DE102014212786A1

DE102014212786A1 - Ringkolbenventil

Info

Publication number: DE102014212786A1
Application number: DE102014212786.6A
Authority: DE
Inventors: Khaled Malouf
Original assignee: Erhard GmbH and Co KG
Current assignee: Erhard GmbH and Co KG
Priority date: 2014-07-02
Filing date: 2014-07-02
Publication date: 2016-01-07
Also published as: WO2016000987A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ringkolbenventil, umfassend die folgenden Merkmale: – ein Gehäuse mit einem Einlass und einem Auslass; – ein im Gehäuse angeordneter rotationsymmetrischer Hohlkörper; – einen zwischen Gehäuse und Hohlkörper vorgesehenen Ringkanal; – einem im Hohlkörper angeordneten Kolben, der in Strömungsrichtung oder entgegen dieser verschiebbar ist; – zwei Lochzylinder, die zum Kolben konzentrisch angeordnet und ineinander geschachtelt sind. Das erfindungsgemäße Ringkolbenventil ist gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: – einer der Lochzylinder weist eine größere axiale Länge auf, als der andere Lochzylinder.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ringkolbenventil gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Solche Ringkolbenventile umfassen ein Gehäuse mit einer Einlassöffnung und einer Auslassöffnung. Einlassöffnung und Auslassöffnung fluchten meist miteinander. Das Gehäuse umschließt einen rotationsymmetrischen Hohlkörper. Gehäuse und Hohlkörper bilden miteinander einen Ringspalt, durch welchen ein Medium hindurchströmt. Auf dem Umströmungswege ist der Strom des Mediums ebenfalls ringförmig. Der Hohlkörper umschließt einen Kolben. Gehäuse und Hohlkörper sind koaxial zueinander. Der Kolben ist im Hohlkörper in Richtung der Strömung des Mediums sowie in Gegenrichtung verschiebbar durch Bedienung von außen her.
Am stromabwärtigen Ende des Hohlkörpers befindet sich ein Lochzylinder durch den die ringförmige Strömung hindurchtritt und zum nachfolgenden Auslass gelangt, an den eine Rohrleitung angeschlossen ist. Der Lochzylinder ist ebenfalls koaxial zu Kolben und Hohlkörper angeordnet. Er sperrt die ringförmige Strömung wenigstens teilweise ab. Es ist auch bekannt, statt eines einzigen Hohlkörpers zwei Hohlkörper zu verwenden, die ineinander geschachtelt sind.
Solche Ringkolbenventile dienen dazu, den Druck in der Strömung des Ventiles abzubauen. Dies geschieht dadurch, dass beim Durchströmen der Löcher im Lochzylinder beziehungsweise in den Lochzylindern Energie aufgezehrt wird.
Es sind zahlreiche Ausführungsformen solcher Ringkolbenventile bekannt geworden. Siehe DE 43 04 972 A1 , DE 93 20 686 U1 . DE 20 2012 003 033 U1 beschreibt ein Ringkolbenventil, bei dem zwei ineinander geschachtelte Lochzylinder derselben axialen Länge an das stromabwärtige Ende des Kolbens angeschlossen sind und von diesem im Sinne eines Absperrens und Öffnens des Ringspaltes axial verschiebbar sind.
Bei einer weiteren, nicht dokumentierten Ausführungsform ist ein einziger Lochzylinder vorgesehen, der ortsfest ist, bei welcher aber der Ringspalt durch eine Hülse mit geschlossener Mantelfläche geöffnet und geschlossen werden kann. Hülse und Lochzylinder verlaufen koaxial zueinander.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ringkolbenventil derart zu gestalten, dass die Kavitationsgefahr beim Durchströmen durch den beziehungsweise die Lochzylinder verringert wird, und dass der Druckabbau auf kontrollierte Weise verläuft. Außerdem soll das Ringkolbenventil für verschiedene Anwendungsfälle flexibel eingesetzt werden können und kostengünstig sein.
Diese Aufgabe wird mit einem Ringkolbenventil gemäß Anspruch 1 gelöst. Demgemäß werden auf bekannte Weise zwei ineinander geschachtelte Lochzylinder verwendet, die jedoch – anders als beim Stande der Technik – unterschiedliche axiale Längen haben. Dabei hat vorzugsweise der äußere Lochzylinder die größte axiale Länge, und der nachfolgende ist etwas kürzer. Auch kann ein dritter Lochzylinder verwendet werden, der sich wiederum innerhalb des zweiten befindet, und der kürzer als der zweite ist.
Hierdurch wird im Einzelnen Folgendes erreicht:
Durch die erfindungsgemäße Ausführung wird die Kavitationsgefahr stark verringert, da sich der Druckabbau über zwei oder mehrere Lochzylinder verteilt. Gleichzeitig kann aber auch der Durchsatz an Medium – das heißt die Menge des Mediums pro Zeiteinheit – eingestellt werden, indem man eine Lochzylindereinheit mit bestimmten Längen der einzelnen Lochzylinder austauscht gegen eine andere Lochzylindereinheit mit anderen Längen der einzelnen Lochzylinder. Der Durchsatz lässt sich aber auch ohne die Mühe des Austauschs zweier Lochzylindereinheiten sehr einfach dadurch einstellen, dass die Lochzylindereinheit von außen her im Ringkolbenventil verschiebbar gemacht wird.
Der Stand der Technik sowie die Erfindung sind anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im Einzelnen folgendes dargestellt:
1 zeigt ein bekanntes Ringkolbenventil gemäß dem Stande der Technik.
2 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Ringkolbenventil mit einem doppelten Ringkolben in einer ersten Position.
3 zeigt den Gegenstand von 2 in einer zweiten Position.
4 zeigt den Gegenstand von 2 in einer dritten Position.
Das in 1 gezeigte Ringkolbenventil umfasst ein Gehäuse 1 mit einem Einlass 1.1 und einem Auslass 1.2. Im Gehäuse befindet sich ein Hohlkörper 2. Zwischen Hohlkörper 2 und Gehäuse 1 verbleibt ein Ringkanal 3, der beim Betrieb des Ringkolbenventils von einem Medium durchströmt ist. Im Hohlkörper 2 befindet sich eine Kolbenstange 4. Diese ist durch eine Mechanik in Richtung der Strömung (siehe Pfeil) beziehungsweise in Gegenrichtung verschiebbar, und zwar mittels einer Mechanik, umfassend eine Gewindespindel 5 sowie eine Schrägverzahnung 6. An der Kolbenstange 4 ist ein Kolben 7 fixiert, der somit ebenfalls hin und her gehen kann, und zwar im Sinne eines Absperrens beziehungsweise Freigebens der Strömung, die vom Ringkanal 3 kommt.
Man sieht eine Lochzylindereinheit 8. Diese ist fest eingebaut. Bei der dargestellten Position des Kolbens 7 durchströmt Medium durch die Löcher der Lochzylindereinheit 8 und gelangt zum Auslass 1.2. Wird der Kolben 7 nach rechts verschoben, so werden die Löcher der Lochzylindereinheit 8 abgesperrt, und es fließt kein Medium mehr durch das Ringkolbenventil.
Die 2 bis 4 zeigen eine Ausführungsform gemäß der Erfindung. Dabei zeigen die Figuren nur die notwendigen Bauteile. Das erfindungsgemäße Ventil weist genau wie beim Stande der Technik ein Gehäuse 1 auf, ferner einen darin angeordneten Ringkanal 3. Die Vorrichtung umfasst auch einen Kolben, der sich innerhalb des Hohlkörpers 2 befindet, aber hier nicht näher dargestellt ist. Der Kolben trägt an seinem stromabwärtigen Ende eine Lochzylindereinheit 8. Diese umfasst einen ersten Lochzylinder 8.1 sowie einen zweiten Lochzylinder 8.2. Diese sind miteinander einteilig. Lochzylinder 8.1 ist in axialer Richtung länger, als Lochzylinder 8.2.
Die Lochzylindereinheit 8 ist mit dem genannten, nicht gezeigten Kolben fest verbunden, sodass bei einer Verschiebung des Kolbens in axialer Richtung auch die Lochzylindereinheit eine Verschiebung ausführt.
Am stromabwärtigen Ende des Gehäuses 1 befindet sich ein Dichtring 9.
2 zeigt jene Position der Lochzylindereinheit 8, in der sich diese am weitesten von Dichtring 9 entfernt befindet.
Bei der Darstellung gemäß 3 ist die Lochzylindereinheit 8 in stromabwärtiger Richtung etwas weiter ausgefahren. Das freie Ende von Lochzylinder 8.1 liegt bereits am Dichtring an.
In 3 ist die Lochzylindereinheit 8 so weit ausgefahren, dass Lochzylinder 8.1 satt an der Innenwandung von Dichtring 9 anliegt.
Statt der dargestellten Lochzylindereinheit mit zwei einzelnen Lochzylindern ist es durchaus denkbar, auch eine Einheit mit einer Vielzahl von einzelnen Lochzylindern vorzustehen, beispielsweise vier fünf oder sechs.
Hierbei wird man Lochzylinder geringer Wandstärke verwenden. Die erfindungsgemäße Ausführung der Lochzylindereinheit hat die folgenden Vorteile:

– Durch die Mehrzahl von einzelnen, ineinander geschachtelten Lochzylindern verringern sich die Strömungskräfte pro Lochzylinder entsprechend, und damit auch die Kavitationsgefahr.
– Mit der erfindungsgemäßen Ausführungsform kann auf den Durchsatz Einfluss genommen werden. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß der 2 bis 4 lässt sich die gesamte Lochzylindereinheit 8 in Strömungsrichtung oder dieser entgegen verschieben. Befindet sich die Lochzylindereinheit 8 in der in 2 gezeigten Position, so tritt eine relativ große Strömungsmenge aus dem Ringkanal 3 aus. Befindet sich die Lochzylindereinheit 8 in der in 3 gezeigten Ausführungsform, so verbleiben der Strömung zum Durchtrieb nur noch die Löcher der beiden Lochzylinder 8.1 und 8.2.

Bei der in 4 gezeigten Position verbleiben der Strömung nur noch einige der Löcher des Lochzylinders 8.1, und alle Löcher des Lochzylinders 8.2.
Der erfindungsgemäßen Lochzylindereinheit kann ein Filter vorgeschaltet sein, beispielsweise ein feststehender Lochzylinder, so wie aus dem Stande der Technik bereits bekannt.
Statt der beschriebenen Lochzylindereinheit 8, die in Strömungsrichtung oder entgegen dieser verschiebbar ist, ist es denkbar, eine mehrteilige Lochzylindereinheit vorzusehen, die ortsfest ist.
Bezugszeichenliste

1: Gehäuse
1.1: Einlass
1.2: Auslass
2: Hohlköper
3: Ringkanal
4: Kolbenstange
5: Gewindespindel
6: Schrägverzahnung
7: Kolben
8: Lochzylindereinheit
8.1: Lochzylinder
8.2: Lochzylinder
9: Dichtung

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

DE 4304972 A1 [0005]
DE 9320686 U1 [0005]
DE 202012003033 U1 [0005]

Claims

Ringkolbenventil, umfassend die folgenden Merkmale: 1.1 ein Gehäuse (1) mit einem Einlass (1.1) und einem Auslass (1.2); 1.2 ein im Gehäuse (1) angeordneter rotationsymmetrischer Hohlkörper (2); 1.3 einen zwischen Gehäuse (1) und Hohlkörper (2) vorgesehenen Ringkanal; 1.4 einem im Hohlkörper (2) angeordneten Kolben (7), der in Strömungsrichtung oder entgegen dieser verschiebbar ist; 1.5 zwei Lochzylinder (8.1, 8.2), die zum Kolben (7) konzentrisch angeordnet und ineinander geschachtelt sind; gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: 1.6 einer der Lochzylinder (8.1, 8.2) weist eine größere axiale Länge auf, als der andere Lochzylinder (8.2).
Ringkolbenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der kürzere Lochzylinder (8.2) innerhalb des längeren Lochzylinders (8.1) angeordnet ist.
Ringkolbenventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als zwei Lochzylinder vorgesehen sind, deren axiale Länge von außen nach innen abnimmt.
Ringkolbenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochzylindereinheit 8 mit dem Kolben (7) fest verbunden ist.
Ringkolbenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochzylindereinheit 8 ortsfest ist.
Ringkolbenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hülse mit geschlossener Mantelfläche vorgesehen ist, die koaxial zur Lochzylindereinheit 8 angeordnet ist, und die in eine Schließposition beziehungsweise in eine Offenposition verfahrbar ist.