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Blendenregulierventil
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Die Erfindung betrifft ein Blendenregulierventil zur Durchflußregelung
eines Flüssigkeits- oder Gasstromes mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten,
gattungsbestimmenden Merkmalen.
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Bei einem bekannten Blendenregulierventil dieser Art sind zwei plattenförmige
Blendenelemente vorgesehen, die je eine in Verschieberichtung verlaufende, seitlich
abstehende Zahnstange haben, deren Zahnungen einander zugewandt angeordnet sind.
Zwischen diesen Zahnstangen ist ein mittels einer Kurbel antreibbares Zahnrad vorgesehen,
das mit beiden Zahnstangen kämmt. Durch Betätigung dieser Kurbel in der einen oder
der alternativen Drehrichtung kann somit der Uffnungsquerschnitt der Blende eingestellt
werden. Das Zahnrad und die Zahnstangen sind innerhalb des nach außen dicht abgeschlossenen
Ventilgehäuses angeordnet. Die Welle der Antriebskurbel ist ihrerseits gegen das
Gehäuse abgedichtet.
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Nachteilig an dem bekannten Blendenregulierventil ist die aus dem
geschilderten Aufbau zwangsläufig resultierende, einseitig weit ausschlagende Gestaltung
des Ventilgehäuses, die mit erheblichem Material und Fertigungsaufwand verknüpft
ist. Zwar könnte dieser Aufwand dadurch reduziert werden, daß die Zahnstangen seitlich
aus dem Ventilgehäuse austreten und der Kurbeltrieb außerhalb des Gehäuses angeordnet
wäre, jedoch müßten dann zwei Zahnstangen am Gehäuse abgedichtet werden, d.h., die
Zahnungen müßten dann weit außerhalb des Gehäuses verlaufen, damit abdichtbare Abschnitte
der Zahnstangen aus durch entsprechend komplementär geformte oeffnungen des Gehäuses
dicht herausgeführt werden könnten. Nachteilig ist weiter, daß bei einer Betatigung
der Kurbel rechtwinklig zur Längsrichtung der Zahnstangen wirkende Reaktionskräfte
auftreten, die im Bereich der Führungen der Blendenelemente zu einem erheblichen
Verschleiß führen und auch dazu führen können, daß die Blendenelemente, zumindest
nach längeren Gebrauch des Blendenregulierventils verkanten können, zumindest schwergängig
werden, wodurch natUrlich die Funktionszuverlässigkeit des bekannten Blendenregul
ierventils erheblich beeinträchtigt wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil
des Anspruchs 1 genannten Merkmale auf einfache Weise gelöst. Hiernach sind die
flach-plattenft5rmigen Blendenelemente mit je zwei parallel zueinander verlaufenden
Zahnungen versehen, mit denen Zahnräder kämmen, durch die bei einer Verschiebung
des einen Blendenelementes eine in entgegengesetzter Richtung erfolgende Verschiebung
des anderen Blendenelementes erfolgt, wobei zur Verschiebung des jeweils einen Blendenelementes
dieses mit einer seitlich aus dem Ventilgehäuse herausragenden Verlängerung versehen
ist.
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Die einerseits mit je einer Zahnung des einen Blendenelements und
andererseits auch mit der Zahnung des anderen Blendenelementes kämmenden, untereinander
in kämmendem Einfluß stehenden Zahnradpaare sind bezüglich der in Verschieberichtung
verlaufenden Mittelebene symmetrisch angeordnet und die Achsen beider Zahnradpaare
sind ihrerseits in der zu der erstgenannten Mittelebene senkrecht verlaufenden Mittelebene
des Ventilgerätes angeordnet, wodurch erreicht wird, daß sich aus einer Betätigung,
d.h. Verschiebung des einen Blendenelementes resultierende Kräfte gerade aufheben
und keinerlei Kippmomente auf die Blendenelemente wirken, die zu einem
Verschleiß
der Führungen Anlaß geben könnten. Das erfindungsgemäße Blendenregulierventil bleibt
daher immer leichtgängig und ist keinem nennenswerten Verschleiß ausgesetzt.
