DE4026442A1 - Durchflussregler fuer stroemende fluessigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Durchflußregler für strömende Flüssigkeiten, wie er im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegeben ist.

Durchflußregler dieser Art sind an sich bekannt, beispiels­ weise aus der DE-PS 26 16 566.

Sie dienen dazu, in Leitun- gen die durchfließende Flüssigkeitsmenge auf einem vom Leitungsdruck unabhängigen, konstanten Wert zu halten. Die Regelwirkung wird dadurch erzielt, daß der elastische Kör­ per sich unter dem Differenzdruck, der aufgrund der Flüs­ sigkeitsströmung an ihm abfällt, verformt und den Durch­ flußquerschnitt, den der Ring mit einem gehäusefesten Teil bildet, bei zunehmendem Druck verengt und bei abnehmendem Druck wieder öffnet.

Der aus der DE-PS 26 16 566 bekannte Durchflußregler soll die geforderte Durchflußmenge schon bei möglichst kleinem Druck erreichen und dann über einen weiten Bereich des Lei­ tungsdruckes konstant halten. Dieser Regler konnte sich in der Praxis jedoch nicht durchsetzen, weil bei einer Massen­ produktion dieses Reglers die einzelnen Durchflußregler eine starke Streuung bezüglich des Durchflußwertes zeigen. Außerdem ergeben sich über einen großen Druckbereich Hysterese-Effekte, die unerwünscht sind.

Dementsprechend ist es Aufgabe der Erfindung, den eingangs genannten Durchflußregler so auszugestalten, daß er besser auf einen vorgegebenen Durchflußwert eingestellt werden kann und auch bei stark schwankenden Drucken keine Hysterese-Effekte auftreten.

Diese Aufgabe wird mit einem im Oberbegriff des Patent­ anspruches 1 genannten Durchflußregler gelöst, der erfin­ dungsgemäß die im Kennzeichenteil des Anspruches aufgeführ­ ten Merkmale besitzt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Regelwirkung des Durchflußregler nach der DE-PS 26 16 566 beruht darauf, daß bei zunehmendem Differenzdruck zwischen der Einlaßseite und der Auslaßseite der Drossel­ ring in Längsrichtung gestaucht wird, wodurch er sich nach innen vorwölbt und dadurch den Ringspalt zwischen dem Dros­ selring und dem zentralen Zapfen verengt. Eine solche Stau­ chung ist aber nur möglich, wenn das Material des Drossel­ rings relativ weich ist. Ein weiches Material hat wiederum zur Folge, daß die Verformung sehr bald außerhalb des Hook′schen Bereiches liegt, so daß Hysterese-Effekte auf­ treten. Bei so weichem Material haben weiterhin geringste Schwankungen in den Materialkonstanten des Drosselrings erhebliche Abweichungen der Durchflußwerte dieser Regler zur Folge.

Bei der Erfindung sorgen die in Umfangsrichtung verlaufen­ den Ausnehmungen dafür, daß der Drosselring sich elastisch nach innen verbiegen kann. Diese Verbiegung erfolgt inner­ halb des Hook′schen Bereiches, so daß Hysterese-Effekte weitgehend ausgeschaltet sind. Als Aussparung kann eine umlaufende Ringnut vorgesehen sein, es ist aber auch mög­ lich, die Aussparungen nur Sektorweise über einen bestimm­ ten Winkelbereich von beispielsweise je 110° vorzusehen.

Nach einer besonderen, bevorzugten Ausgestaltung sind die Aussparungen bzw. dann, wenn eine Ringnut vorgesehen ist, die Ringnut über eine in Längsrichtung auf der Außenseite des Drosselrings verlaufende Nut mit der Zulaufseite in Verbindung. Dadurch wird bewirkt, daß im Bereich der Ring­ nut stets der Druck der Zulaufseite zur Verfügung steht, während an der entsprechenden Innenseite des Drosselrings ein aufgrund der hohen Strömungsgeschwindigkeit verringer­ ter statischer Druck herrscht. Das hat zur Folge, daß sich der Drosselring unter der Wirkung dieser Druckdifferenz nach innen verbiegt, so daß zur Zulaufseite hin der Ringspalt zwischen dem Drosselring und dem zentralen Zapfen verengt wird.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorge­ sehen, daß der Drosselring an seinem stromabwärts gelegenen Ende abgerundet oder keilförmig ausgestaltet ist. Der Dros­ selring sitzt dann abstromseitig nicht mehr flächig auf der Ringfläche des Gehäuses auf, sondern hat nur noch Linienbe­ rührung damit, so daß er sich mit stark verringerter Rei­ bung auf dieser Ringfläche bewegen kann. Bei dieser Ausge­ staltung wird eine radial nach innen gerichtete Bewegung des Drosselrings erleichtert, so daß auch schon bei sehr geringen Differenzdrucken eine gute Regelwirkung erzielt wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele beschrieben und näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 weitere Ausführungsformen der Erfindung;

Fig. 3 eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäß ausgebildeten Drosselrings;

