DE3717128A1 - Durchfluss-regelventil fuer ein fluessiges oder gasfoermiges stroemungsmedium - Google Patents
Durchfluss-regelventil fuer ein fluessiges oder gasfoermiges stroemungsmediumInfo
- Publication number
- DE3717128A1 DE3717128A1 DE19873717128 DE3717128A DE3717128A1 DE 3717128 A1 DE3717128 A1 DE 3717128A1 DE 19873717128 DE19873717128 DE 19873717128 DE 3717128 A DE3717128 A DE 3717128A DE 3717128 A1 DE3717128 A1 DE 3717128A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- chamber
- control valve
- flow control
- flow
- swirl
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 7
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 6
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15D—FLUID DYNAMICS, i.e. METHODS OR MEANS FOR INFLUENCING THE FLOW OF GASES OR LIQUIDS
- F15D1/00—Influencing flow of fluids
- F15D1/0015—Whirl chambers, e.g. vortex valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K47/00—Means in valves for absorbing fluid energy
- F16K47/08—Means in valves for absorbing fluid energy for decreasing pressure or noise level and having a throttling member separate from the closure member, e.g. screens, slots, labyrinths
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Details Of Valves (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Durchfluß-Regelventil für ein flüssiges oder gasför
miges Strömungsmedium, mit einer Mehrzahl von Ventilöffnungen, die mittels
eines Stellkörpers absperrbar sind und die im wesentlichen tangential in eine
Wirbelkammer einmünden, derart, daß in der Wirbelkammer ein für die
jeweilige Stellung des Stellkörpers stationärer Strömungswirbel erzeugt wird,
an welchen die aus den Ventilöffnungen in die Wirbelkammer eintretenden
Austrittsströme angelegt werden und welcher in einen sich an die Wirbelkam
mer koaxial anschließenden Abströmraum austritt.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Ventilöffnungen in einem Hohl
zylinder ausgebildet, welcher von einem Zuströmraum umgeben ist und die
Wirbelkammer umgrenzt.
Ein derartiges Durchfluß-Regelventil ist aus der DE-PS 26 58 619 bekannt.
Durch das Anlegen der Austrittsströme an den Strömungswirbel, der nach
Richtung und Geschwindigkeit im wesentlichen mit den Ausstrittsströmen über
einstimmt, werden freie Grenzflächen der Austrittsströme Vermischungsturbu
lenzen sowie Unstetigkeitsflächen im Übergangsbereich zwischen den Aus
trittsströmen und dem diese umgebenden Strömungsmedium vermieden. Da
durch können die nicht an die Innenfläche des Hohlzylinders angelegten Berei
che der Austrittsströme von dem Strömungswirbel turbulenzfrei eingebunden
werden, so daß eine wesentliche Ursache für die Entstehung von Strömungs
geräuschen beseitigt ist.
Bei der bekannten Ausführungsform ist der Stellkörper als den Hohlzylinder
umgebender Stellzylinder ausgebildet, welcher den Ventilöffnungen, die als
Axialschlitze ausgebildet sind, zugeordnete Durchflußschlitze aufweist. Durch
Drehen des Stellzylinders werden daher die Ventilschlitze mehr oder weniger
abgedeckt, wodurch die Durchflußregelung erreicht wird. Durch teilweises
Abdecken der Ventilöffnungen kann es jedoch bei einem flüssigen Strömungs
medium zur Ausbildung von Kavitation in den Ventilschlitzen selbst kommen,
weil die größte Strömungsgeschwindigkeit im Spalt zwischen dem einen, den
Ventilschlitz teilweise abdeckenden Begrenzungsrand des Durchflußschlitzes
und dem gegenüberliegenden Begrenzungsrand des Ventilschlitzes an dessen
Eintritt auftritt. Überdies kann sich bei dem bekannten Steuerventil bei
kleinen Spaltweiten der Strömungswinkel in der Wirbelkammer nicht mehr so
gut ausbilden, so daß die Wirksamkeit des Steuerventils mit zunehmend gerin
gerem Durchsatz zunehmend geringer wird.
Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, ein Durchfluß-Regelventil der
eingangs genannten Art so auszubilden, daß in der Wirbelkammer auch bei
geringeren Durchsätzen ein möglichst starker Strömungswirbel entsteht und
bei einem flüssigen Strömungsmedium die Ausbildung von Kavitationsblasen in
den Ventilöffnungen und an der Innenfläche des Hohlzylinders weitestgehend
vermieden wird. Dadurch sinkt die Materialerosion, wodurch das Regelventil
auf den Abbau vergleichsweise großer Druckunterschiede und einen großen
Regelbereich ausgelegt werden kann.
Gemäß der Erfindung sind bei dem Durchlaß-Regelventil der eingangs ange
gebenen Art der Zuströmraum als mit einem tangentialen Einlauf versehener
Drallraum ausgebildet und der Hohlzylinder als Lochzylinder ausgebildet, an
welchem die von den Löchern gebildeten Ventilöffnungen am Umfang und axial
verteilt sind. Der Stellkörper ist ein in dem Hohlzylinder axial verschiebbarer
Kolben und die Ventilöffnungen sind an ihrer Einlaufkante trichterförmig abge
rundet und die Ventilöffnungen verjüngen sich bis zu der Wirbelkammer hin
derart, daß ihr engster Querschnitt an der Innenfläche des Hohlzylinders liegt.
