WO2014183928A1 - Ventilvorrichtung und ventilblock - Google Patents
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- WO2014183928A1 WO2014183928A1 PCT/EP2014/057111 EP2014057111W WO2014183928A1 WO 2014183928 A1 WO2014183928 A1 WO 2014183928A1 EP 2014057111 W EP2014057111 W EP 2014057111W WO 2014183928 A1 WO2014183928 A1 WO 2014183928A1
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16K3/00—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
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- F16K3/24—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with sealing faces shaped as surfaces of solids of revolution with cylindrical valve members
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Definitions
- Ventilvorrichtuna and valve block The invention relates to a valve device and a valve block.
- Valves for regulating gas quantities and for gas mixing are used in many fields of technology, be it e.g. in laboratory operation, in gas analysis, in gas production or in the production of e.g. Bulbs, semiconductors or screens.
- Needle valves used, however, in particular due to fine mechanical components, e.g. a storage of the needle with associated needle sleeve, are expensive to manufacture.
- US 2009/0145609 A1 shows a valve for a self-regulating flow control as a function of a viscosity of the fluid, wherein a valve insert of a porous material to be axially flowed through by the fluid is provided, whose porous surface is at least partially sealed off by a valve body that corresponds geometrically to the valve insert can be moved by either the valve core or the valve body is displaced relative to the other part.
- the valve core or the valve body may be spring loaded for this purpose.
- the displacement can be effected by means of the fluid itself, in that with high viscosity a greater relative displacement takes place against the spring force and thus a more complete exposure of the porous surface, or by manually adjusting the position of the valve insert relative to the valve body.
- the US 3,693,659 A shows a valve device with an annular valve insert made of a porous material which is mounted stationary in the valve device and in the radial direction can be flowed through from the inside to the outside, wherein within the valve means a valve body displaceable relative to the valve insert is arranged, by means of which the gas flow through the valve insert is adjustable.
- the object of the invention is to provide a device for metering gases, which is simple in construction and which is adjustable in a simple manner for metering the gas. It is advantageous if a cost-effective design or manufacture of the device can be ensured, in particular with a small number of individual parts.
- valve device according to claim 1 and a valve block according to claim 9.
- the invention is based on a valve device for a valve block for adjusting a flow rate of a gas, with
- valve body a means for positioning the valve body along a central longitudinal axis relative to the valve block for adjusting the flow rate
- a gas-permeable valve insert made of a porous
- valve insert is fixed to the valve body and can be positioned together with the valve body for adjusting the throughput.
- the positioning of the valve insert can be effected by means of the valve body and a gas flowable through the surface of the valve insert can be varied.
- the gas flow rate by varying the size of a flow-through surface of the Valve insert can be adjusted.
- valve insert is to be understood as meaning a single element of the valve device through which the entire gas flow is conducted and which can be positioned within a valve seat relative to a valve block in order to adjust the size of the area of the valve insert which can be flowed through by the gas flow.
- the internal volume is an annular cavity. More preferably, the size of the internal volume is constant regardless of the position of the valve core.
- the gas flow rate can thus be adjusted solely by means of variation of the permeable area. Other sizes do not change, whereby the gas flow rate over a wide range can be set in at least approximately the same, in particular a linear manner. This facilitates the regulation of the valve device.
- the valve body has an outer surface area, in particular a centering surface, on which a sealing element is provided for sealing the inner volume relative to the surroundings.
- the centering surface is designed for centering the valve body in the valve block.
- the sealing element is preferably arranged in a groove provided on the centering surface.
- the centering surface has a diameter which is larger than an outer diameter of the valve insert.
- a shoulder is formed on the valve body, by means of which a closed position of the valve device in the valve block can be defined.
- the valve body and the valve core are arranged in series one behind the other along the central longitudinal axis.
- the size of the permeable surface can be easily adjusted by shifting along the central longitudinal axis.
- the valve insert preferably has a gas inlet in the form of a jacket surface, in particular an outer jacket surface, and a gas outlet in the form of a jacket surface, in particular an inner jacket surface.
- the valve insert can be flowed through radially.
- the valve insert defines the inner volume and is arranged such that it can be flowed through in the radial direction transversely to the central longitudinal axis.
- a flow path of the gas extends in the radial direction through the valve core.
- the flow path through the valve core is preferably oriented substantially radially, ie without an axial directional component.
- the pressure loss is thus independent of an axial position of the valve device in the valve block.
- the gas flow rate is not adjusted via a flow resistance, but over the area to be flowed through by a given volume flow.
- valve insert is arranged such that it can be flowed through radially from the outside to the inside.
- valve core provides a gas inlet leading to the interior volume. More preferably, the inner volume is formed as an annular cavity.
- the valve insert is arranged between the valve body and a gas outlet piece.
- the gas can be passed out of the interior into a corresponding cavity of the valve block.
- the gas outlet piece has a geometrically adapted to the inner volume gas outlet, which deflects the gas in a radial direction.
- the valve insert is fixed by means of a fixing device on the valve body, which extends along the central longitudinal axis and engages in the valve body.
- a holding force exerted on the valve core by the fixing device can be easily adjusted.
- the valve core can be designed particularly simple in terms of design. The holding force can also be adjusted with respect to a seal between the valve body and the valve insert without a displacement / rotation of the valve insert must be made relative to the valve body during assembly of the valve core.
- the axial arrangement allows easy mounting, e.g. also a simple change of the valve core, e.g. from a valve insert with high flow resistance to a valve insert with a smaller flow resistance.
- the fixing device extends in the inner volume. More preferably, the valve insert is clamped by means of the fixing device between the valve body and the gas outlet piece.
- seals are provided at the interfaces between the respective parts, in particular O-rings.
- the fixing device is a screw which is arranged along the central longitudinal axis and engages in an internal thread of the valve body.
- valve body and the valve core have the same outer diameter.
- a sealing body arranged in a valve seat of the valve block can be optionally arranged on the valve insert or on the valve body. By arranging the sealing body on the valve body, a completely closed position of the valve device in the valve seat can be realized, in which no gas at all can flow through the valve device. Furthermore, the valve seat of the valve block can be easily constructed.
- a mounted valve device can be used in a simple manner in the axial direction in the valve seat.
- the gas outlet piece has a larger outer diameter than the valve core.
- valve insert is designed as a sleeve. It preferably consists at least partially of sintered material, in particular a ceramic. More preferably, the valve core is made entirely of a sintered ceramic. As a result, the valve insert can be provided as a simple, robust, cost-effective valve element, which can also be replaced in a simple manner.
- a sintered sleeve can have a high porosity, i. very fine pores with a diameter of e.g. less than 0.5 ⁇ . For very fine pores, even very small gas volumes or flow rates can be set accurately.
