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Die
vorliegende Erfindung betrifft Ventile, die einen Service-Port aufweisen,
um die Prüfung
von Fluid in einem Fluidsystem zu ermöglichen.
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Rücksetzende
Ventile mit Service-Ports sind bekannt und werden in einer Reihe
von Anwendungen verwendet, zum Beispiel in Kühlsystemen. Das Ventil befindet
sich in einem Fluidsystem und weist einen ersten, einen zweiten
und einen dritten Fluiddurchgang auf. Der erste und der zweite Durchgang umfassen
den Einlass- und Auslassdurchgang für das Ventil, während der
dritte Durchgang einen Service-Port umfasst. Ein Ventilelement kann
zwischen einer offenen, einer mittleren und einer geschlossenen
Position im Ventil bewegt werden, um i) Fluid zu ermöglichen,
vom Einlassdurchgang zum Auslassdurchgang im Ventil im Wesentlichen
ununterbrochen während
des normalen Systembetriebs zu strömen (offene Position); ii)
einen Durchflusspfad zum Service-Port für die Entleerung, Beladung,
Rückgewinnung
und Druckentnahme vom System zu öffnen (mittlere
Position), oder iii) den Durchflusspfad zwischen dem ersten und
dem zweiten Durchgang während
des Versands und der Wartung vollständig zu schließen (geschlossene
Position). Das Ventilelement ist typischerweise von außen zugänglich,
um ein manuelles Positionieren des Ventils in die jeweiligen Positionen
zu ermöglichen,
obwohl das Ventil auch unter Verwendung von elektromechanischen Vorrichtungen
(z. B. Elektromagnet usw.) automatisch betrieben werden könnte.
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Das
Dokument
US 3777783 zeigt
ein rücksetzendes
Ventil dieser Art.
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Es
wird die Ansicht vertreten, dass viele der im Handel erhältlichen
rücksetzenden
Ventile ein Ventilelement und einen Ventilsitz aufweisen, die in den
Ventilkörper
getrennt eingebaut werden, manchmal von entgegengesetzten Enden
des Körpers
aus. Der Ventilsitz kann zuerst durch die Öffnung des Service-Ports eingefügt und in
den Ventilkörper geschweißt, hartgelötet oder
eingeschraubt werden, wobei das Ventilelement danach durch die Einlassdurchgangs-
oder die Auslassdurchgangsöffnung eingefügt wird,
bevor das Einlassdurchgangsrohr/-anschlussstück oder Auslassdurchgangsrohr/-anschlussstück an dem
Ventilkörper
befestigt wird. Durch das Hartlöten/Schweißen/Schrauben
des Ventilsitzes wird jedoch ein potentieller Undichtheitspfad durch
das System hindurch hinzugefügt;
daneben erfordert das Hartlöt-/Schweißverfahren
die Verwendung teurerer Ventilsitze, welche den höheren Temperaturen
widerstehen können,
die mit dem Hartlöt-/Schweißverfahren
in Zusammenhang gebracht werden.
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Es
wird auch die Ansicht vertreten, dass viele der erhältlichen
Ventile zahlreiche Bestandteile aufweisen, die komplizierte und/oder
zeitaufwändige
Zusammenbauschritte erfordern können
und die dadurch die Kosten für
die Herstellung, den Zusammenbau und die Wartung/Reparatur des Ventils
erhöhen und
die potentiellen Undichtheitspfade durch das Ventil vermehren. Das
alles kann zu höheren
Betriebskosten für
das Fluidsystem führen.
Die zusätzlichen
Bestandteile können
auch die Gesamtgröße und das
Gesamtgewicht des Ventils erhöhen.
