DE4328095A1

DE4328095A1 - Regel-Kugelhahn

Info

Publication number: DE4328095A1
Application number: DE19934328095
Authority: DE
Inventors: Horst Ullmann
Original assignee: HANNEMANN REGLERBAU
Current assignee: HANNEMANN REGLERBAU
Priority date: 1993-08-20
Filing date: 1993-08-20
Publication date: 1995-02-23

Description

Die Erfindung betrifft einen Regel-Kugelhahn mit einem in einem Gehäuse angeordneten Kugel-Verschlußstück, welches von einer mit dem Gehäuse-Ein- und Auslaß ausgerichteten, maximal geöffneten Stellung seiner Durchgangsbohrung in eine außer Flucht zum Ein- und Auslaß gestellte geschlos sene Stellung verdrehbar ist, wobei im Gehäuse eine Regel scheibe mit einer entsprechend der gewünschten Drossel charakteristik geformten Drosselöffnung vorgesehen ist, welche bei der Verdrehung des Kugel-Verschlußstücks von der geöffneten in die Schließstellung einen sich ändernden Drossel-Durchlaßquerschnitt einstellt.

Solche Regel-Kugelhähne (z. B. DE-PS 27 32 672) werden für die Druckreduzierung in gas- oder dampfförmigen, bzw. flüs sigen Strömungsmedien verwendet. Wie bei in der Drosselwir kung einstellbaren Drosselorganen anderer Bauart entstehen beim Betrieb solcher Regel-Kugelhähne unerwünschte Geräu sche als Folge von Schwingungsanregungen oder auch Kavita tion.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Regel-Kugelhähne der hier in Frage stehenden Art so weiterzubilden, daß die Geräuschbildung weitgehend vermindert wird.

Ausgehend von einem Kugelhahn der eingangs erwähnten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Regelscheibe einlaßseitig vor dem Kugel-Verschlußstück im Gehäuse angeordnet ist, und daß in der Durchgangsbohrung des Kugelkükens ein gas-, dampf- oder flüssigkeitsdurchläs siger geräuschmindernder Einsatz vorgesehen ist. Die Ge räuschquelle, d. h. die Regelscheibe, wird also an die ein laßseitige Kugelmündung gelegt und im anschließenden Teil der Durchgangsbohrung des Kugel-Verschlußstücks gedämpft. Somit erfolgt die Geräuschdämpfung an einer Stelle, die in folge doppelter metallischer Wand, nämlich der Wandung des Kugel-Verschlußstücks und der Gehäusewand einen vergleichs weise hohen Widerstand gegen Geräuschaustritt in die Umge bung aufweist.

Der geräuschmindernde Einsatz weist wenigstens eine von ei ner Vielzahl von Bohrungen durchsetzte, die Durchgangsboh rung im Kugel-Verschlußstück überspannende Scheibe auf. Das Strömungsmedium wird an einer solchen Lochscheibe also in eine Vielzahl von Teilströmen aufgespalten. In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung weist der geräuschmindernde Einsatz zwei in Durchlaßrichtung beabstandete, von einer Vielzahl von Bohrungen durchsetzte, die Durchgangsbohrung im Kugel-Verschlußstück überspannende Scheiben auf, wobei im Zwischenraum zwischen den Scheiben ein poröses Dämp fungsmaterial angeordnet ist, welches das durchströmende gas- oder dampfförmige bzw. flüssige Medium weiter in Teil strömen zerlegt.

Von den mit Bohrungen versehenen Scheiben ist zweckmäßig wenigstens eine als ebenflächige Metallscheibe ausgebildet.

Alternativ kann jeweils wenigstens eine der mit Bohrungen versehenen Scheiben kugelkalottenförmig gewölbt ausgebildet und bezüglich des zugeordneten Gehäuse-Einlasses bzw. Ge häuse-Auslasses konkav oder konvex gewölbt angeordnet sein. Die Wölbung versteift die Metallscheiben und vermag - in gewissem Umfang - auch die Einström- oder Ausströmrichtung der Medien-Teilströme zu verändern.

Das zwischen den Scheiben vorgesehene Dämpfungsmaterial ist bevorzugt ein eigenstabiler poröser Formkörper, da bei Ver wendung von porösen, granulatförmigen Teilchen die Gefahr einer Bewegung der Teilchen relativ zueinander und so eines Zerreibens besteht. Als zweckmäßig hat sich hierbei die Ausgestaltung des Formkörpers als offenzelliger Schwamm körper, und zwar vorzugsweise als metallurgisch homogener offenzelliger Körper aus Metall, erwiesen.

Bei geringeren Druck- und Temperaturbeanspruchungen kann in Sonderfällen auch ein offenzelliger Schwammkörper aus Kunststoff in Frage kommen, bei dem die Eigendämpfungsei genschaften des Kunststoffmaterials zur Geräuschminderung beitragen.

