DE1945786A1

DE1945786A1 - Drosselventil

Info

Publication number: DE1945786A1
Application number: DE19691945786
Authority: DE
Inventors: Kraakman Hillebrand J Josephus
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1968-09-18
Filing date: 1969-09-10
Publication date: 1970-03-26
Also published as: GB1287592A; US3596676A; NL6813307A; SE349156B; FR2018347A1

Description

N. V. Philips' Gloeüampenfabrieken
... PHN-3491

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"Drosselventil".

Die Erfindung bezieht sich auf ein Drosselventil zum Herstellen eines konstanten, praktisch drucklosen Stromes mit grossem Volumen aus einem dem Ventil unter hohem Druck zugeführten Strom eines Medium·»⁴ dessen Dichte praktisch nicht oder nur wenig druckabhängigist» wobei an einem einseitig geschlossenen Zylinder in der Vand des Itafangs eine AnachlusemSglichkeit für das unter Druck stehende Medium vorgesehen ist, wahrend in der offenen Seitenwand eine AnschlussmSglichkeit zur Abführung des drucklosen Mediums liegt.

Die Erfindung bezweckt, ein Drosselventil zu

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schaffen, das-eine grosso Menge des Medium» regeln kann, wobei der Druck des zugeführten Mediums einige zehn Atmosphären betragen kann, während das Volumen des Stromes, der aus dem Ventil austritt, unabhängig von diesem Druck konstant sein muss. Dazu ist, nach der Erfindung, ein Drosselventil der obengenannten Art dadurch gekennzeichnet, dass im Zylinder ein hydrostatisch oder pneumostatisch gelagerter und axial beweglicher Kolben liegt, der an einer in einer ersten Kammer liegenden Seite durch eine Feder belastet ist, auf welche Seite zugleich der Druck des zugeführten Mediums wirkt, und die andere Kolbenseite in einer zweiten Kammer liegt, die durch einen, nur einen turbulenten Strom hindurchlassenden, Spalt mit dem Ahführungsanschluss verbunden ist, wobei der Kolbenumfang teilweise mit axial verlaufenden Schlitzen versehen ist, die einen durch die Lage des Kolbens bestimmten, veränderlichen Durchgang für das Medium von der ersten Kammer zu einer Nut in der Zylinderwand ergeben, die eine offene Verbindung mit der zweiten Kammer besitzt*

XJm die- Lagerang zu vsrlissaera, eine bessere Anllegefiäcft®. tür die Feder mal eine besser definierte Druckfläche aas Kolben zu erhalten, ist nach einer Aub- tühnssagjsf&tm ü@t · Esrtftmammg eis swe&tea? ebenfalls fayava>v statisch Qüor j»i@usu»e ta tisch galagesrtei⁸ Kolben vorhanden, der dwsreli eine Kolbenstange salt dmm *ret«ia Kolben

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fest verbunden ist, wobei zwischen diesen Kolben die erste Kammer liegt, während die Feder gegen eine Seitenwand des zweiten Kolbens drückt.

Die Strömungsbedingungen im Ventil und die Wirkung werden noch verbessert, wenn nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung der Schlitzboden, dort wo dieser in die Nut in der Zylinderwand mündet, eine Stromlinienform besitzt und der Ubergangswinkel zum Zylinder und der damit übereinstimmenden Nutenwand einen Winkel von etwa 60° mit der Mittellinie des Zylinders einschlies» sen.

Damit die dynamische Stabilität des Kolbens grosser wird, ist nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zwischen dem Abführungsanschluss des drucklosen Mediums und dem Raum, in dem die Feder liegt, ein mit einem festen Widerstand versehener Kanal vorhanden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

In der Zeichnung ist 1 ein Zylinder, der an nur einer Seite durch einen Deckel 2 abgeschlossen ist, und in dem ein Kolbensatz, bestehend aus zwei durch eine Stange 5 miteinander verbundenen Kolben 3 und 4, axial beweglich ist. Der Kolben 3 ist mit einer Nut 6 versehen, und gegen eine Seite dieses Kolbens drückt eine

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Feder 7, die andererseits am Deckel 2 anliegt. Der Kolben k besitzt an seinem Umfang eine Anzahl flacher Lagerkammern 8₍ eine Anzahl flacher Lagerkammern 9 und ausserdem vier Schlitze 10. Der Boden dieser Schlitze 10 besitzt am Ende eine Stromlinienform und schliesst mit der Zylinderwand einen Winkel von etwa 60° ein. In dieser Wand liegt eine ringsherumlaufende Nut 11 mit trapezförmigen Querschnitt. Eine Seite dieses Trapezes steht senkrecht auf der Zylinderwand und die andere Seite schliesst ebenfalls einen Winkel von etwa 60° mit der Wand ein. Im Kolben k liegt eine Kammer 12, die durch eine Öffnung 13 sowohl mit einem Spalt 23 zwischen dem Kolben 10 und der Zylinderwand als auch mit der Nut 11 verbunden ist/ Ausserdem erstreckt sich ein offener Kanal Ik vom Kolben 3 durch die Stange 5 und den Kolben k zu diesem Kolben und zur Kammer 12; die Nut 6 ist durch eine Öffnung 15 mit diesem Kanal verbunden,. .-

Die Lagerkammern 8 sind durch Offnungen 16 mit dem Raum zwischen den Kolben 3 und*k und die Kammern 9 sind durch öffnungen 17 mit den Schlitzen 10 verbunden« Im Zylinder 2 ist zwischen den Kolben 3 und K eine An-Schlussmöglichkeit 24 für die Zufuhr eines Mediums vorgesehen. Hinter dem Kolben h liegt im Zylinder eine Off* nung 18, die durch spitz zulaufende Wände 19 begrenzt ist. Hinter dieser Öffnung ist eine Anschluesmögliehkeit 20 für die Abfuhr des Mediums vorhanden. Ein Kanal 21

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verbindet den Raum 20 mit dem Raum zwischen dem Kolben 3 und dem Deckel 2; in diesem Kanal ist ein Strömungswiderstand 22 (Drossel) vorhanden.

