DE2423749C3 - Drosselventil mit mehreren hintereinandergeschalteten Drosselstufen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Drosselventil mit mehreren hintereinandergeschalteten Drosselstufen mit synchron veränderbarem Drosselquerschnitt, bei dem die erste Drosselstufe von einem zwischen Hoch- und Niederdruckseite abgedichtet angeordneten, mit einer Vielzahl von Drosselbohrungen versehenen, an einem Ende geschlossenen Lochzylinder gebildet ist, der von einem die zweite Drosselstufe bildenden feststehenden Lochzylinder mit dem geschlossenen Ende des ersten Lochzylinders gegenüberliegendem geschlossenem Ende längsverschieblich geführt ist, wobei Drosselbohrungen jeweils nur in dem an das geschlossene Ende der Lochzylinder anschließenden Bereich bis etwa zur halben Zylinderlänge vorgesehen sind, während der am offenen Ende liegende Zylinderbereich ununterbrochen ist.

Ein derartiges Ventil ist aus der DE-AS 19 51 376 bekannt. Bei ihm wird das Gesamtdruckgefälle in zwei Stufen abgebaut, wobei in jeder Drosselstelle die Geschwindigkeit relativ klein gehalten werden kann, so daß je nach der Größe des Druckabbaus eine Geräuschbildung vermieden werden kann. Durch das Ineinanderschieben der Lochzylinder wird eine synchrone Verstellung der Drosselquerschnitte erreicht.

Bei höheren Gesamtdruckgefällen reichen zwei Drosselstufen nicht aus. Es ist bekannt, in solchen Fällen durch eine Mehrfachanordnung von Lochzylindern die Anzahl der Drosselstufen zu erhöhen. Bei einem aus der DE-PS 20 54 638 bekannten Drosselventil sind drei Lochzylinder ineinandergesteckt. Diese Lochzylinder sind zwar gegeneinander verdrehbar, im Betriebszustand sind sie jedoch miteinander fest verbunden. Durch den Innenraum ist ein kolbenförmiges Absperrorgan geführt, das die hintereinanderliegenden Drosselbohrungen abschnittsweise freigibt bzw. verschließt Eine synchrone Verstellung der Drosselquerschnitte wie bei dem eingangs genannten Drosselventil ist daher nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einem Drosselventil ein hohes, überkritisches Gesamtdruckgefälle derart in mehr als zwei Drosselstufen abzubauen, daß sowohl die Geräuschbildung über den gesamten Arbeitsbereich wesentlich verringert wird, als auch die synchrone Verstellung aller Drosselquerschnitte erhalten bleibt

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der verschiebbare Lochzylinder in den zwischen zwei konzentrisch angeordneten festen Lochzylindern gebildeten zylindrischen Zwischenraum eingepaßt ist Durch die Einpassung des verschließbaren Lochzylinders in den Zwischenraum zwischen den zwei festen Lochzylindern läßt sich dieser gleichzeitig an der Außenseite des inneren und an der Innenseite des äußeren Lochzylinders dichtend entlangführen. Damit steuert das die Steuerkante bildende untere Ende des verschiebbaren Lochzyiinders gleichzeitig die zweite und die dritte Drosselstufe. Daraus resultiert die synchrone Veränderung der Drosselquerschnitte aller Drosselstufen. Die Auslegung jeder Drosselstufe auf eine unterkritische Druckverminderung unterdrückt die Geräuschbildung in jeder Stellung des verschiebbaren Lochzylinders, d. h. in jedem Lastzustand.

Bei noch höheren Gesamtdruckgefällen können der Drosseleinrichtung weiteren Druckreduzierstufen nachgeschaltet werden. Dies kann dadurch geschehen, daß der den verschieblichen Lochzylinder umgebende feststehende Lochzylinder von einem oder mehreren weiteren Lochzylindern mit Abstand konzentrisch umgeben ist, die an beiden Enden geschlossen sind und zwischen ihren Drosselbohrungen eine Vielzahl von höhenversetzten umlaufenden Stegen aufweisen, die sich dicht am inneren Lochzylinder anlegen, so daß höhenversetzte gegeneinander abgedichtete Kammern gebildet sind. Diese Kammern werden vom Hub des verschiebbaren Lochzylinders in dem Sinne abhängig

freigegeben, daß mit steigendem Hub eine größere Zahl von Kammern vom Druckmedium durchströmt wird. Dadurch ist es möglich, auch in diesen nachgeschalteten Druckreduzierstufen ein unterkritisches Druckgefälle einzuhalten, indem mit steigender Durchströmmenge eine zunehmende Zahl von parallel geschalteten Kammern wirksam wird.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 den Längsschnitt durch eine dreistufige Drosseleinrichtung gemäß der Erfindung und

F i g. 2 den Längsschnitt durch eine fünfstufige Drosseleinrichtung.

