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Die
Erfindung betrifft ein Ventil, insbesondere zum kontrollierten Abgeben
von sich in einem Dampfkessel ansammelnden Salzen und dergleichen,
mit einem Gehäuse,
welches einen Einlasskanal zum Einleiten eines Fluids und einen
Auslasskanal zum Auslassen des Fluids aufweist, mindestens einer
innerhalb des Gehäuses
zwischen Einlass- und Auslasskanal angeordneten Drosselstelle und
mindestens einem relativ zur Drosselstelle bewegbaren und mit diesem
zusammenwirkenden Ventilkörper
zum wahlweisen Verschließen
oder Freigeben eines Strömungsquerschnitts
zwischen Drosselstelle und Ventilkörper.
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Ventile
der eingangs genannten Art werden im Zusammenhang mit Dampfkesseln
zum Erzeugen von Wasserdampf oder anderen Dampferzeugern eingesetzt,
bei denen Flüssigkeiten
(Fluide), in den meisten Anwendungen Wasser, verdampft werden. Der
erzeugte Dampf kann beispielsweise als Energieträger oder für chemische Prozesse verwendet werden.
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Bei
Dampfkesseln zur Erzeugung von Wasserdampf sammeln sich im Wasser
Salze und andere Zusatzstoffe an, welche nicht verdampft werden
und deren Konzentration im Wasser somit ansteigt. Damit die Konzentration
der Salze und dgl. im Wasser nicht bestimmte Grenzwerte überschreitet
wird mittels einer sogenannten Leitfähigkeitsmessung die Konzentration
der Salze und gegebenenfalls der Zusatzstoffe gemessen und in Abhängigkeit
von den gemessenen Konzentrationswerten ein an dem Dampfkessel angeschlossenes
Ventil der eingangs genannten Art geöffnet. In der Regel wird das
Ventil kontinuierlich geöffnet
gehalten, so dass durch den einstellbaren Strömungsquerschnitt zwischen Drosselstelle
und Ventilkörper
eine einstellbare Menge an Wasser mit enthaltenen Salzen abgelassen
werden kann. Die Ventile werden – dem Zweck entsprechend – häufig als „Absalzventil" bezeichnet. Sie
werden regelmäßig kurz
unterhalb der Wasseroberfläche
im Dampferzeuger angeordnet.
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In
Abhängigkeit
von der Größe der Dampferzeuger
und der Größe der Mengenströme (Massen- oder
Volumenstrom) durch das Ventil müssen
unterschiedlich große
Ventile mit unterschiedlichen Nenndurchmessern (der Einlass- und
Auslasskanäle)
verwendet werden. Dementsprechend sind unterschiedlich groß dimensionierte
Ventile mit entsprechend dimensionierten Gehäusen eingesetzt worden, die
bestimmte Nenndurchmesserbereiche abdecken. So werden beispielsweise
für die
Nenndurchmesser DN 15, 20 und 25 gleichgroß dimensionierte Gehäuse eingesetzt
und in diese Gehäuse
unterschiedliche Einsätze
eingesetzt, die der Drosselstelle und einen beispielsweise als Ventilnadel
ausgebildeten Ventilkörper
aufweisen. Die Ventilkörper
und Ventilnadeln werden für
die oben genannten Nenndurchmesser in drei verschiedenen Größen eingesetzt,
für sehr
kleine, mittlere oder normale Mengendurchflüsse. Für größere Nenndurchmesser von beispielsweise
DN40 wird ein größeres Ventilgehäuse verwendet,
in welches zwei unterschiedliche Ventileinsätze, bestehend aus einer Buchse
mit einer Drosselstelle und mindestens einem Ventilsitz, und der
Ventilnadel eingesetzt werden. Die Ventileinsätze können dabei mehrstufig ausgebildet
sein, d. h. mehrere in Strömungsrichtung
des Wassers oder Wasserdampfes nacheinander angeordnete Drosselstellen
mit damit zusammenwirkenden Ventilkörpern aufweisen, um größere Druckdifferenzen
zwischen dem Dampfkessel und der Umgebung in mehreren Stufen abbauen zu
können.
