DE2435877A1 - Regelventil - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

DIPL.-ING. LEO FLEUCHAUS DR.-ING. HANS LEYH

DIPL-ING ERNST RATHMANN

München 71, Melchiorstr. 42

Unser Zeichen: A 12

HERION-WERKE KG 7012 Fellbach Stuttgarterstrasse

Regelventil

Die Erfindung betrifft ein Regelventil, insbesondere einen Kühlwasser-Mengenregler z.B. für Kälteanlagen, mit einem Gehäuse mit Zulauf und Ablauf, einem in dem Gehäuse angeordneten Hauptventil, einem durch einen Impulsgeber betätigbaren Hilfsventil, das über eine Feder mit dem Hauptventil gekoppelt ist.

Regelventile der vorgenannten Art sind bekannt. Nachteilig bei ihnen ist der starke Einfluß des Wasserdruckes auf den Hub des Hauptventiles, d.h. bei gleichem Hub des Hilfsventiles verringert sich der Hub des Hauptventiles mit steigendem Vordruck, was zu einem kleineren Durchsatz trotz höherem Wasserdruck führt. Nachteilig ist ferner das verzögerte Ansprechen des Hauptventiles bei der Reduzierung des Hubes des Hilfsventiles und der nicht lineare Zusammenhang zwischen dem Hub des Hilfsventiles und dem des Hauptventiles.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Regelventil der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die vorgenannten Nachteile vermieden werden und mit einem kleinen Hub des Impulsgebers große Hübe des Hauptventiles erreichbar sind.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß zwischen dem Impulsgeber und dem Hilfsventil eine Feder, vorzugsweise eine Druckfeder angeordnet ist.

Die Feder und damit auch die Lage des Kolbens des Hilfsventiles kann zweckmäßigerweise durch eine Schraube eingestellt werden. Um ein kräftefreies Arbeiten des Hilfsventiles zu erreichen, ist dies mittels einer geeigneten Bohrung druckentlastet ausgeführt.

Vorzugsweise ist das Verhältnis der Federraten der beiden Federn reziprok zum Verhältnis des gegebenen Impulsgeberweges und des erforderlichen Hauptventilweges.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert, deren einzige Figur im Schnitt ein Regelventil nach der Erfindung zeigt.

Das dargestellte Ventil hat ein Gehäuse 10 mit einem Zulauf 12 und einem Ablauf 14. In dem Gehäuse ist ein Hauptventil 16 angeordnet, das bei der dargestellten Ausführungsform aus einer elastischen Membran besteht, die an ihrem Rand 18 dicht im Gehäuse 10 gehalten ist. Sie wirkt mit einem im Gehäuse ausgebildeten Ventilsitz 20 zusammen, auf dem sie in der gezeigten Stellung aufsitzt.

über dem Hauptventil 16 istim Gehäuse eine Kammer 22 ausgebildet, die über ein Steigrohr 70, einen Kanal 24, einem mit einem Filter und einer Düse 68 versehenen Einsatz 26 sowie

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eine Bohrung 27 mit dem Zulauf 12 in Verbindung steht.

Das Hauptventil 16 wird daher von oben durch den Zulaufdruck und auf seiner Ringfläche 29 von unten ebenfalls durch den Zulaufdruck beaufschlagt.

Infolge der Flächendifferenz wird das Hauptventil 16 durch den Zulaufdruck gegen seinen Ventilsitz 20 gedrückt.

In die Kammer 22 ragt ein Hilfsventil 30 hinein, das aus einem Teller und einem Ventilkolben 32 besteht. Zwischen dem Teller des Hilfsventiles 30 und der in der Zeichnung oberen Seite des Hauptventiles 16 ist eine Druckfeder 28 angeordnet, die leicht vorgespannt ist. Der Ventilkolben 32 des Hilfsventiles ist in einer im Gehäuse sitzenden Büchse 34 abgedichtet geführt, wobei das untere Ende 36 der Büchse 34 einen Ventilsitz für den Ventilteller des Hilfsventiles 30 bildet. Der Ventilkolben 32 ist mittels einer Bohrung 38 druckentlastet.

Zwischen dem in der Zeichnung oberen Ende des Ventilkolbens 32 und einer in der Büchse 34 abgedichtet geführten Scheibe 40 ist eine leicht vorgespannte Druckfeder 42 angeordnet. Die Scheibe 40 wird auf ihrer in der Zeichnung oberen Seite durch eine Schraube 44 beaufschlagt, die in eine Scheibe eingeschraubt ist, die sich gegen einen im Gehäuse sitzenden Anschlagring 4 8 abstützt, gegen den sie von einer Druckfeder 50 angedrückt wird.

Am in der Zeichnung oberen Ende des Gehäuses 10 ist mittels nicht näher bezeichneter Schrauben ein Steuerteil oder Impulsgeber 58 befestigt, der mit einem verschiebbar geführten Stössel 52 versehen ist, dessen in der Zeichnung unteres Ende die Scheibe 46 und damit die Schraube 44 beaufschlagt. Das in der

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Zeichnung obere Ende des Stössels 52 ist mit einem Faltenbalg 56 verbunden, der über einen Anschluß 54 mit Druck beaufschlagbar ist, so daß er sich gegen die Kraft einer Feder 60 in der Zeichnung nach unten ausdehnen und den Stössel 52 nach unten verschieben kann.

Die Federhärten oder Federraten der beiden Druckfedern 42 und 28 sind aufeinander abgestimmt und entsprechend der gewünschten Federwege gewählt.