Durch die Ausbildung des Zuströmraumes als Drallraum wird ein Vordrall in
dem Strömungsmedium erzeugt, der im Zusammenwirken mit den tangential in
die Wirbelkammer einlaufenden Ventilöffnungen die Ausbildung eines relativ
starken Wirbels in der Wirbelkammer noch bei Stellungen des Stellkörpers
begünstigt, bei denen der Durchsatz gering ist. Hierzu trägt auch die Ausbil
dung des Stellkörpers als in dem Hohlzylinder verschiebbarer Kolben bei, denn
dadurch wird die Wirbelkammer bei dem Verschieben des Kolbens in Richtung
auf dessen Schließstellung zu in Anpassung an den sich dadurch verringernden
Durchsatz kleiner. Durch die Ausbildung des Stellkörpers als Kolben und die
Ausbildung des engsten Querschnitts der Ventilöffnungen an der Innenfläche
des Hohlzylinders entsteht außerdem bei einem flüssigen Strömungsmedium
Kavitation, falls überhaupt, an dieser Innenfläche. Die dabei sich bildenden
Blasen jedoch sammeln sich aufgrund der Zentrifugalkraft, unter welcher die
schweren Flüssigkeitsteilchen radial nach außen geschleudert werden, im Be
reich der Wirbelachse und befinden sich daher nicht in Wandnähe, wenn sie
später zerplatzen.
Durch das trichterförmige Abrunden der Einlaufkanten der Ventilöffnungen
wird dort ein Abreißen der Strömung vermieden. Durch die Ausbildung des
Hohlzylinders als Lochzylinder gibt es die Möglichkeit, durch wechselnde
Größe der Ventilöffnungen und deren wechselnden Verteilung am Umfang und
entlang des Hohlzylinders die Regelcharakteristik des Regelventils in Ab
hängigkeit von den Axialstellungen des Stellkolbens zu beeinflussen.
Der Drallraum kann rings des Hohlzylinders spiralig ausgebildet sein, was
theoretisch am günstigsten ist. Aus Fertigungsgründen wird jedoch ein der
Spirale angenäherter Exzenterraum bevorzugt.
Die Rotationsenergie der aus der Wirbelkammer abströmenden Wirbelströ
mung wird in Umfangsrichtung durch Reibungseinflüsse an den Rohrwänden
reduziert. Die sich ergebende Strömung während des Abbauens des Dralls ist
stabil, solange der Druck entlang der Achse der Wirbelströmung abfällt.
Falls es jedoch zum Beispiel aufgrund einer Querschnittsvergrößerung zu
einem Druckanstieg entlang der Achse der Wirbelströmung kommt, solange
diese noch stark ist, kann sich die Wirbelröhre abrupt vergrößern oder kann
die Wirbelachse plötzlich eine spiralförmige Gestalt annehmen. Dies führt
zum Aufplatzen des Wirbels. Ein solches "Wirbelaufplatzen" führt bei Flüs
sigkeiten zu Kavitation und bei gasförmigen und flüssigen Strömungsmedien
zu heftigen Turbulenzen und Vermischungen und damit zur Geräuscherzeu
gung, die nach der Erfindung vermieden oder verringert werden sollen. Daher
sollen Querschnittserweiterungen, in welche die Wirbelströmung als Ganzes
einläuft, vor einer wirksamen Abschwächung des Wirbels vermieden werden.
Von einer Querschnittsverengung am Ausgang der Wirbelkammer hingegen
wird der Wirbel stabilisiert. Jedoch darf einer solchen Querschnittsverengung
nicht eine erneute Querschnittserweiterung wie bei einer Blende folgen, weil
dies wiederum zum Aufplatzen des Wirbels führt.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist daher der Axialaustritt der
Wirbelkammer als Staudüse ausgebildet, die dazu beiträgt, daß sich der
Wirbel in der Wirbelkammer beim Öffnen des Ventils und beim Verstellen
des Stellkolbens ungestört bilden bzw. anpassen kann und dort stabilisiert
wird. Hierzu trägt auch eine konkave, insbesondere hohlkegelförmige, Aus
bildung der die Wirbelkammer begrenzenden Stirnseite des Stellkolbens bei.
Allerdings führt die Ausbildung eines stationären, verhältnismäßig starken
Strömungswirbels in der Wirbelkammer dazu, daß auch stromabwärts davon
eine Wirbelströmung vorliegt, die durch Reibung an der Wand des Abström
rohres nur wenig an Intensität verliert. Messungen haben gezeigt, daß die
Intensität eines turbulenten Wirbels in einem geraden Rohr nach einer Länge,
die 50 Rohrdurchmessern entspricht, erst auf 10 bis 20 Prozent der Anfangsin
tensität reduziert ist. Wenn daher der Wirbel hinter dem Regelventil nicht
durch gesonderte Maßnahmen abgebaut wird, können durch die Wirbelströmung
in folgenden Rohrkrümmern und dergleichen beträchtliche Schwingungen des
Rohrsystems angeregt werden und nachfolgende Einrichtungen in ihrer
Funktion beeinträchtigt werden.