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Einige
der rücksetzenden
Ventile ermöglichen
es einem Bediener auch, das Ventilelement zu entfernen, während das
Ventil innerhalb des Fluidsystems angeschlossen ist. Während die
Feldreparatur eines Ventils unter gewissen Umständen angebracht sein kann,
kann sie auch zu unabsichtlichem Entfernen eines Ventilelements
führen,
während
das Fluidsystem in Betrieb ist, wodurch es Fluid ermöglicht wird,
aus dem Ventil auszutreten oder das Ventil deaktiviert wird; ferner
kann dadurch die Verwendung von nicht kompatiblen oder ungeeigneten
Ersatz-Ventilelementen beim rücksetzenden
Ventil ermöglicht
werden.
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Daher
wird die Auffassung vertreten, dass ein Bedürfnis nach einem verbesserten
rücksetzenden
Ventil mit Service-Port
besteht, welches i) weniger Hartlötungs- und/oder Schweißschritte
und weniger Bestandteile aufweist, um die Herstellungs- und Zusammenbaukosten
zu verringern und Undichtheitspfade zu reduzieren; und ii) ein Auseinandernehmen
des Ventils im Feld verhindert.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Fluidregelung bereitgestellt,
welche die Merkmale von Anspruch 1 umfasst.
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Es
wird ein neuartiges und einzigartiges rücksetzendes Ventil mit einem
Service-Port geschaffen. Das rücksetzende
Ventil der vorliegenden Erfindung weist weniger Hartlöt/Schweißverbindungen
und weniger Bestandteile auf, wodurch die Herstellungs- und Zusammenbaukosten
verringert und Undichtheitspfade reduziert werden; und das Ventil kann
im Feld nicht auseinander genommen werden.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung weist das rücksetzende
Ventil einen Ventilkegel mit einer zentralen Gewindedurchgangsbohrung
und ein Ventilelement mit einem verlängerten Schaft und einem integralen
Ventilkopf auf. Der Schaft weist einen Gewindeabschnitt auf, der
in die Durchgangsbohrung in dem Ventilkegel eingeschraubt wird.
Der Ventilkegel und der Ventilschaft werden anfangs vorzusammengebaut
und danach in den Ventilkörper
eingefügt.
Der Ventilkörper
wird im Anschluss daran mechanisch verformt (z. B. gequetscht, geprägt oder
magnetisch verformt), um den Ventilkegel im Ventilkörper ohne Anwendung
von Schweißen
oder Hartlöten
zu halten. Der Ventilkegel weist eine äußere, nicht-zylinderförmige Geometrie
auf, welche – nachdem
der Ventilkörper
gequetscht ist und die nicht-zylinderförmige Geometrie
des Ventilkegels annimmt – verhindert, dass
sich der Ventilkegel innerhalb des Ventilkörpers dreht. Der Ventilkörper weist
auch eine interne Schul ter auf, welche ein Ende des Ventilkegels
stützt
und mechanisch an ihrem entgegengesetzten offenen Ende verengt ist,
um das andere Ende des Ventilkegels zu stützen, wodurch auch eine axiale
Bewegung des Ventilkegels im Ventilkörper verhindert wird.
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Der
Ventilkegel weist einen ersten Ventilsitz (hinterer Ventilsitz)
an seinem stromaufwärtigen Ende
auf, wobei das Ventilelement gedreht werden kann, um den Ventilkopf
in dichtenden Eingriff mit dem ersten Ventilsitz zu bringen. Eine
vergrößerte Gegenbohrung
erstreckt sich nach innen in den Ventilkegel vom Ventilsitz aus,
und eine Mehrzahl an radialen Durchgängen verbindet die Gegenbohrung
fluidmäßig mit
einer ringförmigen
Rille, die nach außen hin
den Ventilkegel umgibt. Die Rille befindet sich in axialer Ausrichtung
mit einem Service-Port im Ventilkörper, um einen Durchflusspfad
durch den Ventilkegel bereitzustellen. Ein zweiter Ventilsitz (vorderer Ventilsitz)
für den
Einlassdurchgang wird auch axial gegenüberliegend von dem hinteren
Ventilsitz für
den Ventilkegel bereitgestellt.