Fi4. 4 eine Draufsicht auf den Drosselring.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Durchflußregler. Das Gehäuse (1) weist an seinem zuflußsei­ tigem Ende eine Bohrung (10) auf, die mit einer Ringschul­ ter (5) versehen ist. Auf dieser Ringschulter (5) sitzt der Drosselring (2) auf. Er hat die Form einer Hülse, wobei der Innendurchmesser des Drosselrings von der Zulaufseite zur Ablaufseite hin abnimmt. Unterhalb der Ringschulter (5) springt das Gehäuse zurück, so daß sich eine kegelförmige Ausflußöffnung ergibt. In diese Ausflußöffnung ist ein Kegel (8) eingesetzt, an dessen oberen Ende ein Zapfen (3) in den Drosselring vorsteht. Auf der Ausflußseite des Dros­ selrings strömt das Wasser durch den sich kegelförmig er­ weiternden Ringspalt (11), der zwischen dem Gehäuse (1) und dem Kegel (8) gebildet wird. Der Kegel (8) ist mit einem Flansch (12) versehen, mit dem der Kegel an dem Gehäuse (1) befestigt ist, beispielsweise durch eine Schnapp- oder Rastverbindung. Der Drosselring ist an seiner Außenseite mit einer umlaufenden Ringnut (6) versehen. Diese Ringnut steht über Längsnuten (9) mit der Zulaufseite in Verbin­ dung, so daß im Bereich der Ringnut (6) der zulaufseitige Wasserdruck herrscht. Bei zunehmendem Leitungsdruck erhöht sich die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit durch den Ringspalt (4) zwischen dem Zapfen (3) und dem Drosselring, wobei sie an der engsten Stelle des Drosselrings, d. h. im Bereich der Ringschulter (5), am größten ist. Dort ist nach dem Bernoull′schen Gesetz der statische Druck dann am geringsten, so daß der Drosselring sich aufgrund der Diffe­ renz im statischen Druck zwischen der Ringnut (6) und dem unteren Ende des Ringspaltes (4) auf den Zapfen hin bewegt und dadurch den Durchflußquerschnitt verengt. Bei abnehmen­ dem Leitungsdruck sinkt die Strömungsgeschwindigkeit, so daß der Drosselring (2) sich aufgrund seiner Formelastizi­ tät wieder in seine ursprüngliche Gestalt zurückrichtet und damit den Durchflußquerschnitt zwischen ihm und dem Zapfen (3) weiter öffnet.

In der Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel schema­ tisch dargestellt. Im linken Teil der Figur ist der Dros­ selring (2) an seiner auf der Ringschulter (5) aufliegenden Stirnfläche mit einem keilförmigen Profil (17) versehen. Dadurch sitzt der Drosselring (2) nur mit Linienberührung auf der Ringschulter (5) auf und kann sich leichter auf der Ringschulter (5) entsprechend den variierenden Druckver­ hältnissen zum Zapfen (3) hin- und zurückbewegen. In dem dargestellten Beispielsfall besitzt die Ringnut (16) einen rechteckförmigen Querschnitt.

Im rechten Teil der Fig. 2 ist eine alternative Ausgestal­ tung dargestellt. Der Drosselring (2) ist an seinem unteren Ende abgerundet und die Ringfläche (5) verläuft nicht ver­ tikal zur Längsachse des Durchflußreglers, sondern leicht nach innen geneigt, vorzugsweise mit einem Neigungswinkel etwa 10° und etwa 30°. Durch die abgerundete Ausgestaltung der Stirnfläche (7) des Drosselrings (2) wird eine Ein­ wärtsbewegung des unteren Endes des Drosselrings erleich­ tert. Diese Bewegung wird durch die Neigung der Stirnfläche (5) noch unterstützt, so daß schon bei sehr kleinen Leitungsdrucken eine Regelwirkung erzielt wird.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Drosselring, bei dem der Drosselring mit einer Einschnürung (36) versehen ist. Die Stirnfläche (7) des Drosselrings ist ebenso wie in dem Beispiel der Fig. 2 verrundet, so daß das stromabseitig liegende Ende des Drosselrings sich auf der Ringfläche (5) des Gehäuses bewegen kann.

Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf einen Drosselring nach Fig. 1. Der Ring ist an seiner Außenseite mit Aussparungen (6) versehen, die sich nicht über den gesamten Umfang erstrecken, sondern sektorförmig verteilt sind. Jede Aus­ sparung (6) stellt über eine Längsnut (9) mit der Oberseite des Drosselrings in Verbindung.

Claims (8)

1. Durchflußregler für strömende Flüssigkeiten mit einem mit einem Gehäuse (1) und einem im Gehäuse angeordne­ ten Drosselring (2) aus elastischem Material, der einen zentrisch in axialer Richtung angeordneten Zap­ fen (3) unter Bildung eines Ringspaltes (4) umgibt, sich in Abhängigkeit von dem durch die strömende Flüs­ sigkeit hervorgerufenen Differenzdruck verformt und dadurch den Ringspalt (4) druckabhängig verändert, wo­ bei der Drosselring (2) abstromseitig auf einer Ring­ fläche (5) aufsitzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselring (2) an seinem Außenumfang eine oder mehrere in Umfangsrichtung verlaufende Aussparun­ gen (6) aufweist.

2. Durchflußregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Aussparung eine umlaufende Ringnut vorgesehen ist.

3. Durchflußregler nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die abstromseitige Stirnfläche (7) des Drossel­ rings abgerundet oder keilförmig ausgestaltet ist.

4. Durchflußregler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringfläche (5) eine gegen die Längsachse geneigte Kegelfläche ist.

5. Durchflußregler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel zwischen etwa 10° und etwa 30° beträgt.

6. Durchflußregler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Außenseite des Drosselrings (2) befind­ liche(n) Aussparung(en) über eine Längsnut (9) mit der Zulaufseite in Verbindung stehen.

7. Durchflußregler nach einem der Ansprüche 1, 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselring eine Einschnürung (36) aufweist (Fig. 3).

8. Durchflußregler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des Drosselrings von der Zuflußseite zur Abflußseite hin abnimmt.