DD254236A1 - Regelbares drosselventil - Google Patents

Abstract

Die Erfindung ist ueberall dort einsetzbar, wo stroemende, fluessige oder gasfoermige Medien druck- oder stroemungsabhaengig geregelt werden sollen. Das erfolgt vor allem mit Drosselventilen in der Pneumatik und Hydraulik im Maschinen- und Anlagenbau. Es wird das Ziel verfolgt, den Einsatz von Drosselventilen fuer stroemende, fluessige oder gasfoermige Medien in Maschinen und Anlagen wartungsarm und effektiv zu gestalten. Erreicht wird dies dadurch, indem im Stroemungskanal eines Ventilgehaeuses ein elastischer Schlauch eingefuegt ist. Ausserdem ist an dem Ventilgehaeuse seitlich eine Ueberwurfmutter, eine Kugel, ein Drosselbolzen, eine Verstellmutter und ein Uebergangsstueck angeordnet. Durch drehen der Verstellmutter drueckt der Drosselbolzen auf die Kugel. Diese drueckt sich in den elastischen Schlauch ein und verringert so den Querschnitt des Stroemungskanals.

Description

Beschreibung der Erfindung

Titel der Erfindung

Regelbares Drosselventil

Das Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung ist überall dort einsetzbar, wo strömende, flüssige oder gasförmige Medien druck- oder strömungsabhängig geregelt werden sollen. Das erfolgt vor allem mit Drosselventilen in der Pneumatik und Hydraulik im Maschinen- und Anlagenbau.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind vielfältige Vorrichtungen zur Erzeugung von Druckdifferenzen in einem strömenden, flüssigen oder gasförmigen Medium, die auch gleichzeitig als Absperrorgan oder zur Mengenregelung des Druckvolumens benutzt werden bekannt. So ist z.B. in der Patentschrift Nr. 2113 93 (Int.Kl. F 16 K 47/00) eine Vorrichtung zur stopfbuchsenlosen Druckreduktion offenbart, indem in einem zylindrigen Gehäuse mit Ein- und Ausströmöffnung eine Stellspndel mit Druckscheibe und ein mit einer'Mittelbohrung versehener Grundkörper aus einem Elast beweglich angeordnet ist, wobei sich der Grundkörper auf der Stellspindel zwischen Widerlager und Druckscheibe befindet. Dabei ist der Außendruckmesser cjes Grundkörpers und der Innendurchmesser des Gehäuses so aufeinander abgestimmt, daß im geöffneten Zustand ein Drosselspalt entsteht, der durch eine elastische Verformung des Grundkörpers beliebig verändert werden kann. In der Patentschrift Nr. 68 428 (Int.Kl. F 16 K 47/00) ist

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eine Einrichtung zur Vermeidung von Vibrationserscheinungen am Steuerschieber in Hydrauliksystemen beschrieben, die die Aufgabe dadurch löst, indem zur Vermeidung der Vibrationserscheinungen die Anordnung eines mechanischen Dämpfers am bzw. im Steuerschieber vorgeschlagen wird.

In der Patentschrift Nr. 205 734 (Int.Kl. F 16 K 47/04) wird eine kavitations- und erosionsarme Drosselstrecke beschrieben, die so gestaltet ist, daß in dem Innenrohr eines doppelwandigen Rohres eine verschiebbare Drosselstrecke angeordnet ist, die aus mit variablen Außendurchmessern versehenen, in Reihe geschalteten Kugeln und rotationssymmetrischen Stabilisationskörpern besteht. Die Stabilisationskörper verfügen über Ringquerschnitte zur Strömungsverzögerung und Kalotten zur Lagerung der Kugeln.

In der Patentschrift Nr. 45 895 (Int. Kl. F 16 K 47/04) er- folgt die Drosselung zur Druckminderung in hydraulischen Anlagen in der Weise, indem das Druckmedium über zwei hintereinander angeordnete Drosselkolben geleitet wird, die mit spiegelbildlich angeordneten, sich verjüngenden Durchlaßnuten versehen sind. Die beiden Drosselkolben sind miteinander verbunden und in einem Gehäuse durch eine Stellschraube axial einstellbar.

