-
GEBIET DER ERFINDUNG
-
Diese Erfindung betrifft im Allgemeinen pilotbetätigte Ventile und im Besonderen Mechanismen zum Steuern der Stellung des Pilotventilelements, das zur Betätigung des Hauptventilelements in pilotbetätigten Wasserventilen verwendet wird.
-
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
-
Ventile werden in vielen Anwendungen verwendet, bei denen die Steuerung des Durchflusses eines Prozessfluids notwendig ist. Zu derartigen Prozessfluiden können Flüssigkeiten wie z. B. Öl, Kraftstoff, Wasser usw., oder Gase wie z. B. Erdgas, Sauerstoff usw. zählen. Einige Ventile arbeiten derart, dass sie den Durchfluss von Fluid dort hindurch dosieren, und arbeiten durch genaues Positionieren des Ventilfunktionselements, um die Menge an Fluid zu steuern, die durch das Ventil hindurchtreten darf. Andere Ventile arbeiten in schaltender Weise, wobei der Durchfluss von Fluid dort hindurch entweder eingeschaltet oder ausgeschaltet ist. Derartige Ventile können beispielsweise in Haushalts- und Industriegeräten wie z. B. Waschmaschinen usw. genutzt werden, wobei Wasser eine vorgegebene Zeitdauer lang, oder bis ein vorgegebenes Volumen dort hindurch abgegeben worden ist, durchfließen darf. Die Steuerung der Betätigung derartiger Ventile erfolgt typischerweise durch eine elektronische Steuerschaltung wie z. B. eine mikroprozessorbasierte Steuerung zusammen mit ihrer zugeordneten Antriebsschaltung, um das Ventilfunktionselement innerhalb des Ventils zu öffnen und/oder zu schließen.
-
Ein Problem bei derartigen Schaltventilen ist die Kraft, die notwendig ist, um das Ventilfunktionselement gegen den statischen Druck des Prozessfluids zu öffnen, der auf einer Seite des Ventilfunktionselements wirkt. Abhängig von der Anwendung kann dieser Druck recht hoch sein, besonders verglichen mit dem niedrigen Druck auf der entgegengesetzten Seite des Ventilfunktionselements, der in zahlreichen Geräteanwendungen bei atmosphärischem Druck liegt. Zusätzlich zum statischen Fluiddruck, der auf dem Ventilfunktionselement wirkt und danach strebt, es geschlossen zu halten, beinhalten viele derartige Schaltventile außerdem eine Feder, die derart positioniert ist, dass sie eine Kraft auf das Ventilfunktionselement ausübt. Diese Federkraft ermöglicht, dass das Ventil beim Wegfall eines Antriebssignals geschlossen wird, und erhält eine Vorspannkraft auf das Ventilfunktionselement aufrecht, um es geschlossen zu halten.
-
In derartigen Konfigurationen muss der Ventilaktor sowohl den statischen Fluiddruck, der recht hoch sein kann und von Installation zu Installation variieren kann, als auch die Federkraft überwinden, die beide derart wirken, dass Sie das Ventil geschlossen halten. Jedoch ist, sobald diese zwei Kräfte überwunden worden sind, die Kraft, die notwendig ist, um fortzufahren, das Ventil bis zu seiner vollständig geöffneten Stellung zu öffnen, wesentlich verringert, da der Druckunterschied über die Ventilfunktionselementfläche drastisch abfällt. Sobald dieser Druck ausgeglichen worden ist, ist die einzige verbleibende Kraft, gegen die der Aktor wirken muss, die Federkraft.
-
Viele elektronisch gesteuerte Schaltventile beinhalten einen elektrisch betätigten Elektromagneten, um direkt auf einen Stößel zu wirken, der mit dem Ventilfunktionselement verbunden ist, um das Ventilfunktionselement in seine geöffnete Stellung zu bewegen. Unglücklicherweise muss aufgrund des hohen Druckunterschieds, der bei einem geschlossenen Ventil vorhanden ist, und der Federkraft der Aktor relativ groß sein, damit er in der Lage ist, das Ventil unter allen Betriebsbedingungen und Installationen zuverlässig zu betätigen. In vielen Branchen, wie z. B. der Haushaltsgeräte-Industrie, erlegen strenge Anforderungen von Behörden und Zulassungsstellen der Nutzung elektrischen Stroms einen erheblichen Zuschlag auf. Diese direkt wirkenden elektromagnetgesteuerten Ventile, die Elektromagnete einer derartigen Größe beinhalten, dass sie das Ventilfunktionselement zuverlässig öffnen, sorgen für einen erheblichen Nachteil für den Gerätehersteller hinsichtlich der Möglichkeit, eine Zulassung durch die Zulassungsstelle als beispielsweise ein als Energy Star-Gerät eingestuftes Gerät zu erlangen. Ferner ist die Geräteindustrie in hohem Maße wettbewerbsintensiv, und die Kosten derart großer Elektromagnetaktoren stellen ebenfalls einen erheblichen Nachteil für ihre Verwendung dar.
-
Um diese Probleme zu überwinden, sind viele Hersteller zu einer Pilotventilkonstruktion übergegangen, die es ermöglicht, einen Elektromagnetaktor erheblich verringerter Größe zu verwenden, um das Ventil zu betätigen. Derartige pilotbetätigte Wasserventile benutzen einen relativ kleinen Elektromagneten, um einen Stößel zu bewegen, um ein kleines Pilotventil zu öffnen, das im Ventilfunktionsabschnitt eine kleine Pilotöffnung aufweist. Wenn es geöffnet ist, gestattet dieses Pilotventil, dass unter Nutzung des Prinzips von Differenzdruck und Oberfläche eine kleine Menge Wasser durchfließt und eine Membran öffnet. Die Membran öffnet dann das Hauptventilfunktionselement, das den Hauptdurchfluss des Prozessfluids steuert. Anders ausgedrückt, ziehen pilotbetätigte Ventile Vorteil aus der Energie des Prozessfluiddrucks, um das meiste der Arbeit zum Öffnen und Schließen des Ventils zu erledigen.
-
Da der Elektromagnet jetzt lediglich das kleine Pilotventil öffnen muss, kann seine Größe wesentlich verringert werden. Diese kleine Größe resultiert in einem niedrigeren Energieverbrauch sowie niedrigeren Kosten, wobei beides in vielen Branchen, wie z. B. der Haushaltsgeräte-Industrie, einen erheblichen Vorteil bietet. Als Folge davon stellen Gerätehersteller, wie z. B. der Inhaber der vorliegenden Anmeldung, jedes Jahr buchstäblich Millionen pilotbetätigter Wasserventile bereit.