In Dampfkesseln und zugehörigen
Rohrleitungen können
beispielsweise Drücke
von etwa bis zu 250 bar herrschen, und das die Salze aufweisende
Wasser muss von diesem Druck bis zu einem Umgebungsdruck von etwa
1 bar entspannt werden. Zum Abdecken eines Durchmesserbereichs von DN15
bis DN 50 werden also beispielsweise zwei unterschiedlich große Gehäuse und
insgesamt fünf
unterschiedlich dimensionierte Ventileinsätze eingesetzt.
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Nachteilig
hierbei ist es, dass eine große
Teilevielfalt notwendig ist und somit ein relativ hoher konstruktiver
Aufwand erforderlich ist.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der
Technik weitgehend zu vermeiden und insbesondere ein Ventil, insbesondere
ein Absalzventil bereitzustellen, welches die Teilevielfalt zu reduzieren
hilft und mit relativ geringem konstruktiven Aufwand herstellbar
ist.
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Die
Erfindung löst
die Aufgabe bei einem Ventil der eingangs genannten Art dadurch,
dass der Ventilkörper
mehrere, mit der Drosselstelle zusammenwirkende, sich im Querschnitt
verjüngende
Abschnitte aufweist, deren Oberfläche unterschiedliche Steigungen
bezogen auf eine Längsachse
des Ventilkörpers
aufweist.
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Erfindungsgemäß kann die
vorzuhaltende Teilevielfalt reduziert werden, denn die unterschiedlichen
Abschnitte des Ventilkörpers
mit unterschiedlichen Steigungen können mit nur einem Ventilkörper unterschiedliche
Durchflusscharakteristiken des Ventils erreichen, d. h. unterschiedliche
Durchflussmengen in Abhängigkeit
von dem Hub des Ventilkörpers, d.
h. der Bewegung relativ zur Drosselstelle. So kann beispielsweise
die Steigung der Oberfläche
in einem ersten Abschnitt gering ausgebildet sein, so dass nur ein
kleiner Strömungsquerschnitt
freigegeben wird und durch weiteres Bewegen des Ventilkörpers in
die Öffnungsstellung
nur verhältnismäßig geringe
Zunahmen des Strömungsquerschnittes
auftreten, während
hingegen in einen weiteren eine unterschiedliche Steigung aufweisenden
Abschnitt des Ventilkörpers
ein größerer Strömungsquerschnitt
freigegeben ist und auch bei Verändern
der Position des Ventilkörpers
der Strömungsquerschnitt
stärker
ansteigt. Beispielsweise kann ein erster Abschnitt so dimensioniert
sein, dass die Ventilcharakteristik und die Mengenströme einen
ersten Mengenstrombereich entsprechen, während ein weiterer an dem Ventilkörper ausgebildeter
Abschnitt so dimensioniert ist, dass ein abweichender Mengenstrombereich
abgedeckt wird. Je nach Einstellung des Ventilkörpers relativ zur Drosselstelle
können
somit mit ein und demselben Ventil unterschiedliche Mengenstrombereiche
und größere Nenndurchmesserbereiche
mit einem Ventil abgedeckt werden, beispielsweise kleinere mittlere und
größere Mengenstrombereiche.
Der konstruktive Aufwand bei der Herstellung der Ventile ist somit
reduziert.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die sich verjüngenden
Abschnitte jeweils kegelstumpfförmig
ausgebildet sind und unterschiedliche Kegelwinkel aufweisen. Kegelstumpfförmige Abschnitte
lassen sich verhältnismäßig einfach
herstellen, beispielsweise durch Drehen und einfacher hinsichtlich
der Maßgenauigkeit
kontrollieren. Die Kegelwinkel können
an den jeweiligen Anwendungsfall und die abzudeckenden Mengenstrombereiche
auf einfache Weise angepasst werden.
