DE69113931T2

DE69113931T2 - Drosselklappe mit Einrichtungen zum Verhindern der Taubildung.

Info

Publication number: DE69113931T2
Application number: DE1991613931
Authority: DE
Inventors: Jiro Kamezawa
Original assignee: Tomoe Technical Research Co Ltd
Current assignee: Tomoe Technical Research Co Ltd
Priority date: 1990-07-20
Filing date: 1991-01-21
Publication date: 1996-04-18
Anticipated expiration: 2011-01-22
Also published as: JP2562722B2; EP0473243A2; EP0473243B1; EP0473243A3; DE69113931D1; JPH0478381A

Description

ERFINDUNGSHINTERGRUND

1. Technisches Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Drosselklappe, bei der Taubildung verhindert wird, und insbesondere eine Drosselklappe, bei der Taubildung auf der Außenoberfläche aufgrund von Temperaturunterschieden zwischen der Umgebung und dem in einer Rohrleitung strömenden Fluid verhindert wird.

2. Verwandter Stand der Technik

In bekannten Rohrleitungen, in denen Fluid mit niedriger Temperatur strömt, wie beispielsweise bei der Klimatisierung, werden Maßnahmen zum Umhüllen der Außenoberfläche mit Isolationsmaterial zum Verhindern der Taubildung getroffen. Ohne Isolation findet auf der Außenfläche von Drosselklappen und Rohrleitungen eine Taubildung aus der Umgebungsfeuchtigkeit aufgrund der Temperaturdifferenz zwischen dem durchströmenden Fluid und der Umgebungsatmosphäre statt.
Ein Isolationsmaterial kann einen Teil des Schaftzylinders einschließlich eines Ventilgehäuses umhüllen. Es ist jedoch schwierig, den gesamten Schaftzylinder zu umhüllen, der sich rechtwinklig zu einer Rohrleitung erstreckt, sowie ein mit dem Schaftzylinder verbundenes Betätigungselement usw. abzudecken, da diese eine recht komplizierte Gestalt besitzen und sich in einer Richtung unterschiedlich von der Rohrleitung erstrecken.
Im Stand der Technik sind diese Teile daher der Umgebung ausgesetzt, und es stellt ein Problem dar, daß eine Taubildung aus der Luftfeuchtigkeit auf der Außenfläche eines Schaftzylinders und eines Betätigungselements, die der Atmosphäre ausgesetzt sind, stattfindet. Ferner entsteht durch die Wassertröpfchen aufgrund der Taubildung Korrosion, und das vom Ventil abtropfende Wasser verunreinigt den Boden.
Es wurde daher schon versucht, den Schaftzylinder und das Betätigungselement zu umhüllen. Bei vielen Isolationsmaterialien ist jedoch eine Anwendung auf eine Drosselklappe schwierig, da eine von der Abdeckung einer Rohrleitung verschiedene getrennte Isolationsabdeckung erforderlich ist, da sich der Schaftzylinder und das Betätigungselement im rechten Winkel zur Rohrleitung erstrecken und das Betätigungselement eine recht komplizierte Außenform aufweist. Die Gestalt und der Aufbau der Betätigungselemente hängt ferner auch von ihrer Funktion, ihrer Verwendung, ihrem Verwendungsort und dem Steuersystem usw. ab.
Beispielsweise ist bei einer typischen bekannten Vorrichtung gemäß Figur 26 die Drosselklappe (1) zwischen den Rohren (2) (2) und/oder Flanschen (3) (3) eingebunden.
Wenn auch das Ventilgehäuse der Drosselklappe (1) und die Rohrleitungen (2) (2) von Isolationsmaterial umhüllt sind, so kann doch ein sich im rechten Winkel zu den Rohrleitungen (2) (2) erstreckender Schaftzylinder und ein Betätigungselement (7) nicht von derselben Ummantelung (5) umhüllt werden, die die Außenoberfläche des Ventilgehäuses umhüllt. Daher ist eine getrennte Isolationsummantelung vorgesehen und umhüllt den Schaftzylinder (6) und das Betätigungselement (7).
Diese getrennte Isolationsummantelung muß für jedes Ventil gemäß der Form und dem Aufbau des Betätigungselements vorgesehen sein. Die Verwendung dieser getrennten Isolationsummantelung erfordert ferner das Anbringen eines Öffnungsanzeigers (9) auf der Außenseite der Ummantelung (8), da dieser Anzeiger abgelesen werden muß.
