DE2435561C3 - Regelventil - Google Patents

Description

ίο

Die Erfindung betrifft ein Regelventil mit einem Ventilgehäuse, das einen Dampfeinlaß und einen Dampfauslaß aufweist, mit einem im Ventilgehäuse beweglich angeordneten Schließteil, mil einem Ventilsitz, an dem der Schiießteil bei geschlossenem Ventil dichtend anliegt und dessen Querschnitt cine die Entspannung des Dampfes bewirkende Drosselstufe bildet, und mit einer in Strömungsrichtung hinter dem Ventilsitz im Ventilgehäuse angeordneten zweiten Drosselstufe, die einen Lochzylinder aufweist, in den der Dampf in axialer Richtung einströmt und aus dem der Dampf in radialer Richtung austritt.

Ein solches Ventil und auch ein Ventil, bei dem ein Lochkegel in einer eigenen zylindrischen Führung axial verschiebbar geführt und mit dem Schließteil mechanisch verbunden ist, sind bekannt. Mit dem Abheben des Schließteiles vom Ventilsitz kann der Dampf in radialer Richtung von innen nach außen bzw. von außen nach innen durch die Wand des Lochkegels bzw. Lochzylinders hindurchtreten.

Diese zweite Drosselstufe des Ventils soll zur Unterdrückung von Schwingungen dienen. Insbesondere in hohen Druckbercichen, beziehungsweise bei hohem Druckgefälle, besteht die Gefahr, daß derartige Schwingungen in stärkerem Maße entstehen. Diese Schwingungen können sich über das Ventilgehäuse auf die angeschlossenen Leitungen übertragen und bei Resonanzerscheinungen zu Beschädigungen führen.

Es hat sich herausgestellt, daß mit solchen Ventilen ein Entstehen derartiger Schwingungen noch nicht in ausreichendem Maße verhindert werden kann. Auch wenn der wesentliche Teil der die zweito Drossclstufe verlassenden Dampfströmung den Lochkegel in axialer Richtung verläßt, so gibt es doch Ventilstellungen, in denen sich der Dampfdruck durch die Bohrungen des Lochkegels auch in radialer Richtung ausbreiten kann. Eine entsprechende Dampfströmung trifft dann zunächst auf die Wandung des Ventilgehäuses. Hierdurch kann dieses zu Schwingungen angeregt werden. Darüber hinaus führt die Notwendigkeil, für den Lochkegel eine zusätzliche Führung vorzusehen, zu einer Erhöhung des technischen Aufwandes. Ferner ergab sich eine verhältnismäßig starke Verwirbelung dci Dampfströmung im Bereich und hinter dem Lochkegcl.

Hiervon ausgehend, lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Ventil der eingangs genannten Art so auszubilden, daß das Unterdrücken von Schwingungen mit möglichst einfachen Mitteln im wesentlich größeren Ausmaß gewährleistet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der l.ochzylindcr an seiner Außenseite mit einer Vielzahl von Leitringen verschen ist, die /ur axialen Strömungsrichtung konkav gewölbt sind und tue den aus den Umfangsflächen des Lochzylinders mistrctcnden Teil der Strömung axial in Richtung zum iiiistrittsscitigcn Ende des Loch/ylindcrs zurücklcnkcn, und cliiß an der auslritlsseitigcn Stirnseite des l.ochzylindcrs mindestens ein Lochblech angeordnet ist.

durch das ein weiterer Teil der Strömung in axialer Richtung austritt.

Bei dem erfindungsgemäßen Vemil wird die aus dem Luchzylinder zunächst in radialer Richtung austretende Dampfströmung durch die Leitringe möglichst kontinuierlich in die axiale Slrömungsrichtung zurückgelenkt, so daß nur in verhältnismäßig geringem Maße Verwirbelungen entstehen. Vor allem wird aber auch ein unmittelbares Auftreffen der aus dem Lochzylinder austretenden Dampfströmung in etwa senkrechter Richtung auf die Wandung des Ventilgehäuses verhindert. Hiermit wird erreicht, daß Schwingungen in weitaus geringerem Maße entstehen, beziehungsweise entstandene Schwingungen im Bereich des Lochzylinders weitgehend unterdrückt werden.

