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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das technische Gebiet der Ventile, insbesondere auf ein Einlassventil für einen einteiligen Turbinen-Durchflussmesser .
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Stand der Technik
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Gegenwärtig sind elektromagnetische Ventile in allen Lebensbereichen weit verbreitet. Um den Anforderungen des Marktes gerecht zu werden, ist eine Vielzahl von Durchflussmesserventilen auf dem bestehenden Markt erschienen, und die meisten der existierenden Einlassventile mit Durchflussmessern werden durch Spritzgießen der Permanentmagnete in Kunststoffteilen hergestellt. Dabei müssen die Permanentmagnete klein sein. Die meisten von ihnen bestehen aus Rubidium-Eisen-Bor. Dieses Material rostet, wenn es längere Zeit im Wasser gelassen wird. Daher muss es nach der Oberflächenbehandlung vollständig umschlossend spritzgegossen werden, was zu komplizierten Spritzgussschritten und -prozessen führt. Zudem wird nach dem Hochtemperatur-Spritzgießen wird der Magnetismus des Magneten leicht geschwächt. Die anderen Laufräder sind im Wesentlichen gerade Laufräder. Die geraden Laufräder haben einen großen Einfluss auf die Genauigkeit der Strömungsgeschwindigkeit und können die Anforderungen an hochpräzise Durchflussmesser nicht erfüllen.
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Offenbarung der Erfindung
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Um die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden, stellt die vorliegende Erfindung ein hochpräzises Einlassventil für einen einteiligen Turbinen-Durchflussmesser bereit.
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Um den oben genannten Zweck zu erreichen, verwendet die vorliegende Erfindung die folgenden technischen Lösungen: Ein Einlassventil für einen einteiligen Turbinen-Durchflussmesser, umfassend
einem Ventilkörper, der ein Mediumströmungskanal aufweist und an welchem ein mit dem Mediumströmungskanal kommunizierten Flüssigkeitseinlass und ein mit dem Mediumströmungskanal kommunizierten Flüssigkeitsauslass vorgesehen sind,
einem Signalempfänger zum Empfangen eines Magnetfeldsignals, und
einer am Ventilkörper angeordneten Durchflussmesserbaugruppe, wobei die Durchflussmesserbaugruppe ein einteiliges rotierendes Laufrad aus magnetischem Material und ein mit dem rotierenden Laufrad zusammenwirkendes feststehendes Laufrad umfasst.
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In der vorliegenden Erfindung wird das rotierende Laufrad aus dem magnetischen Material direkt hergestellt, und es erfordert während des Produktionsprozesses keine zusätzliche Verarbeitung, sodass kein Hochtemperatur-Spritzgießen erforderlich ist und der ursprüngliche Magnetismus des rotierenden Laufrads nicht geändert wird. Daher kann der Durchfluss der Flüssigkeit genau berechnet werden, und die Genauigkeit des elektromagnetischen Ventils kann verbessert werden. Aufgrund der einteiligen Formgebung ist der Herstellungsprozess einfach und die Produktionseffizienz ist hoch
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Optional sind am rotierenden Laufrad ein N-Pol und ein S-Pol vorgesehen, und der N-Pol und der S-Pol sind symmetrisch.
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Optional umfasst das rotierende Laufrad eine Laufradnabe und eine Vielzahl von Schaufeln, die in gleichen Abständen angeordnet sind, und die Schaufeln und die Laufradnabe sind einteilig ausgeformt.
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Optional ist die Laufradnabe entlang der axialen Richtung mit einer Laufradwelle versehen, und die Laufradwelle ist an die Laufradnabe angespritzt. Durch die obige Strukturanordnung sind die Laufradwelle und das rotierende Laufrad als eine einteilige Struktur ausgebildet, wodurch die Anzahl der Teile verringert wird. Der Prozess ist einfach und die Installationszeit und -kosten werden somit eingespart.
