DE1855962U - Ventil, insbesondere sicherheits- oder drosselventil. - Google Patents

Description

• §'Ventil, insbesondere Sicherheits-oder Drosselventil"-Die Neuerung bezieht sich auf ein Ventil, insbesondere auf ein Sicherheits-oder Drosselventil.
• Bei bekannten derartigen Ventilen ist im allgemeinen die Öffnungskraft des Ventils nicht über den ganzen Ventilhub kornstant, sondern verringert sich mit zunehmender Öffnungsweite.
• Dies hat zur Folge, dass die Öffnungskraft schnell unter den Wert der entgegengesetzt gerichteten Schließkraft absinkt und das Ventil sich wieder zu schliessen beginnt, bevor es seine Offenstellung ganz erreicht hat. Dies bringt eine unerwünschte, dauernde Ventilbewegung mit sich.
• Ein weiterer Nachteil bekannter Ventile besteht darin, dass am Ventilsitz ein hohes Druckgefälle und daher eine sehr grosse Strömungsgeschwindigkeit herrscht. Dadurch sind die Ventilsitzflächen einem starken Verschleiss unterworfen. Beide nachteiligen Wirkungen, die dauernde Ventilbewegung und die Abnutzung der Sitzflächen infolge grosser Druckdifferenz addieren sich und verringern die Lebensdauer derartiger Ventile.
• Der Neuerung liegt deswegen die Aufgabe zugrunde, ein Ventil mit einer unabhängig vom Öffnungsgrad des Ventils wirksamen Vordruckkraft und mit gegen Verchleiss geschützten Sitzflächen zu schaffen.
• Die Aufgabe wirdneuerungsgemäss dadurch gelöst, dass koaxial vor dem Ventilkegel ein mit Drosselkanälen versehener Kolben angeordnet ist, dessen Durchmesser gleich dem inneren Ventilsitzdurchmesser ist. Zwischen dem Kolben und dem Ventilgegel, benachbart dem Ventilsitz, ist ein Expansionsraum vorgesehen, der sich radial nach aussen erweitert. Die Drosselkanäle sind zweckmässig parallel zur Kolben- bzw. Ventilkegelachse angeordnet. Ventilkegel und Kolben sind zwei getrennte Teile. Der Kolben wird durch das beim Öffnen entstehende, auf den Kolben wirkende Druckgefälle gegen den Ventilkegel gedrückt.
• In Strömungsrichtung gesehen wirkt auf die dem Ventilkegel abgewendete Stirnseite des Kolbens der Vordruck pl. Bei geschlossenem Ventil herrscht dieser Vordruck P1 auch im Expansionsraum zwischen der anderen Kolbenstirnfläche und dem Ventilkegel. Beim Öffnen des Ventils fällt der Druck im Expansionsraum pt auf einen wert nur wenig oberhalb des Druckes P2 hinter dem Ventil. Die Gesamtdruck-Differenz P1-P2 wird somit in zwei Stufen abgebaut. Durch die Strömung des Mediums durch die Drosselkanäle wird das Druckgefälle pl-pf vernichtet. Dieser Druckverlust wird in kino" tische Energie der Strömung umgewandelt, von der ein Teil als Impulskraft auf den Ventilkegel infolge Umlenkung gewonnen werden kann. Die geringe Druckdifferenz p'-P2 wird beim Durchströmen der Ventilöffnung verbraucht.
• Es werden somit zwei erhebliche Vorteile erreicht. Unabhängig von dem Öffnungsgrad des Ventils, d. h. also von der Höhe des Zwischendrucks pl im Expansionsraum wirkt auf die dem Ventilgegel abgewandte Seite des Kolbens der Vordruck p1, wodurch eine konstante Vordruckkraft auf den Kolben und damit auf den Ventilkegel ausgeübt wird. Weiterhin herrscht am Ventilsitz beim Öffnen und während der Offenstellung nur ein sehr geringes Durckgefälle p' - p2, weil die Hauptdruck-Differenz pl-pl durch die Drosselkanäle vernichtet worden ist. Die geringe Druckdifferenz und geringe Geschwindigkeit am Ventilsitz schützt dessenFlächen gegen Verschleiss.
• Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Neuerung ergeben sich aus der beiliegenden Darstellung eines Ausführungsbeispieles und der nachfolgenden Beschreibung.
• In der Figur ist ein Axialschnitt durch das Ventil gemäss der Neuerung dargestellt. In einem Ventilgehäuse 10 ist ein, vorzugsweise zylindrischer Raum 16 ausgebildet, in den ein Einlasskanal 12 und ein Auslasskanal 14 münden. Der Ventilraum 16 Wird mittels eines Ventildeckels 18 abgeschlossen. In den Einlasskanal 12 ist eine Buchse 2o eingesetzt, deren obere Stirnfläche als Ventilsitzfläche-nd deren Oberteil als zylindrische Innenfläche zur Aufnahme eines Kolbens 24 ausgebildet ist. Das Unterteil der Buchse 2o ist ebenfalls hohl, weist jedoch einen geringeren Durchmesser auf, so dass-wie bei 26 gezeigt ist-eine Schulter gebildet wird, die die Gleitbahn des Kolbens 24 in der Buchse 2o begrenzt. In dem Ventilraum 16 ist ein Ventilkörper 28 angeordnet. Dieser weist einen ringförmigen Ventilsitz 3o auf. Von dem Ventilsitz 30 aus erstreckt sich der Ventilkörper entgegen der Strömungsrmchtung des Ventils im wesentlichen kegelförmig.
• Die dem Ventilkörper benachbarte Stirnwand des Kolbens 24 ist ebenfalls kegelförmig ausgebildet. Der Öffnungswinkel