- a fine-pored, sintered material provides the advantage of a stable, uniformly structured material structure, for which a porosity can be set in a targeted manner.
- the material of the valve core is e.g. Stainless steel, ceramic or bronze.
- the valve core is made of ceramic.
- a ceramic valve insert can be made with a particularly smooth, low-friction surface, so that a relative displacement of a seal, in particular an O-ring, on the outer circumferential surface of the valve insert can be carried out in a low-friction manner. This provides a long life. No special seals need to be used, but standard O-rings can be used.
- the valve core is rotationally symmetrical, in particular as a one-piece pipe section body, and is arranged concentrically around the central longitudinal axis. More preferably, the valve core at its two end faces in each case an annular recess in which an O-ring can be arranged.
- the valve device has a manually operable adjusting device, wherein the adjusting device is mounted rotatably relative to the valve body on the valve body. In this way, the valve core can be easily brought into an axial position to set a desired gas flow rate.
- the adjusting device preferably engages in the valve body, wherein the axial position of the adjusting device is at least approximately fixed relative to the valve body.
- a valve block for adjusting a flow rate of a gas by means of a valve device preferably at least one valve device according to the invention, which can be arranged in a valve seat of the valve block, if it is provided according to the invention that the valve seat one preferably in a sealing body arranged in a groove of the valve block, on which a valve insert of the valve device can be brought into abutment, wherein the valve insert is displaceable relative to the sealing body.
- a simple structure with only one sealing body, in particular O-ring can be provided.
- the sealing body can limit the flow-through surface. In this way, the size (in particular the axial extent) of the flow-through outer jacket surface of the valve insert is adjustable, in particular with a constant length of a substantially radially through the valve insert aligned flow path of the gas.
- valve seat in the valve block can be simple.
- the valve seat can be formed exclusively by corresponding cavities for receiving the valve device and by the sealing body or the groove for the sealing body.
- the cavities can be formed as individual holes with a diameter differing from each other.
- Such a valve seat can be produced inexpensively.
- the sealing body is arranged in the flow direction of the gas downstream of an inlet channel of the valve block.
- the valve block has three along the valve seat successively arranged cavities, the one have different inner diameter. In this way, a centering or at least an axial guidance of the valve device in the valve seat in the first and third cavities take place, and in the second cavity, the adjustment of the size of the flow-through surface can take place.
- This arrangement provides the advantage of a functional separation and a compact construction of the valve device.
- the valve device can be made narrow, so that in a compact valve block, a plurality of valve devices can be arranged, for example for adjusting a gas mixture, for example a test gas with three or five or even more different gas components.
- the valve block has an inlet channel which leads to a central cavity of the three cavities, in particular centrally to the central cavity.
- an arrangement can be provided in which the valve insert can be easily sealed off from the inlet channel by axial displacement in the third cavity.
- valve block is designed such that the flow path of the gas from the inlet channel through the middle (second) cavity and through the internal volume of the valve device leads into the third cavity.
- FIG. 1 A valve block with four valve devices in a state of minimum dosage according to an embodiment of the invention.
- Figure 2b in a plan view in a schematic
- Figure 3b shows the valve block shown in Figure 3a, wherein a flow path is indicated.
- FIG. 6b shows the valve block shown in FIG. 6a, a flow path being indicated; and
- Figure 7 is a schematic sectional view in section
- a valve device 1 which has a knob 2 with a hexagon nut 2.1 and a cylinder screw 2.2, a retaining ring 3, a valve body 4 with a sealing element 5 arranged in a groove 4c, a valve core 6, a gas outlet piece 9, a spacer sleeve 10, a disc 1 1 and a fixing screw 12 for fixing the valve core 6 on the valve body 4 has.
- the cylinder screw 2.2 is rotatably connected to the adjusting head 2.
- a centering surface 4b is formed above and below the groove 4c, by means of which the valve device 1 in a valve block (not shown) can be centered.
- the valve insert 6 is designed as a sleeve, the two end faces on the valve body 4 and the gas outlet piece 9 come into abutment, wherein at the respective interface a first seal 8.1 (O-ring) or a second seal 8.2 (O-ring) is arranged ,
- the fixing screw 12 is arranged along a central longitudinal axis M of the valve device 1 within the valve insert 6 and engages in an internal thread 4a in the valve body 4 a.
- the fixing screw 12 can clamp the elements 4, 6, 9, 10 and 1 1 with each other, wherein the spacer sleeve 10 comes to rest on the gas outlet piece 9.
- the valve insert 6 has for this purpose a gas inlet in the form of an outer circumferential surface 6a and a gas outlet in the form of an inner circumferential surface 6b.
- the valve core 6 is made of a porous material and is preferably a one-piece, sintered body.
- the sintered material has a more or less large flow resistance, depending on the porosity.
- the gas can flow through the valve insert 6 in the shortest path by following at least approximately a flow path S (schematically indicated by the dashed block arrows) in the radial direction. Apart from the curvatures of the flow path S caused by the porosity, a length rs of the flow path corresponds to a wall thickness of the sleeve 6.
- a valve block 20 is shown, which four valve seats 20.1, 20.2, 20.3, 20.4 for each valve device 1 .1, 1 .2, 1 .3, 1 .4, wherein a fourth valve device 1 .4 am farthest downstream in the flow direction and is provided for metering a quantity of gas at a gas outlet 22.
- the valve block 20 has a flow channel 20 a, which is connected to each of the valve seats 20.1, 20.2, 20.3, 20.4 and with an outlet channel 22a. Gas flows through the flow channel 20a in the indicated x-direction.
- Fig. 2b further gas inlets 21 are provided with inlet channels 21 a, which are each connected to one of the three valve seats 20.1, 20.2, 20.3.
- the fourth valve seat 20.4 is connected via the flow channel 20a with the other valve seats.
- valve seat 20.3 In Fig. 3a, one of the valve seats 20.3 is shown, in which the corresponding metering valve 1 .3 is held by a holding plate 25.
- the holding plate 25 is fixed to an upper side of the valve block 20 and has an internal thread 25a into which the positioning device or cylinder head screw 2.2 engages.
- the valve seat 20.3 is essentially formed by a first cavity 27, a second cavity 28 and a groove 28a with a sealing body 26 (O-ring) arranged therein and a third cavity 29.
- the first cavity 27 has a cylindrical inner circumferential surface 27a, which is formed as a sliding surface with a suitably (low) surface roughness.
- the sealing member 5 can slide along, with a centering of the metering valve 1 .3 can be carried out by means of the centering surface 4b of the valve body 4.
- the outer circumferential surface 6a of the valve insert 6 can slide along the sealing body 26.
- the inlet passage 21 a leads to the second cavity 28.
- the gas outlet piece 9 has a centering surface 9a, by means of which the metering valve 1 .3 can be centered in the third cavity 29, so that the metering valve 1 .3 are aligned exactly along the central longitudinal axis M. can.
