EP3997366A1

EP3997366A1 - Ventil

Info

Publication number: EP3997366A1
Application number: EP20736681.6A
Authority: EP
Inventors: Dieter Hanewald; Gregor RAUCH; Fabien ARNAL; Mehdi Nakhjiri
Original assignee: KSB SE and Co KGaA
Current assignee: KSB SE and Co KGaA
Priority date: 2019-07-12
Filing date: 2020-07-03
Publication date: 2022-05-18
Also published as: WO2021008899A1; DE102020003753A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ventil mit einem Ventilgehäuse (1) und mindestens einer ersten und zweiten Ventilöffnung (2,3) sowie einem sich in dem Ventilgehäuse (1) zwischen der ersten und zweiten Ventilöffnung (2,3) erstreckenden Kanal (4), wobei in einem Drosselabschnitt (5) des Kanals (4) ein Drosselmodul (6) derart verfahrbar angeordnet ist, dass es den Querschnitt des Kanals (4) im Drosselabschnitt (5) begrenzt. Erfindungsgemäß weist der Kanal (4) zumindest im Drosselabschnitt (5) keine Abwinklung auf und das Drosselmodul (6) ist parallel zum Drosselabschnitt (4) verfahrbar.

Description

Beschreibung

Ventil

Die Erfindung betrifft ein Ventil mit einem Ventilgehäuse und mindestens einer ersten und zweiten Ventilöffnung sowie einem sich in dem Ventilgehäuse zwischen der ersten und zweiten Ventilöffnung erstreckenden Kanal, wobei in einem Drosselabschnitt des Kanals ein Drosselmodul derart verfahrbar angeordnet ist, dass es den Querschnitt des Kanals im Drosselabschnitt begrenzt.

Derartige Ventile werden üblicherweise in Anlagen zum Transport von Fluiden, wie Flüssigkeiten, Dämpfen oder Gasen, eingesetzt, um den Transport gezielt regeln bzw. steuern zu können. Zugleich kann auch eine vollständige Absperrung des Ventils erfol gen, wodurch der Transport des jeweiligen Fluids unterbrochen wird.

Die Auslegung derartiger Ventile erfolgt einerseits anhand sicherheitsrelevanter As pekte und andererseits anhand strömungstechnischer Überlegungen. So soll beispiels weise die Strömung in einem vollständig geöffneten Betriebszustand nur so gering wie möglich beeinflusst werden. Die Beeinflussung wird allgemein in Form eines Wider- standsbeiwertes bzw. Druckverlustbeiwertes angegeben. Dieser Beiwert ist ein Maß für den Druckverlust in einem durchströmten Bauteil und wird üblicherweise über die di mensionslose Kennzahl Zeta dargestellt, die den Druckunterschied zwischen Eintritt und Austritt des Ventils in das Verhältnis zu dem dynamischen Druck setzt.

Jede Störung der Strömung z.B. in Form einer Umlenkung oder Versperrung des Ka nals führt demnach zu einem Druckverlust und folglich zu einer Erhöhung des Wider- standsbeiwertes. Bekannte Ventilbauformen wie Kugelhähne weisen in einem vollstän dig geöffneten Betriebszustand aufgrund des geraden Durchgangs sehr kleine Wider- standsbeiwerte auf (Zeta = 0, 1 1 ). Andere Bauformen wie das Hubventil haben durch die Strömungsumlenkung wesentlich größere Widerstandsbeiwerte (Zeta = 8,5).

Der Widerstandsbeiwert ist allerdings nicht das einzige Kriterium, anhand dessen die Auslegung eines Ventils erfolgt. Insbesondere wenn die Ventile vornehmlich zu Rege lungszwecken eingesetzt wird, ist es erforderlich, dass in einem nicht vollständig geöff neten Zustand eine bestimmte Druckdifferenz zwischen Eintritt und Austritt des Ventils herbeigeführt wird. Diese Druckdifferenz wird dadurch erzielt, dass das Drosselmodul je nach Stellung den Querschnitt des Kanals begrenzt. Die Begrenzung führt zu einer Re duzierung des Druckes.

