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Regelventil mit selbsttätiger Regelung der Durchflußmenge
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des durchströmenden Mediums Die Erfindung betrifft ein Regelventil
mit selbsttätiger Regelung der Durchflußmenge des durchströmenden Mediums, bei dem
die Durchflußöffnung eines in dem Ventilgehäuse angeordneten Ventilsitzes durch
einen Ventilkegel beeinflußbar ist, welcher mit einem mit der Differenz der Drükke
vor und hinter einer im Strömungsweg liegendenlstufenlos verstellbaren Meßblende
beaufschlagten und ein Sollwertglied enthaltenden Stellmotor gekuppelt ist, wobei
die Meßblende durch einen in dem Ventilgehäuse auf der dem Ventilkegel abgewandten
Seite des Ventilsitzes angeordneten, seinerseits gegebenenfalls durch einen in einem
Regelkreis liegenden Stellmotor verstellbaren Drosselkörper gebildet ist.
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Ein aus der DT-AS 1 548 996 bekanntes Regelventil dieser Art gestattet
es, beispielsweise in Fernheizanlagenl eine sogenannte Mengenbegrenzung vorzunehmen,
d.h. die Durchflußmenge des durchströmenden ~Wärme trägers auf einem vorgegebenen
Sollwert zu halten. Dazu wird an der in dem Ventilgehäuse angeordneten Meßblende
eine Druckdifferenz abgegriffen,
die in bekannter Weise ein Maß
für die Strömungsgeschwindigkeit des durchtretenden Mediums ist. Bei inkompressiblem
Medium ist die Strömungsgeschwindigkeit ihrerseits dann wiederum ein Maß für die
in der Zeiteinheit durchströmende Mediumsmenge.
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Bei dem bekannten Regelventil kann die als Drosselkörper ausgebildete
und mit dem Ventilsitz des Regelventiles zusammenwirkende Meßblende stufenlos verstellt
werden, wozu gegebenenfalls auch ein Stellmotor vorgesehen sein kann, der es gestattet,
den Blendenquerschnitt und damit die Sollwerte in stellung für die Durchflußmengenregelung
zu verändern.
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Insbesondere in Fernheizübergabestationen müssen einem solchen, der
Mengenregelung dienenden Regelventil noch eigene Armaturen zugeordnet werden, die
sicherstellen, daß der Druck strömungsaufwärts von dem Regelventil nicht unter einen
bestimmten Mindestwert absinken kann. Diese getrennten Druckhaltevorrichtungen sind
teuer und aufwendig.
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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Weg zu weisen, der es
gestattet, auf solche eigene getrennte Druckhaltevorrichtungen, insbesondere in
FernheizUbergabestationen, zu verzichten.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist das eingangs genannte Regelventil erflndungsgemäß
dadurch gekennzeichnet, daß es eine, den in Strömungsrichtung vor dem Drosselkörper
herrschenden Vordruck selbsttätig auf einem vorgegebenen Sollwert haltende Druckhalteeinrichtung
aufweist.
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Bei dem neuen Regelventil sind die Durchflußmengenbegrenzung und die
Druckhaltung in einem einzigen Ventil miteinander kombiniert, so daß sich eigene
Druckhaltevorrichtungen
und dgl. Armaturen erübrigen.
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In einer bevorzugten Ausflihrungsform kann die Anordnung derart getroffen
sein, daß der mit dem Drosselkörper gekuppelte Stellmotor ein den Sollwert vorgebendes
Rückstellorgan enthält und in dem dem Ritckstellorgan entgegengesetzten Sinne dauernd
mit dem Vordruck beaufschlagt ist. Um den Sollwert für die Druckhaltung verndern
zu können, kann es zweckmäßig sein, daß der Stellmotor des Drosselkörpers ein von
außen her betätigbares Stellglied für das Rückstellorgan aufweist. Im übrigen ergeben
sich sehr einfache konstruktive Verhältnisse, wenn der als Membran- oder Kolbenstellmotor
ausgebildete Stellmotor des Drosselorganes auf das Ventilgehäuse aufgesetzt ist
und sein Kolben bzw. seine Membran über einen in der Halterung des Stellmotors ausgebildeten
Kanal unmittelbar mit einem mit dem Vordruck beaufschlagten Raum des VentilgehHuses
in aterbindunq steht.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegen standes der
Erfindung dargestellt. Die Figur zeigt ein Regelventil gemaß der Erfindung im axialen
Schnitt, in einer Seitenansicht und in schematischer Darstellung.
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Das dargestellte Regelventil weist ein Ventilgehäuse 1 mit einem Ventileingang
2 und einer. Ventilausgang 3 auf, das eine Trennwand 4 enthält, in der ein Ventilsitz
5 ausgebildet ist, tber den die Verbindung zwischen dem Ventileinganq 2 und dem
Ventilausgang 3 gesteuert ist.
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Mit dem Ventilsitz 5 wirkt ein Ventilkegel 6 zusammen, der mit einer
koaxialen Spindel verbunden ist, die in einer Bohrung 8 eines mit dem Ventilgehäuse
1 fest verbundenen scheibenförmigen Führungsstückes 9 axial verschieblich geführt
ist. Der topfförmig ausgebildete Ventilkegel 6
ist durch eine Dichtung
10 gegen das Führungsstück 9 abgedichtet; er ist im übrigen mit öffnungen 11 versehen
und darnit entlastet ausgebildet.