- a displacement of the valve device 1 relative to the valve block 20 is possible in that the cylinder screw 2.2 is rotated by means of the adjusting knob 2 (knurled nut) about the central longitudinal axis M and thereby displaced along the central longitudinal axis M relative to the holding plate 25.
- the cylinder screw 2.2 is rotatable relative to the valve body 4, so that a rotation of the cylinder screw 2.2 does not lead to a rotation of the valve body 4.
- the circlip 3 causes a tensile force of the Cylinder head screw 2.2. can be transferred to the valve body 4, and via a bottom of the cylinder screw 2.2, a compressive force can be exerted on the valve body 4 in order to shift the valve body 4 down.
- the metering valve 1 .3 In the illustrated position of the metering valve 1 .3, the metering valve 1 .3 is closed at most. In this position, a shoulder of the valve body 4 bears against a corresponding shoulder of the first cavity 27.
- a flow path S through the valve core 6 (schematically indicated by the dashed block arrows).
- a gas flow G (schematically indicated by the black block arrows) extends from the inlet channel 21 a to the second cavity 28, and from there substantially radially through the valve core 6 to the inner volume 7, in which the gas along the central longitudinal axis M down on the valve core 6 over flows up to the gas outlet piece 9.
- the gas leaves the metering valve and flows into the third cavity 29, which is connected to the outlet channel (not shown) of the valve block 20.
- FIG. 4 it is shown that all valves 1 .1, 1 .2, 1 .3, 1 .4 are arranged in a maximally closed position.
- the holding plates 25 are each connected to the valve block 20 by fastening means 24 (screws).
- valve block 20 with the metering valves 1 .1, 1 .2, 1 .3, 1 .4 is shown in each case in a maximally open position, which is explained in more detail in connection with FIG. 6a ,
- valve body 4 is shown in a position in which it was pulled up by means of the knurled nut 2 and the screw 2.2 to the holding plate 25. In this position, the valve insert 6 projects into the first cavity 27. The valve insert 6 is arranged in the first cavity 27 and the second cavity 28 and was displaced out of the third cavity 29. As in the maximum closed position (shown in FIG. 4), the metering valve 1 .1 is centered over the centering surface 9 a of the gas outlet piece 9 in the third cavity 29. A lower end of the valve core 6 abuts the sealing body 26. The valve core 6 can almost over its entire Length be subjected to gas.
- the valve insert 6 is arranged at least approximately centrally with respect to the inlet channel 21 a.
- a gas flow hits the center of the outer surface of the valve core 6, as described in more detail in Fig. 6b.
- a flow path S through the valve core 6 (schematically indicated by the dashed block arrows).
- a gas flow G (indicated schematically by the black block arrows) extends from the inlet channel 21 a to the second cavity 28, and from there substantially radially through the valve core 6 to the inner volume 7, in which the gas along the central longitudinal axis M down on the valve core 6 over flows up to the gas outlet piece 9.
- the gas leaves the metering valve and flows into the third cavity 29, which is connected to the outlet channel (not shown) of the valve block 20.
- FIG. 7 it is shown that all valves 1 .1, 1 .2, 1 .3, 1 .4 are arranged in a maximally closed position.
- the flow channel 20a leads to the second cavity 28 of the fourth valve seat 1 .4 in the flow direction and opens at least approximately in the middle in the second cavity 28. In this arrangement, the gas hits the center of the valve insert 6.
- This arrangement of the fourth valve seat 1 .4 relative to the flow channel 20a and the first three valve seats 1 .1, 1 .2, 1 .3 can be achieved by a heel on the valve block 20.
- the flow channel 20a can be designed as a straight bore.
- Valve device .1 (first) gas composition metering valve .2 (second) gas composition metering valve .3 (third) gas composition metering valve .4
- Gas outlet metering valve Manually operable actuator (knob), especially (knurled) nut .1 (Hexagon nut) .2
- Positioning device especially (cylinder) screw Circlip Valve body a Internal thread b Centering surface c Groove 5 sealing element, in particular O-ring
- Valve insert in particular (sintered) sleeve
- valve insert 7 inner circumferential surface of the valve insert 7 can be traversed by the gas volume inside, in particular annular cross-section cavity in the valve device
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Abstract
Ventile zur Regelung von Gasmengen und zur Gasmischung, z. B. Nadelventile, sind meist aufwändig aufgebaut und dementsprechend nur auf kostenaufwändige Weise herstellbar. Alternativ zu Nadelventilen können Ventile eingesetzt werden, die einen vom Gas durchströmbaren, porösen Ventileinsatz aufweisen. Die Erfindung geht aus von einer Ventilvorrichtung (1) für einen Ventilblock (20) zum Einstellen eines Durchsatzes eines Gases, mit einem Ventilkörper (4); einer Einrichtung zum Positionieren des Ventilkörpers (4) entlang einer Mittenlängsachse (M) relativ zum Ventilblock (20) zum Einstellen des Durchsatzes; einem vom Gas durchströmbaren Ventileinsatz (6) aus einem porösen Material; einem von der Ventilvorrichtung (1) umgrenzten Innenvolumen (7) zum Leiten des Gases durch die Ventilvorrichtung (1). Die Erfindung schlägt vor, dass der Ventileinsatz (6) am Ventilkörper (4) fixiert ist und zusammen mit dem Ventilkörper (4) zum Einstellen des Durchsatzes positionierbar ist. Hierdurch kann eine einfach aufgebaute, robuste Ventilvorrichtung bereitgestellt werden. Die Erfindung betrifft ferner einen Ventilblock (20) zum Einstellen eines Durchsatzes eines Gases mittels einer solchen Ventilvorrichtung (1).
Description
Ventilvorrichtuna und Ventilblock Die Erfindung betrifft eine Ventilvorrichtung sowie einen Ventilblock.
Ventile zur Regelung von Gasmengen und zur Gasmischung werden in vielen Bereichen der Technik eingesetzt, sei es z.B. im Laborbetrieb, bei der Gasanalytik, bei der Gasherstellung oder bei der Herstellung von z.B. Leuchtmitteln, Halbleitern oder Bildschirmen. Zur Regelung kleinster Gasmengen werden z.B. Nadelventile eingesetzt, die jedoch insbesondere aufgrund feinmechanischer Komponenten, z.B. einer Lagerung der Nadel mit zugehöriger Nadelhülse, kostenaufwändig in der Herstellung sind.
