DE1750923A1

DE1750923A1 - Drosseleinrichtung zum Konstanthalten der Durchflussmenge

Info

Publication number: DE1750923A1
Application number: DE19681750923
Authority: DE
Inventors: Alwin Borschers
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1968-06-19
Filing date: 1968-06-19
Publication date: 1972-03-23
Also published as: DE1750923B2; GB1266794A; CH483588A; AT295271B

Description

Drosseleinrichtung zum Konstanthalten der Durchflußmenge

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drosseleinrichtung zum Konstanthalten der Durchflußmenge durch eine Rohrleitung bei veränderlichem Förderdruck mit einer quer zur Strömung angeordneten elastischen Scheibe, die durch mehere Abstützelemente mit Abstand von einer durchbrochenen starren Platte gehalten und unter dem Einfluß des Strömungsdruckes in Richtung auf diese Platte durchbiegbar ist.

Es sind Drosseleinrichtungen dieser Art bekannt, bei denen die eistische Scheibe am Rand abgestützt ist und mit einem einzigen, mittigen Durchbruch in der Platte zusammenwirkt. Bei einer bekannten Ausführungsform erfolgt die Abstützung über einen Randwulst der Scheibe, der durch vier am Seheibenumfang vorgesehene Durchbrüche in vier teilkreisförmige Abstützelemente unterteilt ist. In der Mitte der Scheibe ist ein Konus angeformt, der in den Plattendurchbruch ragt.

Es ist sehr schwierig oder sogar ausgeschlossen, mit einer solchen Konstruktion den Durchfluß über einen großen Druckbereich konstant zu halten. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß die Einrichtung normalerweise in eine Rohrleitung eingebaut wir3 und ihre G-esamtabmeBsungen daher sehr klein sind (Durchmesser· z.B, 2 cm). Pur kleine Durchflußmengen ist es erstrebt, de λ Isurchtrueh in der starren Platte möglichst groß zu machen» aarait bei niedsr&n Drücken eine ausreichend große. Durchflußrnenge hindurchtritt. Je größer aber der Durchbruchequerschnitt, usaso schwieriger ist die Drosselung bei höheren Drücken. Je größer die Quer-

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scimittsfläclie, umso eher besteht auch die Gefahr, daß die gegen den Durchbruch gepreßte Seheibe bei höheren Drücken auf Scherung belastet und beschädigt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drosseleinrichtung anzugeben, bei der das Konstanthalten der Durchflußmenge über einen großen Druckbereich besser als bisher gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Platte ^ mehrere Durchbrüche aufweist, die sich wenigstens zum Teil zwischen benachbarten Abstützelementen befinden und von der Scheibe überdeckt sind.

Bei dieser Konstruktion arbeiten die zwischen benachbarten Abstützelementen befindlichen Teile der elastischen Scheibe unabhängig voneinander mit dem von ihnen überdeckten Durchbrüchen in der starren Platte zusammen. Dies entspricht der Parallelschaltung mehrerer Drosseleinrichtungen, ohne daß es eines erhöhte Aufwand des bedarf. Es bereitet keine Schwierigkeiten, den Gesamtquerschnitt aller Durchbrüche so groß zu wählen, daß auch bei niederen Drücken eine ausreichende Strömungsmenge hindurchfließt. TJmgekehrt können aber die Durchbrüche selbst kleiner als bei einer ™ Einloch-Drosseleinrichtung gehalten werden, so daß beispielsweise die Gefahr einer Scherbeanspruchung vermieden werden kann. Da für die Regelungszwecke der Abstand zwischen benachbarten Abstützelementen ausgenutzt wird und dieser Abstand relativ klein ist oder klein gemacht werden kann, gelingt es, auch bei höheren Drücken noch genügend kleine Änderungen des Abstandes zwischen Scheibe und Platte zu erzielen, wie sie zur nichtigen Konstanthaitungs-Drosselfunktion notwendig sind.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn jedes Abstützelement ringsum von Durchbrüchen umgeben ist. Dies ergibt nicht nur eine sehr große Gesamtquerschnittsflache der Durchbrüche, wie es für niedere Drücke gut ist. Vielmehr wird auch für höhere Drücke

