DE2214798A1

DE2214798A1 - Ventil

Info

Publication number: DE2214798A1
Application number: DE19722214798
Authority: DE
Inventors: Michael Johnston Sale Che shire Topham (Großbritannien) M
Original assignee: English Calico Ltd
Current assignee: English Calico Ltd
Priority date: 1971-03-27
Filing date: 1972-03-25
Publication date: 1972-10-05
Also published as: NL7203888A; DE2214798C3; CH539227A; DE2214798B2; NL168313B; IT952404B; US3753547A; SE380333B; JPS5148567B1; GB1338143A; NL168313C

Description

Dr.-lr»g. E. BERKENFELD · Dipl.-lng. H. BERKENFELD, Patentanwälte, KoIn Anlage Aktenzeichen

zur Eingabe vom 22. MärZ 1972 VAo Name d. Ann,. BNGLISH CALICO LIMITED"

Ventil

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil und insbesondere zum Abgeben von Flüssigkeiten aus einem Vorratsbehälter.

Ein solches Ventil soll in voller Öffnungsstellung einen glatten und schnellen Durchfluß ermöglichen, einen beschränkten Durchfluß, wenn sich die gerade abgegebene Menge dem Sollwert nähert, und den Durchfluß plötzlich abschneiden, wenn dieser Sollwert erreicht ist. Ebenso soll dieses Ventil bei dicken^ viskosen und auch bei nicht-viskosen Flüssigkeiten gleichermäßen gut arbeiten.

Die bisher bekannten Ventile erfüllen diese Forderungen nichft. Insbesondere lassen sie keinen plötzlichen Abfluß des Durchflusses zu. Für die bekannten Ventile ist nämlich charakteristisch, daß selbst bei völligem Schließen etwas Flüssigkeit an der Unterseite des Austritts haften bleibt und anschließend abtropft. Dies ist äußerst unerwünscht.

Die vorliegende Erfindung soll damit ein tröpfelfreies Ventil schaffen.

Die vorliegende Erfindung sieht ein Ventil vor zum Steuern einer aus einem Flüssigkeitsvorrat in Abwärtsfichtüng austretenden Strömung mit einem Ventilgehäuse mit einem ringförmigen Ventilsitz, mit einem kreisförmigen Schließglied, wobei Schließglied und Ventilgehäuse zum Öffnen und Schließen des Ventiles gegeneinander verschiebbar sind, und wobei der untere Rand des Ventilgehäuses und des Schließgliedes beide als Messerkanten ausgebildet sind, die bei Aufeinandertreffen in Schließstellung eine nach unten gerichtete MeRserKante bilden.

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Der Ventilsitz ist vorzugsweise neben dieser Messerkante ausgebildet.

Damit der Durchfluß bei Annäherung an die Sollflüssigkeitsmenge eingeschränkt wird, ist das Schließglied ein zylinderfö'rmiger Körper, der an seinem oberen Ende geschlossen ist und in dem Ventilkörper in einer zylindrischen Bohrung zwischen einer mittleren und einer Schließstellung gleitbar ist. Das Verschlußglied weist* in seinem Umfang einen oder mehrere senkrecht verlaufende Schlitze auf, durch die in der mittleren Stellung des Ventiles bei teilweise, in die Bohrung eingeschobenem Ventilschließglied Flüssigkeit in beschränktem Maße durchtritt.

In einer bevorzugten Ausführungsform trägt die Unterkante des Ventilgehäuses den Ventilsitz an dessen Innenseite und die Unterkante des zylinderförmigen Ventilschließgliedes liegt in der Schließstellung des Ventiles am Ventilsitz an und unterbricht den durch die Schlitze erfolgenden Flüssigkeitsdurchtritt. Beide Ränder sind spitzwinklig ausgebildet. Die beiden miteinander in Eingriff stehenden Flächen von Ventilgehäuse und Schließglied haben die Form eines umgekehrten Kegelstumpfes.

Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsform wird die Erfindung nun weiter beschrieben. In der Zeichnung ist:

Fig. 1 ein Schnitt durch ein erfindungsgemäß ausgebildetes Ventil und

Fig. 2 eine Aufsicht auf das Schließglied.

Das Ventil weist ein Ventilgehäuse 10 auf, einen Ventilsitz 12 in Form eines umgedrehten Kegelstumpfes, und ein axial verschiebbares Ventilschließglied 14, dasifcer eine zentrisch auf es aufgesetzte Stange 16 auf den Ventilsitz 12 abgesetzt oder von diesem angehoben wird. Der Ventilsitz 12 wird durch eine sich nach unten im Querschnitt verjüngende Lippe 20 am unteren

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Ende einer zylindrischen Bohrung 18 im Ventilgehäuse 10 ausgebildet. Auch die nach außen weisende Oberfläche 22 der Lippe hat die Form eines umgekehrten Kegelstumpfes, so daß das freie Ende der Lippe 20 eine Messerkante 24 bildet.