Es wird nämlich das vom Schließteil beziehungsweise Regelkegel her mit kritischer Geschwindigkeit strömende Medium in der vorgeschlagenen Vorrichtung gleichgerichtet und so beeinflußt, daß es unterkritisch im nachgeschalteten Lochzylinder radial entspannt und durch Umleitringe in axialer Richtung gelenkt wird. Das Medium kann dann relativ schwingungsfrei in die nachgeschaltete Niederdruckleitung gelangen, so daß dadurch auch in dieser Resonanzschwingungen vermieden werden.

Vorteilhaft ist es, wenn mehrere Lochzylinder koaxial zusammengesetzt sind und wenn die Leitringe dann auf den äußeren Lochzylinder aufgesetzt sind. Die Schwingungsdämpfende Wirkung des Lochzylinders wird hierdurch verbessert. Günstig ist es ferner, wenn die Bohrungen der Lochzylinder jeweils in derselben radialen Ebene liegen, jedoch die Bohrungen benachbarter Lochzylinder zueinander versetzt sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Leitringe durch Distanzringe in einem bestimmten axialen Abstand voneinander gehalten sind und daß die Distanzringe mit Aussparungen, Bohrungen oder dergleichen verschen sind, durch die der Dampf in radialer Richtung hindurchtritt. Hierdurch ergibt sich eine besonders günstige Konstruktion, wobei es auch denkbar ist, daß jeweils ein Distanzring an der konvexen Seite eines Leitringes angesetzt ist und mit diesem aus einem Stück besteht. Die jeweils andere Seite eines Distanzringes liegt dabei an der konkaven Seite des nächstfolgenden Leitringes an. Hierdurch wird die Möglichkeit geschaffen, Leitringe und Distanzringe konstruktiv zu einem weiteren Lochzylinder zusammenzufassen; auch ergibt sich hierdurch eine Vereinfachung in Herstellung und Montage.

Erfindungsgemäß wird weiterhin vorgeschlagen, daß in den inneren Lochzylinder ein an dessen Innenwandung anliegender Ringeinsatz eingesei/1 ist, der den lichten Innenquerschnitt dieses Lochzylinders verengt. Bei hohen Einströmgeschwindigkeiten in den Lochzylinder kann sich in bestimmten Fällen im Unterteil desselben ein Su.jdruck bilden, während im oberen Bereich nur ein verhältnismäßig geringer Druckanstieg .'.u verzeichnen ist. Der Ringeinsatz bewirkt demgegenüber eine gleichmäßigere Druckverteilung über die Länge des Lochzylinders.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird weiterhin vorgeschlagen, daß an der austriltssritigcn Stirnseite des oder der Lochzylinder ein aus Lochblechen und Sieben in abwechselnder Reihenfolge gebildetes Endstück angesetzt ist. Hierdurch wird die schwiiigungsdämmem'c Wirkung im Bereich der Stirnseite weiter verstärkt. Durch entsprechende Abstimmung des durch dieses Endstück der Strömung entgegengesetzten Widerstandes auf den sich den radial austretenden Strömung:.aniei|en bietenden Widerstand kann ein möglichst gleichmüßiges Durchsetzen der Strömung in allen Bereichen des Lochzylinders bewirkt werden.

Das Lochblech beziehungsweise das Endstück wird zweckmäßig mittels eines in axialer Richtung durchbrochenen, am Ventilgehäuse befestigten Halterings gehalten, so daß der Lochzylinder an beiden Stirnseiten fest und damit möglichst wenig schwingungsanfälllg ist.