In der Patentschrift Nr. 55 512 (Int. Kl. F 16 K 47/08) ist ein regelbares Drossel beschrieben, indem in einem vorzugsweise mit einer winkligen Abzweigung versehenen Ventilgehäuse, mehrere Kugeln hintereinanderliegend angeordnet sind, die durch eine Spindel gegen die Strömungsrichtung des Mediums bewegbar sind.

In der Patentschrift Nr. 94 744 (int.Kl. F 16 K 47/12) ist eine Kapillardrossel so konstruiert, indem eine Begrenzungswand des Drosselkanals über dessen gesamte Länge hinweg durch einen in den Drosselkanal eindrückbaren DrosselkCrper aus elastischem Werkstoff gebildet wird.

In der Offenlegungsschrift Nr. 2706 531 (Int.Kl. F 16 K 47/00) werden bei einem Drehschieberventil zur Vermeidung von Vibrationen, Geräuschentwicklungen und Druckverlusten in der Leitung unmittelbar stromabwärts hinter jedem Drehzapfen der Linse eine Leitungsverengung aus zwei ebenen

Wandungen bzw. die die Form von Sektoren eines Rotationskörpers besitzen über eine bestimmte Länge vorgesehen. Das Hauptproblem aller dieser Ventilbauformen ist die Abdichtung des Strömungskanals an der Drosselstelle sowie die Abdichtung des Betätigungs- oder Stellelementes gegen das unter Druck stehende strömende Medium. Die bisherige Abdichtung durch Stopfbuchsenpackungen, Lippendichtungen, Gleitringdichtungen, Faltenbälgen oder eine Kombination dieser Elemente ist sehr aufwendig und daher sind diese Lösungen für die strömungstechnische Gestaltung des Strömungskanals, um auch die Wirbelbildung zu vermeiden nicht geeignet_x. Durch die hohe Spaltgeschwindigkeit an den Drosselkörpern werden diese besonderen Beanspruchungen unterworfen und können durch Kavitation oder Erosion zerstört werden.

Durch das Eingreifen des Drosselelementes (Verschlußkegel) in den Strömungskanal kommt es durch die mehr oder weniger scharfkantige Gestaltung des Drosselelementes zusätzlich zu Wirbelbildungen und somit zu weiteren Verlusten beim Arbeitsmedium.

Ein weiterer Nachteil entsteht auch darin, daß es aufgrund bisher technologischer und konstruktiver Notwendigkeiten bei den meisten dieser Drosselventile auch bei völlig geöffnetem Strömungskanal (Differenz zwischen der Nennweite und dem max. Qffnungsdurchmesser) zu Verlusten kommt.

Zu Druckverlusten kommt es auch durch die Ablagerungen von Medienpartike'ln an den bestehenden Kanten und Ecken der Drosseleinrichtungen, da eine allmähliche Verstopfung eintritt.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist es, die bekannten Nachteile zu beseitigen und den Einsatz von Drosseleinrichtungen'bzw. Drosselventilen für strömende, flüssigen oder gasförmigen Medien in Maschinen und Anlagen wartungsarm und effektiv zu gestalten.

Darlegung des Wesens der Erfindung

In der Technik sind auf dem Gebiet der Pneumatik und Hydraulik eine Reihe Drossel- bzw. Regeleinrichtungen be-