Das Schließglied 14 hat allgemein die Form einer umgedrehten Tasse mit einer scheibenförmigen Basis 26, die an der Stange 16 befestigt ist, und einem nach unten ragenden zylinderförmigen Kragen 28, an dessen unterem Ende eine Fläche 30 in Gestalt eines umgekehrten Kegelstumpfes ausgebildet ist, wie sich auf den Ventilsitz 12 aufsetzt.Der zylinderförmige Abschnitt 28 hat einen solchen Durchmesser, daß er bei Einschieben in die Bohrung 18 praktisch flüssigkeitsdicht in dieser sitzt. Die Innenfläche 32 des Kragens 28 verläuft im wesentlichen senkrecht. Dies bedeutet, daß auch das untere Ende des Verschlußgliedes 14 als Messerkante 34 ausgebildet ist. Diese Messerkante 34 und die Messerkante 24 des Ventilgehäuses 10 bilden damit in Schließstellung des Ventils gemeinsam eine weitere zusammengesetzte Messerkante. Damit kann sich keine Flüssigkeit ansammeln, die sonst zur Tropfenbildung führen würde.

Auf seinem Umfang weist das Ventilverschlußglied 14 senkrecht verlaufende Schlitze 36 auf. Die gezeigte Ausführungsform besitzt zwei solcher Schlitze mit Rechteckquerschnitt. Selbstverständlich können auch andere Zahlen von Schlitzen und Schlitze mit anderer Form verwendet werden. Zur Vereinfachung der Herstellung weist das Ventilverschlußglied 14 an seinem Umfang eine Stufe 38 auf. Hierdurch entsteht zwischen der unteren konischen Fläche 30 und den unteren Enden der Schlitze 36 ein Ringraum 40 von dreieckförmigem Querschnitt. ■

Die kreisförmige Unterkante 42 des Kragens 28-ist etwas abgeschrägt oder zurückgeschnitten, so daß in 'Ventilschließstellung ein Freiraum gegenüber der Verbindungslinie 44 zwischen der Zylinderbohrung 18 und der Kegelfläche 22 entsteht. Hierdurch wird ein Klemmen oder Kleben des Ventiischließgliedes verhindert.

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Im Betrieb wird das Ventil durch Anheben des Ventilschließgliedes 14 bis in eine Stellung geöffnet, in der sich dessen Unterkante 34 etwas oberhalb einer inneren Horizontalfläche 46 des Ventilgehäuses 10 befindet. In dieser Stellung kann Flüssigkeit praktisch ungehindert aus einem nicht dargestellten Vorratsbehälter austreten und läuft über eine an diesen Behälter angeschlossene Öffnung 48 in das Ventil ein. Diese Strömung wird durch die Pfeile A und B in Fig. 1 dargestellte Da die Innenfläche des Ventilsitzes 12 die Form eines umgedrehten Konus aufweist, tritt die Flüssigkeit in Fomrm einer konvergierenden Strömung aus dem Ventil aus. Auch dies trägt dazu bei, das Ansammeln von Flüssigkeit an der Unterseite 22 des Ventilgehäuses zu vermeiden.

Der Antrieb für die Stange 16 ist unkritisch. Er kann auf jede geeignete Weise, zum Beispiel elektromagnetisch, hydraulisch und mechanisch erfolgen. Vorzugsweise wird die Stange pneumatisch betätigt. Hierzu wird die Stange B druckfest in eine nicht dargestellte pneumatische Betätigungsvorrichtung eingeführt.

Wenn sich die aus dem Ventil ausgetretene Flüssigkeit ihrem Sollwert nähert, wird das Ventilschließglied 14 in eine Zwischenstellung abgesenkt. Über die zwischen den Schlitzen 36 und der Bohrung 18 ausgebildeten Räume tritt Flüssigkeit weiter durch. Die Schlitze 36 weisen, wie Fig. 2 zeigt, geringen Querschnitt auf. Damit wird der Flüssigkeitsdurchtritt in dieser Zwischenstellung stark eingeschränkt. Sobald die ausgetretene Flüssigkeitsmenge dann ihren Sollwert erreicht hat, wird das Ventilschließglied 14 bis in die in Fig. 1 gezeigte Stellung abgesenkt, in der die Unterkante 30 auf dem Ventilsitz 12 aufsitzt.