Erfindungsgemäß wird daher weiter vorgeschlagen, in dem Abströmraum eine
sich axial erstreckende Drallbremse anzuordnen, deren Einlauf diffusorfrei
ausgebildet ist und die aus mehreren, als Rotationshohlkörper ausgebildeten,
zu dem Abströmraum konzentrischen Reibteilen besteht, die miteinander
wenigstens einen Abströmspalt bilden. Wenngleich eine derartige Drallbremse
bevorzugt bei einem Durchfluß-Regelventil mit den bereits angegebenen Merk
malen verwendet wird, kann eine solche Drallbremse mit Vorteil auch bei
anderen Durchfluß-Regelventilen verwendet werden, bei denen in einer sich an
die Ventilöffnungen anschließenden Wirbelkammer ein stationärer Strömungs
wirbel ausgebildet wird, an welchen die aus den Ventilöffnungen in die
Wirbelkammer eintretenden Austrittsröhre angelegt werden.
Die sich mit ihrem Einlauf an die Wirbelkammer anschließende Drallbremse
trägt ebenfalls zur Stabilisierung des Strömungswirbels in der Wirbelkammer
bei. Die erfindungsgemäßen Drallbremsen sind so aufgebaut, daß die
Tangentialgeschwindigkeit der Wirbelströmung durch vergrößerte Reibung in
der Tangentialrichtung allmählich verringert wird, ohne dadurch jedoch
wesentliche Strömungsinstabilitäten herbeizuführen.
Beispielsweise können die Reibteile als sich in Strömungsrichtung verjüngende
poröse oder gelöcherte Hohlkegel ausgebildet sein, die unter Ausbildung des
Abströmspaltes koaxial ineinandergreifen.
In einer anderen Ausführungsform sind wenigstens eine Mehrzahl der Reibteile
als in Radialebenen des Abströmraumes im Abstand von dessen Wandung
verlaufende, axial in engen Abständen voneinander angeordnete Ringplatten
ausgebildet, deren Innendurchmesser in Abströmrichtung von Ringplatte zu
Ringplatte kleiner wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist wenigstens eine Mehrzahl der Reib
teile als koaxial ineinander radial im Abstand voneinander angeordnete Rohre
mit Kreisquerschnitt rings eines Zentraldornes ausgebildet. Wenngleich hierbei
die Rohre kegelförmige Rohrwände aufweisen können, die sich in Abström
richtung etwas erweitern, oder von den Abströmspalten zwischen den Rohren
konvergente-divergente Düsenspalte ausgebildet werden können, können die
Rohre insbesondere auch hohlzylindrisch sein.
Die Drallbremse kann auch aus einer Kombination derartiger Reibteile
zusammengestellt sein.
Der Zentraldorn in der Mitte der Rohranordnung ist vorgesehen, um eine
Rückströmung im Zentrum der Rohranordnung zu vermeiden.
Vorzugsweise bilden die Rohre am Einlauf miteinander einen sich in Abström
richtung verjüngenden flachen Trichter, wodurch der Wirbelkern des statio
nären Strömungswirbels in der Wirbelkammer besser stabilisiert wird.
Bevorzugt sind außerdem die Anströmkanten der Reibteile abgerundet, um am
Einlauf der Drallbremse einer Turbulenzerzeugung entgegenzuwirken, und sind
die Abströmkanten der Reibteile zugeschärft, um turbulente Nachläufer
zwischen benachbarten Teilströmen am Ausgang der Drallbremse zu
vermeiden.
Bei der bevorzugten Ausbildung der Drallbremse aus ineinander angeordneten
Rohren hat es sich als vorteilhaft gezeigt, die Abströmspalte zwischen den
Rohren so zu bemessen, daß die Spalte in ihrer Spaltweite radial um
Abströmraum nach außen abnehmen, so daß die lichten Querschnitte der
Spalte untereinander und daher auch die Strömungsvolumina der durch die
Spalte hindurchströmenden Teilströme untereinander gleich sind.
Die Rohre der Drallbremse werden in dem Abströmraum von radialen,
dornartigen Haltestegen gehalten, von denen die Strömung in den Spalten
möglichst wenig gestört wird. Vorzugsweise sind die Haltestege wegen der
hohen Strömungsgeschwindigkeiten im Einlaufteil der Drallbremse in der
stromabwärtigen Hälfte der Rohre, jedoch im Abstand von deren stromabwär
tigen Enden angeordnet, weil sie am Ausgang der Drallbremse zusätzliche
Übergeschwindigkeiten herbeiführen könnten, durch welche bei Flüssigkeiten
Kavitation entstehen kann. Bevorzugt sind die Haltestege in der erforderli
chen Anzahl im zweitletzten Viertel der Länge der Drallbremse angeordnet.
Durch ein stromlinienförmiges Profil der Haltestege, welches entsprechend
der jeweiligen Strömungsrichtung in den Spalten, die einer Schraubenlinie mit
stromabwärts zunehmender Steigung entspricht, im spitzen Winkel gegenüber
der Axialrichtung angestellt ist, kann der Entstehung von unstetigen Turbulen
zen Vermischungsgebieten und - bei Flüssigkeiten - von Kavitation an den
Haltestegen zusätzlich entgegengewirkt werden.
An der Innen- und/oder Außenseite der Rohre können auch ausgerundete Ring
nuten ausgebildet sein, die axial längs der Rohre verteilt sind. Hierdurch
werden in den Ringnuten Sekundärwirbel angeworfen, die sich mit der Haupt
strömung vermischen und dadurch einen verbesserten Drallabbau herbeiführen.