Die Begrenzung des Querschnittes und damit auch die Beeinflussung der Strömung ist somit maßgeblich von der Stellung des Drosselmoduls abhängig und wird üblicherweise über Kennlinien beschrieben, die den Durchfluss über die Stellung des Drosselmoduls abbilden. Standardmäßig eingesetzte Kennlinien sind lineare Kennlinien, bei denen glei che relative Wegänderungen zu gleichen Änderungen des relativen Durchflusses füh ren. Alternativ sind gleichprozentige Kennlinie bekannt, bei denen gleiche relative We gänderungen zu einer gleichen prozentualen Änderung des relativen Durchflusses füh ren. Sowohl lineare als auch gleichprozentige Kennlinien sind Standard. Beide sind gleichgestellt.

Diese Armaturen mit den definierten Kennlinien werden dazu genutzt, um strömungs führende Systeme zu regeln bzw. zu steuern. Eine Armatur kann aber nur dann in ei nem System eine regelnde Funktion einnehmen, wenn die Autorität hoch ist. Dies be deutet, dass die Armatur maßgeblich den Druckverlust in einem strömungsführenden System bestimmt. Demnach ist die Autorität umso größer, je größer der über die Arma tur erzielbare Druckverlust ist. Hierbei ist allerdings problematisch, dass Ventile, die zwar eine große Autorität aufweisen, auf der anderen Seite auch in einem vollständig geöffneten Betriebszustand noch sehr große Widerstandsbeiwerte mit sich bringen. An dererseits weisen beispielsweise eine Klappe, ein Schieber oder ein Hahn keine große Autoritäten auf, d.h. man kann mit ihnen nur schlecht regeln, aber dafür führen sie im voll geöffneten Zustand auch nur zu einem geringen Druckverlust.

Je nach Anwendungsfall und Einsatzzweck entscheiden daher der gewählte Wider- standsbeiwert und damit die daraus resultierende erforderliche Autorität über die Bau form der Armatur. Der gewählte Widerstandsbeiwert definiert die Autorität.

Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Ventil anzugeben, das einen universellen Einsatz in strömungsführenden Systemen er möglicht.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Ventil gemäß Anspruch 1. Erfindungsgemäß weist der Kanal zumindest im Drosselabschnitt keine Abwinklung auf und das Drosselmodul ist parallel zum Drosselabschnitt verfahrbar angeordnet.

Durch die fehlende Abwinklung im Drosselabschnitt wird gewährleistet, dass dort keine wesentliche Umlenkung der Strömung erfolgt. Dies schließt natürlich nicht aus, dass beispielsweise aufgrund einer Erweiterung oder Verjüngung des Kanalquerschnittes einzelne Stromlinien eine Umlenkung erfahren können. Folglich weist die Strömung in einem betriebsgemäßen Zustand die gleiche Zu- und Abström richtung in bzw. aus dem Drosselabschnitt auf, wodurch der Druckverlust und damit auch der Widerstandsbeiwert reduziert werden kann.

Hierzu trägt auch bei, dass das Drosselmodul parallel zum Drosselabschnitt verfahrbar ist. Hierdurch kann eine kontinuierliche und gleichmäßige Begrenzung des Kanalquer schnitts erreicht werden. Bei bekannten Hubventilen erfolgt die Begrenzung des Kanal querschnittes durch ein Verfahren senkrecht zum Kanal. Sofern der Kanal beispiels weise im Querschnitt rund ausgebildet ist, führt unabhängig von der Ausgestaltung des Drosselmoduls jede Drosselstellung zu einer Änderung der Querschnittsform. Durch die vorliegende Erfindung ist es nunmehr möglich, dass eine Änderung der Querschnittsflä che des Kanals herbeigeführt wird, ohne die Querschnittsform des Kanals zu beeinflus sen. Bei einem im Querschnitt kreisrunden Kanal und einem kreisrunden Drosselmodul bildet sich zwischen dem Drosselmodul und dem Kanal ein ringförmiger Strömungska nal aus, dessen Breite durch Verfahren des Drosselmoduls parallel zum Drosselab schnitt entweder verkleinert oder vergrößert wird.

Der Kanal weist vorzugsweise im gesamten Bereich ausgehend von der Eintrittsöffnung und sich erstreckend bis zur Austrittsöffnung entlang der Längsrichtung keine Abwink- lung auf. Dies bedeutet, dass eine Strömung keine gehäusebedingte Umlenkung erfährt bzw. dass die Flächenmittelpunkte einer Querschnittsfläche des Kanals entlang der Längsrichtung auf einer Höhe angeordnet sind.

Insbesondere weist der Kanal keine gehäusebedingten Strömungsteiler zur gezielten Strömungsumlenkung auf.

Wenngleich der Kanal ohne Abwinklung ausgebildet ist, so weitet sich dieser nach einer vorteilhaften Ausgestaltung dennoch ausgehend von der zweiten Ventilöffnung entlang der Längsrichtung bis kurz vor der ersten Ventilöffnung auf, wobei dann bis zur ersten Ventilöffnung eine Verjüngung des Kanals erfolgt.

Erfindungsgemäß weist der Kanal von der Eintrittsöffnung bis zur Austrittsöffnung keine Abwinklung auf. Das heißt das Medium tritt in der gleichen Richtung aus dem Ventil aus, wie es durch den Drosselbereich in das Ventil eingetreten ist.

Vorzugsweise wird das Drosselmodul zwischen der Eintrittsöffnung und der Austrittsöff nung geführt. Dabei erweist es sich als günstig, wenn das Drosselmodul ausschließlich zwischen zwei Punkten geführt ist. Bei einer bevorzugten Variante der Erfindung wer den diese beiden Punkte von einem Element im Bereich der Eintrittsöffnung und einem Element im Bereich der Austrittsöffnung gebildet. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Element im Bereich der Eintrittsöffnung um ein Ventilsitzteil. Bei dem Element im Be reich der Austrittsöffnung kommt vorzugsweise ein durchström bares Führungselement zum Einsatz. Das Drosselmodul wird parallel verfahren. Dabei erweist es sich als günstig, wenn zu mindest eine Führung durch den Ventilsitz erfolgt.

Die Flächenmittelpunkte der Querschnittsflächen des Kanals sind von der Eintrittsöff nung bis zur Austrittsöffnung vorzugsweise entlang einer Längsrichtung auf einer Höhe angeordnet.

Als besonders günstig erweist es sich, wenn die Querschnittflächen des Kanals von der Eintrittsöffnung bis zur Austrittsöffnung äquivalent zueinander ausgebildet sind.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist aber nicht nur der Drosselabschnitt sondern der gesamte Kanal zwischen der ersten und der zweiten Öffnung ohne Abwink- lung ausgebildet. Hierdurch wird der gesamte Druckverlust über das Ventil im Wesentli chen über die Drosselung im Drosselabschnitt bestimmt.

Wie bereits zuvor erläutert, ist das Ventil vorzugsweise dazu geeignet, eine vollständige Absperrung der Strömung zu ermöglichen. Hierzu weist das Drosselmodul einen Dros selkopf auf, das in einem vollständig geschlossenen Zustand des Ventils dichtend an einem Ventilsitz anliegt, wobei der Ventilsitz in dem Drosselabschnitt angeordnet ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung wird in einem nicht vollständig geschlossenen Zustand der durchströmbare Querschnitt des Kanals durch die Form des Drosselkopfes und des Ventilsitzes bestimmt, da sich zwischen dem Drosselkopf und dem Ventilsitz unabhän gig von der Ventilstellung der geringste durchströmbare Querschnitt des Kanals ausbil det.

Besonders bevorzugt grenzt der Ventilsitz unmittelbar an die erste Ventilöffnung an. Da bei kann die erste Ventilöffnung in einem betriebsgemäßen Zustand als Eintrittsöffnung für die Strömung ausgebildet sein. Die Erfindung umfasst aber auch Ausgestaltungen, in denen die erste Ventilöffnung als Austrittsöffnung ausgebildet ist. Durch die unmittel bare Anordnung des Ventilsitzes an der ersten Ventilöffnung ist es insbesondere mög lich, den Ventilsitz an einem separaten Ventilsitzteil zu bilden, das lösbar in der ersten Ventilöffnung angeordnet ist. Die Geometrie des Ventilsitzes kann an den jeweiligen Drosselkopf angepasst werden. Auch ist es möglich die Form des Drosselkopfs zu variieren. Auf diese Weise ergeben sich zahlreiche Varianten um eine gewünschte Ventilkennlinie zu verwirklichen. Sofern auch der Drosselkopf lösbar ausgebildet ist, kann durch Bereitstellung eines modularen Systems mit einer Vielzahl von Drosselköpfen und Ventilsitzen das Ventil für eine Viel zahl von Einsatzzwecken eingesetzt werden. Das Ventilsitzteil kann im eingesetzten Zu stand über Befestigungsmittel z.B. durch eine Schraub- oder Klemmverbindung an dem Ventilgehäuse befestigt werden.

Um das Drosselmodul mit dem Drosselkopf linear verfahren zu können, ist an dem Drosselkopf eine Antriebsstange montiert, über die eine externe Kraft auf den Drossel kopf übertragen werden kann. Die Antriebsstange ist hierbei wie auch der Drosselkopf in dem Drosselabschnitt des Kanals angeordnet.

Gemäß einer ersten Ausgestaltung erfolgt die Kraftübertragung über eine Kombination aus Zahnstange und Zahnrad, wobei die Antriebsstange abschnittsweise als Zahn stange ausgebildet ist, in die das Zahnrad eingreift. Das Zahnrad ist wie auch die An triebsstange in dem Kanal angeordnet und drehbar an einer Kanalwand des Ventilge häuses befestigt. Durch Drehung des Zahnrades kann somit die Antriebsstange mit dem Drosselkopf und damit das Drosselmodul verfahren werden. Bevorzugt sind das Zahnrad und der als Zahnstange ausgebildete Abschnitt der Antriebsstange so ausge bildet, dass das Drosselmodul von einem vollständig geöffneten in einen vollständig ge schlossenen Zustand durch eine Drehung des Zahnrades um 30° bis 60°, bevorzugt um 45°, bewegt werden kann.

Gemäß einer zweiten Ausgestaltung ist ein Schwenkrad in dem Kanal an der Kanal wand des Ventilgehäuses drehbar befestigt, und über eine Schubstange mit dem An triebszahnrad verbunden. Gemäß üblicher Ausgestaltung ist die Schubstange in einem Abstand zur Rotationsachse an dem Schwenkrad befestigt, wobei die Befestigung so wohl an dem Schwenkrad als auch an der Schubstange eine Verdrehung ermöglicht. Hierdurch kann die Drehung des Schwenkrades in eine lineare Bewegung der Antriebs stange übersetzt werden. Auch hier sind das Schwenkrad und die Antriebsstange so ausgebildet, dass das Drosselmodul von einem vollständig geöffneten in einen vollstän dig geschlossenen Zustand durch eine Drehung des Schwenkrades um 0 bis 100°, be vorzugt um 90°, bewegt werden kann.

Sowohl bei einer Ausgestaltung mit Zahnrad als auch bei einer Ausgestaltung mit Schwenkrad werden diese vorzugsweise mittels eines Antriebs, insbesondere eines Elektromotors betätigt. Alternativ ist auch ein pneumatischer oder elektro-pneumati- scher Antrieb möglich. Anstelle eines Antriebs ist auch eine manuelle Betätigung mög lich. In einem solchen Fall können das Zahnrad oder das Schwenkrad über einen Hebel betätigt werden.

Die Form des Drosselkopfes bestimmt maßgeblich die Kennlinie des Ventils. Aus die sem Grunde haben sich einige Formen des Drosselkopfes als besonders geeignet her ausgestellt. Der Drosselkopf ist bevorzugt als Parabolkegel, als Lochkegel oder in Form eines V-Port-Kegels ausgebildet.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Drosselmodul über ein Führungsele ment linear verfahrbar gelagert, wobei das Führungselement eine Durchbrechung auf weist, in die die Antriebsstange eingreift. Dieses Führungselement ermöglicht es, dass die Antriebsstange und damit auch das gesamte Drosselmodul linear verfahren werden kann und ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn entweder über ein Zahnrad oder ein Schwenkrad eine Rotationsbewegung in eine lineare Bewegung übersetzt werden muss.

Es kann auch eine Hebelkonstruktion zum Einsatz kommen. Vorzugsweise wird die Be wegung durch eine exzentrische Hebelkinematik verwirklicht. Dies geschieht durch die exzentrische Anordnung eines Elements. Dadurch kann eine Rotationsbewegung in eine lineare Bewegung umgesetzt werden. Bevorzugt ist das Führungselement separat gebildet und in dem Kanal, vorzugsweise in der zweiten Ventilöffnung angeordnet. Bei einer Variante grenzt das Führungselement unmittelbar an die Austrittsöffnung an. Es hat sich als besonders günstig erwiesen, wenn eine werkzeuglose Montage bzw. Demontage möglich ist. Somit sind Ausgestal tungen möglich, in denen das Ventilsitzteil in der ersten und das Führungselement in der zweiten Ventilöffnung angeordnet sind. Dies setzt allerdings voraus, dass das Füh rungselement derart ausgebildet ist, dass eine Durchströmung des Führungselementes ermöglicht wird. Sofern dies nicht der Fall wäre, würden die Antriebsstange und das Führungselement die zweite Ventilöffnung blockieren. Eine Möglichkeit eine Durchströ mung zu gewährleisten besteht beispielsweise darin, Durchbrechung in dem Führungs element vorzusehen.

Ausgehend hiervon kann das Führungselement derart ausgebildet sein, dass nicht nur eine Durchströmung ermöglicht wird, sondern dass die effektiv durchströmbare Quer schnittsfläche des Führungselements von der Stellung der Antriebsstange in dem Füh rungselement bestimmt wird. In einem solchen Fall kann die Kennlinie des Ventils nicht nur in Abhängigkeit von der Geometrie des Drosselkopfes und des Ventilsitzes, sondern auch maßgeblich über das Führungselement eingestellt werden.

Eine Möglichkeit hierzu besteht darin, dass das Führungselement eine Vielzahl von ka nalartigen Durchbrechungen aufweist, wobei die effektiv durchströmbare Querschnitts fläche vorzugsweise dadurch einstellbar ist, dass die Antriebsstange eine Anzahl der kanalartigen Durchbrechungen versperrt und/oder freihält. Eine Eintrittsströmung in diese kanalartigen Durchbrechungen erfolgt hierbei idealerweise in axialer Richtung bzw. parallel zur Antriebsstange. Die Austrittsströmung erfolgt im Gegensatz dazu vor zugsweise teilweise oder vollständig senkrecht zur Antriebsstange, so dass die Kanäle zur Antriebsstange hin geöffnet sind. Je nach Stellung der Antriebsstange wird somit eine bestimmte Anzahl von kanalartigen Durchbrechungen versperrt oder freigehalten.

Alternativ kann das Führungselement auch nur eine oder mehrere kanalartigen Durch brechungen aufweisen, wobei die effektiv durchströmbare Querschnittsfläche dadurch einstellbar ist, dass die Antriebsstange die kanalartige Durchbrechung bzw. die kanalar tigen Durchbrechungen zumindest teilweise versperrt. In diesem Fall hängt der Grad der Versperrung nicht von der Anzahl der versperrten kanalartigen Durchbrechungen sondern von dem Grad der Versperrung der einzelnen kanalartigen Durchbrechungen ab.

Unabhängig von der konkreten Ausgestaltung des Ventils ist das Ventilgehäuse vor zugsweise einteilig ausgebildet. Es sind jedoch auch mehrteilige Ausgestaltungen z.B. zweiteilige Ausgestaltungen möglich. Das Ventilgehäuse wird bevorzugt als Gussteil o- der als Schweißteil gebildet. Das Drosselmodul und/oder das Führungselement werden vorzugsweise über additive Fierstellungsverfahren hergestellt.

