DE102022131151A1

DE102022131151A1 - Drosselkörper und Vorrichtungen mit einem Drosselkörper sowie Verfahren und Vorrichtungen zum Herstellen eines Drosselkörpers

Info

Publication number: DE102022131151A1
Application number: DE102022131151.1A
Authority: DE
Inventors: Jonas Waid; Stefan Mohr
Original assignee: Samson AG
Current assignee: Samson AG
Priority date: 2022-11-24
Filing date: 2022-11-24
Publication date: 2024-05-29

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Drosselkörper (200) bspw. für den Einsatz in einem Stellventil einer prozesstechnischen Anlage. Der Drosselkörper (200) ist aus einer Mehrzahl von Einheiten (300, 310, 320, 330) zusammengesetzt, die Aussparungen (340) aufweisen, um mindestens einen schrauben- bzw. helixförmigen Kanal (210) zu bilden. Durch die Form des mindestens einen Kanals (210) weist der Drosselkörper (200) Strömungs- und Drosseleigenschaften auf, mit denen hohe Drücke geräusch- und belastungsarm abgebaut werden. Durch den Aufbau aus mehreren Einheiten (300, 310, 320, 330) können zudem Unregelmäßigkeiten, Knicke und/oder Kanten vermieden oder auf ein Maß reduziert werden, die ein durch den mindestens einen Kanal strömendes Fluid nicht wesentlich beeinflussen und/oder abrupte Richtungsänderungen des Fluidstroms bewirken. Letzteres trägt nicht zur Reduktion von Geräuschen, Materialablösungen und mechanischen Belastungen bei. Es erhöht auch die Sicherheit und Standzeit und ist für Anwendungen mit Gefahrstoffen wie z.B. Sauerstoff oft sogar eine notwendige Voraussetzung.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft Drosselkörper, bspw. für den Einsatz in einem Stellventil einer prozesstechnischen Anlage. Drosselkörper werden auch als Drossel-Bauteile oder Drosselvorrichtungen bezeichnet. Sie werden u.a. zur Druckreduzierung bzw. Druckentspannung verwendet, aber auch zur Steuerung eines Prozessfluids. Die Erfindung eignet sich ebenfalls zur Drosselung und Steuerung eines Fluidstroms in einer Rohrleitung bzw. im Aus- oder Einlassbereich eines Stellventils, einer Pumpe oder eines sonstigen Feldgeräts.
Stellventile besitzen ein Gehäuse mit einem Einlass und einem Auslass sowie einem dazwischenliegenden Regelbereich. Der Regelbereich kann ein Regelglied, eine Dichtsitzkontur und einen Drosselkörper zum Steuern oder Regulieren eines Prozessfluids bzw. eines Prozessfluidstroms aufweisen. Das Regelglied ist häufig mittels eines pneumatischen Antriebs bewegbar. Es kann ebenfalls als Drosselkörper ausgebildet sein oder einen Drosselkörper umfassen. Drosselkörper werden oft an oder hinter einer Drosselstelle des Gehäuses des Stellventils angeordnet, welche zwischen dem Einlass und dem Auslass liegt.
Käfigventile sind Stellventile, die einen Kolbenführungsbereich und einen Drosselbereich aufweisen, wobei die beiden Bereiche über den Drosselkörper definiert sind. Der Drosselkörper wird dabei auch als Ventilkäfig bezeichnet. Der Kolben bzw. das Regelglied wird im Drosselkörper bzw. Ventilkäfig geführt.
Drosselkörper weisen üblicherweise eine Vielzahl von Drosselöffnungen oder (Drossel-)Kanälen auf. Beim Einsatz in einem Stellventil werden sie in vielen Fällen von dem Regelglied, je nach (Hub-)Stellung bzw. Änderung der (Hub-)Stellung des Regelglieds, verschlossen bzw. für den Fluidstrom freigegeben bzw. geöffnet. Drosselöffnungen bzw. -kanäle können als Rund-, Quadrat- oder Langlöcher mit einem über der gesamten Länge oder Dicke des Drosselkörpers geraden oder gewundenen Verlauf sowie mit einer konstanten oder veränderlichen Querschnittsform ausgebildet sein.
Komplexe Kanal- oder Drosselöffnungsverläufe bzw. Kanal- oder Drosselöffnungsquerschnitte innerhalb einteiliger Drosselkörper werden üblicherweise mittels additiver Herstellungsverfahren hergestellt. Dazu zählen u.a. Lasersinterverfahren oder Laserschmelzverfahren, gemäß denen ein selektiver Materialauftragungsvorgang oder ein selektiver Materialaushärtungsvorgang anhand vorgegebener geometrischer Daten des Drosselkörpers gesteuert wird. Dadurch können auch komplexe Geometrien bzw. Strukturen, insbesondere der Drosselkanäle, realisiert werden.
Stand der Technik
Im Stand der Technik werden verschiedene Drosselkörper beschrieben. Dazu gehören auch solche, die aus einer Vielzahl von übereinander gestapelten Drosselschichten gebildet sind, d.h. von Scheiben und/oder Platten mit Ausnehmungen bzw. Aussparungen zur Bildung von Drosselkanälen. Die Drosselkanäle erstrecken sich dabei meist über mehrere Drosselschichten bzw. Scheiben und/oder Platten, wobei komplexe dreidimensionale Verläufe der Drosselkanäle realisierbar sind (siehe u.a. US 3,780,767 A , US 4,018,245 A , US 4,018,245 A , EP 2 631 518 B1 , US 5,732,738 A , DE 10 2004 021 967 A1 ). Durch den schichtweisen Aufbau entsteht dabei automatisch bzw. auf sehr einfache Weise eine Aneinanderreihung bzw. Kombination von Strömungswiderständen, welche aus scharfen Umlenkungen, Knicken und Querschnittsänderungen gebildet werden. Damit können hohe Drücke abgebaut bzw. der Durchflusswiderstand erhöht werden. Es hat sich jedoch auch gezeigt, dass es gerade bei abrupten, plötzlichen bzw. scharfen Richtungs- und Querschnittsänderungen immer zu Ablösungen der Strömung und Wirbelbildung kommt. Dabei treten teils starke Druck- und Geschwindigkeitsschwankungen auf, die Kavitation und/oder erhöhte Geschwindigkeiten des geförderten Mediums begünstigen und damit eine Lärm-, Belastungs- und Schadensquelle darstellen. Dies kann eine Einschränkung der Standzeit des Drossel-Bauteils bzw. -körpers sowie eines damit ausgestatteten Stellventils oder Rohres zur Folge haben.
Diese Nachteile können vermieden werden, wenn die Kanalführung bspw. gemäß der Offenlegungsschrift DE 1 650 196 A auf eine Ebene bzw. Scheibe und/oder Platte beschränkt wird. Die Beschränkung auf eine Ebene bzw. Scheibe und/oder Platte wirkt sich jedoch in vielen Fällen negativ auf die Drosseleigenschaften des Drosselkörpers bzw. den Durchflusswiderstand aus.
Wesentlich bessere Drosseleigenschaften können mit schrauben- bzw. helixförmigen Kanälen bzw. Drosselöffnungen, wie sie bspw. in der Offenlegungsschrift DE 10 2015 005 611 A1 vorgeschlagen werden, erzielt werden. Dabei kann weitestgehend auf abrupte, plötzliche bzw. scharfe Richtungs- und Querschnittsänderungen zur Erhöhung des Durchflusswiderstands verzichtet werden. Die Entstehung von Kavitation sowie die Erzeugung von Geräuschen und Vibrationen kann dadurch erheblich reduziert werden. Zudem kann bei gleichzeitig geringem Raumbedarf ein günstiges Verhältnis von Kanalfläche zu Kanalvolumen erreicht werden. Schraubenkanäle in Drosselbauteilen bzw. -körpern können durch den erreichbaren enormen Druckabbau und die guten Strömungskennwerte als wichtige Ausgestaltung für Drosselöffnungen bzw. -kanäle angesehen werden.
Derartige Kanäle können jedoch lediglich mittels der oben beschriebenen additiven/generativen Fertigungsverfahren hergestellt werden. Diese Verfahren sind nicht nur teuer und aufwändig. Sie sind auch dafür bekannt, Unregelmäßigkeiten im Kanal bzw. dem Drosselkörper zu hinterlassen, die ebenfalls zu Ablösungen der Strömung und Wirbelbildung führen können und darüber hinaus zu unerwünschten Materialablösungen. Des Weiteren ist nicht jeder Werkstoff für eine additive Fertigung geeignet oder steht dafür zur Verfügung. Für Anwendungen mit Sauerstoff als Prozessfluid kann die additive Fertigung deshalb schon ein Ausschlusskriterium sein, da für solche Anwendungen nur ausgewählte Werkstoffe eingesetzt werden dürfen und eine hohe Reinheitsstufe gefordert ist. Mit additiven/generativen Verfahren können deshalb in vielen Fällen die guten Strömungs- und Drosseleigenschaften der benannten Schraubenkanäle nicht realisiert werden.
Aufgabe
Aufgabe der Erfindung ist es, Drosselkörper mit Strömungs- und Drosseleigenschaften bereitzustellen, mit denen hohe Drücke geräusch- und belastungsarm abgebaut und anspruchsvolle Prozessfluide, wie z.B. der oben genannte Sauerstoff, sicher gedrosselt bzw. gesteuert werden können.
Lösung
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird hiermit durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht.
Die Verwendung der Einzahl soll die Mehrzahl nicht ausschließen, was auch im umgekehrten Sinn zu gelten hat, soweit nichts Gegenteiliges offenbart ist.
