Ringschieber mit hydraulischer Steuerung. Die Erfindung bezieht sich auf einen Ringschieber mit Differentialkolben, der durch den Druck der durch,den Ringschieber strömenden Flüssigkeit gesteuert wird, und hat,den Zweck, in einfacher Weise eine sta bile Regelung des Schiebers zu erreichen, und in jedem Betriebszustand genügend ,grosse Kräfte zum Bewegen des Sehieberkör- pers zu gewährleisten.
Es sind ,durch den Druck der durch den Ringschieber strömenden Flüssigkeit ge steuerte Ringschieber mit Differentialkolben bekannt, bei denen im innern Teil des Diffe rentialkolbens .der Gesamtdruck ,der Flüssig- keit, und auf den äussern Teil der statische Druck der Flüssigkeit zum Bewegen cdes Schieberkörpers verwendet wird.
Dabei muss durch ein zusätzliches Einstellventil jeder Ringschieber vor Inbetriebnahme den be stimmten Verhältnissen angepasst werden. Der Nachteil dieser Ausführung besteht darin, dass die zur Verfügung stehenden Be- wegungskräfte mit zunehmender Öffnung des Ringschiebers nahezu auf Null ab- nehmen, weil ,der statische Druck in der Aussenkammer dann stark sinkt.
Um hierfür' eine Abhilfe zu schaffen, wurde bei bekann ten: Ausführungen ein Stauring vorgesehen, der den statischen Druck für idie Aussenkam mer künstlich erhöhen soll. Aber auch diese Stauringe bringen bedeutende Nachteile mit sich, da bei ,grösseren Gefällen starke Ab lösungen und Anfressungen infolge Kavita- tion auftreten.
Ausserdem wird damit nur ein Bruchteil der Geschwindigkeitshöhe zum Steuern erfasst. Deshalb reichen die @Steuer- drücke nicht in allen Fällen zum Bewegen des 'Schieberkörpers aus und" es müssen be sondere Hilfssteuerleitungen vorgesehen wer den.
Durch die zusätzlichen Energieverluste infolge,der Stauringe vermindert sich ausser dem die Leistung des Ringschiebers; dieser Umstand verlangt für bestimmte Verhält nisse eine Überbemessung der Durchfluss- querschnitte.
Weiterhin sind hydraulisch .gesteuerte Ventile für kleinere Durchmesser bekannt geworden, bei denen aber die Flüssigkeits- zufuhr zu den einzelnen Räumen des für die Bewegung vorgesehenen Differentialkolbens getrennt erfolgt. Andere ähnlich bebaute und g o esteuerte Ventile werden. vorzugsweise aLs I4üel:
schlabventile in die Druckleitungen von Kreiselpumpen einbebaut. Den beiden be nannten Bauarten haftet der Nachteil an, dass durch die getrennte Flüssibkeitszufüli- :ung zu den beiden Druckräumen bei Druek- sehwankunben bezw. Inderungen in den Lei tungen Störungen des Gleiehbewiehtszustan- des eintreten, :
die eine Unstabilität und ge fährliche Schwingungen der beweblielren Teile zur Folge haben können.
Der den Gebenstan.d vorliegender Erfin dung bildende Rinbsehieber kann derart a.us- bebildet sein, dass :die oben angeführten Nachteile bei ihm vermieden sind.
Gemäss der Erfindung .stehen die beiden durch den Differentialkolben voneinander getrennten Druckräume über eine Drosselstelle mitein ander in Verbindung, wobei die durch einen Steuerkolben veränderliche Steuerflüssib- keitsmenge die beiden Druckkammern hinter- einander auf dem Webe über die Drossel stelle durchfliesst.
Bei zunehmender Offnunb des Ringschie bers nehmen die Absolutwerte des statischen Druckes und damit des Steuerdilicl#.es ab.
L m auch für diese Verhältnisse genübend grosse Steuerkräfte zu erzielen., kann ent weder der Ringschieber derart ausgebildet sein, dass der Steuerdruck an einer Stelle ent nommen wird, an der unab:
hängib von der Stellung des Schieberkörpers der Cresamt- druek der Strömung herrscht, oder es können stromlinienförmige Staukörper vorgesehen sein, die eine den Stauraum bildende Aus nehmunb aufweisen und von deren Stauraum dann eine Bohrung nach dem äussern Druck raum und von hier aus über eine Drosselboh rung nach dem innern Druckraum geführt werden kann.