Um einen stromabwärts der Drallbremse noch bestehenden Restdrall abzu
bauen, kann die Drallbremse stromabwärts in eine Auslaßkammer einmünden,
die sich stromabwärts diffusorartig erweitert. Zusätzlich oder alternativ zu
der diffusorartig gestalteten Auslaßkammer kann diese mit einem
tangentialen Abfluß ausgestattet werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen
erläutert, die wenigstens schematisch aus der Zeichnung ersichtlich sind. In
der Zeichnung zeigt
Fig. 1 einen Axialschnitt eines Durchfluß-Regelventils gemäß der Erfindung,
Fig. 2 einen Querschnitt des Durchfluß-Regelventils aus Fig. 1 entlang der
Schnittlinie II-II,
Fig. 3 die Einzelheit Z in Fig. 2 und
Fig. 4 bis 8 Beispiele für mögliche Ausführungsformen von Drallbremsen
in schematischer Darstellung.
Das aus den Fig. 1 bis 3 ersichtliche Durchfluß-Regelventil für ein flüssi
ges oder gasförmiges Strömungsmedium weist rings eines Hohlzylinders 1, in
welchem eine Mehrzahl von Ventilöffnungen 4 ausgebildet sind, einen als
Drallraum ausgebildeten Zuströmraum 2 mit tangentialem Einlauf 7 auf. In
dem Hohlzylinder 1 ist ein Stellkolben 5 verschiebbar, der in seinen Öff
nungsstellungen mehr oder weniger der Ventilöffnungen 4 absperrt oder frei
gibt. An der Innenseite des Hohlzylinders 1 ist eine schmale Ringschulter 24
ausgebildet, die mit dem Stellkolben 5 in dessen Schließstellung als Ventilsitz
zusammenwirkt. In den Öffnungsstellungen des Ventilkolbens 5 wird in dem
Hohlzylinder 1 zwischen der Ringschulter 24 und dem Stellkolben 5 eine Wir
belkammer 3 gebildet, in welche die jeweiligen, von dem Stellkolben freige
gebenen Ventilöffnungen 4 im wesentlichen tangential einmünden. Daher ent
steht in der Wirbelkammer 3 ein für die jeweilige Öffnungsstellung des Stell
kolbens 5 stationärer Strömungswirbel. Da die Wirbelströmung im Bereich der
Innenseite des Hohlzylinders 1 nach Geschwindigkeit und Richtung im wesent
lichen mit dem aus den Ventilöffnungen 4 austretenden Austrittsströmen über
einstimmt, werden diese turbulenzfrei einerseits an die Innenfläche des Hohl
zylinders 1 und andererseits an den Strömungswirbel angelegt.
Wie aus Fig. 2 im Querschnitt ersichtlich, verläuft die Umfangswand des
Zuströmraumes 2 links des Hohlzylinders 1 über einen Winkel von etwa 290°
hin spiralförmig. Der Hohlzylinder 1 ist gegenüber dem Spiralpol exzentrisch
angeordnet und liegt an der einen Seite des Einlaufs 7, die mit dem die stär
kere Krümmung aufweisenden Endabschnitt der Umfangswand des
Zuströmraumes 2 einen Winkel von etwa 60° Grad einschließt, an diesem
Endabschnitt an. In den anderen, die geringere Krümmung aufweisenden
Endabschnitt der Umfangswand geht die Wandung des Einlaufs 7 an dessen
anderen Seite tangential über. Der in dieser Weise rings des Hohlzylinders 1
gebildete Drallraum verengt sich daher von dieser anderen Seite des Einlaufs 7
aus zunehmend, bis er an dem Hohlzylinder 1 endet.
Die Ventilöffnungen 4, von denen im gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils
sechs am Umfang des Hohlzylinders gleichmäßig verteilt sind, sind
entsprechend Fig. 3 an ihrer Einlaufkante 8 trichterförmig abgerundet und
verjüngen sich zur Innenseite des Hohlzylinders 1 hin, so daß ihr engster Quer
schnitt 9 an der Innenseite des Hohlzylinders 1 liegt.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, schließt sich an die Ringschulter 24 ein zu der
Wirbelkammer 3 konzentrischer zylindrischer Abströmraum 6 an, der
stromabwärts in eine sich diffusorartig erweiternde Auslaßkammer 22
übergeht, die mit einem tangentialen Abfluß 23 versehen ist. In dem
Abströmraum 6 ist eine Drallbremse 11 aus geraden zylindrischen Rohren 15
und einen von diesem umgebenden Zentraldorn 17 angeordnet, von denen enge
Abströmspalte 16 begrenzt werden. Die Anströmkanten 19 der Rohre 15 sind
abgerundet und deren Abströmkanten 20 sind beidseitig zugeschärft. Die Rohre
15 sind unterschiedlich lang und derart ineinander angeordnet, daß sie und der
Zentraldorn 17 am Einlauf 12 der Drallbremse 11 einen flachen kegelförmigen
Trichter 8 bilden, an der Abströmseite jedoch in einer gemeinsamen
Radialebene enden. Die Stirnseite 10 des Stellkolbens 5 ist ebenfalls als
flacher Hohlkegel ausgebildet. Durch eine derartige Form des Einlaufs 12 der
Drallbremse 11 und der Stirnseite 10 des Stellkolbens 5 wird der Wirbelkern
des sich in der Wirbelkammer 3 ausbildenden Strömungswirbels stabilisiert.
Die Drallbremse 11 dient zur Reduzierung der Tangentialgeschwindigkeits
komponente der abströmenden Wirbelströmung aufgrund der Reibung an den
von den Rohren 15 gebildeten Begrenzungswänden der Abströmspalte 16.