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Der
Schaft des Ventilelements weist einen Abschnitt auf, der sich äußerlich
vom stromabwärtigen
Ende des Ventilkegels erstreckt und äußerlich zugänglich ist, um das Ventilelement
zu drehen und den Ventilkopf in dichtenden Eingriff mit den Ventilsitzen
zu bringen und aus diesem Eingriff zu lösen.
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Das
Ventilelement kann in eine offene Position für normalen Systembetrieb bewegt
werden, wo der Ventilkopf sich mit dem hinteren Ventilsitz in dichtendem
Eingriff befindet, und Fluid kann im Wesentlichen ununterbrochen
(ohne bedeutenden Druckabfall) von dem Einlassdurchgang zum Auslassdurchgang
fließen.
Das Ventilelement kann auch in eine geschlossene Position bewegt
werden, wo der Ventilkopf sich mit dem vorderen Ventilsitz in dichtendem Eingriff
befindet, um Fluid daran zu hindern, während der Wartung und des Versands
durch das Ventil zu fließen.
Das Ventilelement kann auch in eine mittlere Position bewegt werden,
wo der Ventilkopf sowohl vom vorderen als auch vom hinteren Ventilsitz
beabstandet ist, so dass ein Durchflusspfad zum Service-Durchgang
für die
Entleerung, Beladung, Rückgewinnung
und Druckentnahme vom System geöffnet
wird. Eine Schaftabdeckung passt über das Ende des Ventilkörpers, um
den äußeren Abschnitt
des Schafts zu umschließen,
wenn das Ventilelement nicht bewegt wird.
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Der
Ventilkegel und das Ventilelement können aus kostengünstigem
Material, wie Elastomeren und Kunststoffen, hergestellt werden,
da der Kegel während
des Zusammenbaus keinen Hartlöt-
oder Schweißtemperaturen
unterliegt. Dieses kann auch das Gewicht des Ventils verringern.
Das Ventilelement und der Ventilkegel können auch vorgetestet werden,
bevor sie in den Ventilkörper
eingefügt
werden, um zu gewährleisten,
dass das Ventil den Betriebsspezifikationen entspricht. Der vorzusammengebaute
Ventilkegel und das vorzusammengebaute Ventilelement können auf
einfache Weise in den Ventilkörper
von einem Ende des Körpers
eingefügt
werden und können,
nachdem der Ventilkörper
mechanisch verformt ist, nicht aus dem Ventilkörper entfernt werden.
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Es
können
geeignete Dichtungen zwischen dem Ventilschaft und dem Ventilkegel
und/oder zwischen dem Ventilkegel und dem Ventilkörper geschaffen
werden, um zu verhindern, dass Fluid aus dem Ventil austritt.
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Somit
sollte angenommen werden, dass das rücksetzende Ventil der vorliegenden
Erfindung wenige Hartlöt/Schweißverbindungen
und wenige Bestandteile aufweist, wodurch die Herstellungs- und Zusammenbaukosten
verringert und Undichtheitspfade reduziert werden; und dass es im
Feld nicht auseinander genommen werden kann.
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Die
Erfindung wird in Diagrammform beispielhaft in den beiliegenden
Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
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1 eine
Draufsicht eines rücksetzenden Ventils,
das gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde;
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2 eine
Unteransicht des Ventils von 1;
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3 eine
Querschnitt-Seitenansicht des Ventils;
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4 eine
vergrößerte Ansicht
eines Abschnitts des in 3 gezeigten Ventils;
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5 eine
Querschnittendansicht des Ventils, im Wesentlichen entlang der durch
die Linien 5-5 in 4 gekennzeichnete Ebene; und
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6 eine
Querschnittendansicht des Ventils, im Wesentlichen entlang der durch
die Linien 6-6 in 4 beschriebenen Ebene.
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Unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen und anfängliche Bezugnahme auf 1 bis 3 wird ein
Ventil, das gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, im Allgemeinen mit 10 gekennzeichnet.
Das Ventil 10 ist ein rücksetzendes
Ventil, wie weiter unten noch im Detail beschrieben werden wird,
und weist einen Ventilkörper 12 mit einem
ersten und einem zweiten Port oder Durchgang 14, 15 auf.
Ein erstes und ein zweites Kupferrohr 16, 17 werden
an dem ersten bzw. dem zweiten Port 14, 15 befestigt
(z. B. hartgelötet,
geschweißt usw.).
Das erste und das zweite Rohr 16, 17 können in
geeigneter Weise (z. B. hartgelötet
oder geschweißt)
innerhalb eines Fluidsystems, beispielsweise innerhalb eines Kühlsystems,
fluidmäßig verbunden
werden, wie von einem durchschnittlichen Fachmann angenommen werden
wird.
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Typischerweise
handelt es sich beim ersten Rohr 16 um ein Einlassrohr,
welches Fluid im System zum ersten Port 14 leitet, welcher
als Einlassport betrachtet wird; und der zweite Port 15 agiert
als Auslassport, der Fluid zu einem zweiten Rohr 17 leitet, welches
als Auslassrohr gilt – es
sollte jedoch angenommen werden, dass das Ventil in umgekehrter Weise
angeschlossen sein könnte,
oder das Fluidsystem könnte
umgekehrt arbeiten, so dass die Begriffe „Einlass" und „Auslass" als austauschbar zu verstehen sind.
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Der
Ventilkörper 12 weist
ferner einen dritten oder Service-Port 20 (5)
auf, welcher sich stromabwärts
vom Einlass-Port 14 befindet. Der Service-Port 20 weist
ein kurzes Kupferanschlussstück oder
geschmiedetes Anschlussstück 21 auf,
welches auch an dem Ventilkörper 12 angebracht
(z. B. hartgelötet,
geschweißt,
geschmiedet usw.) und äußerlich
mit einem Gewinde versehen ist, um das Befestigen eines Außenrohrs
zu erleichtern. Das Anschlussstück 21 ist
durch eine Abdeckung 22 (1) geschützt, wenn
der Service-Port nicht in Verwendung ist. Der erste, der zweite
und der dritte Port 14, 15, 20 öffnen sich
in eine Ventilkammer 24, die zentral im Ventilkörper angeordnet
ist. Der Port 14 definiert einen kreisförmigen, vorderen oder zweiten Ventilsitz 25 im
Ventilkörper 12.
Es sollte festgehalten werden, dass sich der erste Port 14 mit
einem Ende des Ventilkörpers 12 überschneidet
und sich sowohl der zweite als auch der dritte Port 15 und 20 mit
dem Körper
im Wesentlichen senkrecht zum ersten Port überschneiden, wobei dies lediglich
Illustrationszwecken dient und sich der zweite und der dritte Port 15 und 20 mit
dem Ventilkörper
in anderen Winkeln als senkrechten Winkeln überschneiden könnten.
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Der
Ventilkörper
weist einen einstückigen Kolbenkegelrückhalteabschnitt
auf, der im Allgemeinen mit 26 bezeichnet ist und nach
außen
von einem Ende des Körpers
vorsteht, in einer entgegengesetzten axialen Richtung von der ersten Öffnung 14 zu
einem offenen Ende 27. Der Körperabschnitt 26 weist zu
Beginn der Herstellung des Ventilkörpers vorzugsweise eine im
Allgemeinen zylinderförmige
Konfiguration und eine Biegsamkeit auf, welches es ermöglicht,
dass der Abschnitt 26 mechanisch verformt (z. B. gequetscht,
geprägt
oder magnetisch verformt) wird, ist jedoch steif genug, um seine
Form über
einen langen Verwendungszeitraum hinweg zu behalten. Wie in 4 gezeigt,
wird innerhalb des Körperabschnitts 26 eine
ringförmige
Schulter 28 bereitgestellt, die radial nach innen zur mittleren
Achse des Ventilkörpers
vorsteht, stromaufwärts
vom Service-Port 20. Der Grund für das Vorhandensein der Schulter 28 wird
unten im Detail erläutert.
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Schließlich kann
der Ventilkörper 12 einen
integralen Flansch oder eine Prägung
aufweisen, mit 29 gekennzeichnet, um zu ermöglichen,
dass der Körper
an einer geeigneten Stelle im Fluidsystem befestigt wird.
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Der
Ventilkörper 12,
einschließlich
des Körperabschnitts 26,
wird vorzugsweise aus einem Leichtmetall (z. B. Messing) unter Anwendung
herkömmlicher
Techniken (z. B. Formen, Gestalten, Stanzen) ausgebildet, obwohl
er bei bestimmten Anwendungen auch aus Kunststoffen oder Elastomeren (oder
anderen geeigneten Materialien) hergestellt werden könnte.
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Das
Ventil 10 weist ferner einen Ventilkegel auf, im Allgemeinen
mit 30 gekennzeichnet, der innerhalb des Ventilkörpers 12 eng
aufgenommen wird, vorzugsweise mit einem Gleitsitz. Der Ventilkegel 30 weist
eine längliche,
im Allgemeinen zylinderförmige
Konfiguration auf, obwohl die Außenfläche entlang mindestens eines
Abschnitts des Ventilkegels vorzugsweise eine nicht-zylinderförmige Geometrie
aufweist. Wie in 6 gezeigt, sind auf entgegengesetzten
Seiten des Kegels Flachstellen 31 bereitgestellt. Ein Paar
Flachstellen wird bevorzugt, wobei der Ventilkegel jedoch auch andere äußere Geometrien
aufweisen könnte,
wie weiter unten beschrieben wird.
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Der
Ventilkegel 30 weist ferner eine zentrale Gewindedurchgangsbohrung 33 auf,
die sich von einem axialen Ende des Kegels zum anderen erstreckt. Die
Durchgangsbohrung weist ferner einen radial vergrößerten Gegenbohrungsabschnitt 35 am
stromaufwärtigen
Ende des Kegels auf. Ein hinterer oder erster kreisförmiger Ventilsitz 36 ist
am stromaufwärtigen
Ende des Kegels definiert und begrenzt das stromaufwärtige Ende
der Gegenbohrung 35. Ein ringförmiger Flansch, im Allgemeinen
mit 37 bezeichnet, steht radial nach innen in die Durchgangsbohrung
am stromabwärtigen
Ende des Kegels vor. Der ringförmige
Flansch 37 weist eine sich radial nach innen öffnende
Rille (kein Bezugszeichen) auf, welche eine O-Ring-Dichtung 39 aufnimmt
und hält.
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Der
Ventilkegel weist ferner eine ringförmige Rille 43 auf,
die nach außen
hin den Kegel zum stromaufwärtigen
Ende hin umgibt. Die Rille 43 ist axial ausgerichtet mit
und in Fluidkommunikation mit dem Service-Port 20 im Ventilkörper 12.
Die Rille 43 befindet sich ebenfalls in Fluidkommunikation
mit der Gegenbohrung 35 und zu diesem Zweck ist mindestens
eine und vorzugsweise eine Mehrzahl an radialen Öffnungen 47 im Kegel 30 (siehe 5)
bereitgestellt.
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Schließlich weist
der Ventilkegel 30 am stromabwärtigen Ende eine sich radial
nach außen öffnende
Rille 50 auf. Eine zweite O-Ring-Dichtung 52 wird
in der Rille 50 aufgenommen und gehalten.