Anstelle homogener offenzelliger schwammartiger Körper kön nen alternativ auch aus granulat und/oder pulverförmigen Teilchen hergestellte Sinterkörper als Dämpfungsmaterial Verwendung finden. Dabei können die Sinterkörper aus Sin termetall oder Sinterkeramik oder - in Sonderfällen - auch aus metallkeramischem Sintermaterial bestehen.

Schließlich ist auch noch die Herstellung des Formkörpers aus einer Anzahl von Gewebelagen denkbar, die aus Drähten oder Fäden aus einem gegen das jeweilige Strömungsmedium korrosionsbeständigen Material hergestellt sind.

Insbesondere ist hier an Drahtgewebe aus Metall, und zwar insbesondere korrosionsbeständigen Stahldrähten zu denken.

Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung eines Aus führungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher er läutert, und zwar zeigt

Fig. 1 eine durch die Drehachse des Kugel-Verschlußstücks und die Längsmittel linie des Gehäuse-Ein- und Auslasses eines in der erfindungsgemäßen Weise ausgebildeten, schematisiert darge stellten Regel-Kugelhahns gelegte Schnittansicht, welche die ganz geöff nete Stellung des Kugelkükens veran schaulicht; und

Fig. 2 eine Schnittansicht durch den Regel-Kugelhahn, gesehen in Richtung der Pfeile 2-2 in Fig. 1, in welcher das Kugel-Verschlußstück jedoch in eine Drossel-Zwischenstellung verdreht dar gestellt ist.

In den Fig. 1 und 2 ist der in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichnete Kugelhahn nur schematisch bezüglich seiner für die angestrebte Drossel-Regelfunktion wesentlichen Teile dargestellt. In dem mit Einlaß 12 und Auslaß 14 versehenen Gehäuse 16 ist ein von einer im Querschnitt kreisförmigen Durchgangsbohrung 18 durchsetztes Kugel-Verschlußstück 20 derart um 90° verdrehbar gelagert, daß die Durchgangsboh rung 18 von der in Fig. 1 dargestellten, mit dem Einlaß 12 und dem Auslaß 14 fluchtenden, d. h. geöffneten Stellung in eine Schließstellung verdrehbar ist, in welcher die Durch gangsbohrung 18 keinerlei Verbindung mit dem Ein- oder Aus laß hat. Durch ein- und auslaßseitig vorgesehene, an der kugeligen Außenfläche des Kugel-Verschlußstücks 20 anlie gende Dichtringe 22, 24 wird ein Übertritt von Strömungsme dium zwischen der Außenfläche des Verschlußstücks und dem Gehäuse in der Schließstellung des Kugelhahns verhindert.

Der auslaßseitige Dichtring 24 ist in einer Aufnahmenut 26 eines gesonderten, hülsenförmigen Gehäuseeinsatz 28 gehal ten, der durch Längsverschiebung und anschließende Fixie rung in der auslaßseitigen Aufnahmebohrung im Gehäuse 16 zustellbar gehalten ist. Der einlaßseitige Dichtring 22 ist dagegen in einer Nut 30 einer in die einlaßseitige Aufnah mebohrung eingesetzten Regelscheibe 32 gehalten, welche an ihrer, dem Verschlußstück 20 zugewandten Seite eine zu des sen Kugel-Oberfläche komplementär-kugelkalottenförmige Flä che aufweist, welche von einer Drosselöffnung 36 durchsetzt wird, deren Form die Drosselcharakteristik des Kugelhahns bestimmt. Die Lagerung des Kugel-Verschlußstücks 20 in seitlichen Gehäuseeinsätzen und der Anschluß des Dreh-Betä tigungsorgans am Kugel-Verschlußstück sind in Fig. 1 nicht gezeigt, um die Darstellung nicht zu komplizieren.

In der Durchlaßbohrung 18 des Verschlußstücks 20 ist ein die beim Drosselvorgang entstehenden Geräusche verringern der Einsatz 40 eingesetzt, der im dargestellten Fall von einer einlaßseitig vorgesehenen ebenflächigen Lochscheibe 42 aus Metall, einer auslaßseitig vorgesehenen kalottenför mig gewölbten Lochscheibe 44 aus Metall und einem zwischen den Lochscheiben 42, 44 eingeschlossenen porösen Dämpfungs material besteht. Das poröse Dämpfungsmaterial wird bei spielsweise von einem eigenstabilen porösen Formkörper 46 gebildet, der z. B. ein metallurgisch homogener Schwammkör per aus Metall sein möge.

Alternativ ist eine Einlage aus Lagen aus Drahtgewebe oder Fäden aus einem gegen Korrosionsangriff durch das jeweilige Strömungsmedium beständigen Material, beispielsweise korro sionsbeständigem Stahl, denkbar.

