DE4405762A1 - Ventil für feststoffhaltige Fluide - Google Patents
Ventil für feststoffhaltige FluideInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Ventil für feststoffhaltige
Fluide wie abrasive Feststoffe enthaltende Flüssigkeiten
oder Gase, bestehend aus einem Ventilgehäuse mit einem
Ventilsitz und einem im Ventilgehäuse zwischen zwei End
stellungen axial hin- und herbeweglichem Ventilkern, der in
einer seiner zwei Endstellungen (Verschlußstellung) auf dem
Ventilsitz aufliegt, und in seiner anderen Endstellung
(Offenstellung) einen Strömungsweg entlang seines Umfangs
bildet, und mit einer Antriebseinrichtung, die den Kern in
seine Verschlußstellung treibt.
Beispielsweise aus der DE 38 03 419 A1 ist ein derartiges
Ventil bekannt. Die dort dargestellte Ventileinrichtung
arbeitet mit einer Druckfeder, die den Ventilkern gegen eine
nachgiebige Dichtung drückt und so einen flüssigskeits- und
gasdichten Abschluß gewährleistet, wenn der auf dem Kern
lastende Druck des abzusperrenden Fluids einen bestimmten
Wert nicht überschreitet. Überschreitet dieser Druck jedoch
einen von der gegenüber diesem Druck freiliegenden Fläche
des Ventilkerns festgelegten Wert, wird die Kraft der Feder
überwunden und der Ventilkern weicht um ein bestimmtes Stück
zurück und läßt an der Dichtung Fluid, wie insbesondere
Harzmaterial mit Quarzfüllung, durch den sich bildenden
engen Spalt hindurchtreten. Bei größeren Mengen, die pro
Zeiteinheit durchgeschleust werden, vergrößert sich dieser
Spalt. Bei Beladung des Fluids mit abrasiven Stoffen, wie
beispielsweise Quarzmehl, wird das an der Dichtung vor
beigleitende quarzhaltige Fluid eine abrasive Wirkung auf
den Ventilsitz wie auch auf den Ventilkern im Bereich des
Dichtungsspaltes entfalten, was zu einem Abrieb führt, so
daß nach einiger Zeit, manchmal nach wenigen Stunden, der
Ventilsitz, insbesondere aber ein aus weicherem Material
bestehender Ventildichtungsring verschlissen sind und aus
gewechselt werden müssen. Soll das Ventil gasdicht
schließen, kann auf einen nachgiebigen Dichtungsring, der
besonders schnell verschleißt, jedoch nicht verzichtet
werden. Ist eine gasdichte Abdichtung nicht erforderlich,
sondern genügt eine flüssigkeitsdichte Abdichtung, kann man
sich dadurch helfen, daß Dichtungssitz wie auch Dichtungs
kern aus abriebresistentem Material bestehen, wie beispiels
weise aus Keramikmaterial. Aber auch dieses Material wird
nach einiger Zeit angegriffen, insbesondere ungleichmäßig
angegriffen, wodurch zunehmend Undichtigkeiten auch für
Flüssigkeiten entstehen. Bisher ist nicht gelungen, dieses
Problem, das insbesondere bei mittels Federkraft arbeitenden
Rückschlagventilen bei Anwendung bei mit abrasiven Stoffen
beladenen Fluiden, wie Harzgemischen, die nach einiger Zeit
aushärten, auftritt, zu lösen.
Aufgabe der Erfindung ist es, das Ventil der eingangs ge
nannten Art dahingehend zu verbessern, daß die insbesondere
auf die nachgiebige Dichtung eines derartigen Ventils ein
wirkenden abrasiven Kräfte drastisch verkleinert werden und
so die Standzeit des Ventils erhöht wird.
Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß der Ventilkern
magnetisches oder magnetisierbares Material umfaßt und die
Antriebseinrichtung von einem auf den Ventilkern ein
wirkenden Magnetfeld gebildet wird. Besonders günstig ist
es, wenn zur Verwirklichung dieser Erfindung das Magnetfeld
durch eine extern mit Strom beaufschlagbare Spule gebildet
wird. Auf diese Weise ist es nämlich möglich, in einfacher
Weise das Ventil von einer voll geschlossenen in eine voll
geöffnete Stellung umzuschalten, so daß die von einer
mittels Federkraft als Antriebseinrichtung arbeitenden
Ventileinrichtungen auftretenden engen Ventilspalte, die zu
hohem Abrieb führen, vermieden werden.