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In der durch die Merkmale des Anspruchs 2 angegebenen Auslegung der
Zahnstangen/Zahnradtriebe wird erreicht, daß sich die beiden Blendenelemente jeweils
um gleich große Strecken in entgegengesetzter Richtung bewegen, wenn das eine Blendenelement
um eine defilierte Strecke verschoben wird.
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Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Blendenregulierventils
besteht darin, daß die Blendenöffnung immer koaxial zur Rohrachse angeordnet ist,
so daß die Strömung im Ventil nicht umgelenkt wird oder nur geringe Druckverluste
auftreten. Das strömende Medium muß nicht - wie bei Hubventilen - mehrfach seine
Strömungsrichtung ändern. In jeder Schließ- bzw. Uffnungsstellung ist die Durchflußmenge
genau bestimmbar. Das erfindungsgemäße Blendenregulierventil verursacht allenfalls
geringe Geräusche, da es aufgrund seiner Bauart - insbesondere der zentralen Anordnung
der Blendenöffnung - besonders strömungsgünstig ist. Im Vergleich zu herkömmlichen
Ventilen können bei gleicher Nennweite größere Durchflußmengen erzielt werden. Die
Blendenelemente können an ihren den Durchflußkanal begrenzenden Rändern einen halbelliptischen
oder rechteckigen oder dreieckigen Konturenverlauf haben. Durch
derartige
Variationen der Konturenverläufe können die Durchflußmengen sowie das Strömunqsbild
und andere Wertgrößen am Ventil beeinflußt werden. Auch Kombinationen solcher Konturenformen
derart, daß die Blendenränder auf Abschnitten gewölbt und/oder geradlinig verlaufen,
sind möqlich, um eine bestimmte, erwünschte Durchflußcharakteristik in Abhängigkeit
vom Stellweg zu erreichen. Das erfindungsgemäße Blendenregulierventil ist auch mit
extrem niedrigen Stellkräften betätigbar, da die Strömungsrichtung senkrecht zu
den Blenden-Begrenzungsflächen gerichtet ist, mithin Stellbewegungen nicht gegen
die dynamische Kraft des strömenden Mediums erfolgen müssen. Diese Eigenschaft des
erfindungsgemäßen Blendenregulierventils ist insbesondere von Vorteil, wenn z.B.
große Ourchflußmengen einer Fiüssigkeit gesteuert werden müssen. Soweit das Blendenregulierventil
nicht von Hand sondern mittels geeigneter Stellantriebe betätigbar ist, genügen
daher kleine Stell-Antriebsleistungen. Für derartige Antriebe eignen sich die verschiedensten
elektrischen oder hydraulischen Antriebssysteme, da solche Antriebe jeweils nur
an einem Blendenelement angreifen müssen und dieses nur geradlinige Bewegungen ausführen
muß.
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Das erfindungsgemäße Blendenregul,erventil zeichnet sich durch kleine
Abmessungen, Robustheit, einfache Montage und Zuverlässigkeit im Gebrauch aus. Durch
die geringe Dicke kann das erfindungsgemäße Blendenregulierventil einfach zwischen
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Flansche eingefaßt werden. Der Einbau kann von einer Fachkraft schnell und problemlos,
auch bei bestehenden Systemen, durchgeführt werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand in der Zeichnung dargestellter
spezieller Ausführungsbeispiele beschrieben.
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Es zeigen: Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Biendenregulierventil in Draufsicht,
in Strömungsrichtung gesehen und Fig. 2 das Biendenreguiierventii gemäß Fig. 1 im
Schnitt längs der Achse I - I der Fig. 1.
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Das in den Fig. 1 und 2, auf deren Einzelheiten ausdrücklich verwiesen
sei, dargestellte, erfindungsgemäße Blendenregulierventil 10 dient zur Einstellung
eines bestimmten Querschnittes eines Strömungspfades, über den gasförmige oder flüssige
Medien gefördert werden. Das insgesamt mit 11 bezeichnete Ventilgehäuse besteht
aus zwei kreisrunden Platten 12 und 13, die miteinander fluchtende, zentrale Durchströmöffnungen
14 haben, deren lichter Querschnitt optimalem Durchflußquerschnitt entspricht. Die
beiden Platten 12 und 13 sind über einen Gehäusering 16, an den die Platten 12 und
13 angeschraubt sind, zu einem insgesamt flach-ringzylindrischen Gehäuse vereinigt.