Dadurch folgen die Stromlinien der Wirbelströmung in den Abströmspalten 16
einer Schraubenlinie, die stromabwärts zunehmend steiler wird. Die Rohre 15
und der Zentraldorn 17 werden von Haltestegen 21 gehalten, deren Profil
stromlinienförmig ist und die entsprechend der jeweiligen Steigung der
Straubenlinie im Winkel gegenüber der Achsrichtung der Drallbremse 11 an
gestellt sind. Bei der Ausführungsform aus Fig. 1 sind die Haltestege 21 in
zwei Umfangsreihen im in Strömungsrichtung gesehen dritten Viertel der Län
ge der Drallbremse 11 verteilt angeordnet. Die Länge der Drallbremse beträgt
im Ausführungsbeispiel etwa zwei Durchmesser des Abströmraumes 6.
Die das Ventil durchströmende Flüssigkeit erhält im Zuströmraum 2 einen
Vordrall und strömt durch die Ventilöffnungen 4 etwa tangential in die
Wirbelkammer 3 ein, wo die Ventilöffnungen 4 verlassenden Austritts
ströme von dem sich in der Wirbelkammer 3 bildenden Strömungswirbel
turbulenzfrei eingebunden werden. Die Tangentialgeschwindigkeitskomponente
der durch die Drallbremse 11 abströmenden Wirbelströmung wird in der
Drallbremse 11 stark abgebaut und in dem Diffusorteil der Auslaßkammer 22
weiter reduziert, bis sie aufgrund der tangentialen Anordnung des Abflusses
23 praktisch vollständig verschwunden ist.
Beispiele für mögliche Ausführungsformen von Drallbremsen sind aus den
Fig. 4 bis 8 ersichtlich. Die Ausführungsform aus Fig. 4 ist ähnlich zu
derjenigen aus Fig. 1, wobei sich jedoch die Rohre 15 stromabwärts mit
kleinem Öffnungswinkel diffusorartig erweitern. Nach Fig. 5 besteht die
Drallbremse 11 aus einer Mehrzahl von axial in engen Abständen voneinander
angeordneten Ringplatten 14, deren Außen- und Innendurchmesser in
Strömungsrichtung von Ringplatte zu Ringplatte kleiner werden. Das stromab
wärtige Ende dieser Drallbremse 11 wird von einem Endkegel 25 gebildet und
die Ringplatten 14 werden von an ihrem Außenumfang angreifenden
Haltestegen 26 zusammengehalten.
Bei der Ausführungsform aus Fig. 6 besteht die Drallbremse aus mehreren
gelöcherten Hohlkegeln 13, die sich in Strömungsrichtung verjüngen und axial
ineinandergreifen. Fig. 7 stellt eine Kombination von konzentrischen, unter
Ausbildung der Abströmplatte 16 radial im Abstand voneinander angeordneten
Rohren 15 mit einem gelöchertem Hohlkegel 13 an der Abströmseite der
Rohre 15 dar, der sich in Strömungsrichtung verjüngt und in dem die Rohre
15 festgelegt sind. Bei der Ausführungsform der Drallbremse aus Fig. 8 sind
mehrere sich in Abströmrichtung verjüngende poröse Hohlkegel 13 vorgesehen,
deren Kegelwinkel in Abströmrichtung von Hohlkegel zu Hohlkegel kleiner
wird und die ineinander angeordnet sind.
Claims (17)
1. Durchfluß-Regelventil für ein flüssiges oder gasförmiges Strömungsmedium,
mit einem Hohlzylinder, welcher von einem Zuströmraum umgeben ist und
eine Wirbelkammer umgrenzt und in welchem eine Mehrzahl von Ventilöff
nungen ausgebildet sind, die mittels eines Stellkörpers absperrbar sind und in
die Wirbelkammer im wesentlichen tangential einmünden, derart, daß in der
Wirbelkammer ein für die jeweilige Stellung des Stellkörpers stationärer
Strömungswirbel erzeugt wird, an welchen die aus den Ventilöffnungen, von
denen mehrere am Umfang des Hohlzylinders verteilt angeordnet sind, in die
Wirbelkammer eintretenden Austrittsströme angelegt werden und welcher in
einen sich an die Wirbelkammer koaxial anschließenden Abströmraum
austritt, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuströmraum (2) als mit einem
tangentialen Einlauf (7) versehener Drallraum ausgebildet ist, daß der Hohl
zylinder (1) als Lochzylinder ausgebildet ist, an welchem die von den
Löchern gebildeten Ventilöffnungen (4) am Umfang und axial verteilt sind,
daß der Stellkörper ein in dem Hohlzylinder (1) axial verschiebbarer Kolben
(5) ist und daß die Ventilöffnungen (4) an ihrer Einlaufkante (8) trichterför
mig abgerundet sind und sich bis zu der Wirbelkammer (3) hin verjüngen,
derart, daß ihr engster Querschnitt (9) an der Innenfläche des Hohlzylin
ders (1) liegt.
2. Durchfluß-Regelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Größe der Ventilöffnungen (4) und/oder deren Verteilung am Umfang des
Hohlzylinders (1) in Axialrichtung desselben unterschiedlich ist.
3. Durchfluß-Regelventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Axialaustritt der Wirbelkammer (3) als Staudüse ausgebildet ist.
4. Durchfluß-Regelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die die Wirbelkammer (3) begrenzende Stirnseite (10) des
Stellkolbens (5) konkav, insbesondere hohlkegelförmig, ausgebildet ist.
