DE102010028403A1

DE102010028403A1 - Ventil zum Regulieren eines Fluidstroms

Info

Publication number: DE102010028403A1
Application number: DE201010028403
Authority: DE
Inventors: Konstantin Fenkl; Wolfgang Ruf
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2010-04-30
Filing date: 2010-04-30
Publication date: 2011-11-03
Also published as: WO2011134683A1; CN102947505A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ventil (1) zum Regulieren eines Fluidstroms (2), insbesondere eines vorzugsweise in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn, geführten Faserstoffsuspensionsstroms (2.1), umfassend einen Hohlkörper (3) mit einem im Wesentlichen zumindest streckenweise rotationssymmetrischen und eine Längsachse (4.L) aufweisenden Hohlraum (4), der zumindest eine, eine Längsachse (5.L) aufweisende Einlassöffnung (5) mit einem Einlasskanal (5.1), eine veränderbare und im Wesentlichen rotationssymmetrische Durchtrittsfläche (6) und eine Auslassöffnung (7) mit einem Auslasskanal (7.1) aufweist, und eine vorzugsweise mittels wenigstens eines Betätigungsmittels (10) koaxial in dem Hohlraum (4) des Hohlkörpers (3) verschiebbare, die Durchtrittsfläche (6) infolge einer Verschiebung (V) veränderbare, insbesondere ein Ventilteller (9) aufweisende und vorzugsweise rotationssymmetrische Ventilstange (8). Das erfindungsgemäße Ventil (1) ist dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsmittel (10) mittels mindestens einer, eine Längsachse (11.L) aufweisenden Halterung (11) an dem Hohlkörper (3) angeordnet ist, dass die Halterung (11) zwei stirnseitige Flanschplatten (12.1, 12.2) umfasst, die mittels mindestens zwei zu der Längsachse (11.L) der Halterung (11) vorzugsweise diagonal angeordneten Stegen (13.1, 13.2) verbunden sind, und dass die mindestens zwei, den Mittenbereich (11.M) der Halterung (11) bildenden Stege (13.1, 13.2) derart geformt sind, dass zwischen ihnen ein Freiraum (14) ausbildet ist, der zumindest eine zwischen der Ventilstange (8) und dem Betätigungsmittel (10) angeordnete Verbindungskupplung (15) aufnimmt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil zum Regulieren eines Fluidstroms, insbesondere eines vorzugsweise in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn, geführten Faserstoffsuspensionsstroms, umfassend einen Hohlkörper mit einem im Wesentlichen zumindest streckenweise rotationssymmetrischen und eine Längsachse aufweisenden Hohlraum, der zumindest eine, eine Längsachse aufweisende Einlassöffnung mit einem Einlasskanal, eine veränderbare und im Wesentlichen rotationssymmetrische Durchtrittsfläche und eine Auslassöffnung mit einem Auslasskanal aufweist, und eine vorzugsweise mittels wenigstens eines Betätigungsmittels koaxial in dem Hohlraum des Hohlkörpers verschiebbare, die Durchtrittsfläche infolge einer Verschiebung veränderbare, insbesondere ein Ventilteller aufweisende und vorzugsweise rotationssymmetrische Ventilstange.
Ein derartiges Ventil für eine Flüssigkeit ist beispielsweise aus der Druckschrift EP 0 633 416 A1 bekannt. Bei der Flüssigkeit handelt es sich um eine Stoffsuspension, welche einem Stoffauflauf einer Papiermaschine zuführbar ist.
Die heute in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn üblicherweise verwendeten Ventile, insbesondere Verdünnungswasserventile sind wichtige funktionale Elemente des Stoffauflaufs und neben anderen Komponenten maßgeblich für die Qualität der herzustellenden Faserstoffbahn mitverantwortlich. Im Hinblick auf das Erreichen einer bestmöglichen Qualität sind zuverlässige, störungsfreie und langlebige Ventileigenschaften eine wichtige Voraussetzung. Die Erfüllung dieser Eigenschaften ist insbesondere unter den bei der Faserbahnherstellung herrschenden Bedingungen, bei denen wenigstens eine Fasersuspension mit teilweise sehr hohem Fein- und Füllstoffgehalt kontinuierlich und unter einer hohen Temperatur von bis ca. 70°C geregelt werden muss, sehr wichtig.
Die von den verschiedenen Herstellern von Maschinen zur Herstellung einer Faserstoffbahn verwendeten Ventile, insbesondere Verdünnungswasserventile sind teilweise völlig unterschiedlich aufgebaut. So sind neben Linearventilen auch Drehventile erfolgreich im Einsatz. Aufgrund der spezifischen Kraft- bzw. Moment übertragungen der beiden Ventiltypen ergeben sich bestimmte Anforderungen an die Halterung, das heißt an das Bauteil, welches das Ventil und das Betätigungsmittel miteinander verbindet. Das bewegliche Bauteil zur Einstellung des Volumenstroms, wie zum Beispiel die Ventilstange oder der Verdrehkörper mit Bohrungen, ist hinsichtlich Leichtgängigkeit, Dichtheit, Positioniergenauigkeit, Schwingungsbeanspruchung und Wechselbarkeit besonderen Anforderungen ausgesetzt. Die Summe all dieser beispielhaft angeführten Anforderungen bestimmt maßgeblich den Aufbau der Halterung.
Ein Drehventil, wie es beispielsweise aus der Druckschrift EP 0 633 352 B1 bekannt ist, erfordert aufgrund einer bauartbedingter Gefahr der Schwergängigkeit eine kurze und torsionssteife Motorhalterung, um die insbesondere nach längeren Stillständen aufgrund eines „Festbackens” auftretenden hohen Drehmomente ohne Tordierung der Bauteile aufzunehmen.
Hingegen erfordert ein Linearventil, wie es beispielsweise aus der bereits genannten Druckschrift EP 0 633 416 A1 oder den Druckschriften DE 199 49 067 C1 oder EP 1 591 585 B1 bekannt ist, eine relativ geringe lineare Verstellkraft. Es benötigt jedoch eine mechanisch genau gefertigte Motorhalterung, um einen „fluchtenden” Anbau des Betätigungsmittels zu ermöglichen. Insbesondere dann, wenn aus Kostengründen keine gelenkigen, sondern starre Kupplungen oder Verschraubungen eingesetzt werden.
Weiterhin können zum Regulieren eines Fluidstroms, insbesondere eines vorzugsweise in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn, geführten Faserstoffsuspensionsstroms auch aus dem älteren Stand der Technik bekannte Kugelhähne, Schieber, Regelklappen, Membranventile, Quetschventile, Nadelventile oder dergleichen eingesetzt werden. Sie weisen jedoch allesamt dem Fachmann bekannte Nachteile auf.
Übliche Motorhalter für die gängigen Ventiltypen sind meist aus metallischen Werkstoffen wie Bronze, Edelstahl oder dergleichen gefertigt und durch eine gute Zugänglichkeit zu der Verbindungsstelle zwischen der Achse des Betätigungsmittels und der Ventilstange gekennzeichnet. Besteht nun die Notwendigkeit, einen defekten Aktuator während des Betriebs des Stoffauflaufs bzw. der Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn zu tauschen, so erfordert dies ebenfalls ein geeignetes und gut zugängliches Halterungsdesign, um daran die verschiebbare und freie Ventilstange temporär zu fixieren.