-
Während die pilotbetätigten Wasserventile eine wesentliche Verringerung in der Elektromagnetaktorgröße und daher den Kosten gegenüber direktwirkenden elektramagnetbetätigten Ventilen bieten, stützen sich die Elektromagnete noch auf Kupferdrahtwicklungen, um die Magnetkraft zu erzeugen, die benötigt wird, um den Pilotventilaktor zu betätigen. Es ist bei den Spulenkosten einschließlich des Kupfers nicht ungewöhnlich, dass sie gleich fünfzig Prozent oder mehr der gesamten Ventilkosten sind. Unglücklicherweise kann in einer derartig wettbewerbsintensiven Branche die Differenz von nur wenigen Cent einen größeren Verkauf gelingen oder scheitern lassen. Es besteht auf dem Fachgebiet Bedarf an einer neuen Pilotventilkonstruktion, welche die Materialkosten durch Verringern der darin verwendeten Menge Kupfer verringert. Entgegen steht diesen Bemühungen um Kupferreduzierung jedoch die Forderung nach zuverlässigem Betrieb bei jeder Betätigung und weiterhin langer Lebensdauer derartiger Ventile.
-
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen ein derartiges pilotbetätigtes Wasserventil bereit, das verringerte Materialkosten aufweist, während es dennoch zuverlässige Betätigung und lange Betriebslebensdauer bietet. Diese und andere Vorteile der Erfindung sowie zusätzliche erfinderische Merkmale werden aus der hierin bereitgestellten Beschreibung der Erfindung offensichtlich.
-
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
-
Angesichts des Obenstehenden stellen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein neues und verbessertes pilotbetätigtes Wasserventil bereit, das ein oder mehrere der Probleme überwindet, die auf dem Fachgebiet existieren. Insbesondere stellen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein neues und verbessertes elektromagnetbetätigtes Pilotventil bereit, das kompakter ist und weniger Energie verbraucht als vorherige pilotbetätigte Wasserventile, die auf dem Fachgebiet bekannt sind.
-
In einer Ausführungsform nutzt ein kompaktes pilotbetätigtes Wasserventil mit geringem Leistungsbedarf einen Hebelarm, um ein versetztes Pilotventilelement zu betätigen. In einer derartigen Ausführungsform verringert der mechanische Vorteil, der durch den Hebelarm bereitgestellt ist, den Betrag erforderlicher Leistung und daher die Größe des Elektromagneten erheblich, der verwendet wird, um das Pilotventil zu betätigen. Ein derartiger Hebelarm kann eine feste Einzel- oder Mehrpunktabstützung benutzen oder kann eine profilierte, gestufte oder anderweitig veränderliche Abstützung benutzen, um die Leistung, die vom Elektromagneten verfügbar ist, enger an die Öffnungsanforderungen des Pilotventils anzupassen.
-
In gewissen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung koppelt ein Stößel den Pilotventil-Hebelarm mechanisch innerhalb des Prozessfluids an, um das Positionieren des Pilotventilfunktionselements zu steuern. Derartige Ausführungsformen benutzen eine Federkraft, um den Stößel in einem Ruhezustand zu positionieren, und verwenden die Magnetkraft, die durch die Elektromagnetspule bei Erregung erzeugt wird, um den Stößel zu bewegen, um den Hebelarm zu bewegen. Derartige Magnetkraft muss zusätzlich zum Überwinden des statischen Drucks auf dem Pilotventilfunktionselement vom Prozessfluid außerdem die Federkraft überwinden, die verwendet wird, um das Pilotventilfunktionselement in seiner geschlossenen Stellung zu halten. In einer Ausführungsform wird die Federkraft durch eine Schraubenfeder bereitgestellt, die derart positioniert ist, dass sie den Stößel in seinem Ruhezustand hält. In anderen Ausführungsformen wird die Federkraft durch Federarme bereitgestellt, die vom Hebelarmkörper selbst gebildet sind.
-
In anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird der Hebelarm des Pilotventilfunktionselements durch die Magnetkraft der Elektromagnetspule selbst ohne die Verwendung eines Stößels oder mechanischen Kontakts damit gesteuert. In derartigen Ausführungsformen beinhaltet der Hebelarm mindestens einen Abschnitt davon, der ferromagnetisch ist. Derartige Ausführungsformen nutzen ebenfalls eine Federkraft, um das Pilotventilfunktionselement in seinem Ruhezustand zu halten. Da derartige Ausführungsformem keinerlei mechanische Durchdringung der Hauptventilfunktionskammer beinhalten, wird die Federkraft durch einen Federmechanismus innerhalb des Ventilkörpers selbst bereitgestellt.
-
Bei Anwendungen, die nur einen sehr geringen Durchfluss von Fluid erfordern, wie z. B. ein Eiswürfelbereiter für einen Haushaltskühlschrank bzw. ein Haushaltsgefriergerät, kann der Pilotventilmechanismus und die Steuerung daher allein benutzt werden, um ein direktwirkendes Ventil für derartige Anwendungen bereitzustellen.
-
Andere Aspekte, Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen offensichtlicher.
-
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
Die beiliegenden Zeichnungen, die in die Spezifikation einbezogen sind und einen Teil derselben bilden, stellen mehrere Aspekte der vorliegenden Erfindung dar und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erläutern. In den Zeichnungen
-
ist 1 eine Seitenteilschnittansicht-Darstellung einer Ausführungsform eines kompakten pilotbetätigten Wasserventils mit geringem Leistungsbedarf (compact, low power, CLP), das gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;
-
ist 2 eine Teilschnitt-Darstellung einer Ausführungsform des pilotbetätigten CLP-Wasserventils nach 1, das einen Stößel benutzt, um das Positionieren des Pilotventilfunktionselements zu steuern, das in einer geschlossenen Stellung gezeigt ist und eine Konfiguration mit gerade durchgehendem Ventilkörper aufweist;
-
ist 3 eine Teilschnitt-Darstellung der Ausführungsform des pilotbetätigten CLP-Wasserventils nach 2, die die geöffnete Pilotstellung darstellt;
-
ist 4 eine isometrische Teilschnitt-Darstellung der Ausführungsform des pilotbetätigten CLP-Wasserventils nach 2, die eine Ausführungsform des Hebelarms darstellt, der verwendet wird, um das Pilotventilfunktionselement zu betätigen;
-
ist 5 eine Unteransicht-Darstellung der in 4 dargestellten Ausführungsform;
-
ist 6 eine Unteransicht-Darstellung einer alternativen Ausführungsform eines stößelbetätigten pilotbetätigten CLP-Wasserventils ähnlich der in 2 dargestellten Ausführungsform, aber unter Nutzung eines federbelasteten Hebelarms;
