DE2444607A1

DE2444607A1 - Drosselventil

Info

Publication number: DE2444607A1
Application number: DE19742444607
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Ing Foeller
Original assignee: Gestra KSB Vertriebs GmbH and Co KG
Current assignee: Gestra AG
Priority date: 1974-09-18
Filing date: 1974-09-18
Publication date: 1976-04-01
Also published as: NL7509123A; SE411944B; SE7508200L; US3971415A; DE2444607C3; ES439705A1; CH581792A5; ATA532975A; BE833549A; BR7505988A; IT1047541B; DE2444607B2; GB1460545A; FR2285556B1; AT343968B; FR2285556A1

Description

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GESTRA-KSB Vertriebsgesellschaft Bremen, 16. Sept. 1974 mbH & Co. Kommanditgesellschaft

Drosselventil

Drosselventile der im Oberbegriff des Anspruchs 1 spezifizierten Art zeichnen sich durch eine-einfache sowie raumsparende Bauforni und eine sehr gute, feinfühlige Regulierbarkeit aus.

Mit Rücksicht auf die erforderliche Hubbeweglichkeit des Verschlußteiles in der Hülse und auch um fertigungsfreundlicheMaßtoleranzen verwirklichen zu können, wird in der praktischen Ausführung dieser Ventile ein Radialspiel zwischen dem kolbenförmigen Verschlußteil und der Hülse vorgesehen. Infolge dieses Radialspiels kann bereits bei geringem Anheben der Dichtfläche des Verschlußteiles vom Ventilsitz, also bevor noch der Innenquerschnitt der Hülse bis zu den untersten radialen Durchströmkanälen freigegeben ist, zwischen dem Verschlußteil und dem Ventilsitz Medium hindurchf-ließen. Bei einem hohen Druckgefälle zwischen der Vor- und der Niederdruckseite des Ventils treten in dem dann noch engen Spalt zwischen dem Ventilsitz und dem Verschlußteil sehr hohe Strömungsgeschwindigkeiten auf, die zu Erosionserscheinungen an den Dichtflächen des Ventilsitzes und des Verschlußteiles führen können, dies zumal bei hoher Öffnungsund Schließfrequenz des Ventils.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Drosselventile der genannten Art dahingehend zu verbessern, daß eine von Erosionsverschleiß weitgehend freie Absperrstelle vorhanden ist. Dies wird durch Anwendung der in Anspruch 1 angegebenen erfindungsgemäßen Lehre erzielt, wobei der Anspruch 2 eine besonders vorteilhafte Weiterbildung angibt.

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Im Ventil erfolgt eine Absperrung nunmehr an zwei, bezogen auf den Medienfluß, hintereinandergeschalteten Stellen. Zum Öffnen des Ventils wird zunächst vorzugsweise das in Strömungsrichtung gesehen vordere Verschlußteil von seinem Ventilsitz angehoben. Das andere Verschlußteil bleibt unter der Belastung durch z.B. die Schließfeder und infolge der Relativbeweglichkeit der beiden Verschlußteile noch in Schließstellung. Dadurch kann sich, wenngleich das vordere Verschlußteil bereits von seinem Sitz abgehoben ist, zwischen diesen beiden ein Medienfluß, der zu Erosionsverschleiß führt, nicht einstellen. Erst wenn das vordere Verschlußteil soweit von seinem Sitz entfernt ist, daß deren Dichtflächen nicht mehr erosionsgefährdet sind, wird dann auch das in Strömungsrichtung gesehen hintere Verschlußteil von seinem Sitz angehoben. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn der Durchflußquerschnitt zwischen den korrespondierenden Dichtflächen von Verschlußteil und Sitz ein Vielfaches des Radialspiels zwischen den Verschlußteilen und der Hülse beträgt. Das Ventil weist somit eine gegen Erosionsverschleiß weitgehend geschützte und demzufolge sicher abdichtende Absperrstelle auf.

