DE512290C

DE512290C - Ventil

Info

Publication number: DE512290C
Application number: DEA55540D
Authority: DE
Inventors: Dr H C Hans Detlef Krey
Original assignee: ARDELTWERKE GmbH
Current assignee: ARDELTWERKE GmbH
Priority date: 1928-10-04
Filing date: 1928-10-04
Publication date: 1930-11-08

Description

Die Erfindung betrifft ein frei im Ventilgehäuse angeordnetes, gegen die Strömungsrichtung schließendes Ventil mit Führung in einer besonderen Kammer und Öffnungen in der Stirnwand des Ventilkörpers. Ihr Wesen wird darin erblickt, daß der Ventilkörper unter Ausnutzung der an der Einströmstelle auftretenden Druckwirkungen in Schließrichtung und der an der Ausflußstelle auftretenden Saugwirkungen der durchströmenden Flüssigkeit, die durch eine Verbindung des Kavitationsraumes mit dem Inneren der Ventilkammer hervorgerufen werden, in Öffnungsrichtung selbsttätig bewegbar ist. Die Verbindung wird durch eine regelbare Öffnung in der Abschlußwand des Kavitationsraumes hergestellt. Der Ventilkörper wird in den Zwischenstellungen in der Ventilkammer unabgedichtet geführt und legt sich nur in der Schlußstellung vollkommen dicht an die Kammerwandung an.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel in Abb. 1 im Längsschnitt und in Abb. 2 im Querschnitt dargestellt.

Ein Kolbenventil α mit einer stets offenen Bohrung 0 ist an der Stirnseite einer inneren Kammer b geführt, die starr mit der äußeren Gehäusewand d verbunden ist. An der Ausflußseite besitzt die Kammer einen starr mit ihr und dem Gehäuse verbundenen, zweckmäßig nach innen gewölbten Boden e. Der Ringquerschnitt zwischen der inneren Kammer b und der Gehäusewand d ist düsenförmig nach der Ausflußseite zu derart verengt, daß der austretende Wasserstrahl in seiner Bewegungsrichtung verbleibt und sich nicht von der Gehäuse- und Ventilkammerwandung ablösen kann, während sich im Inneren des Wasserstrahls hinter dem Boden e der Kammer b ein Unterdruckraum ausbilden kann.

Der Bodene besitzt eineöffnungg, die größer ist als die Bohrung 0 im Ventilkörper a und die durch einen Schieber i mittels eines Gestänges k mechanisch zu steuern ist. Das Kolbenventil α gleitet mit seinem Ringmantel a¹ unabgedichtet in der Bohrung der Ventilkammer b und legt sich, nur in der Schließlage dichtend, p¹, p², an die Gehäusewandungen. Durch ein Zusatztriebwerk s im Inneren der Ventilkammer kann auch eine mechanische Bewegung des Kolbenventils von außen her oder auch die Bewegung eines Stellungszeigers erfolgen.

Die Wirkungsweise des Ventiles ist folgende:

Zunächst sei die Öffnung g im Boden der inneren Kammer geschlossen, das Kolbenventil α befinde sich in Schließlage (gestrichelte Stellung Abb. 1). Infolge der stets offenen Bohrung 0 im Ventilkörper α herrscht im Inneren der Ventilkammer b der gleiche Druck

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden.

Dr. h. c. Hans Detlef Krey in Berlin,

wie vor dem Ventilkörper. Dadurch, daß die gedruckte Innenfläche des Ventilkörpers größer ist als die von außen gedrückte Fläche, entsteht ein sicherer, vollkommen dichter Ab-Schluß. Soll nun die Öffnungsbewegung eingeleitet werden, so wird der Bodenschieber i, g geöffnet, wodurch im Inneren der Kammer & ein Druckabfall auftritt und auf die Außenfläche des Kolbenventils α ein Uberdruck einwirkt. Es erfolgt die Öffnungsbewegung des Ventilkörpers.

