DE1225930B

DE1225930B - Throttle valve

Info

Publication number: DE1225930B
Application number: DES85808A
Authority: DE
Inventors: Sydney S Smith
Original assignee: SMITH DEV CO
Current assignee: SMITH DEV CO
Priority date: 1963-06-24
Filing date: 1963-06-24
Publication date: 1966-09-29

Description

Drosselventil . Die Erfindung betrifft ein Drosselventil mit einem eine konische Innenbohrung aufweisenden Gehäuse und einem entsprechend der Innenbohrung des Gehäuses konisch ausgebildeten beweglichen Ventilglied, wobei Gehäuse und Ventilglied mittels eines Gewindes, das die Begrenzung eines schraubenförmig um die Ventilachse verlaufenden Drosselkanals bildet, verbunden sind.Throttle valve . The invention relates to a throttle valve with a housing having a conical inner bore and a movable valve member configured conically corresponding to the inner bore of the housing, the housing and valve member being connected by means of a thread which defines a throttle channel running helically around the valve axis.

Es ist bereits ein derartiges Drosselventil bekannt, bei dem das erwähnte Gewinde als Spitzgewinde ausgebildet ist. Wenn dort die Flanken des. Spitzgewindes voneinander getrennt werden, ist die Flüssigkeit nicht mehr gezwungen, schraubenförmig in der äußeren Spitze des Gewindes das Gehäuse zu durchflie.ßen, sondern sie kann mehr oder weniger in axialer Richtung zwischen den Gewindegängen des Ventilgliedes und des Gehäuses fließen, zumal hier überall ein gleichmäßiger Zwischenraum entsteht. In diesem Fall ist also ein gesteuerter Durchfluß nicht möglich, da die Flüssigkeit nicht in schraubenförmigen Windungen dem Gewinde folgend fließt.Such a throttle valve is already known in which the aforementioned Thread is designed as a pointed thread. If there the flanks of the. Pointed thread separated from each other, the liquid is no longer forced to be helical in the outer tip of the thread to durchflie.ßen the housing, but it can more or less in the axial direction between the threads of the valve member and the housing flow, especially since there is an even gap everywhere. In this case, a controlled flow is not possible because the liquid does not flow in helical turns following the thread.

Der Effindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beseitigen und ein Drosselventil der erwähnten Art zu schaffen, . das über einen großen Bereich regulierbar ist.The invention is based on the object of eliminating this disadvantage and creating a throttle valve of the type mentioned . which can be regulated over a wide range.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das G ' öwinde als Flachgewinde ausgebildet ist. Hierdurch werden in allen Lagen des Ventilgliedes zwei Schraubenförmig gewundene Durchflußöffnungen zwischen dem Ventilglied und dem Gehäuse infolge des Rechteck-Querschnitte zeigenden Flach ewindes gebildet, Wenn das Ventil-# g glied nach oben oder unten geschraubt wird, werden diese Dur#iüußöffnuiig6n entsprechend stufenlos, d. h. ganz fein regulierbar, vergrößert oder verkleinert.To achieve this object, the invention provides that the G 'öwinde is designed as a flat thread. In this way, the valve member, two helically wound flow openings between the valve member and the housing due to the rectangular cross-sections facing flat formed ewindes in all layers when the valve is # g membered screwed up or down, these major be # iüußöffnuiig6n corresponding to steplessly, d . H. very finely adjustable, enlarged or reduced.

In weiterer ' Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das. Ventilglied mit einem axial verlaufenden überströmkanäl versehen ist, in dem ein Rückschlagventil angeordnet ist. Dadurch ist im Bedarfsfall ein ungedrosseltes Rückfließen , -der Flüssigkeit möglich.In another 'embodiment of the invention it is provided that the. Valve member is provided with an axially extending überströmkanäl in which a check valve is disposed. This one unthrottled back flow, -the liquid is possible in case of need.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an Hand der Zeichnung nachstehend beschrieben. Es zeigt F i g. 1 einen Axialschnitt durch das erfindungsgemäße Drosselventil bei geschlossener Stellung, F i g. 2 eine der F i g. 1 entsprechende Darstellung bei geöffnetem Ventil und F i g. 3 einen vergrößerten Teilschnitt durch die Durchflußkanäle bei geöffnetem Ventil.An embodiment of the invention is described below with reference to the drawing. It shows F i g. 1 shows an axial section through the throttle valve according to the invention in the closed position, FIG. 2 one of the F i g. 1 corresponding representation with the valve open and FIG. 3 shows an enlarged partial section through the flow channels with the valve open.

In einem im wesentlichen zylindrischen Gehäuse 10 ist ein Mittelstück 12 angeordnet, das an beiden Enden mit Flanschen 14 und 16 ausgestattet ist. Das eine Ende des Gehäuses 10 ist durch einen Deckel 18 verschlossen, der mit einem Flansch 20 am Flansch 16 mit Hilfe von Schraubenbolzen 22 befestigt ist. Am anderen Ende des Gehäuses ist ein Endstück 24 vorgesehen, das mit einem Flansch 26 am Gegenflansch 14, ebenfalls mit Hilfe von Schraubenbolzen 28, befestigt ist. Ein O-Ring JO dient zur Abdichtung an den Flanschen 26 und 14; ein weiterer O-Ring 32 dichtet die Flansche 16,.und 20 ab.In a substantially cylindrical housing 10 , a center piece 12 is arranged, which is equipped with flanges 14 and 16 at both ends. One end of the housing 10 is closed by a cover 18 which is fastened with a flange 20 to the flange 16 with the aid of screw bolts 22. At the other end of the housing, an end piece 24 is provided, which is fastened with a flange 26 on the mating flange 14, likewise with the aid of screw bolts 28 . An O-ring JO is used to seal on the flanges 26 and 14; Another O-ring 32 seals the flanges 16, .and 20.

Im Gehäuse 10 ist ein Ventilglied 34 angeordnet, das einen axial verlaufenden, im wesentlichen mittig angeordneten überströmkanal 36 aufweist, der sich über die gesamte Länge des Kolbens erstreckt. Am oberen Ende des Kolbens ist eine Welle 38 befestigt, in der sich ein Kanal 40 befindet, der mit dem Kanal 36 in Verbindung steht und sich an seinem anderen Ende in eine, Kammer 42 innerhalb des Gehäuses öffnet. Die Kammer wird von dem Endstück 24 des Gehäuses umschlossen. Die Welle 38 ist am Kolben befestigt und dient dazu, den Kolben zu drehen, um auf diese Weise die Durchströmmenge einzustellen. ..Die Welle 38 geht durch eine Hülse 44 hindurch, die einstückig mit dem Endstück 24 ausgebildet ist. Am Ende der Welle ist ein Handrad 46 befestigt. Ein O-Ring 48 dichtet die Welle 38 gegen die Hülse 44 ab. Am Handrad 46 ist ein parallel zur Außenfläche der Hülse 44 verlaufender Zeiger 50 befestigt, der an einer entsprechend vorgesehenen Teilung die Einstellung des Ventils und damit den Durchfluß angibt.In the housing 10 , a valve member 34 is arranged, which has an axially extending, essentially centrally arranged overflow channel 36 which extends over the entire length of the piston. Attached to the upper end of the piston is a shaft 38 in which there is a channel 40 which communicates with the channel 36 and opens at its other end into a chamber 42 within the housing. The chamber is enclosed by the end piece 24 of the housing. The shaft 38 is attached to the piston and serves to rotate the piston in order to adjust the flow rate in this way. The shaft 38 passes through a sleeve 44 which is formed in one piece with the end piece 24. A hand wheel 46 is attached to the end of the shaft. An O-ring 48 seals the shaft 38 against the sleeve 44. A pointer 50 , which runs parallel to the outer surface of the sleeve 44 and which indicates the setting of the valve and thus the flow rate at a correspondingly provided division, is attached to the handwheel 46.

Eine am Endstück 24 vorgesehene öffnung 52 kann entweder als Einlaß- oder Auslaßöffnung dienen. Die öffnung 52 führt in die Kammer 42 und steht damit mit dem Kanal 36 in Verbindung. Im Deckel 18 ist eine weitere Öffnung 54 vorgesehen, die ebenfalls entweder als Einlaß- oder als Auslaßöffnung für das Medium dienen kann. Diese letztere öffnung führt in das untere Ende des Kanals 36, wobei hier ein Rückschlagventil eingebaut ist, das nachfolgend noch näher beschrieben wird. An opening 52 provided on the end piece 24 can serve either as an inlet or an outlet opening. The opening 52 leads into the chamber 42 and is thus connected to the channel 36 . A further opening 54 is provided in the cover 18 , which can also serve either as an inlet or as an outlet opening for the medium. This latter opening leads into the lower end of the channel 36, a non-return valve being installed here, which will be described in more detail below.

