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Die Erfindung betrifft ein Käfigventil gemäß der im Oberbegriff des Schutzanspruches 1 angegebenen Art.
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Käfigventil sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt und umfassen in der Regel ein im Gehäuse des Käfigventils in axialer Richtung
a verfahrbar gelagertes Ventilglied sowie einen mit dem Ventilglied zusammenwirkenden Ventilkäfig. Dabei weist der Ventilkäfig neben einem das Ventilglied führenden Führungsbereich, insbesondere einen eine Vielzahl von derart angeordneten Drosselkanälen aufweisenden Drosselbereich auf, sodass über die Hubstellung des Ventilglieds die Öffnungsweite des Ventilkäfigs, also die Anzahl der verschlossenen bzw. geöffneten Drosselkanäle und damit die Drosselquote einstellbar ist. Neben dem Ventilkäfig weisen Käfigventile ferner in bekannter Art und Weise einen mit dem Ventilglied zusammenwirkenden, komplementär zum Ventilglied ausgebildeten Ventilsitz auf, sodass in Schließstellung, also wenn das Ventilglied in Anlage mit dem Ventilsitz ist, das Ventil geschlossen ist. Lediglich beispielhaft wird auf die
DE 10 2015 005 611 A1 verwiesen.
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Aus dem Stand der Technik ist weiterhin bekannt, dass durch eine entsprechende Ausgestaltung der Drosselkanäle eine gezielte Einflussnahme in Hinblick auf die Durchströmung, die Druckreduzierung und Kavitation ermöglicht ist. Neben einer Ausbildung der zugehörigen Drosselöffnungen der Drosselkanäle als Rund-, Quadrat- oder Langlöcher mit einem über der Gesamtlänge geraden oder gewendelten Drosselkanalverlauf, vgl.
DE 10 2015 005 611 A1 , sind auch Drosselkanäle mit einer gekrümmten, schrägen, konischen und/oder mit Kanten und/oder Hinterschneidungen versehene Innenwandlungen bekannt, siehe
DE 10 2016 102 756 A1 .
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Aus der
JP 59140970A und
JP 58137670A sind Käfigventile bekannt, deren Ventilkäfige derart ausgerichtete bzw. angeordnete Drosselkanäle aufweisen, dass Prozessmedienströme, welche über radialaußenseitige Drosseleintrittsöffnungen in die Drosselkanäle und über radialinnenseitige Drosselaustrittsöffnungen in die Ventilkäfige einströmen, im Innern des Ventilkäfigs nach unten umgelenkt bzw. gebündelt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Käfigventil gemäß der im Oberbegriff des Schutzanspruches 1 angegebenen Art derart weiterzubilden, dass bei geringer Kavitations- und Verschleißneigung sowie reduzierten Schallemissionen ein Abbau hoher Differenzdrücke innerhalb des Ventils ermöglicht ist.
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Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Schutzanspruches 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.
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Die Unteransprüche 2 bis 10 bilden vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Käfigventils.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Aufprallenergie der Prozessmedienströme, d.h., die Energie, mit der die aus den Drosselkanälen des Ventilkäfigs ausströmenden Prozessmedienströme gegen die umliegende Wandung des Ventilgehäuses prallen, einen entscheidenden Einfluss auf die Kavitation, den Verschleiß sowie die Schallemissionen des Käfigventils haben.
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In bekannter Art und Weise umfasst das Käfigventil ein Ventilgehäuse mit einem Ventileinlass und einem Ventilauslass sowie einen im Strömungskanal zwischen Ventileinlass und Ventilauslass angeordneten, im Wesentlichen hülsenförmig ausgebildeten Ventilkäfig. Das Käfigventil umfasst ferner in bekannter Art und Weise ein im Bezug zum Ventilkäfig in axialer Richtung a verfahrbar gelagertes Ventilglied sowie einen mit dem Ventilglied zusammenwirkenden, komplementär zum Ventilglied ausgebildeten Ventilsitz. Der fest im Ventilgehäuse des Käfigventils angeordnete Ventilkäfig weist in bekannter Art und Weise einen das Ventilglied in axialer Richtung a führenden Führungsbereich und einen mehrere axial beabstandet sowie in Umfangsrichtung u betrachtet verteilt angeordnete Drosselkanäle aufweisenden Drosselbereich auf.
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Lediglich der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass unter einem „Drosselkanal“ ganz allgemein ein die Mantelfläche des Ventilkäfigs durchdringend Kanal zu verstehen ist, der entsprechend eine - in radialer Richtung r betrachtet - ventilkäfiginnenseitige Drosseleintrittsöffnung und eine ventilkäfigaußenseitige Drosselaustrittsöffnung aufweist. Insbesondere wird darauf hingewiesen, dass die Formulierung „Drosselkanal“ nicht einschränkend als ein in Form einer geraden Bohrung ausgebildeter Kanal zu verstehen ist, sondern dass vielmehr hierunter unterschiedliche Formen und Querschnittsverläufe, wie z.B. ein schraubenförmig gewendelter Kanalverlauf, ein gekrümmter Kanalverlauf, mit kreisförmigen, elliptischen oder polygonalen Kanalquerschnitte, und mit in Strömungsrichtung konstanten, oder kontinuierlich zunehmenden oder kontinuierlich abnehmenden Kanalquerschnitt, etc. zu verstehen ist.
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Der Ventilkäfig ist dabei so im Ventilgehäuse angeordnet, dass im Betrieb ein Prozessmedium über den Ventileinlass in das Ventilgehäuse und im Anschluss über die stirnseitige Eintrittsfläche in den hülsenförmigen Ventilkäfig eintritt, den Ventilkäfig im Innern durchströmt und aus den Drosselkanälen bzw. den Drosselaustrittsöffnungen der Drosselkanäle aus dem Ventilkäfig wieder austritt, um anschließend aus dem Ventilausauslass aus dem Käfigventil wieder auszutreten. D.h., über eine entsprechende axiale Positionierung des Ventilglieds in Bezug zum Ventilkäfig können in bekannter Art und Weise unterschiedliche Drosselquoten eingestellt werden.
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Erfindungsgemäß sind nunmehr die Drosselkanäle derart angeordnet, dass die aus den Drosselkanälen austretenden Prozessmedienströme neben einer in Umfangsrichtung u gerichteten Umlenkung zum Ventilauslass hin zudem in axialer Richtung a gebündelt ausgerichtet ausströmen.
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Die erfindungsgemäße Anordnung der Drosselkanäle hat den Effekt, dass aufgrund der Umlenkung und Ausrichtung der aus den Drosselkanälen ausströmenden Prozessmedienströme in Umfangsrichtung u und axialer Richtung a, die ausströmenden Prozessmedienströme nunmehr nicht mehr normal bzw. senkrecht auf die umliegende Wandung des Ventilgehäuses prallen. D.h. wiederum, dass die Aufprallenergie der Prozessmedienströme beim Aufprallen auf die Gehäusewandung deutlich reduziert ist, sodass in vorteilhafter Weise ein Abbau hoher Differenzdrücke bei verringerter Kavitations- und Verschleißneigung sowie reduzierten Schallemission ermöglicht ist.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind dabei - bezogen auf ein kartesisches Koordinatensystem, bei dem die x-Achse in Richtung zum Ventilauslass, die z-Achse in axialer Richtung a nach oben und die y-Achse senkrecht zur x-, z-Achse ausgerichtet ist - die ventilkäfigaußenseitigen Drosselaustrittsöffnungen der Drosselkanäle jeweils in zur xy-Koordinatenebene parallelen xy-Ebenen liegend angeordnet. Mit anderen Worten, es sind in axialer Richtung a betrachtet mehrere Reihen mit in Umfangsrichtung verteilt angeordneten Drosselaustrittsöffnungen vorgesehen, wobei die Drosselaustrittsöffnungen einer Reihe, d.h. die Mittelpunkte der Drosselaustrittsöffnungen, jeweils gleiche z-Koordinatenwerte aufweisen. Dabei sind die Drosselkanäle der in einer xy-Ebene liegenden Drosselaustrittsöffnungen jeweils derart ausgerichtet, dass einerseits - wenn projiziert in die zugehörige xy-Ebene - die Kanalachsen der Drosselkanäle jeweils in einem Winkel α so zur x-Achse dieser Ebene angestellt sind, dass die aus den Drosselaustrittsöffnungen einer xy-Ebene austretenden Prozessmedienströme jeweils eine Umlenkung in Richtung zum Ventilauslass erfahren und andererseits
- - wenn projiziert in die in xz-Koordinatenebene - die Kanalachsen in Bezug zur x-Achse jeweils derart in einem Winkel β angestellt sind, dass die aus den Drosselaustrittsöffnungen austretenden Prozessmedienströme in z-Richtung gebündelt ausgerichtet ausströmen.
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Die Formulierung, nämlich dass die aus den Drosselaustrittsöffnungen austretenden Prozessmedienströme jeweils eine Umlenkung in Richtung zum Ventilauslass erfahren, ist insbesondere so zu verstehen, dass die aus den Drosselaustrittsöffnungen austretenden Prozessmedienströme jeweils einen Geschwindigkeitsvektor
mit v
x > 0 aufweisen, d.h. die in x-Richtung, also in Richtung Ventilauslass, wirkende Geschwindigkeitskomponente der Prozessmedienströme ist stets größer null.
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Die weitere Formulierung, nämlich dass - die Kanalachsen der Drosselkanäle in Bezug zur x-Achse jeweils derart in einem Winkel β angestellt sind, dass die aus den Drosselaustrittsöffnungen austretenden Prozessmedienströme in z-Richtung gebündelt ausgerichtet ausströmen, ist insbesondere so zu verstehen, dass jede einzelne Reihe, der in axialer Richtung a betrachtet mehreren Reihen mit in Umfangsrichtung verteilt angeordneten Drosselaustrittsöffnungen, nunmehr eine in Bezug zur z-Achse individuelle Abströmrichtung aufweist. Denkbar ist auch, dass die in einer Reihe liegenden Drosselaustrittsöffnungen individuelle, d.h. unterschiedliche, Abströmrichtungen aufweisen.
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D.h., die aus den Drosselaustrittsöffnungen ausströmenden Prozessmedienströmen erfahren eine in Richtung zur Ventilkäfigoberfläche hin gerichteten tangentialen Bündelung und eine in z- bzw. axiale Richtung ausgerichtete, d.h. vertikal gerichtete, Bündelung. Hierdurch ist in vorteilhafter Weise ein besonders effektives Einströmen der aus den Drosselaustrittsöffnungen austretenden Prozessmedienströme in den Ventilauslass des Käfigventils gewährleistet.
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Bevorzugt sind dabei die Kanalachsen der Drosselkanäle in Bezug zur x-Achse in einem Winkel β von 0° ≤ Winkel β ≤ 60° zur Horizontalen, also nach oben oder nach unten, angestellt.
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Vorzugsweise sind dabei die Drosselkanäle der in einer xy-Ebene liegenden Drosselaustrittsöffnungen derart ausgerichtet, dass - wenn projiziert in die zugehörige xy-Ebene - und bezogen auf das diese Ebene aufspannende xy-Koordinatensystem, die Kanalachsen der Drosselkanäle im I. und IV. Quadranten einen Winkel α von 0° ≤ Winkel α ≤ 45° und im II. und III. Quadranten einen Winkel α von 80° ≤ Winkel α ≤150° mit der x-Achse einschließen.
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Lediglich der Vollständigkeit halber wird noch darauf hingewiesen, dass unter dem Winkel α zwischen x-Achse und Kanalachse im I. und II. Quadranten der zwischen x-Achse und Kanalachse entgegen dem Uhrzeigersinn aufgetragene Winkel und im III. und IV. Quadranten, der zwischen x-Achse und Kanalachse im Uhrzeigersinn aufgetragene Winkel zu verstehen ist.
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Durch die Ausrichtung der Kanalachsen gemäß den vorgenannten Winkelwerten a ist in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass die Prozessmedienströme „eng anliegend“ an der äußeren Ventilkäfigmantelfläche‟ Richtung Ventilauslass umgelenkt werden bzw. in anderen Worten dass die Stromlinien einen möglichst großen Abstand zur umliegenden Ventilgehäusewandung haben.
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Da zudem insbesondere Ausrichtungen der Kanalachsen im Winkel von 90° sowie 180° bzw. nahe 90° und 180° ausgenommen sind, ist in vorteilhafter Weise gewährleistet, dass kritische Stellen nicht direkt angeströmt werden. Dadurch wird - wie bereits ausgeführt - das Ventilgehäuse vor einer möglichen Erosion durch Kavitation und Partikeleinschlag geschützt und damit die Laufzeit verlängert, bzw. der Einsatz in kritischen Anwendungen, wie z.B. Flashing, ermöglicht.
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Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass die in einer xy-Ebene liegenden Drosselaustrittsöffnungen bzw. - wenn projiziert in die zugehörige xy-Ebene die zu den Drosselaustrittsöffnungen zugehörigen Kanalachsen der Drosselkanäle - achsensymmetrisch zur x-Achse des diese Ebene aufspannenden xy-Koordinatensystems angeordnet. Durch die achsensymmetrische Anordnung der Drosselaustrittsöffnungen bzw. der zugehörigen Kanalachsen der Drosselkanäle wird in vorteilhafter Weise eine Rotation der Strömung im Bereich des Ventilauslasses verhindert.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die in einer xy-Ebene liegenden Drosselaustrittsöffnungen in Umfangsrichtung u betrachtet gleichmäßig verteilt angeordnet.
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Eine alternative, besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die in einer xy-Ebene liegenden Drosselaustrittsöffnungen in Umfangsrichtung u betrachtet derart ungleichmäßig verteilt angeordnet sind, dass - bezogen auf das diese Ebene aufspannende xy-Koordinatensystem - im I. und IV. Quadranten mehr Drosselaustrittsöffnungen als im II. und III. Quadranten angeordnet sind. D.h. der in Umfangsrichtung u betrachtete Abstand zwischen den Drosselaustrittsöffnungen ist in dem den Ventilauslass zugewandten Bereich des Ventilkäfigs, nämlich in der Draufsicht im I. und IV. Quadranten kleiner als im rückwärtigen Bereich des Ventilkäfigs, also der in der Draufsicht den II. und III. Quadranten umschließende Bereich. Hierdurch in vorteilhafter Weise ein nahezu umlenkungsfreies Einströmen eines Großteils der austretenden Prozessmedienströme in den Ventilauslass gewährleistet.
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Bevorzug sind dabei die Drosselkanäle der in einer xy-Ebene liegenden Drosselaustrittsöffnungen derart ausgerichtet, dass - wenn projiziert in die zugehörige xy-Ebene und bezogen auf das diese Ebene aufspannende xy-Koordinatensystem - die Kanalachsen der Drosselkanäle sich in einem gemeinsamen, auf der x-Achse liegenden, einen negativen x-Wert aufweisenden Schnittpunkt treffen. D.h. die Kanalachsen haben ein gemeinsames Zentrum, welches auf der x-Achse liegend, ausgehend vom Mittelpunkt Ventilkäfig „nach hinten“, also in Richtung zum Ventileinlass hin, verschoben ist.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, die Anzahl der Drosselaustrittsöffnungen in den jeweiligen xy-Ebenen unterschiedlich ist. Denkbar ist aber eine Ausführungsform, bei der jeder xy-Ebene eine gleiche Anzahl von Drosselaustrittsöffnungen aufweist.
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Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.
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In der Beschreibung, in den Ansprüchen und in der Zeichnung werden die in der unten aufgeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet. In der Zeichnung bedeutet:
- 1 eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Käfigventils;
- 2 eine Draufsicht auf den geschnitten dargestellten Ventilkäfig aus 1;
- 2a eine vergrößerte Darstellung des Bereichs B1 aus 2;
- 2b der Bereich B2 aus 2 in vergrößerter Darstellung;
- 3 ein weiterer Ventilkäfig eines erfindungsgemäßen Käfigventils;
- 4 der Ventilkäfig aus 3 in einer Schnittdarstellung gemäß A-A;
- 5 ein Längsschnitt des Ventilkäfigs aus 3, und
- 6 ein vergrößerter Ausschnitt des Ventilkäfigs 5.
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1 zeigt ein insgesamt mehr Bezugsziffer 10 bezeichnetes Käfigventil für eine verfahrenstechnische Anlage. Das Käfigventil 10 umfasst ein Ventilgehäuse 12 mit einem Ventileinlass 14 und einem Ventilauslass 16, ein im Ventilgehäuse 12 des Käfigventils 10 in axialer Richtung a verfahrbar gelagertes Ventilglied 18 sowie einen im Strömungskanal des Ventilgehäuses 12, also zwischen Ventileinlass 14 und Ventilauslass 16 angeordneten Ventilkäfig 20.
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Der hülsenförmig ausgebildete Ventilkäfig 20 umfasst einen in axialer Richtung a bzw. in z-Richtung betrachtet oberen, das Ventilglied 18 axial führenden Führungsbereich sowie einen darunterliegenden, mehrere in axialer Richtung a und in Umfangsrichtung u betrachtet verteilt angeordnete Drosselkanälen 22 aufweisenden Drosselbereich. Vorliegend weist der Drosselbereich 5 Reihen mit in Umfangsrichtung verteilt angeordneten Drosselkanälen auf.
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Wie in 1 durch die die Durchströmungsrichtung S symbolisierenden Pfeile ersichtlich, tritt ein Prozessmedium über den Ventileinlass 14 in das Käfigventil 10 ein, strömt über die untere Stirnfläche in das Innere des Ventilkäfigs 20 und über die Drosselkanäle 22 aus dem Ventilkäfig 20 wieder aus, um anschließend aus dem Ventilauslass 14 aus dem Käfigventil 10 wieder auszuströmen.
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Über eine entsprechende axiale Positionierung des Ventilglieds 18 in Bezug zum Ventilkäfig 20 kann somit in bekannter Art und Weise die Anzahl der verschlossenen bzw. geöffneten Drosselkanäle 22, also die Öffnungsweite des Ventilkäfigs 20 und damit die Drosselquote eingestellt werden.
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Zum vollständigen Schließen des Käfigventils 10, umfasst das Käfigventil 10 ferner einen mit dem Ventilglied 18 zusammenwirkenden, komplementär zum Ventilglied 18 ausgebildeten Ventilsitz 24.
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Wie aus 1 und 3 ersichtlich, sind im Drosselbereich des Ventilkäfigs 20 die in axialer Richtung a und in Umfangsrichtung u betrachtet verteilt angeordneten Drosselkanäle 22 derart angeordnet, dass - bezogen auf ein kartesisches Koordinatensystem, bei dem die x-Achse in Richtung zum Ventilauslass 16, die z-Achse in axialer Richtung a nach oben und die y-Achse senkrecht zur x-, z-Achse ausgerichtet ist - die ventilkäfigaußenseitigen Drosselaustrittsöffnungen der Drosselkanäle 22 jeweils in zur xy-Koordinatenebene parallelen xy-Ebenen liegen. D.h. die Drosselaustrittsöffnungen einer Reihe bzw. die Mittelpunkte der Drosselaustrittsöffnungen einer Reihe weisen jeweils gleiche z-Koordinatenwerte auf.
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Zudem sind - wie insbesondere aus 2 und 4 ersichtlich - die Drosselkanäle 22 der in einer xy-Ebene liegenden Drosselaustrittsöffnungen jeweils derart ausgerichtet, dass - wenn projiziert in die zugehörige xy-Ebene - die Kanalachsen der Drosselkanäle 22 jeweils in einem Winkel α zur x-Achse dieser Ebene angestellt sind. Der Übersichtlichkeit halber sind in 2 und 4 lediglich zu zwei Drosselkanäle 22 die zugehörigen Winkel α eingezeichnet, nämlich für ein im I. Quadranten und ein im III. Quadranten liegender Drosselkanal.
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Wie aus 2 und 4 weiter ersichtlich, ist dabei die Ausrichtung der Kanalachsen der Drosselkanäle 22 so gewählt, dass - wenn projiziert in die zugehörige xy-Ebene - und bezogen auf das diese Ebene aufspannende xy-Koordinatensystem, die Kanalachsen der Drosselachsen 22 im I. und IV. Quadranten einen Winkel α von 0° ≤ Winkel α ≤ 45° und im II. und III. Quadranten einen Winkel α von 80° ≤ Winkel α ≤150° mit der x-Achse einschließen.
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Dabei ist - wie dabei aus 2 und 4 weiter ersichtlich - unter dem Winkel α im I. und II. Quadranten der entgegen dem Uhrzeigersinn zwischen x-Achse und Kanalachse aufgetragene Winkel zu verstehen, während im III. und IV. Quadranten der im Uhrzeigersinn aufgetragene Winkel zwischen x-Achse und Kanalachse zu verstehen ist.
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Die Ausrichtung der Kanalachsen der Drosselkanäle
22 im Winkel
α bewirkt, dass - wie beispielhaft in
2a und
2b anhand zweier aus zugehörigen Drosselkanälen
22 austretendend austretenden Prozessmedienströme
S1,
S2 ersichtlich - die aus den Drosselaustrittsöffnungen austretenden Prozessmedienströme jeweils einen Geschwindigkeitsvektor
aufweisen, dessen in x-Richtung, also in Richtung Ventilauslass
16 wirkende Geschwindigkeitskomponente v
x stets größer null ist, also v
x > 0, sodass die aus den Drosselaustrittsöffnungen einer xy-Ebene austretenden Prozessmedienströme jeweils eine Umlenkung in Richtung zum Ventilauslass
16 erfahren.
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D.h., die aus den Drosselaustrittsöffnungen einer Ebene bzw. einer Reihe austretenden Prozessmedienströme werden tangential in Richtung Ventilauslass 16 gebündelt. Dies wiederum hat den Effekt, dass - da die Prozessmedienströme nunmehr nicht mehr normal bzw. senkrecht auf die umliegende Wandung des Ventilgehäuses 12 prallen - die Aufprallenergie der Prozessmedienströme beim Aufprall auf die Gehäusewandung deutlich reduziert ist. Da zudem eine Ausrichtung der Kanalachsen im Winkel von 90° sowie um 180° bzw. nahe 90° und 180° nicht vorgesehen ist, ist weiterhin sichergestellt, dass kritische Stellen nicht direkt angestrebt werden.
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Zudem sind, wie aus 2 und 4 ersichtlich die in einer xy-Ebene liegenden Drosselaustrittsöffnungen bzw. - wenn projiziert in die zugehörige xy-Ebene, die zu den Drosselaustrittsöffnungen zugehörigen Kanalachsen der Drosselkanäle 22 - achsensymmetrisch zur x-Achse des diese Ebene aufspannenden xy-Koordinatensystems angeordnet. Dies hat den Effekt, dass eine Rotation der Strömung im Bereich des Ventilauslasses 16 verhindert wird.
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Wie aus 2 und 4 weiterhin ersichtlich ist, sind vorliegend die in einer xy-Ebene liegenden Drosselaustrittsöffnungen in Umfangsrichtung u betrachtet ungleichmäßig verteilt angeordnet: so sind - wiederum bezogen auf das die Ebene aufspannende xy-Koordinatensystem - im I. und IV. Quadranten mehr Drosselaustrittsöffnungen als im II. und III. Quadranten angeordnet. D.h., der in Umfangsrichtung u betrachtete Abstand zwischen den Drosselaustrittsöffnungen ist in dem den Ventilauslass 16 zugewandten Bereich des Ventilkäfigs 20, nämlich in der Draufsicht im I. und IV. Quadranten kleiner als im rückwärtigen Bereich des Ventilkäfigs 20, also der in der Draufsicht den II. und III. Quadranten umschließenden Bereich des Ventilkäfigs 20. Hierdurch ist ein nahezu umlenkungsfreies Einströmen eines Großteils der austretenden Prozessmedienströme in den Ventilauslass 16 sichergestellt.
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Zudem sind, wie aus 1 und insbesondere aus 5 und 6 ersichtlich, die Drosselkanäle 22 der in einer xy-Ebene liegenden Drosselaustrittsöffnungen derart ausgerichtet, dass - wenn projiziert in die xz-Koordinatenebene - die Kanalachsen der Drosselkanäle 22 jeweils in einem Winkel β im Bezug zur x-Achse angestellt sind.
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Während gemäß dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispielen die Kanalachsen der Drosselkanäle 22 in Bezug zur Horizontalen im Winkel β nach unten angestellt sind, sind gemäß dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 die Kanalachsen der Drosselaustrittsöffnungen in einem Winkel β ≤ 0° Winkel β ≤ 60° zur Horizontalen angestellt, vgl. 5 und 6.
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D.h., jede einzelne Reihe, der in axialer Richtung a betrachtet mehreren Reihen mit in Umfangsrichtung u verteilt angeordneten Drosselaustrittsöffnungen, weist in Bezug zur z-Achse eine individuelle Abströmrichtung auf, die so gewählt ist, dass die aus den Drosselaustrittsöffnungen austretenden Prozessmedienströme in z-Richtung gebündelt ausgerichtet ausströmen.
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Somit zeichnet sich das erfindungsgemäße Käfigventil 10 insbesondere dadurch aus, dass die aus den Drosselaustrittsöffnungen ausströmenden Prozessmedienströme neben der in Richtung zur Ventilkäfigoberfläche hin gerichteten tangentialen Bündelung, auch eine in z- bzw. axiale Richtung gerichtete also vertikale, Bündelung erfahren.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Käfigventil
- 12
- Ventilgehäuse
- 14
- Ventileinlass
- 16
- Ventilauslass
- 18
- Ventilglied
- 20
- Ventilkäfig
- 22
- Drosselkanäle
- 24
- Ventilsitz
- a
- axiale Richtung
- u
- Umfangsrichtung
- S
- Strömungsrichtung
- S1
- Prozessmedienstrom
- S2
- Prozessmedienstrom
- α
- Winkel
- β
- Winkel
- I; II, III, IV
- Quadranten des Koordinatensystems
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015005611 A1 [0002, 0003]
- DE 102016102756 A1 [0003]
- JP 59140970 A [0004]
- JP 58137670 A [0004]