Die ausgangsseitige Stirnfläche des Ventilgehäuses kann mit einem Flansch versehen werden, an den ein Flanschring angeschraubt ist, so daß der Haltering zwischen dem Flansch des Ventilgehäuses und dem Hallering gehalten werden kann. Hierdurch ist zunächst eine sehr einfache Befestigungsmöglichkeit für den Haltering gegeben. Ferner wird der Vorteil erzielt, daß durch die Masse der Flansche Schwingungen des Ventilgehäuses gedämpft werden, so daß sich diese nur in entsprechend geringerem Maße auf angeschlossene Leitungen ausbreiten können.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unhand einer Zeichnung näher beschrieben. Im einzelnen zeigt

Fi g. 1 einen Längsschnitt durch das Ventil;

F i g. 2 -inen Teil dieses Längsschnitts als Ausschnitt in vergrößertem Maßstab.

Das in Fig. 1 dargestellte, als Dampfumformveniil ausgebildete Regelventil hat ein Ventilgehäuse 10 mit einem zur Längsachse desselben rechtwinklig angeordneten Dampfeinlaß Il und einem Dampfauslaß 12. Ein oberer Teil 13 der Ventilkammer ist mittels einer Stopfbuchse 14 gegenüber einem Aufsatz 15 abgedichtet, an dem ein Betätigungshebel 16 gelenkig befestigt ist. Letzterer wiederum ist gelenkig mit einem Stößel S7 verbunden, an dessen unterem Ende der kegelige Schließteil 18 angeordnet ist.

Der Stößel 17 ist mit einem zentrischen Kanal 19 versehen, durch den über ein Anschlußstück 20 Wusser zugeführt werden kann. Dieses tritt am unteren Ende des Schließteils 18 aus.

Dtr Teil 13 der Ventilkammer ist nach unten hin durch einen der Kegelform des Schließteils 18 angepaßten Ventilsitz 21 begrenzt, auf dem der ■ Schließtcil 18 in seiner Schließstellung aufliegt. In Öffnungsstellung des Schließteils 18 kann der Dampf am Ventilsitz 21 vorbeiströmen.

Unterhalb des Ventilsitzes 21 ist ein innerer Loch/ylinder 22 in eine entsprechende Passung im Ventilgehäuse 10 eingesetzt. Dieser Lochzylinder 22 hat eine Vielzahl von radialen Bohrungen 22a und ist im übrigen als tragendes Konstruktionsteil ausgebildet, an dem ein mittlerer LochzyHndcr 23 mit Bohrungen 23a und ei- äußerer Lochzylinder 24 mit Bohrungen 24a gehalten sind. In den Lochzylinder 22 ist innen etwa im Bereich der oberen Hälfte beziehungsweise der, oberen Drittels seiner Länge ein Ringeinsatz 25 eingesetzt, durch den der licht'..¹ Innenquerschnitt des Lochzylinders 22 um ein bestimmtes Stück verengt wird; hierdurch kann sich auch im ooeren Teil des Lochzylinders 22 ein größerer Druck ntifbaucn, so daß auch in diesem Bereich ein entsprechend großer Anteil der Dampfströmung durch die radialen Bohrungen 22a, 2Ja und 24a austritt.

Auf den äußeren Loch/ylinder 24 sind in Ausströmrichtung konkav gewölbte, schüsseiförmige Leitringe 26 aufgesetzt, die an ihren konvexen Seilen mit Distan/rin· gen 26ö verschen sind. Letztere haben radiale

Bohrungen 2β</. durch die der Dampf hindurchtreicn kann Ks bestellen leueils ein l.eitring 2h und cm Distanzring 2h/) aus einem Stück: es isl aber auch denkbar, den /wischen den I.eilringen 2f> \orziigcben deii axialen ,Absland durch separate konslriiktionsieilc herzustellen, die in irgendeiner I orm radiale Diircliinile aufweisen.