Weist das Ventilgehäuse einen den Ventilsitz bildenden oder
tragenden Gehäuseteil, einen den Kern axial führenden Wand
bereich und einen einen Kanal für das Fluid bildenden Ge
häuseteil oder -teile auf, ist es günstig, wenn der Wand
bereich ein zylindrisches, direkt mit dem Kern in Berührung
stehendes Innenrohr, eine auf diesen aufschiebbare Magnet
spuleneinrichtung und ein die Magnetspuleneinrichtung um
greifendes Außengehäuseteil umfaßt, weil dies jeweils eine
besonders kompakte und einfache Konstruktion darstellt.
Die eine Einstellung des Kerns wird vorzugsweise von einem
in das Ventilgehäuse einschiebbaren Rohrstück oder Gegenkern
festgelegt, das den gleichen Außendurchmesser wie der Kern
aufweist. Das Rohrstück kann einen Flansch aufweisen, mit
dem sich das Rohrstück an das eine Ende des Rohrs anlegt.
Der Kern kann entweder durch Schwerkraft oder durch den
Fluiddruck in seine Offenstellung und durch Magnetkraft in
seine Verschlußstellung gebracht werden. Alternativ kann
auch durch einen ein eigenes Magnetfeld aufweisenden Kern
durch Umschaltung des äußeren Magnetfeldes die Kernbewegung
sowohl in der einen wie auch in der anderen Richtung extern
erzwungen werden, so daß man auf Schwerkraft oder die
Strömungskraft des abzusperrenden Fluids nicht angewiesen
ist.
Wie die Magnetkraft zwischen der feststehenden Spule und dem
beweglichen Kern erzeugt wird, ist eine Frage der Zweck
mäßigkeit. Als am einfachsten erwiesen hat sich eine um den
Kern herum gelegte Wicklung erwiesen, die mit Gleichstrom
beaufschlagt wird und je nach Richtung des Stromes zwei
unterschiedliche Magnetfelder erzeugen kann und dabei auf
einen Ventilkern einwirken kann, der selbst ein Magnet
darstellt, beispielsweise aus magnetisiertem Material auf
gebaut ist, so daß je nach Richtung des Gleichstromes und
damit des äußeren Magnetfeldes der Ventilkern in die eine
oder in die andere Richtung getrieben wird.
Muß die Kraft auf den Ventilkern nur in einer Richtung
wirken, nämlich z. B. in die Ventilschließrichtung, genügt
es beispielsweise, den Kern aus magnetisierbarem Material
wie magnetisierbarem Eisen (Weicheisen) herzustellen, so daß
durch ein äußeres Magnetfeld dieses Material in gleicher
Richtung magnetisiert und angezogen wird. Die Magnetisierung
verschwindet mit dem Verschwinden des äußeren Magnetfeldes
und die Anziehungskraft fällt weg.
Der Kern kann in seiner Umfangsfläche Nuten oder Ab
flachungen aufweisen, durch die das Fluid in Offenstellung
des Kerns hindurchströmt. Diese Nuten können auch mit einem
Drall verlaufen, wodurch auf den Kern eine Drehkraft aus
geübt wird, wenn das Material durch die Nuten hindurch
strömt. Die Nuten können zwischen sich am Innenrohr an
liegende Stege bilden, deren Breite wesentlich kleiner ist
als die der Nuten. Dadurch wird der Strömungsquerschnitt
vergrößert und der Strömungswiderstand verkleinert. Aus
strömungstechnischen Gründen ist auch günstig, wenn das
Profil des Nutenbodens eine stetige Linie, wie Kreisbogen
oder einfach eine Abflachung ist. Der Kern kann in seiner
Offenstellung auf einem Drehlager aufsitzen, was die Drehung
aufgrund von mit Drall angeordneten Nuten erleichtert.
Dieses Drehlager kann von einer im Bereich der Kernachse
angeordneten Spitze eines Kegels gebildet sein, der von
einer am Innenrohr anliegenden, im Bereich des Innenrohr
querschnitts mit Durchbrüchen versehenen Platte ausgeht.
Durch diese Maßnahme wird die Drehwirkung noch verbessert,
die insbesondere dazu dienen kann, zu verhindern, daß an den
Ventilwänden sich Material absetzt und u. U. dort aushärtet.
Das erfindungsgemäß ausgestaltete Ventil kann vorzugsweise
als Plungerventil oder Rückschlagventil in Anlagen zur
Verarbeitung von abrasive Stoffe enthaltenen viskosen Massen
eingesetzt werden.
Eine andere Möglichkeit der Verwendung ist die Verwendung in
elektronisch gesteuerten Dosiereinrichtungen für viskose
Massen.
Insbesondere das Ventil mit infolge eines Dralls sich
drehendem Kolben läßt sich besonders günstig in Anlagen zur
Verarbeitung von reagierenden (aushärtenden) Massen ein
setzen.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Ausführungs
beispielen näher erläutert, die in den Zeichnungen dar
gestellt sind.
Es zeigt:
Fig. 1 eine Axialschnittansicht eines erfindungsgemäß
aufgebauten Ventils;
Fig. 2 eine Schnittansicht durch das Unterteil des
Ventilgehäuses;
Fig. 3 eine Draufsicht auf das Unterteil gemäß Fig. 2;
Fig. 4 einen Schnitt durch das Gehäuseoberteil;
Fig. 5 eine Ansicht von unten auf das in Fig. 4 dar
gestellte Gehäuseoberteil;
Fig. 6 eine Querschnittsansicht auf den Gegenkern;
Fig. 7 eine Schnittansicht durch die Magnethülse;
Fig. 8 eine Draufsicht auf den Magnetkern;
Fig. 9 eine Schnittansicht entlang der Linie IX/IX der
Fig. 8;
Fig. 10 eine alternative Ausführungsform in einer axialen
Schnittansicht mit einem bei Betrieb sich drehen
den Ventilkern;
Fig. 11 einen vergrößerten Axialschnitt durch den Ventil
sitz;
Fig. 12 einen Teil-Axial-Schnitt durch den Kern gemäß Fig.
10; und
Fig. 13 eine Draufsicht auf den Kern gemäß Fig. 11.
In Fig. 1 ist in einer axialen Schnittansicht ein er
findungsgemäß ausgestaltetes Ventil 10 zu erkennen, be
stehend aus einem hier im wesentlichen zweiteiligen Ventil
gehäuse 12, das einen Ventilsitz 14 und einen in dem Ventil
gehäuse zwischen zwei Endstellungen axial hin- und her
beweglichem Ventilkern 16 umfaßt, der in seiner, hier dar
gestellten einen Endstellung auf dem Ventilsitz 14 aufliegt,
und einer anderen, nicht dargestellten Endstellung (Offen
stellung) dagegen einen Strömungsweg freigibt, der sich
zwischen dem Ventil 14 und dem Ventilkern 16 dann öffnet.
Dieser Strömungsweg kann beispielsweise durch die Pfeile 18,
20 angedeutet sein, in welchem Fall der in Fig. 1 darge
stellte Block beispielsweise eher eine Anlage gemäß der
DE 38 03 419 A1 anstelle der dort dargestellten modulartigen
Rückschlagventilanordnung mit dem aus Teflon bestehenden
Ventilkegel 47 eingesetzt werden kann, um so zu vermeiden,
daß der gegen die Kraft einer Druckfeder 48 arbeitende
Ventilkegel nach relativ kurzer Zeit verschlissen wird, wenn
als Dosiermaterial quarzmehlhaltiges Epoxidharz benutzt
wird.
Grundsätzlich ist es möglich, die in Fig. 1 dargestellte
Ventilanordnung auch für eine Strömung in umgekehrter
Richtung (entgegen den Pfeilen 18, 20) einzusetzen, und zwar
deshalb, weil hier die Bewegung des Ventilkerns 16 auf den
Ventilsitz 14 zu oder von diesem weg zwar von der strömenden
Masse unterstützt bzw. behindert wird, die Bewegung des
Kolbens aber grundsätzlich nicht mehr von der Strömung der
Masse betätigt wird, wie es beim Stand der Technik noch der
Fall ist, wo die Massenströmung bzw. der Druck der Masse zur
Ventilbetätigung herangezogen wird.
Desweiteren ist in Fig. 1 eine beispielsweise aus Kupfer
draht gewickelte Magnetspule 22 zu erkennen, die in einen
Wickelkörper 24 eingebracht ist, der wiederum auf eine Hülse
26 aufschiebbar ist. Diese Hülse ist in Fig. 7 in einer
Axialschnittansicht nochmals getrennt dargestellt, wobei zu
erkennen ist, daß an dem unteren Ende der Hülse auf deren
Außenumfang ein Ring 28 aufgeschoben und anschließend fest
gelegt, beispielsweise festgelötet ist, während am ent
gegengesetzten Ende der Hülse 26 in einen Rücksprungbereich
der Hülse ein Anschlagring 30 eingebracht, beispielsweise
wiederum angelötet ist. Hülse 26 und Ring 30 bestehen vor
zugsweise aus verschleißfestem Material, wie gehärtetem
Stahl, während der lediglich als Halterung dienende Ring 28
aus normalem Stahl gefertigt sein kann.
In das so offen gebliebene Ende der Hülse 26 ist gemäß Fig.
1 zunächst eine ringförmige Kegelpfanne 32 (siehe auch Fig.
11) aus einem Material ähnlich dem, aus dem die Hülse 26
besteht, also beispielsweise aus nicht rostendem Stahl,
eingeschoben, dann folgt der mit gleichem Kegelwinkel wie
die Pfanne ausgestattete Ventilkern 16, anschließend der als
Gegenlager für den Ventilkern arbeitende Gegenkern 34, der
in Fig. 6 in einer Axialschnittansicht nochmals getrennt
dargestellt ist und im wesentlichen eine in die Hülse 26
passende Hülse 36 mit Flansch 38 und O-Ringdichtungsnut 40
bildet. Das von dem Flansch 38 abgewandte Stirnende der
Hülse 36 ist kegelförmig eingesenkt, Bezugszahl 42, mit
einem Kegelwinkel 44, der dem Winkel der Anfasung 44 ent
spricht, den der Kern an seiner Rückseite aufweist, siehe
Fig. 9, eine Querschnittansicht durch den Kern 16.
Wie die Fig. 1 weiterhin erkennen läßt, paßt der Flansch
bereich 38 des Gegenkerns 34 in eine entsprechende kreis
förmige Einsenkung 44, die vom Gehäuseunterteil 46 gebildet
wird, siehe entsprechende Draufsicht gemäß Fig. 3 und in
Fig. 2 die Schnittansicht entlang der Schnittlinie II-II der
Fig. 3.
Die Hülse 26 mit den darin angeordneten Teilen, wie vor
stehend geschildert, und dem darauf aufgeschobenen Winkel
körper 24 mit der Magnetspule 22 lassen sich dann in das
Gehäuseoberteil einschieben, das in Fig. 4 in einer Schnitt
ansicht und in Fig. 5 in einer Ansicht von unten gemäß Fig.
4 dargestellt ist. Der Innenraum 50 dieses oberen Gehäuse
teils 48 ist danach kreisförmig und legt sich somit passend
an die ebenfalls kreisförmige Spulenanordnung 50 an, während
sich die Scheibe 28, die von der Hülse 26 ausgeht, auf einer
durch Durchmesservergrößerung gebildeten kreisförmigen Rück
sprungfläche 52 des Gehäuseoberteils 48 passend abstützen
kann.
Die beiden Gehäuseteile 46, 48 können dann nach Einlage
einer Ringdichtung 54 in eine vom Gehäuseunterteil 46 ge
bildete Nut 56 ineinandergesetzt und miteinander verschraubt
werden, beispielsweise mittels der vier Schraubbolzen 58,
die durch entsprechend eingesenkte Bohrungen 60 des Ge
häuseunterteils hindurchgesteckt und in Gewindesackbohrungen
62 des Gehäuseoberteils eingeschraubt werden können.
Wie die Fig. 1 desweiteren erkennen läßt, ist zwischen der
Innenfläche der Hülse 26 und dem Gegenkern 34 eine in die
Umfangsnut 40 dieses Gegenkerns 34 angeordnete O-Ring
dichtung abdichtend angeordnet, siehe Bezugszahl 64.
