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Die Erfindung betrifft eine geräuscharme Klappe für eine Regelarmatur gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art.
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Regelarmaturen dienen als Aktoren in Regelkreisen von Prozessen flüssiger und gasförmiger Medien. Bei höheren Differenzdrücken können hohe Geräuschpegel an der Armatur entstehen. Zur Senkung der Geräuschpegel werden geräuschmindernde Maßnahmen gewählt. Eine übliche Maßnahme ist der Einbau von sogenannten Widerstandsstrukturen in Form von Drahtgeflechten, gebohrten Käfigen und Platten. Das Medium wird nun zwanghaft durch die Widerstandsstruktur geführt, was zur Geräuschminderung führt.
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Die
EP 0 101 323 B1 offenbart ein schwenkbares Steuerventil umfassend einen Ventilkörper mit einem Fluidströmungs-Durchflusskanal mit einer ringförmigen Sitzfläche sowie eine schwenkbare Ventilklappe zum Öffnen und Schließen des Durchflusskanals für die Fluidströmung. Zur Geräuschreduktion ist die Ventilklappe mit einer Widerstandsstruktur versehen. Als Widerstandsstruktur weist die Klappe zwei symmetrisch ausgebildete Randbereiche auf, die von gegenüberliegenden Seiten der Klappe vorstehen. Die Randbereiche sind insbesondere so ausgebildet, dass ihre Oberflächen auf einer fiktiven gemeinsamen Kugel mit einem Durchmesser liegen, der im Wesentlichen gleich der Sitzoberfläche ist und die Randbereiche jeweils von einer Vielzahl von Fluidströmungsöffnungen durchdrungen sind. Als nachteilig erweist sich hierbei insbesondere der Umstand, dass aufgrund der kugelförmigen Ausbildung der Klappe in ihren Randbereichen die Fertigung der Klappe sehr kostenintensiv ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine geräuscharme Klappe für eine Regelarmatur gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art unter Vermeidung der genannten Nachteile derart weiterzubilden, dass eine kostengünstige Fertigung der Klappe ermöglicht ist.
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Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.
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Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
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In bekannter Art und Weise ist die geräuscharme Klappe schwenkbar um eine Schwenkachse im Gehäuse einer Regelarmatur gelagert. In Zusammenwirkung mit einem umlaufenden, im Innern des Gehäuses der Regelarmatur angeordneten Gehäusesitzes, öffnet und schließt die Klappe einen Durchflusskanal im Gehäuse der Regelarmatur. Weiterhin ist in bekannter Art und Weise die Klappe zur Geräuschreduzierung an ihrer in Anströmrichtung betrachtet vorderen Klappenoberfläche und/oder ihrer hinteren Klappenoberfläche mit einer Widerstandsstruktur versehen.
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Erfindungsgemäß ist die Widerstandsstruktur in Form mindestens einer Lochplatte ausgebildet, die sich in Normalenrichtung der Klappe erstreckt und die in Richtung entlang der Schwenkachse betrachtet eine gekrümmt verlaufende Form aufweist. Zudem ist die der Klappenoberfläche abgewandte Außenkante der Lochplatte derart geformt, dass die Außenkante der Lochplatte Teil einer Kugeloberfläche einer fiktiven Kugel ist, deren Durchmesser dem Innendurchmesser des Gehäusesitzes entspricht.
