DE102017119833A1

DE102017119833A1 - Druckbegrenzungsventil

Info

Publication number: DE102017119833A1
Application number: DE102017119833.4A
Authority: DE
Inventors: Simon Berger; Tom Berger
Original assignee: Hengst Filter Systems (kunshan) Co Ltd; HENGST FILTER SYSTEMS KUNSHAN CO Ltd; Hengst SE and Co KG
Current assignee: Hengst Filter Systems (kunshan) Co Ltd; HENGST FILTER SYSTEMS KUNSHAN CO Ltd; Hengst SE and Co KG
Priority date: 2017-08-29
Filing date: 2017-08-29
Publication date: 2019-02-28
Also published as: WO2019042691A1; US20200200058A1; US11428130B2; CN111373125B; CN111373125A

Abstract

Bei einem Druckbegrenzungsventil (1) einer Aerosole führenden Gasleitung, mit einem beweglichen Ventilkörper (2), und einem Ventilsitz (8), wobei der Ventilkörper (2) mit Düsenöffnungen (9) und der Ventilsitz (8) mit Durchbrüchen (15) versehen ist, und zwischen dem Ventilkörper (2) und dem Ventilsitz (8) ein komprimierbares Koaleszenzmedium (7) angeordnet ist, schlägt die Erfindung vor, dass die einander zugewandten Oberflächen des Koaleszenzmediums (7) und des Ventilsitzes (8) derart voneinander abweichend ausgestaltet sind, dass bei der Bewegung in die Offenstellung mit zunehmendem Abstand des Ventilkörpers (2) und des Koaleszenzmediums (7) von dem Ventilsitz (8) ein zunehmend großflächigerer Spalt (12) zwischen dem Koaleszenzmedium (7) und dem Ventilsitz (8) vorliegt und nacheinander eine zunehmende Anzahl von Düsenöffnungen (9) der Düsenanordnung (10) mit diesem Spalt (12) in Strömungsverbindung steht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Druckbegrenzungsventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 10 2010 029 322 A1 ist ein gattungsgemäßes Druckbegrenzungsventil bekannt. Bei geringen Volumenströmen behält der Ventilkörper seine Schließstellung bei, in welcher er an dem Ventilsitz anliegt. In diesem Fall wird das Gas durch die Durchbrüche geleitet, die im Ventilsitz und im Ventilkörper vorgesehen sind. Das Gas wird dabei durch das Koaleszenzmedium geleitet, welches sich zwischen Ventilsitz und Ventilkörper befindet. Aerosole, die im Gasstrom enthalten sind, werden dabei im Koaleszenzmedium aufgefangen, koagulieren zu größeren Tröpfchen, und können dann als entsprechend große Tropfen aus dem Gasstrom ausgeschleust werden.
Bei größeren Volumenströmen wird der Ventilkörper entgegen der Kraftwirkung, die ihn normalerweise in seiner Schließstellung hält und an den Ventilsitz anlegt, in seine Offenstellung bewegt, beispielsweise gegen die Wirkung einer den Ventilkörper beaufschlagenden Feder. In dieser Offenstellung ergibt sich ein Spalt zwischen dem Koaleszenzmedium und dem Ventilsitz, so dass der Gasstrom durch das Druckbegrenzungsventil wie durch einen Impaktor geführt wird. Aufgrund einer Richtungsumlenkung gelangen die vergleichsweise schwereren Aerosolpartikel nach wie vor in das Koaleszenzmedium, während der Gasstrom ansonsten entlang der Oberfläche des Koaleszenzmediums durch den Spalt strömt, der zwischen dem Koaleszenzmedium und dem Ventilsitz geschaffen ist, wenn sich der Ventilkörper in seiner Offenstellung befindet.