Die Ventilanordnung soll gasdicht sein, so daß auch zwischen
dem Ventilsitz 14 und der Kegelfläche des Ventils 16 eine
Dichtung 66 vorgesehen ist, die von einer Ringnut 68 in der
Kegelfläche 70 aufgenommen ist, siehe Fig. 9. Der Kegel
winkel 72 entspricht dem entsprechenden Kegelwinkel 72 der
in Fig. 11 vergrößert herausgezeichneten Kegelpfanne 32,
diese hergestellt wiederum aus rostfreiem Stahl oder ähn
lichem Material.
Es sei nun näher auf die Form des Ventilkerns 16 einge
gangen, der in Fig. 8 in einer Ansicht von unten (gemäß Fig.
1) und in Fig. 9 entlang der Schnittlinie IX-IX der Fig. 8
dargestellt ist.
Wie deutlich wird, hat der Ventilkörper in seinem Umfang
eine im wesentlichen rechteckige Form, siehe Fig. 8, mit
abgerundeten Ecken 73, die die Innenführung innerhalb der
Hülse 26 bilden, welcher Innenumfang in Fig. 8 gestrichelt
dargestellt ist, siehe Bezugszahl 74. Dadurch entstehen vier
Strömungskanäle 76 um den Außenumfang des Ventilkerns 16
herum, durch die Masse strömen kann, wenn sich der Ventil
kern in einer Stellung befindet, bei der die vier Schräg
flächen 78 auf der kegelförmigen Einsenkung 42 des Gegen
kerns 34 aufliegen: Da dann die Kegelfläche 70 vom Kegelsitz 80
der Kegelpfanne 32 abgehoben ist, entsteht zwischen ihnen
ein Strömungsweg, der sich in die vier Seitenkanäle 76
fortsetzt und von dort in weitere Kanäle 82 mündet, die
zwischen den vorspringenden Schrägflächen 78 gebildet sind.
Diese münden ihrerseits in der vom Gegenkern 34 gebildeten
Bohrung 84 und von dort in die zueinander senkrecht stehen
den Bohrungen 86, 88 des Gehäuseunterteils 46. Die Bohrung
88 mündet seitlich vom Gehäuseunterteil 46 und kann dort mit
einem weiteren Modul einer Harzverarbeitungsanlage o. dgl.
druckdicht verbunden werden, wozu als Dichtmittel eine in
eine Nut 90 eingebrachte Dichtung 92 dienen könnte, siehe
die Fig. 1 und 2. In ähnlicher Weise kann an die Oberseite
94 unter Zwischenschaltung wiederum einer in ein-er Nut 96
angeordneten Dichtung 98 ein weiteres Bauteil einer Harzver
arbeitungsanlage angeschlossen werden, von der der Strö
mungskanal dann fortgesetzt wird.
In Fig. 1 gestrichelt dargestellt ist eine Anschlußdose 100
zum Anschließen einer elektrischen Stromquelle, von der aus
die Spule 22 mit Strom versorgt werden könnte, um aufgrund
von der Spule 22 erzeugter Magnetwirkung die axiale Stellung
des aus Magnetmaterial oder magnetisierbarem Material be
stehenden Ventilkerns 16 in der Weise zu beeinflussen, daß
dieser Magnetkern beispielsweise bei fließendem elektrischen
Strom aus der in Fig. 1 dargestellten (geschlossenen)
Stellung in die geöffnete Stellung bewegt wird. Wird der
Strom wieder abgeschaltet, drückt bei der hier dargestellten
Ausführungsform der durch die Pfeile 18, 20 dargestellte
Strömungsdruck des zähflüssigen Materials den Kern 16 wieder
in seine in Fig. 1 dargestellte geschlossene Stellung, so
daß hierfür keine Magnetenergie notwendig ist.
Wie schon erwähnt, kann aber auch erreicht werden, daß diese
Gegenbewegung durch Magnetkraft erfolgt, nämlich dann, wenn
der Kern 16 selbst magnetisch ist, beispielsweise auch einen
Festmagneten umfaßt oder enthält, der durch das Magnetfeld
der Spule 22 bei der einen Feld- oder Stromrichtung ange
zogen und bei entgegengesetzter Feld- oder Stromrichtung
abgestoßen wird.
Ist die Betätigung nur in einer Richtung vorgesehen, kann
die Spule auch mit Wechselstrom betrieben werden, oder aber
die Anschlußdose 100 enthält einen Gleichrichter, beispiels
weise Halbleitergleichrichter, der den Wechselstrom in
gewünschten Gleichstrom umsetzt, der dann seinerseits der
Spule 22 zugeführt wird.
