DE2816139A1

DE2816139A1 - Dosierventil

Info

Publication number: DE2816139A1
Application number: DE19782816139
Authority: DE
Inventors: Paul David Wurzburger
Original assignee: Als Testamentarisch Ernannter Treuhaender Des Beweglischen Nachlasses Von Paul Dwurzburger; REED PETER
Current assignee: Als Testamentarisch Ernannter Treuhaender Des Beweglischen Nachlasses Von Paul Dwurzburger; REED PETER
Priority date: 1977-04-15
Filing date: 1978-04-14
Publication date: 1978-10-26
Also published as: US4164959A; FR2387404A1; JPS5448330A; SE7804272L; BE866014A; GB1573999A; NL7804002A; CA1079254A

Description

Beschreibung

Die Erfindung beschäftigt sich mit Dosierventilen und insbesondere mit einem Dosierventil für axiale Strömung von verbesserter Konstruktion und verbessertem Betriebsverhalten·

Dosierventile haben gewöhnlich einen Ventilkonus oder eine sogenannte Ventilnadel als Ventilkörper, der relativ zu einem entsprechend als Konus ausgebildeten Ventilsitz mittels einer Dosiervorrichtuna näher oder weiter weg positioniert werden kann, um auf diese Weise den Durchfluß durch das Ventil zu regulieren. Diese Dosierventile speziell bei ihrer Verwendung für hohe Drücke zeigen zahlreiche Nachteile im Betrieb. Eine Schwierigkeit besteht beispielsweise darin, für eine vorgegebene Einstellung der Dosiervorrichtung eine gleichbleibende, genau regulierte Durchflußmenge vorherzusagen. Eine Ursache dieser Schwierigkeit sowie mancher anderer Unzulänglichkeiten bei Dosierventilen besteht in dem Unvermögen, den konischen Dichtabschnitt des Ventilkörpers fest konzentrisch zum Ventilsitz zu halten. Wenn der Ventilkörper vorgeschoben oder zurückgezogen wird, findet in gewissem Ausmaß ein Kippen, eine Schrägstellung oder ein Herauslaufen aus der Achse statt, was die Konzentrizität des Ventilkörpers mit dem Ventilsitz nachteilig beeinflußt. Eine dieser Art unerwünschte Bewegung des Ventilkörpers tritt wegen der unzureichenden Stabilisierung des Ventilkörpers auf und verstärkt sich noch in Fällen, in denen der Ventilkörper hohen Mediumdrücken ausgesetzt ist.

Eine weitere Schwierigkeit vieler zur Zeit vorhandener Dosierventile mit kegelförmigem Ventilkörper besteht darin,

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daß die Ventile zunehmend schwieriger geöffnet werden können, was eine Punktion des Systemdrucks ist, und zwar wegen des auf die Ventilsitzfläche wirkenden System-Mediumdruckes. Weiter besitzen Dosierventile reduzierte Durchflußkanalgrößen verglichen mit anderen Ventilarten, und soweit sie mit ihrem Ventilsitz und der Dosiervorrichtung senkrecht zur Hauptdurchflußachse angeordnet sind, bewirken diese Beschränkungen und plötzliche Richtungsänderungen der Strömung, was zu einem relativ hohen Druckabfall führt. Weiter berücksichtigen die meisten Dosierventile nicht die Größe des undosierten Rückstromes, entweder um ihn zu sperren oder ihn zu schaffen.

Der Erfindung liecrt daher die Aufgabe zugrunde, ein Dosierventil zu schaffen, das die genannten Nachteile nicht mehr oder jedenfalls nicht mehr in dem erwähnten Ausmaß besitzt. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist dazu das erfindungsgemäße Dosierventil ein Ventilgehäuse mit Einlaß und Auslaß, eine Ventilkammer zwischen Einlaß und Auslaß, einen Mediumkanal zwischen Einlaß und Ventilkammer sowie einen Ventilsitz in der Ventilkammer auf. Wenigstens zwei sich axial erstreckende Führungsschlitze sind in dem Ventilgehäuse mit radialem Abstand vom Mediumkanal vorgesehen. Ein Ventilkörper ist in der Ventilkammer auf den Ventilsitz zu und von diesem weg beweglich. Der Ventilkörper hat einen Rumpfabschnitt und wenigstens zwei Führungsstifte, die sich axial vom Rumpfabschnitt durch die Führungsschlitze im Ventilgehäuse erstrecken. Vorzugsweise sind mehr als zwei Führungsstifte und eine entsprechende Anzahl von Führungsschlitzen in dem Ventilgehäuse vorgesehen. Ein Bedienungselement umgibt mit Schraubgewinde die Führungsstifte, wobei zweckmäßig ein Gewinde mit mehreren Steigungen verwendet wird, und ist so drehbar, daß die Bewegung des Ventilkörpers auf den Ventilsitz zu und von diesem weg schnell und genau beherrscht werden kann. Der Ventil-

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körper wird bei seiner Bewegung auf den Ventilsitz zu und von diesem weg durch die Führungsstifte und die Führungsschlltze geführt, so daß ein Verkanten und Außer-Mitte-gehen des Ventilkörpers im wesentlichen vermieden ist.