-
ist 7 eine Teilschnitt-Darstellung einer alternativen Ausführungsform des pilotbetätigten CLP-Ventils nach 1 unter Nutzung einer stößellosen Konfiguration, die eine geschlossene Stellung des Pilotventilfunktionselements darstellt und eine Konfiguration mit gerade durchgehendem Ventilkörper aufweist;
-
ist 8 eine Teilschnitt-Darstellung der in 7 dargestellten Ausführungsform, die das Pilotventilfunktionselement in einer geöffneten Stellung zeigt;
-
ist 9 eine Unteransicht-Darstellung der Ausführungsform nach 7, die eine Konfiguration des Hebelarms zeigt;
-
ist 10 eine Unteransicht-Darstellung der in 9 dargestellten Ausführungsform, die außerdem den Federmechanismus beinhaltet, der verwendet wird, um das Pilotventilfunktionselement in seinem Ruhezustand zu positionieren;
-
ist 11 eine Unteransicht-Darstellung einer alternativen Ausführungsform des CLP-Ventils nach 7, die lediglich das Hauptventilfunktionskammerkörperelement ohne den darin installierten Hebelarm oder Federmechanismus darstellt;
-
ist 12 eine Unteransicht-Darstellung einer Ausführungsform des Hebelarmmechanismus, der das Pilotventilfunktionselement betätigt, und einer Ausführungsform eines Federmechanismus zur Verwendung damit, die beide in der in 11 dargestellten Ausführungsform zu installieren sind;
-
ist 13 eine Teilschnittseitenansicht-Darstellung einer alternativen Ausführungsform des in 7 dargestellten CLP-Ventils unter Nutzung einer profilierten Abstützung, um die Öffnungskraft während der Betätigung des CLP-Ventils zu verändern, gezeigt in geschlossener Stellung;
-
ist 14 eine Teilschnittseitenansicht-Darstellung der in 13 dargestellten Ausführungsform, die das Pilotventilfunktionselement in einer geöffneten Stellung zeigt;
-
ist 15 eine grafische Darstellung, die die Magnetkraft und den Hebel, die durch den Elektromagneten unter Nutzung einer festen Abstützung bereitgestellt werden, zusammen mit der erforderlichen Kraft zum Betätigen des Pilotventilfunktionselements zeigt;
-
ist 16 eine grafische Darstellung der Magnetkraft und des Hebels, die durch die profilierte Abstützung nach 13 bereitgestellt werden, zusammen mit der erforderlichen Kraft zum Betätigen des Pilotventilfunktionselements;
-
ist 17 eine Teilschnittseitenansicht-Darstellung einer alternativen Ausführungsform eines CLP-Ventils unter Nutzung einer gestuften Abstützung, gezeigt in geschlossener Stellung;
-
ist 18 eine Teilschnittseitenansicht-Darstellung der in 17 dargestellten Ausführungsform, die das Pilotventilfunktionselement in einer geöffneten Stellung darstellt;
-
ist 19 eine grafische Darstellung der Magnetkraft und des Hebels, die durch die in 17 dargestellte Ausführungsform des CLP-Ventils bereitgestellt werden, zusammen mit der erforderlichen Kraft zum Betätigen des Pilotventilfunktionselements;
-
ist 20 eine Teilschnittseitenansicht-Darstellung einer Ausführungsform eines CLP-Ventils, die einen inneren Bypass aufweist, wobei der Fluiddurchfluss und die Kraft gezeigt sind, die auf das Hauptventilfunktionselement wirken, wenn das Pilotventil in geschlossener Stellung ist;
-
ist 21 eine Teilschnittseitenansicht-Darstellung der Ausführungsform des CLP-Ventils nach 20, die Fluiddurchfluss durch den inneren Bypass, wenn das Pilotventilfunktionselement in einer geöffneten Stellung ist, und den resultierenden Hauptfluiddurchfluss dort hindurch darstellt, sowie das Hauptventilfunktionselement durch den Differenzdruck des Prozessfluids geöffnet ist;
-
ist 22 eine isometrische Darstellung einer alternativen Ausführungsform eines CLP-Ventils, die eine Neunzig-Grad-Fluiddurchfluss-Konfiguration aufweist;
-
ist 23 eine Teilschnittseitenansicht-Darstellung der in 22 gezeigten Ausführungsform des CLP-Ventils;
-
ist 24 eine teilweise durchsichtige Darstellung der in 22 dargestellten Ausführungsform des CLP-Ventils;
-
ist 25 eine Teilschnitt-Darstellung einer Ausführungsform des in 22 gezeigten CLP-Ventils, die den Pilotdurchflussweg unter Verwendung einer Rotationsring-Körper-Konfiguration zeigt;
-
ist 26 eine Teilschnitt-Darstellung einer alternativen Ausführungsform des in 22 gezeigten CLP-Ventils unter Verwendung einer Top-Hat-Konfiguration;
-
ist 27 eine Teilschnitt-Darstellung einer alternativen Ausführungsform des in 22 gezeigten CLP-Ventils unter Nutzung einer Froststopfen-Konfiguration;
-
ist 28 eine isometrische Explosionsansicht des CLP-Ventils nach 22, die eine Demontage der Elektromagnetspule aus dem Körper des CLP-Ventils darstellt; und
-
ist 29 eine vereinfachte Teilschnittseitenansicht-Darstellung einer alternativen Ausführungsform des Pilotventilbetätigungsmechanismus, die als ein direktwirkendes Ventil zur Verwendung in einem Haushaltsgerät, z. B. Kaffeemaschine, Eiswürfelbereiter in einem Kühl- oder Gefrierschrank usw. konfiguriert ist.
-
Obgleich die Erfindung in Verbindung mit gewissen bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wird, besteht keinerlei Absicht, sie auf jene Ausführungsformen zu beschränken. Es besteht im Gegensatz dazu die Absicht, alle Alternativen, Modifikationen und Entsprechungen abzudecken, wie sie in Geist und Umfang der Erfindung beinhaltet sind, wie durch die angehängten Ansprüche definiert.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
Uns nun den Zeichnungen zuwendend, ist in 1 ein kompaktes, pilotbetätigtes Wasserventil mit geringem Leistungsbedarf (compact, low power, CLP) 100 dargestellt, das gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Obgleich die folgende Beschreibung verschiedene Ausführungsformen und Anwendungen desselben beschreibt, wird der Fachmann erkennen, dass andere Ausführungsformen und Anwendungen ausgelegt werden können und innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung liegen. Tatsächlich können, wie aus der folgenden Beschreibung für den Fachmann offensichtlich wird, obgleich die Beschreibung unten verschiedene Aspekte der Erfindung zum leichteren Verständnis in einer Ausführungsform diskutiert, die ein Einzelventil bildet, die Pilotventilbaugruppe und das Mittel zur Steuerung derselben in einer Ventilblockbaugruppe konfiguriert sein, z. B. einem Mischventil, die zwei oder mehr Ventilfunktionsbaugruppen mit zwei oder mehr Pilotventilfunktionsbaugruppen aufweist, um die Betätigung derselben zu steuern. Daher ist die folgende Beschreibung als Beispiel zu nehmen und nicht als Einschränkung.