5. Durchfluß-Regelventil für ein flüssiges oder gasförmiges Strömungsmedium,
mit einer Mehrzahl von Ventilöffnungen, die mittels eines Stellkörpers ab
sperrbar sind und die im wesentlichen tangential in eine Wirbelkammer
einmünden, derart, daß in der Wirbelkammer ein für die jeweilige Stellung
des Stellkörpers stationärer Strömungswirbel erzeugt wird, an welchen die
aus den Ventilöffnungen in die Wirbelkammer eintretenden Austrittsströme
angelegt werden und welcher in einen sich an die Wirbelkammer koaxial
anschließenden Abströmraum austritt, insbesondere nach einem der
Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Abströmraum (6)
eine sich axial erstreckende Drallbremse (11) angeordnet ist, deren Einlauf
(12) diffusorfrei ausgebildet ist und die aus mehreren als Rotationshohl
körper ausgebildeten, zu dem Abströmraum (6) konzentrischen Reibteilen
(13 bis 15) besteht, die miteinander wenigstens einen Abströmspalt (16) bil
den.
6. Durchfluß-Regelventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Reibteile als sich in Strömungsrichtung konisch verjüngende poröse oder
gelöcherte Hohlkegel (13) ausgebildet sind, die unter Ausbildung der Ab
strömspalte (16) ineinandergreifen.
7. Durchfluß-Regelventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens eine Mehrzahl der Reibteile als in Radialebenen des Abström
raumes (6) verlaufende, im Abstand von dessen Wandung axial in engen
Abständen voneinander angeordnete Ringplatten (14) ausgebildet sind,
deren Innendurchmesser in Abströmrichtung von Ringplatte zu Ringplatte
kleiner wird.
8. Durchfluß-Regelventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens eine Mehrzahl der Reibteile als ineinander radial im Abstand
voneinander angeordnete Rohre (15) rings eines Zentraldorns (17)
ausgebildet sind.
9. Durchfluß-Regelventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Rohre (15) am Einlauf (12) miteinander einen sich in Abströmrichtung
verjüngenden flachen Trichter (18) bilden.
10. Durchfluß-Regelventil nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Anströmkanten (19) der Reibteile abgerundet sind.
11. Durchfluß-Regelventil nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Abströmkanten (20) der Reibteile angeschärft sind.
12. Durchfluß-Regelventil nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Abströmspalte (16) zwischen den Rohren (15) in ihrer
Spaltweite radial nach außen derart abnehmen, daß die Querschnitte der
Spalte untereinander gleich sind.
13. Durchfluß-Regelventil nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die Rohre (15) in dem Abströmraum (6) von radialen
Haltestegen (21) gehalten werden, die in der stromabwärtigen Hälfte der
Drallbremse (11), jedoch im Abstand von deren stromabwärtigem Ende an
geordnet sind.
14. Durchfluß-Regelventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die
Haltestege (21) ein stromlinienförmiges Profil haben, welches in einem
spitzen Winkel gegenüber der Axialrichtung angestellt ist.
15. Durchfluß-Regelventil nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekenn
zeichnet, daß in den Rohrwänden flache Ringnuten ausgebildet sind.
16. Durchfluß-Regelventil nach einem der Ansprüche 5 bis 15, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Drallbremse (11) stromabwärts in eine sich diffusorartig
erweiternde Auslaßkammer (22) einmündet.
17. Durchfluß-Regelventil nach einem der Ansprüche 5 bis 16, dadurch gekenn
zeichnet, daß stromabwärts der Drallbremse (11) eine Auslaßkammer (22)
mit tangentialem Abfluß (23) ausgebildet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873717128 DE3717128A1 (de) | 1987-05-21 | 1987-05-21 | Durchfluss-regelventil fuer ein fluessiges oder gasfoermiges stroemungsmedium |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873717128 DE3717128A1 (de) | 1987-05-21 | 1987-05-21 | Durchfluss-regelventil fuer ein fluessiges oder gasfoermiges stroemungsmedium |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3717128A1 true DE3717128A1 (de) | 1988-12-08 |
DE3717128C2 DE3717128C2 (de) | 1990-07-19 |
Family
ID=6328081
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873717128 Granted DE3717128A1 (de) | 1987-05-21 | 1987-05-21 | Durchfluss-regelventil fuer ein fluessiges oder gasfoermiges stroemungsmedium |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3717128A1 (de) |
Cited By (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5012841A (en) * | 1989-08-24 | 1991-05-07 | Keystone International Holdings Corp. | Pressure reducing and conditioning valves |
EP0698838A1 (de) * | 1994-08-26 | 1996-02-28 | Hans Sasserath & Co Kg | Druckminderer |
WO1997018411A1 (en) * | 1995-11-15 | 1997-05-22 | Fisher Controls International, Inc. | Flow rate stabilizer for throttling valves |