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Innerhalb des Gehäuses 11 sind zwei plattenförmige Blendenelemente
17 und 18 angeordnet, die an je einer der einander gegenüberliegenden Innenseiten
der Gehäuseplatten 12 bzw. 13 gleitend anlegen. Die Blendenelemente haben Langlöcher
19 und 21, die parallel zur Quermittelebene 22 des Gehäuses 11 verlaufen und in
Verbindung mit Zapfen 23 und 24, die in die Gehäuseplatten 12 und 13 eingesetzt
sind, die in Verschieberichtung der beiden Blendenelemente wirksamen Führungen bilden.
Die Blendenelemente 17 und 18, die entlang der Längsmittelebene 24 des Gehäuses
11 gleitend aneinander anliegen, haben parallel zu der Quermittelebene 22, die in
Verschieberichtung verläuft, sich erstreckende Längsränder, an denen sie jeweils
mit Zahnungen 26 bzw. 27 versehen sind, mit denen Zahnräder 28 bzw. 29 kämmen, wobei
die Achsen 31 bzw. 32, um die die Zahnräder 29 bzw. 28 drehbar sind, in einer Längsmittelebene
33 des Gehäuses 11 angeordnet sind, die rechtwinklig zu der in Verschieberichtung
verlaufenden Quermittelebene 22 verläuft.
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Die Blendenelemente sind in ihrem zentralen Oberlappungsbereich mit
Uffnungen 34 bzw. 34' versehen, die einen dem maximalen Durchflußquerschnitt entsprechenden
lichten Querschnitt haben.
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In der Position der Blendenelemente 17 und 18, die in der Fig. 1 dargestellt
ist, ist der größte effektive Durchflußquerschnitt des Blendenregulierventils 10
eingestellt.
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Das gemäß Fig. 1 rechte Blendenelement 17 ist auf dem mit der oeffnung
34 versehenen Abschnitt etwas schmaler als das Blendenelement 18, das mit der Blendenöffnung
34' versehen ist. Demgemäß sind die Zahnungen 27 des "b eiteren" Blendenelements
in einem größeren Abstand von der zentralen Mittelebene 22 angeordnet, in der die
Blendenelemente 17 und 18 symmetrisch ausgebildet sind.
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Die mit den Zahnungen 26 des "schmaleren" Blendenelements 17 kämmenden
Zahnräder 28 stehen mit den Zahnrädern 29 in kämmendem Eingriff, die ihrerseits
mit den Zahnungen 27 des "breiteren" Blendenelements 18 kämmen, wie aus den Fig.
1 und 2 ersichtlich.
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Das eine der beiden Blendenelemente, beim dargestellten Ausführungsbeispiel
das "schmalere" Blendenelement 17, ist mit einem seitlich an dem Ventilgehäuse herausragenden
Handgriff 36 versehen, mit dem es zur Einstellung eines erwünschten Durchflußquerschnittes
verschiebbar ist.
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Wird das Blendenelement 17 z.B. in Richtung des Pfeils 37 gemäß Fig.
1 nach links verschoben, so wird das andere Blendenelement 18 durch den kämmenden
Eingriff der Zahnräder 28 und 29 mit den jeweiligen Zahnungen 26 und 27 der Blendenelemente
17 und 18 nach rechts verschoben, wobei sich der Durchflußquerschnitt
des
Ventils 10 verringert. Wird andererseits das Blendenelement 17 soweit wie möglich
bis in die dargestellte Endstellung, die durch seine Anlage an dem Gehäusering 16
markiert ist, in das Gehäuse 11 hineingeschoben, so ist der maximale Durchflußquerschnitt
eingestellt.
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Durch die dargestellte Anordnung der Zahnräder 28 und 29 wird erreicht,
daß bei einer Ventilverstellung auftretende Reaktionskräfte einander entgegengesetzt
gebildet werden und sich daher aufheben. Dadurch wird vermieden, daß die Blendenelemente
17 u. 18 - im Rahmen des Führungsspiels der Zapfen 13 und 24 und Langlöcher 18 und
19 - Kippbewegungen ausführen können, die zu einem Verkanten der Blendenelemente
18 und 18 im Ventilgehäuse und damit zu einer Schwergängigkeit derselben führen
könnten.