DE2313352C3 - Selbsttätig arbeitende Durchflußdrossel für Wasserarmaturen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine selbsttätig arbeitende Durchflußdrossel für Wasserarmaturen mit einem kreiszylindrisch ausgebildeten Gehäuseteil mit konischem, mit einer Durchflußöffnung versehenen Boden und einem in DurchstrOmungsrichtung unterhalb einer im Gehäuse eingesetzten Lochplatte vorgesehenen, etwa kugelförmigen Drosselkörper, der unter Wirkung des Schließdruckes gegen die Wirkung eines Federelementes unter Verringerung des freien Durchflußquerschnittes zum konischen Boden hin drückbar ist

Bei einer solchen aus dem DE-GB 17 80 874 bekannten Durchflußdrossel wird der kugelförmige Drosselkörper durch eine kegelig ausgebildete Schraubenfeder im Gehäuse gegen die Wasserströmung abgestützt Durch die Unterbringung der Feder im Gehäuse ist im Strömungsquerschniu eine relativ lange Baulänge erforderlich. Diese Anordung neigt bei bestimmten Wasserbrücken zu Schwingungen und es kann in solchen Fällen die erwünschte Drosselwirkung nicht erreicht werden, sondern es treten sehr schädliche Druckschwankungen auf, so daß eine solche Drossel nur begrenzt verwendbar ist. Weiter nachteilig ist, daß in den Windungen der vom Wasser durchströmten Feder sich Schmutzteilchen ablagern können. Darüber hinaus ist die freiliegende Feder erhöhter Korrosionsgefahr ausgesetzt.

In Vermeidung diese Nachteile liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Drossel der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei geringem Plat7bedarf nicht zu Schwingungen und zu Verschmutzungen neigt.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß der Drosselkörper im Zentrum der Lochplatte aufgehängt ist und daß das Federelement aus einer Schraubenfeder und einer Gummifeder besteht.

Durch die Kombination von Schraubenfeder und Gummifeder erfolgt im gesamten Arbeitsgebiet der Drossel eine gute Schwingungsdämpfung, so daß auch bei Druckschwankungen in den Rohrleitungen der Drosselkörper nicht selbst zu unerwünschten Schwingungen angeregt wird. Durch die Aufhängung des Drosselkörpers an der Lochplatte wird ein Festsetzen von Schmutzteilchen am Drosselkörper selbst vollkommen verhindert, da dieser dann ganz frei umströmbar ist. Da keinerlei Stege od. dgl. erforderlich sind, ist ein

ungestörtes geräuscharmes Durchströmen der Flüssigkeit möglich.

Durch die Kombination von Schraubenfeder und Gummifeder kann ein relativ großer Druckunterschied von etwa 4 atü beherrscht werden, obwohl lediglich ein Federweg von etwa 2 mm zur Verfügung steht Eine Schraubenfeder allein läßt sich auf kleinem Raum nicht so dimensionieren, daß die Querschnittsverminderung durch den Drosselkörper auf eine solche Weise geschieht, daß in Abhängigkeit vom Fließdruck die richtige Durchflußmenge im ganzen Bereich erreicht werden kann. Die zusätzliche Gummifeder wirkt stabilisierend, so daß die Schraubenfeder feinfühlig bei Druckänderungen im unteren Bereich reagiert und im oberen Bereich mehr und mehr die Gummifeder zur Wirkung kommt Die Dimensionierung des Kugeldurchmessers, der Gradzahl des Konus im Boden des Gehäuseteiles und die Auslegung der Feder erlauben eine solche Veränderung des Durchflußquerschnittes, daß sich in den Grenzen der für Wasserarmaturen üblichen Drücke die Durchflußmenge automatisch richtig einstellt

Die Strahlführung kann noch dadurch verbessert werden, daß der Drosselkörper eine Kugelabschnittsfläche aufweist und von einem Trägerstift getragen wird, der mit einem kreiszylindrischen Fortsatz versehen ist, der in die Durchflußöffnung des Gehäuseteiles hineinragt und dessen Durchmesser etwa die Hälfte des Durchmessers der Durchflußöffnung beträgt Weiterhin wirkt sich die günstige Bemessung der einzelnen Teile geräuschmäßig vorteilhaft aus, besonders gute Werte werden dann erreicht, wenn der Durchmesser der Kugelabschnittsfläche etwa dem Durchmesser der Durchflußöffnung entspricht und sich die Durchmesser der Durchflußöffnung, der Kugel und der Gehäuseinnenwand etwa wie 4:5:6 verhalten.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht das Federelement aus einer Kombination von Federn, nämlich aus einer Schraubenfeder und einer Gummifeder. Einerseits muß ein relativ großer Druckunterschied von etwa 4 atß beherrscht werden, andererseits steht lediglich ein Federweg von etwa 2 mm zur Verfugung. Eine Schraubenfeder allein läßt sich auf kleinem Räume nicht so dimensionieren, daß die Querschnittsverminderung durch den Drosselkörper auf eine solche Weise geschieht, daß in Abhängigkeit vom Fließdruck die richtige Durchflußmenge im ganzen Bereich erreicht werden kann. Die zusätzliche Gummifeder wirkt stabilisierend, so daß die Schraubenfeder feinfühlig bei Druckänderungen im unteren Bereich reagiert und im oberen Bereich mehr und raehr die Gummifeder zur Wirkung kommt. Die Dimensionierung des Kugeldurchmessers, der Gradzahl der Konus im Boden des Gehäuseteiles und die Auslegung der Federn erlauben eine solche Veränderung des Durchflußquerschnittes, daß sich in den Grenzen der für Wasserarmaturen üblichen Drücke die Durchflußmenge automatisch richtig einstellt.

Herstellung, Montage und Einbau der Durchflußdrossel gestalten sich dann besonders einfach, wenn die Drossel einen Einsatzteil bildet, der einen Flansch aufweist, mit dem er in den Druckspüler eingeschraubt werden kann. Die Lochplatte ihrerseits ist wieder in den Gehäuseteil bis zu einem Anschlag einschraubbar. Der Drosselkörper ist auf dem in die Lochplatte eingeschraubten Trägerstift geführt, der Abstützflächen für das Federelement abgibt, das in Ausspaningen im Drosselkörper eingesetzt h'„ Das Stabilitätsverhalten der Gummifeder wird neben den Werkstoffeigenschaften und der Abmessung durch die Art der Abstützung und die Art des Einbaues bestimmt, eine besonders vorteilhafte Gestaltung wird dadurch erreicht, daß der Trägerstift einen Ringwulst mit einer im Querschnitt gerundeten Kuppe aufweist, gegen die sich die Gummifeder legt und daß die Aussparung im Drosselkörper in radialer Richtung größer gehalten ist als die Breite der Gummifeder, die aber Ober einen gewissen

ίο Bereich trotzdem über einen Ansatz des Drosselkörpers zentriert wird.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, Einzelheiten sind anhand der Zeichnung, die eine beispielsweise Ausführungsform darstellt näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Druckspüler mit einer Durchflußdrossel,

F i g. 2 einen Schnitt durch die Drossel in größerem Maßstab,

F i g. 3 eine Draufsicht hierzu.

In einem Druckspüler 1 sitzt ein Hai-ctventil 2, dem über einen Einlaß 3 Wasser zuströmt Dem Hauptventil 2 ist in Durchströmrichtung eine Durchflußdrossel 4 nachgeschaltet die das Wasser über einen Auslaß 5 entläßt Der Spüler 1 wird dadurch betätigt daß über einen Handhebel 6 zunächst ein nicht näher dargestelltes Hilfsventil und dann das Hauptventil 2 geöffnet wird. Eine Automatik führt nach einer gewissen Zeit zum selbsttätigen Schließen des Spülers, die Durchflußmen-

jo ge wird unabhängig vom Leitungsdruck durch die Durchflußdrossel 4 in gewissen Grenzen konstant gehalten.

Die Durchflußdrossel 4 besteht aus einem Gehäuseteil 7, der einen Flansch 8 mit einem Gewinde 9 aufweist

J5 und der in das Spülergehäuse 10 eingeschraubt wird. Der Gehäuseteil 7 hat einen konischen Boden 11, der Winkel 12 des Konus beträgt zur Achse 13 der Durchflußdrossel 4 etwa 35°. Der Konus endet in einer Durchflußöffnung 14. Auf der gegenüberliegenden Seite ist in Höhe des Flansches 8 eine Lochplatte 15 bis zu einem Anschlag 16 in den Gehäuseteil 7 eingeschraubt. Die Löcher 17 der Lochplatte 15 liegen auf zwei konzentrischen Kreisen 18, 19, der Gesamtquerschnitt dieser Löcher ist so bemessen, daß bei einem Mindestdruck von etwa 1,2 atü (Fließdruck) eine Durchflußmenge zwischen 1 und 1,3 l/sec erreicht wird.

In das Zentrum der Lochplatte 15 ist ein Trägerstift 20

eingeschraubt, der durch eine Kontermutter 21 fixiert werden kann. Auf diesem Trägerstift 20 ist ein Drosselkörper 22 axial verschiebbar geführt, der im wesentlichen als Kugel mit einer Kugelabschnittsfläche 23 ausgebildet ist. Auf der der Lochplatte 15 abgekehrten Seite trägt der Trägerstift 20 einen Fortsatz 24, der im Übergang 25 zur Kugelabschnittsfläehe 23 hin gerundet ist. Dieser Fortsatz 24 ragt durch die Durchflußöffnung 14 hindurch, sein Durchmesser 25 beträgt etwa die Hälfte des Durchmessers 27 der Durchflußöffnung 14. Der Trägerstift 20 weist eine Abstützfläche 28 für eine Schraubenfeder 29 und eine Abstützfläche 30 für eine Gummiteder 31 auf, die als Kuppe eines Ringwulstes 32 ausgebildet ist, der Bestandteil des Trägerstiftes 20 ist und mit seinem Umfang den Drosselkörper 22 etwa in Höhe der Kugelabschnittsfläche 23 führt. Die Schraubenfeder 29

<y> und die Gummifeder 31 bilden gemeinsam das Federelement 33. Beid^ Federn 29, 31 sitzen jeweils in ?iner Aussparung 34, 35 des Drosselkörpers 22, wobei die Schraubenfeder 29 den Trägerstift 20 unmittelbar

umgibt und die Gummifeder 31 im radial größeren Abstand in der Aussparung 35 im Drosselkörper 22 sitzt. Sie hat etwa rechteckigen Querschnitt. Zur störungsfreien Ausdehnung ist die Aussparung 35 im Drosselkörper 22 in radialer Richtung größer als die Breite der "> Gummifeder 31, die aber in einem Ansatz 36 zentriert ist. Als besonders günstig hat sich erwiesen, wenn sich der Durchmesser 27 der Durchflußöffnung 14 zum Durchmesser 37 des Drosselkörpers 22 zum Durchmesser 38 der Innenwand 39 des Gehäuseteiles 7 wie 4 :5 :6 verhalten.

Beirrt Zusammenbau der Durchflußdrossel 4 werden zunächst die Federn 29, 31 in ihre Aussparungen 34, 35 eingeführt, dann wird der Trägerstift 20 in den Drosselkörper 22 eingeschoben. Nach Auflage einer ι' Zwischenscheibe 40 wird der Trägerstift 20 mit seinem Gewindeansau 41 in die Lochplatte 15 eingeschraubt und über die Kontermutter 21 fixiert. Dann wird die Lochplatte 15 mit Trägerstift 20 und Drosselkörper 22 in den Gehäuseteil 7 eingeschraubt. Die damit .'<> fertiggestellte Durchflußdrossel 4 wird dann durch Schrauben in einfacher Weise in das Spülergehäuse 10 eingesetzt. Beim Betätigen des Handhebels 6 fließt Wasser vom Einlaß 3 über das Hauptventil 2 zur Drossel 4 und drückt entsprechend dein FlieBdruck den Drosselkörper 22 gegen die Wirkung der Federn 29, 31 so weit nach unten, daß der freie Querschnitt zwischen der Kugel und dem Konus so weit verengt wird, daß eine Durchflußmenge gegeben ist, die in den Grenzen zwischen 1 und 1,3 l/sec liegt. Der Drosselkörper 22 ist so angeschlagen, daß sich bei einem Fließdmck, dei 5 ati'i übersteigt, ein Restquerschnitt verbleibt, der den Durchfluß einer ausreichenden Wassernienge garantiert. Wenn das Hauptventil 2 nach einer bestimmten Zeit automatisch schließt, wird durch die Lo'.'hpla?!--; 15 verhindert, daß kurz vor dem völligen Abschluß unerwünschte Druckrückstöße auftreten. Die Ausbildung des Drosselkörpers 22 als Kugel bringt >n Verbindung mit der Gesarr.mordnung ein auCtiordentlich günstiges Geräuschverhalten mit sich, die Gestaltung des Federelementes 33 sorgt für eine feinfühlige Regulierung.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

1. Patentansprüche;

   U Selbsttätig arbeitende Durcbflußdrossel for Wasserarmaturen mit einem kreiszylindriscb ausgebildeten Gehäuseteil mit konischem, mit einer Durchflußöffnung versehenen Boden und einem in Durchströmungsrichtung unterhalb einer im Gehäuse eingesetzten Lochplatte vorgesehenen etwa kugelförmigen Drosselkörper, der unter Wirkung des Fließdruckes gegen die Wirkung eines Federelementes unter Verringerung des freien Durchflußquerschnittes zum konischen Boden hin drückbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkörper * (22) im Zentrum der Lochplatte (15) aufgehängt ist und daß das Federelement (33) aus einer Schraubenfeder (29) und einer Gummifeder (31) besteht
2. 2. Durchflußdrossel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Lochplatte (15) ein Trägerstift (20) befestigt ist, auf dem der Drosselkörper (22) geführt ist und der Abstützflächen (28, 30) für das Federelement (33) abgibt, das in Aussparungen (34,35) im Drosselkörper (22) eingesetzt ist
3. 3. Durchflußdrossel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß der Trägerstift (20) einen Gewindeansatz (41) trägt, mit dem er in die Lochplatte (15) eingeschraubt und über eine Kontermutter (21) gesichert ist
4. 4. Durchflußdrossel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß die Schraubenfeder (29) den Trägerstift (20) unmittelbar umgibt und die Gummifeder (31) als im Querschnitt rechteckiger Kreisring ausgebildet ist, der um die Schraubenfeder (29) herumgelegt ist.
5. 5. Durchflußdrossel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß der Trägen>tift (20) einen Ringwulst (32) mit im Querschnitt gerundeter Kuppe aufweist, gegen den sich die Gummifeder (31) abstützt.
6. 6. Durchflußdrossel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (35) im Drosselkörper (22) in radialer Richtung größer ist als die Breite der Gummifeder (31) und diese in einem Ansatz (36) des Drosselkörpers (22) zentriert ist.
7. 7. Durchflußdrossel nach Anspruch 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerstift (20) auf der der Lochplatte (15) abgekehrten Seite einen kreiszylindrischen Fortsatz (24) aufweist, der Drosselkörper (22) eine Kugelabschnittsfläche (23) trägt und am Umfang des Ringwulstes (32) geführt ist, der Obergang (25) zwischen Ringwulst (32) und Fortsatz (24) gerundet ist, der Fortsatz (24) in die Durchflußöffnung (14) des Gehäuseteiles (7) hineinragt und sein Durchmesser (26) etwa die Hälfte des Durchmessers (27) der Durchflußöffnung (14) w beträgt.
8. 8. Durchflußdrossel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Kugelabschnittsfläche (23) etwa dem Durchmesser (27) der Durchflußöffnung (14) entspricht. f>o
9. 9. Durchflußdrossel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Durchmesser (27, 37, 38) der Durchflußöffnung (14), der Kugel (Drosselkörper 22) und der Innenwand (39) des Gehäuseteiles (7) etwa wie 4 : 5 :6 verhalten. f>5
10. 10. Durchflußdrossel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Konus des Bodens (11) des Gehäuseteiles (7) einen Winkel (12) von etwa 35" gegen die Achse (|3) der Durchflußdrossel (4) aufweist
11. Jl, Durchflußdrossel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochplatte (15) in den Gehäuseteil (7) bis zu einem Anschlag (16) eingeschraubt ist
12. 12. Durchflußdrossel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Gesamtquerschnitt der Löcher (1?) der Lochplatte (15) so bemessen· ist daß bei einem Fließdruck von etwa 1 atü die Durcbtlußmenge etwa 1 l/sec beträgt
13. 13. Durchflußdrossel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (17) als Bohrungen auf zwei konzentrischen Kreisen (18,19) angeordnet sind.
14. 14. Durchflußdrossel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß sie als Baueinheit ausgebildet ist und einen Flansch (8) aufweist mit dem sie in einen Druckspüler (1) einschraubbar ist