Am unteren Ende des Kanals 36 ist eine Kammer 56 ausgebildet, deren unteres Ende durch einen Pfropfen 58 verschlossen ist. Im Pfropfen 58 ist eine Bohrung 60 vorgesehen, die im wesentlichen den gleichen Querschnitt wie der Kanal 36 aufweist. Der Pfropfen 58 ist von unten her in das Ventilglied 34 eingeschraubt. Die einander gegenüberliegenden Enden der Kammer 56 sind mit Ventilsitzen 62 und 64 ausgestattet, an die sich eine Ventilkugel 66 anlegt. Die Ventilkugel 66 wird mit Hilfe einer Schraubenfeder 68, je nach der Seite, auf der die Feder am Ventilkörper anliegt, auf einen der Sitze gedrückt. Wie sich aus der Zeichnung ergibt, kann das Medium bei der in der Zeichnung dargestellten Anordnung von der öffnung 54 durch den Kanal 36 zur Öffnung 52 fließen. Dagegen kann kein Durchfluß von der öffnung 52 nach unten durch den Kanal 36 und bei der öffnung 54 nach außen stattfinden. Wenn jedoch - die Lage von Ventilkörper 66 und Feder 68 vertauscht wird, verläuft auch die Richtung des ungehinderten Flüssigkeitsdurchtritts entgegengesetzt. Der Pfropfen 58 ist zum Zweck, diese Veränderung durchführen zu können, ausbaubar.At the lower end of the channel 36 , a chamber 56 is formed, the lower end of which is closed by a plug 58. A bore 60 is provided in the plug 58 which has essentially the same cross section as the channel 36 . The plug 58 is screwed into the valve member 34 from below. The opposite ends of the chamber 56 are equipped with valve seats 62 and 64 against which a valve ball 66 rests. The valve ball 66 is pressed onto one of the seats with the aid of a helical spring 68, depending on the side on which the spring rests on the valve body. As can be seen from the drawing, in the arrangement shown in the drawing, the medium can flow from the opening 54 through the channel 36 to the opening 52. On the other hand, no flow can take place from the opening 52 downward through the channel 36 and at the opening 54 to the outside. If, however , the position of valve body 66 and spring 68 is reversed, the direction of the unimpeded passage of liquid also runs in the opposite direction. The plug 58 can be removed for the purpose of being able to carry out this change.