Die US 2009/0145609 A1 zeigt ein Ventil für eine selbstregulierende Durchflussregelung in Abhängigkeit von einer Viskosität des Fluids, wobei ein vom Fluid axial zu durchströmender Ventileinsatz aus einem porösen Material vorgesehen ist, dessen poröse Oberfläche zumindest teilweise durch einen geometrisch mit dem Ventileinsatz korrespondierenden Ventilkörper abgeschottet werden kann, indem entweder der Ventileinsatz oder der Ventilkörper relativ zu dem jeweils anderen Teil verlagert wird. Der Ventileinsatz oder der Ventilkörper kann für diesen Zweck federbelastet gelagert sein. Die Verlagerung kann mittels des Fluids selbst erfolgen, indem bei hoher Viskosität eine stärkere relative Verlagerung gegen die Federkraft und damit ein vollständigeres Freilegen der porösen Oberfläche erfolgt, oder indem die Position des Ventileinsatzes relativ zum Ventilkörper manuell eingestellt wird.
Die US 3,693,659 A zeigt eine Ventileinrichtung mit einem ringförmigen Ventileinsatz aus einem porösen Material, welcher in der Ventileinrichtung ortsfest gelagert ist und in radialer Richtung von innen nach außen durchströmbar ist, wobei innerhalb der Ventileinrichtung ein relativ zum Ventileinsatz verlagerbarer Ventilkörper angeordnet ist, mittels welchem ein den Ventileinsatz durchströmender Gasdurchsatz einstellbar ist.
Aufgabe der Erfindung ist, eine Vorrichtung zum Dosieren von Gasen bereitzustellen, welche einfach aufgebaut ist bzw. welche auf einfache Weise zum Dosieren des Gases einstellbar ist. Dabei ist es vorteilhaft, wenn auch eine kostengünstige Bauform bzw. Herstellung der Vorrichtung sichergestellt werden kann, insbesondere mit einer geringen Anzahl einzelner Teile.
Diese Aufgabe wird durch eine Ventilvorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie einen Ventilblock gemäß Anspruch 9 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung geht aus von einer Ventilvorrichtung für einen Ventilblock zum Einstellen eines Durchsatzes eines Gases, mit
einem Ventilkörper;
einer Einrichtung zum Positionieren des Ventilkörpers entlang einer Mittenlängsachse relativ zum Ventilblock zum Einstellen des Durchsatzes;
einem vom Gas durchströmbaren Ventileinsatz aus einem porösen
Material;
einem von der Ventilvorrichtung umgrenzten Innenvolumen zum Leiten des Gases durch die Ventilvorrichtung. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass der Ventileinsatz am Ventilkörper fixiert ist und zusammen mit dem Ventilkörper zum Einstellen des Durchsatzes positionierbar ist. Hierdurch kann die Positionierung des Ventileinsatzes mittels des Ventilkörpers erfolgen und eine vom Gas durchströmbare Fläche des Ventileinsatzes kann variiert werden. Mit anderen Worten kann der Gasdurchsatz durch Variation der Größe einer durchströmbaren Fläche des
Ventileinsatzes eingestellt werden. Durch die Erfindung können die Herstellungskosten beträchtlich gesenkt werden, schätzungsweise um die Hälfte im Vergleich zu den bisher vielfach eingesetzten Nadelventilen.
Unter Ventileinsatz ist im Sinne der Erfindung bevorzugt ein einzelnes Element der Ventilvorrichtung zu verstehen, durch welches der gesamte Gasstrom geleitet wird, und welches innerhalb eines Ventilsitzes relativ zu einem Ventilblock positionierbar ist, um die Größe der von dem Gasstrom durchströmbaren Fläche des Ventileinsatzes einzustellen.
Bevorzugt ist das Innenvolumen eine ringförmige Kavität. Weiter bevorzugt ist die Größe des Innenvolumens unabhängig von der Position des Ventileinsatzes konstant. Der Gasdurchsatz kann somit allein mittels Variation der durchströmbaren Fläche eingestellt werden. Andere Größen ändern sich nicht, wodurch der Gasdurchsatz über einen breiten Bereich auf zumindest annähernd gleiche, insbesondere lineare Weise eingestellt werden kann. Dies erleichtert die Regelung der Ventilvorrichtung.
Bevorzugt weist der Ventilkörper eine Au ßenmantelfläche, insbesondere eine Zentrierfläche auf, an welcher ein Abdichtelement zum Abdichten des Innenvolumens gegenüber der Umgebung vorgesehen ist. Die Zentrierfläche ist zur Zentrierung des Ventilkörpers im Ventilblock ausgebildet. Das Abdichtelement ist bevorzugt in einer an der Zentrierfläche vorgesehenen Nut angeordnet.
Gemäß einer Variante weist die Zentrierfläche einen Durchmesser auf, welcher größer ist als ein Au ßendurchmesser des Ventileinsatzes. Bevorzugt ist am Ventilkörper ein Absatz ausgebildet, mittels welchem einee geschlossene Position der Ventilvorrichtung im Ventilblock definierbar ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform sind der Ventilkörper und der Ventileinsatz in Reihe hintereinander entlang Mittenlängsachse angeordnet. Hierdurch kann ein einfacher Aufbau bereitgestellt werden. Die Größe der durchströmbaren Fläche kann durch Verlagerung entlang der Mittenlängsachse einfach eingestellt werden.
Bevorzugt weist der Ventileinsatz einen Gaseinlass in Form einer Mantelfläche, insbesondere einer Außenmantelfläche, sowie einen Gasauslass in Form einer Mantelfläche, insbesondere einer Innenmantelfläche auf. Hierdurch ist der Ventileinsatz radial durchströmbar. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umgrenzt der Ventileinsatz das Innenvolumen und ist derart angeordnet, dass er in radialer Richtung quer zur Mittenlängsachse durchströmbar ist. Mit anderen Worten erstreckt sich ein Strömungspfad des Gases in radialer Richtung durch den Ventileinsatz. Der Strömungspfad durch den Ventileinsatz ist bevorzugt im Wesentlichen radial ausgerichtet, also ohne eine axiale Richtungskomponente. Hierdurch kann die Länge des durch den Ventileinsatz zurückzulegenden Weges und damit ein Druckverlust minimiert werden. Der Druckverlust ist damit unabhängig von einer axialen Position der Ventilvorrichtung im Ventilblock. Der Gasdurchsatz wird nicht über einen Strömungswiderstand eingestellt, sondern über die von einem vorgegebenen Volumenstrom zu durchströmende Fläche.
Bevorzugt ist der Ventileinsatz derart angeordnet, dass er radial von außen nach innen durchströmbar ist.