Gemäß einem mehr ins einzelne gehenden Merkmal der Erfindung hat der Rumpfabschnitt des Ventilkörpers im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie die Ventilkammer und besitzt mehrere Mediumkanäle, die sich durch ihn erstrecken und so orientiert sind, daß die Strömung in die Ventilkammer auf die Aufstromseite des Ventilsitzes geleitet wird.

Gemäß einem weiteren spezielleren Merkmal der Erfindung sinddie jeweiligen Flächen des Ventilkörperrumpfabschnittes auf der Aufstromseite und auf der Abstromseite desselben im wesentlichen gleich, so daß die auf diese Flächen wirkenden Mediumkräfte in der geschlossenen Stellung des Ventils im wesentlichen gleich sind. Der Ventilkörper ist im Hinblick auf den Mediumdruck somit im wesentlichen ausbalanciert, so daß sich das Ventil leichter öffnen läßt.

Gemäß einem weiteren spezielleren Merkmal der Erfindung ist das Betätigungselement mit Anzeigemarken versehen, und ein einstellbarer Zeiger neben den Anzeigemarken des Betätxgungselementes angeordnet, so daß die relative Stellung des Ventils angezeigt wird. Die volle öffnung und das volle Schließen des Ventils sollte innerhalb einer vollen Umdrehung des Betatigungselementes erreichbar sein, um die Einstellzeit klein zu halten und gleichzeitig zu ermöglichen, daß die Anzeigemarken und der Zeiger den tatsächlichen Öffnungsgrad des Ventils anzeigen können.

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Gemäß einer weiteren speziellen Variation der Erfindung trägt der Ventilkörper eine Rückschlagklappe, die normalerweise in eine Sitzstellung gedrückt wird, die den Mediumkanal für die Umkehrströmung schließt/ umd die durch eine Vorwärts-Mediumströmung geöffnet wird.

Entsprechend einer weiteren Variation der Erfindung kann der Ventilkörper ein inneres Ventilteil tragen, das während normalem Mediumstrom nicht v/irksam ist, das jedoch vollen Mediumstrom in der umaekehrten Richtung durch das Ventil erlaubt.

Gemäß einem weiteren speziellen Aspekt der Erfindung sind Einrichtungen für den Ventilkörper, die Ventilklappe sowie das innere Ventilteil vorgesehen, die deren relative Drehung verhindern.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind sowohl die Ventilklappe wie auch das innere Ventilteil mit radial sich erstreckenden Flanschen ausgerüstet, die die Führungsstifte kontaktieren, so daß die Ventilklappe bzw. das innere Ventilteil während der Bewegung axial geführt werden.

Gemäß einer weiteren Ausfiihrungsform der Erfindung sind der Ventilkörper, die Ventilklappe und das innere Ventilteil mit einem konischen Dichtabschnitt versehen, der mit einer elastischen Beschichtung ausgerüstet ist, um eine positive Dichtung mit den zugehörigen Ventilsitzen zu verbessern.

Die vorstehend erläuterten Eigenschaften der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung noch deutlicher hervor, bei der auf die beigefügten Zeichnung Bezug genommen wird. Es zeigen:

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Fig. 1 eine Draufsicht auf ein mit den Merkmalen der Erfindung ausgerüstetes Dosierventil;

Fig. 2 eine stirnseitige Ansicht, teilweise im Schnitt des Ventils aus Fig. 1;

Fig. 3 einen Längsschnitt des Ventils gemäß Fig. 1 und 2 längs der Linie 3-3 aus Fig. 6 bei voll geöffneter Ventilstellung;

Fig. 4 eine der Fig. 3 ähnliche Darstellung in voll geschlossener Ventilstellung;

Fig. 5 einen Querschnitt längs der Linie 5-5 aus Fig. 3;

Fig. 6 einen Querschnitt längs der Linie 6-6 aus Fig. 3;

Fig. 7 einen Längsschnitt längs der Linie 7-7 aus Fig. 10 einer alternativen Ausführungsform eines Ventils mit Hilfs-Ventilklappe, wobei das Ventil in voll geschlossener Stellung gezeigt ist;

Fig. 8 eine der Fig. 7 ähnliche Darstellung eines Ventils in voll geschlossener Stellung;

Fig. 9 einen Ouerschnitt durch das Ventil längs der Linie 9-9 aus Fig. 8;

Fig. 10 einen Querschnitt längs der Linie 10-10 aus Fig. 8;

Fig. 11 einen Längsschnitt längs der Linie 11-11 aus Fig. 13 einer zweiten Alternative für ein Ventil mit einem inneren Ventilteil für volle Rückströmung, wobei das Ventil in voll geöffnetem Zustand dargestellt ist;

Fig. 12 eine der Fig. 11 ähnliche Darstellung des Ventils in voll geschlossener Stellung;

Fig. 13 einen Querschnitt längs der Linie 13-13 aus Fig. 12; und

Fig. 14 einen Querschnitt längs der Linie 14-14 aus Fig. 12.