Im Folgenden werden einzelne Verfahrensschritte näher beschrieben. Die Schritte werden in einer bevorzugten Variante der Erfindung in der angegebenen Reihenfolge ausgeführt. Die Schritte müssen aber nicht notwendigerweise in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden, und das zu schildernde Verfahren kann auch weitere, nicht genannte Schritte aufweisen.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Drosselkörper zum Drosseln eines Fluidstroms vorgeschlagen, der mindestens einen Kanal aufweist. Der mindestens eine Kanal ist dabei ausgebildet, um von dem Fluidstrom durchströmt zu werden. Der mindestens eine Kanal weist zudem zumindest einen Abschnitt auf, der helixartig um eine Helixachse gewunden ist. Der zumindest eine Abschnitt des Kanals, der helixartig um die Helixachse gewunden ist, ist dabei bevorzugt so ausgestaltet, dass er frei von Unregelmäßigkeiten, Knicken und/oder Kanten ist, die den Fluidstrom beim Durchströmen des Kanals wesentlich beeinflussen und/oder abrupte Richtungsänderungen des Fluidstroms bewirken, d.h. eventuell vorhandene Unregelmäßigkeiten, Knicke und/oder Kanten beeinflussen den Fluidstrom also höchstens in einer für den jeweiligen Anwendungsfall - bspw. in einem Stellventil einer prozesstechnischen Anlage - tolerablen Weise. Der Drosselkörper ist des Weiteren aus einer Mehrzahl von Einheiten zusammengesetzt, wobei mindestens zwei dieser Einheiten jeweils mindestens eine Aussparung, insbesondere eine Mehrzahl von Aussparungen, aufweisen. Die Aussparungen der mindestens zwei Einheiten sind dabei so ausgebildet, dass sie den zumindest einen Abschnitt des mindestens einen Kanals bilden oder teilweise begrenzen, wenn die Mehrzahl von Einheiten zu dem Drosselkörper zusammengesetzt sind.
Beim Zusammensetzen des Drosselkörpers aus der vorgeschlagenen Mehrzahl von Einheiten kann der mindestens eine Kanal bzw. der zumindest eine Abschnitt des mindestens einen Kanals demnach so gestaltet werden, dass er zum einen schrauben- bzw. helixförmig ist. Zum anderen kann er frei von Unregelmäßigkeiten, Knicken und/oder Kanten gestaltet werden, die den Fluidstrom beim Durchströmen des Kanals wesentlich beeinflussen und/oder abrupte Richtungsänderungen des Fluidstroms bewirken. Auf diese Weise lassen sich schrauben- bzw. helixförmige Kanäle realisieren bzw. Kanäle, die zumindest teilweise oder entlang zumindest eines Abschnitts oder im Bereich des zumindest einen Abschnitts schrauben- bzw. helixförmig sind, ohne die Nachteile einer additiven/generativen Fertigung hinnehmen zu müssen. Der vorgeschlagene Drosselkörper eignet sich demnach nicht nur für ein geräusch- bzw. belastungsarmes Abbauen von hohen Drücken. Ebenso können Materialablösungen reduziert oder sogar vollständig vermieden werden, was den Einsatz des Drosselkörpers auch bei hohen Drücken bzw. Druckunterschieden sicherer macht bzw. den Einsatz des Drosselkörpers zur Steuerung von Gefahrstoffen bzw. Gefahrstoffströmen überhaupt erst ermöglicht.
Der vorgeschlagene Drosselkörper weist in vielen Fällen zumindest mikroskopische Unregelmäßigkeiten, Knicke und/oder Kanten auf. Das lässt sich beim Zusammensetzen der Einheiten oft nur schwer oder erst gar nicht vermeiden. Ein entscheidender Punkt ist, dass die im Drosselkörper verbleibenden Unregelmäßigkeiten, Knicke und/oder Kanten so ausgestaltet werden können, dass sie den Fluidstrom nicht wesentlich beeinflussen und/oder abrupte Richtungsänderungen des Fluidstroms bewirken. Nicht wesentlich heißt dabei, höchstens in einer für den jeweiligen Anwendungsfall tolerablen Weise. Die Unregelmäßigkeiten, Knicke und/oder Kanten sind demnach auf ein entsprechendes Maß zu reduzieren oder auf einem entsprechenden Niveau zu halten. Dieses Maß oder Niveau hängt stark von der Art des Fluids, den im Anwendungsfall auftretenden Drücken, Durchflussgeschwindigkeiten, etc. ab. Es kann durch die Gestaltung der Einheiten selbst, eine entsprechende (Nach-)Bearbeitung der die Kanäle bildenden Aussparungen und/oder beim Zusammensetzen der Einheiten zu dem Drosselkörper erreicht werden. Falls das geforderte Maß bzw. Niveau beim ersten Zusammenbau des Drosselkörpers nicht erreicht wurde, ist dazu auch ein Nachjustieren bzw. Nacharbeiten der Einheiten bzw. der Aussparungen möglich. Durch diese Maßnahmen lassen sich auch Materialablösungen reduzieren oder sogar vollständig vermeiden. Schließlich sind die Aussparungen, insbesondere die den Kanal bildenden Innenflächen, vor dem Zusammensetzen des Drosselkörpers - und in vielen Fällen auch noch danach - im Vergleich zu einem additiv/generativ gefertigten Drosselkörper wesentlich leichter zugänglich, so dass kleinere Unregelmäßigkeiten, Knicke und/oder Kanten, auch falls diese innerhalb des schrauben- bzw. helixförmigen Abschnitts liegen, leicht beseitigt und die den Kanal bzw. Abschnitt bildenden Innenflächen entsprechend ausgeglättet werden können. Dies ermöglicht auch eine entsprechende Qualitätskontrolle, bei der festgestellt und dokumentiert werden kann, dass der mindestens eine Kanal bzw. der zumindest eine Abschnitt auch tatsächlich keine Unregelmäßigkeiten, Knicke und/oder Kanten aufweist, die den Fluidstrom beim Durchströmen des Kanals wesentlich beeinflussen und/oder abrupte Richtungsänderungen des Fluidstroms bewirken.
Durch den Aufbau aus einer Mehrzahl von Einheiten ist zudem eine im Wesentlichen zerstörungsfreie Demontage des Drosselkörpers möglich. Dies erleichtert nicht nur das soeben beschriebene Nacharbeiten bzw. Nachjustieren, sondern ermöglicht auch eine bessere Verschleißanalyse. Darüber hinaus können verschlissene Einheiten leichter ausgetauscht werden, was den Materialeinsatz zur Reparatur und/oder Instandhaltung erheblich reduzieren kann.
Der Drosselkörper kann aus verschiedenen Werkstoffen bzw. Materialien gefertigt werden, auch aus solchen, die einer additiven/generativen Fertigung nicht zugänglich sind. Bspw. sind alle Werkstoffe denkbar, die gefräst, gestanzt oder - bspw. in Form von Blechen - geschnitten werden können. Das Herstellen und Zusammensetzen der Einheiten zu dem vorgeschlagenen Drosselkörper ist in vielen Fällen zudem einfacher und kostengünstiger als ein vergleichbares additives/generatives Verfahren. Somit ist eine schnelle, preisgünstige und größen-flexible Herstellung von Drosselkörpern möglich. Das gilt insbesondere für Grö-ßen, die gegebenenfalls überhaupt nicht oder zumindest nicht mit den bis dato verfügbaren Systemen additiv fertigbar sind.
Ein Abschnitt eines Kanals wird u.a. als helixartig um eine Helixachse gewunden betrachtet, wenn der Abschnitt so ausgebildet ist, dass ein Fluidstrom, der den Abschnitt bzw. den Kanal wenigstens unter einer der für den Anwendungsfall vorgesehenen Bedingungen durchströmt, sich ebenfalls helixartig um die Helixachse windet. Die wenigstens eine Bedingung kann dabei der Maximalbelastung entsprechen oder eine Bedingung sein, die nahe an der vorgesehenen Maximalbelastung des Drosselkörpers liegt.
Die Aussparungen können Vertiefungen darstellen, die bspw. durch Fräsen oder Bohren in die mindestens zwei Einheiten eingebracht wurden. Sie können die Einheiten aber auch vollständig durchdringen, was bspw. durch ein Durchbohren der Einheiten und/oder einen Stanzvorgang erreicht werden kann.
Der vorgeschlagene Drosselkörper kann vielfältig ausgestaltet werden. In vielen Fällen weist er nicht nur den mindestens einen Kanal auf, sondern einer Mehrzahl von Kanälen, die ebenfalls zumindest einen Abschnitt aufweisen, der helixartig um eine Helixachse geführt ist. Dabei ist es möglich, dass die Kanäle im Wesentlichen parallel zueinander sind, d.h. dass auch die Helixachsen der zugehörigen Abschnitte zueinander parallel sind. Der Drosselkörper kann auch eine axiale Symmetrie aufweisen, wie bspw. bei einem Hohlzylinder. In diesem Fall ist es denkbar, dass die Kanäle radial zur Symmetrieachse ausgerichtet sind. Die Kanäle können jedoch auch so zueinander ausgerichtet sein, dass die aus den Kanälen austretenden Fluidströme so gelenkt werden, dass sie in möglichst unterschiedliche Richtungen zerstreuen oder auf einen gemeinsamen Punkt und/oder Ebene hin gebündelt werden.
Die Einheiten, aus denen der Drosselkörper zusammengesetzt ist, können unterschiedliche Formen aufweisen. Die mindestens zwei Einheiten können bspw. scheiben- und/oder kreisring- und/oder plattenförmig und so ausgebildet sein, dass sie zu einem Stapel verbunden sind, wenn die Mehrzahl von Einheiten zu dem Drosselkörper zusammengesetzt sind. Sie können dabei eine im Wesentlichen zylindrische oder hohlzylindrische Grundform aufweisen, wie sie bspw. auch Unterlegscheiben haben. Eine zylindrische bzw. hohlzylindrische Grundform eignet sich bspw. zum Aufbau eines hohlzylindrischen Ventilkäfigs in einem Stellventil. Die Scheiben und/oder Platten können jedoch auch quaderförmige Grundformen aufweisen bspw. zur Bildung von quaderförmigen Drosselkörpern. Der vorgeschlagene Drosselkörper kann demnach ein Stapel gestanzter Bleche sein, welcher besonders kostengünstig hergestellt werden kann.
