DE2330392B2 - Geraeuscharmes drossel- oder druckminderventil - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein geräuscharmes Drosseloder Druckminderventil, mit einem in Strömungsrichtung hinter der Ventildurchgangsöffnung angeordneten, ringförmigen Drosselorgan, welches mehrere ringförmige, von unter Zwischenlage von Federelementen axial übereinander angeordneten Drosselscheiben begrenzte Spalte mit von einer Ventilstange stetig einstellbaren Spaltweite aufweist, die zusammen den erforderlichen Drosselquerschnitt ergeben.

Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der US-PS 3133 557 bekannt Dort besteht das ringförmige Drosselorgan aus flachen Drosselscheiben mit Dichtflächen von großer Breite, zwischen denen Kapillare Durchgangsspalten vorgesehen sind, in denen die Druckenergie absorbiert werden soll. Diese Spalte ergeben wegen ihrer kapillaren Spaltenbreite einen sehr hohen Strömungswiderstand. Ein dadurch verursachter großer Energieverlust soll aber, vor allem bei Druckminderventilen, möglichst vermieden werden, damit das Ventil auch in mehr oder weniger geöffnetem Zustand gut betriebsfähig ist.

Gemäß einem ersten Kombinationsmerkmal der Erfindung sind deshalb in jedem Spalt mindestens zwei Drosselstufen hintereinander angeordnet durch ineinandergreifende axiale Ringvorsprünge und gegenüberliegende Ringvertiefungen benachbarter Drosselscheiben gebildet sind. Solche labyrinthartig angeordnete Drosselstufen sind an sich aus der DT-AS 10 08 977 bekannt, wobei aber die Spaltenbreite mittels Bolzen und Abstandsscheiben fest eingestellt wird. Dies ist für den praktischen Betrieb Arder Ventile nicht zweckmäßig.

Wenn nun eine solche starre Verbindung der einzelnen Drosselscheibcn nicht besteht, hat sich in der Praxis gezeigt, daß sich die einzelnen Drosselscheiben während des Betriebes gegeneinander bewegen. Dieser Vorgang ist nicht nur für die gleichmäßige Drosselung nachteilig, sondern führt auch zu einem Vorzeitigen Verschleiß des Drosselorgans und zu einer zusätzlichen Geräuschbildung,

Zur Stabilisierung der Drosselscheiben sind gemäß dem weiteren, kennzeichnenden Kombinationsmerkmal der Erfindung die an entgegengesetzten Stirnseiten der Drosselscheiben angeordnete Drosselstufen durch Druckausgleichskanäle miteinander verbunden.

Durch diese Maßnahme werden unterschiedliche Drücke in den Drosselspalten ausgeglichen, so daß dfe Einstellung des Drosselorgans stabilisiert wird.

Durch die Gesamtkombination nach dem Patentanspruch entsteht ein Drossel- oder Druckminderventil, das auch bei großen Druckdifferenzen geräuscharm arbeitet

Die Anordnung von Druckausgleichsbohrungen zur Vermeidung von Flattererscheinungen in Ventilen ist aus der DT-AS11 74 583 an sich bekannt

In der Zeichnung ist die Erfindung in einer Ausführungsform beispielsweise veranschaulicht

Fig. 1 zeigt in abgebrochenem Längsschnitt den Innenteil eines Ventils mit einem Drosselorgan zur Geräuschverminderung und

Fig. 2 zeigt im Längsschnitt einen vergrößerten Ausschnitt »A« aus der F i g. 1.

Bei dem Ventil gemäß Fig. 1 und 2 befindet sich in einem in Richtung der eingezeichneten Pfeile von einem Medium durchströmten Ventilgehäuse I ein Ventilsftzring 2, welcher eine Durchgangsöffnung 3 umgibt und mittels Gewinde 4 in das Ventilgehäuse eingeschraubt ist Oberhalb des Ventilsitzringes 2 geht das Ventilgehäuse 1 in einen Gehäusehals 5 über, dessen obere öffnung durch einen nicht gezeigten Deckel mit einer Stopfbüchse abgeschlossen ist. Durch die Stopfbüchse ist eine Ventilstange 19 axial verschiebbar in den Gehiusehals 5 eingeführt. Die Ventilstange 19 kann durch beliebige Mittel betätigt bzw. angetrieben werden.

Das untere Ende der Ventilstange 19 drückt auf das obere Ende eines Führungszapfens 20, auf dem Drosselscheiben 21 axial verschiebbar aufgereiht sind. Jede Drosselscheibe besteht aus einem äußeren Ring 22, der durch radiale Arme 23 mit einer Scheibennabe 24 verbunden ist, durch deren Nabenbohrung der Führungszapfen 20 geführt ist Die Stirnflächen der Ringe 22 haben axiale Ringvorsprünge 25 und axiale Ringvertiefungen 26, welche derart ineinandergreifen, daß z. B. drei Drosselspalten Si, S* S₃ gebildet werden, wie aus F i g. 2 ersichtlich ist.

Am oberen Ende des Führungszapfens 20 ist der von den Ringen 22 der Drosselscheiben 1 umgebene Innenraum 27 des ringförmigen Drosselorgans durch eine mit dem Führungszapfen 20 verbundene Druckscheibe 28 abgeschlossen, deren unterer Stirnrand ebenfalls axiale Ringvorsprünge 25 und axiale Ringausnehmungen 26 aufweist, welche mit den gegenüberliegenden Ringausnehmungen bzw. Ringvorsprüngen der obersten Drosselscheibe 21 zwecks Bildung von Drosselspalten Si, S₂, S3 zusammenarbeiten. Entsprechend sind an der oberen Stirnfläche des Ventilsitzringes 2 axiale Ringvorsprünge 25 und axiale Ringausnehmungen 26 vorgesehen, die mit den gegenüberliegenden Ringausnehmungen bzw. Ringvorsprüngen der untersten Drosselscheibe 21 zwecks Bildung von Drosselspalten Si, S2, S3 zusammenarbeiten.

Der Führungszapfen 20 ist an seinem unteren Ende in der Nabe 29 eines mit radialen Armen 30 versehenen Lagersternes geführt, der in dem Ventilsitzring 2 angeordnet ist

Zwischen je zwei Drosselscheiben 21 bzw. zwischen' der obersten Drosselscheibe und der Druckscheibe 28 bzw. zwischen der untersten Drosselscheibe und dem Lagerstern 29,30 sind Tellerfedem 31 eingelegt, welche diese Teile in gegenseitigen Abständen halten. Anstelle der Tellerfedem 31 könnten z. B. auch kinematische

Gelenke oddgL zur nachgiebigen Kupplung der Drosselscheiben verwendet werden. Bei einer Ausführungsfonn mit zwei oder mehr Drosselstufen erhält man beispielsweise günstige Ergebnisse mit folgenden Abmessungen: S

Hub einer Drosselscheibe=Spaltweite s£ 10 mm, Oberdeckung der einzelnen Stufen z/< 0,2 S.

Zur Stabilisierung der Einteilung des ringförmigen Drosselorgans sind in den Ringen 22 der Drosselscheiben 21 Dmckausgleichsöffnungen bzw. -kanäle 32 angeordnet, welche die an den entgegengesetzten Stirnflächen der Ringe 22 angeordneten Drosselstufen bzw. entsprechende axiale Ringausnehmungen 26 miteinander verbinden.

Am unteren Ende des Ffihrungszapfens 20 ist gemäß Fig. 1 ein sich nach unten konisch oder kurvenförmig verjüngender Vordrosselfcörper 33 befestigt, welcher hinter (in Strömungsrichtung gesehen) einer in einer eingeschraubten Scheibe 34 vorgesehenen Eingangsöffnung 35 angeordnet ist Damit kann eine große Druckdifferenz schon vor dem ringförmigen Drosselorgan vorentspannt werden. Außerdem hat diese Anordnung im geschlossenen Zustand der Vorrichtung den Vorteil eines Einsitz-Ventils mit kleiner Leckmenge. Bei sehr großen Druckdifferenzen kann diese Vorentspannung auch durch zwei oder mehr hintereinandergeschaltete Vordrosselkörper vorgenommen werden.

Bei großen Durchmessern des ringförmigen Drosselorgans bzw. des oder der Vordrosselkörper und bei großen Druckdifferenzen können die zur Betätigung des Ventils erforderlichen Antriebskräfte verhältnismäßig sehr groß werden. Dieser Nachteil kann mit Hilfe von Entlastungseinrichtungen verringert oder vermieden werden, wie sie z. B. in Fi g. J angedeutet sind. Hier dient ein Zylinderraum 38, welcher mit der Eingangsöffnung 35 durch eine Bohrung 39 des Führungszapfens 20 verbunden ist zur Entlastung des Vordrosselkörpers 33, während ein konzentrisch zum Zylindeiraum 38 angedeuteter Ringzylinderraum 40 zur Entlastung des ringförmigen Drosselorgans dient, dessen Innenraum 27 durch öffnungen 41 der Druckscheibe 28 mit dem Ringzylinderraum 40 in Verbindung steht In die Zylinderräume 38 bzw. 40 tauchen von oben her mit Dichtungsringen versehene Ringkolben 42, 43, die an einem ortsfesten Vorsprung 44 des Ventilgehäusedekkels angeordnet sind. Der Vordrosselkörper und die Entlastungseinrichtungen sind nicht Gegenstand der Erfindung.

Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Vorrichtung ist folgende: Wenn von der Ventilstange 19 ein Druck auf den Führungszapfen 20 und auf die Druckscheibe 28 ausgeübt wird, werden die χ Drosselschefben entgegen der Wirkung der Tellerfedern 31 zusammengeschoben, wobei sich die Drosselspalten Si, S2, S3 in allen Zwischenräumen verkleinern, bis schließlich die Scheiben fest aufeinanderliegen. Es genügt, wenn z. B. die innerste oder erste Drosselspalte Si eine kleinere maximale Spaltenweite hat als die folgenden Drosselspalten InS₂ bzw. S3, um das ringförmige Drosselorgan vollständig abzuschließen. Zur Erzielung bestimmter Durchflußkennlinien können die Flanken /der Drosselstufen entsprechend geformt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   > Geräuschannes Drossel- oder Druckminderventil, 0ut einem in Strömungsrichtuog hinter der Ventildurchgangsöffnung angeordneten, ringförmigen ^Drosselorgan, welches mehrere ringförmige, von Sinter Zwischenlage von Federelementen axial übereinander angeordneten Drosselscheiben begrenzte Spalte mit von eineF Ventilstange stetig einstellbarer Spaltweite aufweist, die zusammen den erforderlichen Drosselquersctinitt ergeben, gekennzeichnet durch die Kombiration, daß in jedem Spalt mindestens zwei Drosselstufen hintereinander angeordnet sind, die durch ineinandergreifende axiale Ringvorsprünge und gegenüberliegende Ringvertiefungen benachbarter D<Osselscheiben gebildet bind und daß die °n entgegengesetzten Stirnseiten der Drosselscheiben (21) angeordneten Drosselstufen durch Druckausgleichskanäle (32) miteinander verbunden sind.