DE2442607A1

DE2442607A1 - Vorrichtung zur erzielung eines geraeuscharmen betriebes von ventilen o.dgl. fuer stroemende medien

Info

Publication number: DE2442607A1
Application number: DE19742442607
Authority: DE
Inventors: Karl Gruner
Original assignee: Samson Apparatebau AG
Current assignee: Samson Apparatebau AG
Priority date: 1974-09-05
Filing date: 1974-09-05
Publication date: 1976-07-08
Also published as: DE2442607B2; FR2284078A1; FR2284078B1; CH588659A5

Description

Vorrichtung zur Erzielung eines geräuscharmen Betriebes von Ventilen od. dgl. für strömende Medien

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzielung eines geräuscharmen Betriebes von Ventilen oder sonstigen Durchflußeinrichtungen für strömende Medien, insbesondere von Druckminderventilen oder anderen Drosselorganen.

809828/0298

Es ist bereits vorgeschlagen worden, zwecks geräuscharmer Entspannung strömender Medien von einem höheren Druck auf einen niedrigeren Druck Drosselorgane zu verwenden, welche mehrere ringförmige Austrittsspalten mit verstellbarer Spaltweite aufweisen, die zusammen den gewünschten Drosselquerschnitt ergeben. Diese Drosselorgane sind aus mehreren um die gleiche Achse, aber in verschiedenen Ebenen übereinander angeordneten Drosselscheiben zusammengesetzt, deren gegenseitiger Abstand von zwischengeschalteten Distanzgliedern wie z.B. Tellerfedern gehalten wird. Dabei können auch in jedem ringförmigen Austrittsspalt des Drosselorgans zwei oder mehr Drosselstufen radial hintereinander angeordnet sein. Derartige Drosselorgane sind verhältnismäßig aufwendig und ergeben eine große Bauhöhe, so daß sie nicht in normale Ventilgehäuse eingebaut werden können. Es sind auch Drosselorgane bekannt, bei denen mehrere Drosselstellen konzentrisch zueinander und labyrinthartig hintereinander angeordnet sind. Die Herstellung mehrstufiger Drosselorgane, deren Drosselstufen im wesentlichen radial um eine Mittelachse herum liegen und eine große Hubhöhe haben, ist wegen der erfordernehen tiefen Ringnuten der ineinandergreifenden Teile schwierig und teuer. Ferner ergeben sich dabei an den Drosselstellen diffusorförmige Abströmkanäle mit entsprechend großem Druckgewinn.

- 5 609828/0298

Infolgedessen wird bereits bei kleinen Druckdifferenzen das kritische Druckverhältnis erreicht oder überschritten, wodurch der Geräuschpegel erheblich ansteigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine geräuscharme Drosseleinrichtung für Ventile od.dgl. zu schaffen, welche leicht und verhältnismäßig billig herstellbar ist und welche mit wenigen Drosselstufen große Durchflußmengen zuläßt, wobei die Bauhöhe so niedrig gehalten wird, daß die Einrichtung in normale Ventilgehäuse eingebaut werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß einem Merkmal der Erfindung dadurch gelöst, daß die ringförmigen Drosselkanäle der zwischen ineinandergreifenden Drosselkörpern eines Stellorgans und eines mit diesem zusammenarbeitenden Sitzteiles gebildeten Drosselstellen durch entsprechende Profilierung der Drosselkörper in Strömungsrichtung sich verjüngende Durchtrittsquerschnitte haben.

Es sollen mit anderen Worten erfindungsgemäß die Profilierungen der zusammenarbeitenden Drosselkörper der im wesentlichen radial angeordneten Drosselstellen derart abwechselnd am Stellorgan und am Sitzteil des Drosselorgans vorgesehen werden, daß sich keine

liffusorartigen Abströmkanäle ergeben.

6 0 9 8 2 8 / 0 2 3 8 ■ " ⁴ "

Dadurch wird ein unerwünscht großer Druckrückgewinn an den Drosselstellen vermieden, wodurch das Geräuschverhalten des Ventils bzw. der Druckminderungs- oder Entspannungsvorrichtung wesentlich verbessert wird. Dies wird mit einer verhältnismäßig einfachen Bauweise bei geringer Bauhöhe erreicht, was die Verwendung der Vorrichtung auch in üblichen Ventilgehäusen ermöglicht.