Derartige Druckbegrenzungsventile berücksichtigen den Umstand, dass bei geringen Volumenströmen eine gute Abscheidungswirkung dadurch erzielt wird, dass der Gasstrom mit den Aerosolen durch das Koaleszenzmedium hindurchtritt, während bei größeren Volumenströmen und dementsprechend höheren Strömungsgeschwindigkeiten zusätzlich die Impaktorwirkung mit einer guten Abscheiderleistung wirkt, die bei den geringen Volumenströmen nicht erzielt werden kann. Auf diese Weise ermöglichen die gattungsgemäßen Druckbegrenzungsventile erstens eine Anpassung an die herrschenden Strömungsverhältnisse in der Gasleitung und verhindern einen unzulässigen Druckanstieg, und zweitens stellen sie auch bei den unterschiedlichen Strömungsverhältnissen stets eine gute Abscheidungswirkung des Druckbegrenzungsventils sicher.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Druckbegrenzungsventil dahingehend zu verbessern, dass dieses besonders feinfühlig an unterschiedliche Strömungsverhältnisse, die in der Gasleitung herrschen, angepasst ist und somit stets eine optimale Abscheideleistung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein Druckbegrenzungsventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung eines Ölnebelabscheiders wird dadurch erreicht, dass dieser mit einem vorschlagsgemäßen Druckbegrenzungsventil ausgestattet ist.
Die Erfindung schlägt mit anderen Worten vor, mehrere unterschiedliche Betriebszustände des Druckbegrenzungsventils zu ermöglichen, nämlich entweder den reinen Abscheiderbetrieb oder den zugeschalteten Impaktorbetrieb, wobei auch Zwischenzustände zu ermöglichen, bei denen ein Teil des Koaleszenzmediums im üblichen Abscheiderbetrieb betrieben wird und von dem Gasstrom durchströmt wird, während ein anderer Teil des Koaleszenzmediums im Impaktorbetrieb betrieben wird und ein Teil des Gasstroms an der Oberfläche des Koaleszenzmediums entlang geführt wird. Vorschlagsgemäß kann die Aufteilung zwischen Abscheider- und Impaktorbetrieb in mehreren unterschiedlichen Gewichtungen erfolgen. Auf diese Weise wird eine Anpassung an unterschiedliche Volumenströme ermöglicht: Wenn eine bestimmte Druckdifferenz - üblicherweise korrelierend mit einem bestimmten Volumenstrom - in der Gasleitung überschritten wird, öffnet das Druckbegrenzungsventil, wobei der Ventilteller allerdings noch nicht in seine endgültige Offenstellung geführt wird, sondern vielmehr in eine Zwischenstellung, die beispielsweise lediglich einem Anteil des insgesamt möglichen Ventilhubs entspricht. Bei zwei vollständig komplementär zueinander ausgestalteten Oberflächen des Ventilsitzes einerseits und des Koaleszenzmediums andererseits würde sich bereits in dieser Zwischenstellung ein vollflächiger Spalt ergeben, und bei der weiteren Bewegung des Ventilkörpers in seine Offenstellung würde lediglich die Spaltbreite vergrößert.
Vorschlagsgemäß hingegen sind die einander zugewandten Oberflächen des Koaleszenzmediums und des Ventilsitzes jedoch bewusst nicht exakt komplementär zueinander ausgestaltet, sondern vielmehr derart voneinander abweichend, dass in der Zwischenstellung des Ventilkörpers zwar ein Spalt zwischen dem Koaleszenzmedium und dem Ventilsitz entsteht, dieser Spalt sich jedoch nicht über die gesamte Fläche des Koaleszenzmediums erstreckt. Diese so genannte „Spaltgröße“ wird im Rahmen des vorliegenden Vorschlages von der Spaltbreite unterschieden, wobei die Spaltbreite den Abstand zwischen Koaleszenzmedium und Ventilsitz bezeichnet, während die Spaltgröße die Fläche bezeichnet, über welche sich der Spalt am Ventilsitz bzw. am Koaleszenzmedium erstreckt.