Die US-A-3 990 675 beschreibt ein Ventil, bei dem sowohl die Innenoberflächen als auch die Außenoberflächen mit einer Elastomerbeschichtung versehen sind, um Korrosion des Ventils zu verhindern oder zu verringern.
In der GB-A-1 139 182 ist ein Ventil offenbart, dessen Gehäuse aus einem Material mit relativ niedriger Wärmeleitfähigkeit besteht, so daß beim Durchströmen von kaltem Fluid durch das Ventil eine Taubildung auf dem Ventilgehäuse verringert wird. Die US-A-1 606 500 offenbart ein Nadelventil, dessen Gehäuse zur Verringerung von Taubildung mit einer Isolationsschicht versehen ist. In ähnlicher Weise offenbart die DE-U-6 607 510 das Anbringen eines Wärmeisolationsmaterials um den Schaftzylinder eines Ventils zur Verringerung von Taubildung.
Die vorliegende Erfindung betrifft den Aufbau von Drosselklappen, bei denen alle Außenflächen des Ventilkörpers einschließlich des Schaftzylinders, der sich rechwinklig zur Rohrleitung erstreckt, mittels eines isolierenden Kunststoffmaterials ummantelt sind.
Selbst wenn alle Außenoberflächen eines Ventils durch ein isolierendes Kunststoffmaterial abgedeckt sind, findet doch Taubildung an der der Umgebung ausgesetzten Außenseite des Schaftzylinders statt, da er sich aus der Isolationsumhüllung heraus erstreckt.
Dies kommt daher, weil sich die niedrige Temperatur des Fluids zu dem Teil des Schaftes überträgt, der sich durch das isolierende Umhüllungsmaterial hindurch erstreckt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Drosselklappe zu schaffen, bei der eine Taubildung auf der Außenseite von äußeren Teilen des Schaftzylinders und eines Betätigungselements, die der Atmosphäre ausgesetzt sind, verhindert wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Ventil mit Verhinderung von Taubildung auf seinen Außenflächen geschaffen, das in Kombination enthält:
ein Ventilgehäuse mit einer darin vorgesehenen zylindrischen Fluiddurchgangsöffnung;
einen Ventilschaftzylinder, der sich zum Umhüllen eines zum Betätigen des Ventils verwendeten Ventilschafts von einer Seite des Ventilgehäuses erstreckt; und gekennzeichnet durch
ein drehbar im Ventilgehäuse angeordnetes tellerförmiges Ventilelement und einen aus Dichtmaterial geformten Sitzring, der zwischen eine Innenfläche des Ventilgehäuses und eine Außenfläche des tellerförmigen Ventilelements eingesetzt und mit der Außenfläche des tellerförmigen Ventilelements verbunden ist;
ein das Ventilgehäuse und die anschließenden, mit dem Ventilgehäuse im Betrieb verbundenen Rohrleitungen umgebendes Isolationsmaterial, wobei sich der Ventilschaftzylinder in radialer Richtung über das Isolationsmaterial hinaus erstreckt und das Isolationsmaterial zur Verhinderung der Taubildung eine Abdeckung für die Außenoberfläche des Ventilgehäuses und um den Schaftzylinder herum bildet; und
einen in einem Teil des Ventilschaftzylinders angeordneten Wärmeleitungs-Unterbrechungsbereich, wobei das Isolationsmaterial radial außerhalb des Wärmeleitungs-Unterbrechungsbereichs angeordnet ist.
Diese Erfindung ist zur Verwendung mit einem Ventilgehäuse mit darin angeordneter zylindrischer Fluiddurchgangsöffnung, einem drehbar im Ventilgehäuse angeordneten Tellerventil und einem Sitzring gedacht. Das Ventil weist ein Dichtmaterial auf, das zwischen die innere (umfangsmäßig) runde Oberfläche des Ventilgehäuses und die äußere runde Oberfläche eines Paars von Ventilschäften eingesetzt ist und mit der äußeren runden Oberfläche des Ventils in Verbindung steht. Das Ventil weist einen Ventilschaft mit einer Antriebsseite und einer Nichtantriebsseite, die sich von gegenüberliegenden Seiten in Durchmesserrichtung des Ventils erstrecken, und ein Paar von Schaftzylindern für die Antriebsseite und die Nichtantriebsseite auf, die sich auf gegenüberliegenden Seiten des Ventilgehäuses in dessen Durchmesserrichtung nach außen erstreckt. Erfindungsgemäß ist an einem Teil des antriebsseitigen Schaftzylinders ein Wärmeleitungs-Unterbrechungsbereich vorgesehen, der an der Außenoberfläche einer Isolationsummantelung angeordnet ist. Die Isolationsummantelung ist zur Verhinderung der Taubildung an der äußeren runden Oberfläche des Ventilgehäuses und ebenfalls um den Schaftzylinder herum angebracht.