Sobald das nunmehr etwas geöffnete Ventilgehäuse d, b von Flüssigkeit durchströmt wird, tritt hinter dem Boden e ein Unterdruck bzw. ein vollkommen luftleerer Raum auf (Kavitationsraum) w Diese Erscheinung hat ein Absaugen von Flüssigkeit durch das geöffnete Bodenventil i, g hindurch zur Folge, wodurch der Unterdruck für die ganze Zeit der Bewegung aufrechterhalten wird. Durch das Durchströmen der Flüssigkeit durch das Ventilgehäuse d, b erfolgt gleichzeitig ein geringes Absaugen von Flüssigkeit aus der inneren Ventilkammer b durch den schmalen Ringspalt zwischen dem Ventilkörper α und der inneren Kammer b, so daß an den seitlichen Teilen der äußeren Stirnfläche des Ventilkörpers α eine geringe Druckminderung auftritt (s. Zeichnung). Im mittleren Teil der äußeren Stirnfläche bildet sich dagegen ein Staudruckgebiet aus, das sich durch die Bohrung 0 nach innen überträgt. Hier erfolgt aber Druckminderung durch die aus dem geöffneten Bodenventil i, g austretende Flüssigkeit. Diese Druckminderung wird noch verstärkt durch die Flüssigkeitsbewegung, die durch den Ringspalt um den Ringmantel a¹ nach außen erfolgt. Die Bewegung des Ventilkörpers α in Öffnungsrichtung erfolgt so lange, bis (entsprechend der jeweiligen Offenstellung des Bodenventils i, g) Gleichgewicht der Kräfte innen und außen herrscht. Bei geringer Öffnung des Bodenventils i, g entsteht innen nur geringe Druckminderung, deshalb stellt sich das Gleichgewicht der Kräfte und damit Stillstand des Ventilkörpers schneller ein, als wenn die Öffnung im Bodenventil größer ist.

Somit ist die Bewegung des Ventilkörpers durch Regelung der Bodenöffnung steuerbar. Bei voller Öffnung des Bodenventils i, g überwiegen die Staudruckkräfte vor dem Ventilkörper, und dieses bleibt in seiner Endlage offen.

Soll nun der Ventilkörper α in Schließrichtung bewegt werden, so wird der Bodenschieber i, g geschlossen. Hierdurch wird die Einwirkung des Unterdruckes bzw. des luftleeren Raumes hinter dem. Boden e der Ventilkammer b ausgeschaltet. Vor der Bohrung 0 des Ventilkörpers befindet sich ein Staudruckgebiet, das aber nur einen Teil der vorderen Fläche des Ventilkörpers deckt, während infolge der Strömungserscheinungen im Ringspalt um den Ringmantel a¹ ein Unterdruck das Staudruckgebiet seitlich umgibt. Im Inneren der Kammer b herrscht aber derselbe Druck wie in dem Staudruckgebiet, da die geringen Druckverluste, die durch Absaugen der Flüssigkeit aus der Kammer infolge der Strömung durch den Ringquerschnitt auftreten, unberücksichtigt bleiben können. Dadurch, daß die von dem Staudruck beeinflußten Flächen innen größer sind als außen, wird der Ventilkörper α in die Schließlage gedrückt, in der er sich auf seine Dichtungen aufsetzt und infolge der verschieden großen gedrückten Flächen stehenbleibt.

Claims

Patentansprüche:

1. Frei im Ventilgehäuse angeordnetes, gegen die Strömungsrichtung schließendes Ventil mit Führung in einer besonderen Kammer und öffnungen in der Stirnwand des Ventilkörpers, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper unter Ausnutzung der an der Einströmstelle auftretenden Druckwirkungen in Schließrichtung und der an der Ausflußstelle auftretenden Saugwirkungen der durchströmenden Flüssigkeit, die durch eine Verbindung des Kavitationsraumes mit dem Inneren der Ventilkammer hervorgerufen werden, in Öffnungsrichtung selbsttätig bewegbar ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung durch eine regelbare Öffnung in der Abschlußwand des Kavitationsraumes hergestellt wird.

3. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper in den Zwischenstellungen in der Ventilkammer unabgedichtet geführt wird und nur in der Schlußstellung sich vollkommen dicht an die Kammerwandung anlegt.

4. Ventil nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen mechanischen Antrieb zur Verstellung des Ventilkörpers.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen