DE2330392C3

DE2330392C3 - Low-noise throttle or pressure reducing valve

Info

Publication number: DE2330392C3
Application number: DE19732330392
Authority: DE
Inventors: Karl 6050 Offenbach Grüner
Original assignee: Samson AG
Current assignee: Samson AG
Filing date: 1973-06-14
Publication date: 1977-09-08

Description

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.The invention relates to a low-noise throttle or pressure reducing valve, with one in the direction of flow arranged behind the valve passage opening, annular throttle member, which several annular, limited by throttle disks arranged axially one above the other with the interposition of spring elements Has column with continuously adjustable gap width from a valve rod, which together the required throttle cross-section.

Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der US-PS 31 33 557 bekannt. Dort besteht das ringförmige Drosselorgan aus flachen Orosselscheiben 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.A device of this type is known from US Pat. No. 3,133,557. There is the ring-shaped Throttle body made of flat Orossel disks with sealing surfaces of great width, between which capillary Passage gaps are provided in which the pressure energy is to be absorbed. This column result in a very high flow resistance because of their capillary gap width. One caused by it However, large energy losses should be avoided as far as possible, especially with pressure reducing valves. so that the valve is fully operational even when it is more or less open.

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 dien praktischen Betrieb *der Ventile nicht zweckmäßig.According to a first combination feature of the invention, there are therefore at least two in each gap Throttle stages arranged one behind the other by interlocking axial ring projections and opposite one another Annular depressions of adjacent throttle disks are formed. Such throttle stages arranged in a labyrinthine manner are known per se from DT-AS 10 08 977, but the column width by means of bolts and Spacer washers is set firmly. This is not useful for practical operation * of the valves.

Wenn nun eine solche starre Verbindung der einzelnen Drosselscheiben 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.If such a rigid connection between the individual throttle disks does not exist, the Practice has shown that the individual throttle discs move against each other during operation. This Operation is not just for even throttling disadvantageous, but also leads to premature wear of the throttle element and an additional Noise generation.

Zur Stabilisierung der Drosselscheiben sind gemiiS dem weiteren, kennzeichnenden Kombinationsmerkmial der Erfindung die an entgegengesetzten Stirnseiten der Drosselscheiben angeordnete Drosselstufen durchTo stabilize the throttle disks, according to the further, characteristic combination features of the invention through the throttle stages arranged on opposite end faces of the throttle disks

Druckausgleichskanäie miteinander verbunden.Pressure equalization ducts connected to one another.

Durch diese Maßnahme werden unterschiedliche Drücke in den DrosseJspalten ausgeglichen, so daß die Einstellung des Drosselorgans stabilisiert wird.
Durch die Gesamtkombination nach dem Patentanspruch entsteht ein Drossel- oder Druckminderventil, das auch bei großen Druckdifferenzen geräuscharm arbeitet.This measure compensates for different pressures in the throttle gaps so that the setting of the throttle element is stabilized.
The overall combination according to the patent claim creates a throttle or pressure reducing valve that works with little noise even with large pressure differences.

Die Anordnung von Druckausgleichsbohrungen zur Vermeidung von Flattererscheinungen in Ventilen ist aus der DT-AS 11 74 583 an sich bekannt.The arrangement of pressure compensation holes to avoid flutter phenomena in valves is from DT-AS 11 74 583 known per se.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einer Ausführungsform beispielsweise veranschaulicht.In the drawing, the invention is illustrated in one embodiment, for example.

F i g. 1 zeigt in abgebrochenem Längsschnitt den Innenteil eines Ventils mit einem Drosselorgan zur Geräuschverminderung undF i g. 1 shows in a broken longitudinal section the inner part of a valve with a throttle element for Noise reduction and

Fig.2 zeigt im Längsschnitt einen vergrößerten Ausschnitt »A« aus der Fig. 1.FIG. 2 shows an enlarged detail “A” from FIG. 1 in longitudinal section.

Bei dein Ventil gemäß Fig. I und 2 befindet sich in einem in Richtung der eingezeichneten Pfeile von einem Medium durchströmten Ventilgehäuse 1 ein Ventilsitzring 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 Gehäuseha's 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 Gehäusehals 5 eingeführt. Die Ventilstange 19 kann durch beliebige Mittel betätigt bzw. angetrieben werden.When your valve according to Fig. I and 2 is located in a valve housing 1 through which a medium flows in the direction of the arrows shown, a valve seat insert 2, which surrounds a through opening 3 and is screwed into the valve housing by means of thread 4 is. Above the valve seat ring 2, the valve housing 1 merges into a housing 5, the upper one of which opening is closed by a cover, not shown, with a stuffing box. Through the stuffing box a valve rod 19 is inserted axially displaceably into the housing neck 5. The valve rod 19 can operated or driven by any means.

Das untere Ende der Ventüstange 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, Si, Sj gebildet werden, wie aus F i g. 2 ersichtlich ist.The lower end of the valve rod 19 presses on the upper end of a guide pin 20 on which throttle disks 21 are lined up so as to be axially displaceable. Each throttle disk consists of an outer ring 22 which is connected by radial arms 23 to a disk hub 24, through whose hub bore the guide pin 20 is guided. The end faces of the rings 22 have axial annular projections 25 and axial annular recesses 26 which interlock in such a way that, for. B. three throttle columns .Si, Si, Sj are formed, as from F i g. 2 can be seen.

Am oberen Ende des Führungszapfens 20 ist der von den Ringen 22 der DrosseSscheiben 1 umgebene Innenraum 27 des ringförmigen Drosselorgans durch eine mit dem Führungszapfen 20 verbundene Druckscheibe 28 abgeschlossen, deren unterer Stirnrand ebenfalls axiale Ringvorsprüngs 25 und axiale Ringausnehmungen 26 aufweist, welche mit den gegenüberliegenden Ringausnehmungen bzw. Ringvorsprüngen der obersten Drosselscheibe 21 zwecks Bildung von Drosselspalten Si, Sj, 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 Elildung von Drosselspalten Si, Si, S3 zusammenarbeiten.At the upper end of the guide pin 20, the inner space 27 of the ring-shaped throttle element, which is surrounded by the rings 22 of the throttle disks 1, is closed off by a pressure disk 28 connected to the guide pin 20, the lower end edge of which also has axial ring projections 25 and axial ring recesses 26, which connect to the opposite ring recesses or ring projections of the uppermost throttle plate 21 work together for the purpose of forming throttle gaps Si, Sj, S3 . Correspondingly, axial ring projections 25 and axial ring recesses 26 are provided on the upper end face of the valve seat ring 2, which cooperate with the opposite ring recesses or ring projections of the lowermost throttle disk 21 to form throttle gaps Si, Si, S3 .

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.The guide pin 20 is provided with radial arms 30 at its lower end in the hub 29 Out of bearing star, which is arranged in the valve seat ring 2.

Zwischen je zwei Drosselschüiben 21 bzw. zwischen der obersten Drosselscheibe und der Druckscheibe 28 bzw. zwischen der uniersten Drosseischeibe und dem Legerstem 29,30 sind Tellerfedern 31 eingelegt, welche diese Teile in gegenseitigen Abständen halten. Anstelle der Tellerfedern 31 könnten z. B. auch kinematischeBetween two throttle discs 21 or between the uppermost throttle disc and the pressure disc 28 or disk springs 31 are inserted between the lower throttle washer and the first leg 29,30, which keep these parts at a mutual distance. Instead of the disc springs 31 could, for. B. also kinematic

Gelenke od. dgl. zur nachgiebigen Kupplung der Drosselscheiben verwendet werden. Bei einer Ausführungsform mit zwei oder mehr Drosselstufen erhält man beispielsweise günstige Ergebnisse mit folgenden Abmessungen:Joints or the like can be used for the flexible coupling of the throttle disks. In one embodiment with two or more throttling stages, for example, favorable results are obtained with the following Dimensions:

Hub einer Drosselscheibe == Spaltweite si 10 mm. Überdeckung der einzelnen Stufen ui0,2 S.Stroke of a throttle disc == gap width si 10 mm. Coverage of the individual levels ui0.2 p.

Zur Stabilisierung der Einstellung des ringförmigen Drosselorgans sind in den Ringen 22 der Drosselscheiben 23 Druckausgleichsöffnungen bzw. -kanäle 32 angeordnet, welche die an den entgegengesetzten Stirnflächen der Ringe 22 angeordneten Drosselstufen bzw. entsprechende axiale Ringausnehmungen 26 miteinander verbinden.To stabilize the setting of the annular throttle element, the throttle disks are in the rings 22 23 pressure equalization openings or channels 32 arranged, which are connected to the opposite Throttle stages arranged at the end faces of the rings 22 or corresponding axial ring recesses 26 connect with each other.

Am unteren Ende des Führungszapfens 20 ist gemäß :;; Fig. 1 ein sich nach unten konisch oder kurvenförmig verjüngender Vordrosselkörper 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.At the lower end of the guide pin 20 is according to: ;; Fig. 1 is conical or curved downward tapering pre-throttle body 33 attached, which behind (seen in the direction of flow) one in a screwed washer 34 provided input opening 35 is arranged. This can be a big one Pressure difference can be pre-expanded before the annular throttle device. In addition, this arrangement has in the closed state of the device the advantage of a single-seat valve with a small leakage rate. at Very large pressure differences can also be achieved by means of two or more series-connected systems Pre-throttle body can be made.

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 F i g. 1 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 Zylinderraum 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 Ventikehäusedekkels angeordnet sind. Der Vordrosselkörper und die Entlastungseinrichtungen sind nicht Gegenstand der Erfindung.In the case of large diameters of the annular throttle element or of the inlet throttle body or bodies and at the driving forces required to operate the valve can be proportionate to large pressure differences get very big. This disadvantage can be reduced or avoided with the aid of relief devices as they are z. B. in Fig. 1 are indicated. A cylinder space 38 is used here, which is connected to the inlet opening 35 is connected by a bore 39 of the guide pin 20, to relieve the throttle body 33, while an annular cylinder space 40 indicated concentrically to the cylinder space 38 to relieve the ring-shaped throttle element is used, the interior 27 of which through openings 41 of the thrust washer 28 with the Annular cylinder space 40 is in communication. In the cylinder spaces 38 and 40 dive from above with O-rings 42, 43 provided with sealing rings, which are attached to a stationary projection 44 of the valve housing cover are arranged. The throttle body and the relief devices are not part of the Invention.

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 Drosselscheiben entgegen der Wirkung de; Tellerfedern 31 zusammengeschoben, wobei sich die Drosselspalten S\, S2, Sj 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 m S2 bzw. Sj, um das ringförmige Drosselorgan vollständig abzuschließen. Zur Erzielung bestimmter Durchflußkennlinien können die Flanken /'der Drosselstufen entsprechend geformt werden.The mode of operation of the device described above is as follows: When pressure is exerted on the guide pin 20 and on the pressure disc 28 by the valve rod 19, the throttle discs are counter to the action de; Disc springs 31 pushed together, the throttle gaps S \, S2, Sj becoming smaller in all spaces until finally the disks lie firmly on top of one another. It is sufficient if z. B. the innermost or first throttle column Si has a smaller maximum column width than the following throttle columns m S2 or Sj in order to completely close off the annular throttle member. To achieve certain flow characteristics, the flanks / 'of the throttle stages can be shaped accordingly.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claim:

Low-noise throttle or pressure reducing valve, with an opening behind a valve in the direction of flow arranged, annular throttle member, which several annular, axially with the interposition of spring elements One above the other arranged throttle disks limited gap with a valve rod steadily has adjustable gap width, which together result in the required cross-section of the throttle, marked by the combination that in each gap at least two throttle stages one behind the other are arranged by interlocking axial ring projections and opposite Annular grooves of adjacent throttle disks are formed and that the opposite Throttle stages arranged at the end of the throttle discs (21) through pressure equalization channels (32) are connected to each other.