DE1968399U - Doppelsitzventil. - Google Patents

Description

499*18.5.67

Dipl.-Ing.

Rudolf Busselmeier

Patentanwalt
Augsburg · Rehlingenstraße 8 Augsburg, den l6 . Mai 1967

Postscheckkonto: München Nr. 745 39

3551/3 17 VFr/Em

Gebrauchsmusteranmeldung

Junkers Flugzeug- und Motorenwerke AG, 8OOO München 25, Tölzer Str. ko

"Doppelsitzventil"

Die Neuerung betrifft ein Doppelsitzventil zur Steuerung eines ständigen Durchflusses, bei dem die Querschnittsbegrenzungen an den Ventilsitzen gleichgroße Steuerflächen aufweisen, die sich in ihrer statischen Druckwirkung gegeninader aufheben.

Für derartige Ventile sind Maßnahmen bekannt, um die auf den Ventilkörper durch das durchströmende Medium ausgeübten Kräfte zu kompensieren und dadurch den Ventilkörper in der jeweiligen Stellung kräftefrei halten und auch kräftefrei verstellen zu können. So wird bei einem bekannten Ventil ein Kräfteausgleich durch einen zusätzlichen Kolben angestrebt, der .in Abhängigkeit vom Offnungs- und Drackverhältnis beaufschlag wird. Abgesehen von der mangelhaften Wirkung weist ein derartiges Ventil einen komplizierten Aufbau auf und erfordert wie bei allen bekannten Ventilen mit Kräfteausgleich eine exakte Führung, die mit dem Nachteil einer Reibung behaftet ist und damit eine Hysterese mit sich

bringt.

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Nach der Neuerung werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß die Steuerflächen durch ringförmige Schneiden begrenzt sind, deren Durchmesserdifferenz maximal den Abmaßen einer Schiebesitzpassung entspricht. Auf diese Weise werden Durchgangsflächen geschaffen, über die keine Kraft auf das Stellorgan ausgeübt wird. Sofern das Ventil zur Steuerung eines ständigen Durchflusses dient, kann auf eine exakte Führung verzichtet werden.Es genügt daher eine grobe Zentrierung,die reibungs- und hysteresefrei ausgeführt werden kann,

Zwei Ausführungsbeispiele der Neuerung werden anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert» -...- . ; Es zeigen:

Fig. 1 ein Ventil nach der Neuerung für strömende Medien, Fig. 2 ein Ventil nach der Neuerung mit absoluter Abdichtung

und
Fig„ 3 ein Durchflußregelgerät mit einem Ventil nach Fig,l„

Das Ventil nach Fig.l besteht aus dem mit einem nicht dargestellten Verstellorgan verbundenen beweglichen Teil 1 und dem festen Teil 2. Die beiden Bteuerkanten 3 1 ^ des Ventils sind als Schneiden ausgebildet und unterscheiden sich in ihrem Durchmesser nur" um die Differenz der Abmaße einer Schiebesitzpassung, damit die Teile 1 und 2 ineinandergeschoben werden können.Auf diese Weise sind die für die Steuerflächen maßgebenden Abmessungen d und D gleich groß_r wodurch auf das bewegliche Teil 1 unabhängig vom Differenzdruck des durchströmenden Mediums keine statische Kraft einwirkt.Der zum Geschwindigkeitsaufbau erforderliche Druckabfall des strömenden MediuBS wirkt jedoch.auf die RingfLachen an den Schneiden und bewirkt auf das Teil 1 eine Kraft in Strömungsrichtung. Diese Kraft

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kann durch eine Impulskraft, die durch Strahlablenkung an einer Steuerkante 5? wie sie in der reckten Bildhälfte der Pig» 1 dargestellt ist, hervorgerufen wird, kompensiert werden. Die Größe dieser Impulskraft kann durch Variation der Form der Steuer· kanten 5 beeinflußt und damit ein gewünschter Kraftverlauf über den Durckabfall am Ventil bei verschiedenen Offnuassverhältnisses erzielt werden.

Auf diese Weise kann das Teil 1 völlig kräftefrei gehalten werden. Es wird somit keine Rückwirkung auf das nicht dargestellte Verstellorgan ausgeübt. In den meisten Anwendungsfällen in der Praxis ist eine, erzielbare Kraftfreiheit bei geraden Steuerkanten - wie in der linken Bildhälfte der Fig. 1 dargestellt * völlig ausreichend.