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Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Klappe ist nunmehr in vorteilhafter Weise eine geräuscharme Klappe zur Verfügung gestellt, die kostengünstig herstellbar ist, da lediglich die mindestens eine, der vorderen und/oder hinteren Klappenoberfläche zugeordnete Lochplatte einer Umformung bedarf. Insbesondere ist die in Richtung entlang der Schwenkachse betrachtet gekrümmte verlaufende Form der Lochplatte durch eine einfache, kostengünstige zylinderförmige Umformung herstellbar. Die nach dem Stand der Technik gemäß
EP 0 101 323 B1 notwendige kostenintensive Umformung des gesamten Klappenkörpers zur Ausbildung der kugelförmigen Randbereiche ist nicht mehr erforderlich. Ein weiterer Vorteil ist, dass ein einfaches Nachrüsten bestehender Klappen mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Widerstandsstruktur ermöglicht ist.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist die Lochplatte unmittelbar auf der vorderen und/oder hinteren Klappenoberfläche angeordnet. Die Anordnung der Lochplatte unmittelbar auf der Klappenoberfläche erweist sich als vorteilhaft, da hierdurch eine kompakte Bauform der geräuscharmen Klappe gewährleistet ist.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die Lochplatte auf einer Bodenplatte angeordnet, die wiederum parallel beabstandet zur vorderen und/oder hinteren Klappenoberfläche angeordnet ist. Diese Ausbildung erweist sich als vorteilhaft, da aufgrund der beabstandeten Anordnung der Bodenplatte nunmehr das Medium zusätzlich durch den zwischen Bodenplatte und Klappenoberfläche gebildeten Kanal geführt wird, was eine zusätzliche Geräuschreduktion bedingt.
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Vorzugsweise ist hierbei die Bodenplatte als eine Lochplatte ausgebildet. Dies hat den vorteilhaften Effekt, dass das Medium auch durch diese Platte geführt wird, was sich wiederum positiv auf die Geräuschreduktion auswirkt.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind in senkrecht zur Normalenrichtung der Klappe sowie senkrecht zur Schwenkachse definierten Richtung der Klappe mehrere beabstandet zueinander angeordnete Lochplatten vorgesehen. Dies hat den Effekt, dass beim Öffnen und Schließen der Klappe über einen großen Klappenstellbereich ein zwanghafter Durchfluss des Mediums durch die Widerstandsstruktur gewährleistet ist. Über die Anzahl der vorgesehenen beabstandet zueinander angeordneten Lochplatten ist somit in vorteilhafter Weise eine flexible Einstellung ermöglicht. Aufgrund der speziell ausgebildeten Außenkante der Lochplatten ist zudem sichergestellt, dass sich beim Öffnen/Schließen der Klappe die Lochplatten nahezu abstandsfrei entlang des Gehäusesitzes bewegen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
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In der Beschreibung, in den Ansprüchen und in der Zeichnung werden die in der unten aufgeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugzeichen verwendet.
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In der Zeichnung bedeutet:
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1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen geräuscharmen Klappe für eine Regelarmatur;
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2 eine Regelarmatur mit einer Klappe gemäß 1, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit die Klappe ohne Widerstandsstruktur dargestellt ist;
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3 eine Seitenansicht der Klappe aus 1 in Richtung der Schwenkachse;
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4 eine Seitenansicht der Klappe aus 1 in Richtung senkrecht zur Schwenkachse;
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5 eine Draufsicht auf die hintere Klappenoberfläche der Klappe aus 1, und
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6 eine Draufsicht auf die vordere Klappenoberfläche der Klappe aus 1.
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1 zeigt eine insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnete geräuscharme Klappe für eine Regelarmatur 12. Wie 1 zu entnehmen ist, ist die Klappe mit einer Widerstandsstruktur versehen, die anhand der 3 bis 6 noch näher beschrieben wird.
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Der prinzipielle Einbau einer Klappe 10 in eine Regelarmatur sowie die Funktion der Klappe in einer Regelarmatur ist in 2 dargestellt. Der Übersichtlichkeit halber wurde in 2 auf eine Darstellung der Widerstandsstruktur der Klappe 10 verzichtet.
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Wie 2 zu entnehmen ist, ist die Klappe 10 in bekannter Art und Weise um eine Schwenkachse 14 schwenkbar im Gehäuse 16 der Regelarmatur 12 gelagert. In Zusammenwirkung mit einem umlaufenden, im Innern des Gehäuses 16 angeordneten Gehäusesitz 18 öffnet und schließt die Klappe 10 einen Durchflusskanal 20 im Gehäuse 16 der Regelarmatur 12. In Anströmrichtung S betrachtet weist die Klappe 14 eine vordere Klappenoberfläche 22 sowie eine hintere Klappenoberfläche 24 auf.
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Wie bereits ausgeführt, ist die erfindungsgemäße Klappe 10 zur Geräuschreduktion mit einer Widerstandsstruktur versehen, vgl. 1 sowie 3 bis 6.
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Die Widerstandsstruktur ist in Form von Lochplatten 26 ausgebildet, die sich in Normalenrichtung N erstrecken, vgl. 3, und die in Richtung entlang der Schwenkachse 16 betrachtet eine gekrümmte Form, vgl. 1, 5 bzw. 6, aufweisen. Die in Richtung entlang der Schwenkachse betrachtet gekrümmte Form der Lochplatten 26 ist durch eine einfache zylindrische Umformung der plattenförmigen Lochplatten kostengünstig herstellbar.
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Wie insbesondere 3, 5 und 6 zu entnehmen ist, sind vorliegend der vorderen Klappenoberfläche 22 als auch der hinteren Klappenoberfläche 24 jeweils zwei beabstandet voneinander angeordnete Lochplatten 26 zugeordnet. Hierdurch ist sichergestellt, dass über einen weiten Schwenkbereich der Klappe 10 ein Durchströmen der als Lochplatten 26 ausgebildeten Widerstandsstruktur gewährleistet ist. Die der Klappenoberfläche 22 bzw. 24 abgewandte Außenkante 28 der Lochplatten 26 ist derart geformt, dass die Außenkanten 28 der Lochplatten 26 Teil einer Kugeloberfläche einer fiktiven Kugel sind, deren Durchmesser dem Innendurchmesser des Gehäusesitzes 18 entspricht. Somit ist sichergestellt, dass beim Öffnen und Schließen der Klappe 10 sich die Lochplatten 26 bzw. die Außenkanten 28 der Lochplatten 26 nahezu abstandsfrei entlang des Gehäusesitzes 18 bewegen.
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Während die der vorderen Klappenoberfläche 22 zugeordneten Lochplatten 26 unmittelbar auf der Klappenoberfläche befestigt sind, sind die der hinteren Klappenoberfläche 24 zugeordneten Lochplatten 26 auf einer Bodenplatte 30 angeordnet, vgl. 3 und 4. Die Bodenplatte 30 ist ihrerseits mittels Distanzstücken 32 parallel beabstandet zur hinteren Klappenoberfläche 24 angeordnet, so dass ein Mediendurchfluss zwischen Bodenplatte 30 und Klappenoberfläche 24 ermöglicht ist. Zudem ist, wie 5 zu entnehmen ist, die Bodenplatte ebenfalls in Form einer Lochplatte ausgebildet. Durch die Anordnung der Lochplatten 26 auf einer Bodenplatte 30 sowie die Ausbildung der Bodenplatte 30 als eine Lochplatte sind neben den in den Lochplatten 26 ausgebildeten Durchströmungsöffnungen weitere Kanäle/Öffnungen zur Verfügung gestellt, durch die das Medium im geöffneten Zustand der Klappe 10 zwanghaft geführt wird, so dass hierdurch eine zusätzliche Geräuschreduktion bewirkt wird.
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Durch die Ausbildung der Widerstandsstruktur als Lochplatten in der oben beschriebenen Art und Weise ist eine kostengünstige Fertigung der Klappe 10 gewährleistet, da lediglich die zu montierenden Lochplatten 26 umzuformen sind. Ein weiterer Vorteil ist, dass die in Form von Lochplatten ausgebildete Widerstandsstruktur nachrüstbar ist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Klappe
- 12
- Regelarmatur
- 14
- Schwenkachse
- 16
- Gehäuse
- 18
- Gehäusesitz
- 20
- Durchflusskanal
- 22
- vordere Klappenoberfläche
- 24
- hintere Klappenoberfläche
- 26
- Lochplatte
- 28
- Außenkante
- 30
- Bodenplatte
- 32
- Distanzstücke
- N
- Normalenrichtung
- S
- Anströmrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0101323 B1 [0003, 0009]