Die Montage der modular aufgebauten Innenteile erfolgt vorzugsweise werkzeuglos als Stecksystem.

Eine besonders günstige Ausführung der Erfindung sieht die Integration von einer Mes seinrichtung zum Messen von Betriebsdaten vor, vorzugsweise wird der Volumenstrom gemessen. Die Messung erfolgt über verschiedene Sensoren, vorzugsweise über zwei Ultraschallsensoren.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von lediglich ein Ausführungsbeispiel zeigen den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht eines erfindungsgemäßen Ventils,

Fig. 2 ein Querschnitt des Ventils gemäß der Fig. 1 entlang der Schnittachse A-

A,

Fig. 3 ein Querschnitt des Ventils gemäß der Fig. 1 entlang der Schnittachse B-

B. Die Fig. 1 bis 3 zeigen das erfindungsgemäße Ventil in drei verschiedenen Ansichten bzw. Schnitten. Das Ventil weist ein Ventilgehäuse 1 auf, das an beiden Enden über je weils einen Flansch 9 in einer strömungsführenden Anlage verbaut werden kann. Die Flansche 9 weisen jeweils Bohrungen für die Aufnahme von Befestigungsmitteln auf. Hierbei handelt es sich bevorzugt um Schraubverbindungen.

In dem Ventilgehäuse 1 ist ein Kanal 4 vorgesehen, der an den Enden des Ventilgehäu ses 1 in eine erste und in eine zweite Ventilöffnung 2,3 mündet. Das Ventil wird in ei nem betriebsgemäßen Zustand derart betrieben, dass die erste Ventilöffnung 2 als Ein trittsöffnung und die zweite Ventilöffnung 3 als Austrittsöffnung für die Strömung einge richtet ist. Demnach strömt ein Betriebsmedium entgegen der dargestellten Längsrich tung L.

Der Kanal 4 weist entlang der Längsrichtung L keine Abwinklung auf. Dies bedeutet, dass eine Strömung keine gehäusebedingte Umlenkung erfährt bzw. dass die Flächen mittelpunkte einer Querschnittsfläche des Kanals 4 entlang der Längsrichtung L auf ei ner Höhe angeordnet sind. Diese Ausgestaltung hat zur Folge, dass sich in einem voll ständig geöffneten Zustand des Ventils ein nur sehr geringer Druckverlust zwischen den Ventilöffnungen 2,3 ausbildet. Wenngleich der Kanal 4 ohne Abwinklung ausgebildet ist, so weitet sich dieser dennoch ausgehend von der zweiten Ventilöffnung 3 entlang der Längsrichtung bis kurz vor der ersten Ventilöffnung 2 auf, wobei dann bis zur ersten Ventilöffnung 2 eine Verjüngung des Kanals 4 erfolgt.

Zur Drosselung des Ventils ist ein Drosselmodul 6 bestehend aus einem Drosselkopf 7 und einer Antriebsstange 8 in einem Drosselabschnitt 5 des Kanals 4 angeordnet und gegenüber dem Drosselabschnitt 4 parallel entlang der Längsrichtung L verfahrbar. Er findungsgemäß ist der Drosselabschnitt 5 ohne Abwinklung ausgebildet, wobei das dar gestellte Ventil, wie bereits zuvor erläutert, entlang des gesamten Kanals 4 keine Ab winklung aufweist.

Der Drosselkopf 7 ist in Form eines Paraboikegels ausgebildet und schließt in einem vollständig geschlossenen Zustand des Ventils dichtend mit einem Ventilsitz ab. Dieser Ventilsitz ist an einem separaten Ventilsitzteil 10 gebildet, wobei das Ventilsitzteil 10 in der ersten Ventilöffnung 2 angeordnet ist. Zwischen dem Drosselkopf 7 und dem Ventil sitzteil 10 bildet sich stets die engste durchström bare Stelle des Ventils aus, so dass durch die konkrete Ausgestaltung dieser Bauteile der erforderliche Druckverlust über das Ventil in Abhängigkeit der Stellung des Drosselmoduls 6 eingestellt werden kann.