Es ist also Aufgabe der Erfindung, ein Ventil der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass die genannten Nachteile des Stands der Technik weitestgehend reduziert, vorzugsweise sogar gänzlich vermieden werden. Insbesondere, soll eine ausreichende Zugänglichkeit zu wesentlichen Betätigungsbauteilen des erfindungsgemäßen Ventils, wie beispielsweise zur Stangenkupplung oder weiteren Befestigungselementen, ermöglicht werden. Diese ausreichende Zugänglichkeit soll einen schnellen und einfachen An- und Abbau des Betätigungsmittels, vorzugsweise mittels einer Wechselvorrichtung, auch während des Betriebs des Stoffauflaufs bzw. der Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn erlauben. Ferner soll das erfindungsgemäße Ventil verzugsfrei und langzeitig die möglichen Betriebskräfte und -momente aufnehmen können.
Diese Aufgabe wird bei einem Ventil der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Betätigungsmittel mittels mindestens einer, eine Längsachse aufweisenden Halterung an dem Hohlkörper angeordnet ist, dass die Halterung zwei stirnseitige Flanschplatten umfasst, die mittels mindestens zwei zu der Längsachse der Halterung vorzugsweise diagonal angeordneten Stegen verbunden sind, und dass die mindestens zwei, den Mittenbereich der Halterung bildenden Stege derart geformt sind, dass zwischen ihnen ein Freiraum ausbildet ist, der zumindest eine zwischen der Ventilstange und dem Betätigungsmittel angeordnete Verbindungskupplung aufnimmt.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
Diese mittelbare Anordnung des Betätigungsmittels an dem Hohlkörper des erfindungsgemäßen Ventils eröffnet die Schaffung einer ausreichenden Zugänglichkeit zu wesentlichen Betätigungsbauteilen, wie beispielsweise zur Stangenkupplung oder weiteren Befestigungselementen. Diese ausreichende Zugänglichkeit ermöglicht überdies einen schnellen und einfachen An- und Abbau des Betätigungsmittels, vorzugsweise mittels einer Wechselvorrichtung, auch während des Betriebs des Stoffauflaufs bzw. der Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn. Zudem ist das erfindungsgemäße Ventil in der Lage, verzugsfrei und langzeitig die möglichen Betriebskräfte und -momente aufzunehmen.
Die Halterung ist vorzugsweise „aus einem Block” gefertigt, insbesondere zumindest gefräst. Die diagonal gegenüberliegenden und vorzugsweise gleichgroßen Ausnehmungen, insbesondere Einfräsungen auf der Halterungsober- und -unterseite bilden ein möglichst offenes Design und wünschenswerter Weise automatisch einen Durchbruch, der als Freiraum für zumindest eine zwischen der Ventilstange und dem Betätigungsmittel angeordnete Verbindungskupplung dient. Der ausgebildete und von oben und von unten zugängliche Freiraum ist insbesondere dann von Wichtigkeit, wenn mehrere Ventile nebeneinander und in einer Reihe positioniert sind.
Im Hinblick auf die Bereitstellung eines maximal möglichen Freiraums sind bevorzugt zwei, den Mittenbereich der Halterung bildenden Stege vorgesehen. Dabei weist der jeweilige Steg eine Stegbreite von maximal 70%, vorzugsweise von maximal 60%, insbesondere von maximal 50%, der Breite der Halterung und/oder eine Steghöhe von maximal 40%, vorzugsweise von maximal 30%, insbesondere von maximal 25%, der Höhe der Halterung auf.
Die Mittel zur Befestigung, insbesondere Verschraubung der Halterung mit dem Hohlkörper sind bevorzugt ausschließlich in den freien Bereichen der hohlkörperseitigen Flanschplatte angeordnet. Hierdurch können Druckspannungen in den Stegen gänzlich vermieden werden, so dass die Befestigung der Halterung nur in den genannten freien Bereichen erfolgt und nicht durch die Stegbereiche hindurch. Auch können die durch die Befestigungsmittel, insbesondere Befestigungsschrauben erzeugten Kräfte großflächig über stabile und beispielsweise ausgelaserte Unterlagbleche verteilt und damit die erzeugten Pressungen auf der Flanschplatte der Halterung deutlich reduziert werden. Die Anordnung ist zudem im Fall der Verwendung eines Kunststoffs sehr unempfindlich gegen ein ungleiches Anziehen der Befestigungsmittel, insbesondere Befestigungsschrauben.
Weiterhin sind in der betätigungsmittelseitigen Flanschplatte bevorzugt mehrere zu den Mitteln zur Befestigung, insbesondere Verschraubung fluchtende Montageöffnungen, insbesondere Montagebohrungen oder Montageausklinkungen vorgesehen. Dadurch kann die Halterung mittels einfachen Werkzeugen bequem, schnell und somit kostengünstig an dem Hohlkörper montiert werden.
Die Halterung besteht bevorzugt aus einem thermoplastischen Kunststoff, insbesondere POM, PPSU, PA6, PA12, PA12G, PEEK oder dergleichen. Damit die Langzeit-Formstabilität der Halterung verbessert und die Materialfestigkeit erhöht wird, ist der thermoplastische Kunststoff bevorzugt mit weiteren Fasern, insbesondere Glasfasern, Kohlefasern, Aramidfasern oder dergleichen, versehen.
Insbesondere diese Ausführung benötigt zum Übertragen der Betriebskräfte sowie des Eigengewichts des Betätigungsmittels und zur Minimierung der Längenänderungen, beispielsweise aufgrund von Wasseraufnahme und Quellung, einen ausreichend großen „tragenden Querschnitt”. Damit eventuell wirkende Zug- und Druckspannungen in den tragenden Stegen der Halterung möglichst gering ausfallen, sind die die mindestens zwei zu der Längsachse der Halterung vorzugsweise diagonal angeordneten Stege derart dimensioniert, dass ein maximal wirkender Betriebsdruck eine Vergleichsspannung, die kleiner als 1/3 der zulässigen Streckspannung des verwendeten Materials, insbesondere Kunststoffs ist, nicht überschreitet.
Überdies ist in den, in dem Mittenbereich der Halterung ausgebildeten Freiraum bevorzugt eine Wechselvorrichtung einbringbar, mittels derer die Ventilstange und somit die Ventilposition derart temporär fixierbar sind, dass das Betätigungsmittel insbesondere während des Betriebs des Ventils ausgetauscht werden kann. Das Anklemmen der Wechselvorrichtung erfolgt idealerweise direkt an der Ventilstange sowie am oberen Steg der Motorhalterung.
Die Halterung, insbesondere einer der Stege der Halterung ist bevorzugt mit einer Skalierung zur (Grob-)Anzeige der Ventilposition versehen. Somit kann manuell, kostengünstig und schnell die Arbeitsposition des Ventils in Erfahrung gebracht werden.