Die in F i g. 1 gezeigte erfindungsgemäße Ventil-Drosseleinrichtung ist mit 10 bezeichnet. Sie weist ein Gehäuse 12 mit einem hochdruckseitigen Einlaß 14 und einem niederdruckseitigen Auslaß 16 auf. Im Gehäuseinnern wird die Hoch- von der Niederdruckseite durch eine Trennwand 18 voneinander getrennt, die in einer zentrischen Bohrung die erfindungsgemäße, mehrstufige Drosseleinrichtung trägt. In Flucht mit der Mittelbohrung der Trennwand 18 weist das Gehäuse 12 an seiner Unterseite einen abnehmbaren Deckel 20 auf,

der ebenso wie ein — nicht gezeigter — fluchtender Deckel an der Gehäuseoberseite die Montage der Drosselorgane ermöglicht und die Zugän^lichkeit zu ihnen sicherstellt

Die Drosselorgane wurden durch drei konzentrisch angeordnete Lochzylinder 22,24 und 46 gebildet Zwei Lochzylinder 22 und 46 sind feststehend in die Bohrung der Trennwand 18 eingesetzt und durch jeweils einen kreisquerschnittförmigen Vorsprung 26 bzw. 27 des Gehäusedeckels 20 an der Unterseite geschlossen. Der Lochzylinder 24 ist verschiebbar in den Zwischenraum zwischen den feststehenden Lochzylindern 22 und 46 eingepaßt An seiner Oberseite ist der Lochzylinder 24 durch eine Stirnwand 28 verschlossen. An dar Oberseite der Stirnwand 28 ist ein Schubstangen- oder kolbenstangenartiges Betätigungsorgan 30 angeschlossen, das abgedichtet aus dem Gehäuse 12 bzw. dem an das Gehäuse 12 an der Oberseite abschließenden Deckel herausgeführt ist Am äußeren Ende des Organs 30 ist ein von Hand oder ein kraftbetätigtes Stellorgan, beispielsweise ein pneumatischer Stellzylinder, angeordnet, welcher eine axiale Verschiebung des Lochzylinders 24 um einen Hub h ermöglicht

Die Lochzylinder 22 und 46 sind nur im Bereich ihrer unteren Hälfte mit einer Vielzahl von die Zylinderwandung durchsetzenden Drosselbohrungen 32 bzw. 48 versehen, während der Lochzylinder 24 solche Drosselbohrungen 34 nur im Bereich seiner oberen Hälfte aufweist In ganz eingeschobenem Zustand verschließt die untere, nicht mit Drosselbohrungen versehene Hälfte des Lochzylinders 24 die Drosselbohrungen 32 und 48 der Lochzylinder 22 und 46, während die Drosselbohrungen 34 teilweise von der oberen Hälfte der Lochzylinder 22 und 46 sowie zum Teil von einem über dem Lochzylinder 22 fest in der Trennwand 18 angeordneten ringförmigen Dichtbauteil 36 verschlossen werden. Sobald der Lochzylinder 24 über das Betätigungsorgan 30 nach oben verschoben wird, werden von der am oberen Ende des Dichtbauteils gebildeten Steuerkante 38 die obersten Drosselbohrungen 34 und von der vom unteren Ende des Lochzylinders 24 gebildeten Steuerkante 40 die untersten Drosselbohrungen 32 und 48 freigegeben. Mit zunehmendem Hub wird eine immer größere Zahl von Drosselbohrungen 32, 34 und 48 geöffnet, d. h., der Drosselquerschnitt wird vergrößert

Bei dem in F i g. 1 dargestellten Drosselventil ist die erste Drosselstufe durch die Drosselbohrungen 34 des Lochzylinders 24, die zweite Drosselstiufe durch die Drosselbohrungen 48 des Lochzylinders 46 und die dritte Drosselstufe durch die Drosselbohrungen 32 des Lochzylinders 22 gebildet Das die Stpuerkante 40 bildende untere Ende des Lochzylinders 24 steuert somit durch die Betätigung nur eines Drosselorgans, nämlich

ίο des Lochzylinders 24, gleichzeitig die zweite und dritte Drosselstufe.