Weiter bevorzugt stellt der Ventileinsatz einen zu dem Innenvolumen führenden Gaseinlass bereit. Weiter bevorzugt ist das Innenvolumen als ringförmige Kavität ausgebildet.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Ventileinsatz zwischen dem Ventilkörper und einem Gasaustrittsstück angeordnet. Hierdurch kann das Gas aus dem Innenraum heraus in eine korrespondierende Kavität des Ventilblocks geleitet werden. Bevorzugt weist das Gasaustrittsstück einen geometrisch auf das Innenvolumen angepassten Gasauslass auf, welcher das Gas in eine radiale Richtung umlenkt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Ventileinsatz mittels einer Fixiereinrichtung am Ventilkörper fixiert, die sich entlang der Mittenlängsachse erstreckt und in den Ventilkörper eingreift. Hierdurch kann ein einfacher Aufbau der Ventilvorrichtung erzielt werden. Ferner kann eine von der Fixiereinrichtung auf den Ventileinsatz ausgeübte Haltekraft auf einfache Weise eingestellt werden. Durch eine separate Fixiereinrichtung kann der Ventileinsatz in konstruktiver Hinsicht besonders einfach ausgebildet werden. Die Haltekraft kann auch im Hinblick auf eine Abdichtung zwischen dem Ventilkörper und dem Ventileinsatz eingestellt werden, ohne dass bei der Montage des Ventileinsatzes eine Verlagerung/Verdrehung des Ventileinsatzes relativ zum Ventilkörper erfolgen muss.
Die axiale Anordnung ermöglicht eine einfache Montage, z.B. auch einen einfachen Wechsel des Ventileinsatzes, z.B. von einem Ventileinsatz mit hohem Strömungswiderstand zu einem Ventileinsatz mit kleinerem Strömungs- widerstand. Bevorzugt erstreckt sich die Fixiereinrichtung im Innenvolumen. Weiter bevorzugt ist der Ventileinsatz mittels der Fixiereinrichtung zwischen dem Ventilkörper und dem Gasaustrittsstück eingespannt.
Bevorzugt sind an den Schnittstellen zwischen den jeweiligen Teilen Dichtungen vorgesehen, insbesondere O-Ringe. Bevorzugt ist die Fixiereinrichtung eine Schraube, welche entlang der Mittenlängsachse angeordnet ist und in ein Innengewinde des Ventilkörpers eingreift.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weisen der Ventilkörper und der Ventileinsatz denselben Au ßendurchmesser auf. Gemäß einer Variante ist ein in einem Ventilsitz des Ventilblocks angeordneter Abdichtungskörper wahlweise am Ventileinsatz oder am Ventilkörper anordenbar. Durch eine Anordnung des Abdichtungskörpers am Ventilkörper ist eine vollständig geschlossene Position der Ventilvorrichtung im Ventilsitz realisierbar, in welcher überhaupt kein Gas mehr durch die Ventilvorrichtung strömen kann. Ferner kann der Ventilsitz des Ventilblocks einfach aufgebaut werden. Eine montierte Ventilvorrichtung kann dabei auf einfache Weise in axialer Richtung in den Ventilsitz eingesetzt werden.
Bevorzugt weist das Gasaustrittsstück einen größeren Außendurchmesser auf als der Ventileinsatz. Hierdurch kann eine Zentrierung der Ventilvorrichtung mittels des Gasaustrittsstücks erfolgen, ohne dass der Ventileinsatz eine korrespondierenden Zentrierfläche des Ventilblocks kontaktiert. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Ventileinsatz als Hülse ausgebildet. Bevorzugt besteht er zumindest teilweise aus gesintertem Material, insbesondere einer Keramik. Weiter bevorzugt besteht der Ventileinsatz vollständig aus einer gesinterten Keramik. Hierdurch kann der Ventileinsatz als ein einfach aufgebautes, robustes, kostengünstiges Ventilelement bereitgestellt werden, welches auch auf einfache Weise ausgetauscht werden kann.
Eine Sinterhülse kann dabei eine hohe Porosität aufweisen, d.h. sehr feine Poren mit einem Durchmesser von z.B. weniger als 0,5 μιτι. Bei sehr feinen Poren können auch sehr kleine Gasmengen oder -durchflüsse auf genaue Weise eingestellt werden. In Verbindung mit der Hülsenform liefert ein feinporiges, gesintertes Material den Vorteil einer stabilen, gleichförmig strukturierten Materialstruktur, für welche eine Porosität gezielt eingestellt werden kann.
Das Material des Ventileinsatzes ist z.B. Edelstahl, Keramik oder Bronze. Bevorzugt ist der Ventileinsatz aus Keramik ausgeführt. Ein Ventileinsatz aus Keramik kann mit einer besonders glatten, reibungsarmen Oberfläche ausgeführt werden, so dass eine relative Verschiebung einer Dichtung, insbesondere eines O-Rings, auf der Außenmantelfläche des Ventileinsatzes auf reibungsarme Weise erfolgen kann. Dies liefert eine lange Lebensdauer. Es müssen keine Spezialdichtungen eingesetzt werden, sondern es können Standard-O-Ringe verwendet werden.
Bevorzugt ist der Ventileinsatz rotationssymmetrisch ausgebildet, insbesondere als ein einstückiger Rohrabschnittskörper, und ist konzentrisch um die Mittenlängsachse angeordnet. Weiter bevorzugt weist der Ventileinsatz an seinen beiden stirnseitigen Enden jeweils eine ringförmige Ausnehmung auf, in welcher ein O-Ring anordenbar ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Ventilvorrichtung eine manuell betätigbare Stellvorrichtung auf, wobei die Stellvorrichtung verdrehbar gegenüber dem Ventilkörper am Ventilkörper gelagert ist. Hierdurch kann der Ventileinsatz auf einfache Weise in eine axiale Position gebracht werden, um einen gewünschten Gasdurchsatz einzustellen. Die Stellvorrichtung greift bevorzugt in den Ventilkörper ein, wobei die axiale Position der Stellvorrichtung relativ zu dem Ventilkörper zumindest annähernd fix ist.
Die zuvor genannte Aufgabe wird, wie erwähnt, auch gelöst durch einen Ventilblock zum Einstellen eines Durchsatzes eines Gases mittels einer Ventilvorrichtung, vorzugsweise mindestens einer erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung, welche in einem Ventilsitz des Ventilblocks anordenbar ist, wenn erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass der Ventilsitz einen vorzugsweise in einer Nut des Ventilblocks angeordneten Abdichtungskörper aufweist, an dem ein Ventileinsatz der Ventilvorrichtung zur Anlage bringbar ist, wobei der Ventileinsatz relativ zum Abdichtungskörper verlagerbar ist. Hierdurch kann ein einfacher Aufbau mit nur einem Abdichtungskörper, insbesondere O-Ring, bereitgestellt werden. Der Abdichtungskörper kann dabei die durchströmbare Fläche begrenzen. Auf diese Weise ist die Größe (insbesondere die axiale Erstreckung) der durchströmbaren Außenmantelfläche des Ventileinsatzes einstellbar, insbesondere bei konstanter Länge eines im Wesentlichen radial durch den Ventileinsatz ausgerichteten Strömungspfades des Gases.
Dabei kann der Ventilsitz im Ventilblock einfach aufgebaut sein. Der Ventilsitz kann ausschließlich durch korrespondierende Kavitäten zur Aufnahme der Ventilvorrichtung sowie durch den Abdichtungskörper bzw. die Nut für den Abdichtungskörper gebildet sein. Die Kavitäten können als einzelne Bohrungen mit voneinander abweichendem Durchmesser ausgebildet sein. Ein solcher Ventilsitz kann kostengünstig hergestellt werden.
Bevorzugt ist der Abdichtungskörper in Strömungsrichtung des Gases stromab eines Einlasskanals des Ventilblocks angeordnet. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Ventilblock drei entlang des Ventilsitzes hintereinander angeordnete Kavitäten auf, die einen
voneinander abweichenden Innendurchmesser aufweisen. Hierdurch kann eine Zentrierung oder zumindest eine axiale Führung der Ventilvorrichtung im Ventilsitz in der ersten und dritten Kavität erfolgen, und in der zweiten Kavität kann das Einstellen der Größe der durchströmbaren Fläche erfolgen. Diese Anordnung liefert den Vorteil einer funktionalen Trennung und eines kompakten Aufbaus der Ventilvorrichtung. Dabei kann die Ventilvorrichtung schmal ausgeführt werden, so dass in einem kompakten Ventilblock eine Vielzahl von Ventilvorrichtungen anordenbar sind, z.B. zum Einstellen eines Gasgemisches, z.B. eines Prüfgases mit drei oder fünf oder noch mehr unterschiedlichen Gasbestandteilen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Ventilblock einen Einlasskanal auf, der zu einer mittleren Kavität der drei Kavitäten, insbesondere mittig zu der mittleren Kavität führt. Hierdurch kann eine Anordnung bereitgestellt werden, bei welcher der Ventileinsatz durch axiale Verlagerung in die dritte Kavität von dem Einlasskanal auf einfache Weise abgeschottet werden kann.
Bevorzugt ist der Ventilblock derart ausgebildet, dass der Strömungspfad des Gases vom Einlasskanal durch die mittlere (zweite) Kavität und durch das Innenvolumen der Ventilvorrichtung in die dritte Kavität führt. In den nachfolgenden Zeichnungsfiguren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben.
Es zeigen:
Figur 1 in einer Schnittansicht in schematischer
Darstellung eine Ventilvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Figur 2a in einer Schnittansicht in schematischer
Darstellung einen Ventilblock mit vier Ventilvorrichtungen in einem Zustand minimaler Dosierung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Figur 2b in einer Draufsicht in schematischer
Darstellung den in der Fig. 2a gezeigten Ventilblock;
Figur 3a in einer Schnittansicht in schematischer
Darstellung den in der Fig. 2a gezeigten
Ventilblock gemäß dem Schnitt A-A;
Figur 3b den in der Fig. 3a gezeigten Ventilblock, wobei ein Strömungspfad angedeutet ist;
Figur 4 in einer Schnittansicht in schematischer
Darstellung den in der Fig. 2b gezeigten
Ventilblock gemäß dem Schnitt B-B;
Figur 5a in einer Schnittansicht in schematischer
Darstellung den in der Fig. 2a gezeigten Ventilblock, hier jedoch in einem Zustand maximaler Dosierung;
Figur 5b in einer Draufsicht in schematischer
Darstellung den in der Fig. 5a gezeigten Ventilblock;
Figur 6a in einer Schnittansicht in schematischer
Darstellung den in der Fig. 5a gezeigten
Ventilblock gemäß dem Schnitt A-A;
Figur 6b den in der Fig. 6a gezeigten Ventilblock, wobei ein Strömungspfad angedeutet ist; und Figur 7 in einer Schnittansicht in schematischer
Darstellung den in der Fig. 5b gezeigten Ventilblock gemäß dem Schnitt B-B.
In der Fig. 1 ist eine Ventilvorrichtung 1 gezeigt, die einen Einstellknopf 2 mit einer Sechskantmutter 2.1 und einer Zylinderschraube 2.2, einen Sicherungsring 3, einen Ventilkörper 4 mit einem daran in einer Nut 4c angeordneten Abdichtelement 5, einen Ventileinsatz 6, ein Gasaustrittsstück 9,
eine Distanzhülse 10, eine Scheibe 1 1 und eine Fixierschraube 12 zum Fixieren des Ventileinsatzes 6 am Ventilkörper 4 aufweist. Die Zylinderschraube 2.2 ist drehfest mit dem Einstellkopf 2 verbunden. Am Ventilkörper 4 ist oberhalb und unterhalb der Nut 4c eine Zentrierfläche 4b ausgebildet, mittels welcher die Ventilvorrichtung 1 in einem Ventilblock (nicht dargestellt) zentriert werden kann.
Der Ventileinsatz 6 ist als Hülse ausgebildet, deren beide Stirnflächen am Ventilköper 4 bzw. am Gasaustrittsstück 9 zur Anlage kommen, wobei an der jeweiligen Schnittstelle eine erste Dichtung 8.1 (O-Ring) bzw. eine zweite Dichtung 8.2 (O-Ring) angeordnet ist. Die Fixierschraube 12 ist entlang einer Mittenlängsachse M der Ventilvorrichtung 1 innerhalb vom Ventileinsatz 6 angeordnet und greift in ein Innengewinde 4a in den Ventilkörper 4 ein. Die Fixierschraube 12 kann die Elemente 4, 6, 9, 10 und 1 1 miteinander verspannen, wobei die Distanzhülse 10 am Gasaustrittsstück 9 zur Anlage kommt. Zwischen der Fixierschraube 12 und dem Ventileinsatz 6 ist ein Innenvolumen 7 gebildet, durch welches Gas strömen kann, nachdem es den Ventileinsatz 6 in radialer Richtung durchströmt hat. Der Ventileinsatz 6 weist hierzu einen Gaseinlass in Form einer Außenmantelfläche 6a sowie einen Gasauslass in Form einer Innenmantelfläche 6b auf. Der Ventileinsatz 6 besteht aus einem porösen Material und ist bevorzugt ein einstückiger, gesinterter Körper. Das Sintermaterial weist je nach Porosität einen mehr oder weniger großen Strömungswiderstand auf. Das Gas kann den Ventileinsatz 6 auf dem kürzesten Weg durchströmen, indem es zumindest annähernd einem Strömungspfad S (schematisch angedeutet durch die gestrichelten Blockpfeile) in radialer Richtung folgt. Abgesehen von den durch die Porosität bedingten Krümmungen des Strömungspfades S entspricht eine Länge rs des Strömungspfades einer Wandstärke der Hülse 6.