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Bevorzugt
ist es, dass die sich verjüngenden Abschnitte
unterschiedlicher Steigung axial benachbart zueinander angeordnet
sind und sich die Steigung von einem Abschnitt zum anderen abrupt ändert. Der
Herstellungsaufwand ist hierbei recht gering und durch die abrupten
Steigungsänderungen
von einem Abschnitt zum anderen lassen sich definierte Arbeitsbereiche
und Ventilcharakteristika genau einstellen.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform wird
vorgeschlagen, dass der Ventilkörper
mindestens zwei, besonders bevorzugt drei benachbarte kegelstumpfförmige Abschnitte
aufweist. Zweckmäßigerweise
ist der Ventilkörper
als längliche
Ventilnadel ausgebildet, wobei mehrere in Flussrichtung hintereinander
angeordnete Drosselstellen vorgesehen sind und jeder Drosselstelle
mehrere an dem Ventilkörper
ausgebildete Abschnitte mit unterschiedlichen Steigungen zugeordnet
sind. Jeder Drosselstelle sind mindestens zwei, vorzugsweise drei
kegelstumpftörmige
Abschnitte des Ventilkörpers
mit unterschiedlichen Kegelwinkeln zugeordnet. Durch diese Gestaltung
mit drei kegelstumpfförmigen
Abschnitten lassen sich weite Mengenstrombereiche und weite Nenndurchmesserbereiche
mit einem einzigen Ventil abdecken. Beispielsweise könnten auch vier,
fünf oder
eine andere Zahl von Ventilstufen realisiert sein.
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Zweckmäßigerweise
nimmt der Kegelwinkel der jeweiligen Abschnitte in Flussrichtung
des Fluids ab, so dass ein erster Arbeitsbereich des Ventils für relativ
geringe Durchflussmengen als erstes nach dem Öffnen des Ventils aktiviert
wird, dann ein zweiter Arbeitsbereich mit größeren Durchflussmengen durch
weiteres Öffnen
des Ventils aktiviert wird und dann ein dritter Arbeitsbereich mit
relativ großen Durchflussmengen
durch weiteres Öffnen
des Ventils aktiviert wird. Gemäß einer
Weiterbildung ist vorgesehen, dass sich an einen kegelstumpfförmigen Abschnitt
ein zylindrischer Abschnitt des Ventilkörpers anschließt. Der
zylindrische Abschnitt kann so an der Drosselstelle platziert werden,
dass das Ventil geschlossen ist. Im Bereich mindestens einer Drosselstelle
des Ventils wird zweckmäßigerweise
ein definierter Ventilsitz ausgebildet, welcher in der Schließstellung
des Ventilskörpers
in Kontakt mit einem Oberflächenabschnitt
des Ventilkörpers
kommt, so dass das Ventil vollständig
in der geschlossenen Stellung ist und der Fluss des Fluids unterbrochen
ist.
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Besonders
bevorzugt sind Winkelbereiche bei denen für Nennweiten DN15 bis DN32
der Kegelwinkel eines ersten Abschnitts des Ventilkörpers im Bereich
zwischen 24° bis
45°, der
Kegelwinkel des in Flussrichtung nächsten kegelstumpfförmigen Abschnitts
zwischen 8° bis
12° und
der Kegelwinkel eines in Flussrichtung nächsten dritten Abschnitts zwischen
2° und 4° beträgt, und
dass bei Nennweitenbereichen von DN 40 bis DN 50 der Kegelwinkel
eines ersten Abschnitts des Ventilkörpers im Bereich zwischen 40° bis 55°, der Kegelwinkel
des in Flussrichtung nächsten
kegelstumpfförmigen
Abschnitts zwischen 22° bis
32° und
der Kegelwinkel eines in Flussrichtung nächsten dritten Abschnitts zwischen
8° und 15° beträgt.
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Gemäß einer
Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass die mindestens eine Drosselstelle
an einer in das Gehäuse
einsetzbaren Drosselstellenbuchse ausgebildet ist. Dies hat herstellungstechnische
Vorteile. Besonders bevorzugt ist es, dass mehrere, vorzugsweise
drei Drosselstellen an einer einstückig ausgebildeten in das Gehäuse einsetzbaren
Drosselstellenbuchse ausgebildet sind, so dass die Montage besonders
einfach ist. Die Schließeigenschaften
werden weiter dadurch verbessert, dass die Drosselstelle als Ventilsitz
eine sich kegelstumpfförmig
verjüngende
Oberfläche
aufweist.