-
Wie in 1 dargestellt, nutzt das CLP-Ventil 100 einen Ventilkörper 102, der einen Einlass 104 und einen Auslass 106 bildet. Obgleich die in 1 dargestellte Ausführungsform einen Ventilkörper 102 nutzt, der eine Neunzig-Grad-Ausrichtung zwischen dem Einlass 104 und Auslass 106 bildet, sind andere Einlass-zu-Auslass-Konfigurationen möglich, von denen mindestens eine in nachfolgenden Figuren dargestellt ist, und daher ist deren Konfiguration nicht als den Umfang der vorliegenden Erfindung beschränkend zu nehmen.
-
Das CLP-Ventil 100 beinhaltet außerdem eine Elektromagnetbaugruppe 108, um die Betätigungskraft bereitzustellen, um letztendlich den Betriebszustand des CLP-Ventils 100 zu steuern. Wie der Fachmann erkennen wird, beinhaltet die Elektromagnetbaugruppe 108 eine Spule 110 und eine Magnetrahmenstruktur 112, die dabei hilft, den magnetischen Weg des Kraftlinienflusses zu definieren, wenn die Spule 110 erregt ist. Um eine kleine Elektromagnetbaugruppe 108 zu nutzen, nutzt das CLP-Ventil 100 ein kleines Pilotventil, um den Durchfluss einer kleinen Menge Bypassfluids zu steuern, was dann, wie auf dem Fachgebiet bekannt, es dem Hauptprozessfluid ermöglicht, das Positionieren des Hauptventilfunktionselements zu steuern.
-
Einzigartig ist beim CLP-Ventil 100 der vorliegenden Erfindung das Mittel 114 zum Steuern des Pilotventilfunktionselements. Wie unten ausführlicher mit Bezug auf bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung diskutiert wird, beinhaltet das Mittel 114 zum Steuern des Pilotventilfunktionselements die Positionierung der Pilotventilöffnung von der Mittelachse der Elektromagnetbaugruppe 108 fort. Die relative Positionierung der Mittelachse der Elektromagnetbaugruppe 108 von der Pilotventilöffnung ermöglicht es, dass das Mittel 114 einen Hebelarm 116 (siehe z. B. 2) beinhaltet, um einen mechanischen Vorteil oder eine Gegenkraftvervielfachung der Kraft bereitzustellen, die durch die Elektromagnetbaugruppe 108 geliefert wird, sodass ausreichend Kraft verfügbar ist, um das Pilotventilfunktionselement aus seiner geschlossenen in seine geöffnete Stellung zu bewegen. Weil Pilotventile das unter Druck stehende gesteuerte Fluid als Betätigungsenergiequelle für das Hauptventil nutzen, sind aufgrund der direktwirkenden Konstruktionen dieser früheren Konstruktionen Elektromagnete früherer Pilotventile verglichen mit dem CLP-Ventil 100 relativ groß und teuer. Als Folge davon verwendet das CLP-Ventil 100 verglichen mit früheren Konstruktionen weniger elektrische Leistung und ist um 50%–80% energieeffizienter, während dasselbe Ergebnis erzielt wird.
-
Wie unten vollständiger diskutiert wird, beinhaltet das Mittel 114 in einer Ausführungsform einen Stößel 118 (siehe 2), um die Bewegung des Hebelarms 116 zu steuern, und in anderen Ausführungsformen (siehe z. B. 7) einen ferromagnetischen Hebelarm 116', auf den in einer stößellosen Konfiguration durch die Magnetkraft direkt eingewirkt werden kann, um die Stellung des Pilotventilfunktionselements zu steuern.
-
Uns nun besonders 2 zuwendend, ist dort eine Ausführungsform des CLP-Ventils 100' dargestellt, die einen magnetisch betätigten Stößel 118 nutzt, der mechanisch mit dem Hebelarm 116 als Teil des Mittels 114 zum Steuern des Pilotventilfunktionselements 120 gekoppelt ist. Die Darstellung der 2 beinhaltet nicht die Spule, sodass die inneren Merkmale der Elektromagnetbaugruppe 108 leichter gezeigt werden können.
-
Insbesondere ist in dieser Ausführungsform die Spulenbaugruppe 108 um ein Führungsrohr 122 herum positioniert, das durch den Hauptventilfunktionskammerkörper 142 gebildet ist, in dem der Stößel 118 beweglich positioniert ist. Dieser Stößel 118 wird durch Feder 124 in seiner Ruhestellung gehalten, wenn die Elektromagnetspule nicht erregt ist. Wie in dieser 2 gezeigt, hält der Ruhezustand bei dieser Ausführungsform des CLP-Ventils 100' das Pilotventilfunktionselement 120 in Kontakt mit oder in geschlossener Beziehung zur Pilotventilöffnung 126, was Fluiddurchfluss aus der Hauptventilfunktionskammer 128 durch den Bypasskanal 130 zum Auslass 106 verhindert. In diesem Zustand, und wie der Fachmann erkennen wird, wird der Prozessfluiddruck derart wirken, dass das Hauptventilfunktionselement 132 geschlossen gehalten wird, um das Prozessfluid daran zu hindern, vom Einlass 104 zum Auslass 106 zu strömen. Insbesondere schließt sich das Hauptventilfunktionselement 132 aufgrund kleiner Überströmbohrung(en) dann (siehe z. B. Überströmbohrungen 202, dargestellt in 7), die ermöglichen, dass sich Druck aufbaut und die Hauptventilfunktionskammer 128 mit dem Einlassdruck ausgleicht, wenn das Pilotventilfunktionselement 120 geschlossen ist. Wie für den Fachmann durch Prüfung dieser 2 offensichtlich sein sollte, ist der Stößel 118 mit dem Prozessfluid in der Hauptventilfunktionskammer 128 in Kontakt. Als solches muss das Material, aus dem dieser Stößel 118 aufgebaut ist, derart ausgewählt sein, dass es mit dem Prozessfluid verträglich ist, das durch dieses CLP-Ventil 100' gesteuert wird.
-
Sobald die Elektromagnetbaugruppe 108 erregt worden ist, veranlasst die durch die Spule (nicht gezeigt) erzeugte Magnetkraft den Stößel 118, sich in einer Aufwärtsrichtung zu bewegen, wie durch die Ausrichtung nach 3 gezeigt. Die erforderliche Magnetkraft muss ausreichend sein, um die Federkraft von Feder 124 sowie den statischen Fluiddruck auf dem Pilotventilfunktionselement 120 zu überwinden. Weil das Mittel 114 zum Steuern des Pilotventilfunktionselements 120 den Hebelarm 116 nutzt, der um Abstützung 134 schwenkt, braucht die erforderliche Kraft, die durch die Elektromagnetbaugruppe 108 zu erzeugen ist, jedoch nicht gleich jener Kraft zum direkten Überwinden des statischen Fluiddrucks zu sein, da der Hebelarm 116 und die Positionierung der Abstützung 134 eine Gegenkraftvervielfachung bereitstellen. Dies ermöglicht, dass die Elektromagnetbaugruppe 108 viel kleiner als jene ist, die erforderlich sein würde, wenn das CLP-Ventil 100' nicht das Mittel 114 zum Steuern des Pilotventilfunktionselements 120 nutzte. An sich kann eine kleinere Spule (nicht gezeigt) genutzt werden, wodurch in Anbetracht der Betriebsleistungsverringerung, die durch diese Konstruktion geboten wird, und in Anbetracht der aktuellen und prognostizierten Kosten von Kupfer, aus dem der Draht der Spule hergestellt ist, die Kosten erheblich verringert werden.
