DE2514879C3

DE2514879C3 - Hydroventil in Form eines Reduzierventils für strömende, gasförmige oder flüssige Medien

Info

Publication number: DE2514879C3
Application number: DE19752514879
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Holter Regelarmaturen GmbH and Co KG
Current assignee: Holter Regelarmaturen GmbH and Co KG
Priority date: 1975-04-05
Filing date: 1975-04-05
Publication date: 1984-09-13
Also published as: DE2514879B2; DE2514879A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Hydroventil in Form eines Reduzierventils für strömende, gasförmige j< > oder flüssige Medien, bestehend aus einem Gehäuse mit Ventilsitz und einem Hohlzylinder mit mantelseitig in Neigung eingebrachten Bohrungen, einem im Hohlzylinder axial verschiebbar angeordneten Steuerkolben mit Ventilspindel und einer separaten, nach dem r> Teilstromprinzip arbeitenden Drosseleinrichtung mit in gleicher Neigung angeordneten Strömungsdurchgängen.

Ein nach dem Teilstrorrprinzip arbeitendes Hydroventil ist aus der US-PS 32 22 854 bekanntgeworden. Hierbei sind die durchgehenden Bohrungen im Lochzylinder mit denen der Drosseleinrichtung planeben ausgerichtet, wobei die einzelnen Bohrungen neben- und in verschiedenen, gleichmäßig voneinander beabstandeten Ebenen übereinanderliegend den Lochzylinder durchdringen. Eine kontinuierliche lastabhängige Anpassung der Reduzierquerschnitte bzw. der Querschnitte der Entspannungskammern in der Drosseleinrichtung ist mit einem derartigen Ventil jedoch nicht zu erreichen.

Wenn auch ein großer Teil des strömenden Mediums die Bohrungen im Lochzylinder trifft, so gibt es durch die jeweils in verschiedenen Ebenen radial ausgerichteten Bohrungen doch Ventilstellungen, in denen das strömende Medium weitgehend auf die Wandung des Lochzylinders auftrifft Hierdurch wird dieser Zylinder in verstärktem Maße zu Schwingungen angeregt, die sich auf das Ventilgehäuse und die angeschlossenen Leitungen übertragen.

Weiterhin ist aus der DE-OS 22 24 269 ein Druck- w> minderventil bekanntgeworden, bei dem auszuwechselnde und zu verstellende Zylinder vorgesehen sind, die konzentrisch auf Abstand zueinander angeordnet und ausgerichtet sind. Der jeweils zwischen den einzelnen Zylindern bestehende Raum hat den Nachteil, daß sich b5 unkontrollierte, turbulente Strömungen — hervorgerufen von mehreren aufeinandertreffenden Teilströmen — entwickeln, welche zu ebenfalls unkontrollier- und unbeherrschbaren Geräusch- und Schwindungserscheinungen führen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein nach der eingangs genannten Art aufgebautes Hydroventil unter Vermeidung der bisherigen Nachteile dahingehend zu verbessern, daß es mit einer eine gleichmäßig ansteifende Öffnungscharakteristik ermöglichenden Drosseleinrichtung ausgestattet ist, die einfach herstellbare, unter sich gleiche Elemente besitzt, welche eine größere Variationsmöglichkeit in der Drosselwirkung zulassen und ein verschleiß- und geräuscharmes Arbeiten ermöglichen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem Hydroventil nach der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst, daß die Drosseleinrichtung aus einem Paket von separaten Scheiben mit radial verlaufenden Aussparungen in Form von Entspannungskammern und Reduzierquerschnitten besteht und derart in Schräglage auf dem Lochzylinder des Reduzierventils auswechselbar aufgeschoben und gehaltert ist, daß die Aussparungen in den Drosselscheiben mit den Bohrungen im Lochzylinder fluchten.

Es ist bevorzugt, jede der separaten Drosselscheiben aus mehreren ineinanderliegenden Scheibenringen zu bilden.

Durch die besondere Ausführung und Anordnung der Drosseleinrichtung des erfindungsgemäßen Hydroventils kann sich jeder Teilstrom exakt und optimal in allen Drosselstufen entspannen und reduzieren. Die für die Bohrung im Lochzylinder gewählte schräge Anordnung der öffnungen setzt sich pro Teilstrom in den separaten Drosselscheiben fort

Die Drosseleinrichtung ist als Scheibenstapel aus einfach herstellbaren und unter sich gleichen Elementen gebildet worden, die eine größere Variationsmöglichkeit in der Drosselwirkung bei gleichmäßig ansteigender Öffnungscharakteristik ergeben.