US5931445A (en) * | 1995-11-15 | 1999-08-03 | Fisher Controls International, Inc. | Multi-vane flow rate stabilizer for throttling valves |
US6715505B2 (en) | 2000-11-30 | 2004-04-06 | Dresser, Inc. | Steam pressure reducing and conditioning valve |
US6742773B2 (en) | 2000-11-30 | 2004-06-01 | Dresser, Inc. | Steam pressure reducing and conditioning valve |
US6758232B2 (en) | 2000-11-30 | 2004-07-06 | Dresser, Inc. | Steam pressure reducing and conditioning system |
US6953008B1 (en) * | 2002-01-23 | 2005-10-11 | Thomas Remmler | Animal surgical tray |
JP2007113599A (ja) * | 2005-10-18 | 2007-05-10 | Yamatake Corp | 流体制御弁用ディフューザおよび流体制御弁 |
EP2042685A1 (de) | 2007-09-26 | 2009-04-01 | Cameron International Corporation | Drosselanordnung |
US20100258754A1 (en) * | 2009-04-10 | 2010-10-14 | Bradford Haines | Control valves and methods of flowing a material through a control valve |
EP2383425A3 (de) * | 2007-09-26 | 2014-03-12 | Cameron International Corporation | Drosselanordnung |
CN104040233A (zh) * | 2011-12-16 | 2014-09-10 | Cla-Val公司 | 防气穴阀座 |
CN105715860A (zh) * | 2014-12-23 | 2016-06-29 | 日立建机株式会社 | 节流阀 |
US20160186892A1 (en) * | 2014-12-24 | 2016-06-30 | Cameron International Corporation | Valve assembly |
WO2016106101A1 (en) * | 2014-12-24 | 2016-06-30 | Cameron International Corporation | Valve assembly |
WO2016106099A1 (en) * | 2014-12-24 | 2016-06-30 | Cameron International Corporation | Valve assembly |
US10125571B2 (en) | 2014-12-24 | 2018-11-13 | Cameron International Corporation | Valve assembly with cage and flow control assembly |
US10197077B2 (en) | 2016-11-10 | 2019-02-05 | Sri Energy, Inc. | Precise choke systems and methods |
US10253593B2 (en) | 2014-12-24 | 2019-04-09 | Cameron International Corporation | Valve assembly |
US10260654B2 (en) | 2014-12-24 | 2019-04-16 | Cameron International Coporation | Valve assembly |
US11885198B2 (en) | 2020-06-30 | 2024-01-30 | Sri Energy, Inc. | Choke system with capacity for passage of large debris |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE391407C (de) * | 1924-03-06 | English Electric Co Ltd | Ventil zur Steuerung des Durchtritts von unter Druck stehender Fluessigkeit in einen nicht mit Fluessigkeit gefuellten Raum | |
DE2241763B2 (de) * | 1972-08-25 | 1974-12-12 | Georg Rost & Soehne, 4952 Porta Westfalica | Spülkasten-Einlaufgarnitur mit vorgeschalteter Drosselvorrichtung |
DE2830609A1 (de) * | 1978-07-12 | 1980-01-24 | Welland & Tuxhorn | Regelbare drossel fuer dampf |
GB1573890A (en) * | 1977-02-16 | 1980-08-28 | Copes Vulcan Inc | Anticavitation valve |
US4402482A (en) * | 1977-06-10 | 1983-09-06 | American Hoechst Corporation | Precision traveling optical table assembly |
DE2658619C3 (de) * | 1976-12-23 | 1984-12-20 | Max-Planck-Gesellschaft Zur Foerderung Der Wissenschaften E.V., 3400 Goettingen | Durchfluß-Regelventil |
-
1987
- 1987-05-21 DE DE19873717128 patent/DE3717128A1/de active Granted
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE391407C (de) * | 1924-03-06 | English Electric Co Ltd | Ventil zur Steuerung des Durchtritts von unter Druck stehender Fluessigkeit in einen nicht mit Fluessigkeit gefuellten Raum | |
DE2241763B2 (de) * | 1972-08-25 | 1974-12-12 | Georg Rost & Soehne, 4952 Porta Westfalica | Spülkasten-Einlaufgarnitur mit vorgeschalteter Drosselvorrichtung |
DE2658619C3 (de) * | 1976-12-23 | 1984-12-20 | Max-Planck-Gesellschaft Zur Foerderung Der Wissenschaften E.V., 3400 Goettingen | Durchfluß-Regelventil |
GB1573890A (en) * | 1977-02-16 | 1980-08-28 | Copes Vulcan Inc | Anticavitation valve |
US4402482A (en) * | 1977-06-10 | 1983-09-06 | American Hoechst Corporation | Precision traveling optical table assembly |
DE2830609A1 (de) * | 1978-07-12 | 1980-01-24 | Welland & Tuxhorn | Regelbare drossel fuer dampf |
Cited By (35)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5012841A (en) * | 1989-08-24 | 1991-05-07 | Keystone International Holdings Corp. | Pressure reducing and conditioning valves |
EP0698838A1 (de) * | 1994-08-26 | 1996-02-28 | Hans Sasserath & Co Kg | Druckminderer |
WO1997018411A1 (en) * | 1995-11-15 | 1997-05-22 | Fisher Controls International, Inc. | Flow rate stabilizer for throttling valves |
US5765814A (en) * | 1995-11-15 | 1998-06-16 | Fisher Controls International, Inc. | Flow rate stabilizer for throttling valves |
US5931445A (en) * | 1995-11-15 | 1999-08-03 | Fisher Controls International, Inc. | Multi-vane flow rate stabilizer for throttling valves |
US6715505B2 (en) | 2000-11-30 | 2004-04-06 | Dresser, Inc. | Steam pressure reducing and conditioning valve |