Um die Stellung des Drosselmoduls 6 einstellen bzw. um das Drosselmodul 6 verfahren zu können, ist der Drosselkopf 7 an einem Ende der Antriebsstange 8 angeordnet und ein Abschnitt der Antriebsstange 8 als Zahnstangenabschnitt 11 ausgebildet. Dieser Zahnstangenabschnitt 11 weist mehrere hintereinander angeordnete Zähne auf. Der Zahnstangenabschnitt 11 wirkt mit einem Zahnrad 12 zusammen, das drehbar im Kanal 4 angeordnet und über eine Zahnradwelle 13 von außen betätigt werden kann. Dadurch dass das Zahnrad 12 mit dem Zahnstangenabschnitt 11 in Eingriff steht, führt eine Ro tation der Zahnradwelle 13 zu einer linearen Bewegung des Drosselmoduls 6 entlang oder entgegen der Längsrichtung L. Die Richtung der Bewegung ist hierbei abhängig von der Rotationsrichtung der Zahnradwelle 13.

Zur Betätigung der Zahnradwelle 13 ist diese mit einem nicht dargestellten Antrieb, vor zugsweise einem Elektromotor verbunden, wobei das Drosselmodul 6 von einer voll ständig geschlossenen in eine vollständig geöffnete Stellung durch eine Drehung der Zahnradwelle 13 um vorzugsweise 90° bewegt wird.

Die Antriebsstange 8 ist vollständig innerhalb des Kanals 4 angeordnet und über ein Führungselement 14 linear entlang oder entgegen der Längsrichtung L geführt. Vor zugsweise ist die Antriebsstange über genau zwei Punkte geführt. Dabei erweist es sich als besonders günstig, wenn der zweite Punkt von dem Ventilsitz 10 und dem Drossel kopf 7 gebildet wird, so dass die Antriebsstange 8 stromabwärts von dem Führungsele ment und stromaufwärts durch den Ventilsitz 10 geführt wird, in dem sich der Drossel kopf 7 bewegt, wobei der Drosselkopf 7 dazu Elemente aufweist, welche die Führung an den Wänden des Ventilsitzes 10 gewährleisten. Diese Elemente sind vorzugsweise als Stege ausgebildet. Durch das Führungselement 14 wird ferner eine Bewegung au ßerhalb der Längsrichtung L blockiert. Um eine Führung zu gewährleisten, ist in dem Führungselement 14 eine Durchbrechung vorgesehen, in die die Antriebsstange 8 ein greift. Das Führungselement 14 ist in der zweiten Ventilöffnung 3 angeordnet.

Damit das Führungselement 14 nicht den Kanal 4 an der zweiten Ventilöffnung 3 blo- ckiert, sind eine Vielzahl kanalartiger Durchbrechungen 15 in dem Führungselement 14 vorgesehen, die eine Durchströmung ermöglichen. Hierbei verlaufen die kanalartigen Durchbrechungen 15 derart, dass je nach Stellung der Antriebsstange 8 eine bestimmte Anzahl von kanalartigen Durchbrechungen 15 blockiert oder freigegeben werden. Hier durch kann über das Führungselement 14 die Kennlinie des Ventils in Kombination mit dem Drosselkopf 7 und dem Ventilsitzteil 10 gezielt eingestellt werden. Das Führungs element 14 trägt zum Druckverlust bei.

Gemäß der dargestellten Ausgestaltung verlaufen die kanalartigen Durchbrechungen 15 nicht nur entlang der Längsrichtung L sondern zweigen in senkrechter Richtung H ab. Somit kann ein Teil der Strömung senkrecht nach innen hin in den Kanal 4 abflie ßen, sofern die senkrechten Abschnitte der kanalartigen Durchbrechungen 15 freigege ben sind.

Um das Ventil möglichst frei einstellen zu können, sind ferner das Führungselement 14, der Drosselkopf 7 und das Ventilsitzteil 10 lösbar und bevorzugt modular ausgebildet.

Je nach Betriebsbedingung können diese Bauteile ausgewählt und in dem Ventil mon tiert werden.