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Der
Ventilkegel 30 kann aus einem Material hergestellt sein,
das für
die jeweilige Anwendung geeignet ist. Typischerweise ist dies Messing,
die vorliegende Erfindung zieht jedoch in Betracht, dass der Kegel
aus einem Material hergestellt werden könnte, das ein geringeres Gewicht
als Messing aufweist und kostengünstiger
als Messing ist, beispielsweise ein Kunststoff oder Elastomer.
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Das
Ventil weist ferner ein Ventilelement auf, das im Allgemeinen mit 56 gekennzeichnet
ist. Das Ventilelement 56 weist einen länglichen Ventilschaft 58 und
einen einstückigen
Ventilkopf 60 auf. Der Ventilschaft 58 weist einen
radial vergrößerten oder
breiteren Gewindeabschnitt 62 auf, der gewindemäßig mit
der Gewindedurchgangsbohrung 33 im Ventilkegel 30 zusammenwirkt,
so dass das Ventilelement in den Ventilkegel hineingeschraubt und
aus diesem herausgeschraubt werden kann. Der Ventilschaft weist
auch einen radial reduzierten oder engeren Abschnitt 64 auf,
der axial nach außen
von dem stromabwärtigen
Ende des Ventilkegels und nach außen vom Ende des Ventilkörpers vorsteht
und dadurch äußerlich
zugänglich
ist. Das distale Ende des Ventilschafts ist mit einer geeigneten
Geometrie (z. B. viereckig oder sechseckig) ausgebildet, um zu ermöglichen,
dass ein Werkzeug (z. B. ein Schraubenschlüssel) den Ventilschaft innerhalb
des Ventilkegels dreht.
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Der
engere Abschnitt 64 des Ventilschafts weist eine glatte
zylinderförmige
Außenfläche auf und
wird innerhalb des ringförmigen
Flansches 37 des Ventilkegels eng aufgenommen. Die O-Ring-Dichtung 39,
die von der Rille im Flansch 37 getragen wird, stellt eine
Fluiddichtung zwischen dem Ventilkegel 30 und dem Ventilschaft 58 bereit, wenn
der Schaft gedreht wird.
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Der
Ventilkopf 60 weist eine kreisförmige Konfiguration auf und
enthält
einen ringförmigen,
verjüngten
Abschnitt 68 auf seiner Rückseite (stromabwärtigen Seite),
welcher dichtend in den hinteren Ventilsitz 36 eingreift,
wenn das Ventilelement in eine Richtung in eine offene Position
gedreht wird. Der Ventilkopf 60 weist auch einen ringförmigen,
verjüngten
Abschnitt 70 auf seiner Vorderseite (stromaufwärtige Seite)
auf, welcher dichtend in den vorderen Ventilsitz 25 eingreift,
wenn das Ventilelement in einer entgegengesetzten Richtung in eine
geschlossene Position gedreht wird.
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Der
Ventilschaft und der Ventilkopf werden vorzugsweise einstückig miteinander
hergestellt, obwohl es möglich
ist, sie aus getrennten Stücken
herzustellen und diese später
miteinander zu verbinden. Auf jeden Fall wird das Ventilelement
auch vorzugsweise aus einem Material hergestellt, das für die jeweilige
Anwendung geeignet ist, wie Stahl, obwohl wiederum gilt, dass ein
Ventilschaft aus einem Material hergestellt werden könnte, das
kostengünstiger und
leichter als Stahl ist, wie beispielsweise ein Kunststoff oder Elastomer.
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Wie
oben angeführt,
erstreckt sich der Ventilschaft 64 nach außen vom
Ende des Ventilkörpers und
kann gedreht werden, um das Ventilelement in den Ventilkegel oder
aus dem Ventilkegel zu schrauben. Wenn das Ventilelement nicht gedreht
wird, kann eine schalenförmige
Abdeckung 74 am Ventilkörper 12 angebracht
werden, um den Ventilschaft und den Ventilkegel vor äußeren Elementen
zu schützen.