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eine bessere Regelung erzielt, weil der Einfluß einer Druckänderung auf eine Änderung des Abstandes zwischen Scheibe und PIa^-I te umso kleiner ist, je dichter der betrachtete Punkt sich am Abstützelement befindet.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann im wesentlichen die gesamte Fläche der Platte siebartig mit Durchbrüchen versehen sein. Hiermit erhält man einen optimal großen Querschnitt der Durchbrüche. Trotzdem wird die Regelfunktion bei höheren Drücken nicht gestört, weil sich die Scheibe in diesen Fällen teilweise an die Platte anlegen und einen Teil der Durchbrüche ä verschließen kann.

Wenn man dafür sorgt, daß mindestens drei Abstützelemente auf einem Kreis mit einem kleineren Radius als demjenigen der Platte angeordnet sind, erhält man einerseits die gewünschten kleinen Abstände zwischen benachbarten Abstützelementen und andererseits einen freien Mittelteil, in welchem sich bei höheren Drücken die elastische Scheibe an die starre Platte anlegen und einen Teil der Durchbrüeiü.e verschließen kann.

Es bereitet keine Schwierigkeiten, die Elastizität der Scheibe so zu bemessen, daß sie sich bei höherem Betriebsdruck/an die

Stege zwischen den Durchbrüchen anlegt. ^

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Abstützelemente als Yorsprünge an der Platte ausgebildet. Da die siebförmige Platte zweckmäßigerweise als Formstück hergestellt wird, kann man diese Vorsprünge mit anformen.

Eine noch feinere Abstufung der Regelfunktion läßt sich dadurch erzielen, daß Abstützelemente unterschiedlicher Höhe vorgesehen sind. Das bedeutet, daß beim Ansteigen des Strömungsdrucks Abstützelemente mit geringerer Höhe zusätzlich wirksam werden.

Im einfachsten Fall· ist die Scheibe kreisförmig und wird durch am Umfang der Platte angeordnete Finger zentriert. Das Wasser

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kann dann über den gesamten Umfangsbereich zwischen Scheibe und Platte, mit Ausnahme der Finger, zuströmen. Des weiteren kann die Scheibe auch noch ein Mittelloch besitzen, so daß das Medium von außen und innen unter die Scheibe, gelangen kann.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine starre Platte einer erfindungsgemäßen Drosseleinrichtung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Drosseleinrichtung gemäß der Linie A-A in Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Platte eines zweiten Ausführungsbeispiels und

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Drosseleinrichtung gemäß der Linie B-B in Fig. 3.

Die Drosselvorrichtung der Figuren 1 und 2 besteht aus einer starren Platte 1 und einer elastischen Scheibe 2. Die elastische Scheibe 2 ist kreisförmig und besitzt ein Mittelloch 3. Sie ist mit ihrem äußeren Umfang durch Finger 4 zentriert, die am Rand 5 der Platte 1 ausgebildet sind. Die Scheibe 2 liegt auf Abstützelementen 6 auf, die als Vorsprünge ebenfalls an der Platte 1 ausgebildet sind. Die Platte 1 ist über nahezu ihre gesamte Fläche mit Durchbrüchen 7 versehen, welche durch rechtwinklig aufeinander stehende Stege 8 voneinander getrennt sind. Die Abstützelemente 6 befinden sich jeweils an den Kreuzungspunkten zweiter Stege. Infolgedessen sind die Abstützelemente ringsum von Durchbrüchen 7 umgeben. Außerdem befinden sich zwischen benachbarten Abstützelemen^en 6 mehrere Durchbrüche 7» die von der Scheibe 2

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über.de ckt sind.

In Pig. 2 ist gestrichelt eine Rohrleitung 9 veranschaulicht, in welcher die Drosseleinrichtung eingebaut und durch beliebige Mittel, z.B.eine federklemme festgehalten sein kann. Das zu drosselnde Medium strömt hierbei von rechts zu.