Die erfindungsgemäß angepaßte Vorrichtung enthält ferner ein aus metallischem Material gefertigtes Gehäusebauteil und ein isolierendes Mantelteil, das alle Oberflächen des Gehäusebauteils ummantelt. Das Gehäusebauteil enthält das die Strömungsdurchgangsöffnung bildende, nahezu zylindrische Ventilgehäuse, den sich von in Durchmesserrichtung gegenüberliegenden Seiten des Ventilgehäuses erstreckenden Schaftzylinderteil und ein am Außenrand des Schaftzylinders angebrachtes Befestigungsplattenteil; das Gehäusebauteil ist um die Dicke der Isolationsummantelung kleiner als die vorgeschriebene Größe der Drosselklappe; die Isolationsummantelung ist aus synthetischem Kunststoffmaterial mit Wärmeisolationseigenschaften hergestellt und als ein Teil dicht auf allen Oberflächen des Gehäusebauteils angebracht; der antriebsseitige Schaftzylinder ist um die Oberfläche des Ventilgehäuses herum angebracht; das Gehäusebauteil endet am kritischen Ummantelungsteil der Isolationsummantelung, die den antriebsseitigen Schaftzylinder ummantelt; der äußere Bereich des antriebsseitigen Schaftzylinders ist aus dem isolierenden synthetischen Kunststoffmaterial der Isolationsummantelung gebildet; und zwischen dem äußeren Teil des antriebsseitigen Schaftzylinders und dem Ende des Gehäusebauteils ist ein aus nur isolierendem synthetischen Kunststoffmaterial hergestelltes Wärmeleitungs-Unterbrechungsteil angeordnet.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Drosselklappe von außen.
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht einer Drosselklappe und eines Schaftzylinders.
Fig. 3 ist eine perspektivische Darstellung eines Sitzrings.
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht eines Gehäusebauteils von außen.
Fig. 5 ist eine Vorderansicht eines Gehäusebauteils.
Fig. 6 ist eine Seitenansicht eines Gehäusebauteils.
Fig. 7 zeigt einen Schnitt entlang der Linie A-A' in Fig. 5.
Fig. 8 zeigt einen Schnitt entlang der Linie B-B' in Fig. 5.
Fig. 9 ist eine Vorderansicht einer gesamten erfindungsgemäßen Drosselklappe.
Fig. 10 zeigt einen Schnitt entlang einer Linie C-C' in Fig. 9.
Fig. 11 zeigt einen Schnitt entlang der Linie D-D' in Fig. 9.
Fig. 12 zeigt einen Schnitt entlang der Linie E-E' in Fig. 10.
Fig. 13 zeigt einen Längsschnitt durch den Schaftzylinder eines Antriebsteils, wobei das Gehäusebauteil von einer Isolationsumhüllung umgeben ist.
Fig. 14 zeigt einen Schnitt entlang der Linie F-F' in Fig. 13.
Fig. 15 zeigt einen Schnitt entlang der Linie G-G' in Fig. 13.
Fig. 16 zeigt einen Schnitt entlang der Linie H-H' in Fig. 13.
Fig. 17 zeigt einen Schnitt entlang der Linie J-J' in Fig. 16.
Fig. 18 ist eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Drosselklappe im in eine Rohrleitung eingebauten Zustand.
Fig. 19-24 zeigen eine weitere abgewandelte Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 19 ist eine perspektivische auseinandergezogene Darstellung der abgewandelten Ausführungsform.
Fig. 20 zeigt einen Schnitt durch die abgewandelte Ausführungsform nach Fig. 19.
Fig. 21 ist eine perspektivische auseinandergezogene Darstellung einer weiteren abgewandelten Ausführungsform.
Fig. 22 zeigt einen Schnitt durch die weitere Ausführungsform nach Fig. 21.
Fig. 23 ist eine perspektivische auseinandergezogene Darstellung einer weiteren abgewandelten Ausführungsform.
Fig. 24 zeigt einen Schnitt durch die weitere abgewandelte Ausführungsform.
Fig. 25 zeigt einen Schnitt durch eine andere abgewandelte Ausführungsform.
Fig. 26 ist eine Schnittansicht einer herkömmlichen Drosselklappe mit Isolierung durch eine herkömmliche Isolierummantelung.

DETAILBESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Die in Fig. 1 gezeigte Drosselklappe hat im wesentlichen denselben Aufbau wie eine übliche Drosselklappe.
In Fig. 1 ist ein Ventilgehäuse (11) mit einer in Axialrichtung hindurchgehenden Fluiddurchgangsöffnung (12) gebildet, und ein tellerförmiges Ventilelement (13) ist auf einem Schaft im Inneren des Ventilgehäuses (11) drehbar gelagert.
Ein Sitzring (14) (15) ist aus elastischen Kunststoff- oder Metallmaterial usw. hergestellt und zwischen die Innenoberfläche der Fluiddurchgangsöffnung (12) und des Ventilelements (13) eingesetzt.
Das Öffnen oder Schließen der Fluiddurchgangsöffnung und der Strom des durchfließenden Fluids kann dadurch gesteuert werden, daß die Außenfläche des drehbaren Ventilelements (13) in Kontakt mit der Innenfläche des Sitzring (14) gebracht oder davon entfernt wird.
Der Ventilschaft (15) trägt auf seiner Welle das Ventilelement (13). Der Ventilschaft ist auf den gegenüberliegenden Seiten des Ventilelements (13) angeordnet.
Der Ventilschaft (15) erstreckt sich antriebsseitig und nichtantriebsseitig durch einen Schaftzylinder (16) (16'), der sich in Radialrichtung von der Außenfläche des Ventilgehäuses (11) weg erstreckt. Ein (in Fig. 1 nicht gezeigtes) Betätigungselement treibt den Ventilschaft (15) an und ist mit dem Außenende des antriebsseitigen Antriebsschafts verbunden.
Das Betätigungselement ist auf einer Befestigungsplatte (17) montiert, die am Außenende des antriebsseitigen Schaftzylinders (16) angeordnet ist.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist auf einer runden Innenfläche des Ventilgehäuses (11) eine ringförmige konkave Nut (18) mit einem "U"-förmigen Querschnitt gebildet. Auf der Umfangsrichtung der Flanschoberfläche ist eine ringförmige Ausnehnung (19) gebildet.
Wie in Fig. 3 gezeigt, ist auf der Innenseite des Sitzrings (14) ein ringförmiger Konvexbereich (20) gebildet, der mit dem Außenrand des Ventilelements (13) zum Öffnen und Schließen in Eingriff gelangt.
Ein ringförmiger Konvexbereich (21) mit rechteckförmiger Querschnittsform, der in die ringförmige konkave Nut (18) des Ventilgehäuses (11) eingesetzt werden kann, ist auf der Außenseite des Sitzrings (14) geformt.
In Radialrichtung des Sitzrings (14) an dessen Flanschoberfläche ist ein ringförmiger Übergangskragen (22) mit "L"-förmiger Querschnittsform gebildet.
Wenn der Sitzring (14) auf der Innenfläche des Ventilgehäuses (11) angeordnet ist, wird eine Bewegung des Sitzrings (14) beim Öffnen oder Schließen des Ventilelements (13) verhindert. Der Eingriff des ringförmigen Konvexbereichs (20) in die ringförmige konkave Nut (18) und der gegenseitige Eingriff der ringförmigen Ausnehmung (19) und des ringförmigen übergangskragens (22) halten den Ring (14) am Gehäuse (11).
Die Drosselklappe nach der Erfindung enthält ein Ventilgehäuse (11);
ein Ventilgehäuseteil (25), das einen Teil des antriebsseitigen Schaftzylinders (16) und ein Kernteil eines nichtantriebsseitigen Schaftzylinders (16') enthält;
ein aus metallischem Material hergestelltes inneres Gehäusebauteil (23), das aus einem antriebsseitigen Schaftzylinderteil (26) und einem nichtantriebsseitigen Schaftzylinderteil (27) einstückig gebildet ist; und
eine Isolationsummantelung (24), die alle Oberflächen des Gehäusebauteils (23) mit vorgeschriebener Dicke ummantelt und den Außenteil des Schaftzylinders (16) und einer Befestigungsplatte (17) bildet.
Mit dem Außenteil des Schaftzylinders (16) wird ein Teil des Schaftzylinders bezeichnet, der nicht von der die Außenoberfläche des Ventilgehäuses umgebenden Isolationsummantelung (5) abgedeckt wird. Mit dem Innenteil des Schaftzylinders (16) wird derjenige Teil des Schaftzylinders bezeichnet, der von der Isolationsummantelung (5) abgedeckt ist.
Das Gehäusebauteil (23) umfaßt im wesentlichen die Grundform eines Ventilgehäuses (11) und enthält den Innenteil eines antriebsseitigen Schaftzylinders (16), der an das Ventilgehäuse (11) angrenzt, und hat im wesentlichen die Stärke eines Ventilgehäuses. Die Größe des Gehäusebauteils ist um die Dicke der umgebenden Isolationsummantelung (24) geringer, wodurch die vorgeschriebene Größe durch Kombination mit der Isolationsummantelung (24) erreicht wird.
Wie in den Figuren 2 bis 8 gezeigt, besteht das Gehäusebauteil (23) aus einem nahezu zylindrischen Ventilgehäuseteil (25) und einem Schaftzylinderteil (26) (27), das sich von gegenüberliegenden Seiten des Ventilgehäuseteils (25) nach außen erstreckt.
Das antriebsseitige Schaftzylinderteil (26) weist eine Länge auf, die gegenüber der Länge des tatsächlichen Schaftzylinders (16) abgeschnitten ist.
Jedes der Teile (25), (26) und (27) ist vorzugsweise einstückig durch ein Aluminium-Formgußverfahren hergestellt.