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Optional umfasst das feststehende Laufrad einen Laufradkörper und eine Vielzahl von Blättern, die in gleichen Abständen an dem Laufradkörper angeordnet sind, wobei die Anzahl der Blätter und die Anzahl der Schaufeln zueinander prim sind. Durch die obige Strukturanordnung besteht eine Phasendifferenz zwischen den Blättern und den Schaufeln, so dass mindestens eine der Blätter immer in einem versetzten Zustand mit den Schaufeln gehalten wird, um eine Überlappung des Blattes und der Schaufeln zu vermeiden, die dazu führt, dass sich das rotierende Laufrad nicht dreht.
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Optional sind sowohl die Schaufeln als auch die Blätter jeweils als gekrümmte Oberflächenstruktur ausgebildet, und die Drehrichtung der Schaufeln ist der Drehrichtung der Blätter entgegengesetzt. Durch die Ausbildung der Schaufeln und der Blätter als gekrümmte Oberflächenstruktur wird der Einfluss auf die Genauigkeit der Strömungsgeschwindigkeit reduziert, wodurch die Messgenauigkeit verbessert wird.
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Optional ist das feststehende Laufrad mit einem ersten Wellenloch versehen, in das die Laufradwelle auf einer Seite zumindest teilweise einführbar ist, und die Innenwand des ersten Wellenlochs ist mit mehreren ersten Gleitkontaktabschnitten ausgebildet, die in Gleitkontakt mit der Laufradwelle stehen. Der Strömungssitz ist mit einem zweiten Wellenloch versehen, in das die Laufradwelle auf der anderen Seite zumindest teilweise einführbar ist, und die Innenwand des zweiten Wellenlochs ist mit mehreren zweiten Gleitkontaktabschnitten ausgebildet, die in Gleitkontakt mit der Laufradwelle stehen. Durch das Vorsehen der ersten Gleitkontaktabschnitte und der zweiten Gleitkontaktabschnitte kann die Laufradwelle mit den ersten Gleitkontaktabschnitten und den zweiten Gleitkontaktabschnitten drehbar verbunden werden, wodurch das Schütteln der Welle reduziert und die Stabilität verbessert wird. Und es wird vermieden, Fluidrückstände an den Verbindungen zwischen Laufradwelle und Strömungssitz und feststehendem Laufrad aufzutreten, was leicht zum Bilden eines Wasserfilms führt. Der Drehwiderstand der Laufradwelle wird verringert, so dass die Drehzahl des rotierenden Laufrades sichergestellt wird und somit die Messgenauigkeit des Durchflussmessers verbessert wird.
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Zusammenfassend wird in der vorliegenden Erfindung das rotierende Laufrad aus dem magnetischen Material direkt hergestellt, und es erfordert während des Produktionsprozesses keine zusätzliche Verarbeitung, sodass kein Hochtemperatur-Spritzgießen erforderlich ist und der ursprüngliche Magnetismus des rotierenden Laufrads nicht geändert wird. Daher kann der Durchfluss der Flüssigkeit genau berechnet werden, und die Genauigkeit des elektromagnetischen Ventils kann verbessert werden. Aufgrund der einteiligen Formgebung ist der Herstellungsprozess einfach und die Produktionseffizienz ist hoch.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Explosionsansicht der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist eine Explosionsansicht der Durchflussmesserbaugruppe in 1.
- 3 ist eine perspektivische Ansicht des rotierenden Laufrads in 1.
- 4 ist eine perspektivische Ansicht des feststehenden Laufrads in 1.
- 5 ist eine perspektivische Querschnittsansicht von 4.
- 6 ist eine Explosionsansicht, die das Zusammenwirken des Strömungssitzes und des Strömungsblechs zeigt.
- 7 ist eine perspektivische Ansicht von 6 aus einer anderen Perspektive.
- 8 ist eine perspektivische Querschnittsansicht des Strömungssitzes.
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Ausführungsbeispielen der Erfindung
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Um dem Fachmann ein besseres Verständnis der Lösung der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen, werden die technischen Lösungen in der Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen in der Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung klar und vollständig beschrieben.
