DE102016102252A1 - Regel- oder Absperrarmatur - Google Patents

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    • F16K5/20—Special arrangements for separating the sealing faces or for pressing them together for plugs with spherical surfaces
    • F16K5/201—Special arrangements for separating the sealing faces or for pressing them together for plugs with spherical surfaces with the housing or parts of the housing mechanically pressing the seal against the plug

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Regel- oder Absperrarmatur mit einem Gehäuse (1), einem innerhalb des Gehäuses (1) zwischen einem Zulauf (7) und einem Ablauf (8) angeordneten Ventilsitz (20; 32) und einem im Gehäuse (2) gegenüber dem Ventilsitz (20; 32) verstellbar angeordneten Absperrkörper (9). Zur Verringerung der Kavitationserscheinungen ist im Gehäuse (1) mindestens ein zum Ventilsitz (20; 32) führender Zufuhrkanal (26) für die Zuführung eines Druckmediums angeordnet.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Regel- oder Absperrarmatur nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Derartige Absperr- oder Regelarmaturen weisen üblicherweise ein Gehäuse, einen innerhalb des Gehäuses angeordneten Ventilsitz und einen innerhalb des Gehäuses angeordneten und gegenüber dem Ventilsitz verstellbaren Abschlusskörper zur Bildung einer Drosselstelle auf. An der Drosselstelle im Bereich des Ventilsitzes solcher Absperr- oder Regelarmaturen entsteht nach dem Venturi-Effekt ein Unterdruck, der je nach Fließgeschwindigkeit und Differenzdruck zu Kavitation und dadurch bedingten mechanischen Beschädigungen der Armatur, zu Schwingungen, einem schlechteren Wirkungsgrad sowie einem hohen Geräuschpegel führen kann. Bei den in Grundablässen von Talsperren eingesetzten Regelarmaturen wird zur Verringerung der Kavitation Luft in die stromabwärts angeordnete Rohrleitung eingesaugt. Dies wird durch das Anbringen von Belüftungsteilen am Auslass der Regelarmatur ermöglicht. Dadurch kann über den Unterdruck am Drosselspalt Luft angesaugt werden, die den Druck am Drosselspalt erhöht und die Kavitationsneigung verringert. Allerdings ist dies nur bei stromabwärts kurzen Rohrleitungen anwendbar. Sobald der Rückdruck am Ventil zu stark ansteigt, wird keine Luft mehr angesaugt und somit auch keine Kavitation mehr unterdrückt.
  • In geschlossenen Rohrleitungssystemen mit kleinem Rückdruck ist das Ansaugen von Luft nicht anwendbar, da die Luft hier zu unerwünschten Druckschwankungen führt. Um bei geschlossenen Rohrleitungssystemen die Kavitation zu verringern, werden in die Regelarmaturen diverse Regeleinsätze eingebaut, die den Druck abbauen, die Strömungsgeschwindigkeit innerhalb der Regelarmatur reduzieren und dadurch die Entstehung von Kavitation minimieren. Oft kann jedoch der Differenzdruck mittels des Regeleinsatzes nicht komplett kavitationsfrei abgebaut werden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Regel- oder Absperrarmatur der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine verbesserte Kavitationsreduzierung ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Regel- oder Absperrarmatur mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Bei der erfindungsgemäßen Regel- oder Absperrarmatur ist im Gehäuse mindestens ein zum Ventilsitz führender Zufuhrkanal für die Zuführung eines Druckmediums angeordnet. Über den Zufuhrkanal kann z.B. Wasser oder ein anderes Druckmedium mit höherem Druck zu dem Drosselspalt am Ventilsitz geleitet werden. Dadurch kann der Druck in dem Drosselspalt angehoben und die Kavitationsneigung verringert werden.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung kann der mindestens eine Zufuhrkanal zu einem mit Austrittsöffnungen versehenen Ventilsitzring am Gehäuse führen. Der Ventilsitzring weist zweckmäßigerweise einen mit den Austrittsöffnungen und dem mindestens einen Zufuhrkanal verbundenen Verteilerkanal auf.
  • Die Austrittsöffnungen des Ventilsitzrings sind vorzugsweise derart angeordnet, dass sie in einer Schließstellung des Absperrkörpers stromaufwärts einer Abschlussdichtung münden. Die Abschlussdichtung kann an dem Gehäuse oder dem Absperrkörper angeordnet sein.