Da das Koaleszenzmedium komprimierbar ist, liegt es in der Schließstellung des Ventiltellers dem Ventilsitz spaltfrei an. Bei zu nehmendem Abstand des Ventiltellers vom Ventilsitz wird das dazwischen befindliche Koaleszenzmedium zunehmend dekomprimiert, und aufgrund der voneinander abweichenden Oberflächenausgestaltung ergibt sich in bestimmten Bereichen der erwähnte Spalt zwischen dem Koaleszenzmedium und dem Ventilsitz, während das Koaleszenzmedium in anderen Bereichen, nach wie vor noch komprimiert, dem Ventilsitz nach wie vor anliegt. Die Durchbrüche der Düsenanordnung, die durch diese dem Ventilsitz anliegenden Bereiche des Koaleszenzmediums abgedeckt sind, leiten folglich solche Anteile des Gasstroms durch das Druckbegrenzungsventil, welche das Koaleszenzmedium durchströmen. Die anderen Durchbrechungen der Düsenanordnung, die an den entstandenen Spalt münden, führen denjenigen Anteil des Gasstroms, der dann zwischen Ventilsitz und Koaleszenzmedium eine Richtungsumkehr erfährt und über das Koaleszenzmedium hinwegströmt, so dass für diesen Anteil des Gasstroms das Druckbegrenzungsventil als Impaktor wirkt.
Mit zunehmendem Abstand des Ventilkörpers vom Ventilsitz wird das Koaleszenzmedium nach und nach immer weiter dekomprimiert, bis es ggf. überhaupt nicht mehr dem Ventilsitz anliegt, wenn sich der Ventilteller in seiner Offenstellung befindet. In diesem Betriebszustand, der bei hohen Druckdifferenzen bzw. Volumenströmen erreicht wird, welche die Gasleitung durchströmen, wirkt das Druckbegrenzungsventil insbesondere als Impaktor, wobei im Zusammenhang mit der Impaktorwirkung zu beachten ist, dass ein geringer Anteil des Gases auch bei der Impaktorwirkung in das Koaleszenzmaterial eindringt und hier zu einem gewissen Anteil nach wie vor eine Abscheidungswirkung durch Durchströmung bewirkt wird. Bei geringen Druckdifferenzen bzw. Volumenströmen haben wir ein in der Mitte komprimierteres Koaleszenzmedium, dadurch geringere Faserabstände und bei den niedrigen Fließgeschwindigkeiten auch bessere Abscheidung. Bei höheren Volumenströmen dekomprimiert das Koaleszenzmedium, die Faserabstände werden größer, aber aufgrund der höheren Fließgeschwindigkeit werden auch nicht mehr so hohe Faserabstände benötigt. Durch die Dekomprimierung kann das Koaleszenzmedium von evtl. festgesetzten Partikeln regelrecht „freigespült“ werden. Dadurch kann möglicherweise die Nutzungsdauer bei der Abscheidung über das Koaleszenzmedium verlängert werden.
Mit zunehmendem Abstand des Ventilkörpers vom Ventilsitz vergrößert sich folglich die Spaltfläche, so dass ein zunehmend großflächigerer Spalt zwischen dem Koaleszenzmedium und dem Ventilsitz geschaffen wird. Die Durchbrüche der Düsenanordnung sind dabei in der Weise angeordnet, dass mit zunehmender Spaltgröße nach und nach mehr Durchbrüche in diesen Spalt münden, also mit dem Spalt in Strömungsverbindung stehen.
Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass die dem Koaleszenzmedium zugewandte Oberfläche des Ventilsitzes im mittleren Bereich näher an das Koaleszenzmedium bzw. an den Ventilteller heranreicht als am Rand. Diese Ausgestaltung ermöglicht die Verwendung eines Koaleszenzmediums, welches beispielsweise als flache Scheibe aus einem Bahnmaterial erzeugt werden kann und somit besonders wirtschaftlich erhältlich ist. Da ein solches Koaleszenzmedium eine plane Oberfläche aufweist, bewirkt der beschriebene Verlauf des Ventilsitzes die gewünschte, voneinander abweichende Oberflächengestaltung. Zudem ergibt sich bei dieser Ausgestaltung zunächst am äußeren umlaufenden Rand des Ventilsitzes die erste Spaltfläche, die dann nach und nach vergrößert wird, je weiter der Ventilteller mit dem Koaleszenzmedium vom Ventilsitz entfernt wird.