Beim Überströmen von der unter dem Druck p\ stehenden Hochdruckseite in den im Innern der Lochzylinder 24 gebildeten Innenraum 42 entspannt sich das Druckmedium auf den Druck pj, wobei durch entsprechende Bemessung und Anordnung der Drosselbohrungen 34 sichergestellt ist, daß die Druckreduzierung unterkritisch bleibt Vom Innenraum 42 zum Zwischenraum zwischen den Lochzylindern 22 und 46 entspannt sich das Druckmedium dann über die Drosselbohrungen 48 auf den Druck p> und von dort über die Drosselbohrungen 32 im Lochzylinder 22 auf den Druck p<. Dabei ist in beiden Fällen durch die Bemessung und Anordnung der Drosselbohrungen 48 und 32 ein unterkritisches Druckgefälle eingehalten.

F i g. 2 zeigt eine für höhere Gesamtdruckgefälle vorgesehene, fünfstufige Weiterentwicklung der zuvor beschriebenen Ventil-Drosseleinrichtungen. Zusätzlich zu den bereits beschriebenen Lochzylindern 22, 24 und 46 wird der feststehende Lochzylinder 22 konzentrisch von zwei weiteren Lochzylindern 50 und 52 umgeben. Der zwischen den Lochzylindern 22 und 50 bzw. 52 gebildete Zwischenraum ist am oberen und unteren Ende geschlossen und wird jeweils durch eine Anzahl von höhenversetzt angeordneten umlaufenden Stegen 54 und 56 so in höhenversetzte Kammern 58 und 60 unterteilt, daß die in den Lochzylindern 50 und 52 vorgesehenen Drosselbohrungen 62 bzw. 64 vom Hub des Lochzylinders 24 abhängig nacheinander wirksam werden. Die Steuerkante 40 des Lochzylinders 24 steuert also mit Ausnahme der ersten Drosselstufe sämtliche Drosselstufen.

Es ist ersichtlich, daß durch Anordnung weiterer Lochzylinder nach Art der Lochzylinder 50 und 52 weitere Drosselstufen vorgesehen werden können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Drosselventil mit mehreren hintereinandergeschalteten Drosselstufen mit synchron veränderbarem Drosselquerschnitt, bei dem die erste Drosselstufe von einem zwischen Hoch- und Niederdruckseite abgedichtet angeordneten, mit einer Vielzahl von Drosselbohrungen versehenen, an einem Ende geschlossenen Lochzylinder gebildet ist, der von einem die zweite Drosselstufe bildenden feststehenden Lochzylinder mit dem geschlossenen Ende des ersten Lochzylinders gegenüberliegendem geschlossenem Ende längsverschieblich geführt ist, wobei Drosselbohmngen jeweils nur in dem an das geschlossene Ende der Lochzylinder anschließenden Bereich bis etwa zur halben Zylinderlänge vorgesehen sind, während der am offenen Ende liegende Zylinderbereich ununterbrochen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der verschiebbare Lochzylinder (24) in den zwischen zwei konzentrisch angeordneten festen Lochzylindern (22,46) gebildeten zylindrischen Zwischenraum eingepaßt ist.

2. Drosselventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der den verschieblichen Lochzylinder (24) umgebende feststehende Lochzylinder (22) von einem oder mehreren weiteren Lochzylindern (50,52) mit Abstand konzentrisch umgeben ist, die an beiden Enden geschlossen sind und zwischen ihren Drosselbohrungen (62, 64) eine Vielzahl von höhenversetzten umlaufenden Stegen (54, 56) aufweisen, die sich dicht am inneren Lochzylinder (22) anlegen, so daß höhenversetzte, gegeneinander abgedichtete Kammern (58,60) gebildet sind.