Diese letztere Schließbewegung wird vorzugsweise ruckartig durchgeführt. Damit wird im Ringraum 40 und am Ventilsitz 12 anhaftende Flüssigkeit ausgetrieben. Zum Erreichen dieser ruckartigen Schließbewegung kann diese mit Federkraft bewirkt wer-

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Es wurde bereits ausgeführt, daß die sich aus den Kanten 24 und 34 des Ventilsitzes und des Ventilschließgliedes zusammensetzende gemeinsame Messerkante in Schließstellung sicherstellt, daß die gesamte durch das Ventil durchlaufende Flüssigkeit abgegeben wird und daß sich auf dieser Messerkante keine Flüssigkeitstropfen festsetzen können, da diese eine nach unten weisende sehr spitze Kante bildet. Damit kann eine sehr genau bemessene Flüssigkeitsmenge mit dem Ventil abgegeben werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Winkel X (Fig. 1) zwischen der horizontalen Fläche und der Unterseite 22 des Ventilgehäuses etwa 35°. In der bevorzugten Ausführungsform liegt die Breite der konischen Kontaktfläche 30 des Ventilschließgliedes 14 in der Größenordnung von 3,2 mm oder weniger.

Das Ventilgehäuse 10 und das Ventilschließglied 14 können aus jedem geeigneten Werkstoff bestehen· Vorzugsweise besteht das Gehäuse 10 aus rostfreiem Stahl und das Ventilschließglied 14 aus Kunststoff, wie Polypropylen.

Pat entan Sprüche

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Claims

Dr.-lng. E. BERKENFELD · Dipl.-!ng. H. BERKENFELD, Patentanwälte, Köln

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Anlage Aktenzeichen

zur Eingabe vom 22. Μ&ΓΖ 1972 VA. Name d. Ann,. ENGLISH CALICO LIMITED

PATENT ANSPRÜCHE

Ventil zur Abgabe einer abwärtsgerichteten Flüssigkeitsströmung aus einem Vorratsbehälter mit einem Ventilgehäuse mit einem ringförmigen Ventilsitz und mit einem kreisförmigen Schließglie'd, wobei Schließglied und Ventilgehäuse zum Öffnen und Schließen des Ventils gegeneinander verschiebbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Rand des Ventilgehäuses (10) und der untere Rand des Ventilschließgliedes (14) beide als Messerkanten (24, 34) ausgebildet sind, die in Schließstellung des Ventilsitzes (12) bzw. des Ventilschließgliedes (14) gemeinsam eine nach unten weisende Messerkante bilden.
2. Ventil nach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (12) neben der am Ventilgehäuse (10) ausgebildeten Messerkante (24) angeordnet ist.
3„ Ventil nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilverschlußglied (14) einen zylinderförmigen Kragen (28) aufweist, der an seinem oberen Ende (26) verschlossen ist und in einer Zylinderbohrung (18) des Ventilgehäuses (10) zwischen einer mittleren und einer Schließstellung des Ventiles verschiebbar ist,und daß der Kragen (28) des Ventilverschlußgliedes (14) auf seinem Umfang einen oder mehrere vertikal verlaufende Schlitze (36) aufweist zum -B beschränkten Flüssigkeitsdurchtritt in der mittleren Zwischenstellung des Ventils, wenn das Ventilverschlußglied (14) teilweise in die Bohrung (18) eingeschoben ist.
4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Rand (24) des Ventilgehäuses (10) den Ventilsitz auf seiner Innenfläche aufweist, der untere Rand (30) des zylindrischen

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Kragens (28) des-Ventilverschlußgliedes (14) in Schließstellung des Ventiles am Ventilsitz (12) anliegt> um' den Durchtritt von· Flüssigkeit durch die Schlitze (36) abzuschneiden, beide Ränder (24, 30) spitzwinklig ausgebildet sind und die aneinanderliegenden Flächen (12, 30) von Ventilgehäuse (10) und Ventilverschlußglied (14) beide die Form von umgedrehten Kegelstumpfen haben.
5. Ventil nach Anspruch 4,dadurch gekennzeichnet, daß der' untere Rand (24) des Ventilgehäuses auf einer ringförmigen, nach innen gerichteten und sich in ihrem Querschnitt verjüngenden Lippe (20) ausgebildet ist, die am Ventilgehäuse (10) am unteren Ende der zylindrischen Bohrung (18) ausgebildet ist.
6. ■ Ventil nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die sich berührenden Flächen (12, 30) von Ventilgehäuse (10) und Ventilverschlußglied (14) beide einen Winkel von im wesentlichen 45 gegenüber der Horizontalen einschließen.
7. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die den Ventilsitz (12) bildende Unterseite (22) der Lippe (20) des Ventilgehäuses (10) mit der Horizontalen einen Winkel von im wesentlichen 35 einschließt. . .

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