Wesentlich ist auch die durch die Profilierung der Drosselkörper gegebene Lage der einzelnen, etwa radial aufeinanderfolgenden Drosselstellen. Die einen Drosselstellen behalten ihre Lage über den Hub des Stellorgans im wesentlichen bei, während die anderen Drosselstellen mit dem Hub verschoben werden. Auf diese Weise ist es möglich, in jeder Drosselstufe einen schädlichen Druckrückgewinn zu vermeiden und auch hohe Druckdifferenzen ohne größere Geräuschentwicklung abzubauen. Die gewünschte Kennlinie der Vorrichtung kann durch entsprechende Profilierung der Drosselkörper erreicht werden.

Eine einfache und vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das axial verschiebbare Stellorgan aus einem zentralen Drosselkegel mit einem sich verjüngenden Außenprofil und

— 5 _ 609828/0298

- 5 - V . :.■-■

einem oder mehreren konzentrisch zum Drosselkegel angeordneten Drosselringen mit zylindrischen Innenflächen und sich verjüngenden Außenprofilen besteht> während der dem Stellorgan axial gegenüberliegende Sitzteil aus einem Sitzring mit zylindrischer Innenfläche und einem oder mehreren konzentrisch zum Sitzring angeordneten Drosselringen mit zylindrischen Innenflächen und sich verjüngenden Außenprofilen besteht.

Die Drosselkörper sind gemäß einer zweckmäßigen praktischen Ausführungsform der Einrichtung gemäß der Erfindung aus leicht herstellbaren Einzelteilen zusammengefügt, die mit VorSprüngen übereinandergreifen und am Stellorgan bzw. Sitzteil z.B. mi^ttels Schrauben befestigt oder festgeklemmt werden. Die ¹PeIIe können auch so ausgebildet sein, daß das Irmenteil oder ein Zwischenteil zum Schraubteil wird.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einer Ausführungsform beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt die einzige Figur sehematisch im ÄxLalsetaifet eine Drosseleinrichtung gemäß der Erfindung bei einem; Druckminderventil- Dabei ist nur das Innere dies ¥entils mit den Stellorgan und dem SitzfceiX näher dargestellt*

609828/0238

Das Stellorgan besteht aus einem zentralen Drosselkegel 1 und. zwei konzentrisch zu demselben in gegenseitigen Abständen angeordneten Drosselringen 2 und 3. ©er Drosselkegel 1 und die Drosselringe 2, 3 sind mit einer Yefttilstange 4 fest verbunden, so daß sie die durch äen Doppelpfeil 5 angedeuteten Hiibbewegungen der Yentilstange mitmachen. Aus Herstellungsgrtinden und zwecks leichter Auswechselbarkeit bestehen die Brosselringe aus Einzelteilen. Der äußere Drosselring 3 ist mittels Sehrauben 6 an einem Flansch 7 der Yentilstange % befestigt und hält gleichzeitig mittels eines Absatzes 8 den inneren Drosselring 2 fest, Gegebenenfalls können auf diese Weise auch mehr als zwei konzentrische DrosseiPinge mit Hilfe der Schrauben 6 an dem Yentilstangenfianseh 7 befestigt werden.

Der Drosse!kegel 1 hat ein sich nach seinem· " unteren. Enäe hin verjüngendes ÄuQenprofil 9 und an seinem oberen Ende eine Diehtkante 10. Die Drosselringe 2 waa J haben zylindrische Innenflächen 11 bzw* 12, und, nach unten zur Bingactise hin gekrümmte oder geneigte ÄuSenprofile 13 bzw. 14.

Dem Stellorgan 1* 2» 3 liegt axial gegenüber

ein ortsfester Sifezring 13 nit einer zylindrischen

S0S82S/0288

Innenfläche 16. An dem Sitzring I5 ist mittels Schrauben 17 ein äußerer Drosselring 18 befestigt, welcher gleichzeitig durch einen Absatz I9 einen- inneren Drosselring -iO an dem Sitzring 15 festhält. Die Drosselringe 18 und 20 haben zylindrische Innenflächen 21-bzw. 22 und nach oben zur Ringachse hin gekrümmte oder geneigte Außenprofile 23 bzw. 24.

Das in Richtung des Pfeiles 25 einströmende Medium muß bei seinem Durchfluß durch das Ventil od.dgl·, mehrere, von innen nach außen aufeinanderfolgende Drosselstellen passieren, deren Lage in der Zeichnung durch; gestrichelte Ringe angedeutet ist und die zwei verschiedene Gruppen bilden.

Die erste Drosselstelle A befindet sich zwischen der oberen Innenkante 26 der zylindrischen Innenfläche 22 des inneren Drosselringes 20 und dem Außenprofil 9 des Drosselkegels 1. Die zweite Drosselstelle B befindet sich zwischen der unteren Innenkante 27 der zylindrischen Innenfläche 11 des inneren Drosselringes 2 und dem Außenprofil 2k des inneren Drosselringes 20. - _, ■

609828/0298 · _ ₈ _

24A2607

Die dritte Drosselstelle A¹ befindet sich zwischen der oberen Innenkante 28 der zylindrischen Innenfläche 21 des äußeren Drosselringes 18 und dem Außenprofil 13 des inneren Drosselringes 2. Die vierte Drosselstelle B' liegt zwischen der unteren Innenkante 29 der zylindrischen Innenfläche 12 des äußeren Drosselringes 3 und dem Außenprofil 23 des äußeren Drosselringes 18. Die fünfte Drosselstelle A" befindet sich schließlich zwischen der oberen Innenkante 30 der zylindrischen Innenfläche 16 des Sitzringes 1 5 und dem Außenprofil 14 des äußeren Drosselringes 3·

Die Dichtkante 10 des Drosselkegels 1 kann mit der oberen Innenkante 26 der zylindrischen Innenfläche 22 des inneren Drosselringes 20 zusammenarbeiten, wobei die Innenkante 26 als Ventilsitz wirkt.

Das Medium durchströmt die Einrichtung im Sinne der an dem Drosselzonen eingezeichneten Pfeile. Mit H ist die Hubhöhe des Stellorgans 1, 2, 3 bezeichnet. Bei maximalem Hub soll vorzugsweise die Überdeckung u ^ 0,1 H sein. Im übrigen kann die Bemessung der Hubhöhe H und der Durchströmungskanäle entsprechend den bekannten Regeln der einschlägigen Technik erfolgen.

609828/0298 Ansprüche

Claims

Patentansprüche ; ·--"""

1.) Vorrichtung zur Erzielung eines geräuscharmen Betriebes von Ventilen oder sonstigen Durchflußeinrichtungen für strömende Medien, insbesondere von Druckminderventilen, mit konzentrisch angeordneten, labyrinthartig aufeinanderfolgenden ringförmigen Drusselstellen, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen. Drosselkanale der zwischen ineinandergreifenden Drosselkörpern eines Stellorgans und eines Sitzteiles gebildeten Drosselstellen durch entsprechende Profilierung der Drosselkörper in Strömungsrichtung sich verjüngende Durchtrittsquerschnitte haben.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilierungen der Drosselkörper ^hne Bildung diffusorartiger Abströmkanäle an den Drosselstellen abwechselnd am Stellorgan und am Sitzteil .vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Drosselkörpern zwei Gruppen von einander abwechselnden Drosselstellen gebildet sind, von denen die Drosselstellen (A, A¹, A") ihre Lage während der Hubbewegung des Stellorgans im wesentlichen beibehalten, während die Drosselstellen (B, B¹) ihre Lage mit der Hubbewegung des Stellorgans entsprechend verändern.

609828/0298 - lo -

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, daß das axial verschiebbare Stellorgan aus einem zentralen Drosselkegel (1) mit einem sich verjüngenden Außenprofil (9) und einem oder mehreren konzentrisch zum Drosselkegel (I) angeordneten Drosselringen (2, 3) mit zylindrischen Innenflächen (11 bzw. 12) und sich verjüngenden Außenprofilen (13 bzw. 14) besteht, während der dem Stellorgan (1, 2, 3) axial gegenüberliegende Sitzteil aus einem Sitzring (15) mit zylindrischer Innenfläche (16) und einem oder mehreren konzentrisch zum Sitzring (15) angeordneten Drosselringen (18, 20) mit zylindrischen Innenflächen (21 bzw. 22) und sich verjüngenden Außenprofilen (23 bzw. 2.4) besteht.

5· Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselringe (2, 3 oder 18, 20) aus Einzelteilen bestehen, die mittels Schrauben (6 bzw. 17) und Absätzen (8 bzw. 19) an einem Plansch (7) des Stellorgane bzw. an dem Sitzring (15) befestigt sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Überdeckung (u) der Drosselkörper bei maximalem Hub des Stellorgans mindestens gleich und vorzugsweise größer als l/lO der Hubhöhe (H) ist.

(Edmund a Patentanwalt