CH251489A - Ventil mit Ventileinlaufdüse und Diffusor. - Google Patents

Description

      Ventil    mit     Ventileinlaufdüse    und     Diffusor.       Ventile sollen im allgemeinen die Über  führung eines Gases oder einer     Flüssigkeit     aus     einem        Raume    einer Maschine in einen  zweiten     Raum.    beherrschen. Aus. wirtschaft  lichen Gründen ist     es.    wünschenswert, die       Überführung    des     Mittels    bei möglichst nied  rigen Druckverlusten zu vollführen.

   Da die       Durchflusswiderstände    immer dem     Quadrate     der     betreffenden        Durchflussgeschwindigkeit          verhältnisgleich    sind, wachsen die Wider  stände mit steigender Drehzahl der Maschine  sehr beträchtlich, besonders da es mit Rück  sicht auf die Beschleunigungskräfte der sich  bewegenden Teile nötig ist, bei diesen Ma  schinen sehr leichte Ventile     kleiner    Abmes  sungen zu wählen,     was    nur durch die Wahl  hoher Geschwindigkeiten im     Ventil    erreicht  werden kann;

   wenn dabei die die Gesamt  wirtschaftlichkeit verschlechternden Verluste  an Leistung nicht     übermässig    wachsen sollen,  ist es dringend nötig,     däss    die     Durchfluss-          widerstände    im Ventil möglichst niedrig  seien.  



  Es sind verschiedene Mittel bekannt,  durch welche die     Druckverluste    in Ventilen  herabgesetzt werden können. Die wichtigsten  davon sind die düsenartige     Ausbildung    des       Ventileinlaufes    und die Anordnung eines       Diffusors    hinter der     Ventilabschlussstelle,     das heisst den Hubspalt. Die düsenartige       Ausbildung    des Sitzes soll eine mit mög  lichst kleinen Verlusten verbundene Um  wandlung der Druckenergie in kinetische       Energie    und der     Diffusor    eine solche Um  wandlung dieser kinetischen Energie in    Druckenergie ermöglichen.

   In dieser Weise  gestaltete Ventile sind aber     hinsichtlich     kleinster     Durchflusswiderstände    nicht voll  befriedigend, und zwar weil bei ihnen eine       Änderung    der     Strömungsrichtung    im     Diffu-          sorkanal    nicht     vermieden    war. Die Wirkung  eines     Dffusors    wird nämlich in bedeutendem  Masse durch die Ausbildung des     Diffusors     an der Stelle der höchsten     Geschwindigkeit     beeinflusst.  



  Bei     bisher    bekannt gewordenen Bauarten  ist der     kleinste    Querschnitt, das heisst die  Höchstgeschwindigkeit im     Ventil    immer in  dessen Hubspalt verlegt     (Abb.1),    wo der  veränderliche Querschnitt des Ventils ist.  Dieser bildet dabei den kleinsten, das. heisst  den     Eintrittsquerschnitt    des     Diffusors,    und  erst hinter ihm findet die für einen     Diffusor     nachteilige Änderung der     Durchflussrichtung     um 90  statt.

   In     Abb.    1a ist für     einen    sol  chen Fall der Druckverlauf längs der Mittel  linie     0-m-2    dargestellt. Die Beschleuni  gung des Stromes vollzieht sich     auf    der  Bahn 0-m, seine Verzögerung, bedingt  durch die Vergrösserung des     Querschnittes,     auf der Bahn     m-2.    Der grundsätzliche  Nachteil solcher     Anordnungen    ist also, dass  eine     Umwandlung    von     kinetischer        Energie     in Druckenergie in einem für die verzögerte  Strömung     vollkommen,    ungeeigneten Kanal  stattfindet,

   was     grosse-Verluste    zur Folge hat.  



  Ein Ausführungsbeispiel des erfindungs  gemässen Ventils. ist in der beigefügten  Zeichnung dargestellt.     Abb.    1 ist ein Verti  kalschnitt eines     bekannten    Ventils;     Abb.    1a      zeigt ein Diagramm des zugehörigen Druck  verlaufes,     Abb.    2 ein     Ausführungsbeispiel     des     erfindungsgemässen    Ventils, und     Abb.    2a  ist ein zugehöriges     D'ruckverlaufdiagramm.     Darin bedeutet:

   _  Z = den Ventilhub,       11l   <I>=</I> den Hubspalt,  p = den Druck,       Sp    = die     Mittelstromlinie,          4p   <I>=</I> den     Ventildruckverlust,          pv    = die     Druckgeschwindigkeit.     