Die dargestellte Vorrichtung stellt ein Drosselventil zum Herstellen eines konstanten drucklosen Stromes mit grossem Volumen aus einem der Vorrichtung unter hohem Druck zugeführten Strom eines Mediums dar· Die Dichte dieses Mediums soll praktisch nicht oder nur wenig druckabhängig sein; dies sind also Flüssigkeiten und manche Gase, bei denen dann der Massenstrom konstant ist. Der Druck kann einige zehn oder sogar einige Hundert Atmosphären betragen. Beide Kolben sind hydrostatisch gelagert; der Kolben 3 dient nur als Druckfläche für die Feder 7 und für eine bessere Führung des Kolbensatzes. Ein etwaiger Leckstrom an diesem Kolben entlang wird durch die Nut 6, die Öffnung 15 und den Kanal 14 abgeführt.

Wenn nun in den Raum zwischen den Kolben 3 und k das Medium unter hohem Druck eintritt, gelangt dieses durch die Schlitze 10, die Nut 11 und durch die Öffnung 13 in die Kammer 12. Die Öffnung 18 mit den Begrenzungewänden 19 ist derart ausgebildet, dass in der Öffnung 18 ein turbulenter Strom auftritt, der temperaturunabhängig ist. Durch das im Vergleich zu den Querschnitten der Schlitze 10 grosse Volumen der Nut 11 tritt eine Druckverringerung des Mediums auf, während durch das

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Druckverhältnis zwischen den Druck, der im Raum zwischen den Kolben 3 und k herrscht, und dem Druck in der Kammer 12, der Kolbensatz abhängig von der Spannung der Feder 7, die vorzugsweise eine konstante Starrheit haben muss, sich mehr oder weniger weit axial bewegt; durch diese Bewegung kommt auch ein grösserer oder kleinerer Teil der Ausströmseite der Schlitze 10 mit der Nut 11 in offene Verbindung.

In den Lagerkammern 8, die durch Offnungen 16 mit dem Hochdruckraum zwischen den Kolben verbunden sind, herrscht ein verhältnismässig hoher Druck; ein Leckstrom im Spalt zwischen dem Kolben und der Zylinderwand wird durch die Kammern 9 und die Öffnung 17 zu den Schlitzen 10 abgeführt. Der Kanal 21 mit dem Widerstand 22 dient ausschliesslich dazu, die dynamische Stabilität des Ganzen zu verbessern; notwendig ist dieser Kanal mit dem Widerstand 22 nicht immer.

Die dargestellte Vorrichtung nach der Erfindung dient dazu, grosse Mengen des betreffenden Mediums zu regeln, die unter hohem Druck stehen können· Die Vorrichtung lässt sich ausserdem auf sehr einfache Weise und leicht herstellen, und sie ergibt in der Praxis sehr gute Resultate.

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Claims

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Patentansprüche:

•ν

Drosselventil zum Herstellen eines konstanten drucklosen Stromes mit grossem Volumen aus einem dem Ventil unter hohem Druck zugeführten Strom eines Mediums, dessen Dichte praktisch nicht oder nur wenig druckabhängig ist, wobei ein einseitig geschlossener Zylinder vorhanden ist, bei dem im Umfang eine Anschlussmöglichkeit für das unter Druck stehende Medium vorgesehen ist, während in einer der Seitenwände eine Anechlussmöglichkeit für die Abfuhr des drucklosen Mediums liegt, dadurch gekennzeichnet, dass im Zylinder ein hydrostatisch oder pneumostatisch gelagerter und axial beweglicher Kolben liegt, der an einer in einer ersten Kammer liegenden Seite durch eine Feder belastet ist, wobei auf diese Seite zugleich ier Dnx-ck des zugeführt©n Mediums wirkt, und die andere Kolbenseite in einer zweiten Kammer liegt, die durch einen nur einen turbulenten Strom hindurchlassenden Spalt mit dem Abführungsanschluss verbunden ist, während der Kolbenumfang teilweise mit axial verlaufenden Schlitzen versehen ist, die einen durch die Lage des Kolbens bestimmten veränderlichen Durchgang für das Medium von der ersten Kammer zu einer Nut in der Zylinderwand, die mit der zweiten Kammer in offener Verbindung steht, ergeben.
2. Drosselventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter ebenfalls hydrostatisch oder

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pneumostatisch gelagerter Kolben vorhanden ist, der durch eine Kolbenstange mit dem ersten Kolben fest verbunden ist, zwischen welchen Kolben die erste Kammer liegt) während die Feder an einer Seitenwand des zweiten Kolbens anliegt.
3. Drosselventil nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitzboden dort, wo dieser in die Nut in der Zylinderwand mündet, eine Stromlinienform hat und der Ubergangswinkel zum Zylinder und der mit diesem übereinstimmenden Nutwand einen Winkel von etwa 6o° mit der Mittellinie des Zylinders einschliesst· h. Drossenventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit einem festen Strömungswiderstand versehener Kanal zwischen dem Abführungsanschluss des drucklosen Mediums und dem Raum, in dem die Feder liegt, vorgesehen ist.

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