  • Zweckmäßigerweise können die Austrittsöffnungen in Durchströmungsrichtung oder unter einem Winkel zur Durchströmungsrichtung des durch das Gehäuse strömenden Mediums münden. Die Austrittsöffnungen können symmetrisch oder asymmetrisch zum Ventilsitzring angeordnet sein.
  • Der mindestens eine Zufuhrkanal ist vorzugsweise über eine Leitung mit einer zulaufseitigen Abzweigungsöffnung des Gehäuses verbunden. Dadurch kann das durch die Regel- oder Absperrarmatur strömende Medium an einer Stelle höheren Drucks entnommen und über die Leitung zu einer Zone niedrigen Drucks geleitet werden. Die Leitung kann ein separates und über Verschraubungen oder dgl. am Gehäuse befestigbares Bauteil in Art einer Bypassleitung sein. Dadurch kann die Leitung einfach gewartet und bei Bedarf ausgetauscht werden. Die Leitung kann aber auch in das Gehäuse integriert sein.
  • Die erfindungsgemäße Regel- oder Absperrarmatur kann sowohl in der Grundbauform „Schieber“ als auch in der Bauform „Ventil“ gemäß DIN EN 734-1 ausgeführt sein.
  • Weitere Besonderheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigen:
  • 1 einen Längsschnitt durch eine als Ringkolbenventil ausgeführte Regelarmatur in einer geöffneten Stellung;
  • 2 einen Längsschnitt durch das in 1 gezeigte Ringkolbenventil in einer geschlossenen Stellung;
  • 3 eine Detailansicht eines Ventilsitzes des in 1 gezeigten Ringkolbenventils in einem Schnitt;
  • 4 eine Detailansicht des Ventilsitzes von 4 in einer Perspektive;
  • 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Regelarmatur in einer Perspektive;
  • 6 die Regelarmatur von 5 in einem Querschnitt und
  • 7 eine Detailansicht eines Ventilsitzes des in 6 gezeigten Regelventils.
  • In den 1 und 2 ist ein Längsschnitt durch eine hier als Ringkolbenventil ausgeführte Regelarmatur zur Regelung der Wasserdurchflussmenge oder zur Regelung des Wasserdrucks in verschiedenen Ansichten dargestellt. Das gezeigte Ringkolbenventil enthält ein vorzugsweise aus duktilem Gusseisen bestehendes Gehäuse 1, das einen mit Anschlussflanschen 2 versehenen Außenteil 3 und einen über Halterippen 4 an der Innenseite des Außenteils 3 abgestützten inneren Führungsteil 5 aufweist. Zwischen dem Außenteil 3 und dem inneren Führungssteil 5 des Gehäuses 1 wird ein Ringkanal 6 begrenzt, durch den Wasser oder ein anderes Medium von einem Zulauf 7 zu einem Ablauf 8 des Gehäuses 1 strömen kann.
  • Wie aus den 1 und 2 hervorgeht, ist in dem zum Ablauf 8 hin offenen inneren Führungsteil 5 des Gehäuses 1 ein hier als Abschlusskolben ausgebildeter Abschlusskörper 9 axial verschiebbar geführt. Durch die axiale Verschiebung des kolbenförmigen Abschlusskörpers 9 kann der Durchlass durch den Ringkanal 6 gesteuert werden. Der kolbenförmige Abschlusskörper 9 weist in der gezeigten Ausführung eine Abschlussbuchse 10, ein Pleuellager 11 und einen Haltering 12 zur Befestigung des Pleuellagers 11 an der Abschlussbuchse 10 auf. Die Abschlussbuchse 10 ist innerhalb des Führungsteils 5 über innere Kolbenführungsleisten 13 axial verschiebbar und über eine hier als Vierlippendichtung (Quadring) ausgebildete Dichtung 14 gegenüber dem Führungsteil 5 radial abgedichtet geführt.
  • Der Abschlusskörper 9 wird in seiner Längsbewegung durch einen Kurbeltrieb mit einer auf einer Antriebswelle 15 befestigten Antriebskurbel 16 und einer mit der Antriebskurbel 16 gelenkig verbundenen Pleuelstange 17 angetrieben. Die Pleuelstange 17 ist an ihrem einen Ende über einen Kurbelbolzen 18 mit der Antriebskurbel 16 und an ihrem anderen Ende über einen Kurbelbolzen 19 mit dem Pleuellager 11 gelenkig verbunden. Durch Drehung der Antriebswelle 15 ist der kolbenförmige Abschlusskörper 9 zwischen einer in 1 gezeigten, zurückgezogenen Öffnungsstellung und einer in 2 gezeigten Schließstellung verschiebbar.