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Die
Bedienung des Ventils wird dadurch verbessert, dass an einem Abschnitt
des bewegbaren Ventilkörpers
Markierungen vorgesehen sind und eine mit den Markierungen zusammenwirkende
Anzeigeeinrichtung starr an dem Gehäuse befestigt ist. Einem Benutzer
wird so die jeweilige Stellung des Ventilkörpers und die Öffnungs-
und Schließstellung angezeigt,
so dass eine Einstellung und Überwachung
des Ventils einfach möglich
ist. Besonders bevorzugt ist es, dass die Ventilnadel drehbar und
mittels eines Gewindes durch Drehung axial innerhalb des Gehäuses bewegbar
ist und ein Betätigungselement
zum Aufbringen eines Drehmoments an der Ventilnadel befestigt ist,
wobei die Markierungen an einer Umfangsfläche des Betätigungselementes angebracht
sind und die Anzeigevorrichtung benachbart zu der Umfangsfläche des
Betätigungselementes
angeordnet ist. Zweckmäßigerweise
ist die Anzeigevorrichtung als mit dem Ventilgehäuse verschraubbares Blech mit
einer schlitzförmigen
Einkerbung ausgebildet. Auf diese Weise lässt sich konstruktiv einfach
eine gut ablesbare Anzeige erreichen.
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Im
Hinblick auf einen motorischen Antrieb des Ventilkörpers wird
vorgeschlagen, dass an dem Gehäuse
Anschlussmittel zur Montage eines Antriebsmotors zum rotierenden
Antreiben des Betätigungselementes
angeformt sind. Ein Antriebsmotor lässt sich so einfach am Gehäuse befestigen
und das Ventil automatisiert steuern, beispielsweise von einer Messwarte
oder dergleichen.
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Das
erfindungsgemäße Ventil
ist nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
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1 ein
sogenanntes Absalz-Ventil in einer perspektivischen Darstellung;
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2 das
Ventil aus 1 in einer Draufsicht;
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3 das
Ventil aus 1 in einer Schnittdarstellung;
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4 ein
Detail des Ventils in der Schließstellung des Ventils;
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5 ein
Detail bei leicht geöffnetem
Ventil;
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6 ein
Detail bei weiter geöffnetem
Ventil;
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7 ein
Detail bei stark geöffnetem
Ventil;
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8 ein
alternatives Ausführungsbeispiel eines
Absalz-Ventils mit einteiliger Drosselstellenbuchse in einer Teilschnittdarstellung;
und
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9 eine
vergrößerte Darstellung
eines Abschnitts einer erfindungsgemäß gestalteten Ventilnadel für ein dreistufiges
Ventil in einer Schnittdarstellung.
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Das
in den Ausführungsbeispielen
dargestellte Ventil 1 ist ein sogenanntes Absalz-Ventil
und dient zum kontrollierten Abgeben von Salz und dergleichen enthaltenem
Wasser aus einem Dampfkessel. Das Ventil ließe sich jedoch auch für andere
Anwendungen einsetzen.
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Wie
in den 1, 2 und 3 erkennbar,
weist das Ventil 1 ein als ein Schmiede- oder Gussteil ausgebildetes Gehäuse 2 und
zwei gegenüberliegende,
an das Gehäuse 2 angeflanschte
Anschluss-Flansche 4, 6 auf. Mittels des Flansches 4, der
Bohrungen 8 zum Befestigen und eine zentrale Leitung 10 zum
Durchleiten eines Fluids, insbesondere einer Flüssigkeit wie Wasser aufweist,
kann das Ventil 1 an ein Dampfkessel angeschlossen und
Salze enthaltendes Wasser in einen Einlasskanal 12, der
in dem Gehäuse 2 angeordnet
ist, in das Ventil 1 eingeleitet werden. Der Flansch 6 weist
gleichermaßen
Bohrungen 8 und eine Leitung 14 auf, die mit einem
in den Gehäuse 2 angeordneten
Auslasskanal 16 kommuniziert, so dass das Fluid aus dem
Inneren des Ventils abgeleitet und zur weiteren Verarbeitung oder
Rückgewinnung
abgeleitet werden kann. Alternativ können anstelle der Flansche 4, 6 auch Schweiß- oder
Gewindemuffen verwendet werden.