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ber die Ventilspindel 7 ist mit dem Ventilkegel 6 die Steuermembran
12 eines Membranstellmotors 13 gekuppelt, der auf das Ventilgehäuse 1 aufgesetzt
und dessen ?iembran 12 auf der einen Seite über eine Kammer 14, die Bohrung 8 und
die öffnungen 11, und auf der anderen Seite her eine Kammer 15 und eine Impulsleitung
16 mit Druck beaufschlagt ist. Der Membranstellmotor 13 enthält eine als Sollwertglied
wirkende Druckfeder 17, die einenends gegen das Führungsstück 9 und anderenends
über einen qeeigneten Membranteller gegen die Membran 12 abgestützt ist.
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Auf der dem Ventilkegel 6 abgewandten Seite des Ventilsitzes 5 ist
eine scheibenförmige Meßblende in Gestalt eines Drosselkörpers 18 angeordnet, der
auf einer zu der Spindel 7 koaxialen Stellspindel 19 sitzt, die über eine entsprechende
Halterung 20 in dem Ventilgehäuse 1 axial verschieblich gelagert ist. Mit der Stellspindel
19 ist der Kolben 21 eines Kolbenstellmotors 22 gekuppelt, welcher mittels der halterung
20 unmittelbar auf das Ventilgehäuse 1 aufgesetzt ist.
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Auf den randseitig mittels einer Dichtung 23 abgedichteten Kolben
21 wirkt auf der einen Seite über eine Zylinderkammer24 und eine in der Halterung
20 vorgesehene Bohrung 25 der in dem Ventileingang 2 herrschende Vordruck, während
auf der anderen Seite der Kolben 21 unter der Einwirkung einer ein Rückstellorgan
bildenden und den Sollwert vorgebenden Rückstellfeder 25 steht, die anderenends
gegen ein Federteller 26 abgestützt ist. Das Federteller 26 ist durch eine Verdrehsicherung
27 axial beweglich, aber drehfest an einer Haube 28 des Kolbenstellmotors 22 geführt.
Es ist mit einer sich gegen den Boden der
Haube 28 abstützenden
koaxialen und von außen her verstellbaren Gewindespindel 29 verbunden, in die ein
koaxialer Gewindestift 30 eingeschraubt ist, der æinerseits mit dem Kolben 21 verbunden
ist.
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Das insoweit beschriebene Regelventil arbeitet wie folgt: Der Drosselkörper
18 bildet zusammen mit dem Ventilsitz 5 eine in dem Strömungsweg des durchfließenden
Mediums liegende Meßblende. Der an dem von dem Drosselkörper 18 mit dem Ventilsitz
5 begrenzten Durchtrittsöffnung für das Medium anstehende Differenzdruck, der ein
Maß für die in der Zeiteinheit durchtretende Mediumsmenge darstellt, beaufschlagt
einerseits über die Impulsleitung 16 und andererseits über die oeffnungen 11edie
Bohrung 8 und die Kammer 14 die Membran 12 des Stellmotors 13, wo er mit der von
der Sollwertfeder 17 ausgeübten Kraft verglichen wird. Der Ventilkegel 6 wird sich
deshalb so einstellen, daß er stets eine konstante Druckdifferenz an dem die Meßblende
bildenden Drosselkörper 18 aufrechterhält und damit eine konstante Durchflußmenge
des Mediums einregelt.
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Der dem konstanten Differenzdruck entsprechenden, an dem Drosselkörper
18 angreifenden konstanten Kraft wirkt eine Kraft entgegen, die sich zusammensetzt
aus der Differenz der Kräfte, die einerseits von der Rückstellfeder 25 und andererseits
von dem über die hoffnung 25 und die Zylinderkammer 24 auf den abgedichtet geführten
Kolben 21 einwirkenden, im Ventileingang 2 herrschenden Vordruck ausgeübt werden.
Damit wird der Vordruck mit der von der Rückstellfeder 25 ausgeübten Kraft verglichen
und konstant gehalten.
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Fällt der im Ventileingang 2 herrschende Vordruck unter durch die
Rückstellfeder 25 vorgegebenen Sollwert ab, so drosselt der Drosselkörper 18 die
Durchsatzmenge soweit, bis der Vordruck wieder erreicht ist. Gleichzeitig hält
aber
der Ventilkegel 6 dauernd eine konstante Druckdifferenz an der durch den Drosselkörper
18 gebildeten Meßblende aufrecht.
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Da der Drosselkörper 18 immer mit einem bestimmten Differenz druck
beaufschlagt ist, kann die Entlastung für diesen Drosselkörper entfallen.
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Die Sollwertgröße für den Vordruck kann durch Verändern der Vorspannung
der Rückstellfeder 25 den jeweiligen Bedürfnissen entsprechend eingestellt werden,
was durch entsprechende Betätigung der Gewindespindel 29 geschieht.
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Selbstverständlich ist es denkbar, auch den Stellmotor 13 des Ventilkegels
6 mit einer entsprechenden Einrichtung zu versehen, die es gestattet, die Vorspannung
der Sollwertfeder 17 und damit den eingestellten Sollwert zu verändern.
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-Patentansprtiche-