Von dieser beschriebenen, im Grundsatz konischen Ausgestaltung ausgehend, kann eine erste Variante des Druckbegrenzungsventils vorsehen, dass die Fläche des Ventilsitzes vom mittleren Bereich bis zum Rand konkav gewölbt verläuft. Auf diese Weise wird bei geringen Abstandsänderungen des Ventiltellers vom Ventilsitz bereits eine starke Vergrößerung der Spaltgröße ermöglicht.
In einer zweiten Variante kann vorgesehen sein, dass die Oberfläche des Ventilsitzes vom mittleren Bereich bis zum Rand konvex gewölbt verläuft. In diesem Fall wird bei zunehmendem Abstand des Ventiltellers vom Ventilsitz noch über eine vergleichsweise lange Strecke das Koaleszenzmedium im Kontakt mit dem Ventilsitz gehalten.
In einer dritten Variante kann vorgesehen sein, dass die Oberfläche des Ventilsitzes von der Mitte bis zum Rand geradlinig konisch verläuft, so dass ein linearer Zusammenhang zwischen der Spaltgröße und der Bewegung des Ventiltellers in seine Offenstellung bewirkt wird.
Die drei beschriebenen Varianten können beispielsweise in Abhängigkeit davon gewählt werden, welche Zusammensetzung das durch die Gasleitung geführte Gas aufweist, oder wie die Durchbrüche im Ventilsitz und im Ventilteller ausgestaltet sind.
Eine vierte Variante dieser im Grundsatz konischen Ausgestaltung des Ventilsitzes besteht darin, dass eine dem Koaleszenzmedium zugewandte Oberfläche vom mittleren Bereich bis zum Rand spiralig verläuft, so dass besonders effektiv eine stufenartige Zuschaltung einzelner Durchbrüche der Düsenanordnung in den Impaktorbetrieb vermieden werden kann und vielmehr eine allmähliche Vergrößerung der Spaltfläche bewirkt wird, die besonders gut der ebenfalls nicht stufig, sondern kontinuierlich ansteigenden Größe des Gasstroms angepasst sein kann.
Alternativ zu der beschriebenen Ausgestaltung des Koaleszenzmediums als flache Scheibe kann vorgesehen sein, dass die dem Ventilsitz zugewandte Oberfläche des Koaleszenzmediums dreidimensional verläuft. Beispielsweise kann diese Oberfläche ähnlich wie für den Ventilsitz beschrieben, im Wesentlichen konisch verlaufen, beispielsweise konkav, konvex oder geradlinig konisch verlaufen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass diese Oberfläche des Koaleszenzmediums radial verlaufende Rippen und Täler aufweist.
Vorteilhaft kann allerdings vorgesehen sein, das Koaleszenzmedium nicht als aufwendig herzustellenden Formkörper auszugestalten, sondern die dreidimensionale Oberflächengestaltung vielmehr dadurch zu bewirken, dass das Koaleszenzmedium aus mehreren konzentrisch angeordneten flachen Scheiben besteht, die unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Auf diese Weise kann ein grundsätzlich konischer, allerdings gestufter Verlauf der Oberfläche des Koaleszenzmediums bewirkt werden, wobei zur Schaffung eines solchen dreidimensional geformten Körpers mehrere unterschiedlich große flache Scheiben, die beispielsweise aus einem Bahnmaterial erzeugt worden sind, aufeinander gelegt und miteinander verbunden werden können. Bei dieser im Grundsatz konischen Ausgestaltung der Oberfläche des Koaleszenzmediums ist vorgesehen, dass das Koaleszenzmedium in seinem mittleren Bereich näher an den Ventilsitz heranreicht als am Rand. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass der Spalt zwischen dem Koaleszenzmedium und dem Ventilsitz im radial äußeren Bereich des Druckbegrenzungsventils entsteht, so dass das Gas ungehindert durch diesen Spalt strömen kann.