In der Fig. 2a ist ein Ventilblock 20 gezeigt, welcher vier Ventilsitze 20.1 , 20.2, 20.3, 20.4 für je eine Ventilvorrichtung 1 .1 , 1 .2, 1 .3, 1 .4 aufweist, wobei eine vierte Ventilvorrichtung 1 .4 am weitesten stromab in Strömungsrichtung angeordnet ist und zum Dosieren einer Gasmenge an einem Gasauslass 22 vorgesehen ist. Der Ventilblock 20 weist einen Strömungskanal 20a auf, welcher
mit jedem der Ventilsitze 20.1 , 20.2, 20.3, 20.4 sowie mit einem Auslasskanal 22a verbunden ist. Gas strömt in der angedeuteten x-Richtung durch den Strömungskanal 20a.
In der Fig. 2b sind ferner Gaseinlässe 21 mit Einlasskanälen 21 a vorgesehen, die jeweils mit einem der drei Ventilsitze 20.1 , 20.2, 20.3 verbunden sind. Der vierte Ventilsitz 20.4 ist über den Strömungskanal 20a mit den anderen Ventilsitzen verbunden.
In der Fig. 3a ist einer der Ventilsitze 20.3 gezeigt, in welchem das entsprechende Dosierventil 1 .3 mittels einer Halteplatte 25 gehalten ist. Die Halteplatte 25 ist an einer Oberseite des Ventilblocks 20 fixiert und weist ein Innengewinde 25a auf, in welches die Positioniereinrichtung bzw. Zylinderschraube 2.2 eingreift. Der Ventilsitz 20.3 ist im Wesentlichen durch eine erste Kavität 27, eine zweite Kavität 28 und einer Nut 28a mit einem darin angeordneten Abdichtungskörper 26 (O-Ring) sowie einer dritten Kavität 29 gebildet. Die erste Kavität 27 weist eine zylindrische Innenmantelfläche 27a auf, welche als Gleitfläche mit einer zweckdienlicher Weise (niedrigen) Oberflächenrauhigkeit ausgebildet ist. An dieser Innenmantelfläche 27a kann das Abdichtelement 5 entlanggleiten, wobei eine Zentrierung des Dosierventils 1 .3 mittels der Zentrierfläche 4b des Ventilkörpers 4 erfolgen kann. Ebenso kann die Außenmantelfläche 6a des Ventileinsatzes 6 am Abdichtungskörper 26 entlanggleiten. Der Einlasskanal 21 a führt zu der zweiten Kavität 28. Das Gasaustrittsstück 9 weist eine Zentrierfläche 9a auf, mittels welcher das Dosierventil 1 .3 in der dritten Kavität 29 zentriert werden kann, so dass das Dosierventil 1 .3 exakt entlang der Mittenlängsachse M ausgerichtet werden kann.
Eine Verlagerung der Ventilvorrichtung 1 relativ zum Ventilblock 20 ist dadurch möglich, dass die Zylinderschraube 2.2 mittels des Einstellknopfes 2 (Rändelmutter) um die Mittenlängsachse M gedreht wird und dabei entlang der Mittenlängsachse M relativ zu der Halteplatte 25 verlagert wird. Die Zylinderschraube 2.2 ist relativ zu dem Ventilkörper 4 verdrehbar, so dass eine Rotation der Zylinderschraube 2.2 nicht zu einer Rotation des Ventilkörpers 4 führt. Der Sicherungsring 3 bewirkt dabei, dass eine Zugkraft von der
Zylinderschraube 2.2. auf den Ventilkörper 4 übertragbar ist, und über eine Unterseite der Zylinderschraube 2.2 kann eine Druckkraft auf den Ventilkörper 4 ausgeübt werden, um den Ventilkörper 4 nach unten zu verlagern.
In der gezeigten Position des Dosierventils 1 .3 ist das Dosierventil 1 .3 maximal geschlossen. In dieser Position liegt ein Absatz des Ventilkörpers 4 an einem korrespondierenden Absatz der ersten Kavität 27 an.
In der Fig. 3b ist ein Strömungspfad S durch den Ventileinsatz 6 (schematisch durch die gestrichelten Blockpfeile) angedeutet. Ein Gasstrom G (schematisch angedeutet durch die schwarzen Blockpfeile) verläuft vom Einlasskanal 21 a zu der zweiten Kavität 28, und von dort im Wesentlichen radial durch den Ventileinsatz 6 zum Innenvolumen 7, in welchem das Gas entlang der Mittenlängsachse M nach unten am Ventileinsatz 6 vorbei bis hin zum Gasaustrittsstück 9 strömt. Am Gasaustrittsstück 9 verlässt das Gas das Dosierventil und strömt in die dritte Kavität 29, welche mit dem Auslasskanal (nicht dargestellt) des Ventilblocks 20 verbunden ist.
In der Fig. 4 ist gezeigt, dass alle Ventile 1 .1 , 1 .2, 1 .3, 1 .4 in einer maximal geschlossenen Position angeordnet sind. Die Halteplatten 25 sind jeweils durch Befestigungsmittel 24 (Schrauben) mit dem Ventilblock 20 verbunden.
In den Fig. 5a und Fig. 5b ist der Ventilblock 20 mit den Dosierventilen 1 .1 , 1 .2, 1 .3, 1 .4 jeweils in einer maximal offenen Position gezeigt, welche im Zusammenhang mit der Fig. 6a näher erläutert wird.
In der Fig. 6a ist der Ventilkörper 4 in einer Position gezeigt, in welcher er mittels der Rändelmutter 2 bzw. der Schraube 2.2 bis an die Halteplatte 25 hochgezogen wurde. In dieser Position ragt der Ventileinsatz 6 bis in die erste Kavität 27. Der Ventileinsatz 6 ist in der ersten Kavität 27 und der zweiten Kavität 28 angeordnet und wurde aus der dritten Kavität 29 heraus verlagert. Das Dosierventil 1 .1 ist wie auch in der (in der Fig. 4 gezeigten) maximal geschlossenen Position über die Zentrierfläche 9a des Gasaustrittsstücks 9 in der dritten Kavität 29 zentriert. Ein unteres Ende des Ventileinsatzes 6 liegt am Abdichtungskörper 26 an. Der Ventileinsatz 6 kann nahezu über seine gesamte
Länge mit Gas beaufschlagt werden. Der Ventileinsatz 6 ist dabei zumindest annähernd mittig in Bezug auf den Einlasskanal 21 a angeordnet. Ein Gasstrom trifft dabei mittig auf die Außenmantelfläche des Ventileinsatzes 6, wie in Fig. 6b näher beschrieben. In der Fig. 6b ist ein Strömungspfad S durch den Ventileinsatz 6 (schematisch durch die gestrichelten Blockpfeile) angedeutet. Ein Gasstrom G (schematisch angedeutet durch die schwarzen Blockpfeile) verläuft vom Einlasskanal 21 a zu der zweiten Kavität 28, und von dort im Wesentlichen radial durch den Ventileinsatz 6 zum Innenvolumen 7, in welchem das Gas entlang der Mittenlängsachse M nach unten am Ventileinsatz 6 vorbei bis hin zum Gasaustrittsstück 9 strömt. Am Gasaustrittsstück 9 verlässt das Gas das Dosierventil und strömt in die dritte Kavität 29, welche mit dem Auslasskanal (nicht dargestellt) des Ventilblocks 20 verbunden ist.