Die l.eitringe 2h mit ihren Dislan/ringen 2b/> sind von oben her auf den äußeren l.och/ylinder 24 aufgescho hen und liegen am unteren Ijide desselben an einem Kingflansch 24/ian. Am oberen KmIe bildel em king 27 den Abschluß, so dall die l.och/vlinder 22, 23 und 24 sou ic die I eitnnge 2b eine konstruktive l.inheil bilden.

Die Höhlungen 22.7. 25.7. 24,/ iiiul 2h,7 liegen leweils minier in eier gleichen radiiilen übene. Wie ledoch aus Ii g. 2 erkennbar, liegen die Bohrungen 25.7 und 2h,/ genau in der vertikalen Schnillcbene. nährend die Uohrungen 22,/ und 24,; hierzu in I imfangsrichliing der I οι h/vliniit'r it'u.mIs rin Slink vi'isrl/l sind, lliridiiith u ml erreicht, daß der Danipl beim i)urchtrelen in mehrere radiale Richtungen umgelenkt und.

Die am linieren f rule des I .och/slindcrs 24 liegende Stirnfläche desselben ist durch ein Kndsiiick 28 ,ibgedei kl. das aus /u ei I .ochblechen 28.7 imil zu ischeii diesen ,ingeordnelen Sieben 28/' i.'childcl ist. Die Linhbleche 28.ι haben Uohrungen 2Y,c. durch die der Dampf hindurvhtrcten kann.

l);is I ndsiiick 28. this ,ins den I.ochblechen 28./ und dem ,iiis mehreren Sieben 28/' gebildeten Siebpaket besteht, isl von dem inneren King 29.7 eines ll.illermges 29 eingefaßt und sowohl in radialer als auch in axialer Ru lining gehalten. Axi.ile Durchbrechungen 29/' de-, ll.illennges 29 werden durch hier nicht naher he/cichnele slrömur.p'.fiiinstige Arme hegren/l. die den inneren King 29.ι mil einem an seiner Außenseite flanscha π ig ausgebildeten Au Ben ring 29t \ erbindcn

Das Veniilgehause IO ist an seinem unteren I !tide mn einem I lausch 10,7 versehen, tier mil einem llnnsi hung JO \ erschraubt ist. /wischen dem Hanseh IO;y und dem rianschnng 30 ist der Außenring 29cdes I hillermges 29 eingesel/l. so daß der Haltering 29 und damit ;·ιιιΊι die beschriebene l.och/ylindernnordnting mittel¹ der Ver schraubung /wischen dem Mansch 10 ·> und dem I lanschring 30 festgehalten sind. Anstelle einer solchen l'lanschverschraubimg ist natürlich ..iich eine einfache VersehweiHung anwendbar.

Hei geöffnetem Schlief'teil 18 tritt Dampf in das Innere des l.och/vlinders 22 ein. so daß sieh in diesem ein entsprechender Dampfdruck aufbaut. Wahrend ein I eil des Daniples durch das l.ndstiick 28 austritt, uird der libnge Teil des Dampfes durch die radialen Uohrungen 22,i. 2 5.7. 24.7 und 2h,/ nach mehrfacher 1 'iiilenkung in radialer Richtung hindurchgeführt. I ι trifft dann auf die Innenseiten der l.eitringe 2h auf. durch die er in die axiale Richtung /uniekgclenkl wird, ohne daß er unmittelbar beziehungsweise in einer im wesentlichen senkrechten Kichtung aiii die Innenwaii ding des Ventilgehäuse?· 10 auflriffl. Auch einstellen hierbei nur in verhältnismäßig geringem Malle Veruir beliingen.