Das Koaleszenzmedium kann vorteilhaft eine Vielzahl von Fasern enthalten, so dass insgesamt eine große Oberfläche zur Verfügung steht, an welcher sich die Aerosolpartikel niederschlagen können. Beispielsweise kann das Koaleszenzmedium Fasern aus Papier, Kunststoff oder Metall enthalten. Insbesondere kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass das Koaleszenzmedium als Faservlies ausgestaltet ist. Faservliese sind aus den unterschiedlichsten Materialien und mit den unterschiedlichsten Raumgewichten als Bahnware handelsüblich, so dass das vorschlagsgemäß verwendete Koaleszenzmedium wirtschaftlich herstellbar ist.
Das vorschlagsgemäße Druckbegrenzungsventil kann insbesondere vorteilhaft in einem Ölnebelabscheider Anwendung finden, wie er beispielsweise bei Kompressoren vorgesehen ist oder im Bereich der Kurbelgehäuseentlüftung einer Brennkraftmaschine, sowie grundsätzlich in allen Entlüftungssituationen, bei denen ein Nebel, insbesondere Ölnebel entsteht.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der rein schematischen Darstellungen nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt

1 einen Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Druckbegrenzungsventils in seiner Schließstellung,
2 - 4 das Druckbegrenzungsventil von 1 in unterschiedlichen Stellungen bis zu seiner Offenstellung,
5 eine perspektivische Ansicht in das Innere des Ventilsitzes des Druckbegrenzungsventils der 1 bis 4, die
6 - 9 Seitenansichten auf weitere Ausführungsbeispiele von Ventilsitzen, und
10 eine Ansicht ähnlich 4, auf ein weiteres Ausführungsbeispiel eines sich in seiner Offenstellung befindenden Druckbegrenzungsventils.

In den Zeichnungen ist mit 1 jeweils insgesamt ein Druckbegrenzungsventil bezeichnet, welches einen Ventilkörper 2 aufweist, der einen Ventilteller 3 und einen Ventilschaft 4 bildet. Eine Ventilfeder 5 stützt den Ventilkörper 2 an einem Bauteil ab, welches als Sitzbauteil 6 bezeichnet wird. Die Ventilfeder 5 wirkt im oberen Bereich auf den Ventilschaft 4 ein und ist als Druckfeder ausgestaltet, so dass sie bestrebt ist, den Ventilkörper 2 gegenüber dem Sitzbauteil 6 nach oben anzuheben.
Auf dem Ventilteller 3 ist ein Koaleszenzmedium 7 angeordnet, welches als flache, runde, mittig gelochte Scheibe ausgestaltet ist, durch deren mittlere Öffnung sich der Ventilschaft 4 erstreckt. Das Koaleszenzmedium 7 besteht aus einem Faservlies und ist in Bezug auf die Kraft der Ventilfeder 5 komprimierbar ausgestaltet, so dass es mittels der Federkraft der Ventilfeder 5 gegen das Sitzbauteil 6 gepresst und dabei komprimiert wird. In 1 ist das Koaleszenzmedium 7 im dekomprimierten Zustand dargestellt, und die Durchdringungen mit dem Sitzbauteil 6 zeigen, dass abweichend von der idealisierten Darstellung der 1 das Koaleszenzmedium 7 im Bereich dieser Durchdringungen tatsächlich komprimiert wird.
Dabei liegt das Koaleszenzmedium 7 dem Sitzbauteil 6 entlang einer Oberfläche an, die als Ventilsitz 8 bezeichnet ist. Im radial äußeren Bereich liegt das Koaleszenzmedium 7 dem Ventilsitz 8 unkomprimiert an, während die übrigen Flächen des Ventilsitzes 8, entsprechend der in 1 erkennbaren Durchdringung, das ihnen anliegende Koaleszenzmedium 7 unterschiedlich stark komprimieren.
