DE202012003033U1

DE202012003033U1 - Ringkolbenventil

Info

Publication number: DE202012003033U1
Application number: DE202012003033U
Authority: DE
Original assignee: VAG Armaturen GmbH
Current assignee: VAG GmbH
Priority date: 2012-03-23
Filing date: 2012-03-23
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2022-03-24

Abstract

Ringkolbenventil (1) mit einem Gehäuse (2), einem innerhalb des Gehäuses (2) zwischen einem Zulauf (3) und einem Ablauf (4) angeordneten Ventilsitz (5) und einem im Gehäuse (2) zwischen einer Drosselstellung und einer Schließstellung axial verschiebbaren Ventilkolben (6), der einen Drosselbereich mit mindestens zwei zueinander konzentrischen und voneinander beabstandeten Regelzylindern (11, 12) und eine Dichtung (10), zur Anlage am Ventilsitz (5) in der Schließstellung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass im Zulauf (3) mindestens ein dem Ventilkolben (6) vorgeordnetes Trennelement (16) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ringkolbenventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein derartiges Ringkolbenventil ist aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 93 20 686 U1 bekannt. Dieses weist ein Gehäuse, einen ablaufseitigen Ventilsitz und einen Führungszylinder mit einem darin axial verschiebbar geführten Ventilkolben auf. Zur Regelung des Drucks enthält der Ventilkolben zwei konzentrische voneinander beabstandete Lochzylinder, die an einer Stirnseite des Ventilkolbens angebracht sind und bei axialer Verschiebung des Ventilkolbens in den Ventilsitz eintauchen. Zur Verbesserung der Regelcharakteristik sind die Durchgangslöcher der Lochzylinder zueinander versetzt angeordnet. Ein derartiges Ringkolbenventil weist eine gute Regelcharakteristik auf, jedoch können im Wasser enthaltene Steine und andere Schwemmpartikel zu einer Beeinträchtigung der Funktionsweise führen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Ringkolbenventil der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die empfindlichen Regelorgane besser vor Beschädigungen durch im Wasser befindliche Steine, Fremdkörper oder sonstige Partikel geschützt sind.
Diese Aufgabe wird durch ein Ringkolbenventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bei dem erfindungsgemäßen Ringkolbenventil ist im Zulauf mindestens ein dem Ventilkolben vorgeordnetes Trennelement vorgesehen. Eine derartige Anordnung eines Trennelements bewirkt, dass Schwemmpartikel von den als Regelzylinder dienenden Lochzylindern ferngehalten werden. Dadurch bleibt die Funktionsweise des Ringkolbenventils auch bei verschmutzen Medien länger gewährleistet. Weiterhin trägt das den Regelzylindern vorgeordnete Trennelement ebenfalls dazu bei, den Druck abzubauen und auftretende Kavitation zu unterdrücken. Die empfindlichen Regelzylinder sind besser geschützt und das Ringkolbenventil ist weniger wartungsintensiv.
In der vorteilhaften Ausgestaltung kann das Trennelement aus einer oder mehreren zueinander konzentrischen Lochhülsen bestehen. Ein solches Trennelement kann bevorzugt konzentrisch zum Ventilkolben angeordnet sein. Dadurch ist eine kompakte Bauweise erreichbar. Durch eine mehrstufige Ausführung des Trennelements kann sowohl die Trenneigenschaft als auch den Druckabbau verbessert werden.
Zweckmäßigerweise ist das Trennelement zwischen einem innerhalb des Gehäuses fest angeordneten Führungszylinder zur axialen Führung des Ventilkolbens und dem am Gehäuse lösbar befestigten Ventilsitz eingespannt ist. Dadurch kann das Trennelement zur Reinigung und Wartung einfach demontiert und montiert werden.
In einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung kann das Trennelement auch mit dem Ventilsitz verbunden sein.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die beispielsweise als Lochzylinder ausgebildeten Regelzylinder lösbar mit einem inneren Teil des Ventilkolbens verbunden. Vorteilhafterweise ist hierbei der äußere Regezylinder über einen mit diesem an einem inneren Ende z. B. durch Schweißen fest verbundenen Ringflansch an einem inneren Teil des Ventilkolbens festgeschraubt, während der innere Regelzylinder über einen mit diesem am äußeren Ende z. B. durch Schweißen fest verbundenen Ringflansch an der äußeren Stirnseite des äußeren Lochzylinders befestigt ist. Durch die lösbare Befestigung der Regelzylinder wird sowohl die Montage als auch die Wartung vereinfacht.
Weitere Besonderheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigen:
1 eine Seitenansicht des Ringkolbenventils im Querschnitt und
2 eine perspektivische Ansicht des Ringkolbenventils.
In 1 ist der hintere Teil eines sowohl als Absperrorgan, als Regelorgan oder als Drosselorgan einsetzbaren Ringkolbenventils 1 mit einem Gehäuse 2, einem innerhalb des Gehäuses 2 zwischen einem Zulauf 3 und einem Ablauf 4 angeordneten Ventilsitz 5 und einem im Gehäuse 2 zwischen einer Drosselstellung und einer Schließstellung axial verschiebbaren Ventilkolben 6 gezeigt.
Im Inneren des Gehäuses 2 ist ein zum Ablauf 4 hin offener Führungszylinder 7 angeordnet, der zur Führung eines rohrförmigen inneren Teils 8 des axial verschiebbaren Ventilkolbens 6 dient. Der innere Teil 8 des Ventilkolbens 6 ist gegenüber dem Führungszylinder 7 durch eine Ringdichtung 9 abgedichtet. Zwischen dem Führungszylinder 7 und dem Gehäuse 2 wird der im Querschnitt ringförmige Zulauf 3 gebildet.