  • Das Gehäuse 1 des in den 1 und 2 gezeigten Ringkolbenventils enthält einen in 3 vergrößert dargestellten Ventilssitz 20, an dem die Abschlussbuchse 10 des Abschlusskörpers 9 in der Schließstellung über eine Abschlussdichtung 21 abgedichtet zur Anlage gelangt. In der Schließstellung des Abschlusskörpers 9 liegt das zum Auslass 8 weisende äußere Ende der Abschlussbuchse 10 an der Abschlussdichtung 21 an. Bei dem gezeigten Ventilsitz 20 ist die als Profildichtung ausgebildete ringförmige Abschlussdichtung 21 zwischen einem Ventilsitzring 22 und einem im ablaufsseitigen Anschlussflansch 2 des Gehäuses 1 befestigten Haltering 23 eingespannt. Der in Durchströmungsrichtung vor der Abschlussdichtung 21 angeordnete Ventilsitzring 22 weist an seiner Außenseite einen ringnutförmig umlaufenden Verteilerkanal 24 auf, von dem mehrere über den Umfang des Ventilsitzrings 22 verteilte und an der Innenseite des Ventilsitzrings 22 mündende Austrittsöffnungen 25 abzweigen. Für die Zuführung von Flüssigkeit zum Verteilerkanal 24 des Ventilsitzrings 22 sind in dem Außenteil 3 des Gehäuses 1 mehrere hier als Bohrungen ausgebildete Zuführkanäle 26 angeordnet. Es kann aber auch nur ein Zufuhrkanal 26 vorgesehen sein. An die äußeren Enden der Zufuhrkanäle 26 sind Leitungen 27 angeschlossen, die von zulaufseitigen Abzweigungsöffnungen 28 abzweigen. Die Abzweigungsöffnungen 28 können in der Nähe des zulaufseitigen Anschlussflansches 2 angeordnet sein.
  • In den 5 bis 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Regelarmatur gezeigt. Bei dieser Regelarmatur weist das mit Anschlussflanschen 2 versehene Gehäuse 1 auf seiner Oberseite eine mit Hilfe von Schrauben 29 befestigte Haube 30 auf. In der Haube 30 ist eine in 6 gezeigte Antriebsspindel 31 zur Verschiebung eines Abschlusskörpers 32 gegenüber einem am Gehäuse 1 angeordneten Ventilsitz 33 über ein Spindellager 34 drehbar und radial abgedichtet gelagert. Bei der gezeigten Ausführung kann die Antriebsspindel 31 über ein Handrad 35 gedreht werden, welches in einer auf der Haube 30 befestigten Aufsatzhülse 36 gelagert und mit der Antriebspindel 31 verbunden ist. Die Verstellung der Antriebsspindel 31 kann aber auch über andere Antriebe erfolgen. Das Gehäuses 1 weist auch hier einen stromaufwärts des Ventilsitzes 33 angeordneten Zulauf 7 und einen stromabwärts des Ventilssitzes 33 angeordneten Ablauf 8 auf. Im Unterschied zu dem in den 1 bis 3 gezeigten Ringkolbenventil ist bei diesem Regelventil der Abschlusskörper 32 jedoch nicht in Achsrichtung der Ein- und Auslassöffnungen in den beiden Anschlussflanschen 2, sondern quer zu den Achsrichtungen der Ein- und Auslassöffnungen in den beiden Anschlussflanschen 2 verschiebbar.