Die Ansprüche 3 und 4 haben dabei besonders einfache und funktionssichere Ausführungsformen der Verschlußteile zum Gegenstand.

Die Merkmale des Anspruches 5 führen wiederum zu einer raumsparenden und gegenüber dem Strömungsmedium abgekapselten Anordnung der Schließfeder.

Die Ansprüche 7 und 8 geben schließlich besonders für die Verwendung bei Gasen und Dämpfen geeignete Ausführungsformen an, bei denen eine mehrstufige Entspannung des zu drosselnden Mediums erfolgt.

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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Drosselventils dargestellt.

Ein Ventilgehäuse 1 weist einen Innenraum 2 auf, welcher mit einem Zuflußkanal 3 und einem Abflußkanal 4 versehen ist. In den Abflußkanal ist ein Ventilsitzkörper 5 eingeschraubt, der zwei Ventilsitze 6, 7 aufweist. Zwischen diesen beiden Ventilsitzen trägt der Ventilsitzkörper 5 eine Hülse 8. Letzte ist in mehreren.Ebenen mit radialen Durchströmkanälen 9 versehen. Konzentrisch und mit radii a lern. Abstand zur Hülse 8 ist eine zweite Hülse 10 im Gehäuseinnenraum 2 angeordnet. Auch diese weist in mehreren Ebenen radiale Durchströmkanäle 11 auf, welche gegenüber den Kanälen 9 der Hülse 8 versetzt angeordnet sind. Ggfs. kann die Hülse 10 drehverstellbar vorgesehen sein.

Zwischen den beiden Hülsen 8, 10 ist ein rohrförmiges Verschlußteil 12 angeordnet, welches mit Abstand oberhalb der Hülse 8 eine Stirnwand 13 besitzt. Die untere, dem Ventilsitzkörper 5 zugewandte Ringstirnseite des Verschlußteiles 12 bildet eine Dichtfläche 14, die mit dem Ventilsitz 7 zusammenvrirkt und dabei mit konzentrischen Profilrillen versehen ist. Um die Hubbeweglichkeit !es Verschlußteiles 12 zu gewährleisten, sind zwischen ihm und den Hülsen 8, geringe radiale Ringspalte vorgesehen.

In der Hülse 8 und folglich auch innerhalb des Verschlußteiles 12 ist ein kolbenförmiges Verschlußteil 16 angeordnet. An seinem unteren Ende trägt der Kolben eine Kegelfläche 17, die mit dem Ventilsitz 6 korrespondiert', während am oberen Kolbonende ein Mitnehmerbund 18 vorgesehen ist, welcher mit einem am Verschlußteil 12 vorhandenen Mitnehmerring 19 zusammenwirkt. Ferner ist zwischen dem Mitnehmerbund 18 und der Stirnwand 13 eine Feder 20 angeordnet, welche

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das Verschlußteil 16 im Schließsinn belastet. Zwischen dem Verschlußteil 16 und der Hülse 8 existiert im übrigen auch ein geringer, die Hubbeweglichkeit des Verschlußteiles 16 sicherstellender Ringspalt.

Zum Absperren kommen die Verschlußteile 12, 16 mit ihren Dichtflächen 14, 17 auf den Ventilsitzen 6, 7 abdichtend zur Anlage. Zum gedrosselten Durchströmen von Medium v/erden die Verschlußteile 12, 16 von den Sitzen 6, 7 abgehoben und je nach Hubstellung eine unterschiedliche Anzahl von Durchströmkanälen 9, 11 freigegeben. Dabei erfährt das Medium beim Durchströmen der Kanäle 11 eine erste Drosselung. Zwischen den Hülsen 8, 10 kann es dann entspannen, um anschließend in den Durchströmkanälen 9 seine restliche Druckabsenkung zu erfahren.

