DE3618644C2 - Umlauf-Ventil - Google Patents

Description

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

Die DE-Patentschrift 10 72 887 betrifft derartige Ventile zum Schutz von Hochdruck-Kreiselpumpen. Für Niederdruck-Kreiselpumpen sind solche Ventile aus der DE-OS 28 46 250 bekannt.

Bei der Förderung von Kohlenwasserstoffen und ähnlichen Flüssigkeiten mit geringer Wärmekapazität ist die Erhitzung bei Schwachlast-Betrieb schon bei geringen Förderhöhen so stark, daß die Rückführung eines Teilstromes durch einen Umlauf notwendig wird.

Damit auch solche Kreiselpumpen vor Schwachlastschäden geschützt werden können, muß einerseits der Umlauf wegen des geringen Druckgefälles relativ groß sein und andererseits das Gesamtventil kostengünstig hergestellt wer­ den können, um zu niedrigen Preisen zu kommen. Bei geringer Wärmekapazität der Förderflüssigkeit und bei Temperaturempfindlichkeit der Stoffe sind die Umlaufströme prozentual zu den Hauptströmen sehr groß. Deshalb muß ein großer Teil des Ventilhubes für die Steuerung des Umlaufes verwendet wer­ den. Die Änderung des Umlaufstromes muß gut an die Änderung des Hauptstro­ mes angepaßt werden können, damit die Summe beider Ströme innerhalb der maximalen Pumpenleistung bleibt.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein billiges Ventil zu schaf­ fen, das große Umlaufströme bei geringem Druckgefälle innerhalb eines bestimm­ ten Hubbereiches wie ein Drei-Wege-Ventil so ableiten kann, daß eine Über­ hitzung der Förderflüssigkeit vermieden wird.

Die Lösung der Erfindungsaufgabe besteht, wie im Anspruch 1 angegeben, vor allem zum einen in der Wahl eines Ventil­ gehäuses aus dem großen Angebot von Standard-Gehäusen von Absperrventilen oder in Rohrleitungen eingesetzten Schmutzsieben oder Schmutzfängern, wie sie in großen Stückzahlen auf Fertigungsstraßen lau­ fend hergestellt werden, und zum anderen in einem Teil-3-Wege-Ventilkörper, der den Pumpenstrom etwa linear in den Hauptstrom und den Umlaufstrom auf­ teilt.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher beschrieben:

Das Ventilgehäuse 1 hat zweckmäßig zur Vermeidung von Strömungsverlusten Y-Form. Es hat für den Eintritt des Pumpenstromes die Eintrittsöffnung 2. Der Strom gelangt an den Ventilsitz 3 und wirkt dort auf den beweglichen Ventil­ körper 4, der seinen Hub nahezu linear mit dem Strom ändert. Die linke Hälfte des Ventilkörpers 4 ist in Offenlage und die rechte Hälfte in Schließ­ lage dargestellt. Auf den Ventilkörper 4 wirkt eine Schließkraft, die durch eine Ventilfeder 5 oder beispielsweise hydraulisch erzeugt wird. Der Schaft 6 ist mit dem Ventilkörper 4 fest verbunden und ist im Führungseinsatz 7 ver­ schiebbar gelagert. Der Schaft 6 hat eine Bohrung 8 für den Umlaufstrom. Am Ende der Bohrung 8 befindet sich die Steuerkante 9 für den Umlaufstrom. Diese Steuerkante 9 verdeckt in Abhängigkeit vom Ventilhub die Drosselöff­ nungen 10 im Führungseinsatz 7. Der Führungseinsatz 7 wird durch die Kappe 11 im Ventilgehäuse 1 festgehalten. In der Kappe 11 befindet sich der Entspan­ nungsraum 12, der durch die Drosselkante 13 begrenzt ist. Im Anschluß daran ist die Umlauföffnung 14 angeordnet. Das Ventilgehäuse 1 hat für den Hauptstrom noch die Austrittsöffnung 15.

In der Bohrung 8 wird der Umlaufstrom nur unwesentlich gedrosselt, so daß die hydraulischen Kräfte, die auf den Schaft 6 wirken, klein und exakt berechen­ bar sind. Die Entspannung des Druckes in den Drosselöffnungen 10 vermeidet Impulskräfte auf die Steuerkante 9. Der Ventilkörper 4 ist als Kegel so aus­ gebildet, daß er innerhalb eines vorbestimmten Hubbereiches automatisch eine lineare Aufteilung des Pumpenstromes in einen bei 15 austretenden Hauptstrom und einen bei 14 austretenden Umlaufstrom vornehmen kann.

Eine Anpassung des Ventils an die Verhältnisse einer Anlage kann jederzeit durch Entfernen der Kappe 11 und Ausbau der Innenteile erfolgen. Eine andere Feder 5 oder die Beilage eines Distanzringes verändert den Verlauf der Schließ­ kräfte. Eine Nacharbeit der Steuerkante 9 verändert dem Hubbereich der 3-Wege-Wirkung. Eine Nacharbeit der Drosselöffnungen 10 verändert den Verlauf der Ventilerhebungskurve. Eine Nacharbeit der Drosselkante 13 verändert den Ge­ gendruck im Umlauf und hat Einfluß auf Kavitationsfreiheit. In Chemie-Anlagen kann durch Vorrathaltung verschiedener Einbauten 4-7 das Ventil jederzeit an das zu fahrende Produkt angepaßt werden. Es werden dadurch mit geringem Auf­ wand erhebliche Energieverluste durch Überdimensionierung vermieden.

Claims (4)

1. Umlaufventil zum Schutz von Kreiselpumpen, bestehend aus:

• a) einem Gehäuse mit Ein- und Austritt und einem weiteren Austritt für die Umlaufflüssigkeit,
• b) einem Ventilkörper mit Schaft und einem Führungseinsatz mit Drosselöffnungen, die durch den Schaft mit wachsendem Ventilhub zunehmend verschlossen werden,
  dadurch gekennzeichnet,
• - daß das Gehäuse (1) des Umlauf-Ventils das Standardgehäuse eines Absperrventils ist,
• - daß der Ventilkörper (4) und sein Schaft (6) eine durchgehende Bohrung (8) aufweisen und die Steuerkante (9) am Ende des Schaftes (6) die Drosselöffnungen (10) mit wachsendem Ventilhub zunehmend verschließt,
• - daß die beweglichen Innenteile (4, 5, 6, 7) des Umlauf-Ventils durch Entfernen der Kappe (11), in der der weitere Austritt (14) für die Umlaufflüssigkeit angeordnet ist, ausbaubar sind.

2. Umlaufventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß hinter den Drosselöffnungen (10) eine Entspannungskammer (12) angeordnet ist, die durch eine Drosselkante (13) begrenzt ist.

3. Umlauf-Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (4) und der Schaft (6) einstückig ausgebildet sind.

4. Umlauf-Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) des Umlauf-Ventils Y-Form aufweist.