  Der     Diffusor        I)    selbst     besteht    aus zwei  Teilen, einem innern und einem äussern, die       dauernd    in     geeigneter,    nicht     gezeichneter    Weise       miteinander        verbunden    sind. Das Tellerven  til T     wird    durch die Feder F gegen den  Ventilsitz     S    gedrückt. Sowohl die Einlauf  düse als auch der     Diffusor    sind ringartig  ausgebildet.

   Die mittlere     Stromlinie    ist mit       0-1-7r-m-2        bezeichnet.    Die Beschleuni  gung des Stromes, das     heisst    die Umwand  lung der Druckenergie in     kinetische    Energie,  vollzieht sich in der stetig sich     verengernden          Einlaufdüse    auf der Bahn 0-1-m; auf der       Stromführung        in--m    bleibt die Geschwindig  keit unverändert, dem Strom wird vor dem       Eintritt    in den     Diffusor    die in diesem herr  schende     Strömungsrichtung    gegeben.

   Die  Verzögerung des Stromes, das heisst die Um  wandlung der kinetischen in Druckenergie,  findet in einem geraden     Diffusor    auf der  Bahn     m--2    statt. Die grösste Geschwindig  keit     im        Ventil    wird erst im Querschnitt     7n     hinter dem Hubspalt erreicht und nicht im       Hubspalt        l    selbst. Der Druckverlauf entlang       der        mittleren     eines solchen Ven  tils ist in     Abb.        2a    dargestellt.

   Aus dieser ist  ersichtlich, dass die grösste     Geschwindigkeit     im     Ventil    im kleinsten Querschnitt in er  reicht wird, dem auch der niedrigste Druck  im Ventil entspricht.  



  Durch eine solche Anordnung wird er  reicht, dass  1. in dem gekrümmten, zum     Durchfluss     durch das Ventil nötigen Kanal bis zum       kleinsten        Querschnitt    eine     beschleunigte    Strö  mung     erreicht    -wird, die hinsichtlich der  Verluste für den     Durchfluss    im allgemeinen    die vorteilhafteste ist; in diesen Bereich der  sich beschleunigenden Strömung ist auch der  Hubspalt des     Ventils    verlegt;

    2. die Umwandlung ,der kinetischen Ener  gie -     in    Druckenergie sich in einem geraden       Diffusorkanal    mit einem .dauernd unverän  derlichen     Eintrittsquerschnitt    vollzieht, so  dass der     Diffusor    dann     vollkommen,    ausgebil  det werden kann und die Strömung in ihm  mit     verhältnismässig    kleinen     DurcÜflussver-          lusten    verbunden ist.  



  Die erfindungsgemässe     Anordnung    gestat  tet infolge der     relativ    kleinen     Durchflussver-          luste    die Wahl ungewöhnlich hoher Ge  schwindigkeiten in Ventilen,     nicht    nur bei       Gasen    und Dämpfen, sondern auch bei Flüs  sigkeiten. Dadurch wird es möglich, baulich  kleine     Ventile    mit kleinem Hub und relativ       geringem,    Gewicht zu erhalten, die für Ma  schinen mit hohen Drehzahlen unerlässlich  sind. Die erfindungsgemässe Bauart gestattet  also, wirtschaftliche Kolbenmaschinen mit  hohen Drehzahlen, besonders Pumpen, Ge  bläse und     Kompressoren,    zu bauen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Ventil mit Ventileinlaufdüse und Diffu- sor, dadurch gekennzeichnet, dass der Durch- flussquerschnift im Ventil sich hinter dem Hubspalt stetig bis zum kleinsten Quer schnitt verkleinert, und zwar derart, dass im Diffusor eine Änderung der Strömungsrich tung vermieden ist. <B>UNTERANSPRÜCHE:</B> 1.

   Ventil nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Hubspalt des Ventils in sich .stetig verengendem Düsen kanal befindet, wobei der durch den Hub spalt gebildete Querschnitt grösser ist als der kleinste Durchflussquerschnitt im Ventil. 2. Ventil nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Diffusor an den Düsenkanal mittels einer geraden,Stromfüh- rung angeschlossen ist.