Und die Ventilstange ist bevorzugt mittels wenigstens zweier zumindest radial wirkender Lagereinheiten mit einem für die Verschiebung notwendigen Freiheitsgrad in axialer Richtung geführt. Diese Lagerung der Ventilstange bewirkt eine statisch bestimmte Führung (mit zwei Loslagern und einem Festlager) und eine elastische Lagerung derselben bei Generierung einer dämpfenden Wirkung auf dieselbe. Die axiale Positionierung der Ventilstange erfolgt in bekannter Weise mittels des Betätigungsmittels. Zudem sind die wenigstens zwei zumindest radial wirkenden und die Ventilstange führenden Lagereinheiten bevorzugt mittels wenigstens einer Führungseinrichtung, insbesondere einer Kartusche mittelbar oder unmittelbar und zumindest bereichsweise in der Halterung für das Betätigungsmittel gelagert und vorzugsweise positioniert. Die eigentliche Lagerung der Ventilstange erfolgt also nicht unmittelbar in dem Hohlkörper des Ventils, sondern in einem separaten Tragbauteil, der so genannten „Kartusche”. Hierdurch ergeben sich wesentliche Vorteile hinsichtlich Wartung und Service.
So ist die Führungseinrichtung, insbesondere die Kartusche bevorzugt zumindest bereichsweise mittels eines Dichtteils zwischen dem Hohlkörper und einer an dem Hohlkörper angeordneten Halterung für das Betätigungsmittel gelagert und vorzugsweise positioniert. Die Fixierung der Führungseinrichtung, insbesondere der Kartusche erfolgt also durch einen „geschlossenen” Einbau zwischen den beiden Bauteilen, wobei sie selbst mit einem geringen radialen Spiel in dem Dichtteil und in der Motorhalterung positioniert und abgedichtet ist. Auch eignet sich dieses Fixierungsprinzip für einen zweiteiligen Ventilaufbau, was dem Wunsch nach einer schnellen visuellen Kontrolle („Inspektion”) des Ventilinneren entgegenkommt. Hierzu kann durch Lösen von wenigen, vorzugsweise zwei Schrauben der so genannte Ventileinsatz mitsamt seiner Lagerung aus dem Ventilgehäuse herausgezogen werden.
Weiterhin erfolgt die Führung der möglicherweise an der dem Hohlraum des Hohlkörpers zugewandten und zumindest radial wirkenden Lagereinheit, insbesondere der verschleißbeanspruchten Primärdichtung auftretenden Leckage an die Oberfläche des Ventils bevorzugt mittels wenigstens einer in einer an dem Hohlkörper angeordneten Halterung für das Betätigungsmittel angeordneten und vorzugsweise verschließbaren Leckageablauföffnung, insbesondere Leckageablaufbohrung. Eine mögliche Leckage wird durch die Motorhalterung nach außen geführt und dem Betreiber kann die Notwendigkeit eines Dichtungswechsels signalisiert werden. Die Leckageablauföffnung, insbesondere Leckageablaufbohrung ist insbesondere bei einem sehr starken Leckageaustritt verschließbar, beispielsweise mittels einer Schraube und eines Pfropfens. Die Leckageablauföffnung, insbesondere Leckageablaufbohrung dient außerdem als „Entlüftungsleitung” zur Vermeidung eines „Pumpeffekts” zwischen den beiden Dichtungen. Der „Pumpeffekt” entsteht durch axiales Bewegen, das heißt Mitnehmen einer der beiden Dichtungen bei einer Verstellbewegung der Ventilstange und kann zur Ausbildung eines Unterdrucks führen, der das abzudichtende Fluid regelrecht unter die Dichtung „saugt”.
Die Einlassöffnung ist in dem Hohlkörper bevorzugt derart angeordnet, dass deren Längsachse sich mit der Längsachse des Hohlraums des Hohlkörpers in einem Schnittpunkt schneidet. Diese Anordnung der beiden Längsachsen, der Längsachse der Einlassöffnung und der Längsachse des Hohlraums des Hohlkörpers, bewirkt eine rotationsfreie, staupunktfreie und kavitationsfreie Führung des Fluidstroms, insbesondere Faserstoffsuspensionsstroms mit einem möglichst geringen Druckverlust in dem Fluidstrom, insbesondere Faserstoffsuspensionsstrom. Der Hohlraum des Hohlkörpers erfährt also eine mittige und staupunktsfreie Durchströmung ohne jegliche Drallströmung.
Die Längsachse der Einlassöffnung ist hierbei definitionsgemäß die Mittensenkrechte der Einlassöffnung. Zudem weist das erfindungsgemäße Ventil bevorzugt nur eine, eine Längsachse aufweisende Einlassöffnung mit einem in Strömungsrichtung vorgeordneten Einlasskanal auf, dessen Längsachse wiederum koaxial oder unter einem Winkel zu der Längsachse der Einlassöffnung angeordnet sein kann. Das erfindungsgemäße Ventil besitzt in dem Hohlkörper eine Strömungshauptrichtung für den Fluidstrom, insbesondere Faserstoffsuspensionsstrom, die im Wesentlichen koaxial mit der Längsachse des Hohlraums des Hohlkörpers verläuft.
Die beiden sich in dem Schnittpunkt schneidenden Längsachsen, namentlich die Längsachse der Einlassöffnung und die Längsachse des Hohlraums des Hohlkörpers, weisen bevorzugt einen Schnittwinkel im Bereich von 60 bis 120°, vorzugsweise von 80 bis 100°, insbesondere von 85 bis 95°, auf. Die Längsachse der Einlassöffnung kann also konvergent zu der Strömungshauptrichtung des Fluidstroms in dem Hohlkörper (Schnittwinkel > 90°), senkrecht zu der Strömungshauptrichtung des Fluidstroms in dem Hohlkörper (Schnittwinkel = 90°) oder divergent zu der Strömungshauptrichtung des Fluidstroms in dem Hohlkörper (Schnittwinkel < 90°) ausgerichtet sein. Diese Schnittwinkelbereiche erbringen räumliche Vorteile, insbesondere im Hinblick auf die unmittelbare Aneinanderreihung von mehreren erfindungsgemäßen Ventilen und/oder die Anordnung mit weiteren Bauteilen und -gruppen, wie zum Beispiel mit der Verteileinrichtung, insbesondere dem Querverteilrohr.
Auch ist der in den Hohlraum des Hohlkörpers zumindest bereichsweise hineinragende Bereich der vorzugsweise rotationssymmetrischen Ventilstange bevorzugt frei von senkrecht zu der Strömungshauptrichtung des Fluidstroms, insbesondere Faserstoffsuspensionsstroms liegenden Flächen und/oder Kanten. Dies ist wiederum im Hinblick auf einen geringen Druckverlust in dem Fluidstrom, insbesondere Faserstoffsuspensionsstrom von Vorteil.
Und damit die Strömungsführung prozesstechnisch optimal und mit einem reduzierten Druckverlust in dem Fluidstrom, insbesondere Faserstoffsuspensionsstrom realisiert werden kann, weist der in den Hohlraum des Hohlkörpers zumindest bereichsweise hineinragende Bereich der vorzugsweise rotationssymmetrischen Ventilstange bevorzugt mehrere Bereiche mit unterschiedlichen konstanten, konvergierenden oder divergierenden Außenkonturen auf.