Zu diesem Zweck kann die Abdeckung einen Gewindeabschnitt 76 und
der Ventilkörper 12 einen
entsprechenden Gewindeabschnitt 78 aufweisen, welche es
ermöglichen,
dass die Abdeckung einfach auf den Ventilkörper geschraubt und von diesem
abgeschraubt wird. Natürlich
könnten
auch andere Techniken verwendet werden, um die Abdeckung am Ventilkörper zu
befestigen, beispielsweise ein Presssitz. Die Abdeckung kann auch
eine O-Ring-Dichtung oder Packung 80 tragen, um eine Dichtung
zwischen der Abdeckung und dem Ventilkörper zu schaffen. Die Abdeckung 74 kann
auch aus einem Material gebildet werden, das für die spezielle Anwendung geeignet
ist, wie ein Metall, ein Kunststoff oder ein Elastomer.
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Die
vorliegende Erfindung zieht auch ein einzigartiges Verfahren für den Zusammenbau
des Ventils in Betracht, welches die Zeit und den Aufwand für den Zusammenbau
verringert. Zu diesem Zweck werden das Ventilelement 56 und
der Ventilkegel 30 anfangs vorzusammengebaut, indem das
Element in den Kegel geschraubt wird. Die Toleranzen und anderen
funktionellen und betrieblichen Eigenschaften des Elements und des
Kegels (wie der dichtende Eingriff zwischen dem Ventilkopf 60 und
dem Ventilsitz 36) können
dann auf einfache Weise getestet werden, bevor es zum Zusammenbau
mit dem Körper 12 kommt.
Die O-Ringe 39 und 52 werden dann auf dem Ventilkegel
angeordnet, und der Unterzusammenbau kann danach durch das offene
Ende 27 des Ventilkörpers
eingefügt
werden. Der Ventilkegel wird axial in den Ventilkörper vom
offenen Ende 27 eingefügt, Ventilsitz
und Ventilkopf zuerst, bis das stromaufwärtige Ende des Kegels in die
Schulter 28 im Ventilkörper
eingreift. Dadurch wird der Unterzusammenbau axial korrekt im Körper angeordnet
und gewährleistet,
dass die Rille 43 im Kegel in Fluidkommunikation mit dem
Service-Port 20 ist. Die Drehausrichtung des Ventilkegels
innerhalb des Ventilkörpers
ist nicht wichtig, da die ringförmige
Rille 43 den Service-Port 20 mit der/den radialen Öffnung(en) 47 im
Ventilkegel 30 fluidmäßig ungeachtet
seiner Drehausrichtung verbindet.
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Der
Ventilkegel wird im Anschluss daran fest innerhalb des Ventilkörpers gehalten.
Obwohl dies auf verschiedene Arten erfolgen kann (z. B. durch Schweißen, Hartlöten, Schraubsitz),
wird bevorzugt, dass der Ventilkörper 12 mechanisch
verformt wird, um den Ventilkegel zu erfassen. Dadurch werden die Hartlöt-/Schweißverbindungen
verringert, die für
das Ventil erforderlich sind, und dies ermöglicht die Verwendung von kostengünstigeren
und leichteren Bestandteilen. Es wird bevorzugt, dass die mechanische
Verformung durch Mittel wie Quetschen, Prägen oder magnetisches Verformen
des Ventilkörpers erfolgt,
so dass der Ventilkörper
die Außenkonfiguration
des Ventilkegels annimmt. Wie oben erwähnt, weist der Ventilkegel
eine bestimmte äußere Geometrie
auf, und wenn der Ventilkörper mechanisch
um den Ventilkegel herum verformt wird, um die Geometrie anzunehmen,
verhindert die Geometrie des Ventilkegels, dass sich der Ventilkegel
in Bezug auf den Ventilkörper
dreht. Wie zuvor erwähnt,
könnte
diese Geometrie ein Paar Flachstellen auf dem Ventilkegel sein,
wobei jedoch klar sein sollte, dass andere Geometrien (wie eine
einzelne Flachstelle, mehrere Flachstellen, Rippen, Vertiefungen
usw.) ausreichen würden,
um den Ventilkörper
im Wesentlichen fest mit dem Ventilkegel zu verbinden. Wie ebenfalls
oben angeführt,
werden auch andere Mittel zum Befestigen des Ventilkegels und des
Ventilkörpers,
beispielsweise Verbinden durch Lappen, in Betracht gezogen. Auf
jeden Fall sollte angenommen werden, dass es nach der mechanischen
Verformung nicht möglich
ist, den Ventilkegel und das Ventilelement von dem Ventilkörper zu
entfernen (das heißt
natürlich,
nicht ohne beträchtlichen
Schaden am Ventil zu verursachen). Dadurch wird ein Auseinandernehmen des
Ventils im Feld und ein falsches Wiederzusammenbauen verhindert,
welche zu Undichtheiten, zu einem Auslaufen und zur Betriebsunfähigkeit
des Ventils führen
könnten.