Ebenso kann aber auch durch fließenden elektrischen Strom in
der Spule 22 der Kern 16 in die in Fig. 1 dargestellte
Stellung gedrückt werden, wobei die Fließrichtung des
viskosen Materials dann zweckmäßigerweise entgegen den
Pfeilen 18, 20 erfolgt, so daß das Öffnen dann durch den
Strömungsdruck des durch das Ventil strömenden Materials
erfolgen würde.
Ähnlich arbeitet eine Anordnung gemäß Fig. 10, die im
Prinzip den gleichen Aufbau hat, wie sie gemäß Fig. 1 ge
schildert wurde, mit dem Unterschied, daß der Ventilsitz 114
die Form einer Hülse mit Flansch hat, der von einem Ge
häuseteil 246 gegen das Gehäuseteil 148 gedrückt wird,
insofern also einen ähnlichen Aufbau hat, wie bei der Aus
führungsform gemäß Fig. 1 der Gegenkern 34. Anstelle dieses
Gegenkerns ist bei dem Ventil 110 gemäß Fig. 10 ein in einem
Gehäuseteil 146 angeordnetes Ventilkernlager 101 vorgesehen,
bestehend aus einem in einer entsprechenden Einsenkung 103
des Gehäuseteils 146 eingesetzten Platte 105, die an den
Innendurchmesser der Hülse 126 angepaßt ist und eine ko
axiale Einsenkung 107 aufweist, an deren Boden mehrere
Durchbrüche 109 bis zur anderen Seite der Platte 105
reichen, wo sich eine trichterförmige, vom Gehäuseteil 146
gebildete Öffnung 111 anschließt, die in einen Strömungs
kanal 113 übergeht, von wo auf dann in hier nicht mehr näher
dargestellter Weise eine Verbindung zu anderen Bauteilen
eines Harzverarbeitungsgerätes hergestellt wird. Von dem
Boden der Einsenkung 107 springt ein Kegel 115 in das
Volumen der Einsenkung 107 vor, derart, daß die Kegelspitze
genau koaxial zur Achse des Ventilkerns 116 liegt. Der Kern
setzt sich mit seiner der Kegelspitze gegenüberliegenden
Fläche 117 auf diese Spitze, wenn sich der Kern 116 in
seiner geöffneten Stellung befindet. In dieser Stellung
entsteht ein Strömungskanal, beginnend beispielsweise bei
Bohrung 119, von wo er sich fortsetzt zu einem ebenfalls in
diesem Gehäuseteils 146 befindlichen Querkanal 121, von dem
aus dann wiederum ein senkrecht dazu liegendes Kanalstück
123 weiterführt, das in die Bohrung 125 des hülsenförmigen
Ventilsitzes 114 mündet. Von dort führt der Strömungsweg
weiter entlang dem zwischen Kegelfläche 170 und Sitzfläche
180 gebildeten Weg - vorbei an der Ringdichtung 166 - ent
lang drallartig um die Umfangsfläche des Ventilkerns 116
angeordneten Längsnuten 176 bis zum Erreichen der Fläche
117, wo sich der Strömungsweg in das Lumen der Einsenkung
107 öffnet und von dort über die Bohrungen 109 in den
Trichterraum 111 zum Kanal 113 führt, wo dieser schließlich
in hier nicht näher dargestellter Weise an ein weiteres
Bauteil der Anlage angeschlossen sein mag. Während Material
entlang diesem Strömungsweg, repräsentiert durch den Pfeil
118 und den Pfeil 120, strömt, drückt dieses Material auf
grund seiner Zähigkeit und der dabei entstehenden Staudruck
wirkung auf die durch die Kanäle 176 gebildete Schrägfläche
126, wodurch auf den Kern 116 eine Drehmomentkraft einwirkt,
die diesen in Uhrzeigerrichtung (gemäß Fig. 10 von oben
gesehen) zu drehen sucht und die durch den Pfeil 127 re
präsentiert wird. Durch die Drehung schaben Umfangsstege
129, die satt an der Innenfläche der Hülse 126 anliegen, an
dieser Innenfläche entlang und streifen evtl. dort haftende
Reste des zu transportierenden Materials ab und verhindern
so, daß sich evtl. Verstopfungen im Ventil ergeben.