US6742773B2 (en) | 2000-11-30 | 2004-06-01 | Dresser, Inc. | Steam pressure reducing and conditioning valve |
US6758232B2 (en) | 2000-11-30 | 2004-07-06 | Dresser, Inc. | Steam pressure reducing and conditioning system |
US6953008B1 (en) * | 2002-01-23 | 2005-10-11 | Thomas Remmler | Animal surgical tray |
JP4627242B2 (ja) * | 2005-10-18 | 2011-02-09 | 株式会社山武 | 流体制御弁用ディフューザおよび流体制御弁 |
JP2007113599A (ja) * | 2005-10-18 | 2007-05-10 | Yamatake Corp | 流体制御弁用ディフューザおよび流体制御弁 |
EP2386717A1 (de) * | 2007-09-26 | 2011-11-16 | Cameron International Corporation | Drosselanordnung |
US10450831B2 (en) | 2007-09-26 | 2019-10-22 | Cameron International Corporation | Choke assembly |
WO2009040518A1 (en) * | 2007-09-26 | 2009-04-02 | Cameron International Corporation | Choke assembly |
EP2385212A1 (de) * | 2007-09-26 | 2011-11-09 | Cameron International Corporation | Drosselanordnung |
EP2386716A1 (de) * | 2007-09-26 | 2011-11-16 | Cameron International Corporation | Drosselanordnung |
EP2042685A1 (de) | 2007-09-26 | 2009-04-01 | Cameron International Corporation | Drosselanordnung |
EP2383425A3 (de) * | 2007-09-26 | 2014-03-12 | Cameron International Corporation | Drosselanordnung |
EP2383424A3 (de) * | 2007-09-26 | 2014-03-12 | Cameron International Corporation | Drosselanordnung |
US8534323B2 (en) * | 2009-04-10 | 2013-09-17 | Flowserve Corporation | Control valves and methods of flowing a material through a control valve |
US20100258754A1 (en) * | 2009-04-10 | 2010-10-14 | Bradford Haines | Control valves and methods of flowing a material through a control valve |
DE112010001586B4 (de) | 2009-04-10 | 2023-03-23 | Flowserve Management Co. | Regelventile und Verfahren zum Durchfluss eines Materials durch ein Regelventil |
CN104040233A (zh) * | 2011-12-16 | 2014-09-10 | Cla-Val公司 | 防气穴阀座 |
EP2798247A4 (de) * | 2011-12-16 | 2015-10-21 | Cla Val Company | Kavitationsschutzventilsitz |
CN105715860A (zh) * | 2014-12-23 | 2016-06-29 | 日立建机株式会社 | 节流阀 |
EP3037680A1 (de) * | 2014-12-23 | 2016-06-29 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Drosselventil |
WO2016106101A1 (en) * | 2014-12-24 | 2016-06-30 | Cameron International Corporation | Valve assembly |
WO2016106099A1 (en) * | 2014-12-24 | 2016-06-30 | Cameron International Corporation | Valve assembly |
US10100604B2 (en) * | 2014-12-24 | 2018-10-16 | Cameron International Corporation | Valve assembly with cage and flow control assembly |
US10125571B2 (en) | 2014-12-24 | 2018-11-13 | Cameron International Corporation | Valve assembly with cage and flow control assembly |
US10253593B2 (en) | 2014-12-24 | 2019-04-09 | Cameron International Corporation | Valve assembly |
US10260654B2 (en) | 2014-12-24 | 2019-04-16 | Cameron International Coporation | Valve assembly |
US20160186892A1 (en) * | 2014-12-24 | 2016-06-30 | Cameron International Corporation | Valve assembly |
US10197077B2 (en) | 2016-11-10 | 2019-02-05 | Sri Energy, Inc. | Precise choke systems and methods |
US11885198B2 (en) | 2020-06-30 | 2024-01-30 | Sri Energy, Inc. | Choke system with capacity for passage of large debris |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3717128C2 (de) | 1990-07-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3717128C2 (de) | ||
DE102005037026B4 (de) | Kavitationsmischer | |
EP2772312B1 (de) | Zweistoffdüse und Verfahren zum Versprühen eines Flüssigkeit-Gas-Gemisches | |
DE2252218A1 (de) | Fluidumduese | |
DE2818791A1 (de) | Wirbelrohr fuer zyklonabscheider | |
EP1986788A1 (de) | Zweistoffdüse mit kreisförmig angeordneten sekundärluftdüsen | |
EP1382379A2 (de) | Wirbelgenerator mit kontrollierter Nachlaufströmung | |
DE2305938A1 (de) | Leitflaechenanordnung zum einsetzen in eine stroemungsleitung | |
DE68926396T2 (de) | Plasmabrenner für übertragenen lichtbogen | |
WO1986007417A1 (en) | Device for transforming a fluid flow | |
EP1780176A1 (de) | Entkeimung durch Kavitation | |
EP2135667B1 (de) | Kavitator | |
DE3624086C2 (de) | ||
DE3936078A1 (de) | Drallerzeuger fuer zyklonabscheider | |
WO2018108622A1 (de) | Mischkammer und handstück | |
WO2023161256A1 (de) | Staukörper, staukörperanordnung und gleichstromzyklonabscheider | |
DE2302223C3 (de) | Sprühvorrichtung | |
DE2658619C3 (de) | Durchfluß-Regelventil | |
DE4206715C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Einbringen eines Gases in eine Flüssigkeit | |
EP3638424B1 (de) | Zerstäuberdüse | |
EP1926539A1 (de) | Kavitations-entgaser | |
DE1294393B (de) | Auspufftopf fuer Kraftfahrzeuge | |
DE3634361A1 (de) | Vorrichtung zum erzeugen von schaum | |
DE9202828U1 (de) | Einrichtung zum Belüften oder Imprägnieren einer Flüssigkeit | |
DE20209594U1 (de) | Zerstäubungsdüse |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |