromventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Einsatz (12) jeweils stromab der beiden stromab liegenden Lochdrosselbereiche (HB, HC) Steuerkanten (12B, 12C) ausgebildet sind und die Zwischenkammer (19) mit einem Dichtkörper (20) abgeschlossen ist, an dem eine dritte Steuerkante (12A) stromab des am weitesten stromauf liegenden dritten Lochdrosselbereiches (HA) ausgebildet ist.
5. Mindestförderstromventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtkörper (20) mit einem Dichtring in dem Einsatz (12) abgedichtet gehalten ist und mit einer Druckfeder (21) gegen den Ventilkörper (7) und andererseits an einem Anschlagrand (22) im Einsatz (12) axial abgestützt ist.
6. Mindestförderstromventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bypaßzulaufbohrung (14) zustromseitig der Lochdrosselbereiche (HA HC) ein Kugelventil (24, 25) in Gegenstromrichtung sperrend angeordnet ist.
7. Mindestförderstromventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des am weitesten stromauf liegende Lochdrosselbereiches (HA), zwischen diesem und dem Innenverschluß (17), ein Aufnahmeraum für die Ventilkugel (24) bei geöffnetem Kugelventil (24, 25) ausgebildet ist.
8. Mindestförderstromventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens an einer der Dichtflächen zwischen dem Bypaßsteuerschieber (11) und dessen umschließenden Wandungen Labyrinthdichtungen (30, 31) ausgebildet sind, die eine hochdruckmäßige Abdichtung vom Auslaß (4) zum Bypaßanschluß (9) bilden.
9. Mindestförderstromventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Ventilsitz (8) an einem Ventilsitzring (80) befindet, der mit einem Dichtring im Gehäuse (1) abgedichtet und gegen einen stromauf liegenden Anschlag dort gehalten ist und stromab von dem Einsatz (12) gestützt ist, der auslaßseitig durch einen Zentrierstern (81) mit einem Dichtring und einem Innenflansch (82) und ggf. mit Schweißhaftpunkten (83) axial fixiert gehalten ist.
10. Mindestförderstromventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Bypaßanschluß (9) zu dem Einsatz (12) ein Bypaßrohr (90) führt, das dort beidseitig in Dichtringen in passenden und fluchtenden Bohrungen gehalten ist.
11. Mindestförderstromventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlüßstopfen (15, 17) des Bypaßsteuerschiebers (11) Schraubstopfen sind.
12. Mindestförderstromventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Endverschlußstopfen (15) mantelseitig die Labyrinthdichtung (30) trägt.
13. Mindestförderstromventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypaßschieber (11) in einer Schließendstellung mit einer konischen Schließfläche (HD) einen Schließsitz (12D) in dem umgebenden Einsatz (12) hat.
14. Mindestförderstromventil nach Anspruch 13. dadurch gekennzeichnet, daß der konische Schließsitz (12D) im Bereich der mittleren Steuerkante (12B) ausgebildet ist und die Schließfläche (HD) stromab an den zweiten Lochdrosselbereich (12B) anschließt.
Description:
Mindestförderstromventil

Die Erfindung betrifft ein Mindestförderstromventil mit einem Gehäuse, in dem zwischen einem Einlaß und einem Auslaß ein Ventilsitz mit einem federbelasteten Ventilkörper angeordnet ist und das einen Bypaßanschluß aufweist, der mit einem Lochdrosselbypaßventil durchgangsmäßig verbunden ist, das mit dem Einlaß durchgangsmäßig gesteuert verbunden ist und das einen Bypaßsteuerschieber aufweist, der mit dem Ventilkörper fest verbunden und mit ihm zentriert geführt ist.

Ein derartiges Ventil ist aus der DE 41 03 556 AI bekannt. Bei diesem Ventil liegt der Ventilkörper im Hauptstrom vor dem Austrittsbereich und der damit verbundene Bypass- steuerschieber im Eintrittsbereich. Deshalb muß der Hauptstrom und der Bypaßstom durch den Bypasssteuer- schieber hindurchtreten, weshalb dieser einen relativ großen Durchmesser hat, ebenso wie der diesen umgebenden Lochdrosseidkorb des Bypasses. Hierdurch ergibt sich eine relativ große Abdicht- und Reibungsfläche, wodurch die Steuerfähigkeit eingeschränkt ist. Weiterhin ist nachteilig, daß der Drosselkorb in dem Gehäuse eingeschweißt oder eingeschrumpft ist und dadurch eine Änderung der Bohrungsanordnung in der Lochdrossel und damit der Steuercharakteristik kaum möglich ist. Die Steuerbarkeit ist außerdem dadurch beeinträchtigt, daß der Ventilkörper vom Hauptstrom rückseitig umflossen wird, wodurch dort abhängig von der Geschwindigkeit ein unterschiedlich hoher Druck ansteht.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Ventil zu schaffen, das einfacher aufgebaut ist, einen sehr hohen Dichheitsgrad auch bei hohem Druck aufweist, dessen

Innenkonstruktionsteile leicht montier- und demontierbar sind und das eine definierte Steuercharakteristik aufweist.

Die Lösung ist dadurch gegeben, daß der Ventilkörper und der Bypaßsteuerschieber in einem Einsatz axialverschieb- lich gelagert sind, der zwischen dem Einlaß und dem Auslaß im Gehäuse herausnehmbar gehalten ist, und daß in dem Einsatz der Ventilkörper einlaßseitig angeordnet ist und der Einsatz abstro seitig des Ventilkörpers zu seinem Umgebungsbereich durchbrochen ist, der zum Auslaß geöffnet ist, und daß der Ventilkörper und der Bypaßsteuerschieber von einer Bypaßzulaufbohrung vom Einlaß her durchsetzt sind und der Bypaßsteuerschieber mindestens einen Lochdrosselabschnitt umfaßt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Der einlaßseitige Ventilkörper befindet sich in dem Einsatz, der außenseitig vom Hauptstrom umflossen wird, so daß rückseitig des Ventilkörpers keine geminderter Druck infolge der Strömungsverhältnisse auftritt.

Der gesamte Innenausbau einschließlich des Ventilsitzes, des Ventilkörpers mit dem Bypasssteuerschieber sowie der diesen umschließende Einsatz ist in dem Blockgehäuse von der Auslaßseite her mit einem Zentrierstern axial fixiert und seitlich abgestützt. Der Bypaßanschluß ist zwischen der Gehäusewandung und dem Einsatz axial beschränkt verschieblich durch Dichtringe abgedichtet eingesetzt und läßt sich vom Bypaßanschluß aus herausziehen, so daß dann

der Einsatz demontierbar ist.

Vorteilhaft ist der Bypaßsteuerschieber in mehrere Abschnitte derart aufgeteilt, daß eine dreistufige Drosselung in einzelnen gemeinsam gesteuerten Lochdrosselbereichen erfolgen kann. Die Unterteilung in die Drosselbereiche erfolgt zwischen dem ersten und zweiten Lochdrosselbereich mit einem eingeschraubten Stopfen sowie endseitig mit einem weiteren Endverschlu߬ stopfen. Der am weitestens stomabliegende Lochdrossel¬ bereich ist durch eine Ringka mer umgeben, die in den Bypaßanschluß mündet, und die anderen beiden Lochdros¬ selbereiche sind von einem größeren Ringraum umgeben, in dem sich ein Inneneinsatz befindet, welcher eine der Steuerkanten trägt und außerdem Dichtflächen zum Einla߬ bereich hin. An diesem inneren Dichtkörper ist der Ventil¬ körper mit einer Druckfeder abgestützt, gegen die der Steuerdruck arbeitet. Der Bypaßsteuerschieber selbst ist an seinem Endverschlußstopfen druckentlastet, indem eine Entlastungsbohrung durch die Halterung geführt ist. Die dreistufige Lochdrosselanordnung ermöglicht ein geräusch¬ armes und definiertes Abbauen des hohen Druckgefälles, das zum Bypaßanschluß hin ansteht. Im voll geöffneten Zustand, ist zusätzlich zwischen der zweiten und dritten Drosselstufe eine Konusabdichtung vorgesehen, so daß bei dem normalen Betriebszustand, in dem das Haupstromventil voll geöffnet ist, der Bypaßweg fest geschlossen ist.

Für den Fall daß der Hauptstrom abgesperrt ist, an der Auslaßseite jedoch ein hoher Druck ansteht, ist einerseits zum Einlaß hin ein Kugelrückschlagventil angeordnet, welches die Zuleitung des Bypaßstromes in Richtung auf eine eingangsseitig angeschlossene Pumpe absperrt. Weiterhin ist an dem Endverschlustopfen des

Bypaßsteuerschiebers außenseitig eine Labyrinthdichtung vorgesehen und vorzugsweise auch an dem inneren Dichtkörper zum Steuerschieber hin eine Labyrinthdichtung angeordnet, so daß vom Auslaß her kein Leckstrom zum Bypaßanschluß hin auftritt.

Die Aufteilung der dreistufigen Drossel in den Lochdros¬ selbereich des Einsatzes mit seinen zwei Steuerkanten an den zwei stromabliegenden Lochdrosselbereichen und in den weiteren eingesetzten Dichtkörper mit der dritten Steuerkante ergibt die Möglichkeit, Längenänderungen, die infolge einer ungleichen Erwärmung auftreten ebenso wie Toleranzprobleme der Durchmesser, die bei wechselnden Temperaturen auftreten, abzufangen.

Eine vorteilhafte Ausführung ist anhand der Figur 1 dargestellt.

Fig. 1 zeigt ein Axialschnitt durch das Mindestförderstromventil.

Figur 1 zeigt ein Mindestförderstromventil mit einem Blockgehäuse (1) , das einerseits einen Einlaß (3) und andererseits einen Auslaß (4) aufweist, sowie einen seitlichen Bypaßanschluß (9). Einlaßseitig ist in einer Ausdrehung ein Ventilsitzring (80) mit einem konischen Ventilsitz (8) abgedichtet gehalten, auf dem sich randseitig ein Einsatz (12) abstützt, der andernends mit einem Zentrierstern (81) im Gehäuse (1) abgedichtet gehalten ist. Der Zentrierstern (81) ist mit einem Innenflansch (82) in einer auslaßseitigen Ausnehmung eingesetzt und stirnrandseitig mit Schweißhaftpunkten (83) fixiert. Im übrigen ist der Flansch (82) im eingebauten Zustand durch den Anschlußflansch der Rohrleitung gehalten und bildet für diesen die Gegenflanschflache.

In dem Einsatz (12) ist einlaßseitig ein Ventilkörper (7) axialverschieblich geführt, welcher zu dem Ventilsitz (8) abdichtend paßt. Im geöffneten Zustand passiert der Hauptstrom zwischen dem Ventilkörper (7) und dem Ventilsitz (8) und verläßt den Einsatz (12) durch seitliche Öffnungen und umströmt diesen außenseitig in dem Umgebungsbereich (13) zum Auslaß (4) hin. Der Ventilkörper (7) ist mit einer Druckfeder (21) über einen Dichtkörper (20) an dem Einsatz (12) abgestützt, wobei der Dichtkörper (20) wiederum an einem Anschlagrand (22) im Einsatz (12) seinen Gegenhalt findet. Von dem Ventilkörper (7) erstreckt sich innerhalb der Druckfeder (21) ein zylindri¬ scher Bypaßsteuerschieber (11) in den abstromseitigen Teil des Einsatzes (12) hinein. Der Bypaßsteuerschieber (11) weist einlaßseitig eine axiale Bypaßzulaufbohrung (14) auf, welche in einen ersten Lochdrosselbereich (HA) führt, der von einer Zwischenkammer (19) umgeben ist, die weiter stromab zu einem weiteren, zweiten, Lochdrosselbereich (11B) im Bypaßsteuerschieber (11) führt. An diesen schließt sich in dem Bypaßsteuerschieber (11) eine Innenkammer (18) an, welche in einen dritten Lochdrosselbereich (11C) führt. Dieser ist von einer Ringkammer umgeben, welche durch ein 3ypaßrohr (90), das abgedichtet in den Einsatz (12) und in einer Gehäusebohrung gehalten ist, zum Bypaßanschluß (9) führt.

Jeweils stromabseitig der drei Lochdrosselbereich (11A - 11C) befinden sich Steuerkanten (12A - 12C), von denen die erste Steuerkante (12A) an dem Dichtkörper (20) und die beiden anderen Steuerkanten (12B, 12C) unmittelbar an dem Einsatz (12) angeordnet sind. Der Dichtkörper (20) dichtet den Zwischenkammerbereich (19) mit einem Dichtring ab; der Dichtkörper (20) ist durch die Druckfeder (21) mit einem

Anschlagrand (22) im Einsatz (12) axial festgelegt und kraftschlüssig gehalten.

Zwischen dem ersten Lochdrosselbereich (HA) und dem zweiten Lochdrosselbereich (11B) ist ein abdichtender Innenverschlußstopfen (17) eingeschraubt. Endseitig ist der By-paßsteuerschieber (11) mit einem Endverschlustopfen (15) abgedichtet, der seitlich eine Labyrinthdichtung (30) trägt, die bei guten Gleiteigenschaften eine Abdichtung des Bypaßsteuerchiebers (11) zum Einsatz hin bewirkt. Zustromseitig des ersten Lochdrosselbereiches (HA) ist der Bypaßzulauf (14) mit einem Rückschlagventil (24, 25) verschlossen, das als Kugelventil mit einer Kugel (24) und einem konischen Sitz (25) ausgebildet ist. Bei geöffneten Bypaßventil wird die Kugel (24) angehoben und in einen Freiraum verbracht, der im Inneren des Bypaßsteuerschie- bers (11) sich hinter dem ersten Lochdrosselbereich (HA) bis zum Innenverschluß (17) erstreckt. Falls das Ventil in einer anderen als der gezeichneten Lage einzubauen ist, muß die Kugel (24) noch mit einer Federkraft in Schlie߬ richtung beaufschlagt werden.

Zwischen dem ersten Lochdrosselbereich (HA) und dem zweiten Lochdrosselbereich (HB) befindet sich außen am Bypaßsteuerschieber (11) eine konische Dichtkante (HD), die mit einem konischen Dichtsitz (12D) an dem Einsatz (12), und zwar an der Steuerkante (12B) des zweiten Drosselbereichs (HB) gelegen, einen dichten Schließsitz ergibt, wenn das Bypaßventil völlig geschlossen und die Hauptventilstrecke völlig geöffnet ist.

Zur Abdichtung bei ausgeschalteter Pumpe und auslaßseitig anstehendem hohen Druck, sowie auch bei geschlossenem Bypaßventil weist der Endverschlußstopfen (15) des

Bypaßsteuerschiebers (11) eine Labyrinthdichtung (30) auf. An den Endverschlußstopfen (15) schließt sich ein Freiraum (16) in dem Einsatz (12) an, welcher durch eine Entlastungsbohrung in Richtung auf den Auslaß (4) einen Druckausgleich hat.

Bei geschlossenem Ventilkörper (7) und bei abgeschalteter Pumpe und auslaßseitig anstehendem Druck, kann zur Verringerung des Leckstromes in die Pumpe hinein auch in dem Dichtkörper (20) zum Bypaßsteuerschieber (11) hin eine Labyrinthdichtung (31) oder alternativ eine Konusabdichtung vorgesehen sein.

Statt des dreistufigen Bypaßventiles läßt sich für einen geringeren Druck auch die gesamte Bauform auf ein ein- oder zweistufiges Bypaßventil (10) reduzieren, das beispielsweise nur aus dem Lochdroselbereich (11C) oder den beiden Lochdrosselbereichen (HB, HC) mit der/den zugehörigen Steuerkante(n) (12B, 12C) besteht. In diesem Fall kann der Dichtkörper (20) mit seiner Steuerkante (12A) völlig entfallen. Außerdem hängt es von den Druckverhkältnissen ab, die in den einzelnen Betriebszuständen auftreten und davon ab, ob extern weitere Schieber auf der Bypaßseite oder auf der Pumpenseite vorhanden sind, ob das Kugelventil oder die Labyrinthdichtungen erforderlich sind.

Die Anordnung der Bohrungen in den verschiedenen Lochdrosselbereichen (HA - HC) ist in bekannter Weise abhängig von der Regelcharakteristik im Sinne einer Gleichverteilung des Druckabbaues auszulegen. Diese Auslegung ist dadurch relativ einfach, daß steuerungsseitig nur die Charakteristik des Ventilkegels am Ventilkörper (7) und die der Druckfeder (21) zu

berücksichtigen sind, da der Ventilkörper (7) und der Bypaßsteuerschieber (11) rückseitig druckentlastet sind. Der gesamte innere Aufbau des Ventils ist gesteckt bzw. geschraubt, so daß die Montage und Demontage zu Zwecken der Inspektion, der Modifikation der Charakteristik und zum Austausch von Dichtungen mühelos zu bewerkstelligen ist.




 
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