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Damit
das Bewegen des Ventilkegels innerhalb des Ventilkörpers noch
einfacher verhindert werden kann, kann das stromabwärtige Ende
des Ventilkörpers
auch zum offenen Ende 27 hin verengt oder verjüngt werden,
wie bei 81. Eine solche Verengung kann durch Prägen oder
durch herkömmliche
Verformungsmittel erreicht werden. Dadurch wird der Kegel zwischen
der Schulter 28 und dem verengten Abschnitt eingefangen,
um eine axiale Bewegung des Ventilkegels innerhalb des Ventilkörpers zu
vermeiden. Somit befestigt die mechanische Verformung des Ventilkörpers den
Ventilkegel sicher am Ventilkörper
und verhindert eine relative Bewegung zwischen diesen.
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Nach
dem Zusammenbau des Ventils und dem Anschluss des Ventils innerhalb
eines Fluidsystems kann das Ventil in einer offenen, geschlossenen oder
mittleren Position verwendet werden. Das Ventil ist für normalen
Systembetrieb nützlich,
wo das Ventilelement 56 in eine offene Position gebracht
wird, wo sich der Ventilkopf 60 in dichtendem Eingriff
mit dem hinteren Ventilsitz 36 befindet und Fluid im Wesentlichen
ununterbrochen (ohne deutlichen Druckabfall) vom Einlassdurchgang 14 zum
Auslassdurchgang 15 fließen kann. Das Ventilelement 56 kann auch
in eine geschlossene Position bewegt werden, wo sich der Ventilkopf 60 in
dichtendem Eingriff mit dem vorderen Ventilsitz 25 befindet,
um während
der Wartung und des Versands einen Fluiddurchfluss durch das Ventil
zu verhindern. Das Ventilelement kann ferner in eine mittlere Position
(in 4 dargestellt) bewegt werden, wo der Ventilkopf 60 sowohl vom
vorderen als auch vom hinteren Ventilsitz beabstandet ist, so dass
ein Durchflusspfad zum Service-Durchgang geöffnet wird. Der Durchflusspfad kann
für das
Entleeren, Beladen, Rückgewinnen
und die Druckentnahme vom System verwendet werden. Die Schaftabdeckung 74 passt über das
Ende des Ventilkörpers,
um den Schaft zu umschließen,
wenn das Ventilelement nicht gedreht wird.
-
Wie
oben beschrieben, stellt die vorliegende Erfindung somit ein rücksetzendes
Ventil bereit, das wenige Hartlöt/Schweißverbindungen
und wenige Bestandteile aufweist, wodurch die Herstellungs- und Zusammenbaukosten
verringert und Undichtheitspfade reduziert werden; und wobei das
Ventil nicht im Feld auseinander genommen werden kann.