-
Wie der Fachmann erkennen wird, beginnt, sobald das Pilotventilfunktionselement 120 durch das Schwenken des Hebelarms 116 auf der Abstützung 134 von der Pilotventilöffnung 126 abgehoben worden ist, das Prozessfluid von der Pilotventilöffnung 126 durch das Bypasskanalführungselement 136 in den Bypasskanal 130 zum Auslass 106 zu fließen. Dies resultiert in einer Verringerung im Fluiddruck oberhalb des Hauptventilfunktionselements 132 in der Hauptventilfunktionskammer 128. Der Prozessfluiddruck auf der Unterseite des Hauptventilfunktionselements 132 vom Einlass 104 veranlasst dann, dass das Hauptventilfunktionselement 132 in der Darstellung nach 3 ansteigt und das CLP-Ventil 100' öffnet, um es dem Prozessfluid zu ermöglichen, frei vom Einlass 104 zum Auslass 106 zu fließen.
-
Wenn die Elektromagnetspule (nicht gezeigt) nicht erregt ist, veranlasst die Kraft von Feder 124, dass sich der Stößel 118 abwärts bewegt, was über den Hebelarm 116 und die Abstützung 134 veranlasst, dass das Pilotventilfunktionselement 120 gegen die Pilotventilöffnung 126 schließt. Dies veranlasst einen Anstieg im Prozessfluiddruck oberhalb des Hauptventilfunktionselements 132 in der Hauptventilfunktionskammer 128 aufgrund des Durchflusses von Prozessfluid durch die kleine(n) Überströmbohrung(en) im Hauptventilfunktionselement 132, die Aufbauen von Druck ermöglichen und die Hauptventilfunktionskammer 128 mit dem Einlassdruck ausgleichen, und veranlasst, dass sich das Hauptventilfunktionselement 128 abwärts bewegt, um das CLP-Ventil 100' wieder zu schließen, wie in 2 dargestellt.
-
Wie detaillierter in 4 und 5 zu sehen ist, wird der Hebelarm 116 innerhalb der Hauptventilfunktionskammer 128 in der dargestellten Ausführungsform durch das Ende mit dem größeren Durchmesser der Abstützung 134 in Position gehalten. Die Abstützung 134 beinhaltet auch einen Schaftabschnitt 140 mit kleinerem Durchmesser, der durch den Hebelarm 116 hindurch aufgenommen ist und innerhalb des Hauptventilfunktionskammerkörpers 142 gesichert ist. Auch kann ein Paar Hebelarmführungsschultern 138 bereitgestellt sein, um den Hebelarm 116 an Ort und Stelle zu halten. Wie in dieser Ausführungsform gezeigt, beinhaltet der Hebelarm 116 außerdem einen Stößelfügeschlitz 144, der bemessen ist, einen eingeschnürten Abschnitt 146 von Stößel 118 aufzunehmen. Um sicherzustellen, dass der Stößel 118 den Hebelarm 116 überführen kann, beinhaltet der Stößel 118 außerdem eine Endaufweitung mit größerem Durchmesser 148, deren Durchmesser größer als die Weite des Stößelfügeschlitzes 144 ist. Eine derartige Konfiguration vereinfacht den Aufbau und stellt einen zuverlässigen Betrieb des Bypasspilotventilabschnitts des CLP-Ventils 100' sicher.
-
Während die in 2–5 dargestellten Ausführungsformen eine Feder 124 nutzen, um den Stößel 118 während seines Ruhezustands zu positionieren, verzichtet eine alternative Ausführungsform, die in 6 dargestellt ist, auf die Notwendigkeit von Feder 124, indem Federarmelemente 150 als Teil des Aufbaus von Hebelarm 116 bereitgestellt sind. Insbesondere ist in dieser Ausführungsform der Hebelarm 116 aus Federstahl oder anderem elastischem Material aufgebaut, das wiederholte leichte Verformungen desselben ohne Ausfall durch Ermüdungsbeanspruchung ermöglicht. Die Federarmelemente 150 wirken gegen den Hauptventilfunktionskammerkörper 142, um den Stößel 118 in seiner Ruhestellung zu halten, wenn die Elektromagnetspule (nicht gezeigt) nicht erregt ist.
-
Sobald die Elektromagnetspule erregt ist, veranlasst die auf Stößel 118 wirkende Magnetkraft, dass der Stößel 118 gegen die Kraft des Federarmelements 150 in einer Richtung in die Seite hinein, wie in 6 zu sehen, überführt wird. Sowie das Ende des Hebelarms 116 durch den Stößel 118 bewegt wird, wird das Pilotventilelement 120 in der entgegengesetzten Richtung bewegt, was in einer leichten Verdrehung der Abstützungsarme 152 des Hebelarms 116 resultiert. Diese Abstützungsarme 152 sind an ihrer äußeren Ausdehnung an den Abstützungen 134' gesichert, die als Teil des Hauptventilfunktionskammerkörpers 142 gebildet oder diesem hinzugefügt sind.
-
In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nutzt das Mittel 114 zum Steuern des Pilotventilfunktionselements 120 keinen Stößel, der mit dem Prozessfluid in der Hauptventilfunktionskammer 128 in Kontakt ist, sondern nutzt stattdessen die Magnetkraft, die durch die Elektromagnetspule erzeugt wird, um einen Hebelarm 116 zu bewegen, der mindestens einen Abschnitt davon beinhaltet, der ferromagnetisch ist, wie in 7 dargestellt. Da kein Stößel erforderlich ist, kann der Mittelspindelabschnitt der Magnetrahmenstruktur 112 viel kleiner sein, wie in einem Vergleich zwischen 7 und z. B. 2 zu sehen ist, weil kein Führungsrohr zum Unterbringen eines Stößels nötig ist. Dies ermöglicht eine viel kompaktere Spulenkonstruktion. Auch wird, weil die Magnetrahmenstruktur 112 nicht mit dem Prozessfluid in Kontakt ist, die Verwendung magnetisch permeablerer, d. h. beim Leiten des Magnetflusses effizienterer Materialien ermöglicht. Ferner kann die Nutzung kostengünstigen Stahls z. B. mit geringem Kohlenstoffgehalt im Gegensatz zu dem typischen Edelstahl mit magnetischer Güte angewendet werden, weil das Material nicht mit dem Prozessfluid in Kontakt kommt, was Korrosions- und Kontaminationsprobleme in großem Umfang verringert. Ohne einen Stößel und eine Feder, die dieser zugeordnet sind, um den Hebelarm in deiner Ruhestellung zu halten, nutzt diese Ausführungsform ein Federelement 154 innerhalb der Hauptventilfunktionskammer 128, um diese Funktion auszuüben. Anders ausgedrückt, hält bei nicht erregter Elektromagnetspule das Federelement 154 den Hebelarm 116' derart in der in 7 gezeigten Stellung, dass das Pilotventilfunktionselement 120 in einer geschlossenen Stellung gegen die Pilotventilöffnung 126 gehalten ist.
