DE3519916C2 - Umlauf-Ventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Umlauf-Ventil zur Aufrechterhaltung eines Mindest­ durchflusses in Kreiselpumpen zum Schutz vor Überhitzung der Förder­ flüssigkeit bei Schwachlast-Betrieb. Solche Ventile sind auch unter der Be­ zeichnung "Freilauf-Rückschlagventile", seit langem bekannt.

Die DE-Patentschriften 1 072 887, 1 078 445 und 1 155 338 betreffen der­ artige Ventile, die vor allem zum Schutze teurer Hochdruck-Kreiselpumpen im Einsatz sind. Bei Niederdruck-Kreiselpumpen kommen auch Ventile, allerdings aus preislichen Gründen nur sehr wenig zum Einsatz, in denen der Ventilschaft den Umlaufstrom regelt (vgl. DE-OS 28 46 250).

Die Erhitzung des Fördermediums bei Schwachlastbetrieb von Niederdruck- Kreiselpumpen kann insbesondere bei der Förderung von Kohlenwasserstoffen und ähnlichen Flüssigkeiten mit geringer Wärmekapazität aber auch so groß werden, daß ein automatischer Pumpenschutz notwendig wird.

Damit solche Pumpen geschützt werden können, muß ein entsprechendes Umlauf-Ventil relativ billig sein, und dies ist das Ziel der Erfindung.

Zur Lösung dieses Problems wird, wie im Anspruch 1 angegeben, vor allem die Konstruktion so gewählt, daß als Gehäuse das von gängigen Absperr-Ventilen verwendet wird. Solche Gehäuse werden in sehr großen Stückzahlen auf Fertigungsstraßen laufend hergestellt und sind deshalb in guter Qualität günstig zu beschaffen. Um diese Gehäuse ohne Nacharbeiten verwenden zu können, wird der Seitenaus­ laß mit seiner einfachen Mechanik im Gehäusedeckel untergebracht. Der Ven­ tilkegel dient gleichzeitig als Regelventil für die Abführung der Umlauf­ menge. Die sowieso vorhandene Schließfeder sorgt für stabile Hublagen des Systems.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher beschrieben:

Fig. 1 zeigt im Schnitt das erfindungsgemäße Umlauf-Ventil in der Position, wie es auf den nach oben gerichteten Druckstutzen der zu schützenden Pumpe montiert werden kann. Das Gehäuse 1 hat die Form, wie sie die Fertigungs­ straße ergibt. An der Eintrittsseite ist der Flansch 3 mit der Nennweite der Pumpe (DN_P) angeschweißt und an der Austrittsseite der Flansch 5 mit der Nennweite der Rohrleitung (DN_K). Mit dem Deckel 2 ist der Seitenstut­ zen 9 mit der Nennweite der Umlaufleitung (DN_F) verbunden. Der Führungs­ schaft 4 trägt den Rückschlagkegel 7, der durch die Feder 6 belastet ist.

Der Führungsschaft 4 hat zwei zylindrische Hohlräume zur Abführung der Umlaufflüssigkeit. Der Hohlraum der Eintrittsseite hat eine Vielzahl von Löchern gemäß Einzelheit A (Fig. 2). Diese Löcher verengen ihren Quer­ schnitt in Strömungsrichtung. Dies läßt sich einfach dadurch bewirken, daß man zylindrische Löcher bohrt und diese dann nach Schwenken um etwa 15° nach links und rechts außermittig nachbohrt. Diese Löcher sind dann au­ ßen annähernd kreisförmig und innen annähernd eliptisch. Diese Löcher bilden gesunde gut ummantelte Einzelstrahlen aus, so daß die Strahlen beim Auftreffen auf die zylindrische Innenwand des Ventilkegels 7 keine Kavi­ tationsschäden bewirken. Diese Strahlen sind wegen der perfekten Führung durch die düsenförmige Beschleunigung genau radial ausgerichtet, so daß ihr Gesamt-Impuls-Vektor Null ist. So wird jede störende Strömungskraft auf den Ventilkegel 7 vermieden. Der zylindrische Ringraum des Rückschlag­ kegels 7 ist hochdruckseitig durch den Dichtring 8 verschlossen. Eine Vielzahl radial angeordneter Bohrungen gemäß Einzelheit B (Fig. 3) lei­ tet die Umlaufflüssigkeit als gut ummantelte Einzelstrahlen in den Aus­ trittsraum des Führungsschaftes 4. Der Austrittsquerschnitt des Führungs­ schaftes 4 ist kleiner als die Nennweite DN_F. Zur Vermeidung von Druck­ aufbau soll das Flächenverhältnis 1 : √ sein.

Zur Erzielung einer billigen Serienproduktion für die Innenteile ist vor­ gesehen, daß der Führungschaft 4 durch Distanzringe 10, 11, 12 bei der Mon­ tage in vorbestimmte Positionen gesetzt werden kann. Die Löcher im Bereich der Einzelheit A erhalten dadurch bestimmte Anfangslagen in Bezug auf die Schließposition des Rückschlagkegels 7. Da die Kontur des Rückschlagkegels 7 in Verbindung mit der Feder 6 so zusammenwirkt, daß eine lineare Ven­ tilerhebungskurve entsteht (Durchfluß nimmt linear mit dem Hub zu), wird der Verlauf der Kurve des Umlaufstromes ganz nach Bedarf parallel zu sich selbst verschoben. Das erfindungsgemäße Umlauf-Ventil kann demnach mit we­ nig Aufwand bei der Montage auf die richtige Umlauf-Kurve eingestellt wer­ den. Dies ermöglicht aber auch ein Justieren des Umlauf-Ventils in der An­ lage. Wenn beispielsweise die Förderflüssigkeit bei der Förderung zu heiß wird, muß lediglich der Führungsschaft etwas ins Umlauf-Ventil hineinver­ schoben werden, wodurch Umlaufstrom und Schaltpunkt sich vergrößern.

Claims (5)

1. Umlauf-Ventil zum Schutz von Kreiselpumpen bestehend aus:

• a) einem Gehäuse mit Ein- und Austritt und einem weiteren Aus­ tritt für die Umlaufflüssigkeit,
• b) einem Ventilkegel mit einer Bohrung für einen teilweise hohlen Führungsschaft, der im hohlen Bereich angeordnete Drossellöcher aufweist, die durch den Ventilkegel mit wach­ sendem Ventilhub zunehmend verschlossen werden,

dadurch gekennzeichnet,

• - daß das Gehäuse (1) des Umlauf-Ventils das Gehäuse eines Ab­ sperrventils ist,
• - daß der Führungsschaft (4) mit dem Austritt für die Umlauf­ flüssigkeit im Gehäusedeckel (2) untergebracht ist.

2. Umlauf-Ventil nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Drossellöcher (A) und (B) radial in den Führungsschaft (4) eingearbeitet sind und in Strömungsrichtung verengt ausgeführt sind.

3. Umlauf-Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsschaft (4) mittels Distanzringen (10, 11, 12) in verschiedenen axialen Positionen fixiert werden kann.

4. Umlauf-Ventil nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrittsquerschnitt des Führungsschaftes (4) sich zum Querschnitt des Austrittsstut­ zens (9) für den Umlauf wie 1 : √ verhält.