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Wie in 1 bis 8 gezeigt, umfasst ein Einlassventil für einen einteiligen Turbinen-Durchflussmesser einen Ventilkörper 1. Der Ventilkörper 1 ist mit einem Mediumströmungskanal versehen, der zum Durchlassen von Fluid geeignet ist. An einem Ende des Ventilkörpers 1 ist ein Flüssigkeitseinlass 11, der mit dem Mediumströmungskanal 2 kommuniziert, und zwei nebeneinander angeordnete und gleich lange Flüssigkeitsauslässe 12 vorgesehen. Die Flüssigkeit strömt durch den Flüssigkeitseinlass 11 ein und strömt durch den Mediumströmungskanal aus. An jedem Flüssigkeitsauslass 12 ist ein Verschlusselement 4 zum Verschließen des Flüssigkeitsauslasses 12 vorgesehen, wobei das Verschlusselement 4 einen Ventilschieber eines elektromagnetischen Ventils darstellt. Dabei handelt es sich um Stand der Technik, so dass es hier nicht wiederholt wird, und das Ein- und Ausschalten des Flüssigkeitsauslasses 12 kann durch das oben beschriebene Verschlusselement 4 gesteuert werden.
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In einigen Ausführungsbeispielen ist der Ventilkörper 1 mit einem Signalempfänger versehen, der das von der Durchflussmesserbaugruppe gesendete Magnetfeldsignal empfangen kann, und der Signalempfänger kann ein Hallelement sein. Im Flüssigkeitseinlass 11 ist die Durchflussmesserbaugruppe angeordnet, wobei die Durchflussmesserbaugruppe ein rotierendes Laufrad 21, ein feststehendes Laufrad 22 und einen Strömungssitz 23 umfasst. Das rotierende Laufrad 21 ist drehbar zwischen dem feststehenden Laufrad 22 und dem Strömungssitz 23 angeordnet und das feststehende Laufrad 22 befindet sich auf der Flüssigkeitseintrittsseite des rotierenden Laufrads 21, und der Strömungssitz 23 befindet sich auf der Flüssigkeitsaustrittsseite des rotierenden Laufrads 21, und das feststehende Laufrad 22 und der Strömungssitz 23 wirken zusammen, um das rotierende Laufrad 21 abzustützen. Die Durchflussmesserbaugruppe umfasst auch ein Strömungsblech 24, das mit dem Strömungssitz 23 zusammenwirkt. Das Strömungsblech 24 ist auf der dem rotierenden Laufrad zugewandten Seite des Strömungssitzes 23 angeordnet und spielt eine Rolle bei der Druckreduzierung und Strömungsbegrenzung.
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Insbesondere umfasst das rotierende Laufrad 21 eine Laufradnabe 211 und Schaufeln 212, wobei die Laufradnabe 211 als zylindrischer Körper und einteilig mit den Schaufeln 212 ausgeformt ist. Indem die Schaufeln und die Laufradnabe einteilig ausgeformt sind, ist die Produktionseffizienz hoch und die Formungsgeschwindigkeit ist hoch. Das rotierende Laufrad 21 besteht aus magnetischem Material. Wenn das Fluid durch das rotierende Laufrad strömt, wird das rotierende Laufrad angetrieben, um sich zu drehen, und der Signalempfänger gibt ein Impulssignal basierend auf dem sich ändernden Magnetfeld aus, das durch die Rotation des rotierenden Laufrads erzeugt wird, und dann der Durchfluss des Fluids kann gemessen werden.
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Als bevorzugte Lösung ist das für das rotierende Laufrad ausgewählte magnetische Material Ferrit. Durch die direkte Fertigung des rotierenden Laufrades aus magnetischem Ferritmaterial ist keine zusätzliche Bearbeitung während des Produktionsprozesses erforderlich, sodass kein Hochtemperaturspritzgießen erforderlich ist und die ursprünglichen magnetischen Eigenschaften des rotierenden Laufrads nicht verändert werden. Daher kann der Durchfluss der Flüssigkeit genau berechnet werden, und die Genauigkeit des elektromagnetischen Ventils kann verbessert werden und durch die einteilige Formgebung ist der Produktionsprozess einfach und das nachträgliche Einsetzen zusätzlicher Magnete ist nicht erforderlich, was den Produktionsprozess verkürzt, die Verarbeitungseffizienz verbessert und die Genauigkeit der Durchflussmessung des Ventils sicherstellt.
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In einigen Ausführungsbeispielen weisen sowohl das vordere als auch das hintere Ende der Laufradnabe 211 jeweils eine Laufradwelle 217 mit einem kleineren Wellendurchmesser auf, und die Laufradwelle 217 ist an der Laufradnabe 211 spritzgegossen. Dabei handelt es sich um ein einfachen Prozess, und in diesem Zusammenhang werden Installationszeit und Kosten gespart. Ein Ende der Laufradwelle kann drehbar auf dem feststehenden Laufrad gelagert sein und das andere Ende kann drehbar auf dem Strömungssitz gelagert sein. In anderen Ausführungsbeispielen dringt die Laufradwelle 217 optional den Laufradkörper durch und ist mit der Laufradkörper drehfest verbunden. Die Anzahl der Schaufeln 212 ist mehrfach und die mehreren Schaufeln 212 sind in gleichen Abständen angeordnet. Eine der Schaufeln ist ein N-Pol, und die andere ist ein S-Pol, wobei der N-Pol und der S-Pol symmetrisch sind. Durch das Vorsehen einer geraden Anzahl von Schaufeln kann sichergestellt werden, dass die N- und S-Pole des gesamten rotierenden Laufrads dieselbe Anzahl beibehalten und dass der Durchfluss bei rotierenden Schaufeln genau gemessen werden kann.
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In einigen Ausführungsbeispielen sind die Schaufeln 212 an dem dem feststehenden Laufrad 22 zugewandten Ende jeweils mit einer Schnittfläche 2121 versehen. Die Schnittfläche 2121 ist an einer der Drehrichtung des rotierenden Laufrads zugewandten Seitenfläche der Schaufeln 212 ausgebildet, um den Widerstand der Schaufeln gegen Fluid zu reduzieren. Die beiden gegenüberliegenden Schaufeln 212 sind jeweils mit einem Nutbereich 2122 an einem dem Strömungssitz 23 zugewandten Ende versehen, um das Gewicht des rotierenden Laufrades 21 zu verringern und den Rotationswiderstand zu verringern.
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Insbesondere ist das feststehende Laufrad 22 an der Innenwand des Flüssigkeitseinlasses 11 befestigt, das feststehende Laufrad 22 ist ein Laufrad aus Metall und das feststehende Laufrad 22 umfasst einen Laufradkörper 221 und eine Vielzahl von Blättern 222. Der Laufradkörper 221 ist ein Kreis von Metallzylindern, die Blätter 222 sind mehrfach und in einer gleichmäßig beabstandeten Ringform angeordnet, und die mehreren Blätter befinden sich alle innerhalb des Laufradkörpers 221. Gleichzeitig ist eine der Laufradwellen 217 der Laufradnabe 211 in das feststehende Laufrad 22 eingesetzt wird und mit dem feststehenden Laufrad 22 lose verbunden.
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In einigen Ausführungsbeispielen sind die Anzahl der Blätter 222 und die Anzahl der Schaufeln 212 gegenseitig prim, so dass eine Phasendifferenz zwischen den Blättern 222 und den Schaufeln 212 besteht und somit mindestens eine der Blätter 222 immer in einem versetzten Zustand mit den Schaufeln 212 gehalten ist, um zu vermeiden, dass sich das Laufrad aufgrund der Überlappung der Blättern und der Schaufeln nicht dreht. In dieser Ausführungsbeispiel beträgt die Anzahl der Schaufeln 212 4 und die Anzahl der Blätter beträgt 3 oder 5.
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In einigen Ausführungsbeispielen sind die Schaufeln 212 und die Blätter 222 jeweils als gekrümmte Oberflächenstruktur ausgebildet und die Drehrichtung der Schaufeln 212 ist der Drehrichtung der Blätter 222 entgegengesetzt.