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Das
Ventil 1 ist als dreistufiges Ventil mit drei Drosselstellen 20, 22, 24 ausgebildet
(vgl. 3), die vergrößert in
den 4 bis 9 erkennbar sind. Ein als längliche
Ventilnadel oder Ventilschaft ausgebildeter Ventilkörper 26 wirkt
mit den Drosselstellen 20, 22, 24 zusammen,
wie unten näher
erläutert
ist, und ist um eine Längsachse 28 drehbar
und axial bezogen auf die Längsachse 28 bewegbar
innerhalb einer in dem Gehäuse 2 ausgebildeten
Bohrung 30 des Gehäuses 2 angeordnet.
Die Drosselstellen 20, 22, 24 sind an
in die Bohrung 30 eingesetzten Drosselstellenbuchsen 32, 34, 36 ausgebildet,
die rotationssymmetrisch zur Längsachse 28 und
benachbart zueinander angeordnet sind. Die Drosselstellenbuchsen 32, 34, 36 weisen
jeweils im Inneren einen Strömungskanal
auf, durch den Fluid, d. h. im Ausführungsbeispiel Wasser, in flüssiger und/oder
dampfförmiger
Form in Flussrichtung hindurchströmen kann. Die Flussrichtung
ist durch Pfeile 38 dargestellt. Durch die Drosselstellen 20, 22, 24 und
die damit zusammenwirkenden Ventilkörper 26 lässt sich
der Strömungsquerschnitt
zwischen Drosselstelle 20, 22, 24 und
Ventilkörper 26 wahlweise
verschließen
oder freigeben, so dass der Durchfluss durch das Ventil 1 einstellbar
ist.
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Die
Drosselstellen 20, 22, 24 weisen in Abhängigkeit
von der jeweiligen Stellung des Ventilkörpers 26 einen unterschiedlich
großen
freien Strömungsquerschnitt
für das
Fluid auf, so dass der Durchfluss je nach Einstellung weitgehend
unterbrochen und der Druckverlust hoch oder der Durchfluss weitgehend
freigegeben und der jeweilige Druckverlust klein ist. Der jeweils
sich einstellende Strömungszustand
hängt im
Wesentlichen von dem freien Strömungsquerschnitt
im Bereich der Drosselstelle ab.
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Zum
definierten Verschließen
des Ventils 1 ist an mindestens einer Drosselstelle, im
Beispiel der Drosselstelle 20, ein kegelstumpfförmiger Ventilsitz 21 ausgebildet,
welcher mit der entsprechend kegelstumpfförmigen Oberfläche 108,
die an dem Ventilkörper 26 ausgebildet
ist, in Kontakt kommt, wenn der Ventilskörper 26 in seiner
untersten Schließstellung
ist.
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Zum
Bewegen des länglichen
Ventilkörpers 26 ist,
wie 3 zeigt, an einem oberen Abschnitt ein Außengewinde 40 an
dem Ventilkörper 26 ausgebildet,
welches mit einem an einer Buchse 42 ausgebildeten Innengewinde
zusammenwirkt. Die Buchse 42 ist mittels einer in das Gehäuse 2 einschraubbaren Schraube 50 in
der gewünschten
Stellung fixierbar. Die Schraube 50 greift mit dem vorderen
Abschnitt in eine Nut 52 ein, die an einer Seite an der
Buchse 42 ausgebildet ist. Mittels eines Spannelementes 44, welches
nach Art einer Stopfbuchsbrille ausgebildet ist, und mittels zweier
Schrauben 45, die auf an dem Gehäuse 2 befestigte Gewindestangen
aufschraubbar sind, lässt
sich eine Stopfbuchsbüchse 54 verspannen,
die eine Dichtung 48 zum Abdichten der Bohrung 30 verpresst.
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Ein
auf einen oberen Konus 56 des Ventilkörpers 26 aufsetzbares
und mittels einer Schraube 58 festgelegtes Betätigungselement 60 dient
zum Aufbringen eines Drehmomentes auf den Ventilkörper 26 und
somit zum axialen Hin- und Herbewegen des Ventilkörpers 26 relativ
zu den Drosselstellen 20, 22 und 24.
Das Betätigungselement 60 weist
eine konische Durchgangsbohrung 62 auf, die durch Verspannen
der Mutter 58 eine reibschlüssige Verbindung zu dem Konus 56 eingeht.