Die Flanschoberfläche des Ventilgehäuseteils (25) besitzt eine ringförmige, konkave Ausnehmung (28) in Axialrichtung zur Bildung einer Ringnut (19), in die ein ringförmiges abstehendes Kragenteil (22) des Sitzrings (14) eingesetzt ist. Von der Innenseite der ringförmigen konkaven Ausnehmung (28) erstreckt sich in Richtung zur Mitte des Ventilgehäuses (11) hin zur Verringerung der Dicke ein Loch (2a) in Form von sich in Axialrichtung des Ventilgehäuses (11) erstreckenden Schlitzen, die jeweils einen definierten Raum umfassen.
Das dickeverringernde Loch (29) bewirkt eine Verringerung der gesamten Wärmekapazität des nahezu zylindrischen Ventilgehäuses (25) sowie eine Verringerung des Gewichts des Ventilgehäuses (25).
Durch die Schaftzylinderteile (26) (27) hindurch ist eine Mehrzahl von Durchgangslöchern (30) gebildet. Das Durchgangsloch (30) erhöht die Hafteigenschaften und den Widerstand einer Isolationsummantelung (24) gegen Ablösen und verringert die gesamte Wärmekapazität. Die Anzahl und der Abstand zwischen diesen Löchern wird entsprechend der Länge und Dicke der Schaftzylinderteile (26) (27) variiert.
Alle Oberflächen des Gehäusebauteils (23) sind mit einer Isolationshülle (24) aus einem synthetischen Kunststoffmaterial mit Isolationseigenschaften, wie beispielsweise hartem Polyvinylchlorid, Nylon, usw. ummantelt.
Die Dicke der Isolationshülle (24) wird gemäß den Betriebsbedingungen der Drosselklappe, der Wärmeleiteigenschaften des Gehäusebauteils (23) und der Isolationseigenschaft der Isolationshülle (24) gewählt. Wenn die Isolationshülle (24) aus hartem Polyvinylchlorid hergestellt ist, wird vorzugsweise eine Dicke von 1 bis 3 mm gewählt. Die die Oberfläche des Ventilgehäuseteils (25) ummantelnde Isolationshülle (24) wird in das dickenverringernde Loch (29) an der Flanschoberfläche eingesetzt, wie in Fig. 11 dargestellt ist, und ist dadurch fest mit dem Ventilgehäuseteil (25) verbunden, so daß ein Ablösen vom Ventilgehäuseteil (25) verhindert wird.
Wie ebenfalls in den Figuren 12 und 17 gezeigt, kann die die Oberfläche eines Schaftzylinderteils (26) (27) ummantelnde Isolationshülle (24) die Verbindungseigenschaft mit dem Gehäusebauteil (23) und die Widerstandsfähigkeit gegen Ablösen verbessern, da die die Innenfläche und Außenfläche des Schaftzylinderteils (26) (27) ummantelnde Schicht aufgrund des Eingreifens des Kunststoffmaterials in die Durchgangslöcher (30) in einer Ankerform verbunden sind.
Vorzugsweise wird die Isolationshülle (24) auf der Außenfläche des Gehäusebauteils (23) einstückig im Spritzgießverfahren hergestellt.
Wie erwähnt, ummantelt die Isolationshülle (24) alle Oberflächen des Gehäusebauteils (23), bildet die wesentliche Außenfläche des Ventilgehäuses (11) und das Außenteil eines antriebsseitigen Schaftzylinders (16) sowie der Befestigungsplatte (17).
Beim antriebsseitigen Schaftzylinder (16) besteht der antriebsseitige Schaftzylinderteil (26) bis fast zur halben Länge des Schaftzylinders (16) in Form eines Kerns. Der äußere Teil (31) des Schaftzylinders erstreckt sich von dieser Länge und ist aus isolierendem Kunststoffmaterial hergestellt. Die Befestigungsplatte (17) ist ebenfalls an dem äußeren Ende des Schaftzylinders (31) gebildet.
Bei dieser Drosselklappe wird ein Wärmeleitungs-Unterbrechungsbereich (33) nur aus isolierendem Kunststoffmaterial zwischen dem Außenrand des Gehäusebauteils (23) und dem Außenteil (31) gebildet, wobei durch den Wärmeleitungs-Unterbrechungsbereich (33) eine Isolierung gegen die Temperatur des durch das Gehäusebauteil (23) strömenden Fluids erfolgt.
Damit erfolgt eine Isolierung gegen die Temperatur des durch das Gehäusebauteil (23) strömenden Fluids auf dem Weg vom antriebsseitigen Schaftzylinder (26), und die Fortleitung der Temperatur des Fluids wird vom Außenteil (31) des antriebsseitigen Schaftzylinders (16) und zur Befestigungsplatte (17), die jeweils Teil der Isolationshülle (24) bilden, unterbrochen.
Eine Taubildung auf der Außenseite des Außenteils des Schaftzylinders (31) und der Befestigungsplatte (17) wird durch die geringe Temperaturdifferenz zwischen der Umgebungsluft und dem Zylinder (31) vermieden.
Um eine starke Verbindung der Isolationshülle (24) mit dem Schaftzylinderteil (26) des Gehäusebauteils (23) im antriebsseitigen Schaftzylinder (16) zu schaffen und ein Brechen der Verbindung aufgrund des vom Betätigungselement bewirkten Drehmoments zu verhindern, ist im Außenrand des Schaftzylinders (26) ein schlitzförmiger Einschnitt (32) gebildet, und die Isolationshülle (24) ist in den Einschnitt (32) eingesetzt, wie das in den Figuren 5, 6, 12 und 15 gezeigt ist.