Während seiner Drehung stützt sich der Kern 116 auf das von
der Kegelspitze 115 gebildete Spitzenlager ab. Der Kern kann
zu diesem Zweck zusätzlich einen Auflagepunkt 131 erhalten,
der beispielsweise besonders gehärtet ist.
Aus Gründen eines günstigen, d. h. geringen Strömungswider
standes ist der Strömungskanal 176 vorzugsweise so aus
gestaltet, daß dieser im Querschnitt beispielsweise oval
oder teilkreisförmig ausgebildet ist. Aus dem gleichen
Grunde ist es günstig, wenn die Umfangsstege 129, die
gleichzeitig auch die Führung des Kerns innerhalb der Hülse
126 bewirken, im Vergleich zur Breite des Kanals 176 ver
hältnismäßig schmal sind, so daß möglichst viel Raum für den
Durchtritt von Masse zur Verfügung steht. Die Anordnung von
nur wenigen Kanälen, hier beispielsweise insgesamt nur vier,
führen ebenfalls zu einem relativ geringen Strömungswider
stand der Gesamtanordnung.
Beide Ausführungsformen haben aufgrund ihres modulartigen
Aufbaus und ihrer leichten Demontierbarkeit den Vorteil, daß
evtl. Wartungsarbeiten, beispielsweise Austausch von Ver
schleißteilen, schnell durchgeführt werden können. So
braucht zum Austausch beispielsweise des Kerns 116 und des
Ventilsitzes 114 gemäß Fig. 10 nur das Gehäuseteil 246
demontiert werden, woraufhin das Gehäuseteil 148 freikommt
und die Ventilteile 114, 116, 105 ausgetauscht werden
könnten.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 genügt es, das Gehäuse
teil 46 abzunehmen, woraufhin die einzelnen Teile des
dortigen Ventils auseinandergezogen und beschädigte Teile
ausgetauscht werden könnten.
Das erfindungsgemäße Ventil ist auch in der Pneumatik und
als Luftventil einsetzbar, dies aufgrund seiner externen
Ansteuerbarkeit und der Tatsache, daß das Ventil auch
vakuumdicht ist.
In Fig. 12 ist in einer teilweise geschnittenen Seiten
ansicht der Ventilkern 116 nochmals näher dargestellt,
während Fig. 13 eine Ansicht von oben auf den Kern gemäß
Fig. 12 darstellt. Wie insbesondere Fig. 13 zeigt, ist
ähnlich wie beim Kern 16 gemäß Fig. 8 eine im Grunde qua
dratische Anordnung vorhanden, mit abgerundeten Ecken 129,
die einen Krümmungsbogen bilden, der an die Innenfläche der
Hülse 126 angepaßt ist. Auch die Nut 168 für die in Fig. 10
erkennbare Dichtung 166 ist zu erkennen, ebenso wie die
Tatsache, daß durch das Verdrallen des Quadratquerschnitts
über die Längserstreckung L des Kerns über die Axialer
streckung 133 um hier beispielsweise 30° sich ein spiral
förmig verlaufender Strömungsweg 176 ergibt.
Claims (17)
1. Ventil (10, 110), für feststoffhaltige Fluide, wie
abrasive Stoffe enthaltende Flüssigkeiten oder Gase,
bestehend aus einem Ventilgehäuse (12, 112) mit einem
Ventilsitz (14, 114) und einem im Ventilgehäuse (12,
112) zwischen zwei Endstellungen axial hin- und her
beweglichem Ventilkern (16, 116), der in einer seiner
zwei Endstellungen (Verschlußstellung) auf dem Ventil
sitz (14, 114) aufliegt, und in seiner anderen End
stellung (Offenstellung) einen Strömungsweg entlang
seines Umfangs (76, 176) bildet, und mit einer An
triebseinrichtung, die den Kern (16, 116) in seine
Verschlußstellung treibt, dadurch gekennzeichnet, daß
der Ventilkern (16, 116) magnetisches oder magneti
sierbares Material umfaßt und die Antriebseinrichtung
von einem auf den Ventilkern einwirkenden Magnetfeld
(22) gebildet wird.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Magnetfeld durch eine extern mit Strom beaufschlagbare
Spule (22) gebildet wird.