-
Sobald die Spule der Elektromagnetbaugruppe 108 erregt ist, veranlasst das dadurch erzeugte Magnetfeld, dass der ferromagnetische Abschnitt von Hebelarm 116' auf die Elektromagnetbaugruppe 108 zu angezogen wird, bis er in seiner vollständig angezogenen oder geöffneten Stellung ist, wie in 8 dargestellt. Der ferromagnetische Hebelarm 116 schwenkt um Abstützung 134', die in der dargestellten Ausführungsform als Teil des Hauptventilfunktionskammerkörpers 142 gebildet ist. Sowie der ferromagnetische Hebelarm 116' um die Abstützung 134', schwenkt, wird das Pilotventilfunktionselement 120 von der Pilotventilöffnung 126 fort gezogen, wodurch es einem Bypassfluss von Prozessfluid ermöglicht wird, durch das Bypasskanalführungselement 136 in den Bypasskanal 130 zu fließen, um es dem Hauptprozessfluid zu ermöglichen, das Hauptventilfunktionselement 132 zu betätigen, um das CLP-Ventil 100'' zu öffnen.
-
Bei Nichterregung der Spule der Elektromagnetbaugruppe 108 ist das Magnetfeld ausgeschaltet, und das Federelement 154 ist wieder in der Lage, den ferromagnetischen Hebelarm 116' in seine Ruhestellung zu bewegen, wobei das Pilotventilfunktionselement 120 gegen die Pilotventilöffnung 126 geschlossen wird, wie in 7 gezeigt. In dieser Stellung veranlasst der ansteigende Prozessfluiddruck in der Hauptventilfunktionskammer 128 oberhalb des Hauptventilfunktionselements 132 erneut, dass das Hauptventilfunktionselement 132 abwärts überführt wird, bis es das CLP-Ventil 100'' schließt, wie in 7 gezeigt.
-
Wie aus 9 ersehen werden kann, beinhaltet der ferromagnetische Hebelarm 116' in der dargestelltem Ausführungsform eine magnetische Oberfläche 156, auf die durch das Magnetfeld eingewirkt wird, das durch Elektromagnetbaugruppe 108 erzeugt wird. Diese magnetische Oberfläche 156 brauch nicht an sich und aus sich heraus magnetisch sein, ist aber vorzugsweise aus einem ferromagnetischen oder/und einem magnetisch permeablen Material aufgebaut, das durch ein Magnetfeld wie z. B. das angezogen wird, das durch die Spule der Elektromagnetbaugruppe 108 erzeugt wird. Tatsächlich kann diese magnetische Oberfläche 156 der einzige ferromagnetische Abschnitt des ferromagnetischen Hebelarms 116' sein, wenn auch die einfache Herstellung diktieren mag, dass der gesamte Hebelarm 116' aus demselben Material aufgebaut ist.
-
Um zu ermöglichen, dass diese magnetische Oberfläche 156 bündig gegen die innere Oberfläche des Hauptventilfunktionskammerkörpers 142 gehalten wird, wenn darauf durch das Magnetfeld der Elektromagnetbaugruppe 108 eingewirkt wird, beinhaltet der ferromagnetische Hebelarm 116 einen Ausrichtungsabschnitt 158, der die sachgerechte Abwinkelung zwischen der magnetischen Oberfläche 156 und dem Abschnitt des ferromagnetischen Hebelarms 116' bereitstellt, der das Pilotventilfunktionselement 120 hält. In der dargestellten Ausführungsform beinhaltet der ferromagnetische Hebelarm 116' ein Paar Führungsarme 160, die innerhalb eines Paares Führungsstifte 162 positioniert sind, die an den Hauptventilfunktionskammerkörper gekoppelt oder aus diesem heraus gebildet sind.
-
Wie in 10 gezeigt, ist das Federelement 154 über ein Paar äußere Federarme 164 an dem Paar Abstützungen 134', angebracht, die oben auf den Führungsstiften 162 gebildet sind. Die Federkraft wird durch einen mittleren Federarm 166 auf den ferromagnetischen Hebelarm 116' an einem Punkt nahe dem Pilotventilfunktionselement 120 angewendet.
-
11 stellt eine alternative Ausführungsform des Hauptventilfunktionskammerkörpers 142 dar, der Vertiefungen darin beinhaltet, um den ferromagnetischen Hebelarm 116' und das Federelement 154 betriebsmäßig zu lagern, wobei Ausführungsformen von beiden in 12 dargestellt sind. Wie in dieser alternativen Ausführungsform zu sehen ist, ist die Abstützung 134'' als ein mittlerer erhöhter Abschnitt innerhalb der Vertiefung gebildet, die den ferromagnetischen Hebelarm 116' aufnimmt. Wie hierin unten vollständiger diskutiert wird, kann das Profil dieser Abstützung 134'' verbesserte Leistungseigenschaften bereitstellen und weitere Verringerung in der Größe der Elektromagnetbaugruppe 108 ermöglichen.
-
Insbesondere und unter Bezugnahme auf 13 stellt eine profilierte Abstützung 134''' einen sich bewegenden Schwenkpunkt bereit, der die Kraftvergrößerung und Linearbewegungsrate ändert, sowie der ferromagnetische Hebelarm 116' unter Kraft des Magnetfelds, das durch die Elektromagnetbaugruppe 108 erzeugt wird, aus einer Ruhestellung in seine vollständig betätigte Stellung überführt wird. Das heißt, dass, wie in 13 gezeigt, wenn der ferromagnetische Hebelarm 116' in seiner Ruhestellung mit dem gegen die Pilotventilöffnung 126 geschlossen gehaltenen Pilotventilfunktionselement 120 gehalten ist, der Schwenkpunkt 168 derart positioniert ist, dass das Hebelöffnungsverhältnis näherungsweise fünf zu eins (~5:1) ist. Dies stellt erhebliche Kraftvervielfachung und wenig Linearbewegung des Pilotventilfunktionselements 120 bei anfänglicher Erregung der Elektromagnetspule bereit. Dies ermöglicht einer relativ kleinen Elektromagnetspule, über den ferromagnetischen Hebelarm 116' genug Kraft zu erzeugen, um den statischen geschlossenen Druck zu überwinden, der auf das Pilotventilfunktionselement 120 wirkt (und um die Federkraft zu überwinden).