Bei der Ausgestaltung des Drosselkörpers als hohlzylindrischen Ventilkäfig können sich die Kanäle jeweils von der äußeren Mantelfläche des Käfigs bis zu einer inneren Mantelfläche erstrecken. Sie können dabei insbesondere radial zur Mittelachse des Drosselkörpers ausgerichtet sein. Bevorzugt erstrecken sich die Kanäle dabei jeweils im Wesentlichen parallel zu einer sich senkrecht zur Mittelachse des Drosselkörpers erstreckenden gedachten Ebene, wobei insbesondere jeweils die Mittelachsen der Kanäle betrachtet werden. Die Kanäle sind jeweils bereichsweise im Wesentlichen helixförmig ausgebildet. Die Mittelachsen der Kanäle sind dabei insbesondere jeweils als Haupterstreckungsachsen der Kanäle ausgebildet. Bei der Ausgestaltung des Drossel-Bauteils mit quaderförmiger Grundform sind die Kanäle alle im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet (ähnlich zur DE 10 2015 005 611 A1 , 2b).
Die mindestens zwei Einheiten können jedoch auch schalen- und/oder hohlzylinderförmig und so ausgebildet sein, dass sie ineinander gesetzt sind, wenn die Mehrzahl von Einheiten zu dem Drosselkörper zusammengesetzt sind. Mischformen der soeben genannten Grundformen und Ausbildungen sind ebenfalls denkbar.
Der vorgeschlagene Drosselkörper kann prinzipiell aus Einheiten unterschiedlichster Form und Gestalt aufgebaut werden. Vorzugsweise weisen die Einheiten der Mehrzahl von Einheiten dabei eine Dicke von mindestens 0,5 mm, vorzugsweise von mindestens 0,6 mm und insbesondere bevorzugt von mindestens 0,7 mm auf. Das Einhalten einer Mindestdicke erleichtert in vielen Fällen nicht nur die Herstellung der Einheiten sowie das Zusammensetzen zu dem Drosselkörper. Das Einhalten erhöht in vielen Fällen auch die mechanische Stabilität des damit zusammengesetzten Drosselkörpers. Für den Einsatz im Zusammenhang mit Gefahrstoffen wie Sauerstoff ist das Einhalten einer Mindestdicke eine oft sogar notwendige Voraussetzung. Neben einer Mindestdicke hat es sich zudem als vorteilhaft erwiesen, wenn die Einheiten eine maximale Dicke von 20 oder 10 cm, vorzugsweise von 5 oder 7 cm, insbesondere bevorzugt von 2 oder 3 cm, nicht überschreiten.
Die Aussparungen der mindestens zwei Einheiten können unterschiedliche Formen aufweisen. Sie können insbesondere Innenflächen aufweisen, welche jeweils schräg bezüglich der Helixachse und/oder gebogen ausgebildet sind, d.h. die Innenflächen weisen Flächen oder Flächenanteile auf, zu denen die Helixachse nicht senkrecht bzw. keine Flächennormale ist. Insbesondere können diese Aussparungen bzw. deren Innenflächen schräg zu einer Haupterstreckungsebene der jeweiligen Einheit ausgebildet sein. Derart schräge und/oder gebogene Innenflächen erleichtern es, den Kanal bzw. den zumindest einen Abschnitt des Kanals, der helixartig um eine Helixachse geführt ist, so auszubilden, dass er frei von Unregelmäßigkeiten, Knicken und/oder Kanten ist, die den Fluidstrom beim Durchströmen des Kanals wesentlich beeinflussen und/oder abrupte Richtungsänderungen des Fluidstroms bewirken.
Der Kanal kann sich in einem Bereich des zumindest einen Abschnitts, der helixartig um die Helixachse gewunden ist, wenigstens einmal um die Helixachse winden. Vorzugsweise windet er sich jedoch mindestens zweimal, besonders bevorzugt mindestens vier- oder fünfmal vollständig um die Helixachse. Je öfter sich der zumindest eine Abschnitt um die Helixachse windet, desto höher sind die Drücke, die damit abgebaut werden können.
Der mindestens eine Kanal kann eine Verzweigung aufweisen. Dabei kann sich der Kanal in zwei Teilabschnitte teilen. Ebenso können sich auch jeweils zwei derartige Teilabschnitte wieder vereinigen. Bevorzugt verzweigen sich die Kanäle in Richtung einer bevorzugten Durchflussrichtung. Mit derartigen Verzweigungen lassen sich in vielen Fällen noch höhere Drücke abbauen als mit einem Kanal ohne Verzweigungen.
Der Querschnitt des zumindest einen Abschnitts, der helixartig um die Helixachse gewunden ist, kann über den gesamten Verlauf des Abschnitts konstant sein. Er kann jedoch auch entlang einer Erstreckung unterschiedliche Formen und Querschnitte aufweisen, wobei vorzugsweise ein Übergang von runden zu ovalen Querschnitten vorgesehen sein kann. Ebenso kann ein Übergang von größeren zu kleineren Durchmessern und/oder Radien vorgesehen sein.
Der mindestens eine Kanal weist sowohl mindestens eine Eintritts- als auch mindestens eine Austrittsöffnung auf. Die Rolle der Öffnungen des mindestens einen Kanals als Eintritts- oder Austrittsöffnung hängt dabei im Wesentlichen von der Richtung des Fluidstroms ab, der den Drosselkörper bzw. den mindestens einen Kanal des Drosselkörpers im Anwendungsfall durchströmt. In vielen Fällen gibt es eine Vorzugsrichtung, in der der Fluidstrom den Drosselkörper bzw. den mindestens einen Kanal durchströmt. In diesen Fällen kann bspw. die Austrittsöffnung des mindestens einen Kanals trichterförmig ausgebildet sein, ggf. mit abgerundeten Kanten, um den Austritt des Fluidstroms aus dem Kanal zu erleichtern und möglichst wirbelfrei zu gestalten. Auf diese Weise kann auch Kavitation an dieser Stelle verhindert oder wenigstens reduziert werden. Ebenso kann die Eintrittsöffnung in dieser Weise gestaltet sein, um den Eintritt des Fluidstroms möglichst wirbelfrei zu gestalten und/oder Kavitation beim Eintritt des Fluidstroms in den Kanal zu verhindern oder wenigstens zu reduzieren.
Die Austrittsöffnung des mindestens einen Kanals kann zudem so ausgebildet sein, dass der Fluidstrom beim Austritt um- und/oder abgelenkt wird. Insbesondere kann der Fluidstrom dadurch in eine Prozessrichtung gelenkt werden. Eine solche Ausgestaltung ist insbesondere für im Wesentlichen hohlzylindrische bzw. käfigartige Drosselkörper vorteilhaft. Vorzugsweise ist/sind die Austrittsöffnung(en) derart ausgebildet, dass durch den Kanal/die Kanäle des Drosselkörpers strömendes und/oder aus de/r/den Austrittsöffnung(en) austretendes Fluid um den Drosselkörper herum, insbesondere im Wesentlichen in Prozessrichtung, geleitet wird. Bevorzugt ist/sind die Austrittsöffnung(en) derart ausgebildet, dass durch den Kanal/die Kanäle des Drosselkörpers strömendes und/oder aus de/r/den Austrittsöffnung(en) austretendes Fluid in einem spitzen Winkel, vorzugsweise tangential, zu einer die jeweilige Austrittsöffnung begrenzenden Außenfläche des Drosselkörpers, bevorzugt im Wesentlichen in Prozessrichtung, aus dem Drosselkörper heraus geleitet wird. Das Um- bzw. Ablenken kann dabei in Richtungen erfolgen, die tangential zu einem Querschnitt der Austrittsöffnung liegen und/oder von der Helixachse wegweisen oder zur Helixachse hinweisen. Auf diese Weise lässt sich der Fluidstrom beim Austritt in eine Richtung um- bzw. ablenken, die nicht senkrecht zu dem Querschnitt der Austrittsöffnung oder in Richtung der Helixachse liegt, sondern bspw. der Prozessleitrichtung entspricht oder einem Fluidstrom aus einem anderen Kanal des Drosselkörpers folgt oder davon weggerichtet ist. Die Fluidströme aus dem Drosselkörper können demnach so gelenkt werden, dass sie in möglichst unterschiedliche Richtungen zerstreuen oder auf einen gemeinsamen Punkt und/oder Ebene hin gebündelt werden.
Der zumindest eine Abschnitt des mindestens einen Kanals des Drosselkörpers ist aus mindestens zwei Einheiten zusammengesetzt. Vorzugsweise weisen jedoch mindestens drei, besonders bevorzugt mindestens fünf, insbesondere besonders bevorzugt mindestens 7 Einheiten jeweils mindestens eine Aussparung auf, wobei die Aussparungen so ausgebildet sind, dass der zumindest eine Abschnitt, der helixartig um die Helixachse gewunden ist, gebildet wird, wenn die Mehrzahl von Einheiten zu dem Drosselkörper zusammengesetzt sind. Je mehr Einheiten zum Aufbau des zumindest einen Abschnitts verwendet werden, desto geringer fällt der Aufwand dafür aus, den zumindest einen Abschnitt frei von Unregelmäßigkeiten, Knicken und/oder Kanten zu halten, die den Fluidstrom beim Durchströmen des Kanals wesentlich beeinflussen und/oder abrupte Richtungsänderungen des Fluidstroms bewirken. Gegebenenfalls kann darauf sogar verzichtet werden. Eine schraubenförmige Grundform des mindestens einen Kanals bzw. des zumindest einen Abschnitts kann bspw. bereits durch mindestens 5 gestapelte Bleche erreicht werden, wobei insbesondere zwei Bleche den Kanal entlang einer Stapelrichtung oben und unten begrenzen und ein mittleres Blech den Kanal um die Helixachse bzw. eine Mittelachse der Grundform separiert.
Die Aufgabe wird zudem gelöst durch eine Rohrleitung mit einem der vorgeschlagenen Drosselkörper.
Ferner stellt ein Stellventil mit einem der vorgeschlagenen Drosselkörper eine Lösung der Aufgabe dar.
Zur Lösung der Aufgabe wird zudem ein Verfahren zum Herstellen eines der vorgeschlagenen Drosselkörper mit den folgenden Schritten vorgeschlagen:

- Bereitstellen der Mehrzahl von Einheiten; und
- Zusammensetzen der Mehrzahl von Einheiten zu dem Drosselkörper.

Optional kann das Verfahren folgenden Schritt umfassen:

- Sicherstellen, dass der zumindest eine Abschnitt des mindestens einen Kanals, der helixartig um die Helixachse gewunden ist, zumindest nach Abschluss des Verfahrens frei von Unregelmäßigkeiten, Knicken und/oder Kanten ist, die den Fluidstrom beim Durchströmen des Kanals wesentlich beeinflussen und/oder abrupte Richtungsänderungen des Fluidstroms bewirken.

Um den mindestens einen Kanal mit den mindestens zwei Einheiten auszubilden, werden die mindestens zwei Einheiten in vielen Fällen nicht nur in einer spezifischen Reihenfolge zusammengesetzt, sondern auch in einer spezifischen Ausrichtung zueinander. Das Sicherstellen kann insbesondere ein Prüfen und/oder Dokumentieren umfassen, dass diese spezifische Reihenfolge und Ausrichtung beim Zusammensetzen eingehalten wurde.
In einem weiteren Verfahrensschritt, insbesondere nach dem Zusammensetzen, kann ein Sicherstellen, dass der zumindest eine Abschnitt des mindestens einen Kanals (210; 540) helixartig um die Helixachse gewunden ist, erfolgen. Dies kann zusätzlich oder alternativ auch ein Prüfen und/oder ein Dokumentieren umfassen, dass der zumindest eine Abschnitt des mindestens einen Kanals, der helixartig um die Helixachse gewunden ist, frei von Unregelmäßigkeiten, Knicken und/oder Kanten ist, die den Fluidstrom beim Durchströmen des Kanals wesentlich beeinflussen und/oder abrupte Richtungsänderungen des Fluidstroms bewirken. Der Dokumentationsschritt kann im Rahmen einer Qualitätskontrolle erfolgen. Letztere ist bei kritischen Anwendungen ohnehin durchzuführen, aber gerade bei additiv/generativ gefertigten Drosselkörpern mit schrauben- oder helixförmigen Kanälen oft mit erheblichem Aufwand verbunden oder gar nicht erst mit vertretbarem Aufwand durchführbar.
Das Sicherstellen kann eine Reihe weiterer Schritte umfassen, u.a. eine Wiederholung der oben beschriebenen Prüfung. Es kann zudem ein Neuausrichten mindestens einer der Einheiten der Mehrzahl von Einheiten umfassen, um etwaig vorhandene Unregelmäßigkeiten, Knicke und/oder Kanten auf das geforderte Maß zu reduzieren.
Des Weiteren kann in zumindest einem Verfahrensschritt ein Nacharbeiten mindestens einer der Einheiten und/oder mindestens einer Aussparung erfolgen. Durch ein Nacharbeiten der Einheiten und/oder mindestens einer Aussparung können u.a. Materialablösungen verhindert werden. Letzteres ist bei additiv/generativ hergestellten Drosselkörpern oft nur mit erheblichem, nicht vertretbarem Mehraufwand oder gar nicht mehr möglich.
Das Nacharbeiten kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Es kann ein Ausglätten, Entgraten und/oder Abschleifen eines Randes und/oder einer Anlegefläche mindestens einer Einheit und/oder einer Aussparung umfassen, um bspw. die Strömungseigenschaften des Kanals bzw. des zumindest einen Abschnitts zu verbessern, überstehende Kanten innerhalb des mindestens einen Kanals bzw. des zumindest einen Abschnitts zu bearbeiten und/oder zu entfernen. Das Nacharbeiten kann bevorzugt vor dem Zusammensetzen erfolgen. Es kann aber auch nach einem ersten Zusammensetzen stattfinden, wobei jedoch die Einheiten dazu nochmals getrennt werden müssen.
Das Ausglätten kann u.a. auch ein Beschichten der Innenwände/-flächen umfassen, die den mindestens einen Kanal bzw. den zumindest einen Abschnitt des mindestens einen Kanals ausbilden. Das Ausglätten, Entgraten und/oder Abschleifen kann auch mithilfe eines abrasiven Mediums erfolgen. Dies kann insbesondere nach dem Zusammensetzen erfolgen.
Beim Zusammensetzen der Mehrzahl von Einheiten zu dem Drosselkörper kann mindestens ein Ausrichtungsmittel bereitgestellt werden und/oder mindestens eine Einheit der Mehrzahl von Einheiten mindestens ein Ausrichtungsmittel aufweisen, wobei das mindestens eine Ausrichtungsmittel beim Zusammensetzen des Drosselkörpers zum Ausrichten von mindestens zwei der Einheiten zueinander verwendet wird. Es kann auch zum Vorgeben einer Reihenfolge verwendet werden, in der die Mehrzahl von Einheiten zu dem Drosselkörper zusammenzusetzen sind.
Beispielsweise sind mechanische Ausrichtungsmittel als Fortsätze und korrespondierend dazu ausgebildete Nuten denkbar, welche dazu vorgesehen sind, beim Zusammensetzen von zwei Einheiten ineinander anzugreifen, wobei jeweils immer nur zwei der Mehrzahl von Einheiten formschlüssig zusammenpassen. Dies kann bspw. dadurch erreicht werden, dass die mechanischen Ausrichtungsmittel zwischen den Einheiten-Paaren jeweils versetzt zueinander und/oder auf unterschiedlichen Höhen und/oder durch einen radialen Abstand zu einer Mittelachse und/oder an unterschiedlichen Positionen einer Umfangserstreckung oder dergleichen angeordnet sind.
Eine weitere denkbare Ausgestaltung sind längliche Ausrichtungsmittel bzw. Stifte, welche dazu vorgesehen sind, durch die Einheiten des Drosselkörpers hindurch gesteckt zu werden. Diese länglichen Ausrichtungsmittel können jeweils entlang einer Längserstreckung eine sich verändernde Querschnittsfläche aufweisen (bspw. stufenweise oder konisch), wobei jede der Einheiten, durch die oder in die ein derartiges längliches Ausrichtungsmittel und/oder Stift gesteckt wird, eine entsprechende Durchführung oder Ausnehmung aufweist. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Einheiten nur in einer bestimmten Reihenfolge zusammengesetzt werden.
Das Ausrichtungsmittel kann auch die Form eines Kreuzes oder Plus-Zeichens aufweisen, das so geformt ist, dass es in entsprechende Ausnehmungen in den Einheiten zum Ausrichten derselben eingreift.
Das Ausrichtungsmittel kann zudem so ausgestaltet werden, dass es im Drosselkörper verbleiben kann oder nach Gebrauch wieder aus dem Drosselkörper entfernt werden kann. Es kann damit zum Ausrichten der Einheiten eines weiteren Drosselkörpers eingesetzt werden. Zudem spart diese Vorgehensweise Material und Gewicht.
Die Einheiten können miteinander verklebt oder verschweißt werden. Vorzugsweise werden sie jedoch so miteinander verbunden, dass sie zerstörungsfrei wieder voneinander gelöst werden können. Zu diesem Zweck kann mindestens ein Befestigungs- bzw. Fixierungsmittel bereitgestellt werden und/oder mindestens eine der Mehrzahl von Einheiten mindestens ein Fixierungsmittel aufweisen, wobei das mindestens eine Fixierungsmittel beim Zusammensetzen des Drosselkörpers zum Fixieren von mindestens zwei der Mehrzahl von Einheiten gegen eine Veränderung der relativen Position und/oder Ausrichtung der mindestens zwei Einheiten zueinander verwendet wird.
Das Fixierungsmittel kann dabei eine Klammer oder ein Schraubverbinder, ein Band oder ein Rast- bzw. Schnapphaken sein oder ähnlich wie ein Kabelbinder ausgestaltet sein. Es kann auch eines der soeben genannten Ausrichtungsmittel sein.
Beispielsweise ist denkbar, dass das mindestens eine Fixierungsmittel einteilig mit den Einheiten, wie z.B. als umgebogene Fortsätze o.dgl., ausgebildet ist. Es kann aber auch separat ausgebildet sein, wobei das mindestens eine Fixierungsmittel bspw. nach dem Zusammensetzen der Einheiten angeordnet wird. Beispielsweise kann ein längliches Fixierungsmittel dazu vorgesehen werden, über einen Kopfbereich an einer Seite der Einheiten angelegt zu werden und die Einheiten oder zumindest einen Teil der Einheiten über ein Gewinde zusammen mit einer Mutter zu verklemmen. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass das längliche Fixierungsmittel dazu vorgesehen ist, an einer Außenseite der zusammengesetzten Einheiten angelegt zu werden. Darüber hinaus können jeweils zumindest zwei Fixierungsmittel zu einem Befestigen der Einheiten miteinander verbunden werden.
Das mindestens eine Fixierungsmittel kann bspw. lediglich zwei Einheiten miteinander verbinden. Vorzugsweise dient es jedoch zur Verbindung von mehr als zwei Einheiten, besonders bevorzugt aller Einheiten, aus denen der Drosselkörper zusammengesetzt ist. Es kann dabei alle Einheiten des Drosselkörpers fixieren. Ähnliches gilt - mutatis mutandis - für das oben beschriebene mindestens eine Ausrichtungsmittel, welches auch zum Ausrichten aller Einheiten ausgebildet sein kann.
Zusätzlich zu dem mindestens einen Ausrichtungsmittel und/oder dem mindestens einen Fixierungsmittel kann ein Werkzeug bereitgestellt werden, das zum Ausrichten der Einheiten beim Zusammensetzen des Drosselkörpers und/oder zum Fixieren von mindestens zwei Einheiten gegen eine Veränderung der relativen Position und/oder Ausrichtung der mindestens zwei Einheiten zueinander und/oder zum Vorgeben einer Reihenfolge, in der die Einheiten zusammenzusetzen sind, ausgebildet ist. Das bereitgestellte Werkzeug kann demnach ein Ausrichtungsmittel und/oder Fixierungsmittel sein oder die Funktion eines Ausrichtungsmittels und/oder Fixierungsmittels unterstützen oder erst gar ermöglichen, wie bspw. bei einer Schraube und einem Schraubenzieher.
Die Aufgabe wird zudem gelöst durch ein System aus Einheiten, die ausgebildet sind, um sie nach einem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche zu einem Drosselkörper zusammenzusetzen.
Das System kann dabei ebenfalls ein Werkzeug und/oder ein Fixierungsmittel zum Ausrichten der Einheiten beim Zusammensetzen des Drosselkörpers und/oder zum Fixieren von mindestens zwei der Einheiten gegen eine Veränderung der relativen Position und/oder Ausrichtung der mindestens zwei Einheiten zueinander und/oder zum Vorgeben einer Reihenfolge, in der die Einheiten zusammenzusetzen sind, aufweisen. Das Fixierungsmittel kann dabei Teil eines der Einheiten des Systems sein oder eine separate Einheit des Systems darstellen.
Das System kann zudem ein Ausrichtungsmittel umfassen und/oder mindestens eine Einheit der Mehrzahl von Einheiten mindestens ein Ausrichtungsmittel aufweisen, wobei das mindestens eine Ausrichtungsmittel zum Ausrichten von mindestens zwei der Einheiten zueinander beim Zusammensetzen des Drosselkörpers dient. Das mindestens eine Ausrichtungsmittel kann auch zum Vorgeben einer Reihenfolge dienen, in der die Mehrzahl von Einheiten zu dem Drosselkörper zusammenzusetzen sind.
Ferner wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eines der soeben beschriebenen Systeme. Dabei ist es ratsam, die einzelnen Einheiten nach dem Herstellen bzw. Einbringen der Ausnehmungen bzw. Aussparungen nochmals zu bearbeiten, um ungewollte Grate oder Kanten an den Rändern der Einheiten und/oder der Aussparungen zu entfernen bzw. abzuschleifen. Diese Grate oder Kanten könnten nicht nur das Zusammensetzen der Einheiten zu dem Drosselkörper behindern. Sie können auch zu Undichtigkeiten, ungewolltem Abrieb und/oder Problemen bei der Montage des Drosselkörpers bspw. in einem Rohr oder Stellventil führen. Ausrichtungs- und/oder Fixierungsmittel, welche über die Einheiten bzw. den zusammengesetzten Drosselkörper hinausragen, werden vorzugsweise nach dem Entgraten/Abschleifen der Kanten eingebracht.
Die Aussparungen einer Auswahl der Einheiten können dabei mit jedem geeigneten Stanz-, Schneide- oder Fräsverfahren erzeugt werden. Vorzugsweise wird jedoch ein Wasserschneideverfahren eingesetzt. Wasserschneideverfahren zeichnen sich u.a. durch eine hohe Positionsgenauigkeit und eine hohe Qualität der Schnittkanten aus, welche mit der Qualität einer sandgestrahlten Oberfläche vergleichbar ist und durch eine Mikrozerspanung am Werkstoff entsteht. Letzteres kann bspw. durch Beimischung eines abrasiven Mediums wie Sand oder Granatsand zu dem Wasser, welches für das Wasserschneideverfahren verwendet wird, erheblich verbessert werden. Ebenso erleichtert ein Wasserschneideverfahren das Einbringen von schrägen Innenflächen in die Aussparungen der mindestens zwei Einheiten. Ähnliche Vorteile können auch mit einem Laserschneideverfahren erzielt werden. Zudem ist es möglich, dass zumindest die mindestens zwei Einheiten mit den Ausnehmungen bzw. Aussparungen oder alle Einheiten in einem einzigen Bearbeitungsschritt beispielsweise aus einer Materialrolle oder -platte hergestellt werden.
Weitere Einzelheiten und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Figuren. Hierbei können die jeweiligen Merkmale für sich alleine oder zu mehreren in Kombination miteinander verwirklicht sein. Die Möglichkeiten, die Aufgabe zu lösen, sind nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt.
Die Ausführungsbeispiele sind in den Figuren schematisch dargestellt. Gleiche Bezugsziffern in den einzelnen Figuren bezeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche bzw. hinsichtlich ihrer Funktionen einander entsprechende Elemente. Im Einzelnen zeigt:

1 ein Stellventil mit einem hülsenförmigen Drosselkörper;
2 einen hülsenförmigen Drosselkörper mit schrauben- bzw. helixförmigen Kanälen;
3 den in 2 dargestellten hülsenförmigen Drosselkörper in einem teilweise zerlegten Zustand;
4 eine schematische Darstellung eines horizontalen Schnitts durch einen hülsenförmigen Drosselkörper mit einer Außenkontur, die nicht zylindermantelförmig ist;
5 eine Schicht-Darstellung eines der schraubenförmigen Kanäle des in den 2 und 3 dargestellten Drosselkörpers;
6 einen quaderförmigen Drosselkörper mit parallel angeordneten schraubenförmigen Kanälen;
7 eine Ansicht zweier Platten;
8 einen quaderförmigen Drosselkörper mit Ausnehmungen für ein Werkzeug zur Ausrichtung von Platten;
9 Fixierungsmittel, die auf Scheiben angeordnet sind;
10 eine Querschnittsdarstellung eines länglichen Fixierungsmittels;
11 einen Ablaufplan eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines Drosselkörpers; und
12 einen Ablaufplan eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines Systems.

1 zeigt ein Stellventil 100, das aus einem Ventilgehäuse 110, einem Einlass 120, einem Auslass 130 und einer Dichtsitzkontur 140 besteht. Über der Dichtsitzkontur 140 befindet sich ein Kolbenführungsbereich 150. Der Kolbenführungsbereich 150 wird u.a. durch einen hülsenförmigen Drosselkörper 160 definiert, d.h. der Drosselkörper 160 weist eine hohlzylindrische Grundform auf. In dem Drosselkörper 160 wird ein Kolben bzw. Regelglied 170 geführt. Der Drosselkörper 160 weist zudem Kanäle 180 auf, die sich in radialer Richtung bzgl. der Mittelachse der hohlzylindrischen Grundform bzw. des Innenraums des Drosselkörpers 160 erstrecken. Beim Herausziehen des Regelglieds 170 aus der Dichtsitzkontur 140 werden die Kanäle 180 nach und nach für den Durchfluss eines fluiden Mediums durch das Stellventil 100 freigegeben. Auf diese Weise kann die Durchflussmenge eines fluiden Mediums durch das Stellventil 100 kontrolliert werden. Das Regelglied 170 ist in der Abbildung in einer Position gezeigt, in der alle Kanäle 180 des Drosselkörpers 160 vollständig für den Durchfluss eines fluiden Mediums durch das Stellventil 100 freigegeben sind.
Die Kanäle 180 weisen keinen Abschnitt auf, der helixartig um eine Helixachse gewunden ist. Die Kanäle 180 weisen im Gegenteil einen geraden Verlauf auf. Ihr Querschnitt ist darüber hinaus über den gesamten Verlauf kreisförmig. Eine maximale Länge der Kanäle 180 ist im Wesentlichen durch die Dicke des Drosselkörpers 160 definiert. Die Dicke des Drosselkörpers bzw. die Länge der Kanäle 180 hat aufgrund des geraden Verlaufs jedoch nur einen relativ geringen Einfluss auf den Durchflusswiderstand des Drosselkörpers 160. Ein möglicher Druckabbau durch einen einzelnen Kanal ist dadurch relativ gering. Höhere Drücke können mit einem solchen Drosselelement nicht ohne ungewollte Beschädigungen am Stellventil und/oder einer Anlagenumgebung abgebaut werden.
2 zeigt einen Drosselkörper 200. Der Drosselkörper 200 ist ebenfalls hülsenförmig bzw. hohlzylinderförmig ausgebildet und weist neben seiner hohlzylindrischen Grundform zudem eine Reihe von Kanälen 210 auf. Die Kanäle 210 erstrecken sich, ähnlich zu den Kanälen 180, ebenfalls radial zur Mittelachse der hohlzylindrischen Grundform des Drosselkörpers 200, d.h. sie erstrecken sich in zu der Mittelachse radialer Weise von der äußeren Mantelfläche bis zu der inneren Mantelfläche des Drosselkörpers 200. Dabei liegen jeweils vier Kanäle 210 übereinander. Im Gegensatz zu den Kanälen 180 weisen die Kanäle 210 jedoch keinen geraden, sondern einen schrauben- bzw. helixförmigen Verlauf auf, d.h. sie weisen zumindest einen Abschnitt auf, der helixartig um eine Helixachse gewunden ist. Dieser zumindest eine Abschnitt erstreckt sich dabei im Wesentlichen über die gesamte Länge der Kanäle 210. Der schrauben- bzw. helixförmige Verlauf ist in der Figur für einen der Kanäle 210 mithilfe von gestrichelten Linien angedeutet, wobei die drei Kanäle, die über diesem Kanal liegen, zur besseren Übersicht in der Figur nicht dargestellt sind. Die Kanäle sind aufgrund ihrer Schrauben- bzw. Helixform von außen nicht vollständig einsehbar. Von außen sind lediglich Einlassöffnungen 220 bzw. Austrittsöffnungen 230 der Kanäle 210 zu sehen sowie die Bereiche der Kanäle 210, die sich unmittelbar an die Einlassöffnungen 220 bzw. Austrittsöffnungen 230 anschließen.
Die Eintrittsöffnungen 220 sind in diesem Ausführungsbeispiel trichterförmig ausgebildet, um den Eintritt des fluiden Mediums in die Kanäle 210 möglichst geräusch- bzw. belastungsarm zu gestalten. Aus denselben Gründen wurden die zugehörigen Ränder verrundet.
Die Austrittsöffnungen 230 haben eine tropfen- bzw. bohnenförmige Form. Die tropfen bzw. bohnenförmige Form entsteht durch die jeweilige Schnittfläche des helixförmigen Kanals 210 durch die äußere Mantelfläche des Drosselkörpers 200 senkrecht zur Helixachse. Auch hier sind die zugehörigen Ränder verrundet, um das Ablösen von Strömen bzw. die Bildung von Wirbeln zu vermeiden. Die tropfen- bzw. bohnenförmigen Austrittsöffnungen 230 der Kanäle 210 sind zudem unterschiedlich orientiert, um die Fluidströme beim Austritt aus dem Drosselkörper 200 möglichst gebündelt in eine gewünschte Richtung zu lenken. Typischerweise soll der Fluidstrom in Richtung Auslass des Ventils gelenkt werden, z.B. in Richtung einer senkrecht zur Mittelachse des Drosselkörpers 200 erstreckenden Richtung. Alternativ können die Kanäle so orientiert werden, dass der Fluidstrom auf eine Haupterstreckungsebene des Drosselkörpers gelenkt wird. Dies wird u.a. durch unterschiedliche Startpunkte der schrauben- bzw. helixförmigen Verläufe der Kanäle 210 erreicht. Grundsätzlich können die Kanäle 210 im Bereich der Austrittsöffnungen 230 gerade, bspw. radial zur Mittelachse des Drosselkörpers oder auch schräg, insbesondere in Richtung der Prozessrichtung, aus dem Drosselkörper 200 herausgeführt werden. Dies spielt insbesondere dann eine Rolle, wenn die äußere Form des Drosselkörpers 200 von einer regelmäßigen Hohlzylinderform abweicht. Um den Fluidstrom in eine gewünschte Richtung zu lenken, ist es auch möglich, die Anordnung der Kanäle 210 im Drosselkörper 200 geeignet zu wählen. Insbesondere kann es dazu Bereiche 240 geben, in denen keine Kanäle 210 vorhanden sind. Die Prozessrichtung erstreckt sich insbesondere entlang einer Mittelachse des Drosselkörpers 200 betrachtet von der Mittelachse des Drosselkörpers 200 zu einer Austrittsöffnung des Stellventils 100.(siehe auch Pfeil in 4).
Die Gestaltung der Eintritts- 220 und Austrittsöffnung 230 ist unterschiedlich und entspricht einer Vorzugsrichtung, in der der Drosselkörper 200 durchströmt werden soll. In anderen Ausgestaltungen können die Eintritts- und Austrittsöffnungen jeweils in der gleichen Weise ausgestaltet sein, bspw. können sowohl die Eintritts- als auch die Austrittsöffnungen trichterförmig sein.
3 zeigt eine Ansicht des Drosselkörpers 200, die den Aufbau des Drosselkörpers 200 verdeutlicht. Der Drosselkörper 200 ist aus einer Reihe verschiedener Scheiben bzw. Platten aufgebaut: einer Deckscheibe 300, einer Bodenscheibe 310 und einer Reihe von Zwischenscheiben 320 sowie eine dickere Zwischenscheibe 330. Die Deckscheibe 300 und die Bodenscheibe 310 umfangen die Zwischenscheiben 320 und 330 und schließen den Drosselkörper 200 damit an zwei gegenüberliegenden Seiten ab. Die Deckscheibe 300, die Bodenscheibe 310 und die Zwischenscheiben 320 und 330 haben im Wesentlichen dieselbe hohlzylindrische Grundform. Diese hohlzylindrische Grundform entspricht der hohlzylindrischen Grundform des Drosselkörpers 200.
In der in 3 gezeigten Ansicht sind die Deckscheibe 300 sowie die sieben Zwischenscheiben 320, die der Deckscheibe 300 am nächsten liegen, und die dickere Zwischenscheibe 330 deckungsgleich übereinandergestapelt. Die von der Deckplatte 300 aus gesehen 9., 11., 13. und 15. Zwischenscheibe 320 wurden etwas verschoben, und zwar in eine erste Richtung. Die 17., 19., 21., 23., 25, 27. und 29. Scheibe wurde in der gleichen Weise verschoben, aber in die zu der ersten Richtung entgegensetzte Richtung. Die von der Bodenplatte 310 aus gesehen 2., 4., 6., 8., 10. und 12. Zwischenscheibe 320 sowie die Bodenplatte 310 selbst wurden dagegen wieder in die erste Richtung verschoben. Das Verschieben der genannten Scheiben veranschaulicht nicht nur den schichtweisen Aufbau des Drosselkörpers 200. Es legt zudem Ausnehmungen bzw. Aussparungen 340 frei, welche in die Zwischenscheiben 320 und 330 eingebracht wurden, um die Kanäle 210 zu bilden. Die Aussparungen 340 erstrecken sich dabei jeweils im Wesentlichen oder zumindest zu großen Teilen schräg oder senkrecht zur Grundfläche der Zwischenscheiben 320 und 330.
4 zeigt einen Drosselkörper 400, der zwar ähnlich wie der Drosselkörper aus 2 und 3 im Wesentlichen hülsenförmig bzw. hohlzylinderförmig ausgestaltet ist, aber dessen Außenkontur nicht die Form eines Zylindermantels hat. Auch in diesem Fall sind Kanäle 210 vorhanden, welche sich radial zur Mittelachse der Grundform des Drosselkörpers 400 erstrecken. Der Drosselkörper 400 weist an seiner Außenseite in Längsrichtung Einkerbungen auf, welche derart angeordnet sind, dass die Kanäle 210 jeweils senkrecht in die Einkerbungen der Außenkontur des Drosselkörpers münden. Die Ausgangsöffnungen der Kanäle 210 sind somit in dieser Ausführung nicht tropfen- bzw. bohnenförmig, sondern entsprechen dem senkrechten Querschnitt des jeweiligen Kanals, sind also typischerweise kreisförmig. Die genaue Form der Außenseite des Drosselkörpers 400 und die Ausrichtung der helixartigen Wicklung der Kanäle ist dabei so gewählt, dass die jeweilige Ausströmrichtung einer Prozessrichtung 410 angepasst ist. In der in 4 dargestellten Ausführung ist die Prozessrichtung 410 durch einen Pfeil angegeben. Der Drosselkörper 400 ist in 4 so orientiert, dass seine Symmetrieachse der Prozessrichtung 410 entspricht. Da die Kanäle 210 alle in den Einkerbungen der Außenkontur des Drosselkörpers münden, werden die entsprechenden Ausströmungen in die Prozessrichtung 410 geleitet. Dadurch können Verwirbelungen, Verschleiß und Geräuschentwicklung verringert werden. Die Austrittsöffnungen der Kanäle 210 und die Außenseite des Drosselkörpers 400 sind derart ausgebildet, dass aus den Kanälen 210 durch die Austrittsöffnungen ausströmendes Fluid in einem spitzen Winkel, insbesondere im Wesentlichen tangential, zur kreis- bzw. zylindermantelförmigen Außenkontur des Drosselkörpers 400 aus dem Drosselkörper 400 geleitet wird, vorzugsweise um den Drosselkörper 400 herum in Prozessrichtung 410.