Beispielsweise kann der auf die Feder 42 wirkende maximale Hub und damit der Federweg mit zwei Millimeter gewählt werden. Soll dann der Hub des Hauptventiles 16 beispielsweise zehn Millimeter betragen, so werden die Federraten der beiden Federn 42 und 2 8 im umgekehrten Verhältnis zum Verhältnis der beiden Federwege gewählt, d.h. im hier beschriebenen Beispiel ist die Federrate der Feder 28 ein Fünftel der Federrate der Feder 42. Selbstverständlxch ist die Erfindung nicht auf dieses Beispiel und diese Zahlenangaben beschränkt.

Das erfindungsgemäße Ventil arbeitet wie folgt.

Durch den" Zulauf 12 strömt das Druckmittel, z.B. Wasser unter die den Hauptventilsitz 20 schliessende, abgestützte Membran, die das Hauptventil 16 bildet. Über das im Zulauf 12 angeordnete Steigrohr 70, den anschliessenden Kanal 29, den Einsatz 26 und die Düse 68 sowie die Bohrung 27 strömt das Wasser ferner in die Kammer 22 über dem Hauptventil 16. Die Lage des Ventilkolbens 32 ist mittels der Schraube 44, die auf die Feder 42 wirkt, so eingestellt worden, daß das Hilfsventil 30 gerade schließt. Der Ventilkolben des Hilfsventils, ist wie bereits ausgeführt, druckentlastet und arbeitet daher unabhängig vom anstehenden Wasserdruck. Die Scheibe 46 wird durch die Feder 50 gegen den Anschlagring 48 gedrückt.

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Wird nun der Faltenbalg 56 über den Anschluß 54 mit Druck beaufschlagt, so bewegt er gegen die Kraft der Feder 60 den Stössel 52 nach unten, der seinerseits über die Scheibe 46, die Schraube 44 und die Scheibe 40 die Feder 42 beaufschlagt, die die Bewegung des Stössels 52 auf den Ventilkolben 32 überträgt, worauf das Hilfsventil 30 öffnet. Das Wasser in der Kammer 22 kann nun am Ventilsitz 36 vorbeiströmen und über einen Ringraum 62 zwischen dem Ventilkolben 32 und der Büchse 34 sowie durch einen im Gehäuse ausgebildeten Kanal 64 zum Ablauf 14 abströmen.

Zwar strömt durch das Steigrohr 70 ständig Wasser vom Zulauf 12 nach, die entsprechenden Querschnitte im Ablaufbereich sind aber größer gewählt, so daß bei offenem Hilfsventil mehr Wasser aus der Kammer 22 abströmen kann als durch das Steigrohr 70 zuströmt.

Der Druck in der Kammer 22 fällt somit ab und das Hauptventil 16 wird durch den vom Zulauf 12 her anstehenden Druck von seinem Ventilsitz 20 abgehoben und geöffnet.

Durch das Abheben des Hauptventiles 16 und seine Bewegung nach oben wird die Feder 2 8 zusammengedrückt und die auf den Teller des Hilfsventiles 30 durch die Feder 2 8 ausgeübte Kraft verstärkt, d.h. das Hilfsventil wird in Richtung auf seine geschlossene Stellung beaufschlagt. Mit zunehmender öffnung des Hauptventiles 16 wird die Vorspannung der Feder 28 erhöht, bis sie die Vorspannung der Feder 42 annähernd erreicht hat. Ist dies der Fall, so ist auch das Gleichgewicht zwischen den Vorspannungen der beiden Federn 42 und 28 annähernd wieder hergestellt und das Hilfsventil 30 ist bis auf einen kleinen Spalt geschlossen, der zur Erhaltung des Kräftegleichgewichts erforderlich ist (bei völlig verschlossenem Hilfsventil baut sich der volle statische Druck über dem Hauptventil auf, der das Hauptventil in Schließrichtung bewegt, dabei öffnet sich jedoch das Hilfsventil wieder, das Kräftegleichgewicht der Federn wird gestört und erzwingt einen Gleichgewichtszustand nahe der Hilfsventilschließstellung).

Sowohl bei voller Öffnung des Hauptventiles wie auch in jeder

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Zwischenstellung stellt sich im Augenblick des Schliessens des Hilfsventiles 30 ein Kräftegleichgewicht der Federn 42 und ein oder mit anderen Worten, wenn zwischen den Federn 42 und 2 ein Kräftegleichgewicht besteht, so ist bzw. wird das Hilfsventil 30 geschlossen.

Der Hub des Hauptventiles 16 beträgt somit je nach Wahl und Abstimmung der beiden Federn ein Vielfaches des Hubes der Scheibe 46 und damit des Federweges der Feder 42.

Anstelle des Stössels 52 und des Faltenbalges 56 kann selbstverständlich jede andere geeignete Einrichtung, z.B. ein Stellmotor, verwendet werden, die in der Lage ist, die Feder 42 zu beaufschlagen.

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Claims (5)

Ansprüche

1.) Regelventil, insbesondere Kühlwasser-Mengenregler z.B. für Kälteanlagen, mit einem Gehäuse mit Zulauf und Ablauf, einem in dem Gehäuse angeordneten Hauptventil, einem durch einen Impulsgeber betätigbaren Hilfsventil, das über eine Feder mit dem Hauptventil gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen dem Impulsgeber (52, 56) und dem Hilfsventil (30) eine Feder (42) angeordnet ist.

2. Regelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Feder (42) eine Druckfeder ist.

3. Regelventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Feder (42) und damit die Lage des Ventilkolbens (32) des Hilfsventiles (30) durch eine Schraube (44) einstellbar ist.

4. Regelventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß der Ventilkolben (32) über eine Bohrung (38) druckentlastet ist.

5. Regelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das Verhältnis der Federraten der Federn (42, 28) reziprok zum Verhältnis des Impulsgeberweges und des Hauptventilweges ist.

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