-
Jedoch ist, sobald das Pilotventilfunktionselement 120 von der Pilotventilöffnung 126 geöffnet hat, die Kraft, die erforderlich ist, um das Pilotventilfunktionselement in seine vollständig geöffnete Stellung zu bewegen, erheblich verringert gegenüber jener, die erforderlich ist, um die anfängliche Öffnung selbst bereitzustellen. Jedoch ist, sowie der ferromagnetische Hebelarm 116' in engere Nähe zur Elektromagnetspule kommt, der Betrag an Magnetkraft, der darauf wirkt, erheblich gesteigert (die Magnetkraft steht in inverser Relation zum Quadrat des Abstands). Jedoch ist derart gesteigerte Kraft nicht notwendig, da die Kraft, die auf das Pilotventilfunktionselement wirkt, erheblich verringert ist, sobald es geöffnet worden ist. Durch Bereitstellen der profilierten Abstützung 134''' bewegt sich der Schwenkpunkt 168, um das Hebelöffnungsverhältnis auf näherungsweise 1,5 zu 1 (~1,5:1) zu ändern. Dies resultiert in weniger Kraftvervielfachung durch den Hebelarm, aber gesteigerter Linearbewegungsrate des Pilotventilfunktionselements 120 fort von der Pilotventilöffnung 126, wie in 14 gezeigt. Anders ausgedrückt, stellt die profilierte Abstützung 134''' bei anfänglicher Öffnung, wenn es nötig ist, größeren Hebel bereit, wie in 13 gezeigt, während sie nach Öffnung größere Bewegung bereitstellt, wenn es nötig ist, wie in 14 dargestellt.
-
Der Vorteil einer derartigen profilierten Abstützung 134''' kann durch eine Analyse der grafischen Darstellung der Magnetkraft, des Hebels und der erforderlichen Kraft realisiert werden, wie sie in 15 für eine Ausführungsform mit Abstützung mit festem Schwenkpunkt dargestellt ist, und jener nach 16 für die Ausführungsform mit profilierter Abstützung 134'''. Insbesondere beinhaltet jede der grafischen Darstellungen eine Kurve 170, die die Magnetkraft darstellt, die auf den ferromagnetischen Hebelarm 116' wirkt, sowie er sich von der geschlossenen zur geöffneten Stellung bewegt (d. h. von weiter weg von der Elektromagnetspule näher an sie heran).
-
Bei einer Ausführungsform mit Festpunkt-Abstützung nimmt der Hebel, der durch den ferromagnetischen Hebelarm 116' bereitgestellt ist, zu, sowie die Magnetkraft, die auf den Hebelarm 116' wirkt, zunimmt, weil sich das Hebelverhältnis des magnetischen Vorteils nicht ändert, wie durch Kurve 172 gezeigt. Jedoch nimmt die erforderliche Kraft, um das Pilotventilfunktionselement 120 zu bewegen, wie durch Kurve 174 gezeigt, tatsächlich ab, sowie es von seiner geschlossenen in seine geöffnete Stellung bewegt wird.
-
Jedoch nimmt, wie in 16 gezeigt, der Hebel, der durch die profilierte Abstützung 134''' bereitgestellt ist, nicht mit der zunehmenden Magnetkraft 170 zu, sondern kann stattdessen gesteuert werden, um ausreichend Kraft bereitzustellen, wenn sie nötig ist, um das Pilotventilfunktionselement zu öffnen, und kann überführt werden, um größere Bewegung mit weniger Kraftanwendung zu ermöglichen, wenn derart zunehmende Kraft nicht erforderlich ist.
-
17–18 stellen ein ähnliches Prinzip dar, aber satt des Bereitstellens einer profilierten Abstützung, wie in 13 und 14 dargestellt, wird eine gestufte Abstützung 134'''' genutzt, um eine gestufte Änderung in resultierender Kraft bereitzustellen, wie in 19 gezeigt.
-
20 und 21 stellen eine alternative Ausführungsform des CLP-Ventils 100 dar, die eine Konstruktion mit innerem Bypass und geradem Durchfluss bereitstellt. Wie in 20 in einem geschlossenen Zustand gezeigt, fließt der durch Pfeile 178 dargestellte Prozessfluiddruck nach oben durch das Hauptventilfunktionselement 132 und in die Hauptventilfunktionskammer 128, wobei dieser Druck auf die größere Grundfläche der oberen Oberfläche des Hauptventilfunktionselements 132 wirkt, um zu veranlassen, dass sie sich abwärts in die geschlossene Stellung bewegt, die in 20 dargestellt ist. Jedoch ist, sobald das Pilotventilfunktionselement durch die Anziehung des ferromagnetischen Hebelarms 116' geöffnet ist, der Druck in der Hauptventilfunktionskammer 128 verringert, sowie das Prozessfluid, wie durch Pfeile 180 dargestellt, durch das Bypasskanalführungselement 136 in den Bypasskanal 130 und aus dem Auslass 106 heraus fließt. Da der Druck des Prozessfluids, der durch Pfeile 178 dargestellt ist, jetzt größer als der Druck ist, der aus der Hauptventilfunktionskammer 128 freigesetzt worden ist, bewegt sich das Hauptventilfunktionselement 132 aufwärts, um es dem Prozessfluid zu ermöglichen, dann vom Einlass 104 zum Auslass 106 zu fließen, wie durch die Hauptdurchfluss-Pfeile 182 dargestellt.
-
22 stellt eine alternative Ausführungsform eines CLP-Ventils 100''' dar, die eine Neunzig-Grad-Durchfluss-Konfiguration zwischen dem Eingang 104 und dem Ausgang 106 aufweist. In einer derartigen Ausführungsform muss der innere Bypasskanal 130 eine Neunzig-Grad-Kurve vollführen, um Durchfluss in den Auslass 106 zu ermöglichen. Um die Herstellung einer derartigen Ausführungsform zu erleichtern, wird ein Bypasskanaldeckel 184 verwendet, um den Bypasskanal 130 von der äußeren Umgebung abzuschließen. Dieser Bypasskanaldeckel 184 kann am Ventilkörper 102 reibverschweißt oder anderweitig befestigt sein.
-
In einer derartigen Konfiguration stellt der Bypasskanal 130 Verbindung zu einer Bypasskanalabschlussöffnung 186 her, dargestellt in 23. Der tatsächliche Durchfluss von der Pilotventilöffnung 126 zur Bypasskanalabschlussöffnung 186 ist am besten in der teilweise durchsichtigen Grafik nach 24 oder dem Teilschnitt nach 25 zu sehen. Wie in diesen Darstellungen zu sehen ist, tritt der Fluss des Prozessfluids in die Pilotventilöffnung ein und fließt in eine Kammer, die zwischen dem Ventilkörper 102 und dem Hauptventilfunktionskammerkörper 142 gebildet ist. Diese Kammer stellt Verbindung zum Bypasskanal 130 her, der in Fluidkommunikation mit dem Auslass 106 endet. Diese Kammer ist in den in 24 und 25 dargestellten Ausführungsformen durch einen Rotationsring 190 geschlossen, sowie er am Ventilkörper 102 und am Hauptventilfunktionskammerkörper 142 befestigt ist. Derartige Befestigung kann durch Reibschweißen, Schraubbefestigung oder ein anderes zweckentsprechendes Verfahren bewerkstelligt werden. In einer Ausführungsform, in der die Befestigung eine Schraubbefestigung verwendet, beinhaltet der Pilotventilkörper 142 ein Grobgewinde, um ein Verschließen mit einer halben Umdrehung hinunter auf den Hauptventilkörper 102 bereitzustellen. Vorzugsweise ist zum Abdichten der Baugruppe ein „O”-Ring bereitgestellt. Eine derartige Ausführungsform verzichtet auf die Notwendigkeit des Bypasskanalführungselements, das beispielsweise in der Ausführungsform verwendet wird, die in 20 dargestellt ist.
-
In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in 26 dargestellt ist, ist der separate Rotationsring 190 durch die Konfiguration des Hauptventilfunktionskammerkörpers 142 in einer Top-Hat-Konfiguration beseitigt, die den Kanal zum Koppeln mit dem Bypasskanal durch direktes Verbinden mit dem Ventilkörper 102 bildet. Wie beim Rotationsring kann die Kopplung zwischen dem Ventilkörper 102 und dem Hauptventilfunktionskammerkörper 142 durch Reibschweißen oder eine andere zweckentsprechende Befestigung bewerkstelligt werden.
-
Die in 27 dargestellte Ausführungsform nutzt eine unterschiedliche Konfiguration ähnlich jener eines Froststopfens, um die Kopplung zwischen dem Hauptventilfunktionskammerkörper 142 und dem Ventilkörper 102 zu bilden. In dieser Ausführungsform sind die Verbindungsflächen durch Ultraschallschweißen, Klebstoff oder ein anderes zweckentsprechendes Verfahren verbunden und abgedichtet. Der Durchfluss des Fluids von der Pilotventilöffnung 126 zur Bypasskammer 130 wird auf einer Innenwand des Ventilkörpers 102 bewerkstelligt.
-
Vorteilhafterweise ermöglichen diese Konfigurationen, dass der Hauptventilfunktionskammerkörper 142 und die Spulenbaugruppe 108 in irgendeiner 360° Ausrichtung positioniert werden, während dennoch ein Bypassflussweg zwischen der Hauptventilfunktionskammer 128 und dem Auslass 106 bereitgestellt ist. Ungeachtet der Konfiguration kann, sobald der Hauptventilfunktionskammerkörper 142 innerhalb des Ventilkörpers 102 sicher befestigt worden ist, die Elektromagnetbaugruppe 108 in einen Elektromagnetaufnahmeschlitz 200 eingesetzt werden, um den Aufbau des CLP-Ventils 100'' der vorliegenden Erfindung zu komplettieren, wie in 28 dargestellt.
-
Wie in 29 dargestellt, kann das Mittel 114 zum Steuern der Stellung des Pilotventilfunktionselements 120 in einem CLP-Ventil 100''' für geringen Durchfluss als direktwirkendes Ventil für Anwendungen mit geringen Durchfluss genutzt werden, wie z. B. einer Kaffeemaschine, einem Eiswürfelbereiter in einem Haushaltskühl- oder -gefrierschrank usw. Eine derartige Konfiguration ist in 29 dargestellt und nutzt vorzugsweise die profilierte Abstützung 134''', um maximalen Vorteil bereitzustellen.
-
Alle Verweise, einschließlich Offenlegungsschriften, Patentanmeldungen und Patenten, die hierin zitiert werden, sind hierdurch durch Verweis in demselben Umfang einbezogen, als wenn jeder Verweis einzeln und eigens als durch Verweis einbezogen gekennzeichnet wäre und in vollem Umfang hierin dargelegt wäre.
-
Die Verwendung der Begriffe „ein” und „eine” (eng. „a” und „an”) und „der”, „die” und „das” (engl. „the”) und ähnliche Angaben im Kontext des Beschreibens der Erfindung (insbesondere im Kontext der folgenden Ansprüche) ist so auszulegen, dass sie sowohl den Singular als auch den Plural abdeckt, es sei denn, dies ist anderweitig hierin angegeben oder diesem wird durch den Kontext klar widersprochen. Wenn nicht anders angegeben, sind die Begriffe „umfassen”, „aufweisen”, „beinhalten” und „enthalten” als offene Begriffe auszulegen (also in der Meinung „einschließlich, aber nicht darauf beschränkt”). Wenn hierin nicht anders angegeben, ist das Darlegen von Wertebereichen hierin lediglich dazu gedacht, als Kurzverfahren des einzelnen Bezugnehmens auf jeden separaten Wert zu dienen, der in diesen Bereich fällt, und jeder separate Wert ist in die Spezifikation einbezogen, als wäre er einzeln hierin dargelegt. Wenn hierin nicht anders angegeben ist oder anderweitig durch den Kontext klar widersprochen wird, können alle hierin beschriebenen Verfahren in jedweder geeigneten Reihenfolge durchgeführt werden. Die Verwendung jedweder und aller Beispiele oder beispielhafter Sprachwendungen (z. B. „wie z. B.”) die hierin bereitgestellt ist, ist lediglich dazu gedacht, die Erfindung besser zu erläutern, und erlegt dem Umfang der Erfindung keine Beschränkung auf, es sei denn, dies wird anderweitig beansprucht. Keine Sprachwendung in dieser Spezifikation ist dahingehend auszulegen, dass sie irgendein nicht beanspruchtes Element als für die praktische Umsetzung der Erfindung wesentlich angibt.
-
Hierin beschrieben sind bevorzugte Ausführungsformen dieser Erfindung einschließlich der besten den Erfindern bekannten Art und Weise zum Ausführen der Erfindung. Varianten jener bevorzugten Ausführungsformen können dem Durchschnittsfachmann auf dem Fachgebiet beim Lesen der vorstehenden Beschreibung offensichtlich werden. Die Erfinder erwarten, dass erfahrene Handwerker derartige Varianten gegebenenfalls einsetzen, und die Erfinder beabsichtigen, dass die Erfindung anderweitig praktisch umgesetzt wird, als hierin eigens beschrieben ist. Demgemäß beinhaltet diese Erfindung alle Modifikationen und Äquivalente des in den hieran angehängten Ansprüchen dargelegten Gegenstandes, sowie durch geltendes Recht gestattet. Darüber hinaus ist, wenn hierin nicht anders angegeben ist oder anderweitig durch den Kontext klar widersprochen wird, jedwede Kombination der oben beschriebenen Elemente in allen möglichen Variationen davon durch die Erfindung erfasst.