5 zeigt eine invertierte Darstellung eines Kanals 210. Die den Kanal 210 bildenden Teile der Zwischenscheiben 320 und 330 wurden dabei entfernt und die Aussparungen 340 ausgefüllt. Die Darstellung verdeutlicht die unterschiedlichen Größen und Formen der Aussparungen 340. Sie umfassen sowohl rundliche Vertiefungen 500 als auch Durchbohrungen 510 mit schrägen Innenflächen, aber auch noch wesentlich komplexere Formen, bspw. Formen 520 mit runden bzw. gebogenen Innenflächen sowie zusammengewachsen erscheinende Formen 530. Durch den schichtweisen Aufbau des Drosselkörpers 200 sind jedoch alle diese Formen, d.h. die Formen 500, 510, 520 und 530 einer Qualitätskontrolle bzw. Prüfung sowie einem Nacharbeiten leicht zugänglich. Etwaige Unregelmäßigkeiten können so vor oder bei dem Zusammensetzen des Drosselkörpers 200 entfernt werden.
6 zeigt eine schematische Seitenansicht auf einen quaderförmigen Drosselkörper 600. Der quaderförmige Drosselkörper 600 ist - ähnlich wie der Drosselkörper 200 - aus einer Mehrzahl von Platten aufgebaut: einer Deckplatte 610, einer Bodenplatte 620 und Zwischenplatten 630. Die Deckplatte 610 und die Bodenplatte 620 umfangen die Zwischenplatten 630 und schließen den Drosselkörper 600 damit an zwei gegenüberliegenden Seiten ab. Die Platten 610, 620 und 630 haben im Wesentlichen dieselbe quaderförmige Grundform mit rechteckigen Grundflächen. Diese Grundform entspricht der quaderförmigen Grundform des Drosselkörpers 600.
Einige der Zwischenplatten 630 weisen Aussparungen auf, die schrauben- bzw. helixförmige Kanäle 640 bilden. Die Kanäle 640 erstrecken sich im Wesentlichen geradlinig von einer Seite des Drosselkörpers 600 zu einer der Seite abgewandten anderen Seite des Drosselkörpers 600. Die Kanäle 640 erstrecken sich somit im Wesentlichen über eine gesamte Länge des Drosselkörpers 600. Die Kanäle 640 befinden sich im Inneren des Drosselkörpers 600 und sind demnach mit gestrichelten Linien gezeichnet, da sie von der in 6 gezeigten Ansicht aus nicht zu sehen wären.
Es sind auch andere Ausgestaltungen der Grundform des Drosselkörpers 600 möglich. Beispielsweise kann der Drosselkörper 600 zylindrisch ausgeführt sein, wobei sich die Kanäle 640 parallel zur Zylinderachse bzw. der axialen Symmetrieachse verlaufen.
7 zeigt eine andere Ansicht des Drosselkörpers 600. In der in 7 gezeigten Ansicht sind lediglich zwei Zwischenplatten 630 dargestellt. Die übrigen Platten 610, 620 und 630 des Drosselkörpers 600 sind lediglich durch gestrichelte Linien angedeutet. In der gezeigten Ansicht sind Ausrichtungsmittel zu sehen, welche aus Fortsätzen 700 und den Fortsätzen 700 entsprechenden Nuten 710 bestehen. Die Fortsätze 700 und Nuten 710 richten die gezeigten Zwischenplatten 630 zueinander aus und fixieren sie zudem formschlüssig gegenüber einer Veränderung der relativen Position der Platten 630 zueinander. Die Fortsätze 700 und Nuten 710 können demnach auch als Fixierungsmittel aufgefasst werden. Die Fortsätze 700 und Nuten 710 sind zudem jeweils an unterschiedlichen Positionen angeordnet. Dies gilt für alle Fortsätze und Nuten der Platten 610, 620 und 630, die den Drosselkörper 600 bilden. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die Platten 610, 620 und 630 nur in einer bestimmten Reihenfolge zu dem Drosselkörper 600 zusammengesetzt werden.
8 zeigt einen Drosselkörper 800. Der Drosselkörper 800 ist ähnlich zu dem Drosselkörper 600 aus einer Mehrzahl von Platten 810 aufgebaut. In der in 8 gezeigten Ansicht sind die Kanäle, die so ausgestaltet sind, um von dem Fluidstrom durchströmt zu werden, nicht gezeigt. Stattdessen sind Ausnehmungen 820 und 830 in den Platten 810 gezeigt. Die Ausnehmungen 820 und 830 befinden auf einer Außenseite der Platten 810 bzw. des Drosselkörpers 800. Die Ausnehmungen 820 verlaufen über die gesamte Dicke einer Platte 810, während die Ausnehmungen 830 lediglich eckige Vertiefungen darstellen. Die Ausnehmungen 820 und 830 am Rand der Platten 810 bilden, wenn die Platten 810 zusammengesetzt sind, ein Plus-Zeichen. In dieses Plus-Zeichen kann beim Zusammensetzen der Platten 810 zu dem Drosselkörper 800 ein Werkzeug mit einem entsprechenden geformten Gegenstück zum Ausrichten der Platten 810 eingeführt werden. Zusätzlich oder alternativ kann ein Ausrichtungsmittel, ebenfalls zum Ausrichten der Platten 810, in das Plus-Zeichen eingesetzt oder eingelegt werden. Dieses Ausrichtungsmittel kann ggf. auch im Drosselkörpers 800 verbleiben, um die Ausrichtung der Platten 810 dauerhaft zu sichern.
9 zeigt eine Draufsicht auf zwei hohlzylinderförmige bzw. ringförmige Scheiben 900 und 920. Die Scheibe 900 weist Ausrichtungs- bzw. Fixierungsmittel 910 auf, welche einteilig mit der Scheibe 900 ausgeführt sind und kreisbogenförmige Fortsätze auf einer Seite der Scheibe 900 darstellen. Die Ausrichtungs- und Fixierungsmittel 910 sind gestaltet, um in entsprechende Nuten der Scheibe 920 einzugreifen. Die Scheiben 900 und 920 sind gestaltet, um zusammen mit einer Mehrzahl von anderen Scheiben zu einem Drosselkörper zusammengesetzt zu werden. Entsprechend weist auch die Scheibe 920 kreisbogenförmige Fortsätze 930 auf, welche einteilig mit der Scheibe 920 ausgeführt sind und in entsprechende Nuten einer anderen Scheibe (nicht gezeigt) eingreifen. Die Anzahl, Länge und Position der Fortsätze 910 und 930 der Scheiben 900 und 920 unterscheiden sich. Das gilt auch für die anderen Scheiben. So kann sichergestellt werden, dass die Scheiben nur einer bestimmten Reihenfolge zu dem Drosselkörper zusammengesetzt werden.
10 zeigt zwei längliche Fixierungsmittel 1000 und 1010 zum Ausrichten und Fixieren einer Mehrzahl von Scheiben und/oder Platten 1040. Die Scheiben und/oder Platten 940, die mithilfe der Fixierungsmittel 1000 und 1010 ausgerichtet bzw. fixiert werden, sind in der Figur durch gestrichelte Linien angedeutet. Zum Ausrichten und Fixieren werden die länglichen Fixierungsmittel 1000 und 1010 dabei durch die Scheiben und/oder Platten 940 hindurchgesteckt. Das längliche Fixierungsmittel 1000 weist hierzu entlang seiner Längserstreckung eine sich stufenweise verkleinernde Querschnittsfläche auf, wobei jede Stufe einer Scheibe und/oder Platte 1040 entspricht, die mithilfe des Fixierungsmittels 1000 ausgerichtet und/oder fixiert werden kann. Das längliche Fixierungsmittel 1010 ist zu diesem Zweck konisch zulaufend geformt. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Scheiben und/oder Platten 1040 nur einer dafür vorgesehenen Reihenfolge zusammengesetzt werden.
Zusätzlich weisen die Fixierungsmittel 1000 und 1010 einen Kopf 1020 auf. Der Kopf 1020 erleichtert das Einführen der Fixierungsmittel 1000 und 1010 in die dafür vorgesehenen Ausnehmungen der Scheiben und/oder Platten 1040, und auch ggf. das Entfernen davon. Das Fixierungsmittel 1000 weist zudem ein Schraubgewinde 1030 auf. Mit dem Schraubgewinde 1030 kann das Fixierungsmittel 1000 mit den Scheiben- und/oder Platten 1040 verbunden werden. Mithilfe des Kopfes 1020 können die Scheiben und/oder Platten 1040 dabei zusätzlich miteinander verklemmt werden, um sie gegen eine Veränderung der Position zueinander zu sichern.
11 zeigt einen Ablaufplan einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens 1100 zum Herstellen eines der vorgeschlagenen Drosselkörper. Das Verfahren beginnt mit Schritt 1110, in dem die Mehrzahl von Einheiten bereitgestellt wird. Im nächsten Schritt 1120 werden die in dem Schritt 1110 bereitgestellten Einheiten zu dem Drosselkörper zusammengesetzt. In Schritt 1130 wird zunächst geprüft, ob der zumindest eine Abschnitt frei von Unregelmäßigkeiten, Knicken und/oder Kanten ist, die den Fluidstrom beim Durchströmen des Kanals wesentlich beeinflussen und/oder abrupte Richtungsänderungen des Fluidstroms bewirken. Ist das der Fall, wird das dokumentiert und der mit dem Verfahren hergestellte Drosselkörper in Schritt 1140 für die weitere Verwendung freigegeben. Erfüllt der zumindest eine Abschnitt nicht die oben genannten Eigenschaften, wird in Schritt 1150 nach der Ursache hierfür gesucht und die Einheiten ggf. nachbearbeitet und/oder nachjustiert, d.h. die festgestellten Unregelmäßigkeiten, Knicke und/oder Kanten werden beseitigt oder zumindest auf ein tolerables Maß reduziert. Schritt 1120 wird hiernach wiederholt, wobei ggf. nicht wieder alle Einheiten zusammengesetzt werden müssen, sondern nur die Einheiten, die zur Behebung des Problems saus dem Verbund herausgenommen wurden. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass der zumindest eine Abschnitt die oben genannten Eigenschaften aufweist, bevor er für die Verwendung bspw. in einer prozesstechnischen Anlage verwendet wird.
12 zeigt einen Ablaufplan einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens 1200 zum Herstellen eines Systems aus Einheiten, die so ausgebildet sind, um sie bspw. nach einem Verfahren 1100 zu einem der vorgeschlagenen Drosselkörper zusammenzusetzen. Das Verfahren beginnt mit Schritt 1210, in dem eine Stahlblechrolle oder eine Platte aus Monelmetall (Werkstoffnummer 2.4360, UNS N 04400, Alloy 400), bereitgestellt wird. Im nächsten Schritt werden aus der Stahlblechrolle bzw. der Monelmetallplatte mithilfe einer Wasserschneideverfahrens die Einheiten herausgeschnitten, und zwar so, dass sie nach einem Verfahren 1100 zu einem der vorgeschlagenen Drosselkörper zusammengesetzt werden können. Dabei werden in mindestens zwei der Einheiten Aussparungen hineingeschnitten, die ausgebildet sind, um den zumindest einen Abschnitt des mindestens einen Kanals zu bilden, wenn die Mehrzahl von Einheiten zu dem Drosselkörper zusammengesetzt sind. Hierfür wird dem Wasser, das für das Schneiden des Stahlblechs bzw. der Monelmetallplatte verwendet wird, ein abrasives Medium hinzugefügt, um möglichst hochwertige Schnittkanten zu erhalten. In Schritt 1230 werden die mit dem Wasserschneideverfahren hergestellten Einheiten zu einem Paket konfektioniert und für die weitere Verwendung, insbesondere zum Herstellen eines Drosselkörpers, bereitgestellt.
Bezugszeichen