Der Ventilkolben 6 weist an der Ablauf weisenden Stirnseite des rohrförmigen inneren Teils 8 neben einer Dichtung 10 zwei voneinander beabstandete und zueinander konzentrische Regelzylinder 11 und 12 auf. Der radial äußere Lochzylinder 11 hat einen dem Außendurchmesser des Ventilkolbens 6 entsprechenden Außendurchmesser und ist über einen mit diesem am inneren Ende verschweißten Ringflansch 13 am inneren Teil 8 des Ventilkolbens 6 festgeschraubt. Der innere Regelzylinder 12 ist über einen mit diesem am äußeren Ende verschweißten Ringflansch 14 an der äußeren Stirnseite des äußeren Regelzylinders 11 befestigt.
Bei der axialen Verschiebung des Ventilkolbens 6 tauchen die an der Stirnseite befestigten Regelzylinder 11 und 12 in den Ventilsitz 5 ein. Durch die konzentrische, beabstandete Anordnung der Regelzylinder 11 und 12 wird ein Spalt 15 gebildet, der dazu dient, die Strömung zu Drosseln und den hohen Druck des Zulaufs 3 auf den niedrigeren Druck des Ablaufs 4 zu reduzieren. Durch eine axiale Verschiebung des Ventilkolbens 6 lässt sich die Druckdifferenz regeln.
Um zu verhindern, dass im Medium enthaltene Steine oder Schwemmpartikel zu den beiden Regelzylindern 11 und 12 gelangen, ist im Zulauf 3 ein Trennelement 16 angeordnet. Das dem Ventilkolben 6 vorgeordnete Trennelement 16 ist in Form einer zum Ventilkolben 6 konzentrischen Lochhülse ausgebildet. Diese ist zwischen dem Ventilsitz 5 und der zum Ablauf 4 offenen Stirnseite des Führungszylinders 7 eingespannt, wobei die Lochhülse auch mit dem Ventilsitz 5 verbunden und daher einstückig ausgebildet sein kann. Der Ventilsitz 5 ist über einen Ringflansch 17 an einem Absatz 18 des Gehäuses 2 lösbar befestigt.
Zur Verbesserung der Trenneigenschaft des Trennelements 16, können mehrere Lochhülsen konzentrisch zum Ventilkolben 6 angeordnet werden. Zwischen dem Trennelement 16 und dem äußeren Regelzylinder 11 wird ebenfalls ein Spalt 19 gebildet, der dazu dient, Druck abzubauen und Kavitation zu unterdrücken. Um eine Wartung oder Reinigung des Trennelements 16 vornehmen zu können, ist das Trennelement 16 vorzugsweise demontierbar zwischen dem Führungszylinder 7 und dem Ventilsitz 5 eingespannt. Zur Demontage des Trennelements 16 kann der Ventilsitz 5 gelöst werden, so dass das Trennelement 16 in axialer Richtung aus dem Gehäuse 2 gezogen werden kann. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann das Trennelement 16 auch am Ventilsitz 5 angebracht sein.
Zur axialen Verschiebung des Ventilkolbens 6 dient ein Pleuelantrieb mit einer Pleuelstange 20, die an ihrem einen Ende über ein Pleuellager 21 und einen Zapfen 22 mit dem Ventilkolben 6 und mit ihrem andere Ende mit einer Antriebswelle 23 gelenkig verbunden ist. Das Pleuellager 21 ist an der Innenseite des rohrförmigen inneren Teils 8 des Ventilkolbens 6 angebracht. Der Ventilkolben 6 kann mit Hilfe einer Kurbel, eines Motors oder eines anderen geeigneten Antriebs manuell oder motorisch zwischen einer Drossel- bzw. einer nicht gezeigten Schließstellung axial verschoben werden. In der Schließstellung liegt die zwischen dem inneren Teil 8 und den Regelzylindern 11 und 12 angeordnete Dichtung 10 des Ventilkolbens 6 auf dem Ventilsitz 5 auf.
Sowohl in den beiden Regelzylindern 11 und 12 als auch in dem als Lochhülse ausgebildeten Trennelement 16 sind gleichmäßig über den Umfang verteilte Löcher 24, 25 und 26 angeordnet. Die Löcher können beliebige Querschnittsformen aufweisen und beispielsweise als Rund-, Quadrat- oder Langlöcher ausgebildet sein. In der vorteilhaften Ausführungsform sind sowohl die Löcher 24 und 25 der Regelzylinder 11 und 12 gegeneinander versetzt angeordnet als auch die Löcher 26 des Trennelements 16 zum äußeren Regelzylinder 11. Diese Anordnung der Löcher 24, 25 und 26 gestattet es, höhere Zulaufdrücke wirksam abzubauen bzw. gegen sehr niedrige Gegendrücke zu regeln.
Eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Ringkolbenventils ist in 2 gezeigt. Der in dem Führungszylinder 7 axial geführte Ventilkolben 6 mit daran angebrachten, zueinander konzentrischen Regelzylindern 11 und 12 befindet sich in einer ersten Drosselstellung. Im Zulauf 3 ist konzentrisch zum Ventilkolben 6 das Trennelement 16 dem äußeren Regelzylinder 11 vorgeordnet und zwischen dem Führungszylinder 7 und dem Ventilsitz 5 eingespannt.
Der Kolben 6 mit seinem inneren Teil 8 und den Regelzylindern 11, 12 wird innerhalb des Trennelements 16 durch Gleitleisten 27 geführt, um ein Kippen der Regelzylinder 11, 12 zu verhindern.
Im Folgenden wird die Funktionsweise des vorstehend beschriebenen Ringkolbenventils anhand der 1 und 2 erläutert.
In dem in 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel befindet sich der Ventilkolben 6 in einer ersten Drosselstellung. Das Medium fließt vom Zulauf 3 in Richtung Ablauf 4. Durch das Trennelement 16 werden Steine oder andere Schmutzpartikel daran gehindert, zu den Regelzylindern 11 und 12 zu gelangen. Bei der axialen Verstellung des Ventilkolbens 6 mit Hilfe des Pleuelantriebs tauchen die an dem Ventilkolben 6 befestigten Regelzylinder 11 und 12 in den Ventilsitz 5 ein. Je nach Eintauchtiefe werden mehr oder weniger Löcher 24 und 25 der Regelzylinder 11 und 12 verdeckt, was wiederum das Regelverhalten des Ringkolbenventils 1 beeinflusst.
In der nicht gezeigten Schließstellung des Ringkolbenventils 1 wird der Ventilkolben 6 weiter axial verschoben bis die Dichtung 10 auf dem Ventilsitz 5 aufliegt und somit das Ringkolbenventil 1 schließt, wobei die beiden Regelzylinder 11 und 12 ganz in den Ventilsitz 5 eingetaucht sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 9320686 U1 [0002]