Claims

Patentansprüche

1. Ventil mit einem Ventilgehäuse (1 ) und mindestens einer ersten und zweiten Ventilöffnung (2,3) sowie einem sich in dem Ventilgehäuse (1 ) zwischen der ers ten und zweiten Ventilöffnung (2,3) erstreckenden Kanal (4), wobei in einem Drosselabschnitt (5) des Kanals (4) ein Drosselmodul (6) derart verfahrbar ange ordnet ist, dass es den Querschnitt des Kanals (4) im Drosselabschnitt (5) be grenzt, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (4) zumindest im Drosselabschnitt (5) keine Abwinklung aufweist und das Drosselmodul (6) parallel zum Drosselabschnitt (5) verfahrbar ist.

2. Ventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (4) zwischen der ersten und der zweiten Ventilöffnung (2,3) keine Abwinklung aufweist.

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenmittel punkte von Querschnittsflächen des Kanals (4) entlang einer Längsrichtung (L) auf einer Höhe angeordnet sind.

4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Quer schnittflächen des Kanals (4) äquivalent zueinander sind.

5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselmodul (6) auf einer Achse der Mittelpunkte von Querschnittsflächen des Kanals (4) linear verfahrbar ist.

6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventilsitz in dem Drosselabschnitt (5) angeordnet ist, wobei ein Drosselkopf (7) des Drosselmoduls (6) in einem vollständig geschlossenen Betriebszustand dich tend an einem Ventilsitz (10) anliegt.

7. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz unmittelbar an die erste Ventilöffnung (2) angrenzt.

8. Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz an einem Ventilsitzteil (10) gebildet wird, das lösbar in der ersten Ventilöffnung (2) ange ordnet ist.

9. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselmodul (6) eine Antriebsstange (8) aufweist.

10. Ventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsstange (8) abschnittsweise in Form einer Zahnstange ausgebildet und mit einem in dem Ka nal (4) angeordneten Zahnrad (12) in Eingriff steht, so dass durch Drehung des Zahnrades (12) das Drosselmodul (6) linear verfahrbar ist.

11.Ventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schwenkrad in dem Kanal (4) angeordnet und über eine Schubstange mit der Antriebsstange (8) ver bunden ist, so dass durch Drehung des Schwenkrades das Drosselmodul (6) li near verfahrbar ist.

12. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ventilöffnung (2) in einem betriebsgemäßen Zustand die Eintrittsöffnung für eine Strömung ist.

13. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Ventilöffnung (3) in einem betriebsgemäßen Zustand die Austrittsöffnung für eine Strömung ist.

14. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselmodul (6) zwischen zwei Punkten geführt ist, die von einem Element in der ersten Ventilöffnung (2) und einem Element in der zweiten Ventilöffnung (3) gebildet werden.

15. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselmodul (6) über ein Führungselement (14) linear verfahrbar gelagert ist, wobei ein zweiter Führungspunkt vorzugsweise von einer Kombination aus ei nem Ventilsitz (10) und einem Drosselkopf (7) gebildet wird, wobei der Drossel kopf (7) vorzugsweise Stege aufweist, die sich zur Führung an den Wänden des Ventilsitzes (10) abstützen.

16. Ventil nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (14) eine Durchbrechung aufweist, in die eine Antriebsstange (8) eingreift.

17. Ventil nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungs element (14) durchströmbar im Kanal (4) angeordnet ist.

18. Ventil nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Führungsele ment (14) effektiv durchströmbare Querschnittsfläche über eine Antriebsstange (8) einstellbar ist.

19. Ventil nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (14) in der zweiten Ventilöffnung (3) oder unmittelbar angren zend an die zweite Ventilöffnung (3) angeordnet ist.

20. Ventil nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungs element (14) eine oder mehrere kanalartigen Durchbrechungen (15) aufweist, wobei die effektiv durchström bare Querschnittsfläche dadurch einstellbar ist, dass die Antriebsstange (8) die kanalartigen Durchbrechungen zumindest teil weise versperrt und/oder freihält.

21.Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das

Ventilgehäuse (1 ) einteilig ausgebildet ist.