Die durch das Einsetzen der Isolationshülle (24) in den schlitzförmigen Einschnitt (32) erhaltene Festigkeit ist erheblich. Versuche haben gezeigt, daß eine etwa zehnfache Drehfestigkeit erhalten wird.
Die Länge des antriebsseitigen Schaftzylinderteils (26) des Gehäusebauteils (23) ist kürzer als die Länge der Isolationsummantelung (5), die die Außenfläche des Ventilgehäuses (11) umhüllt, so daß sich der metallene antriebsseitige Schaftzylinderteil (26) des Gehäusebauteils (23) nicht nach außen über die Isolationsummantelung (5) hinaus erstreckt.
Unter Bezug auf Fig. 18 soll im folgenden der Einbau der erfindungsgemäßen Drosselklappe in eine Rohrleitung erläutert werden.
Nachdem das Ventilgehäuse (11) zwischen die Flansche (3) (3) der Rohrleitung (2) eingesetzt und dort befestigt ist, wird die Außenoberfläche der Rohrleitung (2) und des Ventilgehäuses (11) mittels der Isolationsummantelung (4) (5) umhüllt. Die äußere Oberfläche des Ventilgehäuses (11) sowie der Innenteil des antriebsseitigen Schaftzylinders (16) und der nichtantriebsseitige Schaftzylinder (16') werden von der Isolationsummantelung (5) überdeckt.
Der Außenteil (31) des antriebsseitigen Schaftzylinders (16) und die Befestigungsplatte (17) werden nicht von der Isolationsummantelung (5) bedeckt und sind der Umgebung ausgesetzt. Trotzdem wird die Temperatur des gesteuerten Fluids nicht zum Außenteil (31) des antriebsseitigen Schaftzylinders (16) und zur Befestigungsplatte (17) fortgeleitet, da der Wärmeleitungs-Unterbrechungsbereich (33) eine Leitung der Kälte dorthin vom Inneren des Schaftzylinders, wo sich das metallene Gehäusebauteil (23) befindet, verhindert.
Daher ist die Temperaturdifferenz zwischen der Umgebungsluft und der Außenfläche des äußeren Teils (31) sowie der Befestigungsplatte (17) gering, und es erfolgt keine Taubildung.
Die Verhinderung der Taubildung bei der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung hat sich als hervorragend herausgestellt.
Ferner wurde im Falle, daß der antriebsseitige Schaftzylinder nicht von einer Isolationsummantelung (5) abgedeckt und der Umgebung ausgesetzt war, das Auftreten von Taubildung auf der Außenfläche des Innenteils des Schaftzylinders, wo sich das Gehäusebauteil (23) befindet, beobachtet. Taubildung trat jedoch nicht an den Außenflächen des Außenteils (31) des antriebsseitigen Schaftzylinders, wo sich das Gehäusebauteil (23) nicht befindet und auf der Außenfläche der Befestigungsplatte (17) auf. Es wurde beobachtet, daß eine kritische Linie des Auftretens von Taubildung vorliegt. Dieser Umstand zeigt ebenfalls den bedeutenden Effekt der vorliegenden Erfindung.
Wir können nun als Material der Isolationshülle (24) ein Material wählen, das nicht nur thermische Isolationseigenschaften, sondern auch elektrische Isolationseigenschaften aufweist.
Durch Verwendung dieses Materials kann eine Drosselklappe mit thermischer Isolierung sowie elektrischer Isolierung geschaffen werden, da deren Aufbau so ist, daß der Ventilschaft (15) sich nicht in direktem Kontakt mit dem metallenen Gehäusebauteil (23) befindet.
Wenn ferner das für die Isolationshülle (24) verwendete Material eine chemische Beständigkeit, sowie eine Beständigkeit gegen Korrosion und Abrieb aufweist, kann eine Drosselklappe mit jeder dieser Eigenschaften hergestellt werden.
Eine verbesserte Festigkeit des Schaftzylinders wird durch Anbringen einer das Außenteil (31) des Schaftzylinders und die Befestigungsplatte (17) tragenden Metallplatte erhalten. Dieser tragende Metallzylinder darf sich jedoch nicht nach innen über den Wärmeleitungs-Unterbrechungsbereich (33) erstrecken.
In den oben genannten Ausführungsformen wurde eine Drosselklappe erläutert, bei der die Außenfläche des metallenen Gehäusebauteils (23) von der Isolationshülle (24) ummantelt ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform allein beschränkt.
Es ist möglich, den antriebsseitigen Schaftzylinder (16) in dem von der Isolationshülle (5) ummantelten Innenbereich enden zu lassen und den Außenteil (31) des Schaftzylinders, die Befestigungsplatte (17), die nicht von der Isolationshülle (5) ummantelt sein kann, sowie den Wärmeleitungs-Unterbrechungsbereich (33) getrennt als verschiedenes Teil herzustellen und diese Teile mit dem aus Metall bestehenden Ventilgehäuse zu verbinden. Derartige abgewandelte Ausführungsformen mit diesem Aufbau sind in den Figuren 19 und 20 dargestellt.
Bei den Figuren 19 und 20 ist die Länge des metallenen Ventilgehäuses und des Innenteils des antriebsseitigen Schaftzylinders ausreichend, um von der Isolationshülle (5) ummantelt zu sein, während der Außenteil des Schaftzylinders (31), die Befestigungsplatte (17) und der Wärmeleitungs-Unterbrechungsbereich (33) als vom Ventilgehäuse und dem Innenteil des Schaftzylinders getrenntes Teil unter Verwendung von lediglich isolierendem Kunststoffmaterial gebildet sind. Der vordere Endbereich dieser getrennten Teile wird in den oberen Endbereich des Innenteils des Schaftzylinders eingesetzt und mit diesem fest verbunden.