100: Stellventil
110: Ventilgehäuse
120: Einlass
130: Auslass
140: Dichtsitzkontur
150: Kolbenführungsbereich
160: Drosselkörper
170: Regelglied
180: Kanal
200: Drosselkörper
210: Kanal
220: Eintrittsöffnung
230: Austrittsöffnung
240: Bereich ohne Kanäle
300: Deckscheibe
310: Bodenscheibe
320: Zwischenscheibe
330: dickere Zwischenscheibe
340: Aussparung
400: Drosselkörper
410: Prozessrichtung
500: rundliche Vertiefung
510: Durchbohrung
520: Form mit runden bzw. gebogenen Innenflächen
530: zusammengewachsen erscheinende Form
600: Drosselkörper
610: Deckplatte
620: Bodenplatte
630: Zwischenplatte
640: Kanal
700: Fortsatz
710: Nut
800: Drosselkörper
810: Platte
820: Ausnehmung
830: Ausnehmung
900: Scheibe
910: kreisbogenförmiger Fortsatz
920: Scheibe
930: kreisbogenförmiger Fortsatz
1000: längliches Fixierungsmittel
1010: längliches Fixierungsmittel
1020: Kopf
1030: Gewinde
1040: Scheibe und/oder Platte
1100: Verfahren zum Herstellen eines Drosselkörpers
1110: Bereitstellen einer Mehrzahl von Einheiten
1120: Zusammensetzen der Einheiten
1130: Prüfen
1140: Bereitstellen des fertigen Drosselkörpers
1150: Beseitigen/Reduzieren von Unregelmäßigkeiten, Knicken und/oder Kanten
1200: Verfahren zum Herstellen eines Systems aus Einheiten
1210: Bereitstellen einer Stahlblechrolle bzw. der Monelmetallplatte
1220: Herstellen der Einheiten aus der Stahlblechrolle bzw. der Monelmetallplatte
1230: Bereitstellen des Systems aus Einheiten

zitierte Literatur
zitierte Patentliteratur

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

US 3780767 A [0006, 0080]
US 4018245 A [0006, 0080]
EP 2631518 B1 [0006, 0080]
US 5732738 A [0006, 0080]
DE 102004021967 A1 [0006, 0080]
DE 1650196 A [0007, 0080]
DE 102015005611 A1 [0008, 0023, 0080]

