DE60225344T2

DE60225344T2 - Durchflussbegrenzungsventil

Info

Publication number: DE60225344T2
Application number: DE2002625344
Authority: DE
Inventors: Donald S. Birmingham GLOVER; James E. Novi SCANLON; Mark Austin KOEROGHLIAN
Original assignee: Brass-Craft Manufacturing Co Novi; Brasscraft Manufacturing Co
Current assignee: Brass-Craft Manufacturing Co Novi; Brasscraft Manufacturing Co
Priority date: 2001-06-28
Filing date: 2002-06-17
Publication date: 2009-02-19
Anticipated expiration: 2022-06-18
Also published as: US20030000580A1; EP1478869A4; DE60225344D1; WO2003002896A2; CO5360651A1; MXPA03011275A; EP1478869A2; EP1478869B1; ES2300450T3; US6488047B1; WO2003002896A3; AR034653A1; BR0210022A; BR0210022B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft Durchflussbegrenzungsventile für das Steuern des Durchflusses durch eine Leitung, wobei das Ventil den Druckabfall über das Ventil minimiert und ebenfalls die Anzahl der Teile reduziert, die typischerweise erforderlich sind.
Durchflussbegrenzungsventile werden genutzt, um die Menge des Fluidstromes durch eine Leitung zu begrenzen. Im Allgemeinen hält eine bestimmte Methode des Haltens des Ventils in einer im Allgemeinen offenen Position das Ventil in einer offenen Position, wobei der Durchfluss durch die Leitung gestattet wird, wenn der Volumendurchsatz durch die Leitung unterhalb der vorgegebenen Grenze liegt. Wenn der Volumendurchsatz über die Grenze ansteigt oder, wie in einer anderen Weise dargelegt wird, wenn der Druckabfall über das Ventil einen bestimmten Wert übersteigt, dann wird das Ventil in eine geschlossene Position bewegt, die den Durchfluss durch die Leitung begrenzt.
Eine Art des Durchflussbegrenzungsventils verwendet einen Magneten, um das Ventil in einer im Allgemeinen geöffneten Position zu halten. Das typische magnetische Durchflussbegrenzungsventil nach dem bisherigen Stand der Technik wurde in eine Kapsel eingebaut, worin die gesamte Struktur für das Bereitstellen eines Ventilsitzes, einer Ventilführung und eines Magnethalters alle in einem einzelnen Kapselteil eingebaut sind. Unvermeidlich führte der bisherige Stand der Technik zu einem unerwünscht hohen Druckabfall über das Ventil infolge der großen Anzahl von Teilen, die bei diesem Ventiltyp nach dem bisherigen Stand der Technik im Strömungsweg aufgenommen werden.
Außerdem zeigten die Ventile nach dem bisherigen Stand der Technik eine nicht symmetrische Struktur, so dass sich ein unbeabsichtigter Strömungswiderstand infolge der Veränderungen bei der Ausrichtung der verschiedenen Ventilbauteile ergab. Das ist unerwünscht.
Das US-A-5203365 betrifft ein Durchflussbegrenzungsregulierventil nach dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruches 1 und weist ein magnetisch betätigtes Durchflussbegrenzungsregulierventil auf, das einen Fluidstrom durch eine Leitung gestattet, wenn der Durchfluss unterhalb einer vorgegebenen Strömungsgeschwindigkeit liegt, aber den Durchfluss absperrt, wenn die Strömungsgeschwindigkeit über die vorgegebene Grenze ansteigt, um den ungesteuerten Durchfluss oder Auslass von Fluids zu verhindern, wie es beispielsweise erfolgen könnte, wenn eine Fluidleitung gerissen ist, einschließlich der einzigartigen Packung oder Montage des Durchflussbegrenzungsregulierventils in einer Kapsel, um seine Installation in verschiedenen Strömungsleitungen, Fittings, Rohrsystemen, Geräten und dergleichen zu erleichtern.