Zur Verbindung beider Teile in einer ausreichend drehfesten Weise wird vorzugsweise dieser Teil einstückig durch Spritzgießen hergestellt, wobei Kunststoff auf das obere Ende des Innenteils des Schaftzylinders aufgespritzt wird.
Die Einsatztiefe des Außenteils in das Innenteil ist vorzugsweise zumindest ebenso groß wie der Durchmesser des Schafts oder größer.
Die Figuren 21 und 22 zeigen den Aufbau der Verbindung dieses Teils, wobei der Innenteil (32) des Schaftzylinders mit dessen Außenteil durch Klebemittel an beiden Oberflächenrändern verbunden ist. Der Wärmeleitungs-Unterbrechungsbereich (33) befindet sich zwischen dem Innenteil (32) und dem Außenteil (33). Das bevorzugteste Klebemittel ist Sekundenkleber mit Zyanacrylat als Hauptkomponente. Jedes andere Klebemittel ist jedoch auch anwendbar.
Für diese Verbindung können wir jedoch nicht nur Klebemittel, sondern auch eine Verbindung durch Vibrationsschmelzklebung zwischen Metall und Kunststoff verwenden.
Die Figuren 23 und 24 zeigen andere Verbindungsmittel zwischen dem Außenteil (31) und dem Innenteil (32), beispielsweise ein ringförmiges Verbindungsteil (33) aus Keramikmaterial als Verbindungsmittel zwischen dem Außenteil (31) und dem Innenteil (32).
Unter dem Keramikmaterialien kann beispielsweise Aluminiumoxid (Al&sub2;O&sub3;) oder Siliziumoxid (SiO&sub2;) eine ausgezeichnete Verbindung zu beiden Seiten aus Metall und Kunststoff bilden. Eine feste Verbindung wurde unter Verwendung des ringförmigen Verbindungsteils aus Keramikmaterial zwischen dem Außenteil (31) und dem Innenteil (32) erhalten.
Dieser Keramikring kann auch den Wärmeleitungs-Unterbrechungsbereich (33) zwischen dem Außenteil (31) und dem Innenteil (32) darstellen.
Fig. 25 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der die Stabilität des separaten Teils, nämlich des Außenteils (31) und der Befestigungsplatte (17), durch Einsatz eines metallischen Stützzylinders (34) und einer metallischen Stützplatte (35) in das Material des Außenteils (31) und der Befestigungsplatte (17) erhöht wird. In diesem Fall darf sich der metallische Stützzylinder (34) nicht aus dem Wärmeleitungs-Unterbrechungsbereich (33) hinaus erstrecken.
Die Temperaturfortleitung des gesteuerten Fluids wird an der Isolationshülle gestoppt und an der Fortleitung zum Außenteil des Schaftzylinders über die Isolationshülle hinaus gehindert, da sich der Wärmeleitungs-Unterbrechungsbereich (33) zwischen dem von der Isolationshülle ummantelten Innenteil des Schaftzylinders und dessen Außenteil, der nicht von der Isolationshülle ummantelt ist, befindet.
Als Folge davon besitzt der Außenteil des Schaftzylinders, der von der Isolationshülle freiliegt, dieselbe Temperatur wie die Umgebungsluft, und es liegt keine Temperaturdifferenz zur Taubildung vor. Da ferner alle metallischen Gehäusebauteile vom Isolationsmaterial aus isolierendem Kunststoffmaterial umhüllt sind, besitzt die erfindungsgemäße Drosselplatte eine ausreichende mechanische Festigkeit.
Die Hafteigenschaft und die Ablösebeständigkeit der Isolationsummantelung (24) ist erhöht, da die Isolationshülle (24) in das dickenverringernde Loch (29) des Ventilgehäuseteils (25) und in das Durchgangsloch (30) des Schaftzylinderteils (26) (27) eingesetzt werden kann.
Bei der vorliegenden Erfindung erübrigen sich besondere Isolationsarbeiten für das Ventil beim Verbinden des Ventils mit der Rohrleitung. Die Verwendung des Ventils wird erheblich einfacher, da keine Taubildung auf der Außenfläche des Außenteils des Schaftzylinders erfolgt, weil der Wärmeleitungs-Unterbrechungsbereich zwischen dem Außenteil des antriebsseitigen Schaftzylinders und dem Innenteil eine Fortleitung der Temperatur des gesteuerten Fluids zum Außenteil des Schaftzylinders am Wärmeleitungs-Unterbrechungsbereich verhindert.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner eine Drosselklappe mit ausgezeichneten mechanischen Festigkeitseigenschaften und ausreichender Haltbarkeit, da die Isolationshülle in das dickenverringernde Loch und das durch das Gehäusebauteil hindurchgehende Loch eingesetzt ist.
Diese Löcher können ferner die Wärmekapazität des Gehäusebauteils verringern, wodurch ebenfalls ausreichende Verhinderung der Taubildung bewirkt wird.
Weiter kann durch gewünschte Wahl des Materials für die Isolationsummantelung erfindungsgemäß eine Drosselklappe mit elektrischen Isolationseigenschaften geschaffen werden.