Claims

Ringkolbenventil (1) mit einem Gehäuse (2), einem innerhalb des Gehäuses (2) zwischen einem Zulauf (3) und einem Ablauf (4) angeordneten Ventilsitz (5) und einem im Gehäuse (2) zwischen einer Drosselstellung und einer Schließstellung axial verschiebbaren Ventilkolben (6), der einen Drosselbereich mit mindestens zwei zueinander konzentrischen und voneinander beabstandeten Regelzylindern (11, 12) und eine Dichtung (10), zur Anlage am Ventilsitz (5) in der Schließstellung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass im Zulauf (3) mindestens ein dem Ventilkolben (6) vorgeordnetes Trennelement (16) vorgesehen ist.
Ringkolbenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement (16) aus einer oder mehreren zueinander konzentrischen Lochhülsen besteht.
Ringkolbenventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement (16) konzentrisch zum Ventilkolben (6) angeordnet ist.
Ringkolbenventil nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement (16) zwischen einem innerhalb des Gehäuses (2) fest angeordneten Führungszylinder (7) zur axialen Führung des Ventilkolbens (6) und dem am Gehäuse (2) lösbar befestigten Ventilsitz (5) eingespannt ist.
Ringkolbenventil nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement (16) am Ventilsitz (5) befestigt ist.
Ringkolbenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (5) an einem Absatz (18) des Gehäuses (2) befestigt ist.
Ringkolbenventil nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (5) über einen Flanschring (17) an dem Gehäuse (2) befestigt ist.
Ringkolbenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelzylinder (11, 12) lösbar mit einem inneren Teil (8) des Ventilkolbens (6) verbunden sind.
Ringkolbenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelzylinder (11, 12) als Lochzylinder ausgebildet sind.
Ringkolbenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein äußerer Lochzylinder (11) über einen mit diesem am inneren Ende fest verbundenen Ringflansch (13) am inneren Teil (8) des Ventilkolbens (6) festgeschraubt ist.
Ringkolbenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein innerer Lochzylinder (12) über einen mit diesem am äußeren Ende fest verbundenen Ringflansch (14) an der äußeren Stirnseite des äußeren Lochzylinders (11) befestigt ist.
Ringkolbenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben (6) mittels eines Pleuelantriebs (20, 21, 22, 23) manuell oder motorisch axial im Führungszylinder (7) verschiebbar ist.
Ringkolbenventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Pleuelantrieb (20, 21, 22, 23) eine Pleuelstange (20), ein Pleuellager (21), einen Zapfen (22) und eine Antriebswelle (23) umfasst.