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In einigen Ausführungsbeispielen ist am feststehenden Laufrad 22 einteilig ein erster Stützsitz 223 angeformt, der mit der Laufradwelle 217 zusammenwirkt. Der erste Stützsitz 223 ist koaxial zum Laufradkörper 221 angeordnet und mit allen Blättern 222 gleichzeitig verbunden, um die Stabilität des ersten Stützsitzes 223 zu verbessern. Ein erstes Wellenloch 2231 ist an einem Ende des ersten Stützsitzes 223 vorgesehen, das dem rotierenden Laufrad 21 zugewandt ist, und eine der Laufradwellen 217 ist teilweise in das erste Wellenloch 2231 eingeführt. An der Innenwand des ersten Wellenlochs 2231 sind mehrere erste Gleitkontaktabschnitte 224 in Abständen entlang der Umfangsrichtung des ersten Stützsitzes vorgesehen, und die mehreren ersten Gleitkontaktabschnitte 224 wirken zusammen, um die Laufradwelle 217 zu tragen. Die ersten Gleitkontaktabschnitte 224 sind mit dem ersten Stützsitz einteilig ausgeformt und zwischen den benachbarten ersten Gleitkontaktabschnitten 224 ist ein Abstand vorgesehen. Durch das Vorsehen der ersten Gleitkontaktabschnitten 224 werden Fluidrückstände zwischen der Laufradwelle und dem ersten Stützsitz vermieden und der klebrige Film wird leicht gebildet, der Rotationswiderstand der Laufradwelle wird verringert, die Rotationsgeschwindigkeit des rotierenden Laufrads wird sichergestellt, und die Messgenauigkeit des Durchflussmessers wird verbessert. Die Querschnittsfläche des ersten Wellenlochs 2231 nimmt in Richtung weg von dem rotierenden Laufrad allmählich ab, wodurch Fluidrückstände in dem ersten Wellenloch vermieden werden und ferner das Auftreten eines klebrigen Films auf der Laufradwelle verhindert wird.
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In einigen Ausführungsbeispielen nimmt der Außendurchmesser des ersten Stützsitzes 223 in Richtung weg von dem rotierenden Laufrad allmählich ab, so dass die Außenwand des ersten Stützsitzes stromlinienförmig ist, wodurch der Widerstand des ersten Stützsitzes gegenüber dem Fluid verringert wird, und der maximale Außendurchmesser eines Stützsitzes 223 ist größer als der Durchmesser der Laufradnabe 211, um zu verhindern, dass das Fluid direkt auf die Laufradnabe 21 auftrifft und somit die Strömungsgeschwindigkeit beeinflusst wird.
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In einigen Ausführungsbeispielen ist die Außenwand des Laufradkörpers 221 mit einer Vielzahl von Rastvorsprüngen 225 in Abständen entlang der Umfangsrichtung des feststehenden Laufrads versehen, und die Innenwand des Flüssigkeitseinlasses ist mit Rastnuten versehen, die zum Rastvorsprüngen 225 passen, um das feststehende Laufrad 22 zur Verhinderung der Drehung zu positionieren. Dabei werden die Demontage und Montage des feststehenden Laufrads 22 aufgrund der einfachen Struktur auch erleichtert. Die Außenwand des Laufradkörpers 221, die sich weg von dem rotierenden Laufrad erstreckt, ist entlang der Radialrichtung des feststehenden Laufrads mit einem Positionierungsabschnitt 226 zum radialen Positionieren des feststehenden Laufrads 22 versehen.