Ein zusätzlicher
Vierkant 64 dient zum Ansetzen eines Werkzeugs zum Verdrehen
des Ventilkörpers 26,
der wie gesagt als Ventilnadel ausgebildet ist. Ein länglicher
und sich konisch leicht verjüngender
Handhebel 66 ist exzentrisch bezogen auf die Längsachse 28 an
dem Betätigungselement 60 angeformt
und einstückig
mit diesem ausgebildet. Die Längsachse 68 des
Handhebels 66 verläuft
somit tangential zu der Längsachse 28.
Ein Kugelkopf 70 ist am Ende des Handhebels 66 angeformt
und kann gut von einem Bediener ergriffen werden zur Aufbringung
des Drehmoments. Der Kugelkopf 70 kann auch auf den Handhebel 66 aufgepresst werden.
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1 und 2 veranschaulichen
eine Anzeigeeinrichtung 72 in Form eines Blechs zum Anzeigen
der jeweiligen Ventilstellung. Das streifenförmige und rechtwinklig gebogene
Blech weist an seinem oberen Abschnitt eine schlitzförmige Einkerbung 74 auf,
die in ihrem unteren Abschnitt spitz und V-förmig zuläuft. Das Blech wird an seinem
unteren Abschnitt, wie 3 zeigt, von dem Spannelement 44 mithilfe der
Bolzen 46 eingespannt, so dass es starr aber lösbar an
dem Gehäuse 2 befestigt
ist. Damit das Blech drehfest angeordnet ist, weist es in nicht
dargestellter Weise an seinem unteren Abschnitt Einbuchtungen auf,
die von den Bolzen 46 durchsetzt werden. An der peripheren
Umfangsfläche 76 des
Betätigungselements 60 sind
Markierungen in Form von Zahlen, Buchstaben oder anderen Zeichen
angebracht, beispielsweise aufgeklebt, eingegossen oder eingefräst, die
zusammen mit der schlitzförmigen
Einkerbung 74 der Anzeigeeinrichtung 72 den jeweiligen
Drehwinkel des Handhebels 66 und die Position des Ventilkörpers 26 einem
Bediener anzeigen.
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Ein
an dem Betätigungselement 60 angeformter
in der Draufsicht (2) nasenförmiger Vorsprung 78 bildet
einen Anschlag hinsichtlich der Drehbarkeit des Ventilkörpers 26.
Der Vorsprung 78 kommt in Kontakt mit der als Blech ausgebildeten
Anzeigevorrichtung 72, die somit eine Doppelfunktion hat,
namentlich ein Anzeigen und eine Begrenzung der Drehung des Betätigungselementes 60.
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Wie 3 zeigt,
ist das Ventil 1 als dreistufiges Ventil ausgebildet. Das
Fluid gelangt von dem Einlasskanal 12 in den unteren Teil
der Bohrung 30, die nach unten durch einen Ablass- und
Reinigungsstutzen 37 verschlossen ist. In den inneren Strömungskanal
der ersten Drosselstellenbuchse 32 strömt Fluid bei geöffneten
Ventilstellungen (siehe 5 bis 9) vorbei
an der ersten Drosselstell 20 und dem Ventilssitz 21 und
dem der ersten Ventilstufe zugeordneten unteren Teil 80 des
Ventilkörpers 26 in
eine erste Düsen-
oder Ventilkammer 82, weiter nach oben vorbei am an der
Drosselstelle 22 und einem zweiten Teil 84 des
Ventilkörpers
in eine zweite Düsen-
oder Ventilkammer 86 und dann weiter nach oben vorbei an
der Drosselstelle 24 und einem oberen Teil 88 des
Ventilsköpers 26 in
eine dritte Düsen- oder
Ventilkammer 90. Die obere Ventilkammer 90 ist durch
eine in einer Buchse 92 ausgebildete Querbohrung 94 mit
einer schräg
nach unten verlaufenden Auslassbohrung 96 verbunden, die
in den Auslasskanal 16 mündet. In den drei Ventilstufen
wird der Druck stufenweise reduziert, beispielsweise von etwa 60 auf
1 bar.
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Anhand
der vergrößerten Darstellungen
der 4 bis 9 ist nachfolgend der Aufbau
der Bereiche oder Teile 80, 84, 88 des
Ventilkörpers 26 näher erläutert. Jeder
Teil 80, 84, 88 ist dabei zur Zusammenwirkung
mit jeweils einer Drosselstelle 20, 22, 24 vorgesehen.