Das US-A-2667895 betrifft ein magnetisch vorgespanntes Regulierventil, das ein Mittel in einem Ventil für das normale Beibehalten des Ventils in einer Sitzposition bereitstellt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Bei den offenbarten Ausführungen dieser Erfindung wird ein vereinfachtes Durchflussmengenbegrenzungsventil bereitgestellt, das zu einem relativ kleinen Druckabfall über die Ventilbaugruppe führt. Das wird durch Verringern der Anzahl der Teile und Eliminieren der Begrenzung des Durchflusses durch die Leitung infolge der Ventilbaugruppe in dem Umfang bewirkt, der möglich ist, wenn das Ventil offen ist. Bei bevorzugten Ausführungen ist ein erster Körperabschnitt, der eine Ventilführung und einen Magnethalter einschließt, separat vom Ventilsitz. Bei einigen Ausführungen kann der Ventilsitz durch einen separaten Ventilsitz bereitgestellt werden, und bei anderen Ausführungen wird der Ventilsitz durch eine Fläche in einer der Leitungshälften bereitgestellt.
Beim zweiten Typ der Ausführungen der Erfindung wird das Ventil vorzugsweise an einer Verbindung zwischen zwei Leitungsabschnitten montiert, so dass der Ventilsitz an einem dieser zwei Leitungsabschnitte bereitgestellt werden kann. Außerdem ist eine geringere Struktur am äußeren Umfang des Ventils zu verzeichnen, um zu unterbrechen oder anderweitig eine Begrenzung des Durchflusses bereitzustellen. Im Allgemeinen gestatten die Durchflussbegrenzungsventile einen Durchfluss um den äußeren Umfang der Ventile, wenn sich das Ventil in seiner offenen Position befindet. Der bisherige Stand der Technik wies eine Struktur im Weg des Durchflusses auf, die zu einem unerwünscht hohen Druckabfall führt. Die vorliegende Erfindung verbindet ihre Ventilführungsfunktion mit einer Vielzahl von peripher beabstandeten Schenkeln, die sich radial nach innen von einem radial äußeren Abschnitt erstrecken. Diese Struktur bringt eine geringere Begrenzung des Durchflusses als der bisherige Stand der Technik, der sich im Allgemeinen entlang des gesamten Umfanges des Ventils erstreckt. Bei der vorliegenden Erfindung ist daher eine geringere Unterbrechung oder ein anderer Strömungswiderstand vorhanden.
Diese und weitere charakteristische Merkmale der vorliegenden Erfindung können am besten aus der folgenden Patentbeschreibung und den Zeichnungen verstanden werden, wovon das Folgende ein kurze Beschreibung ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigen:
1 eine Schnittdarstellung durch eine erste Ausführung der vorliegenden Erfindung;
2 einen Abschnitt des Ventils aus 1 in einer Richtung im Allgemeinen um 90° vom Schnitt in 1 beabstandet;
3 eine perspektivische Darstellung des Ventils aus 1;
4 eine Seitenansicht des Ventils aus 1;
5 eine weitere Ausführung der vorliegenden Erfindung;
6 eine Schnittdarstellung der Ausführung aus 5;
7 eine Seitenansicht der Ausführung aus 5 längs der Linie B-B;
8 eine Seitenansicht, die von der Schnittdarstellung aus 6 beabstandet ist;
9 eine Seitenansicht eines weiteren Ventils;
10 eine weitere Seitenansicht des Ventils aus 9.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNG
Wie in 1 gezeigt wird, wird ein Durchflussbegrenzungsventil 20 innerhalb einer Leitung 22 positioniert. Ein erster Körperabschnitt 24 liefert einen Ventilsitz bei 26. Der äußere Umfang 28 des Ventilsitzabschnittes 24 kommt mit dem inneren Umfang einer Leitung 22 in Berührung. Ein Fluidführungsabschnitt 30 weist einen im Allgemeinen zylindrischen Abschnitt auf, der ebenfalls mit dem inneren Umfang der Leitung 20 in Berührung kommt. Peripher beabstandete Arme 32 (2) erstrecken sich nach innen. Diese Arme halten einen Magneten 34. Ein kegelstumpfförmiger Steg 36 verbindet die Arme, und die inneren Enden 38 klemmen den Magneten 34 fest. Ein Scheibenventil 40 ist nach innen von den Armen und in Richtung des Ventilsitzes 26 beweglich. Wie gesehen werden kann, kann Fluid durch eine Öffnung 42 im Allgemeinen um den gesamten Umfang des Ventils 40 strömen, ausgenommen, während es durch 32 blockiert wird. Vorzugsweise ist das Ventil im Allgemeinen zylindrisch, so dass es symmetrisch ist. Auf diese Weise wird eine geringe oder keine Veränderung des Strömungswiderstandes durch den Durchgang 42 zu verzeichnen sein, und der Druckabfall über das Ventil wird minimiert werden, verglichen mit dem bisherigen Stand der Technik. Wie in 2 gezeigt wird, wird der Magnet 34 innerhalb einer jeden der Vielzahl der Arme 32 gehalten. Wie weiter aus dieser Darstellung erkannt werden kann, wird der Magnet 34 ebenfalls durch mehrere Klemmen 38 gehalten.