. Ande'r e##Üßenfläche des Ventilgliedes 34 ist ein Gewinde 70 angeordnet, dessen Gänge im Querschnitt quadratisch sind. In entsprechender Weise ist an der Innenseite des Zylinders 12 ein. im Querschnitt. . quadratisches Gewinde 72 vorgesehen. Sowohl das Ventilglied wie. auch das Teil 12 sind konisch, während die Gewinde 70 und 72 gleich ausgebildet sind. Hierdurch wird erreicht, daß dann, wenn das Ventilglied sich in Schließstellung gemäß F i g. 1 befindet, die Gewindegänge voll ineinander eingreifen. Wenn dagegen das Ventilglied 34 nicht gänzlich in den Zylinder 10 hineingeschraubt ist, verbleibt ein Zwischenraum zwischen der Spitze des Gewindes 72 und der Wurzel des Gewindes 70 und zwischen der Spitze des Gewindes 70 und der Wurzel des Gewindes 72. Diese beiden Zwischenräume sind mit 74 und 76 in der Zeichnung angegeben. Die Zwischenräume 74 und 76 sind vonr einander getrennt, weil die Flanken der Gewindegänge70 und 72 dicht aneinanderliegen. Die Zwischenräume 74 und 76 bilden zwei parallele, schraubenförmig gewundene Durchtrittskanäle, die von der Kammer 42. nach unten zur Öffnung 54 führen. Die Durchflußkanäle verlaufen mit gleichmäßigem Anstieg in Axialrichtung. Der Querschnitt der Durchtrittskanäle 74 und 76 kann dadurch verändert werden, daß das Ventilglied relativ zum Gehäuse 10 verstellt wird. Wenn das Ventilglied tiefer in das Gehäuse hineinbewegt wird, verringert sich der Querschnitt der Kanäle 74 und 76, und der Flüssigkeitsdurchfluß verringert sich dementsprechend. Wenn das Ventilglied 34 im Verhältnis zum Gehäuse 10 nach oben verstellt wird, nimmt der Querschnitt der Kanäle 74 und 76 zu, und der Flüssigkeitsdurchfluß erhöht sich dementsprechend. Die Durchflußkanäle 74 und 76 haben einen durchgehend gleichbleibenden Querschnitt, weil auch die Gewindegänge 70 und 72 innerhalb ihrer Länge gleichförmig ausgebildet sind. Wenn das Ventilglied 34 in Schließstellung steht, -dient ein O-Ring 78 als Dichtung zwischen dem Ventilglied und dem Deckel 18. Die Durchflußöffnungen 74 und 76 steuern den. Flüssigkeitsdurchfluß in beiden Richtungen lediglich auf Grund der durch sie hervorgerufenen mehr oder weniger großen Verengung des Strömungsquerschnitts. . On the other side of the valve member 34 there is a thread 70 , the threads of which are square in cross section. In a corresponding manner, a is on the inside of the cylinder 12. in cross section. . square thread 72 is provided. Both the valve member as. the part 12 are also conical, while the threads 70 and 72 are formed identically. This ensures that when the valve member is in the closed position according to FIG . 1 is located, the threads fully mesh with one another. If, on the other hand, the valve member 34 is not fully screwed into the cylinder 10 , a space remains between the tip of the thread 72 and the root of the thread 70 and between the tip of the thread 70 and the root of the thread 72. These two spaces are indicated by 74 and 76 indicated in the drawing. The spaces 74 and 76 are separated from one another because the flanks of the threads 70 and 72 lie close to one another. The spaces 74 and 76 form two parallel, helically wound passage channels which lead from the chamber 42 down to the opening 54. The flow channels run with a uniform increase in the axial direction. The cross section of the passage channels 74 and 76 can be changed in that the valve member is adjusted relative to the housing 10 . As the valve member is moved deeper into the housing, the cross-section of the channels 74 and 76 decrease and the fluid flow decreases accordingly. When the valve member 34 is adjusted upward relative to the housing 10 , the cross-section of the channels 74 and 76 increases and the liquid flow increases accordingly. The flow channels 74 and 76 have a constant cross-section throughout because the threads 70 and 72 are also made uniform within their length. When the valve member 34 is in the closed position, an O-ring 78 serves as a seal between the valve member and the cover 18. The flow openings 74 and 76 control the. Liquid flow in both directions only due to the more or less large narrowing of the flow cross-section caused by them.

Der Durchfluß durch die Kanäle 74 und 76 findet bei geringen Drücken im laminaren Bereich statt, während die Strömung bei höheren Drücken in Turbulenz übergeht. jede Art von Flüssigkeit oder Gas kann hinsichtlich seiner Durchflußmenge mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung gesteuert werden.The flow through the channels 74 and 76 takes place at low pressures in the laminar range, while the flow changes into turbulence at higher pressures. any type of liquid or gas can be controlled with respect to its flow rate with the aid of the device according to the invention.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird vorteilhaft bei solchen.Einrichtungen angewendet, wo ein auf eine bestimmte Menge eingestellter Durchfluß in der einen Richtung und eine in ihrer Größe unbegrenzte Durchflußmenge in der anderen Richtung verlangt wird.The device according to the invention is advantageous in such devices applied where a flow rate adjusted to a certain amount in one Direction and a flow rate unlimited in size in the other direction is required.

Claims

Claims: 1. Throttle valve with a housing having a conical inner bore and a movable valve member corresponding to the inner bore of the housing conically formed, the housing and valve member by means of a thread which the. Boundary of a throttle channel running helically around the valve axis, are connected, characterized in that the thread is designed as a flat thread.

2. Throttle valve according to claim 1, characterized in that the valve member (34) is provided with an axially extending overflow channel ( 36) in which a check valve (66) is arranged. 0 Publications taken into consideration: German utility model No. 1810 588; U.S. Patent No. 2,091,764 .