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9 zeigt
den Ventilkörper 26 in
seiner oberen Position, in der das Ventil in der Öffnungsstellung
ist. Der untere Teil 80 weist mehrere, im Ausführungsbeispiel 3 mit
der Drosselstelle 20 zusammenwirkende und sich jeweils
im Querschnitt verjüngende
Abschnitte 100, 102, 104 auf, deren jeweilige äußeren Oberflächen unterschiedliche
Steigungen bezogen auf die Längsachse 28 des
Ventilkörpers 26 aufweisen.
Die Abschnitte 100, 102, 104 sind jeweils kegelstumpfförmig ausgebildet
und weisen unterschiedliche Kegelwinkel bezogen auf die Längsachse 28 auf.
Beispielhaft sind die Kegel-Winkel A, B, C für die Abschnitte 100, 102 bzw. 104 in 9 eingetragen.
Die Kegel-Winkel A, B, C sind jeweils so zu verstehen, dass die
an den Abschnitten 100, 102, 104 anliegenden
Geraden sich mit der Längsachse 28 schneiden;
dazwischen ist der jeweilige Kegelwinkel eingetragen.
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Die
sich jeweils verjüngenden
Abschnitte 100, 102, 104 unterschiedlicher
Steigung sind unmittelbar benachbart zueinander angeordnet und die Steigung
von einem Abschnitt zum anderen ändert sich
abrupt im Übergangsbereich
zwischen zwei Abschnitten 100, 102, 104.
Ein zylindrischer Abschnitt 106 schließt sich oberhalb von Abschnitt 104 an,
und an den zylindrischen Abschnitt 106 schließt sich stromaufwärts nach
oben ein weiterer kegelstumpfförmiger
Abschnitt 108 an, welcher in der geschlossenen Ventilstellung
(4) in Kontakt mit einer sich ebenfalls kegelstumpfförmig verjüngenden
Oberfläche 110 des
Ventilsitzes 21 kommt. Oberhalb des Abschnitts 108 ist
wiederum ein zylindrischer Abschnitt 112 an dem Teil 20 des
Ventilkörpers 26 angeordnet, an den
sich stromabwärts
nach einem sich kontinuierlich verjüngenden Abschnitt ein weiterer
längerer zylindrischer
Abschnitt 114 anschließt.
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Oberhalb
des Abschnitts 114 schließt sich der mittlere Teil 84 des
Ventilkörpers 26 an,
welcher mit der Drosselstelle 22 der zweiten Ventilstufe
zusammenwirkt. Der Teil 88 weist einen unteren sich kegelstumpfförmig verjüngenden
Abschnitt 100' mit einem
Kegelwinkel A',
einen sich daran anschließenden
zweiten kegelstumpfförmigen
Abschnitt 102' mit einem
Kegelwinkel B' und
einen sich daran benachbart anschließenden weiteren kegelstumpfförmigen Abschnitt 104' mit einem Kegelwinkel
C' auf, an den sich
weiter oben ein zylindrischer Abschnitt 106 anschließt.
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Ein
weiterer zylindrischer Abschnitt 114'' schließt sich
an den zylindrischen Abschnitt 106'' an und
geht über
in den dritten Teil 88. Oberhalb des Abschnitts 114 schließt sich
der mittlere Teil 84 des Ventilkörpers 26 an, welcher
mit der Drosselstelle 22 der zweiten Ventilstufe zusammenwirkt.
Der Teil 88 weist einen unteren sich kegelstumpfförmig verjüngenden Abschnitt 100'' mit einem Kegelwinkel A'', einen sich daran anschließenden zweiten
kegelstumpfförmigen Abschnitt 102'' mit einem Kegelwinkel B'' und einen sich daran benachbart anschließenden weiteren
kegelstumpfförmigen
Abschnitt 104'' mit einem Kegelwinkel
C'' auf, an den sich
weiter oben ein zylindrischer Abschnitt 106'' anschließt.
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4 zeigt
den Ventilkörper 26 in
der vollständig
geschlossenen Position, d. h. der Ventilsitz 21 (9)
steht in Kontakt mit der Fläche 108 des Ventilskörpers 26 (3 oder 4).
Die jeweiligen Abschnitte 102, 104, 106 des
Ventilkörpers 26 liegen dabei
bei geringem Spiel den jeweiligen Abschnitten der Drosselstellenbuchsen 32, 34, 36 gegenüber.
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5 zeigt
den Ventilkörper 26 in
einer ersten, um 1 mm angehobenen Stellung. An jeder Ventilstufe
ist jeweils der obere kegelstumpfförmige Abschnitt 104, 104', 104'' gegenüber der jeweiligen Drosselstelle 20, 22, 24 angeordnet
und durch den jeweils freien Strömungsquerschnitt
kann Fluid, also Wasser und/oder Wasserdampf stromabwärts nach oben
strömen
in die jeweilige Ventilkammer 82, 86, 90,
wobei jeweils der Druck reduziert wird. Die in 5 gezeigte
Stellung des Ventilkörpers
ist für
einen bestimmten Nenndurchmesserbereich oder bestimmte Durchflussmengen
vorgesehen, und durch die jeweilige exakte Position der Abschnitte 104, 104', 104'' lässt sich die genaue Durchflussmenge einstellen
durch Betätigen
des Betätigungselementes 60 und
Einstellen mithilfe der Anzeigevorrichtung 72.
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6 zeigt
den Ventilkörper 26 in
einer um 3 mm gegenüber
der geschlossenen Stellung angehobenen Position, in welcher die
jeweiligen mittleren Abschnitte 102, 102' und 102' mit der Drosselstelle zusammenwirken
und den jeweils freien Strömungsquerschnitt
definieren. In diesem Arbeitsbereich des Ventils kann ein weiterer
Durchflussmengenbereich, etwa eine andere Nennweite abgedeckt werden
und die Durchflussmenge fein justiert werden durch Einstellen mithilfe
des Betätigungselementes 60.
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In
einer weiteren in 7 gezeigten um 5 mm gegenüber der
Schließstellung
angehobenen Position des Ventilkörpers 26 wirken
die jeweils unteren Abschnitte 100, 100' und 100'' mit der jeweiligen Drosselstelle 20, 22, 24 zusammen.
In dieser Position, in der der jeweils untere Abschnitt 100, 100', 100'' mit der Drosselstelle kooperiert,
kann ein weiterer Durchflussmengenbereich mit demselben Ventil 1 abgedeckt
werden durch Feinverstellung des Betätigungselementes 60.
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Durch
die jeweils benachbarten Abschnitte 100, 102, 104 mit
sich recht abrupt ändernden
Steigungen der äußeren Oberfläche der
Abschnitte, im Ausführungsbeispiel
kegelstumpfförmigen
Abschnitten, lassen sich unterschiedliche Durchflusscharakteristiken
mit dem Ventil 1 realisieren, je nachdem welcher der Bereiche 100, 102, 104 mit
der Drosselstelle zusammenwirkt.
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Das
in den 8 und 9 gezeigte alternative Ausführungsbeispiel
unterscheidet sich von dem anhand der 1 bis 7 gezeigten Ausführungsbeispiel
lediglich dadurch, dass nicht mehrere Drosselstellenbuchsen 32, 34, 36 vorgesehen
sind, sondern eine einteilige Drosselstellenbuchse 35.
Hinsichtlich dieses Ausführungsbeispiels
wird vollumfänglich
auf die obigen Beschreibungen Bezug genommen.
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Wie
insbesondere die 1 und 3 zeigen,
sind an dem Gehäuse 2 Anschluss-
oder Befestigungsmittel in Form eines Innengewindes zur Montage
eines (nicht gezeigten) Antriebsmotors zum rotierenden Antreiben
des Betätigungselementes 60 angeformt.
In die Innengewinde 73, die in beabstandete Vorsprünge 77 des
Gehäuses 2 geschnitten sind,
kann ein Elektromotor oder dergleichen angeschraubt werden, welcher
in nicht gezeigter Weise auf ein modifiziertes Betätigungselement 60 mittels eines
Getriebes, Zahnriemen, Zahnräder
oder dergleichen einwirkt zum automatisierten Betätigen des Ventils.
Der Antriebsmotor wird dazu in nicht dargestellter Weise mit einer
Steuerungseinrichtung gekoppelt.