Damit steht auch bei grösster Offnun- des Rinbsahiebers für beide Druck- räume der Gesamtdruck (statischer Druck V2 -) zur Verfüg-unb, und es ist für alle 2.g Betriebsfälle die Bewegung des Schieberkör- fers ohne besondere Hilfssteuereinriehtungen möglich.
In den Zeichnungen sind ein Ausfüh- runt;.sbeispiel der Erfindung und eine Va- riante derselben schematisch in verschiedenen Schnitten dargestellt.
Fig. 1 ist ein Länbsscliriitt durch das Ausfühitinbsbeispiel; Fig. 2 ist ein Querschnitt durch dasselbe nach der Linie I-II in Fig. l; Fib. 3 ist ein Schnitt durch eine anders ausgebildete Einzelheit.
In dem Ringschieberbehä-ti:se - ist ein durch Rippen 31 mit dem Gehäuse .I ver bundenes strörnunbsfuirrnib ausgebildetes Ein satzstück B vorhanden, das im Innern die Steuerteile <I>C, D</I> trägt. In dem Einsatzstück B gleitet der als Differentialkolben atisbebil- dete Schieberkörper E, der die beiden Druck räume<I>G,</I> II voneinander trennt.
Von dem I3auptfliiasibI@eitsstrom, der bei K in den Ringschieber eintritt, wird ein. Teil nach. dem Druckra.uni G geleitet.
Von hier aus führt eine Drosselstelle F nach dem Druck raum I1, so dass ,stets der Druck der Flüssig keit zum Bewegen des Schieberkörpers E in den beiden Räumen <I>G,</I> II in einem bestimm ten Verhältnis zueinander steht.
Ausserdem ist im Innern des Einsatzstückes ss vermit telst Führungen N der Steuerkolben C ge lagert, der über Zahnstange und Ritzel 1) von aussen, beispielsweise durch ein Hand- rad, bewegt werden kann. Dieser Steuerkol ben.
C arbeitet mit einer im Schieberkörper E befindlichen Atisla.ssöffnung I für die Steuerflüssigkeit zusammen. Die das Ein- satzstück trabenden Rippen können als stromlinienförmige Staukörper ausgebildet sein. Zu diesem Zweck können die Rippen deri Stauraum bildende Nuten aufweisen.
Eine solche Rippe 16I ist in Fig. 3 dargestellt. Bei dieser Rippe mündet die zu dem äussern Druckraum G führende Bolrr-itnb 0 in die den Stauraum bildende Nute.
Eine Sehieberlre\vebunb wird dadurch eingeleitet, dass von aussen her das Steuer ventil C verschoben wird. Bei einer VerscUie- bung nach links in bezu- auf Fib. 1 wird der Durchströmquerschnitt zur Auslassöff- nung J vergrössert, so dass aus dem innern Druckraum H mehr Flüssigkeit abfliessen kann.
Der Druck im Druckraum H fällt hierdurch etwas ab und der dabei ent stehende Überdruck im äussern Druekraum G bewirkt eine Öffnungsbewegung des als Differentialkolben ausgebildeten Schieber- körpens E. Gleichzeitig mit der Öffnungs bewegung des als Differentialkolben ausge bildeten Bchieberkörpers wird aber der Durchströmquerschnitt zur Auslassöffnung J wieder kleiner, bis sieh ein Gleichgewichts- zustand eingestellt hat.
Dieser Gleichgewichts zustand, bei welchem durch .die Auslassöff- nung J genau so viel Flüseigkeit abfliesst als durch die Drosselstelle F in den innern Druckraum H strömt und durch die Bohrun gen 0 dem äussern Druckraum G von aussen her zufliesst, wird auch darum nicht gestört, wenn sich der Druck in -der Rohrleitung vor dem Schieber aus irgendeinem Grunde ändert.
Eine solche Druckänderung pflanzt sich nämlich sehr schnell von der Rohr leitung in den äussern Druckraum G und über die Öffnung F in den innern Druck raum H fort, so,dass die Stabilität des Regel vorganges erhalten bleibt.
Der Ringschieber kann sowohl als Ring schieber mit-Ring-strahl oder als solcher mit Zentralstrahl ausgebildet sein.
Ring slide with hydraulic control. The invention relates to a ring slide with differential piston, which is controlled by the pressure of the liquid flowing through the ring slide, and has the purpose of achieving a stable control of the slide in a simple manner, and in every operating state sufficiently large forces for moving the valve body.
There are known ring valves with differential pistons controlled by the pressure of the liquid flowing through the ring valve, in which the total pressure of the liquid in the inner part of the differential piston and the static pressure of the liquid on the outer part to move the valve body is used.