Im Sitzbauteil 6 sind mehrere separate Durchlässe in Form von Düsenöffnungen 9 vorgesehen, die gemeinsam als Düsenanordnung 10 bezeichnet sind und durch Stege 11 des Sitzbauteils 6 voneinander getrennt bzw. begrenzt sind.
Auch im Ventilteller 3 sind Durchlässe vorgesehen, die als Durchbrüche 15 bezeichnet sind, so dass ein Gasstrom, der durch die Düsenanordnung 10 in das Koaleszenzmedium 7 strömt, das Koaleszenzmedium 7 durch die Durchbrüche 15 des Ventilstellers 3 verlassen kann.
In 1 ist das Druckbegrenzungsventil 1 bzw. dessen Ventilkörper 2 in seiner Schließstellung dargestellt, in welcher sämtliche Düsenöffnungen 9 der Düsenanordnung 10 vom Koaleszenzmedium 7 abgedeckt sind. Die Abscheidung von im Gasstrom mitgeführter Aerosole erfolgt im reinen Abscheiderbetrieb, bei welcher der Gasstrom vollständig durch das Koaleszenzmedium 7 hindurchgeführt wird.
Der Gasstrom beaufschlagt den Ventilkörper 2 in einer Richtung, die der Wirkung der Ventilfeder 5 entgegengesetzt ist, so dass der Gasstrom bestrebt ist, das Druckbegrenzungsventil 1 gegen die Wirkung der Ventilfeder 5 zu öffnen. Bei geringen Volumenströmen verbleibt der Ventilkörper 2 jedoch in seiner in 1 dargestellten Schließstellung. Dadurch, dass das Koaleszenzmedium 7 dabei durch den Ventilsitz 8 im Bereich der Düsenanordnung 10 komprimiert wird, ergibt sich für diese geringen Volumenströme eine sehr dichte Anordnung der Fasern innerhalb des Faservlieses, welches das Koaleszenzmedium 7 bildet.
2 zeigt das Druckbegrenzungsventil 1 von 1 in einem Betriebszustand, in welchem ein größerer Volumenstrom dazu geführt hat, dass der Ventilkörper 2 entgegen der Wirkung der Ventilfeder 5 aus seiner Schließstellung teilweise in Richtung einer Offenstellung des Ventils geführt worden ist. Dabei ist der Ventilkörper 2 so weit vom Ventilsitz 8 entfernt worden, dass das Koaleszenzmedium 7 in seinem radial äußeren Bereich nicht mehr dem Ventilsitz 8 anliegt, sondern dass hier ein Spalt 12 entstanden ist, während in den radial weiter inneren Bereichen das Koaleszenzmedium 7 den dortigen Bereichen des Ventilsitzes 8 nach wie vor anliegt und teilweise auch noch vom Ventilsitz 8 komprimiert wird, wie die eingezeichneten Durchdringungen verdeutlichen.
3 zeigt einen weiteren Betriebszustand des Druckbegrenzungsventils 1 bei einer weiteren Zunahme des Volumenstroms, der das Druckbegrenzungsventil 1 durchströmt. Der Ventilteller 3 ist dabei noch weiter vom Ventilsitz 8 entfernt, die Spaltbreite des Spalts 12 hat sich dadurch vergrößert, aber auch die Spaltgröße insgesamt ist vergrößert worden, und im Ergebnis münden nur noch die radial inneren Düsenöffnungen 9 der Düsenanordnung 10 in das Koaleszenzmedium 7, während die radial weiter außen angeordneten Düsenöffnungen 9 in den Spalt 12 münden und dementsprechend eine Richtungsumkehr des diese Düsenöffnungen 9 durchströmenden Gases bewirken, so dass in diesem radial äußeren Bereich das Druckbegrenzungsventil als Impaktor betrieben wird.