Auch Sinterkörper hinreichender Porösität, beispielsweise aus Sintermetall, Sinterkeramik oder einem metallkerami schen Sintermaterial, sind denkbar. Die Wahl des jeweils geeigneten Dämpfungsmaterials hängt von der Art des Strömungsmediums, der Durchtrittsgeschwindigkeit und Menge sowie der beim Drosselvorgang entstehenden Wärmebean spruchung ab.

Die Geräuschminderung wird beim erfindungsgemäßen Kugelhahn 10 dadurch erhalten, daß die Drosselscheibe 32, bei deren Durchströmung die Drosselgeräusche erzeugt werden, vor dem Kugel-Verschlußstück 20 angeordnet und der geräuschmin dernde Einsatz 40 dann sogleich in Nachschaltung zur Ge räuschquelle in der Durchgangsbohrung 18 angeordnet ist, wodurch die Übertragung von Körperschall auf das Gehäuse und somit ein Schallaustritt auf die Umgebung deutlich ge mindert wird.

Claims

1. Regel-Kugelhahn mit einem in einem Gehäuse angeordneten Kugel-Verschlußstück, welches von einer mit dem Gehäuse- Ein- und -Auslaß ausgerichteten maximal geöffneten Stellung seiner Durchgangsbohrung in eine außer Flucht zum Ein- und Auslaß gestellte geschlossene Stellung verdrehbar ist, wo bei im Gehäuse eine Regelscheibe mit einer entsprechend der gewünschten Drosselcharakteristik geformten Drosselöffnung vorgesehen ist, welche bei der Verdrehung des Verschluß stücks von der geöffneten in die Schließstellung einen sich ändernden Drossel-Durchlaßquerschnitt einstellt, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelscheibe (32) einlaßseitig vor dem Kugel-Ver schlußstück (20) im Gehäuse (16) angeordnet ist, und daß in der Durchgangsbohrung (18) des Kugel-Verschlußstücks (20) ein gas-, dampf- oder flüssigkeitsdurchlässiger, ge räuschmindernder Einsatz (40) vorgesehen ist.

2. Kugelhahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der geräuschmindernde Einsatz (40) wenigstens eine von ei ner Vielzahl von Bohrungen durchsetzte, die Durchgangsboh rung (18) im Kugel-Verschlußstück überspannende Scheibe (42; 44) aufweist.

3. Kugelhahn nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der geräuschmindernde Einsatz (40) zwei in Durchlaßrichtung beabstandete, von einer Vielzahl von Bohrungen durchsetzte, die Durchgangsbohrung (18) im Kugel-Verschlußstück über spannende Scheiben (42; 44) aufweist, und daß im Zwischen raum zwischen den Scheiben (42; 44) eine das durchströmende gas- oder dampfförmige bzw. flüssige Medium in eine Viel zahl von Teilströmen zerlegendes poröses Dämpfungsmaterial angeordnet ist.

4. Kugelhahn nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der mit Bohrungen versehenen Scheiben (42; 44) eine ebenflächige Metallscheibe ist.

5. Kugelhahn nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der mit Bohrungen versehenen Scheiben (42; 44) eine gewölbte kugelkalottenförmige Metallscheibe ist.

6. Kugelhahn nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der kugelkalottenförmig gewölbten Metall scheiben (42; 44) in bezug auf den zugeordneten Gehäuse-Einlaß (12) und/oder Gehäuse-Auslaß (14) konkav gewölbt ist bzw. sind.

7. Kugelhahn nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der kugelkalottenförmig gewölbten Metall scheiben in bezug auf den zugeordneten Gehäuse-Einlaß (12) und/oder Gehäuse-Auslaß (14) konvex gewölbt ist bzw. sind.

8. Kugelhahn nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen den Scheiben (42; 44) vor gesehene Dämpfungsmaterial einen eigenstabilen porösen Formkörper (46) aufweist.

9. Kugelhahn nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper ein homogener offenzelliger Schwammkörper ist.

10. Kugelhahn nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwammkörper ein metallurgisch homogener offenzelliger Körper aus Metall ist.

11. Kugelhahn nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwammkörper ein offenzelliger Körper aus Kunststoff ist.

12. Kugelhahn nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (46) ein aus granulat- und/oder pulverförmi gen Teilchen gesinterter Körper ist.

13. Kugelhahn nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (46) ein Sintermetall-Körper ist.

14. Kugelhahn nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (46) ein Sinterkeramik-Körper ist.

15. Kugelhahn nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (46) ein metallkeramischer Sinterkörper ist.

16. Kugelhahn nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (46) aus einer Anzahl von Gewebelagen aufge baut ist.

17. Kugelhahn nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebelagen aus Drähten oder Fäden aus gegen das jewei lige Strömungsmedium korrosionsbeständigem Material herge stellt sind.

18. Kugelhahn nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Drahtgewebe aus Metalldrähten, vorzugsweise korrosions beständigen Stahldrähten hergestellt ist.