Das Ventil 20 wird in 3 in perspektivischer Darstellung veranschaulicht. Wie erkannt werden kann, weisen die Arme 32 einen äußeren peripheren Abschnitt 44 auf, der den inneren Umfang der Leitung 20 berührt. Ein weiterer Verbindungsabschnitt 46 berührt ebenfalls den inneren Umfang. Die Arme 32 erstrecken sich radial nach innen zum kegelstumpfförmigen Steg 36, und die Magnetklemmen 38 sind beabstandet vom Steg 36 positioniert. Die Ventilplatte 40 wird mittels der Arme für eine Bewegung in Richtung zum und weg vom Ventilsitz geführt.
Wie in 4 gezeigt wird, wird der Magnet durch Klemmen 38 gehalten, die sich jeweils nach innen vom kegelstumpfförmigen Steg 36 erstrecken. Die peripher beabstandeten Arme 32 bringen einen geringeren Strömungswiderstand durch den Durchgang 42 als der bisherige Stand der Technik, der das Ventil peripher umgibt. Außerdem liefert die vorliegende Erfindung durch Ausnutzen eines separaten Ventilsitzes eine einfache Ventilbaugruppe.
5 zeigt eine weitere Ausführung längs 5-5, wie in 7 gezeigt wird. In 5 wird die Leitung als eine zweiteilige Leitung 120 und 122 gezeigt. Eine Schraubverbindung 124 wird zwischen den zwei Leitungsabschnitten gebildet, während eine Aussparung 126 in der Oberfläche des einen der Leitungsabschnitte gebildet wird. Ein Ventilsitz 128 ist radial nach innen von der Aussparung vorhanden. Eine gegenüberliegende Endfläche 130 der anderen Leitungshälfte 122 schließt eine Ventilbaugruppe 132 ein. Während die Ventilbaugruppe 132 axial eingeschlossen gezeigt wird, könnte der äußere Umfang des Ventilkörpers 132 ebenfalls so ausgebildet werden, dass er eine Presspassung innerhalb der Leitung 120 aufweist und so, dass der Leitungskörper 122 nicht an irgendeiner speziellen axialen Stelle relativ zur Leitung 120 positioniert werden muss. Der Ventilkörper 132 hält den Magneten 139 benachbart zu einer Ventilplatte 136. Wie in 6 gezeigt wird, weist der Körper 132 keine Armabschnitte 134 um seinen gesamten Umfang auf. Statt dessen, wie es der Fall bei der früheren Ausführung ist, sind die Arme 134 peripher beabstandet. Ein äußerer Abschnitt 137 wird zwischen den Leitungshälften 120 und 122 aufgenommen.
7 ist eine Ansicht von der rechten Seite zur linken in 5. Wie in 7 gezeigt wird, ist das Ventil mit dem mittleren zylindrischen Steg 138 ausgerichtet positioniert, der vorzugsweise einen relativ kleinen Durchmesser aufweist verglichen mit der Ventilplatte 136.
8 zeigt die Ventilbaugruppe 132 und die Anne 134, die sich zum Magneten 139 erstrecken. Diese Ansicht ist eine Betrachtung von rechts nach links.