4 zeigt schließlich das Druckbegrenzungsventil 1 in seiner Offenstellung, in welcher der Ventilteller 3 und damit das Koaleszenzmedium 7 so weit von dem Ventilsitz 8 entfernt sind, dass sämtliche Düsenöffnungen 9 der Düsenanordnung 10 in den Spalt 12 münden. Lediglich im radial innersten Bereich liegt das Koaleszenzmedium 7 dem Ventilsitz 8 noch an, was jedoch keine Auswirkung auf die Durchströmbarkeit der Düsenanordnung 10 hat.
5 zeigt einen perspektivischen Blick auf das Innere des Sitzbauteils 6 mit den ringförmigen, stufenweise angeordneten einzelnen Abschnitten des Ventilsitzes 8 und den Stegen 11, die zwischen den Düsenöffnungen 9 der Düsenanordnung 10 verlaufen.
6 zeigt eine Seitenansicht auf den zentralen Bereich eines Sitzbauteils 6, ohne den aus den 1 bis 5 ersichtlichen äußeren Kragen des Sitzbauteils 6. Dieser zentrale Bereich des Sitzbauteils 6 verläuft bei dem Ausführungsbeispiel der 6 konkav, also in einer eingezogen gewölbten Kurve, wobei der mittlere Bereich des Ventilsitzes 8 sich wie beim Ausführungsbeispiel der 1 bis 5 näher an den Ventilteller 3 bzw. an das Koaleszenzmedium 7 heran erstreckt als der radial weiter außen befindliche Bereich des Ventilsitzes 8.
7 zeigt in einer Darstellung ähnlich 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Sitzbauteils 6, bei welchem der Ventilsitz 8 nicht konkav, sondern konvex gebogen verläuft, also mit einer nach außen bauchig verlaufenden Wölbung.
8 zeigt eine Ansicht ähnlich 6 und 7, wobei der Ventilsitz 8 im Grundsatz ebenso konisch verläuft, wie bei den Ausführungsbeispielen der 6 und 7, jedoch in seinem radialen Verlauf weder konvex noch konkav, sondern geradlinig konisch verläuft.
9 zeigt in einer Ansicht ähnlich den 6 bis 8 einen Ventilsitz 8, der spiralförmig verläuft, wobei zwischen den Gängen der Spirale die Düsenöffnungen 9 vorgesehen sind.
10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Druckbegrenzungsventils 1 in einer Ansicht ähnlich 4, also in seiner Offenstellung.
Abweichend von dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 4 ist in 10 vorgesehen, dass das Koaleszenzmedium 7 eine zum Ventilsitz 8 gerichtete Oberfläche aufweist, die dreidimensional gestaltet ist. Dies ist dadurch erreicht, dass unterschiedlich große, jeweils flache Scheiben 14 aus dem Material des Koaleszenzmediums 7 übereinander angeordnet sind. Dabei ist rein beispielhaft vorgesehen, dass Scheiben unterschiedlicher Dicke verarbeitet worden sind. Abweichend dazu kann insbesondere vorteilhaft vorgesehen sein, dass sämtliche Scheiben 14 die gleiche Materialstärke aufweisen, so dass sie beispielsweise aus derselben Materialbahn erzeugt werden können.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 10 und auch bei den anderen Ausführungsbeispielen gilt, dass der Faserabstand innerhalb des Koaleszenzmediums 7 im dekomprimierten Zustand größer ist als im komprimierten Zustand des Koaleszenzmediums 7.
Dies ist für die Abscheideleistung des Koaleszenzmediums 7 jedoch insofern nicht nachteilig, als bei den hohen Volumenströmen diejenigen Anteile des Gasstroms, die nicht in den Spalt 12 umgelenkt werden, sondern in das Koaleszenzmedium 7 eintreten, mit einer so hohen Fließgeschwindigkeit eintreten, dass unter diesen Bedingungen eine gute Abscheidewirksamkeit des Koaleszenzmediums 7 erzielt wird.