Im Betrieb ergibt sich folgendes. Bei sehr niedrigem Druck hat die elfeetische Scheibe 2 annähernd die in Fig. 2 dargestellte Form* Das Medium strömt, wie es durch Pfeile angedeutet ist, durch das Mittelloch 3 der Scheibe 2 und durch Bereiche 10, die vom Umfang der Scheibe , der Wandung des Rohres 9 und' den Fingern 4 begrenzt sind, in den Raum 11 zwischen Scheibe und Platte. Von dort kann das Medium ohne großen Druckverlust durch sämtliche Durchbrüche 7 der Platte 1 weiterströmen. Bei steigendeo Druck biegt sich die Scheibe 2 durch, wobei sich eine Drosselung zwischen der Unterseite der Scheibe 2 und den Stegen 8 ergibt. Die Durchbiegung der Scheibe ist wegen der EinzelabStützung auf den Elementen 6 unterschiedlich. Am stärksten ist die Durchbiegung in der Scheibenmitte. Eine etwas weniger starke Durchbiegung ergibt sich zwischen benachbarten Abstützelementen 6, also z.B. im Bereich des Durchbruchs 7a« Die geringste Durchbiegung ist rings um die Abstützelemente 6 zu finden, also beiden Durohbrüchen 7b. Infolgedessen wird mit steigendem Druck ein Teil der Durchbrüche 7 vollständig verschlossen. Andererseits ist aber dafür gesorgt, daß bei stärkstem Druck im Bereich der Abstützelemente 6 noch eine Regelfunktion möglich ist. Mit Hilfe des Mittellochs 3 kann der Durchtritt einer bestimmten Grundmenge sichergestellt werden.

Bei der Ausfiihrungsförm der Figuren 3 und 4 arbeitet eine starre Plätte 12 mit einer ähnlichenelastischen Scheibe 13 zusammen. Diese !sesitz;t ein littellooh 14 und wird durch Finger 15 der

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Platte 12 zentriert. In diesem Pail verlaufen c8e Stege 16 kreisförmig und radial. Die Durchbrüehe 17 haben dann eine entsprechende Segmentform. Die Scheibe 2 liegt im Ruhezustand auf ersten-Absttitzelementen 18 auf. Des weiteren sind zusätzliche Abstützelemente 19 mit geringerer Höhe vorgesehen, an welchen sich die Scheibe 13 bei steigendem Druck zusätzlich anlegt. Auf diese Weise wird verhindert, daß bei steigendem Druck eine unerwünscht starke Drosselung auftritt.

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Claims

■■■.■- 7 - ■ Patentansprüche s

1. Drosseleinrichtung zum Konstanthalten der Durchflußmenge durch eine Rohrleitung bei veränderlichem Förderdruck mit einer quer zur Strömung angeordneten elastischen Scheibe, die durch mehrere Abstützelemente mit Abstand von einer durchbrochenen starren Platte gehalten und unter dem Einfluß des Strömungsdruckes in Richtung auf diese Platte durchbiegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (1,12) mehrere Durchbrüche (7,17) aufweist, die sich wenigstens zum Teil zwischen benachbarten Abstützelementen (6,18,19) befinden und von der Scheibe (2,13) überdeckt sind.

2. Drosseleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Jedes Abstützelement (6,18,19) ringsum von Durchbrüchen (7,17) umgeben ist.

3. Drosseleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen die gesamte Fläche der Platte (1»12) siebartig mit Durchbrüchen (7,17) versehen ist.

4. Drosseleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ' gekennzeichnet, daß mindestens drei Abstützelemente (6,18,19) auf einem Kreis mit einem kleineren Radius als demjenigen der Platte angeordnet sind.

5. Drosseleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die Elastizität der Scheibe (2,13) so bemessen ist, daß sie sich bei höherem Betriebsdruck teilweise an die Stege (8,16) zwischen den Durchbrüchen (7»17) anlegt.

6. Drosseleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützelemente (6,18,19) als Vorsprünge an der Platte (1,12) ausgebildet sind.

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7. Drosseleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Abstützelemente (18,19) unterschiedlicher Höhe vorgesehen sind.

8. Drosseleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (2,13) kreisförmig und durch am Umfang der Platte angeordnete Finger (4,15) zentriert ist.

9. Drosseleinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Scheibe (2,13) ein Mittelloch (3,H) besitzt.

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