Die nachstehende Beschreibung dient zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Gegenstandes, von dem ein Ausführungsbeispiel in den Zeichnungen dargestellt ist Hierbei zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein Reduzierventil mit erfindungsgemäßer Drosseleinrichtung;

Fig.2 einen Längsschnitt durch ein Reduzierventil mit einem Ausschnitt der Drosseleinrichtung, teilweise im Schnitt und in Vergrößerung und

F i g. 3 als Halbkreis gezeichnete Drosselscheibe mit dem Lochzylinder im Schnitt und in der Draufsicht gem. F ig. 2.

Beim Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein Vierflansch-Durchgangsventil 1, welches z.B. als Dampf-Reduzierventil eingesetzt wird. Der Primär-Dampfdruck strömt in Pfeilrichtung, vgl. Fig. 1, in das Gehäuse 1 des Ventils ein. Durch einen im Einlaß vorgesehenen Lochkorb 2 gelangt der Dampf in den Bereich des Ventilsitzes 3.

Der Lochkorb ist mantelseitig mit Bohrungen 2¹ für den Dampfdurchlaß ausgestattet dessen Gesamtquerschnitt der Eintrittsnennweite entspricht und demzufolge nur geringe Reduzierwirkung hat

Der Ventilsitz 3 besitzt an seinem dem Lochkorb 2 abgewandten Ende umlaufend eine 45°-Dichtfase 3¹, welche mit der entsprechend ausgebildeten Abschrägung 4¹ des Stcücrkcibens 4 einen dichten Abschluß zum Sekundärteil des Gehäuses bildet

Der Steuerkolben ist kraftschlüssig mit einer Ventilspindel 5 verbunden und befindet sich in dem Lochzylinder 7. Über die Ventilspindel 5 führt der Steuerkolben 4 eine Hubbewegung aus und gibt dabei

lastabhängig Querschnitte der Bohrungen 6 im Lochzylinder 7 nach und nach frei. In diesem Zusammenhang wird auf die Fig. 1 und 2 verwiesen, denn hier hat der Steuerkolben 4, gemäß der Darstellung, links der Achslinie einen Teiihub ausgeführt und die Bohrungen 6 entsprechend freigegeben. Es darf in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen werden, daß die Bohrungen 6 des Lochzylinders 7 in bekannter Weise nach einer bestimmten Steigung und Öffnungskennlinie angeordnet sind. ι ο

Die erfindungsgemäßen lastabhängig wirksamen Drosselscheiben 8 sind auf dem Lochzylinder 7 angeordnet und zeigen eine Neigung auf, die der schrägen Anordnung der Bohrungen 6 im Lochzylinder 7 entspricht

Die Drosseleinrichtung als Paket besteht unter Einbeziehung des Lochzylinders 7 aus mehreren übereinanderliegenden Drosselscheiben 8, die endseitig von je einer Abschlußscheibe 9 begrenzt werden. Die Fixierung der Drosselscheiben 8 mit den A^schlußscheiben 9 erfolgt mit Hilfe von Schrauben 10, weiche sich im Steg des Gehäuses 1 befinden.

Jede der Drosselscheiben 8 besteht aus mehreren ineinanderliegenden Ringscheiben 8a, 86, 8c und 8d, wobei diese Ringscheiben 8a bis Sdauch für sich einzeln als eine Drosselscheibe 8 bezeichnet werden können. Es ist auch möglich, daß jede Drosselscheibe 8 als einstückige Einheit hergestellt wird.

Beim Ausführungsbeispiel liegen zehn Drosselscheiben 8 übereinander und bilden ein mehrstufiges Drosselpaket Teilt man nun noch jede der Drosselscheiben 8 in vier sog. Ringscheiben 8a bis Sd und betrachtet auch diese als Drosselscheiben 8, so zeigt das Ausführungsbeispiel vierzig Drosselscheiben 8. Für die lastabhängige Stufen-Reduzierung des Mediums weisen die Drosselscheiben 8 Aussparungen 8¹, β² auf. Die Aussparungen 8¹, S² sind so ausgebildet daß sich hintereinander Entspannungskammern und Reduzierdurchgänge für das Medium ergeben. Zusammenfassend kann davon gesprochen werden, daß die Aussparungen zur Bildung der Entspannungskammern 8¹ und Reduzierdurchgänge β² radial verlaufende Stufenkanäle bilden. Jeder dieser Kanäle ist mit einer der Bohrungen 6 im Lochzylinder 7 deckungsgleich.