Claims

Drosselkörper (200; 600; 800) zum Drosseln eines Fluidstroms; 1.1 wobei der Drosselkörper (200; 600; 800) mindestens einen Kanal (210; 640) aufweist, der ausgebildet ist, um von dem Fluidstrom durchströmt zu werden; 1.2 wobei der mindestens eine Kanal (210; 640) zumindest einen Abschnitt aufweist, der helixartig um eine Helixachse gewunden ist; 1.3 wobei der Drosselkörper (200; 600; 800) aus einer Mehrzahl von Einheiten (300, 310, 320, 330; 610, 620, 630; 810) zusammengesetzt ist; 1.4 wobei mindestens zwei der Einheiten (300, 310, 320, 330; 610, 620, 630; 810) jeweils mindestens eine Aussparung (340), insbesondere eine Mehrzahl von Aussparungen (340), aufweisen; 1.4.1 wobei die Aussparungen (340) der mindestens zwei Einheiten so ausgebildet sind, dass sie den zumindest einen Abschnitt des mindestens einen Kanals (210; 640) bilden, wenn die Mehrzahl von Einheiten (300, 310, 320, 330; 610, 620, 630; 810) zu dem Drosselkörper (200; 600; 800) zusammengesetzt sind.
Drosselkörper (200; 600; 800) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, 2.1 dass die mindestens zwei Einheiten scheiben- und/oder kreisring- und/oder plattenförmig sind; und 2.2 dass die mindestens zwei Einheiten ausgebildet sind, um zu einem Stapel verbunden zu sein, wenn die Mehrzahl von Einheiten (300, 310, 320, 330; 610, 620, 630; 810) zu dem Drosselkörper (200; 600; 800) zusammengesetzt sind.
Drosselkörper (200; 600; 800) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, 3.1 dass die mindestens zwei Einheiten schalen- und/oder hohlzylinderförmig sind; und 3.2 dass die mindestens zwei Einheiten ausgebildet sind, um ineinander gesetzt zu werden, wenn die Mehrzahl von Einheiten (300, 310, 320, 330; 610, 620, 630; 810) zu dem Drosselkörper (200; 600; 800) zusammengesetzt sind.
Drosselkörper (200; 600; 800) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Einheit der Mehrzahl von Einheiten (300, 310, 320, 330; 610, 620, 630; 810) eine Dicke von mindestens 0,5 mm, vorzugsweise von mindestens 0,6 mm und insbesondere bevorzugt von mindestens 0,7 mm aufweist.
Drosselkörper (200; 600; 800) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (340) Innenflächen aufweisen, welche jeweils schräg bezüglich der Helixachse und/oder gebogen ausgebildet sind.
Drosselkörper (200; 600; 800) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Kanal (210; 640) in einem Bereich des zumindest einen Abschnitts, der helixartig um die Helixachse gewunden ist, wenigstens einmal, bevorzugt mindestens zweimal, besonders bevorzugt mindestens vier- oder fünfmal vollständig um die Helixachse windet.
Drosselkörper (200; 600; 800) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kanal (210; 640) eine Verzweigung aufweist.
Drosselkörper (200; 600; 800) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, 8.1 dass der zumindest eine Abschnitt, der helixartig um die Helixachse gewunden ist, entlang einer Erstreckung unterschiedliche Querschnitte aufweist; 8.2 wobei vorzugsweise ein Übergang von runden zu ovalen Querschnitten vorgesehen ist.
Drosselkörper (200; 600; 800) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Austrittsöffnung (220, 230) des mindestens einen Kanals (210) trichterförmig ausgebildet ist und/oder mit abgerundeten Kanten ausgeführt ist.
Drosselkörper (200; 600; 800) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Austrittsöffnung (220, 230) des mindestens einen Kanals (210) so ausgebildet ist, dass der Fluidstrom beim Austritt aus dem Drosselkörper (200; 600; 800) um- und/oder abgelenkt wird.
Drosselkörper (200; 600; 800) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, 11.1 dass mindestens drei, vorzugsweise fünf, besonders bevorzugt mindestens 7 der Einheiten (300, 310, 320, 330; 610, 620, 630; 810) jeweils mindestens eine Aussparung (340) aufweisen, 11.2 wobei die Aussparungen (340) so ausgebildet sind, dass der zumindest eine Abschnitt, der helixartig um die Helixachse gewunden ist, gebildet wird, wenn die Mehrzahl von Einheiten (300, 310, 320, 330; 610, 620, 630; 810) zu dem Drosselkörper (200; 600; 800) zusammengesetzt sind.
Rohrleitung mit einem Drosselkörper (200; 600; 800) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Stellventil mit einem Drosselkörper (200; 600; 800) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11.
Verfahren (1100) zum Herstellen eines Drosselkörpers (200; 600; 800) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11 mit den folgenden Schritten: 14.1 Bereitstellen (1110) der Mehrzahl von Einheiten (300, 310, 320, 330; 610, 620, 630; 810); und 14.2 Zusammensetzen (1120) der Mehrzahl von Einheiten (300, 310, 320, 330; 610, 620, 630; 810) zu dem Drosselkörper (200; 600; 800).
Verfahren (1100) nach dem unmittelbar vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Verfahrensschritt, insbesondere nach dem Zusammensetzen, ein Sicherstellen (1130, 1140, 1150) erfolgt, dass der zumindest eine Abschnitt des mindestens einen Kanals (210; 540) helixartig um die Helixachse gewunden ist, wobei das Sicherstellen ein Neuausrichten (1150) mindestens einer der Einheiten (300, 310, 320, 330; 610, 620, 630; 810) umfasst.
Verfahren (1100) nach einem der beiden unmittelbar vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Verfahrensschritt ein Nacharbeiten (1150) mindestens einer der Einheiten (300, 310, 320, 330; 610, 620, 630; 810) und/oder mindestens einer der Aussparung (340) erfolgt.
Verfahren (1100) nach dem unmittelbar vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Nacharbeiten (1150) ein Ausglätten, Entgraten und/oder Abschleifen eines Randes und/oder einer Anlegefläche mindestens einer der Einheiten (300, 310, 320, 330; 610, 620, 630; 810) und/oder einer der Aussparungen (340) umfasst.
Verfahren (1100) nach dem unmittelbar vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausglätten, Entgraten und/oder Abschleifen mithilfe eines abrasiven Mediums erfolgt.
Verfahren (1100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, 19.1 dass mindestens ein Ausrichtungsmittel (910, 930; 1000, 1010) bereitgestellt wird und/oder mindestens eine Einheit der Mehrzahl von Einheiten (300, 310, 320, 330; 610, 620, 630; 810) mindestens ein Ausrichtungsmittel aufweist; 19.2 wobei das mindestens eine Ausrichtungsmittel (910, 930; 1000, 1010) beim Zusammensetzen des Drosselkörpers (200; 600; 800) zum Ausrichten von mindestens zwei der Einheiten (300, 310, 320, 330; 610, 620, 630; 810) zueinander verwendet wird und/oder 19.3 wobei das mindestens eine Ausrichtungsmittel (910, 930; 1000, 1010) zum Vorgeben einer Reihenfolge verwendet wird, in der zumindest ein Teil der Einheiten (300, 310, 320, 330; 610, 620, 630; 810) zu dem Drosselkörper (200; 600; 800) zusammenzusetzen sind.
Verfahren (1100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, 20.1 dass mindestens ein Fixierungsmittel (910, 930; 1000, 1010) bereitgestellt wird und/oder mindestens eine der Mehrzahl von Einheiten (300, 310, 320, 330; 610, 620, 630; 810) mindestens ein Fixierungsmittel aufweist; 20.2 wobei das mindestens eine Fixierungsmittel (910, 930; 1000, 1010) beim Zusammensetzen des Drosselkörpers (200; 600; 800) zum Fixieren von mindestens zwei der Mehrzahl von Einheiten (300, 310, 320, 330; 610, 620, 630; 810) gegen eine Veränderung der relativen Position und/oder Ausrichtung der mindestens zwei Einheiten zueinander verwendet wird.
Verfahren (1100) nach dem unmittelbar vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Fixierungsmittel (1000, 1010) alle Einheiten (300, 310, 320, 330; 610, 620, 630; 810) des Drosselkörpers (200; 600; 800) fixiert.
Verfahren (1100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, 22.1 dass zusätzlich ein Werkzeug bereitgestellt wird, 22.2 wobei das Werkzeug zum Ausrichten von mindestens zwei der Einheiten (300, 310, 320, 330; 610, 620, 630; 810) beim Zusammensetzen des Drosselkörpers (200; 600; 800) und/oder 22.3 zum Fixieren von mindestens zwei der Einheiten (300, 310, 320, 330; 610, 620, 630; 810) gegen eine Veränderung der relativen Position und/oder Ausrichtung zueinander und/oder 22.4 zum Vorgeben einer Reihenfolge, in der zumindest ein Teil der Einheiten (300, 310, 320, 330; 610, 620, 630; 810) zu dem Drosselkörper (200; 600; 800) zusammenzusetzen sind, ausgebildet ist.
System aus Einheiten (300, 310, 320, 330; 610, 620, 630; 810), die ausgebildet sind, um sie nach einem Verfahren (1100) gemäß einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche zu einem Drosselkörper (200; 600; 800) zusammenzusetzen.
System nach dem unmittelbar vorhergehenden Anspruch, gekennzeichnet durch 24.1 ein Werkzeug und/oder ein Fixierungsmittel (910, 930; 1000, 1010) zum Ausrichten von mindestens zwei der Einheiten (300, 310, 320, 330; 610, 620, 630; 810) beim Zusammensetzen des Drosselkörpers (200; 600; 800) und/oder 24.2 zum Fixieren von mindestens zwei der Einheiten (300, 310, 320, 330; 610, 620, 630; 810) gegen eine Veränderung der relativen Position und/oder Ausrichtung der mindestens zwei Einheiten zueinander und/oder 24.3 zum Vorgeben einer Reihenfolge, in der zumindest ein Teil der Einheiten (300, 310, 320, 330; 610, 620, 630; 810) zu dem Drosselkörper (200; 600; 800) zusammenzusetzen sind.
Verfahren (1200) zum Herstellen eines Systems nach einem der beiden unmittelbar vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren (1200) nach dem unmittelbar vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet dass die Aussparungen (340) einer Auswahl der Einheiten (300, 310, 320, 330; 610, 620, 630; 810) mithilfe eines Wasserschneideverfahrens erzeugt werden.