Each ring slide must be adjusted to the specific conditions using an additional adjustment valve before commissioning. The disadvantage of this design is that the available movement forces decrease almost to zero with increasing opening of the ring slide, because the static pressure in the outer chamber then drops sharply.
In order to remedy this situation, a storage ring was provided in known designs, which is supposed to artificially increase the static pressure for the outside chamber. But these damming rings also have significant disadvantages, since larger slopes cause severe delamination and pitting as a result of cavitation.
In addition, only a fraction of the speed level is recorded for steering. Therefore the @ control pressures are not always sufficient to move the valve body and "special auxiliary control lines must be provided.
The additional energy losses as a result of the baffle rings also reduce the performance of the ring slide; For certain conditions, this requires the flow cross-sections to be oversized.
Furthermore, hydraulically controlled valves for smaller diameters have become known, in which, however, the liquid supply to the individual spaces of the differential piston provided for the movement takes place separately. Other similarly built and controlled valves will be. preferably as I4üel:
shut-off valves built into the pressure lines of centrifugal pumps. The two types of construction mentioned have the disadvantage that, due to the separate liquid supply to the two pressure chambers at Druek- sehwankunben respectively. Changes in the lines Disturbances of the equilibrium state occur:
which can result in instability and dangerous vibrations of the beweblielren parts.
The Rinbsseieber which forms the basis of the present invention can be designed in such a way that: the disadvantages listed above are avoided with it.
According to the invention, the two pressure chambers separated from one another by the differential piston are in communication with one another via a throttle point, the amount of control fluid, which can be changed by a control piston, flowing through the two pressure chambers one behind the other on the weave via the throttle point.
With increasing opening of the ring slide, the absolute values of the static pressure and thus of the control element decrease.
L m to achieve sufficient control forces even for these conditions, either the ring slide can be designed in such a way that the control pressure is taken from a point where independently:
Depending on the position of the slide body, the cresamt- pressure of the flow prevails, or streamlined baffles can be provided which have a recess that forms the storage space and from the storage space then a bore to the external pressure space and from here via a throttle bore can be led to the inner pressure chamber.
This means that the total pressure (static pressure V2 -) is available for both pressure chambers even with the largest opening of the valve, and the valve body can be moved without special auxiliary control devices for all operating cases.
In the drawings, an embodiment of the invention and a variant thereof are shown schematically in different sections.
Fig. 1 is a section through the embodiment; Fig. 2 is a cross-section through the same taken on line I-II in Fig. 1; Fib. 3 is a section through a differently formed detail.
In the Ringschieberbehä-ti: se there is an insert piece B which is formed by ribs 31 with the housing .I and which carries the control parts <I> C, D </I> inside. The slide body E, formed as a differential piston, slides in the insert B and separates the two pressure spaces <I> G, </I> II from one another.
The main flow stream entering the ring slide at K becomes a. Part after. the Druckra.uni G.
From here, a throttle point F leads to the pressure space I1, so that the pressure of the liquid for moving the slide body E in the two spaces <I> G, </I> II is always in a certain ratio to one another.
In addition, the control piston C is stored in the interior of the insert ss by means of guides N and can be moved from the outside, for example by a handwheel, via a rack and pinion 1). This control piston ben.
C works together with an atisla.ss opening I located in the valve body E for the control fluid. The ribs trotting the insert can be designed as streamlined baffles. For this purpose, the ribs of the storage space can have grooves.
Such a rib 16I is shown in FIG. In this rib, the Bolrr-itnb 0 leading to the outer pressure space G opens into the groove forming the storage space.
Sehieberlre \ vebunb is initiated that the control valve C is moved from the outside. With a shift to the left in relation to Fib. 1, the flow cross-section to the outlet opening J is enlarged so that more liquid can flow out of the inner pressure space H.
The pressure in the pressure chamber H drops slightly and the resulting overpressure in the outer pressure chamber G causes the slide body E, which is designed as a differential piston, to open smaller until it has reached a state of equilibrium.
This state of equilibrium, in which just as much liquid flows out through the outlet opening J as flows through the throttle point F into the inner pressure chamber H and flows through the bores 0 to the outer pressure chamber G from the outside, is therefore not disturbed. if the pressure in the pipeline upstream of the valve changes for any reason.
Such a change in pressure is propagated very quickly from the pipeline into the outer pressure chamber G and via the opening F into the inner pressure chamber H, so that the stability of the control process is maintained.
The ring slide can be designed as a ring slide with a ring jet or as such with a central jet.