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In den Fig. 1 bis 6 ist die Grundform des mit den Merkmalen der Erfindung ausgestatteten Ventils dargestellt, die ein Ventilgehäuse B mit einem hinteren Gehäuseabschnitt 10 und einem vorderen Gehäuseabschnitt 12 umfaßt. Der hintere Gehäuseabschnitt 10 besitzt einen vorderen mit Außengewinde versehenen Abschnitt 14 von größerem Durchmesser sowie einen Mittelabschnitt 15. Der vordere Abschnitt 14 des hinteren Gehäuseteils 10 definiert mit dem vorderen Ventilgehäuseabschnitt 12 eine Ventilkammer 16. Ein mittlerer Mediumkanal 17 erstreckt sich durch den hinteren Gehäuseabschnitt 10 zwischen der Ventilkammer 16 und einem Ventileinlaß 19. Der Mediumkanal 17 ist an der Stelle 20, in der er sich in die Ventilkammer öffnet, aufgeweitet. Eine Anzahl in ümfangsrichtung verteilter Führungsschlitze 25 erstreckt sich durch den vorderen Abschnitt 14 des hinteren Gehäuseteils 10 in den Mittelabschnitt 15; man erkennt, daß vier Schlitze dargestellt sind. Die Peripherie des Mittelabschnittes 15 ist mit in Ümfangsrichtung verteilten Nuten 35 ausgerüstet, die mit den Führungsschlitzen 25 zusammenhängen. Schiaale, ringförmige öffnungen 45 sind in den Wänden des hinteren Gehäuseabschnitts vorgesehen, die jeden Führungsschlitz 25 mit einer O-Ringdichtung 47 umgeben, die in jeder der öffnungen sitz.

Der vordere Gehäuseteil 12 des Ventilgehäuses B weist einen Abschnitt 50 von großem Durchmesser und Innengewinde auf, der auf den Vorderabschnitt 14 des hinteren Gehäuseteils aufgeschraubt ist. Eine kreisförmige V-Nut 21 ist am vorderen Abschnitt 14 des hinteren Ventilgehäuseteils 10 vorgesehen, und zwar außerhalb der O-Ringdichtungszone, in welche eine konisch zulaufende Stellschraube 22 eingreift, die durch den Wandabschnitt 50 des Gehäuseteils 12 sich hindurcherstreckt, um die beiden Gehäuseteile mechanisch miteinander zu verbinden. Die Arretierschraube 22 wird von einer Halteklammer 130 überdeckt. Ein konischer Abschnitt

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und ein zylindrischer Endabschnitt 55 erstrecken sich von dem Abschnitt 50 mit großem Durchmesser des vorderen Gehäuseteils nach vorn. Eine O-Ringdichtung 57 verhindert Leckage zwischen den beiden Ventilgehäuseteilen. Der vordere Gehäuseteil 12 bildet mit dem Vorderabschnitt des hinteren Gehäuseteils 10 die Ventilkammer 16. Am vorderen Ende der Ventilkammer ist ein konischer Ventilsitz 63 ausgebildet. Vor dem Ventilsitz befindet sich ein Auslaßkanal 65, der zum Ventilauslaß 69 führt.

Ein konischer allgemein mit 80 bezeichneter Ventilkörper sitzt in der Ventilkammer 16 und ist innerhalb derselben auf den Ventilsitz 63 zu und von diesem weg bewegbar. Der Ventilkörper 80 besteht aus einem im wesentlichen zylindrischen Rumpfabschnitt 82 und einem sich nach vorn erstreckenden Ventilkopf 85 sowie einer Anzahl sich nach rückwärts erstreckender in ümfangsrichtung verteilter Führungsstifte 87. Der Ventilkopf 85 besitzt einen konischen Dichtabschnitt 90, der mit dem Ventilsitz 63 zur Regulierung oder Verhinderung des Durchflusses durch das Ventil mit dem Ventilsitz 63 kooperiert. Vorzugsweise ist wenigstens der konische Abschnitt 90 des Ventilkopfes mit einer Schicht aus Kunststoff, Vinyl oder ähnlichem Material überzogen, um die Dichtung mit dem Ventilsitz 63 zu verbessern.

Der Rumpfabschnitt des Ventilkörpers ist mit einer Anzahl in ümfangsrichtung verteilten geneigten Kanälen 93 ausgerüstet, von denen vier dargestellt sind, die sich von der AufStromseite 94 des Ventilkörpers durch diesen hindurch zur Abstromseite 95 in der Nähe des Ventilkopfes 85 erstrecken. Vorzugsweise ist die projizierte Fläche der Abstromseite 95 des Ventilkörper-Rumpfabschnittes 82 im wesentlichen gleich der Fläche der AufStromseite 94. Dies ist erwünscht, damit in der geschlossenen Stellung des

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Ventils der gleiche Mediumdruck auf diese im wesentlichen gleichen Flächen wirkt. Als Folge unterliegt der Ventilkörper keinerlei unausgeglichenen Kräften, die dazu führen könnten, ihn auf den Sitz zu drücken und das öffnen des Ventils erschweren würden.