9 zeigt eine noch weitere Ausführung 200. In der Ausführung 200 ist ein separater Ventilsitz 202 zusammen mit einer separaten Ventilführung und dem Magnethalterabschnitt 204 vorhanden. Der Magnet 206 wird in einem Zwischenraum aufgenommen, der durch mehrere peripher beabstandete Arme 208 bereitgestellt wird. Eine Plattenhalterstruktur 210 ist am vorderen Ende der Ventilführung vorhanden. Die Platte 212 bewegt sich nach vom und sitzt selektiv an einem Ventilsitz 214, wenn der Ventilsitz positioniert ist, um sich radial nach innen vom Plattenhalter 210 zu erstrecken. Wie in 10 gezeigt wird, können eingeschnittene Abschnitte 216 peripher beabstandet um den Abschnitt 204 des Ventilhalterkörpers 200 vorhanden sein. Diese Abschnitte werden die Klemmbewegung der Platte 212 nach innen von den Plattenhalterabschnitten 210 erleichtern.
Obgleich bevorzugte Ausführungen dieser Erfindung offenbart wurden, wird ein Fachmann erkennen, dass bestimmte Abwandlungen in den Bereich dieser Erfindung fallen würden, wie er durch die als Anhang beigefügten Patentansprüche definiert wird.

Claims

Durchflussbegrenzungsventil (20), das aufweist: einen Körper (24) für das Führen einer Platte (40) und für das Halten eines Magneten (34), wobei der Körper (24) eine Vielzahl von sich radial nach innen erstreckenden Armen (32) aufweist, die sich von einem äußeren Sicherungsabschnitt erstrecken, um innerhalb des inneren Umfanges einer Leitung (22) gesichert zu werden, wobei der Körper (24) einen Halteabschnitt für den Magneten (34) in einem radial inneren Umfang definiert, wobei die Ventilplatte (40) normalerweise in Richtung des Magneten (34) gelenkt wird, aber vom Magneten (34) weg beweglich ist, sollte sich der Durchfluss durch das Ventil (20) über ein vorgegebenes Maß hinaus verstärken, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme (32) außerdem die Ventilplatte (40) führen.
Ventil (20) nach Anspruch 1, bei dem ein äußerer Umfang der Ventilplatte (40) von einem inneren Umfang der Leitung (22) beabstandet ist, wenn das Ventil (20) in einer Leitung positioniert wird.
Ventil (20) nach Anspruch 1, bei dem ein separater Ventilsitz (26) mit dem Ventilkörper (24) in Verbindung steht und ebenfalls in einer Leitung mit dem Ventilkörper (20) positioniert werden soll.
Ventil (20) nach Anspruch 1, bei dem der Magnet (34) in einer im Allgemeinen radialen mittleren Position gehalten wird, wobei sich die Arme (32) zu einem kegelstumpfförmigen Abschnitt mit Klemmenabschnitten (38) für das Halten des Magneten (34) in einer Magnetaussparung erstrecken.
Ventil (20) nach Anspruch 1, bei dem ein separater Ventilsitz mit dem Ventilkörper (24) in Verbindung steht, wobei er an einen Abschnitt des Ventilsitzes (26) anstößt, um die Platte (40) relativ zum Ventilsitz (26) richtig zu positionieren.
Ventil (20) nach Anspruch 5, bei dem der Ventilkörper (24) den Ventilsitz (26) radial umgibt.
Leitung (22), die ein Durchflussbegrenzungsventil (20) nach Anspruch 1 umfasst, die aufweist: einen Ventilsitz (26), wobei die Leitung (22) den Ventilsitz (26) und den Ventilkörper (24) umgibt.
Leitung (22) nach Anspruch 7, wobei der Ventilsitz (26) so ausgebildet ist, dass er sowohl vom Ventilkörper (24) als auch von der Leitung (22) separat ist.
Verwendung eines Ventils (20) nach Anspruch 1 in einer Leitung (22), wobei die Leitung (22), die das Ventil (20) umgibt, einen Ventilsitz (26) für das Anstoßen der Ventilplatte (40) bereitstellt.