Beim Öffnen des Ventils wird über eine nicht dargestellte Betätigungsvorrichtung in der ersten Phase zunächst nur das. Verschlußteil 12 von seinem Sitz 7 abgehoben. Infolge des vorgesehenen Axialabstandes zwischen den Mitnehmern 18, 19 bleibt das Verschlußteil 16 unter der Einwirkung der Schließfeder 20 noch in seiner Schließstellung. Ein Medienfluß kann sich demzufolge an der Absperrctelle 7, 14 noch nicht ausbilden. Bei weiterem öffnen des Verschlußteiles kommt dann der Mitnehmerring 19 am Mitnehmerbund 18 zur Anlage, so daß auch die Kegelfläche 17 des Verschlußteiles von ihrem Ventilsitz 6 abgehoben wird. Bei dem sich nun einstellenden Medienfluß liegt die im Bereich der Absperrstelle 7, 14 zu erwartende Strömungsgeschwindigkeit unterhalb der Höhe, welche Erosionsverschleiß an der Dichtfläche 14 des Verschlußteiles 12 bzw. am Ventilsitz 7 zur Folge hat. Bei weiterem Anheben der Verschlußteile 12 und 16 aus der soeben geschilderten Lage erfolgt die Freigabe von Durchströmkanälen 9, 11 in der gewünschten Anzahl.

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Das verzögert öffnende und auch vorab schließende Verschlußteil 16 verhindert somit Erosionsverschleiß an der Dichtfläche 14 des Verschlußteiles 12 und am Ventilsitz 7.

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Claims

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Patentansprüche

Drosselventil mit einem Ventilsitzkörper, in dessen koaxialer Verlängerung eine Hülse angeordnet ist, die in mehreren PJbenen radiale Durchströmkanäle aufweist, wobei ein kolbenförmiges Verschlußteil hubbeweglich in der Hülse verstellbar ist und stirnseitig eine mit dem Ventilsitz zusammenwirkende Dichtfläche aufweist, gekennzeichnet durch ein rohrförmiges, die Hülse (8) hubbeweglich umgebendes zweites Verschlußteil (12) , das an seiner dem Ventilsitzkörper (5) zugewandten Stirnseite eine Dichtfläche (14) aufweist, welche mit einem am Ventilsitzkörper (5) vorgesehenen, zweiten Ventilsitz (7) zusammenwirkt, wobei beide Verschlußteile (12, 16) begrenzt relativ hubbeweglich miteinander gekoppelt sind.

2. Drosselventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das in Strömungsrichtung des durchfließenden Mediums gesehen letzte Verschlußteil (16) unter der Einwirkung einer Schließfeder (20) steht.

Drosselventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Betätigungsvorrichtung des Ventils an dem rohrförmigen Verschlußteil (12) angreift und dieses Mittel (19) zur Mitnahme des kolbenförmigen Verschlußteils (16) nach Beendigung des Relativhubes aufweist.

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4. Drosselventil nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 3/ dadurch gekennzeichnet/ daß das rohrförmige Verschlußteil (12) oberhalb des kolbenförmigen Verschlußteils (16.) und der Hülse (8) durch eine Stirnwand (13) verschlossen ist.

5. Drosselventil nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließfeder (20) zwischen dem kolbenförmigen Verschlußteil (16) und der Stirnwand (13) des rohrförmigen Verschlußteiles (12) eingespannt angeordnet ist.

6. Drosselventil nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der stirnseitigen Dichtfläche (14) des rohrförmigen Verschlußteiles (12) eine oder mehrere konzentrische Ringrillen (15) vorgesehen sind.

7. Drosselventil nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine das rohrförmige Verschlußteil (12) konzentrisch umgebende Hülse (10) mit radialen Durchströmkanälen (11) vorgesehen und ortsfest im Ventilgehäuse (1) gehalten ist.

8. Drosselventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Durchs tr ömkariäle (9, 11) der beiden Hülsen (8, 10) gegeneinander versetzt angeordnet sind.

TSR-Bs /'S - 1014 -

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