3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Ventilgehäuse
(12, 112) einen den Ventilsitz (14, 114) bildenden oder
tragenden Gehäuseteil (48; 246), einen den Kern axial
führenden Wandbereich (26, 126) und einen einen Kanal
(86, 88; 119, 121, 123; 109, 111, 113) für das Fluid
bildenden weiteren Gehäuseteil oder Gehäuseteile (46;
246, 146) umfaßt.
4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
Wandbereich (26, 126) ein zylindrischer, direkt mit dem
Kern (16, 116) in Berührung stehendes Innenrohr (36,
136), eine auf dieses aufschiebbare Magnetspulenein
richtung (22, 24) und ein die Magnetspuleneinrichtung
umgreifendes Außengehäuseteil (48, 148) umfaßt.
5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
Wandbereich von einem direkt mit dem Kern (14, 114) in
Berührung stehenden, mit Flansch versehene Hülse (36,
136) gebildet wird, auf die eine Magnetspulenein
richtung (22, 24) bis zum Flansch (28, 128) aufschieb
bar ist.
6. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Hülse mit der aufgeschobenen Magnetspuleneinrichtung
(22, 24) von einem Ventilgehäuseteil (48, 148) umfaßt
ist, und daß sich die Kanaleinrichtungen (86, 88; 119,
121, 123; 111, 113) enthaltenen Gehäuseteile (46; 246;
146) derart anschließen, daß sich eine blockförmige
Anordnung ergibt.
7. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Ventilkern (16) in seiner einen
Endstellung (Offenstellung) von einem in die Hülse (26)
einschiebbaren Rohrstück oder Gegenkern (34) festgelegt
wird, das einen Flansch (38) aufweist, der zwischen
zwei Gehäuseteilen (z. B. 46, 48) gehalten wird.
8. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Kern (16, 116) in seiner Um
fangsfläche durch sehnenartige Abflachungen des Um
fangskreises zwischen sich und der Innenfläche der
Hülse (26, 126) Strömungskanäle (76, 176) bildet, durch
die das Fluid in Offenstellung des Ventils hindurch
strömt.
9. Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Abflachungen entlang der Kernachse eine Verdrallung
aufweisen.
10. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß zwischen den Strömungskanälen (76;
176) Stege (73, 173) verlaufen, deren Querschnittsbe
rührungslinie mit der Hülse (26, 126) wesentlich
kleiner ist als der durch die Abflachung freibleibende
Kreisbogen (74).
11. Ventil nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kern (116) in seiner Offen
stellung auf einem Drehlager (115) gestützt ist.
12. Ventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
das Drehlager von einem im Bereich der Kernachse ange
ordneten Spitze eines Kegels (115) gebildet wird, der
von einem in einem Gehäuseteil (146) angeordneten
Einsatz (105) im Bereich des von diesem Gehäuseteil
(146) gebildeten Strömungskanals (107, 109, 111, 113)
ausgeht.
13. Verwendung eines Ventils nach einem der Ansprüche 1 bis
12 als Plungerventil oder Rückschlagventil in Anlagen
zur Verarbeitung von abrasive Stoffe enthaltenen
viskosen Massen.
14. Verwendung eines Ventils gemäß einem der Ansprüche 1
bis 12 in elektronisch gesteuerten Dosiereinrichtungen
für viskose Massen.
15. Verwendung eines Ventils gemäß einem der Ansprüche 1
bis 12 in Anlagen zur Verarbeitung von reagierenden
(aushärtenden) Massen.
16. Verwendung eines Ventils gemäß einem der Ansprüche 1
bis 12 in Hybridanlagen zur Verarbeitung von Fluiden,
welche Anlagen sowohl elektronisch wie pneumatisch
gesteuert werden.
17. Verwendung eines Ventils gemäß einem der Ansprüche 1
bis 12 als Luftventil.
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|---|---|---|---|
| DE19944405762 DE4405762B4 (de) | 1994-02-23 | 1994-02-23 | Ventil für feststoffhaltige Fluide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19944405762 DE4405762B4 (de) | 1994-02-23 | 1994-02-23 | Ventil für feststoffhaltige Fluide |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4405762A1 true DE4405762A1 (de) | 1995-08-24 |
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Family
ID=6510955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19944405762 Expired - Lifetime DE4405762B4 (de) | 1994-02-23 | 1994-02-23 | Ventil für feststoffhaltige Fluide |
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| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE4405762B4 (de) |
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