Ferner ist der zu regulierende Fluidstrom, insbesondere Fluidteilstrom bevorzugt ein Verdünnungswasserstrom bzw. Siebwasserstrom, der Anteile an Feststoffen einer Faserstoffsuspension enthält.
Das erfindungsgemäße Ventil lässt sich in hervorragender Weise auch in einem Stoffauflauf für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn, aus wenigstens einer Faserstoffsuspension verwenden. Der Stoffauflauf kann hierbei als ein sektionierter Verdünnungswasser-Stoffauflauf mit einer Teilungsbreite von N·25 mm oder N·33,3 mm ausgebildet sein, wobei N bevorzugt eine natürliche Zahl ist, und in mindestens einer, vorzugsweise in jeder Verdünnungswasser-Leitung kann wenigstens ein erfindungsgemäßes Ventil angeordnet sein. Auch lässt sich das erfindungsgemäße Ventil in hervorragender Weise in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn, aus wenigstens einer Faserstoffsuspension, verwenden. Die Maschine kann gemäß dem Stand der Technik aufgebaut sein und alle bekannten Maschinenbereiche aufweisen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Es zeigen
1 eine schematische Perspektivdarstellung eines erfindungsgemäßen Ventils zum Regulieren eines Fluidstroms, insbesondere eines Faserstoffsuspensionsstroms;
2 eine ausschnittsweise Perspektivdarstellung des in der 1 dargestellten erfindungsgemäßen Ventils zum Regulieren eines Fluidstroms;
3 eine Längsschnittdarstellung durch das in der 1 dargestellte erfindungsgemäße Ventil zum Regulieren eines Fluidstroms;
4 eine ausschnittsweise Unteransicht auf das in der 1 dargestellte erfindungsgemäße Ventil zum Regulieren eines Fluidstroms;
5 eine ausschnittsweise Längsschnittdarstellung durch das in der 1 dargestellte erfindungsgemäße Ventil zum Regulieren eines Fluidstroms;
6 eine Schnittdarstellung des in der 3 dargestellten erfindungsgemäßen Ventils zum Regulieren eines Fluidstroms gemäß der Schnittlinie A-A;
7 eine weitere Schnittdarstellung des in der 3 dargestellten erfindungsgemäßen Ventils zum Regulieren eines Fluidstroms gemäß der Schnittlinie B-B;
8 eine dritte Schnittdarstellung des in der 3 dargestellten erfindungsgemäßen Ventils zum Regulieren eines Fluidstroms gemäß der Schnittlinie C-C;
9 eine schematische Perspektivdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer Wechselvorrichtung für das erfindungsgemäße Ventil zum Regulieren eines Fluidstroms;
10 eine schematische Perspektivdarstellung mehrerer nebeneinander angeordneter erfindungsgemäßer Ventile zum jeweiligen Regulieren eines Fluidstroms; und
11 eine schematische Schnittdarstellung durch einen bekannten sektionierten Verdünnungswasser-Stoffauflauf, der wenigstens ein erfindungsgemäßes Ventil zum Regulieren eines Fluidstroms umfasst.
Die 1 zeigt eine schematische Perspektivdarstellung eines erfindungsgemäßen Ventils 1 zum Regulieren eines Fluidstroms 2 (Pfeil), insbesondere eines Faserstoffsuspensionsstroms 2.1 (Pfeil). Der Faserstoffsuspensionsstrom 2.1 (Pfeil) kann beispielsweise in einer dem Fachmann bekannten Maschine 200 zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn geführt sein (vgl. 11).
Das Ventil 1 umfasst einen Hohlkörper 3 mit einem im Wesentlichen zumindest streckenweise rotationssymmetrischen und eine Längsachse 4.L (gestrichelte Linie; Doppelpfeil) aufweisenden Hohlraum 4, der nur eine, eine Längsachse 5.L (gestrichelte Linie) aufweisende Einlassöffnung 5, eine veränderbare und im Wesentlichen rotationssymmetrische Durchtrittsfläche 6 und eine Auslassöffnung 7 aufweist (vgl. auch 3).
Der Einlassöffnung 5 ist ein nicht weiters dargestellter Einlasskanal 5.1 in Strömungsrichtung S (Pfeil) des Fluidstroms 2 (Pfeil) vorgeordnet. Hingegen ist der Auslassöffnung 7 ein lediglich angedeuteter Auslasskanal 7.1 in Strömungshauptrichtung H (Pfeil) des Fluidstroms 2 (Pfeil) nachgeordnet (vgl. auch 3).
Weiterhin umfasst das Ventil 1 eine mittels eines Betätigungsmittels 10 koaxial in dem Hohlraum 4 des Hohlkörpers 3 verschiebbare, die Durchtrittsfläche 6 infolge einer Verschiebung V (Doppelpfeil) veränderbare, vorzugsweise ein Ventilteller 9 aufweisende und vorzugsweise rotationssymmetrische Ventilstange 8 (vgl. auch 3).
Das Betätigungsmittel 10 ist mittels einer, eine Längsachse 11.L (gestrichelte Linie) aufweisenden Halterung 11 an dem Hohlkörper 3 angeordnet. Die vorzugsweise aus einem Block gefertigte Halterung 11 umfasst zwei stirnseitige Flanschplatten 12.1, 12.2, die mittels zwei zu der Längsachse 11.L (gestrichelte Linie) der Halterung 11 diagonal angeordneten Stegen 13.1, 13.2 verbunden sind. Diese zwei, den Mittenbereich 11.M der Halterung 11 bildenden Stege 13.1, 13.2 sind derart geformt, dass zwischen ihnen ein Freiraum 14 ausbildet ist, der zumindest eine zwischen der Ventilstange 8 und dem Betätigungsmittel 10 angeordnete Verbindungskupplung 15 aufnimmt. Die Halterung 11 besteht aus einem thermoplastischen Kunststoff 11.1, insbesondere POM, PPSU, PA6, PA12, PA12G, PEEK oder dergleichen, der vorzugsweise mit weiteren Fasern, insbesondere Glasfasern, Kohlefasern, Aramidfasern oder dergleichen, versehen ist.
Weiterhin sind die zwei zu der Längsachse 11.L (gestrichelte Linie) der Halterung 11 diagonal angeordneten Stege 13.1, 13.2 derart dimensioniert, dass ein maximal wirkender Betriebsdruck eine Vergleichsspannung, die kleiner als 1/3 der zulässigen Streckspannung des verwendeten Materials, insbesondere Kunststoffs 11.1 ist, nicht überschreitet.
Die 2 zeigt eine ausschnittsweise Perspektivdarstellung des in der 1 dargestellten erfindungsgemäßen Ventils 1 zum Regulieren eines Fluidstroms 2 (Pfeil).
Die Mittel 16 zur Befestigung, insbesondere Verschraubung der Halterung 11 mit dem Hohlkörper 3 sind ausschließlich in den freien Bereichen der hohlkörperseitigen Flanschplatte 12.1 angeordnet. Hierdurch können Druckspannungen in den Stegen 13.1, 13.2 gänzlich vermieden werden, so dass die Befestigung der Halterung 11 nur in den genannten freien Bereichen erfolgt und nicht durch die Stegbereiche hindurch. Auch können die durch die Befestigungsmittel 16, insbesondere Befestigungsschrauben erzeugten Kräfte großflächig über stabile und beispielsweise ausgelaserte Unterlagbleche 17 verteilt und damit die erzeugten Pressungen auf der Flanschplatte 12.1 der Halterung 11 deutlich reduziert werden.