Die Führungsstifte 87 erstrecken sich vom Rumpfabschnitt des Ventilkörpers durch die Führungsschlitze 25 im hinteren Ventilgehäuseteil 10 nach rückwärts und in die Nuten 35. Jeder Führungsstift 87 ist teilweise wie bei 99 dargestellt mit Gewinde versehen und greift in entsprechende Gewindegänge des Ventilstellhebels 102, der die Führungsstifte und den rückwärtigen Ventilgehäuseteil 10 umgibt. Der Stellhebel 102 kann mit Hilfe eines beweglichen Handgriffs 105 so gedreht werden, daß die Führungsstifte 87 und der Ventilkörper 80 sich vorwärts oder alternativ rückwärts bewegen. Der Handgriff 105 kann um 90° in eine angelegte Stellung verschwenkt wer-den, so daß er räumlichen Beschränkungen angepaßt werden kann und auch die Gefahr mindert, zufällig aus der gewünschten Stellung herausbewegt zu werden. Der Stellhebel 102 ist zwischen einem am vorderen Abschnitt 14 des hinteren Gehäuseteils 10 anliegenden Nadellager 108 und einem zweiten Nadellager 110 drehbar. Der Betätigungshebel 102 und die Lager sind von einem Stützring 112 zusammengehalten, der auf den rückwärtigen Gehäuseteil 10 aufgeschraubt ist. Der Stützring wird von einem Gegenring 115 gehalten, der auf das Ende des Gehäuseteil 10 hinter dem Stützring aufgeschraubt ist. O-Ringdichtungen 119 und 120 sind neben den jeweiligen Nadellagern 108 und 110 zur Erzeugung des Reibungswiderstandes und als Schmutzsperre angeordnet.

Die Außenfläche des Stellhebels 102 ist bei 123 mit einer Mikrometerteiluna in der Form einer von 0 bis 100 unter-

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teilten Skala versehen. Ein Zeigerring 125 umgibt den vorderen Gehäuseteil 12 unmittelbar neben der Mikrometerskala 23 des Stellhebels 102. 'Der Ringzeiger wird von einer geschlitzten Halteklammer 130 gehalten. Die Halteklammer ist mit dem vorderen Gehäuseteil 12 des Ventilgehäuses mittels Schrauben 132 befestigt und kann zur Befestigung des Ventils dienen.

Für den Betrieb wird das Ventil dadurch kalibriert, daß bei voll geschlossener Stellung des Ventils der Zeiger des Ringzeigers auf der Mikrometerskala 123 auf 0 zeigt, und auf 100 zeigt, wenn das Ventil voll geöffnet ist. Mit der Skala 123 können daher von 0 bis 100 die Hundertstel der Ventilöffnung bzw. der vom Sitz weg nach rückwärts ausgeführten Verschiebung des Ventilkörpers angezeigt werden. Das Ventil kann in eine Leitung mit Hilfe der Gewinde in der Einlaßöffnung 19 und der Auslaßöffnung 69 eingeschaltet v/erden. Medium tritt in das Ventil durch den Einlaß 19 ein und strömt durch den Kanal 17 sowie die geneigten Kanäle 93 im Ventilkörper 80 und dann in den vorderen Abschnitt der Ventilkamner 16. Von der Ventilkammer strömt das Medium durch den Raum zwischen Ventilkopf 85 und Ventilsitz 63 und verläßt das Ventil durch Auslaß Die Volumenrate der Strömung wird durch die Mikrometereinstellung des Stellhebels 102 bestimmt und kann je nach Wunsch geändert werden.

Das erfindungsgemäße Ventil ist besonders für Hochdruck-Anwendungen geeignet, und es wird bei zunehmendem Mediumdruck nicht zunehmend schwieriger, das Ventil zu öffnen. Dies deshalb, weil der Ventilkörper in bezug auf den Mediumdruck im wesentlichen ausbalanciert ist, wenn das Ventil geschlossen ist, wie oben erwähnt. Weiter ist in dem erfindungsgemäßen Ventil der axiale Weg des Ventilkörpers

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sowie seine Konzetitrizität mit dem Ventilsitz durch hohen Mediumdruck oder andere Mittel nicht zu beeinträchtigen. Die Verwendung von Führungsstiften, die in Führungsschlitzen sich bewegen und radial aus der Mitte des Ventilgehäuses verteilt angeordnet sind, erlauben eine genaue Zentrierung des Veiitilkopfes bezüglich des Ventilsitzes. Die durch die Führungsschlitze geschaffene Unterstützung stellt ausgezeichnete Wiederholbarkeit der Ventilkörperbewegung sicher, wobei praktisch kein Rollen, keine Neigung oder kein Aus-dem-Zentrum-Laufen auftritt. Der Dichtabschnitt des Ventilkopfes bleibt daher stets mit dem konischen Ventilsitz konzentrisch. Die Verwendung eines Gewindeabschnitts zwischen dem Stellhebel und den Führungsstiften ermöglicht ausgezeichnete Wiederholbarkeit der gewünschten Ventilöffnung.

Eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventils zeigen die figuren 7 bis 10, in welchen die gleichen Bezugszeichen wie in Figuren 1 bis 6 gleiche gemeinsame Teile bezeichnen. Der Aufbau des Ventils gemäß Fig. 7 bis 10 ist im wesentlichen demjenigen des Ventils gemäß Fig. 1 bis 6 ähnlich, mit Ausnahme des mit dem Bezugszeichen 135 in Fig. 7 bis 10 bezeichneten Ventilkörpers.

Der Ventilkörper 135 weist einen Ventilkopf 136 auf, ferner einen Rumpfabschnitt 137 und Führungsstifte 140. Wie bei dem Ventil gemäß Fig. 1 bis 6 erstrecken sich die Führungsstifte 140 durch Führungsschlitze 125, die radial außerhalb des Mediumkanals 17 im rückwärtigen Ventilgehäuseteil 10 verteilt angeordnet sind. Der Ventilkopf 136 weist einen konischen Dichtabschnitt 142 auf, der wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis 6 mit einer elastischen Beschichtung versehen sein kann, um eine positivere Dichtung mit dem Ventilsitz 63 zu ergeben. Der zentrale Rumpfabschnitt 137 des Ventilkörpers 135 ist mit einer

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Anzahl von schrägen Mediumkanälen T43 versehen, die sich von der Aufstromseite 145 des Ventilkörperrumpfabschnittes zur Abstrontseite 147 erstrecken. Diese Kanäle entsprechen den Kanälen 93 im Ventil der Figuren 1 bis 6.

Axial einwärts von der Aufstromseite 145 des Rumpfabschnittes 137 des Ventilkörpers erstreckt sich eine Gegenbohrung 150, in welcher elfte Ventilklappe 152 angeordnet ist. Die Ventilklappe besitzt eine konische Fläche 153, die in einem konisch aufgeweiteten Abschnitt 20 des Mediumkanals 17 zu dessen Verschluß sitzt. Die Ventilklappe 152 wird in die Geschlossenstellung durch eine Spiralfeder 155 gedrückt, die in eitler axialen Gegenbohrung 157 der Ventilklappe sitzt. Elfi Ende der Feder 155 ist in der Gegenbohrung 157 mittels einer Aussparung 158 am Ende der Gegenbohrung verankert, während das gegenüberliegende Ende in einer ähnlichen Aussparung 159 am Ende der Gegenbohrung 150 verankert ist. Die Feder 155 verhindert somit, daß die Ventilklappe 152 dreht, wenn sie sich auf den Mediumkanal zu und von diesem weg bewegt.

Die Ventilklappe 152 ist mit einem radial abstehenden Führungsflansch 160 versehen, dessen Peripherie die unteren Flächen der Führungsstifte 140 kontaktiert, wie Fig. 10 zeigt. Dieser Kontakt zwischen Führungsflansch 160 und den Führungsstiften 140 stellt sicher, daß die Ventilklappe 152 sich ohne Kippen oder Äus-der-Mitte-Laufen axial bewegt, so daß die Konusfläche 153 stets konzentrisch mit dem konisch aufgeweiteten Abschnitt 20 des Mediumkanals bleibt. Der Führungsflansch 160 ist mit einer Anzahl von peripheren Nuten 163 (Fig. 10) versehen, die zwischen den Führungsstiften 140 verteilt sind und mit den schrägen Kanälen 143 im Ventilkörper 135 ausgerichtet sind. Diese Nuten ermöglichen es dem Medium, ohne Behinderung durch

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den Führungsflansch 160 den Kanälen 143 zuzuströmen. Eine Anzahl von Kanälen 166 erstreckt sich, radial von einer Blindbohrung 168 Von kleinem Durchmesser im Zentrum der Ventilklappe zu den Nuten 163. Die Blindbohrung 168 steht mit Gegenbohrungen 150 uv\ 157 in den Ventilklappen in Verbindung. Die Radialkanale 166 ergeben einen Ausweichpfad für das Medium aus den Gegenbohrungen 150 und 157 in die Ventilkammer T6 und die schrägen Kanäle 143_r wenn die Ventilklappe aus ihrem Sitz 20 heraus bewegt wird. Dies verhindert, daß die Beweaung der Ventilklappe durch in den Gegenbohrungen 150 und 157 angesammeltes Medium unerwünscht verzögert wird.