  des hegeis des holbens 24-ist großer als der des hegeis des

  Ventilkrpers 20 wodurch sich ein von der Beruhrung&stelle

  der beiden hCrper sich radial nach a'LiDen erweiternder

  Dpansionsra. um 32 ergibt.

  Ler Ventilkorper 23 ist hohl ausgebildet und auf der der

  IIegelflche abgesandten Seite offen. In den Ventilkörper

  ragt durch diese stirnseitige Öffnung eine otange 34 hin-

  er

  ein die durch eine im Gehausedeckel 18 vorgesehene Lager-

  buchse 56 geführt ist. Durch Peder-oder Gewichtsbelastung

  wirdmittels dieser Stange 34 die Schließkraft auf den Ven-

  Der

  tilkorper 23 übertragen. Der 7entil. kr ? er 23 eist einen

  äußeren Durchmesser auf der geringer ist als der Innen-

  durchmesser des Ventilraumes 16 im Gehäuse 10. An den Ven-

  teilraum 16 schließt sich im allgemeinen seitlich sum Bin-

  laR anal der huslaßhanal 14 an.

  richtig ist, daß der holbenaußendurchmesser gleich dem Ventil-

  16 sc'Liliei') t sich ir, seitlich

  Di ! us rsteXlcS c esser ic c1>e olrJ 2-i ; ia) Jic, lt

  ist, Ca') der

  12

  33vorgesehen die als Drosselhanale ausgebildet sind und

  die den J'inlahanal 12 mit dem hpansicnsraum 32 hommuni-

  sierend verbinden. Im geschlossenen Zustand des Ventils

  i e i-, i i n ü, n a 1 12.1 1 1 s t"u, i t ci e i-.-

  herrscht somit im mxpansionsraum 32 der gleiche Druck p

  " ; 'ie im inla kan l 12. Der-hus a h nal 14-steht unter dem

  Gegendruck p.

  in

  - r. 0',',.,.,'"-'-""1.--', 1"0 C-'11""

  '-. ew"-t i7n-: Colf-e eCFv ot tv-Cv ; iC GSu JeL JGE er eLBt7'e

  von

  von

  kraft infolge I ? eder- oder Geichtsbelastung übersteigt be-

  legt sich der Wölben 24 mit dem Ventilkorper 28 in StrC-

  mungsrichtung d. h. in der Figur nach oben und hebt d bei

  den VentilkUrper 2G von seinem Sits auf der Ventilbuch&e 20

  a . Die jffnun sbe'egung des Ventils vollzieht sich gleich-

  mäßige dagemaß der euerung die''..''ffnungskraft von dem

  Grad der Öffnung des Ventils unabhängig ist. Dies beruht

  darauf ;, daß der Vordruck p. auf die dem Ventilkorper ab. e-

  andte htirnseite des Lolbens 24 wirkt. Die uerschnitts-

  L

  LS C

  Ger

  o'c-s

  flachedee kolbens 24 ist nur-infolge der Drcs&elkanale

  33-unbedeutend kleiner als die irksane Flache des Ventil-

  kegels, die von der Innenfläche des Ventilsitzes begrenzt' ;. ird.