In der betätigungsmittelseitigen Flanschplatte 12.2 sind zwei zu den Mitteln 16 zur Befestigung, insbesondere Verschraubung fluchtende Montageöffnungen 18, insbesondere Montagebohrungen oder Montageausklinkungen vorgesehen (vgl. auch 5).
Ferner ist die Halterung 11, insbesondere einer der Stege 13.1 der Halterung 11 mit einer Skalierung 19 zur (Grob-)Anzeige der Ventilposition versehen.
Die 3 zeigt eine schematische Längsschnittdarstellung durch das in der 1 dargestellte erfindungsgemäße Ventil 1 zum Regulieren eines Fluidstroms 2 (Pfeil).
Die Ventilstange 8 ist mittels wenigstens zweier zumindest radial wirkender Lagereinheiten 20.1, 20.2 mit einem für die Verschiebung V (Doppelpfeil) notwendigen Freiheitsgrad in axialer Richtung R (Doppelpfeil) geführt ist. Dadurch wird eine statisch bestimmte Führung (mit zwei Loslagern und einem Festlager) und eine elastische Lagerung der Ventilstange 8 bei Generierung einer dämpfenden Wirkung auf dieselbe erwirkt. Die axiale Positionierung der Ventilstange 8 erfolgt in bekannter Weise mittels des Betätigungsmittels 10.
Die beiden zumindest radial wirkenden und die Ventilstange 8 führenden Lagereinheiten 20.1, 20.2 sind wiederum mittels wenigstens einer Führungseinrichtung 21, insbesondere einer Kartusche 21.1 mittelbar und zumindest bereichsweise in dem Hohlkörper 3 des Ventils 1 gelagert. Die Führungseinrichtung 21, insbesondere die Kartusche 21.1 ist zumindest bereichsweise mittels eines Dichtteils 22 zwischen dem Hohlkörper 3 und der an dem Hohlkörper 3 angeordneten Halterung 11 für das Betätigungsmittel 10 gelagert und vorzugsweise auch positioniert.
Die Führung der möglicherweise an der dem Hohlraum 4 des Hohlkörpers 3 zugewandten und zumindest radial wirkenden Lagereinheit 20.1, insbesondere einer verschleißbeanspruchten Primärdichtung 20.P auftretenden Leckage an die Oberfläche des Ventils 1 erfolgt mittels der an dem Hohlkörper 3 angeordneten Halterung 11 für das Betätigungsmittel 10 angeordneten und vorzugsweise verschließbaren Leckageablauföffnung 23, insbesondere Leckageablaufbohrung 23.1. Alternativ oder ergänzend kann die verschließbare Leckageablauföffnung 23, insbesondere Leckageablaufbohrung 23.1 auch in dem Hohlkörper 3 angeordnet sein.
Weiterhin ist, wie bereits erwähnt, die Einlassöffnung 5 in dem Hohlkörper 3 derart angeordnet, dass deren Längsachse 5.L (gestrichelte Linie) sich mit der Längsachse 4.L (gestrichelte Linie; Doppelpfeil) des Hohlraums 4 des Hohlkörpers 3 in einem Schnittpunkt P schneidet (vgl. 4). Die Längsachse 5.L der Einlassöffnung 5 ist hierbei definitionsgemäß die Mittensenkrechte M der Einlassöffnung 5.
Die beiden sich in dem Schnittpunkt P schneidenden Längsachsen 4.L (gestrichelte Linie; Doppelpfeil), 5.L (gestrichelte Linie) weisen einen Schnittwinkel α im Bereich von 60 bis 120°, vorzugsweise von 80 bis 100°, insbesondere von 85 bis 95°, auf. Die Längsachse 5.L (gestrichelte Linie) der Einlassöffnung 5 kann also konvergent zu der Strömungshauptrichtung H (Pfeil) des Fluidstroms 2 (Pfeil) in dem Hohlkörper 3 (Schnittwinkel α > 90°), senkrecht zu der Strömungshauptrichtung H (Pfeil) des Fluidstroms 2 (Pfeil) in dem Hohlkörper 3 (Schnittwinkel α = 90°) oder divergent zu der Strömungshauptrichtung H (Pfeil) des Fluidstroms 2 (Pfeil) in dem Hohlkörper 3 (Schnittwinkel α < 90°) ausgerichtet sein. In der dargestellten Ausführung nimmt der Schnittwinkel α einen Wert von 90° an, die beiden sich schneidenden Längsachsen 4.L (gestrichelte Linie; Doppelpfeil), 5.L (gestrichelte Linie) verlaufen also senkrecht zueinander.
Und der Hohlraum 4 des Hohlkörpers 3 ist zudem derart ausgebildet, dass der eine Strömungshauptrichtung H (Pfeil) aufweisende Fluidstrom 2 (Pfeil), insbesondere Faserstoffsuspensionsstrom 2.1 (Pfeil) staupunktsfrei oder annähernd staupunktsfrei und rotationsfrei oder annähernd rotationsfrei in Bezug auf die Längsachse 4.L (gestrichelte Linie; Doppelpfeil) des Hohlraums 4 durch ihn strömt. Der Hohlraum 4 des Hohlkörpers 3 erfährt also eine mittige und staupunktsfreie Durchströmung ohne jegliche Drallströmung.
Die 4 zeigt eine ausschnittsweise Unteransicht auf das in der 1 dargestellte erfindungsgemäße Ventil 1 zum Regulieren eines Fluidstroms 2 (Pfeil).
Auch in dieser Draufsicht ist erkennbar, dass die Einlassöffnung 5 in dem Hohlkörper 3 derart angeordnet ist, dass deren Längsachse 5.L (Punkt) sich mit der Längsachse 4.L (gestrichelte Linie; Doppelpfeil) des Hohlraums 4 des Hohlkörpers 3 in einem Schnittpunkt P schneidet, und dass der Hohlraum 4 des Hohlkörpers 3 derart ausgebildet ist, dass der eine Strömungshauptrichtung H (Pfeil). aufweisende Fluidstrom 2 (Pfeil), insbesondere Faserstoffsuspensionsstrom 2.1 (Pfeil) staupunktsfrei oder annähernd staupunktsfrei und rotationsfrei oder annähernd rotationsfrei in Bezug auf die Längsachse 4.L des Hohlraums 4 durch ihn strömt.
Die in Strömungsrichtung S (Pfeil) bzw. Strömungshauptrichtung H (Pfeil) des Fluidstroms 2 (Pfeil), insbesondere Faserstoffsuspensionsstroms 2.1 (Pfeil) geordneten Bereiche des Hohlraums 4 des Hohlkörpers 3 weisen folgende Eigenschaften auf:

– die eine Längsachse 5.L aufweisende Einlassöffnung 5 weist einen Durchmesser 5.D im Bereich von 10 bis 60 mm, vorzugsweise von 15 bis 50 mm, auf;
– ein Übergangsbereich 24 weist einen Übergangswinkel β im Bereich von 60 bis 120°, vorzugsweise von 80 bis 100°, insbesondere von 85 bis 95°, auf;
– ein zylindrischer oder annähernd zylindrischer Bereich 25 weist einen Durchmesser 25.D im Bereich von 10 bis 60 mm, vorzugsweise von 15 bis 50 mm, und eine Länge 25.L im Bereich von 0,1 bis 50 mm, vorzugsweise von 0,1 bis 20 mm, (bzw. 0,5 bis 1,5, vorzugsweise 0,8 bis 1,2,·Durchmesser 25.D) auf;
– die veränderbare und im Wesentlichen rotationssymmetrische Durchtrittsfläche 6 ist ein Konfusor 6.1, der eine Länge 6.1.L im Bereich von 10 bis 100 mm, vorzugsweise von 20 bis 50 mm, und einen Winkel γ von 60 bis 90°, vorzugsweise von 70 bis 80°, aufweist;
– der Endbereich 26 des Konfusors 6.1 und ein zylindrischer oder annähernd zylindrischer Bereich 27 weisen einen Durchmesser 27.D im Bereich von 5 bis 30 mm, vorzugsweise von 10 bis 20 mm, auf, wobei der zylindrische oder annähernd zylindrische Bereich 27 zudem einen Länge 27.L von 0,1 bis 50 mm, vorzugsweise von 2 bis 20 mm, (bzw. 0,2 bis 0,8, vorzugsweise 0,5 bis 0,7,·Durchmesser 27.D) aufweist; und/oder
– ein Diffusor 28 weist eine Länge 28.L im Bereich von 10 bis 100 mm, vorzugsweise von 20 bis 50 mm, und einem Winkel δ von 60 bis 90°, vorzugsweise von 70 bis 80°, auf.

Die 5 zeigt eine ausschnittsweise Längsschnittdarstellung durch das in der 1 dargestellte erfindungsgemäße Ventil 1 zum Regulieren eines Fluidstroms 2 (Pfeil).
Es ist beispielhaft ein einfaches Werkzeug 29 zur bequemen, schnellen und somit kostengünstigen Montage der Halterung 11 samt Betätigungsmittel 10 an dem Hohlkörper 3 des Ventils dargestellt. Hierfür sind in der betätigungsmittelseitigen Flanschplatte 12.2 der Halterung 11 zwei zu den Mitteln 16 zur Befestigung, insbesondere Verschraubung fluchtende Montageöffnungen 18, insbesondere Montagebohrungen oder Montageausklinkungen vorgesehen.
Die 6 zeigt eine Schnittdarstellung des in der 3 dargestellten erfindungsgemäßen Ventils 1 zum Regulieren eines Fluidstroms 2 (Pfeil) gemäß der Schnittlinie A-A.
Die zwei, den Mittenbereich 11.M der Halterung 11 bildenden Stege 13.1, 13.2, sind zu der Längsachse 11.L der Halterung 11 diagonal angeordnet. Zudem sind die Stege 13.1, 13.2 derart geformt, dass zwischen ihnen der Freiraum 14 ausbildet ist, der zumindest eine zwischen der Ventilstange 8 und dem Betätigungsmittel 10 angeordnete Verbindungskupplung 15 aufnimmt (vgl. 7).
Die Halterung 11 samt den Stegen 13.1, 13.2 besteht aus einem thermoplastischen Kunststoff 16, insbesondere POM, PPSU, PA6, PA12, PA12G, PEEK oder dergleichen, der vorzugsweise mit weiteren Fasern, insbesondere Glasfasern, Kohlefasern, Aramidfasern oder dergleichen, versehen ist.
Weiterhin sind die zwei zu der Längsachse 11.L (gestrichelte Linie) der Halterung 11 diagonal angeordneten Stege 13.1, 13.2 derart dimensioniert, dass ein maximal wirkender Betriebsdruck eine Vergleichsspannung, die kleiner als 1/3 der zulässigen Streckspannung des verwendeten Materials, insbesondere Kunststoffs ist, nicht überschreitet. So weist der jeweilige Steg 13.1, 13.2 eine Stegbreite 13.B von maximal 70%, vorzugsweise von maximal 60%, insbesondere von maximal 50%, der Breite 11.B der Halterung 11 und/oder eine Steghöhe 13.H von maximal 40%, vorzugsweise von maximal 30%, insbesondere von maximal 25%, der Höhe 11.H der Halterung 11 auf.
Die Mittel 16 zur Befestigung, insbesondere Verschraubung der Halterung 11 mit dem Hohlkörper 3 sind ausschließlich in den freien Bereichen der hohlkörperseitigen Flanschplatte 12.1 angeordnet.
Die 7 zeigt eine weitere Schnittdarstellung des in der 3 dargestellten erfindungsgemäßen Ventils 1 zum Regulieren eines Fluidstroms 2 (Pfeil) gemäß der Schnittlinie B-B. Allgemein wird auf die Darstellung und Beschreibung der 6 verwiesen.
Die beiden Stege 13.1, 13.2 sind derart geformt, dass zwischen ihnen der Freiraum 14 ausbildet ist, der zumindest eine zwischen der Ventilstange 8 und dem Betätigungsmittel 10 angeordnete Verbindungskupplung 15 aufnimmt.
Die Mittel 16 zur Befestigung, insbesondere Verschraubung der Halterung 11 mit dem Hohlkörper 3 sind ausschließlich in den freien Bereichen der hohlkörperseitigen Flanschplatte 12.1 angeordnet. Die durch die Befestigungsmittel 16, insbesondere Befestigungsschrauben erzeugten Kräfte werden großflächig über stabile und beispielsweise ausgelaserte Unterlagbleche 17 verteilt und damit die erzeugten Pressungen auf der Flanschplatte 12.1 der Halterung 11 deutlich reduziert.
Die 8 zeigt eine dritte Schnittdarstellung des in der 3 dargestellten erfindungsgemäßen Ventils 1 zum Regulieren eines Fluidstroms 2 (Pfeil) gemäß der Schnittlinie C-C. Allgemein wird auf die Darstellung und Beschreibung der 6 verwiesen.
In den, in dem Mittenbereich 11.M der Halterung 11 ausgebildeten Freiraum 14 ist eine Wechselvorrichtung 30 einbringbar, mittels derer die Ventilstange 8 und somit die Ventilposition derart temporär fixierbar sind, dass das Betätigungsmittel 10 auch während des Betriebs des Stoffauflaufs bzw. der Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn ausgetauscht werden kann.
Die 9 zeigt eine schematische Perspektivdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer Wechselvorrichtung 30 für das erfindungsgemäße Ventil 1 zum Regulieren eines Fluidstroms 2 (Pfeil).
Die Wechselvorrichtung 30 ist als durchdachte Klemmvorrichtung ausgeführt und bedarf aufgrund der guten Darstellung keiner weiteren Erläuterung.
Die 10 zeigt eine schematische Perspektivdarstellung mehrerer nebeneinander angeordneter erfindungsgemäßer Ventile 1 zum jeweiligen Regulieren eines Fluidstroms 2 (Pfeil). Diese dargestellte Anordnung der erfindungsgemäßen Ventile 1 kann beispielsweise in einem wie in der 11 schematisch und geschnitten dargestellten sektionierten Verdünnungswasser-Stoffauflauf 100 ihre Verwendung finden.
Die 11 zeigt eine schematische Schnittdarstellung durch einen bekannten sektionierten Verdünnungswasser-Stoffauflauf 100, der eine Vielzahl von zueinander beabstandeten erfindungsgemäßen Ventilen 1 zum Regulieren eines Fluidstroms 2, 2.T umfasst.
Der dargestellte sektionierte Verdünnungswasser-Stoffauflauf 100 ist Bestandteil einer nicht weiters dargestellten, dem Fachmann jedoch bekannten Maschine 200 zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn, aus wenigstens einer Faserstoffsuspension. Er umfasst eine wenigstens eine Faserstoffsuspension 101 zuführenden Zuführvorrichtung 102 und ein Turbulenzerzeugungsmittel 103, in welchem beim Betrieb des Verdünnungswasser-Stoffauflaufs 100 die wenigstens eine Faserstoffsuspension 101 durch eine Vielzahl von in Zeilen und in Spalten angeordneten Strömungskanälen 104 strömt, dadurch in eine Strömungsrichtung aufweisende Faserstoffsuspensionsteilströme aufgeteilt und nach dem Austritt aus dem Turbulenzerzeugungsmittel 103 in einer vorzugsweise maschinenbreiten Kammer 105 wieder zusammengeführt wird.
Stromaufwärts des Turbulenzerzeugungsmittels 103 sind mehrere eine jeweilige Längsrichtung aufweisende und in Breitenrichtung des Stoffauflaufs zueinander beabstandete Mittel 106 zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von einem Fluid 2 in Fluidteilströmen 2.T in die wenigstens eine Faserstoffsuspension 101 vorgesehen. Hinsichtlich der konstruktiven und funktionalen Ausgestaltung der Mittel wird auf die nachfolgenden acht deutschen Patentanmeldungen des Anmelders verwiesen, deren Offenbarungsgehalte hiermit zum Gegenstand der vorliegenden Beschreibung gemacht werden:

1. DE 10 2008 054 893.6 vom 18.12.2008: HPA14251 DE – „MJ II-3-Spalten”;
2. DE 10 2008 054 894.4 vom 18.12.2008: HPA14252 DE – „MJ II-EdgeModule”;
3. DE 10 2008 054 896.0 vom 18.12.2008: HPA14253 DE – „MJ II-Druckverlustverteilung”;
4. DE 10 2008 054 897.9 vom 18.12.2008: HPA14263 DE – „MJ II-Schichtenlose Hilfsstoffzugabe”;
5. DE 10 2008 054 898.7 vom 18.12.2008: HPA14265 DE – „MJ II-DoS-TE-Geometrie”;
6. DE 10 2008 054 899.5 vom 18.12.2008: HPA14310 DE „MJ II-Verteilrohrlochplattendicke”;
7. DE 10 2009 027 013.2 vom 18.06.2009: HPA14466 DE – „MJ II-W-STA”; und
8. DE 10 2009 027 721.8 vom 15.07.2009: HPA14569 DE – „MJ II-W-STA (Dosierrohr)”.

Der dargestellte Verdünnungswasser-Stoffauflauf 100 weist bevorzugt eine Teilungsbreite T (Sektionsbreite) der Mittel 106 von N·25 mm oder N·33,3 mm auf, wobei N bevorzugt eine natürliche Zahl ist.
Das erfindungsgemäße Ventil 1 dient also zum Regulieren des Fluidstroms 2, insbesondere des Fluidteilstroms 2.T. In dargestellter Ausführung ist der Fluidstrom 2, insbesondere Faserstoffsuspensionsstrom 2.1 ein Verdünnungswasserstrom bzw. Siebwasserstrom, der Anteile an Feststoffen einer Faserstoffsuspension enthält.
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die Erfindung ein Ventil der eingangs genannten Arten geschaffen wird, welches die genannten Nachteile des Stands der Technik weitestgehend reduziert, vorzugsweise sogar gänzlich vermeidet. Insbesondere wird eine ausreichende Zugänglichkeit zu wesentlichen Betätigungsbauteilen des erfindungsgemäßen Ventils, wie beispielsweise zur Stangenkupplung oder weiteren Befestigungselementen, ermöglicht. Diese ausreichende Zugänglichkeit erlaubt einen schnellen und einfachen An- und Abbau des Betätigungsmittels, vorzugsweise mittels einer Wechselvorrichtung, auch während des Betriebs des Stoffauflaufs bzw. der Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn. Ferner kann das erfindungsgemäße Ventil verzugsfrei und langzeitig die möglichen Betriebskräfte und -momente aufnehmen.
Bezugszeichenliste

1: Ventil
2: Fluidstrom (Pfeil)
2.1: Faserstoffsuspensionsstrom (Pfeil)
3: Hohlkörper
4: Hohlraum
4.1: Längsachse (gestrichelte Linie; Doppelpfeil)
5: Einlassöffnung
5.1: Einlasskanal
5.D: Durchmesser
5.L: Längsachse (gestrichelte Linie)
6: Durchtrittsfläche
6.1: Konfusor
6.1.L: Länge
7: Auslassöffnung
7.1: Auslasskanal
8: Ventilstange
9: Ventilteller
10: Betätigungsmittel
11: Halterung
11.1: Kunststoff
11.B: Breite
11.H: Höhe
11.L: Längsachse (gestrichelte Linie)
11.M: Mittenbereich
12.1: Flanschplatte
12.2: Flanschplatte
13.1: Steg
13.2: Steg
13.B: Stegbreite
13.H: Steghöhe
14: Freiraum
15: Verbindungskupplung
16: Mittel zur Befestigung, insbesondere Verschraubung
17: Unterlagblech
18: Montageöffnung, insbesondere Montagebohrung
19: Skalierung zur (Grob-)Anzeige der Ventilposition
20.1: Lagereinheit
20.2: Lagereinheit
20.P: Primärdichtung
21: Führungseinrichtung
21.1: Kartusche
22: Dichtteil
23: Leckageablauföffnung
23.1: Leckageablaufbohrung
24: Übergangsbereich
25: Bereich
25.D: Durchmesser
25.L: Länge
26: Endbereich
27: Bereich
27.D: Durchmesser
27.L: Länge
28: Diffusor
28.L: Länge
29: Werkzeug
30: Wechselvorrichtung
100: Verdünnungswasser-Stoffauflauf
101: Faserstoffsuspension
102: Zuführvorrichtung
103: Turbulenzerzeugungsmittel
104: Strömungskanal
105: Kammer
106: Mittel zur vorzugsweise regel-/steuerbaren Zudosierung von einem Fluid in Fluidteilströmen
200: Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn
A-A: Schnittlinie
B-B: Schnittlinie
C-C: Schnittlinie
H: Strömungshauptrichtung (Pfeil)
M: Mittensenkrechte
P: Schnittpunkt
R: Axiale Richtung (Doppelpfeil)
S: Strömungsrichtung (Pfeil)
T: Teilungsbreite
V: Verschiebung (Doppelpfeil)
α: Schnittwinkel
β: Übergangswinkel
γ: Winkel
δ: Winkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 0633416 A1 [0002, 0006]
EP 0633352 B1 [0005]
DE 19949067 C1 [0006]
EP 1591585 B1 [0006]
DE 102008054893 [0081]
DE 102008054894 [0081]
DE 102008054896 [0081]
DE 102008054897 [0081]
DE 102008054898 [0081]
DE 102008054899 [0081]
DE 102009027013 [0081]
DE 102009027721 [0081]

Claims

Ventil (1) zum Regulieren eines Fluidstroms (2), insbesondere eines vorzugsweise in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn, geführten Faserstoffsuspensionsstroms (2.1), umfassend einen Hohlkörper (3) mit einem im Wesentlichen zumindest streckenweise rotationssymmetrischen und eine Längsachse (4.L) aufweisenden Hohlraum (4), der zumindest eine, eine Längsachse (5.L) aufweisende Einlassöffnung (5) mit einem Einlasskanal (5.1), eine veränderbare und im Wesentlichen rotationssymmetrische Durchtrittsfläche (6) und eine Auslassöffnung (7) mit einem Auslasskanal (7.1) aufweist, und eine vorzugsweise mittels wenigstens eines Betätigungsmittels (10) koaxial in dem Hohlraum (4) des Hohlkörpers (3) verschiebbare, die Durchtrittsfläche (6) infolge einer Verschiebung (V) veränderbare, insbesondere ein Ventilteller (9) aufweisende und vorzugsweise rotationssymmetrische Ventilstange (8), dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsmittel (10) mittels mindestens einer, eine Längsachse (11.L) aufweisenden Halterung (11) an dem Hohlkörper (3) angeordnet ist, dass die Halterung (11) zwei stirnseitige Flanschplatten (12.1, 12.2) umfasst, die mittels mindestens zwei zu der Längsachse (11.L) der Halterung (11) vorzugsweise diagonal angeordneten Stegen (13.1, 13.2) verbunden sind, und dass die mindestens zwei, den Mittenbereich (11.M) der Halterung (11) bildenden Stege (13.1, 13.2) derart geformt sind, dass zwischen ihnen ein Freiraum (14) ausbildet ist, der zumindest eine zwischen der Ventilstange (8) und dem Betätigungsmittel (10) angeordnete Verbindungskupplung (15) aufnimmt.
Ventil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei, den Mittenbereich (11.M) der Halterung (11) bildenden Stege (13.1, 13.2) vorgesehen sind und dass der jeweilige Steg (13.1, 13.2) eine Stegbreite (13.B) von maximal 70%, vorzugsweise von maximale 60%, insbesondere von 50%, der Breite (11.B) der Halterung (11) und/oder eine Steghöhe (13.H) von maximal 40%, vorzugsweise von maximal 30%, insbesondere von maximal 25%, der Höhe der Halterung (11) aufweist.
Ventil (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (16) zur Befestigung, insbesondere Verschraubung der Halterung (11) mit dem Hohlkörper (3) ausschließlich in den freien Bereichen der hohlkörperseitigen Flanschplatte (12.1) angeordnet sind.
Ventil (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der betätigungsmittelseitigen Flanschplatte (12.2) mehrere zu den Mitteln (16) zur Befestigung, insbesondere Verschraubung fluchtende Montageöffnungen (18), insbesondere Montagebohrungen oder Montageausklinkungen vorgesehen sind.
Ventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (11) aus einem thermoplastischen Kunststoff (11.1), insbesondere POM, PPSU, PA6, PA12, PA12G, PEEK oder dergleichen besteht, der vorzugsweise mit weiteren Fasern, insbesondere Glasfasern, Kohlefasern, Aramidfasern oder dergleichen, versehen ist.
Ventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei zu der Längsachse (11.L) der Halterung (11) vorzugsweise diagonal angeordneten Stege (13.1, 13.2) derart dimensioniert sind, dass ein maximal wirkender Betriebsdruck eine Vergleichsspannung, die kleiner als 1/3 der zulässigen Streckspannung des verwendeten Materials, insbesondere Kunststoffs (11.1) ist, nicht überschreitet.
Ventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den, in dem Mittenbereich (11.M) der Halterung (11) ausgebildeten Freiraum (14) eine Wechselvorrichtung (30) einbringbar ist, mittels derer die Ventilstange (8) und somit die Ventilposition derart temporär fixierbar sind, dass das Betätigungsmittel (10) insbesondere während des Betriebs des Ventils (1) ausgetauscht werden kann.
Ventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (11), insbesondere einer der Stege der Halterung (11) mit einer Skalierung (19) zur (Grob-)Anzeige der Ventilposition versehen ist.
Ventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilstange (8) mittels wenigstens zweier zumindest radial wirkender Lagereinheiten (20.1, 20.2) mit einem für die Verschiebung (V) notwendigen Freiheitsgrad in axialer Richtung (R) geführt ist und dass die wenigstens zwei zumindest radial wirkenden und die Ventilstange (8) führenden Lagereinheiten (20.1, 20.2) mittels wenigstens einer Führungseinrichtung (21), insbesondere einer Kartusche (21.1) mittelbar oder unmittelbar und zumindest bereichsweise in der Halterung (11) für das Betätigungsmittel (10) gelagert und vorzugsweise positioniert sind.
Ventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung der möglicherweise an der dem Hohlraum (4) des Hohlkörpers (3) zugewandten und zumindest radial wirkenden Lagereinheit (20.1), insbesondere der verschleißbeanspruchten Primärdichtung (20.P) auftretenden Leckage an die Oberfläche des Ventils (1) mittels wenigstens einer in einer an dem Hohlkörper (3) angeordneten Halterung (11) für das Betätigungsmittel (10) angeordneten und vorzugsweise verschließbaren Leckageablauföffnung (23), insbesondere Leckageablaufbohrung (23.1) erfolgt.
Ventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung (5) in dem Hohlkörper (3) derart angeordnet ist, dass deren Längsachse (5.L) sich mit der Längsachse (4.L) des Hohlraums (4) des Hohlkörpers (3) in einem Schnittpunkt (P) schneidet.
Ventil (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden sich in dem Schnittpunkt (P) schneidenden Längsachsen (4.L, 5.L) einen Schnittwinkel (α) im Bereich von 60 bis 120°, vorzugsweise von 80 bis 100°, insbesondere von 85 bis 95°, aufweisen.
Stoffauflauf (100) für eine Maschine (200) zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn, aus wenigstens einer Faserstoffsuspension (101), dadurch gekennzeichnet, dass er wenigstens ein Ventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 umfasst.
Stoffauflauf (100) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass er als ein sektionierter Verdünnungswasser-Stoffauflauf (100) mit einer Teilungsbreite (T) von N·25 mm oder N·33,3 mm ausgebildet ist, wobei N bevorzugt eine natürliche Zahl ist, und dass in mindestens einer, vorzugsweise in jeder Verdünnungswasser-Leitung wenigstens ein Ventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 angeordnet ist.
Maschine (200) zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn, aus wenigstens einer Faserstoffsuspension (101), dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens ein Ventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 umfasst.