Im Normalbetrieb wird die Ventilklappe aus ihrem Sitz in die in Fig. 7 dargestellte Stellung durch den Druck des ankommenden Mediums beweat. Dieses Medium läuft dann durch die schrägen Kanäle 143 und durch die öffnung zwischen Ventilkopf 136 und Ventilsitz 63 und verläßt das Ventil durch den Auslaß. Wenn der Mediumdruck am Auslaß des Ventils größer als am Einlaß wird, schließt die Ventilklappe 152 und verhindert Rückströmung durch das Ventil. Wie bei dem Ventil gemäß Fig. 1 bis 6 sind die Aufstrom- und Abstromflachen des Ventilkörpers, auf welche der Mediumdruck in der Geschlossenstellung des Ventils wirkt, vorzugsweise im wesentlichen gleich. Der Ventilkörper ist daher aus der geschlossenen in die Offenstellung ohne übermäßige Kraft selbst bei hohen Mediumdrncken bewegbar.

Eine dritte Äusführungsform des erfindungsgemäßen Ventils zeigen Fig. 11 bis 14, in denen gleiche Bezugszeichen wie in den Fig. 1 bis 6 und 7 bis 10 für gleiche Teile verwendet sind. Das Ventil gemäß Fig. 11 bis 14 ist im wesentlichen gleich dem Ventil gemäS Fig. 1 bis 6 und 7 bis 10 mit der Ausnahme des Ventilkörpers 175. Der Ventilkörper 175 besitzt

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einen tubusförmigeh äußeren Ventilkörper 176 mit konischem Ventilkopf 177, der mit dem Ventilsitz 63 zur Dosierung der Mediumströmung in Vorwärtsrichtung vom Einlaß 19 zum Auslaß 69 kooperiert. Der äußere Ventilkörper 176 weist ferner einen zentralen Gehäuseabschnitt 179 mit einer Anzahl von schrägen Kanälen 181 auf, die durch ihn führen. Eine Anzahl von Ftihrungsstiften 185, von denen vier dargestellt sind, erstreckt sich rückwärts vom Gehäuseabschnitt 179 des äußeren Ventilkörpers und durch Führungsschlitze wie in den vorher beschriebenen Ausführungsformen.

Das hohle Innere des äußeren Ventilkörpers 176 weist eine innere Ventilkammer 187 mit einem konischen inneren Ventilsitz 189 und einen inneren Ventilauslaß 192 auf. In der inneren Ventilkammer 187 befindet sich ein innerer Ventilkörper 194 mit einem konischen Abschnitt, der auf dem inneren Ventilsitz 189 sitz. Die innere Ventilkammer ist mit einer Anzahl von schrägen Kanälen 196 versehen, deren Anzahl gleich der Anzahl der schrägen Kanäle 181 durch den äußeren Ventilkörper 176 entspricht. Die Kanäle 196 erstrecken sich von der Aufstromseite des inneren Ventilkörpers 194 durch den inneren Ventilkörper in Ausrichtung mit den jeweiligen schrägen Kanälen 181 im äußeren Ventilkörper 176.

Am rückwärtigen Ende des inneren Ventilkörpers 194 befindet sich ein radial vorstehender Flansch 199 mit einer Anzahl von Nuten oder Ausnehmungen 201 (Fig. 13), die in der Peripherie ausgebildet sind. Die Anzahl und Größe der Nuten 201 entspricht der Anzahl und Größe der Führungsstifte 185, die in die Nuten bzw. Ausnehmungen passen, und sind beweglich relativ zu den Nuten. Der innere Ventilkörper 194 wird normalerweise auf den inneren Ventilsitz 189 mittels Spiralfedern 204 gedrückt, die in Gegenbohrungen 205 im hinteren Ventilgehäuseteil 10 positioniert

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sind. Die Federn Werden in den Löchern 206 in der Aufstromseite des inneren Ventilkörpers 194 gehalten. Vorzugsweise ist die Anzahl der Federn 204 'gleich der Anzahl der Führungsstifte 185.

Wie in den vorstehend beschriebenen Ventilausführungen verhindert die Positionierung der Führungsstifte 185 in den Führungsschlitzen 25 eine Drehung des äußeren Ventilkörpers 186 und führt die Axialbewegung des Ventilkörpers so, daß der Ventilkopf stets konzentrisch mit dem Ventilsitz ist. Die Führungsstifte 185 verhindern wegen ihres Eingriffes in die Nuten 201 außerdem eine Drehung des inneren Ventilkörpers und führen ihn so, daß er stets konzentrisch mit dem inneren Ventilsitz 189 ist. Das Verhindern der Drehung des inneren Ventilkörpers ist wichtig für das Aufrechterhalten der gewünschten Ventilsitzstellung sowie zur Ausrichtuna der Strömungskanäle 196 im inneren Ventilkörper mit den Strömungskanälen 181 im äußeren Ventilkörper, und zur Verhinderung eines Verbiegens oder einer ünausrichtung der Federn 204 in den Gegenbohrungen