  • Der in 6 gezeigte Abschlusskörper 32 weist ein buchsenförmiges Führungsteil 37 und eine scheibenförmige Abschlussplatte 38 mit einer an deren Unterseite befestigten Schlitzhülse 39 auf. Über das buchsenförmige Führungsteil 37 ist der Abschlusskörper 32 in einer entsprechenden Öffnung 40 der Haube 30 verschiebbar und über eine Dichtung 41 radial abgedichtet geführt. Der Ventilssitz 32 wird hier durch einen Ventilsitzring 42 gebildet, der in eine entsprechende Vertiefung 43 des Gehäuses 1 eingesetzt ist. Im Unterschied zur Ausführung der 1 bis 3 ist hier der Ventilsitzring 42 nicht parallel, sondern rechtwinklig zu den Anschlussflanschen 2 des Gehäuses 1 angeordnet. Ein weiterer Unterschied gegenüber der Ausführung der 1 bis 3 besteht darin, dass die hier vorgesehene Abschlussdichtung 44 nicht am Gehäuse 1, sondern an der Abschlussplatte 38 des Abschlusskörpers 32 befestigt ist. Die Abschlussdichtung 44 könnte aber auch an dem Ventilsitzring 42 befestigt sein.
  • Aus 7 geht hervor, dass auch dieser Ventilsitzring 42 an seiner Außenseite einen ringnutförmig umlaufenden Verteilerkanal 45 und mehrere von dem Verteilerkanal 45 abzweigende Austrittsöffnungen 46 enthält. Die Austrittsöffnungen 46 sind auch hier derart angeordnet, dass sie in der gezeigten Schließstellung des Absperrkörpers 9 stromaufwärts der Abschlussdichtung 44 münden. Für die Zuführung eines Druckmediums zu dem Verteilerkanal 45 ist auch hier in dem Gehäuse 1 zumindest ein mit dem Verteilerkanal 45 in Verbindung stehender Zufuhrkanal 47 vorgesehen. An dem äußeren Enden der Zufuhrkanals 47 ist auch hier eine in 5 dargestellte Leitung 48 angeschlossen, die von einer zulaufseitigen Abzweigungsöffnung 49 des Gehäuse 2 abzweigt. Die Abzweigungsöffnung 49 ist in der Nähe des zulaufseitigen Anschlussflansches 2 angeordnet.
  • 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 Nicht-Patentliteratur
    • DIN EN 734-1 [0011]

Claims (11)

  1. Regel- oder Absperrarmatur mit einem Gehäuse (1), einem innerhalb des Gehäuses (1) zwischen einem Zulauf (7) und einem Ablauf (8) angeordneten Ventilsitz (20; 32) und einem im Gehäuse (2) gegenüber dem Ventilsitz (20; 32) verstellbar angeordneten Absperrkörper (9), dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (1) mindestens ein zum Ventilsitz (20; 32) führender Zufuhrkanal (26; 47) für die Zuführung eines Druckmediums angeordnet ist.
  2. Regel- oder Absperrarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Zufuhrkanal (26; 47) zu einem mit Austrittsöffnungen (25; 46) versehenen Ventilsitzring (22; 42) führt.
  3. Regel- oder Absperrarmatur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitzring (22; 42) einen mit den Austrittsöffnungen (25; 46) und dem mindestens eine Zufuhrkanal (26; 47) in Verbindung stehenden Verteilerkanal (24; 45) enthält.
  4. Regel- oder Absperrarmatur nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnungen (25; 46) des Ventilsitzrings (22; 42) derart angeordnet sind, dass sie in Schließstellung des Absperrkörpers (9) stromaufwärts einer Abschlussdichtung (21; 44) münden.
  5. Regel- oder Absperrarmatur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschlussdichtung (21; 44) an dem Gehäuse (1) oder dem Absperrkörper (9) angeordnet ist.
  6. Regel- oder Absperrarmatur nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnungen (25; 46) in Durchströmungsrichtung oder unter einem Winkel zur Durchströmungsrichtung des durch das Gehäuse (1) strömenden Mediums münden.
  7. Regel- oder Absperrarmatur nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnungen (25; 46) symmetrisch oder asymmetrisch zum Ventilsitzring (22; 42) angeordnet sind.
  8. Regel- oder Absperrarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Zufuhrkanal (26; 47) über eine Leitung (27) mit einer zulaufseitigen Abzweigungsöffnung (28; 49) des Gehäuses (1) verbunden ist.
  9. Regel- oder Absperrarmatur nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (27) außerhalb des Gehäuses (1) angeordnet oder in das Gehäuse (19 integriert ist.
  10. Regel- oder Absperrarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschlusskörper (9) in Form eines Abschlusskolbens mit einer axial verschiebbaren Abschlussbuchse (10) ausgebildet ist.
  11. Regel- oder Absperrarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschlusskörper (9) eine scheibenförmige Abschlussplatte (38) enthält.
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