Claims

1. Ventil mit Verhinderung von Taubildung auf seinen Außenflächen, enthaltend in Kombination:

ein Ventilgehäuse (11) mit einer darin vorgesehenen zylindrischen Fluiddurchgangsöffnung (12);

einen Ventilschaftzylinder (16), der sich zum Umhüllen eines zum Betätigen des Ventils verwendeten Ventilschaftes (15) von einer Seite des Ventilgehäuses (11) erstreckt;

ein drehbar im Ventilgehäuse (11) angeordnetes tellerförmiges Ventilelement (13);

ein das Ventilgehäuse (11) und die anschließenden, mit dem Ventilgehäuse (11) im Betrieb verbundenen Rohrleitungen umgebendes Isolationsmaterial (5, 24), wobei sich der Ventilschaftzylinder (16) in radialer Richtung über das Isolationsmaterial (5, 24) hinaus erstreckt und das Isolationsmaterial (5, 24) eine auf die Außenoberfläche des Ventilgehäuses (11) und um den Schaftzylinder (16) herum angebrachte Umhüllung zur Verhinderung der Taubildung bildet; und gekennzeichnet durch

einen mit Dichtungsmaterial geformten Sitzring (14, 15), der zwischen eine Innenfläche des Ventilgehäuses (11) und eine Außenfläche des tellerförmigen Ventilelements (13) eingesetzt und mit der Außenfläche des tellerförmigen Ventilelements (13) verbunden ist;

sowie einem in einem Teil des Ventilschaftzylinders (16) angeordneten Wärmeleitungs-Unterbrechungsbereich (33), wobei das Isolationsmaterial radial außerhalb des Wärmeleitungs-Unterbrechungsbereichs (33) angeordnet ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeleitungs-Unterbrechungsbereich (33) an einer Stelle radial innerhalb einer Oberfläche des Isolationsmaterials (5, 24) angeordnet ist.

3. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeleitungs-Unterbrechungsbereich (33) aus wärmeisolierendem Kunststoffmaterial besteht.

4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Außenteil des antriebsseitigen Schaftzylinders (16) oberhalb der Isolationsumhüllung (5, 24), der der Umgebung ausgesetzt ist, aus isolierendem Kunststoffmaterial besteht.

5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenteil des Schaftzylinders (16) und der Wärmeleitungs-Unterbrechungsbereich (33) einstückig mit der Isolationsummantelung (24) gebildet sind.

6. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenteil des Schaftzylinders (16) und der Wärmeleitungs-Unterbrechungsbereich (33) als von der Isolationsumhüllung (5) des Ventilgehäuses (11) getrennte Teile gebildet und mit dem Außenrand eines Innenteils des antriebsseitigen Schaftzylinders (16) verbunden sind.

7. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenteil des antriebsseitigen Schaftzylinders (16), einschließlich des Wärmeleitungs-Unterbrechungsbereichs (33), mit dem Innenteil des antriebsseitigen Schaftzylinders (16) durch Klebemittel verbunden ist.

8. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenteil des antriebsseitigen Schaftzylinders (16), einschließlich seines Wärmeleitungs-Unterbrechungsbereichs (33) mit dem Innenteil des antriebsseitigen Schaftzylinders (16) durch Schmelzmittel verbunden ist.

9. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenteil des antriebsseitigen Schaftzylinders (16), einschließlich seines Wärmeleitungs-Unterbrechungsbereichs (33), mit dem Innenteil des antriebsseitigen Schaftzylinders (16) über ein zwischen das Außenteil und das Innenteil eingesetztes Ringteil verbunden ist.

10. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das isolierende Kunststoffmaterial hartes Polyvinylchlorid ist.

11. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das isolierende Kunststoffmaterial Nylon ist.

12. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das isolierende Material ein elektrischer Isolator ist.

13. Ventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen metallischen Stützzylinder (34) an dem aus isolierendem Kunststoffmaterial gefertigten Außenteil des antriebsseitigen Schaftzylinders (16), wobei der metallische Stützzylinder (34) sich nicht über den Wärmeleitungs-Unterbrechungsbereich (33) erstreckt.

14. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Außenende des antriebsseitigen Schaftzylinders (16) eine Befestigungsplatte (17) für ein Betätigungselement angeordnet ist.

15. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse um einen der Dicke der Isolationsummantelung (5, 24) entsprechenden Betrag kleiner als die vorgeschriebene Größe des Ventils ist, wobei die Isolationsummantelug (5, 24) aus einem synthetischen Kunststoffmaterial mit Isolationseigenschaft besteht und eng an allen Oberflächen des Ventilgehäuses (11) zur Bildung eines Körpers anliegt, wobei das Ventilgehäuse (11) an dem Teil der Isolationsummantelung (5, 24) endet, der den antriebsseitigen Schaftzylinder (16) umhüllt, und wobei der Wärmeleitungs-Unterbrechungsbereich (33) zwischen der Außenseite des antriebsseitigen Schaftzylinders (16) und diesem Ende des Ventilgehäuses (11) gebildet ist.

16. Ventil nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der antriebsseitige Schaftzylinder (16) des Ventilgehäuses (11) an seinem Außenrand einen schlitzförmigen Einschnitt (32) aufweist und das Kunststoffmaterial in diesen Einschnitt (32) eingesetzt ist, wodurch eine Verbindung zwischen dem Innenteil des antriebsseitigen Schaftzylinders (16) und dem Außenteil des antriebsseitigen Schaftzylinders (16) hergestellt ist.

17. Ventil nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von dickenverringernden Löchern (29) von der Flanschfläche des Ventilgehäuses (11) nach innen gebildet sind und die Isolationsummantelung (24) in die Löcher (29) eingesetzt ist.

18. Ventil nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß im Schaftzylinder (16) des Ventilgehäuses (11) eine Mehrzahl von Durchgangslöchern (30) gebildet sind und die Isolationsummantelung (24) auf der Außenseite und der Innenseite des Schaftzylinders (16) durch sich durch die Durchgangslöcher (30) erstreckenden Kunststoff verbunden ist.