Im Betrieb werden die Federn 204 beim Sitzen des inneren Ventilkörpers 194 während der dosierten Vorwärtsströmung durch den Mediumdruck durch den Kanal 17 unterstützt, der auf die Aufstromseite des inneren Ventilkörpers wirkt. Der Betrieb des Ventils wird durch den inneren Ventilkörper während der normalen Vorwärtsströmung nicht beeinträchtigt. Der Ventilkörper 175 kann für die gewünschte Strömungsrate durch den oben erwähnten Einstellhebel 102 positioniert werden. Sollte jedoch der Druck am Ventilauslaß 69 größer werden als am Ventileinlaß 19, tritt umgekehrte Strömung ein. Solche Strömung findet insgesamt durch die innere Ventilkammer 187 statt, wenn die äußere Ventilkammer 176 geschlossen wird, wobei etwas geringere Strömung in jenem Pfad vorliegt, als wenn das äußere Ventil voll geöffnet ist.

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Somit wird in der Ventilausführung gemäß Fig. 11 bis 14 eine volle Strömuhg in der umgekehrten Richtung durch die Wege ermöglicht, die durch, die DosierStellung des äußeren Ventilkörjpers 176 und das Absitzen des inneren Ventilkörpers 194 geschaffen werden.

Die Erfindung ist selbstverständlich auf Einzelheiten der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen nicht beschränkt, dem Fachmann sind Abweichungen davon geläufig, ohne daß dadurch vom Erfindungsgedanken abgewichen wird.

Insgesamt wurde ein Dosierventil für axiale Strömung beschrieben, das ein Ventilgehäuse mit Einlaß, Auslaß, einer zwischen Einlaß und Auslaß vorhandenen Ventilkammer und einem Mediumkanal zwischen Einlaß und Ventilkammer aufweist. Ein Ventilkörper ist in der Ventilkammer beweglich und weist mehrere Führungsstifte auf, die sich axial durch Führungsschlitze und in Nuten des Ventilgehäuses erstrecken. Die Führungsstifte stehen mit einem drehbaren Betätigungselement in Schraubeingriff ₁ welches sie umgreift. Eine Drehung des Betätigungselementes bewegt den Ventilkörper auf den Ventilsitz zu und von diesem weg und reguliert die Mediumströmung. Der Ventilkörper kann eine Ventilklappe tragen, die die umgekehrte Strömung blockiert oder kann einen inneren Parallel-Ventilkörper enthalten, der eine volle unregulierte Gegenströmung erlaubt.

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Claims

Peter Reed, 1144 Union Commerce Building, Cleveland, Ohio 44115 (V.St.A.) Dosierventil Ansprüche

1. Dosierventil für axiale Strömung mit einem Ventilgehäuse, das einen Einlaß, einen Auslaß und eine dazwischen angeordnete Ventilkammer sowie einen Mediumkanal zwischen Einlaß und Ventilkammer und einen Ventilsitz in der Ventilkammer aufweist, sowie mit wenigstens zwei sich axial in radialem Abstand zum Mediumkanal (17) erstreckenden Führungsschlitzen (25, 35) im Ventilgehäuse, wobei der Ventilkörper in der Ventilkammer auf den Ventilsitz (63) zu und von diesem weg bewegbar ist und einen Rumpfabschnitt (82) besitzt, der wenigstens zwei Führungsstifte (87) hat, die sich von diesem axial weg in die Führungsschlitze erstrecken, wobei die Anzahl der Führungsstifte der Anzahl der Führungsschlitze entspricht

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und jeder Führungsstift einen äußeren Gewindeabschnitt trägt sowie mit einem Betätigungselement (102), das in den Gewindeabschnitt der Führunasstifte eingreift und die Gewindestifte umgibt und zur Bewegung des Ventilkörpers axial unverschieblich drehbar ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (102) und die Führungsstifte durch ein mehrere Gänge aufweisendes Gewinde verbunden sind, so daß der Übergang von voller Ventilöffnung zu voller Schließstellung des Ventils in einer vollen Umdrehung des Betätigungselements ausführbar ist.

3. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse einen ersten und einen zweiten Teil (10, 12) aufweist, wobei der erste Teil (10) den Mediumkanal (17) und die Führungsschlitze (35) enthält und der zweite Gehäuseteil (12) den Ventilsitz (63) enthält.

4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Ventilgehäuseteil einen axial vorderen Teil größeren Durchmessers sowie einen angrenzenden Teil kleineren Durchmessers aufweist, wobei die Führungsschlitze in dem größeren Teil ausgebildet sind.

5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Nuten in der Peripherie des kleineren ersten Gehäuseteils in Verlängerung der Führungsschlitze ausgebildet sind, wobei die Führungsstifte sich durch die Führungsschlitze in jene Nuten (35) erstrecken, und daß das Betätigungselement (102) den kleineren Abschnitt des ersten Gehäuseteils unter Schraubeingriff in die Führungsstifte umgibt.

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6. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es einen kegelförmiaen Ventilkörper besitzt.

7. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper-Rumpfabschnitt im wesentlichen den nleichen Durchmesser wie die Ventilkammer hat und mehrere Mediumkanäle aufweist, die sich durch den Vontilkörpcr-Rumnfabschnitt erstrecken und so orientiert sind, daß sie Medium in die Ventilkammer auf der Aufstromseite des Ventilsitzes leiten.

8. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen des Ventilkörper-Rumpf abschnittes auf der Aufstromseite und auf der Abstromseite, die dem Mediumdruck ausgesetzt sind, im wesentlichen gleich sind.

9. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper-Rumpfabschnitt einen sich nach vorn erstreckenden konischen Dichtabschnitt (90) zur Wechselwirkung mit dem Ventilsitz (63) aufweist, wobei der Dichtabschnitt mit einer elastischen Beschichtung zur Verbesserung der Dichtwirkung versehen ist.

10. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement mit einer Skala (123) und einem Ringzeiger (125) ausgerüstet ist.

11. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement mit einem Handgriff (105) versehen ist.

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12. Ventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Handgriff verschwenkbar ist.

13. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper eine Ventilklappe (153, 199) trägt, die normalerweise in eine Sitzstellung vorgespannt ist und den Mediumkanal gegenüber Rückströmung verschließt und für Medium-Vorwärtsströmung öffnet.

14. Ventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilklappe in einer zentralen axialen Gegenbohrung des Ventilkörpers positioniert ist und eine federaufnehmende Gegenbohrung aufweist, wobei eine Feder in der federaufnehmenden Gegenbohrung zur Vorspannung der Ventilklappe angeordnet ist.

15. Ventil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder in der Klappengegenbohrung und in der Ventilkörper-Gegenbohrung zur Verhinderung einer Drehung der Ventilklappe bezüglich des Ventilkörpers verankert ist.

16. Ventil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilklappe mit mehreren sich radial erstreckenden Kanälen versehen ist, die die federaufnehmende Gegenbohrung schneiden und das Entweichen von Medium und ein schnelles öffnen der Ventilklappe erlauben.

17. Ventil nach einem der Ansprüche 13 - 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilklappe einen sich radial erstreckenden Flansch (160) aufweist, der die Führungsstifte (140) zur axialen Führung während der Bewegung der Ventilklappe kontaktiert.

18. Ventil nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Mediumkanäle sich durch den Ventilkörper-

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Rumpfabschnitt erstrecken und so orientiert sind, daß Medium in die Vetitilkammer aufstromseitig des Ventilsitzes geleitet Wird, und daß' der Flansch mit mehreren peripheren Ausnehmungen (163) versehen ist, die auf die Mediumkanäle ausgerichtet sind.

19. Ventil nach einem der Ansprüche 13 - 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilklappe einen konischen Dichtabschnitt (153) aufweist, der mit einer elastischen Beschichtung zur Verbesserung der Dichtungswirkung versehen ist.

20. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rumpfabschnitt des Ventilkörpers tubusförmige Gestalt hat und eine innere Ventilkammer und einen inneren Ventilsitz (189) aufweist, wobei ein innerer Ventilkörper (199) in der. inneren Ventilkammer angeordnet ist, und wobei eine Vorspannungseinrichtung für den inneren Ventilkörper vorgesehen ist, die diesen auf den inneren Ventilsitz vorspannt so, daß der innere Ventilkörper bei Mediumströmung vom Auslaß zum Einlaß des Ventils geöffnet ist.

21. Ventil nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinrichtung wenigstens eine Tasche in dem Ventilgehäuse in der Nähe jedes Mediumkanals aufweist, und daß Federn in den Taschen angeordnet sind, die den inneren Ventilkörper gegen den inneren Ventilsitz vorspannen .

22. Ventil nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Ventilkörper einen konischen Dichtabschnitt an einem Ende besitzt, der mit einer elastischen Beschichtung zur Verbesserung der Dichtwirkung gegen den inneren Ventilsitz versehen ist, und daß der innere

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Ventilkörper einen radial sich erstreckenden Flansch an seinem gegenüberliegenden Ende aufweist.

23. Ventil nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der radial sich erstreckende Flansch mit mehreren peripheren Nuten an Stellen versehen ist, die den Führungsstiften entsprechen, wobei die Nuten die Führungsstifte zur Aufrechterhaltunq der axialen Ausrichtuncf des inneren Ventilkörpers mit dem inneren Ventilsitz während der Bewegung des inneren Ventilkörpers kontaktieren.

24. Ventil nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Mediumkanäle sich durch den Ventilkörper-Rumpfabschnitt erstrecken und so orientiert sind, daß sie Medium in die Ventilkammer auf die aufstromseitige Seite des Ventilsitzes richten, daß der innere Ventilkörper mit Mediumkanälen versehen ist, die auf jene in dem Ventilkörper-Rumpfabschnitt ausgerichtet sind, wenn der innere Ventilkörper auf seinem Ventilsitz sitzt oder von dem inneren Ventilsitz zurückgezogen ist.

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