Das Ventil nach Fig. 2 stimmt in seinem grundsätzlichen Aufbau mit dem Ventil nach Fig. 1 überein, ist jedoch als Schließventil ausgebildet. Anstelle der Schneiden sind Fasen zur Spaltbegrenzung vorgesehen. Die andere Spaltbegrenzung besteht aus Dichtwerkstoff wie Buna, Asbest, Fiber etc. Die Breite der Fase richtet sich nach der zulässigen Flächenpressung des Dichtwerkstoffs. Eine Kompensation der in Strömungsrichtung wirkenden Kraft kann durch eine unterschiedliche Ausbildung der Wirkungsflächen f. und F₁ erreicht,werden. Gegebenenfalls ist es möglich, auf diese Weise auch eine Kraftwirkung entgegen der Strömungsrichtung zu erzielen. Die Ventile der Fig. 1 und 2 können in beiden Richtungen durchströmt werden. Sie haben den Vorteil, daß sich die ■ Ventüteile bei strömenden Medien nicht berühren.

Die Wirkungsweise der Ventile soll nachfolgend in Verbindung mit einem Durchflußregler anhand der Fig. 3 beschrieben werden.

Die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung dient zur Durchsatzregelung eines bei 10 einströmenden und bei 11 abfließenden Strömungsmittels. Die Steuerung des Durchsatzes erfolgt durch ein Doppelsitzventil gemäß Fig. 1 mit den Teilen 14 und 15 sowie den daran ausgebildeten Schneiden

j und 13., Die Steuerung des beweglichen Ventükörpers erfolgt durch den / dynamischen Druck des Strömungsmittels. Zu diesem Zweck steht das Teil 15 mit einer Ringblende 16 in Verbindung, welche gegenüber einem feststehenden Blendenrohr 17 von unterschiedlichem Querschnitt

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beweglich ist» Die Blende ±6 steht unter Einwirkung einer Sollwertfeder 25 und einer balgartigen Membran 26 „ Die Einstellung der Blende l6 und daiait der Durchfluß durch dsn Ringspalt zwischen den Teilen 16, 17 werden durch den dynamischen Druck auf die Membranfläclie bestimmt, welcher· der Federkraft das Gleichgewicht halten muß. Die bei einer Hubänderung auf das Kompensationglied wirkende Kraft, gegeben durch die Hubänderung multipliziert mit der Federkonstanten der Feder 25, muß durch eine entgegengesetzt gerichtete I-lraft gleicher Größe aufgehoben werden, die durcli die Änderung des dynamischen Drucks bewirkt wird» Bei gleichbleibendem Blenöenquerschnitt würde sich damit der Durchfluß ändern. Dies wird dadurch verhindert, daß das in die Blende 3 ragende Rohr 17 bei einer Hubänderung der Blende l6 den Blendenquerschnitt so verändert, daß der Durchfluß trots Veränderung des Differenz— drucks an der Heßblende konstant bleibt ο Die a^^ί den Regler· einwirkenden Druckströmungen werden am Stellglied aufgefangen, der Druckabfall am Ventilkörper ändert siehe Bei normalen Ventilen würde über den am Meßglied befestigten Ventilkörper in Abhängigkeit des Druckabfalles auf das Meßglied eine Kraftrückwirkung ausgeübt und damit der Sollwert vsrfälsclvfc . Durch Verwendung eines Doppelsitsventils nach der Hsuarung wird eine Rückwirkung von Ventilkräften Auf den vorbescliri-abenen Mechanismus ausgeschlossen.

Die im oberen Teil der Fig„ 3 dargestellten T .ile dienen zur Sollwerteinstellung des Ströaitingsmitteldurclisatzes und haben mit der Neuerung keinen unmittelbaren Zusammenhang.

Claims (1)

1. U.212 499*18.5.67

   355 1/3 17VFr/Em 12.. Mai I967

   J 13 229/4?g Gbm

   Schutzanspruch

   Doppelsitzventil zur Steuer eines ständigen Durchflusses, bei dem die Querschnittsbegrenzungen an den Ventilsitzen gleich große Steuerflächen aufweisen, die sich in ihrer statischen Druckwirkung gegeneinander aufheben, dadurch g e k ennz e i ch net, daß die Steuerflächen durch ringförmige Schneiden begrenzt sind, deren Durclimesserdiff erenz maximal den Abmaßen einer Schiebesitzpassung entspricht«