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kannt. Diese Drossel- bzw. Regeleinrichtungen sind konstruktiv sehr aufwendig und relativ kompliziert. Ihre strömungstechnische Gestaltung des Strömungskanals gewährleistet keinen wirbelfreien Durchgang der Medien und weist daher Druckverluste auf. Außerdem sind die genannten Drossel- und Regeleinrichtungen nicht wartungsarm und daher auch anfällig, was zu Störungen und Ausfällen an Maschinen und Anlagen führen kann.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein regelbares Drosselventil für strömende, flüssige oder gasförmige Madien zu schaffen, das linear leicht regelbar ist, minimierte Druckverluste aufweist, einen geringen konstruktiven und materialmäßigen sowie technologischen Aufwand hat. Erfindungsgemäß wird das erreicht dadurch, indem im Strömungskanal eines Ventilgehäuses an dem seitlich eine überwurfmutter, eine Kugel, ein Drosselbolzen, eine Verstellmutter und ein Übergangsstück angeordnet sind, ein elastischer Schlauch eingefügt ist. Durch drehen der Verstellmutter drückt der Drosselbolzen auf die Kugel. Diese drückt sich in den elastischen Schlauch und und verringert so den Querschnitt des Strömungskanals.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll an folgendem Ausführungsbeispiel erläutert werden. Das in Fig. 1: .abgebildete regelbare Drosselventil besteht aus folgenden Bauelementen. In den Strömungskanal des Ventilgehäuses 1, welches aus Aluminium, in den Abmessungen von 30 χ 30 χ 70 (mm) angefertigt wurde, ist ein PVC-Schlauch mit den Abmessungen von 14 mm Durchmesser und einer Länge von 70 mm eingefügt. Als Drosselelement wurde eine Kugel 3 gewählt, welche frei im Ventilgehäuse 1 liegt. Die Stahlkugel hat einen Durchmesser von 12 mm. Durch drehen der Verstellmutter 5 (Abmessung Rd 2t» χ 25) drückt der Drosselbolzen 4 (Abmessung Rd 12 χ 40) auf die Kugel 3, die sich daraufhin in den elastischen Schlauch 7 eindrückt und so den Querschnitt des Strömungskanals verringert. Der elastische Schlauch 7 wird an der ein- und ausströmenden Seite des Ventilgehäuses 1 durch die Übergangsstücke 6; 6' abgedichtet. Die Übergangs-

stücke wurden aus AL mit den Abmessungen SW 27 χ 20 mm hergestellt. Der Drosselbolzen 4 (Abmessung Rd 12 χ 40) wird durch einen Sicherungsring 8 (TGL 0-471) gehalten

Dadurch, daß ein Teil der Kugeloberfläche am Schlauch 7 anliegt, ist die Reibung zwischen Schlauch 7 und Kugel 3

größer als zwischen Kugel 3 und Drosselbolzen 4. Die Kugel 3 dreht sich beim Bewegen des Drosselbolzen 4 nicht. Der Abrieb des Schlauches 7 wird dadurch vermieden. Durch die Elastizität des Schlauches 7 kommt es zu einer allmählichen Annäherung des Schlauchdurchmessers an den Durchmesser des Strömungskanals an der Drosselstelle. Das ist bedingt durch den Eindruck der Kugel. Auf diese Weise werden Hindernisse wie Kanten und Ecken völlig im Strömungskanal vermieden. Dadurch entstehen auch, außer den durch die Rauhigkeit der

Innenfläche des Schlauches bedingten, weitestgehend keine Wirbel. Durch das Verspannen des Schlauches 7 mittels der Übergangsstücke 6; 6' ergeben sich keine Dichtungsprobleme. Die bisher aufgetretenen Probleme der Abdichtung an der Drosselstelle sind mit dem Schlauch 7 völlig beseitigt worden. Dadurch sind bei der Herstellung der Drosselelemente keine besonderen fertigungstechnische Anforderungen erforderlich. Durch die allmähliche Verengung des Kanalquerschnittes auf den Drosselquerschnitt und somit durch die allmählich steigende Geschwindigkeit wirkt die Drosselstel-Ie wie eine Düse und zerstäubt die ölpartikel im Strömungsmedium zusätzlich.

Claims (1)

1. Erfindungsanspruch

   Regelbares Drosselventil für strömende, flüssige oder gasförmige Medien gekennzeichnet dadurch, daß im Strömungskanal eines Ventilgehäuses (1) an dem seitlich eine Überwurfmutter (2),. eine Kugel (3),ein Drosselbolzen (4), eine Verstellmutter (5) und ein Übergangsstück (6; 6') angeordnet sind, ein elastischer Schlauch (7) eingefügt -ist.

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