Wie schon vorerwähnt, gibt der Steuerkolben 4 nach seiner Hubstellung eine Anzahl von Querschnitten der Bohrungen 6 im Lochzylinder 7 nach und nach frei. Das Medium gelangt in die Entspannungskammer 8' der Drosselscheibe 3. Die Aussparung 8² bildet hierbei zugleich einen weiteren Reduzierquerschnitt entsprechend dem Druckgcfälle und dem an dieser Stelle entstehenden Dampfvolumen. Von den Aussparungen 8² (Reduzierquerschnitt) erfolgt die Entspannung in den nachfolgenden Entspannungskammern 8¹. Nach der Entspannungskammer 8¹ folgt wieder ein Reduzierquer- γ-. schnitt β² entsprechend Druckabfall und Dampfvolumen.

Die vorbeschriebene Reihenfolge zur Erzielung einer lastabhängigen Stufen-Reduzierung wird in jeder der Drosselscheiben 8 fortgesetzt wobei es für die Wirkungsweise der Stufen-Reduzierung sekundär ist, ob die Drosselscheibe 8 aus einem Stück besteht, oder aus einer Anzahl von ineinanderliegenden Ringscheiben 8a bis Su gebildet wird.

Wie sich aus dem Vorbeschriebenen in Verbindung mit den Zeichnungen entnehmen läßt, wird der Medienstrom entsprechend der Anzahl der Bohrungen 6 des Lochzylinders 7 in sehr viele Teilströme zerlegt, wobei sich derselbe in der weiteren Stufen-Reduzierung gleichfalls als Teilstrom reduzieren und entspannen kann.

Das gesamte zur Verfugung stehende Druckgefälle wird je Stufe in relativ kleine Druckgefälle aufgeteilt, und zwar auf Grund der genau berechneten Entspannungskammern 8¹ und Reduzierquerschnitte β² der Drosselscheiben 8. Ausschlaggebend ist, daß gemäß der Lösung in bezug auf die Aufgabenstellung jeder Teilstrom in der Stufendrosselung durch entsprechende Umlenkung im System geführt wird. Eine Freistrahlbildung ist hier somit nicht möglich.

Beim Ausführungsbeispiel sind die Aussparungen 8¹, S² in den Drosselscheiben 8 generei! für kompressible (verdichtbare) Medien ausgebildet d. h. der Querschnitt derselben 8¹, β² nimmt zum Außendurchmesser von Sture zu Stufe zu, vgL F i g. 2.

Im Gegensatz zum Vorbenannten sind die Entspannungskarnmern 8¹ und Drosselquerschnitte 8² der Drosselscheiben 8 für inkompressible Medien fiächenmäßig alle gleich.

Gegenüber dem Bekannten ist der Vorteil darin zu erblicken, daß sich eine wesentliche Geräuschminderung und Standzeitverbesserung ergibt

Beim Gegenstand der Erfindung wurde den physikalischen Gesetzen bzgl. der maximalen Strömungsgeschwindigkeit innerhalb des gesamten Reduzierschnittes auch bei verschiedenen Lastzuständen und Hubstellungen des Steuerkolbens Rechnung getragen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hydroventil in Form eines Reduzierventils für strömende, gasförmige oder flüssige Medien, bestehend aus einem Gehäuse mit Ventilsitz und einem ■> Hohlzylinder mit mantelseitig in Neigung eingebrachten Bohrungen, einem im Hohlzylinder axial verschiebbar angeordneten Steuerkolben mit Ventilspindel und einer separaten, nach dem Teilstromprinzip arbeitenden Drosseleinrichtung mit in tu gleicher Neigung angeordneten Strömungsdurchgängen, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseleinrichtung aus einem Paket von separaten Scheiben (8) mit radial verlaufenden Aussparungen in Form von Entspannungskammern (8¹) und Reduzierquerschnitten (β²) besteht und derart in Schräglage auf dem Lochzylinde.- (7) des Reduzierventils (i) auswechselbar aufgeschoben und gehalten ist, daß die Aussparungen (8¹, β²) in den Drosselscheiben (8) mit den Bohrungen (6) im Lochzylinder (7) fluchten.

2. Hydroventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der separaten Drosselscheiben (8) aus mehreren ineinanderliegenden Scheibenringen (8a—8c5Jbesteht