Bezugszeichenliste

1: Druckbegrenzungsventil
2: Ventilkörper
3: Ventilteller
4: Ventilschaft
5: Ventilfeder
6: Sitzbauteil
7: Koaleszenzmedium
8: Ventilsitz
9: Düsenöffnung
10: Düsenanordnung
11: Steg
12: Spalt
14: Scheibe
15: Durchbruch

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010029322 A1 [0002]

Claims

Druckbegrenzungsventil (1) einer Aerosole führenden Gasleitung, mit einem Ventilkörper (2), der zwischen einer einem Ventilsitz (8) anliegenden Schließstellung und einer vom Ventilsitz (8) beabstandeten Offenstellung beweglich ist, und der kraftbelastet in seiner Schließstellung gehalten ist und gegen die Kraftwirkung aus der Schließstellung in die Offenstellung beweglich ist, wobei der Ventilkörper (2) mit Düsenöffnungen (9) und der Ventilsitz (8) mit Durchbrüchen (15) versehen ist, derart, dass der Ventilkörper (2) auch in der Schließstellung für in der Gasleitung strömendes Gas durchlässig ist, und der Ventilsitz (8) mehrere, gemeinsam als Düsenanordnung (10) bezeichnete, Düsenöffnungen (9) aufweist, und wobei zwischen dem Ventilkörper (2) und dem Ventilsitz (8) ein komprimierbares Koaleszenzmedium (7) derart angeordnet ist, dass es dem Ventilsitz (8) komprimiert anliegt, wenn sich der Ventilkörper (2) in der Schließstellung befindet, und dass es, wenn sich der Ventilkörper (2) in der Offenstellung befindet, von dem Ventilsitz (8) beabstandet ist und mittels dieses Abstandes einen Spalt (12) schafft, welcher in Strömungsverbindung mit den Düsenöffnungen (9) steht, dadurch gekennzeichnet, dass die einander zugewandten Oberflächen des Koaleszenzmediums (7) und des Ventilsitzes (8) derart voneinander abweichend ausgestaltet sind, dass bei der Bewegung in die Offenstellung mit zunehmendem Abstand des Ventilkörpers (2) und des Koaleszenzmediums (7) von dem Ventilsitz (8) • ein zunehmend großflächigerer Spalt (12) zwischen dem Koaleszenzmedium (7) und dem Ventilsitz (8) vorliegt • und nacheinander eine zunehmende Anzahl von Düsenöffnungen (9) der Düsenanordnung (10) mit diesem Spalt (12) in Strömungsverbindung steht.
Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Koaleszenzmedium (7) zugewandte Oberfläche des Ventilsitzes (8) im mittleren Bereich näher an das Koaleszenzmedium (7) heranreicht als am Rand.
Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Koaleszenzmedium (7) zugewandte Oberfläche des Ventilsitzes (8) vom mittleren Bereich bis zum Rand konkav gewölbt verläuft.
Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Koaleszenzmedium (7) zugewandte Oberfläche des Ventilsitzes (8) vom mittleren Bereich bis zum Rand konvex gewölbt verläuft.
Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Koaleszenzmedium (7) zugewandte Oberfläche des Ventilsitzes (8) vom mittleren Bereich bis zum Rand geradlinig konisch verläuft.
Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Koaleszenzmedium (7) zugewandte Oberfläche des Ventilsitzes (8) vom mittleren Bereich bis zum Rand spiralig verläuft.
Druckbegrenzungsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Koaleszenzmedium (7) als flache Scheibe ausgestaltet ist.
Druckbegrenzungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Ventilsitz (8) zugewandte Oberfläche des Koaleszenzmediums (7) dreidimensional verläuft.
Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Koaleszenzmedium (7) aus mehreren konzentrisch angeordneten, flachen Scheiben unterschiedlicher Durchmesser aufgebaut ist und im mittleren Bereich näher an den Ventilsitz (8) heranreicht als am Rand.
Druckbegrenzungsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Koaleszenzmedium (7) eine Vielzahl von Fasern enthält.
Druckbegrenzungsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Koaleszenzmedium (7) als Faservlies ausgestaltet ist.
Ölnebelabscheider, mit einem nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgestalteten Druckbegrenzungsventil (1).