  Die"vordruehkraft auf den Lolben 24 ist somit etua gleich der

  auf den Yentilkeel des Ventilkörpers 23 enn das Ventil

  geschlossen ist. Dein Cffnen des Ventils stellt sich jedoch

  ein b 2-

  deii, sic-

  2

  i :'. i Dpansionsraun 52 ein Druck p'ein der nur uenig über

  "Icibt . ic

  wo

  i

  bleibt die Vordruckkraft auf die den. Ventilkorper abeandte

  Seite des kolbens 24 konstant. Die". firkun des Ziehendruckes

  p hebt si h jed ch im Dpan&ionsrauin 32 auf da die uer-

  schnittsflachen des Ventilkeels und des irksanen'"olben-

  -J e 1 ! eL'll't0LL &~ f, S. S i vU i Cj'< ~ Z Jl~~ rS

  querschni'bts-bei Vernachlässigung der ianle-etua

  gleich sind. ie uffnun&rft des Ventils ist I o in erster

  Häherung vo :. i ffnungsrad unbhnig «

  ber auch bei-er-uer etrctu bleiben diese yrhalt-

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  Kolben 24 nicht, neben eich jasssxcie'..'imunen des Zichen-

  ganz

  c. rucne& j* ii ; i Lnsicnsrum b2 nicht/uf sondern Gs bleibt

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  einehoniponente in 3trU : ; i n'jrichtun. g. 1-it fallendem Zischen-

  drucL : p'beim offnen des Ventils ürde soR.-i'b die G&saii'c-

  ffnunsLraft mit de'ffimn. srad a'bsinl ; on ; uenn nict die

  Strunsrfte in den Aialbohrungen 38 entgegengesetzt

  ".'rirken würden. Der beim Durchströmen der Axialanäle 3

  entstehende Drucka fall p-p'des truns edius-vird

  nämlich in inetisci-e D ergie vernd lt. Das Lediun stre t

  i : i. it hoher Geschwindigkeit segen die heelfläche des Ventil"

  h rpers 23 und'. d-r,-dort ui : : elenht. Dies hat einen I puls

  ur Fole, der die Cffnunshraft mit zunehmendem ffnungsrad

  des Ventils unterstufst.

• Wegen der geringen Druckdifferenz pt-P2 und der stark herabgesetzten Strömungsgeschwindigkeit am Ventilsitz wird der Verschleiss der Ventilsitzflächen 22 und 3o erheblich herabgesetzt.
• Es können viele Abwandlungen des Ventils getroffen werden, ohne dass das Wesen der Neuerung berührt wird. Beispielsweise brauchen die Ventilsitzflächen 22 und 3o nicht in einer Normalebene zur VentilkBpper-und Kolbenachse zu liegen, wie dies in der Figur gezeigt ist, sondern auch diese Flächen können kegelförmig ausgebildet sein.

Claims (1)

1. Schutzansprüche 1. Ventile insbesondere Sicherheits-oder Drosselventil, da- d rch-gekennzeichnete daß koaxial vor den Ve. ntilkc'rper (28) ein mit Drosselkanälen (3S) versehener Iolben (24) angeordnet ist, dessen Durchmesser gleich dein inneren Ventilsitzdurchmesser ist. 2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen kolben (24) und dem Hegel des Ventilkorpers-(28 , bei, ichb2rt den Vent-'-l-, i-bz (22, 0 i (52) vorgesehen ist, der sich radial nach auen erwei- wert. 3. Ventil nach.. npruch 1, dadurch gekennzeichnet, daL die Drosselkanäle (33) parallel zur Lolben-bz. Ventilkr- perachse verlaufen. 4. Ventil nach einem der kn&pruche 1-3 dadurch ekenn- seichnet, da Ventilk rper (23) und kc'lben (24) als s'.'.''ei getrennte Sei ausgeführt sind und der kolben (24) durch das beim L-ffnen entstehende, auf den Zolben wirkende Druckgefälle gegen den Ventilkorper (28) gedrückt uird.