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In einigen Ausführungsbeispielen umfasst der Strömungssitz 23 einen Ringkörper 231 und einen Nabekörper 232, der in der Mitte des Ringkörpers 231 angeordnet ist und mit der Achse des Ringkörpers 231 zusammenfällt. Der Ringkörper 231 und der Nabekörper 232 sind durch eine Vielzahl von Verbindungsrippen 233 verbunden. Ein dem rotierenden Laufrad 21 zugewandtes Ende des Nabekörpers 232 erstreckt sich in Richtung des rotierenden Laufrads 21, um einen zweiten Stützsitz 234 zu bilden, wobei ein zweites Wellenloch 2341 an einem dem rotierenden Laufrad 21 zugewandten Ende des zweiten Stützsitzes 234 vorgesehen ist, und die dem Strömungssitz entsprechende Laufradwelle 217 teilweise in das zweite Wellenloch 2341 eingeführt. Auf der Innenwand des zweiten Wellenlochs 2341 wird eine Vielzahl von zweiten Gleitkontaktabschnitten 235 in Abständen entlang des Umfangsrichtung des Nabekörpers 232 vorgesehen, und die Vielzahl von zweiten Gleitkontaktabschnitten 235 wirken zusammen, um die Laufradwelle 217 zu tragen. Die zweiten Gleitkontaktabschnitte 235 sind mit dem zweiten Stützsitz einteilig ausgeformt, und zwischen den benachbarten zweiten Gleitkontaktabschnitten 235 ist ein Abstand vorgesehen. Durch das Vorsehen der zweiten Gleitkontaktabschnitte 235 werden Fluidrückstände zwischen der Laufradwelle und dem zweiten Stützsitz vermieden und der klebrige Film wird leicht gebildet, der Rotationswiderstand der Laufradwelle wird verringert, die Rotationsgeschwindigkeit des rotierenden Laufrads wird sichergestellt, und die Messgenauigkeit des Durchflussmessers wird verbessert. Die Querschnittsfläche des zweiten Wellenlochs nimmt in Richtung weg von dem rotierenden Laufrad allmählich ab, wodurch Fluidrückstände in dem zweiten Wellenloch vermieden werden und ferner das Auftreten eines klebrigen Films auf der Laufradwelle verhindert wird.
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In anderen Ausführungsbeispielen sind das erste Wellenloch und das zweite Wellenloch optional jeweils als eine leichte Lochstruktur konfiguriert, die an die Laufradwelle angepasst ist.
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In einigen Ausführungsbeispielen ist das Strömungsblech 24 auf dem zweiten Stützsitz 234 aufgesetzt und der Außendurchmesser des zweiten Stützsitzes 234 ist kleiner als der Außendurchmesser des Nabekörpers 232, so dass das Strömungsblech zur schnellen Positionierung am Ende des Nabekörpers anliegt.
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In einigen Ausführungsbeispielen ist auf einer vom rotierenden Laufrad 21 weg entfernten Seite der Strömungssitz 23 eine Vielzahl von Positionierungsstiften 236 vorgesehen, die in den Ventilkörper eingesetzt werden können, was zur Positionierung beim automatischen Zusammenbauen des Strömungssitzes und des Ventilkörpers dient, und den Rotationsfreiheitsgrad des Strömungssitzes 23 begrenzt. Insbesondere befinden sich die Positionierungsstifte 236 an der Verbindungsrippe 233.
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In einigen Ausführungsbeispielen ist ein Filtersieb 18 auch im Flüssigkeitseinlass 11 vorgesehen, das sich auf der dem rotierenden Laufrad abgewandten Seite des feststehenden Laufrads befindet und dazu dient, Verunreinigungen im Fluid zu filtern. Das Filtersieb 18 gehört zum Stand der Technik. Daher wird es hier nicht wiederholt. Zwischen dem Filtersieb 18 und dem feststehenden Laufrad 22 ist eine Strömungsausgleichsplatte installiert. Das Filtersieb 18 ist auf seiner dem rotierenden Laufrad abgewandten Seite mit einer Siebabdeckung 32 versehen, um den Aufprall des Fluids auf das Filtersieb 18 zu reduzieren und das Filtersieb 18 zu fixieren.
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Offensichtlich sind die beschriebenen Ausführungsbeispiele nur ein Teil der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung und nicht alle Ausführungsbeispiele. Basierend auf den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung fallen alle anderen Ausführungsbeispielen, die der Fachmann auf dem Gebiet ohne schöpferische Arbeit erhält, in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung.