In der Fig. 7 ist gezeigt, dass alle Ventile 1 .1 , 1 .2, 1 .3, 1 .4 in einer maximal geschlossenen Position angeordnet sind. Der Strömungskanal 20a führt zu der zweiten Kavität 28 des in Strömungsrichtung vierten Ventilsitzes 1 .4 und mündet zumindest annähernd mittig in der zweiten Kavität 28. Bei dieser Anordnung trifft das Gas mittig auf den Ventileinsatz 6. Diese Anordnung des vierten Ventilsitzes 1 .4 relativ zu dem Strömungskanal 20a bzw. den ersten drei Ventilsitzen 1 .1 , 1 .2, 1 .3 kann durch einen Absatz am Ventilblock 20 erzielt werden. Der Strömungskanal 20a kann dabei als geradlinige Bohrung ausgeführt sein.
- Bezugszeichenliste -
Liste der Bezuaszeichen Ventilvorrichtung .1 (erstes) Dosierventil für Gaszusammensetzung .2 (zweites) Dosierventil für Gaszusammensetzung .3 (drittes) Dosierventil für Gaszusammensetzung .4 Dosierventil für Gasmenge am Gasauslass manuell betätigbare Stellvorrichtung (Einstellknopf), insbesondere (Rändel-)Mutter .1 (Sechskant-) Mutter .2 Positioniereinrichtung, insbesondere (Zylinder-)Schraube Sicherungsring Ventilkörper a Innengewinde b Zentrierfläche c Nut
5 Abdichtelement, insbesondere O-Ring
6 Ventileinsatz, insbesondere (Sinter-)Hülse
6a Außenmantelfläche des Ventileinsatzes
6b Innenmantelfläche des Ventileinsatzes 7 vom Gas durchströmbares Innenvolumen, insbesondere im Querschnitt ringförmige Kavität in der Ventilvorrichtung
8.1 (erste) Dichtung, insbesondere (erster) O-Ring
8.2 (zweite) Dichtung, insbesondere (zweiter) O-Ring
9 Gasaustrittsstück 9a Zentrierfläche
10 Distanzhülse
1 1 Scheibe
12 Fixiereinrichtung, insbesondere (Zylinder-)Schraube 20 Ventilblock 20a Strömungskanal
20.1 (erster) Ventilsitz
20.2 (zweiter) Ventilsitz
20.3 (dritter) Ventilsitz
20.4 (vierter) Ventilsitz 21 Gaseinlass
21 a Einlasskanal 22 Gasauslass 22a Auslasskanal
24 Befestigungsmittel
25 Halteplatte zum Positionieren einer Ventilvorrichtung relativ zu dem Ventilblock 25a Innengewinde
26 Abdichtungskörper im Ventilblock, insbesondere O-Ring
27 (erste) Kavität 27a Innenmantelfläche
28 (zweite) Kavität 28a Nut in (zweiter) Kavität
29 (dritte) Kavität G Gastrom
M Mittenlängsachse der Ventilvorrichtung
S Strömungspfad durch Ventileinsatz rs Länge des Strömungspfades bzw. radiale Erstreckung des Ventileinsatzes
- Patentansprüche -
Claims
1 . Ventilvorrichtung (1 ) für einen Ventilblock (20) zum Einstellen eines Durchsatzes eines Gases, mit
einem Ventilkörper (4);
- einer Einrichtung zum Positionieren des Ventilkörpers (4) entlang einer Mittenlängsachse (M) relativ zum Ventilblock (20) zum Einstellen des Durchsatzes;
einem vom Gas durchströmbaren Ventileinsatz (6) aus einem porösen Material;
- einem von der Ventilvorrichtung (1 ) umgrenzten Innenvolumen (7) zum Leiten des Gases durch die Ventilvorrichtung (1 );
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Ventileinsatz (6) am Ventilkörper (4) fixiert ist und zusammen mit dem Ventilkörper (4) zum Einstellen des Durchsatzes positionierbar ist.
2. Ventilvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (4) und der Ventileinsatz (6) hintereinander entlang der Mittenlängsachse (M) angeordnet sind.
3. Ventilvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventileinsatz (6) das Innenvolumen (7) umgrenzt und derart angeordnet ist, dass er in radialer Richtung quer zur Mittenlängsachse (M) durchströmbar ist.
4. Ventilvorrichtung nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventileinsatz (6) zwischen dem Ventilkörper (4) und einem Gasaustrittsstück (9) angeordnet ist.
5. Ventilvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventileinsatz (6) mittels einer Fixiereinrichtung (12) am Ventilkörper (4) fixiert ist, die sich entlang der Mittenlängsachse (M) erstreckt und in den Ventilkörper (4) eingreift.
6. Ventilvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (4) und der Ventileinsatz (6) denselben Außendurchmesser aufweisen.
7. Ventilvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventileinsatz (6) als Hülse ausgebildet ist, und bevorzugt zumindest teilweise aus gesintertem Material, insbesondere Keramik besteht.
8. Ventilvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilvorrichtung (1 ) eine manuell betätigbare Stellvorrichtung (2) aufweist, die verdrehbar gegenüber dem Ventilkörper (4) im Ventilkörper (4) gelagert ist.
9. Ventilblock (20) zum Einstellen eines Durchsatzes eines Gases mittels einer Ventilvorrichtung, mit mindestens einer Ventilvorrichtung (1 .1 ; 1 .2; 1 .3; 1 .4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche in einem Ventilsitz (20.1 ; 20.2; 20.3; 20.4) des Ventilblocks (20) anordenbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz einen Abdichtungskörper (26) aufweist, an dem der Ventileinsatz (6) der Ventilvorrichtung zur Anlage bringbar ist, wobei der Ventileinsatz (6) relativ zum Abdichtungskörper (26) verlagerbar ist.
10. Ventilblock mit mindestens einer Ventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilblock (20) drei entlang des Ventilsitzes hintereinander angeordnete Kavitäten (27, 28, 29) aufweist, die einen voneinander abweichenden Innendurchmesser aufweisen.
1 1 . Ventilblock nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilblock einen Einlasskanal (21 a) aufweist, der zu einer mittleren Kavität (28) der drei Kavitäten führt.
- Zusammenfassung -
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Legal Events
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NENP | Non-entry into the national phase |
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