l!s u ird also das nut kritischer ( ieschw indigkeit in die I .och/vlinder Kombination einströmende Medium im tei'kritiscli und stufenweise in den nachgeschaltelen I .och/v lindern radial entspannt und durch die l.eilringe in axiale Richiimg umgelenkt und gleichgerichtet. Insgesaiiii geu iihrleistel dieses Ventil also eine gute I 'nterdruckung be/iehiingsweise Dämpfung von Schwingungen, wobei durch die Masse des Mansches 10./ und des I latischringcs 30 /iis;it/lich eine Dämpfung Ul-; Schw indungen im Ventilgehäuse 10 erreicht wird, so daß sich \on hier aus Schwingungen nur in entsprechend geringerem Maße auf eine angeschlossene Rohrleitung fortpflanzen können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Regelventil mit einem Ventilgehäuse, das einen Dampfeinlaß und einen Dampfauslaß aufweist, mit einem im Ventilgehäuse beweglich angeordneten Schließteil, mit einem Ventilsitz, an dem der Schiießteil bei geschlossenem Ventil dichtend anliegt und dessen Querschnitt eine die Entspannung des Dampfes bewirkende Drosselstufe bildet, und mit einer in Strömungsrichtung hinter dem Ventilsitz im Ventilgehäuse angeordneten zweiten Drosselstufe, die einen Lochzylinder aufweist, in den der Dampf in axialer Richtung einströmt und aus dem der Dampf in radialer Richtung austritt, dadurch gekennzeichnet, daß der Lochzylinder (22) an seiner Außenseite mit einer Vielzahl von Leitringen (26) versehen ist, die zur axialen Strömungsrichtung konkav gewölbt sind und die den aus den Umfangsflächen des Lochzylinders (22) austretenden Teil de^r Strömung axial in Richtung zum austrittsseitigen Ende des Lochzylinders (22) zurücklenken, und daß an der austrittsseitigen Stirnseite des Lochzylinders (22) mindestens ein Lochblech (2Sa) angeordnet ist, durch das ein weiterer Teil der Strömung in axialer Richtung austritt.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Lochzylinder {22, 23, 24) koaxial zusammengesetzt sind und daß die Leitringe (26) auf den äußeren Lochzylinder (24) aufgesetzt sind.

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (22a, 23a, 24a, 26a; der Lochzylinder jeweils in derselben radialen Ebene liegen, jedoch die Bohrungen b< .lachbarter Lochzylinder zueinander versetzt "sind.

4. Ventil nach einem odt mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitringe (26) durch Distanzringe {26b) in einem bestimmten axialen Abstand voneinander gehalten sind und daß die Distanzringe (26b) mit Aussparungen, Bohrungen (26a) oder dergleichen versehen sind, durch die der Dampf in radialer Richtung hindurchtritt.

5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Distanzring (26b) an der konvexen Seile eines Leitringes (26) angesetzt ist und mit diesem aus einem Stück besteht.

6. Ventil nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitringe (26) und Distanzringe (26b) konstruktiv zu einem weiteren Lochzylinder zusammengefaßt sind.

7. Ventil nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, daß in den inneren Lochzylinder (22) ein an dessen Innenwandung anliegender Ringeinsatz (25) eingesetzt ist, der den lichten Innenquerschniit dieses Lochzylinders (22) verengt.

8. Ventil nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß an der austrittsseitigen Stirnseite des oder der Lochzylinder (22, 23, 24) ein aus Lochblcchen (28a^und Sieben (28b)in abwechselnder Reihenfolge gebildetes Fndstiick (28) angesetzt isi.

9. Ventil nach Anspruch 1 oder 8. dadurch, gekennzeichnet, daß das Lochblech (28,7; beziehungsweise das Endstück (28) mittels eines in ;ixi;iler Richtung durchbrochenen, am Ventilgehäuse (10) befestigten I lalteringes (29) gehalten ist.

10. Ventil nach Anspruch 9. dadurch gekennzeichnet, daß die uusgangsscilige Stirnfläche des Ventil-

gehäuses (10) mil einem Flansch (\0u) versehen ist, daß an diesem ein Flanschring (30) angeschraubt is. und daß der Haltering (29) zwischen dem Flansch (10a; des Ventilgehäuses (10) und dem Flansch.ing (30) gehalten ist.