DE6610795U

DE6610795U - Durchflussfregelventil

Info

Publication number: DE6610795U
Application number: DE6610795U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1967-04-04
Filing date: 1968-04-03
Publication date: 1976-07-22
Also published as: GB1214933A; DE1750158A1; SE331590B; US3502100A

Description

P.A.193 723-3.1».

PATENTANWÄLTE DR. ING. KARL ROEHMERT · PIPl-INO. ALBERT BOEHMERT

28 BREMEN, FELDSTRASSE 24 · FERNRUF (0421) 491760

Aktenzeichen: PoitocfiedricontO! Hamburg 174083 Bcmkkontoi Bremer Bank, Bremen, Konto 1001449 Named.A«m._s JÄHMHS ELjEKTKIüKA AKTIEBGLAG Mein Zeichen:

28 Bremen, den 2. April 1968

JÄRKHS ELEKTRISKA AKTIEBOLAG, Stockholm-Solna (Schwaden)

Durchflußregelventil

Die Erfindung betrifft ein für Gas- und Flüssigkettsrohrleitungen geeignetes Durchflußregelventil mit einem eine Zylinderbohruog aufweisenden Gehäuse» einem mit dem einen Ende der Zylinderbohrung verbundenen Einlaß, einem Auslaß aus der Zylinderbohrung, deren Umfangswanö nabe dem einen mit dem Auslaß verbundenen Ende wenigstens eine Öffnung aufweist, und einem schwebend angeordneten _t in der Zylinderbo'äruEtg hin- und berbeweglichen Kolben_s der mit der Wand der Bohrung dichtend zusammenarbeitete

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Die bisher bekannten Ventile der eingangs erwähnten Art können in vier Gruppen unterteilt werden: Mit hohen Strömungswiderständen arbeitende Ventile, Ventile mit Servoeinrichtungen, Fluidisieren und eigengesteu~ erte Steuersysteme. Bei den hohe Widerstände aufweisenden Ventilen wird das Strömungsmedium einem sehr hohen Druck ausgesetzt und muß einen großen Widerstand überwinden«, Die Druckänderungen auf der Abströmseite sind klein in bezug auf den hohen Druck auf der Zu·= Strömseite, so daß der Durchsatz, im wesentlichen konstant bleibt. Ventile dieser bekannten Art haben einen sehr kompilierten Aufbau und machen es notwendig₉ daß das Strömungsmedium einem hohen Druck ausgesetzt werden muß»

Bei den mit Servoeinrichtungen versehenen Ventilen wird eine äußere Kraftquelle "benutzt, die die Drosseleinrichtungen betätigt und von einem Strömungsmesser gesteuert wird» Derartige Ventile sind insbesondere dann sehr kompliziert aufgebaut, wenn hohe Anforderungen an die Ansprechzeit und die DaiEfungseigenschaften der Servoeinrichtungen gestellt werden„

Pluidistoren sind nur bei geringen Zuströmdrücken zur

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Steuerung des Durchsatzes geeignet.

Bei den eigengssteuerten Steuereinrichtungen steuern durch das Strömungsmedium hervorgerufene Kräfte eine Drosselstelle in der Weise, daß der Durchsatz konstant bleibt« Die Erfindung "betrifft insbesondere ein Ventil dieser Art«

Bei früheren Konstruktionen dieser Art fließt das
Strömungsmedium an einem beweglichen Teil, der im
folgenden als Schwimmer bezeichnet wird_t vorbei und/oder durch diesen hindurch» Der Schwimmer begrenzt den
Durchsatz des SfcrömungsmediuES dadurch_t daß er eine im folgenden als Drosselstelle bezeichnete Durchtritts= Öffnung für das Strömungsmedium mehr oder weniger abschließt ο Der Schwimmer wird durch von der Strömung
her^orgerxifene Kräfte eingestellte Bei dieser Anordnung ist aber nicht berücksichtigt _f daß Stellungsänderungen des Schwimmers den Strömungsverlauf nicht nur an der Drosselstelle beeinflussen· Durch Verändern des Strömungswiderstands If ^s des Schwimmers
und als Ergebnis des Bernoulli'sehen Gesetzes ergibt sich, daß die die Stellung des Schwimmers steuernden Kräfte und damit der Durchsatz selbst in einer solchen Weise beeinflußt und verändert werden, daß der Durchsatz

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entweder nicht oder nur über einen engen Bereich der Druckdifferenz zwischen dem Einlaß und dem Auslaß des Ventils konstanb geholten wird- Darüber hinaus sind Ventile dieser Art nicht daau geeignet, den Fluß des Strömungsmedium völlig obausperreno

Bei bekannten Steuerventilen wird durch Einstellen des Durchsatzes, wenn oin solches Einstellen überhaupt möglich ist, in Verbindung mit dem Schwimmer die Strömungsbahn beeinflußt, d»h_o der Schwimmer und die Einstelleinrichtung sind konstruktiv miteinander verbunden.

Ferner kann die Bewegung des Schwimmers bei den bekannten Steuerventilen nicht in einfacher Weise mechanisch gedämpft werden, sondern es sind eine Ansahl von beweglichen Teilen erfordsrlicL, so daß die Dämpfung nicht in einfacher Weise beeinflußt werden kann.

Bei bekannten Ventilen ist die Abdichtung zwischen dem Schwimmer und dem Schwimmergehäuse schwierig und ein Teil des Strömungsmediums fließt durch das Ventil hindurch, ohne die Drosselstelle zu passieren« Das führt insbesondere dann, wenn der Durchsatz sehr

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gering und der Druck auf der Zuströmseite sehr hoch ist_s zu TJngenauigkei ten der Steuerung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil zu schaffen, das die Machteile der bisher bekannten Ventile vermeidet und den Durchsatz eines Strömungsmediums steuert, so daß er unabhängig von der Druckdifferenz zwischen Einlaß und Auslaß vorbestimmte Werte einhält, solange die Druckdifferenz einen be= stimmten unteren Wert überschreitet. Das Ventil soll dabei auch zum vollständigen Absperren des Durchflusses verwendbar sein«

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Ventil im Einlaß vorgesehene Drosseleinrichtungen und einen den in Strö'mungsr:lchtung vor den Drosseleinrichtungen liegenden Teil des Einlasses mit dem entfernten Ende der Zylinderbohrung verbindenden Durchlaß aufweist_s der bewirkt_s daß der schwebende Kolben vom Differenzdruck beaufschlagt und in der in bezug auf die Öffnung eingestellten Stellung gehalten wird ο

Im folgenden Teil der Beschreibung wird eine Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben„

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Das Strömungsmedium wird dem Ventil über die Einlaßleitung 1 zugeführt, die au de:? oberen Einlaßöffnung eines vertikalen Zylinders 6 führt« Das Strömungsmedium fließt durch swei oder loehr in gleichen Abständen voneinander in der Wand 2 des Zylinders vorgesehene öffnungen oder Bohrungen J, gelangt schließlich in einen ringförmigen Sannaelraum oder eine Kammer 4- und strömt am Auslaß 5 des Ventils aus.

Wenn das Strömungsmedium von der Einlaßleitung 1 in den Zylinder 6 strömt„ dann tritt es durch eine steuerbare Drosseleinrichtung ? hindurch, die eine Druckdifferenz zwischen der Einlaßleitung 1 und dem Innenraum des Zylinders 6 bewirkt, über eine zwischen der Einlaßleitung 1 und dem unteren Einlaß des Zylinders vorgesehene Verbindungsleitung 8, die auch als Durchlaß bezeichnet ist* wirkt der in der Einlaßleitung 1 herrschende Druck auf die Unterseite eines schwebend angeordneten schwimmerartigen Kolbens 9_t der sich mit geringer Reibung und aufgrund einer guten Passung und einer zweckmäßigen Werkstoffauswahl dichtend im Zylinder 2 bewegt. Der schwebend angeordnete Kolben und der untere Abschnitt des Zylinders sind vorzugsweise aus geschliffenem Glas hergestellt« Der in dem oberen Abschnitt des Zylinders 6 herrschende

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Druck wirkt auf die Oberseite des Kolbens«,

Wenn eine steigende Durebflußmenge des Sfcrömungsmediums der Einlaßleitung 1 zugeführt wird, dann steigt die Druckdifferenz zwischen dieser Leitung und dem Zylinder 6 an» Erreicht die Druckdifferenz dann einen bestimmten Wert«, der von der Einstellung der Drosseleinrichtung abhängt, dann wird der Kolben 9 angehoben und die durch die Öffnungen 5 strömende Durchflußmenge wird so eingeschränkt, daß der Durchsatz genau so bemessen ist_$ daß die Druckdifferenz»unabhängig davon_s ob der Druck in der Einlaßleitung 1 weiter ansteigt„ das Gewicht des Kolbens 9 ausgleichtο

Um zu vermeiden s daß der Kolben bei schnellen Druck«= Veränderungen im Leitungssystem in Schwingungen versetzt wird, muß die Bewegung des Kolbens auf einen bestimmten Wert gedämpft werden ο Erfindungsgemäß ge« schient das dadurch₉ daß in der Leitung 8 ein geeigneter Widerstand vorgesehen wird_¥ der durch eine Drosseleinrichtung 10 gesteuert werden kann_o

Der Durchfluß durch das Ventil kann durch Anheben des Kolbens 9 vollkommen unterbrochen werden„ so daß die Öffnungen 3 abgeschlossen sind. Das Anheben des

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Kolbens kann "beispielsweise dadurch geschehen, daß ein Elektromagnet 11 den Kolben 9 aus seiner unteren Stellung in eine obere Stellung anhebt, in der der Kolben alle Öffnungen 3 in der Wand des Zylinders 2 abschließtο

Ferner kann gemäß der Erfindung der schwebende Kolben oder Schwimmer so angeordnet sein, daß er den Durchfluß durch das Ventil mittels einer äußeren Vorrichtung, beispielweise dem bereits erwähnten Elektromagneten susainmen mit den ümckänderungen am Ventileinlaß, steuert» Der Kolben kann dabei mit einer Kraft be» aufschlagt werden, die gemeinsam mit der Schwerkraft den Kolben in eine andere Stellung bringt, um die durch das Ventil hindurchströmende Menge su verändere Darüber hinaus kann der Kolben so ausgebildet sein^ daß er von der äußeren Vorrichtung zeitabhängig betätigt wird_v so daß ein sich in bestimmter Weise an-= dernder Durchfluß erreicht wirdο Eine solche Steuerung der Uürehflußmenge erfordert nur sehr geringe Steuerleistungen β

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebene AusführungßfOMQ beschränkt, sondern kann innerhalb des Grund-

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gedankene der Erfindung in mannigfaltiger Weise abgewandelt werden.

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Claims

P.A.193 723-3.1». Ansprüche

1. Durchflußregelventil mit einem eine Zylinderbohrung aufweisenden Gehäuse, einem mit dem einen Ende der Zylinderbohrung verbundenen Einlaß, einem Auslaß aus der Zylinderbohrung, deren Umfangswand nahe dem einen mit dem Auslaß verbundenen Ende wenigstens eine öffnung aufweist, und einem schwebend angeordneten, in der Zylinderbohrung hin» und herbeweglichen Kolben, der mit der Wand der Bohrung dichtend zusammenarbeitet, gekennzeichnet durch im Einlaß (1) vorgesehene Drosseleinrichtungen (7) und einen den in Strömungsrichtung vor den Drossel» einrichtungen liegenden Teil des Einlasses mit dem entfernten Ende der Zylinderbohrung verbindenden Durchlaß (8), der bewirkt, daß der schwebende Kolben (9) vom Differenzdruck beaufschlagt und in der in bezug auf die Öffnung (3) eingestellten Stellung gehalten wird ο

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2o Ventil nach Anspruch I₁ dadurch gekeanzeichnet, daß im Durchlaß (8) Einrichtungen (10) zur Steuerung der Durchtrittsfläche vorgesehen sind.

3o Ventil nach Anspruch 1 oder 2_$ dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine ringförmige, die Zylinderbohrung umgebende Kammer (4) bildet; und daß die Zylinderbohrung über die Öffnung bzw. die Öffnungen (3) und die ringförmige Kammer (4) mit dem Auslaß (5) in Verbindung steht«,

4_O Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der schwebend angeordnete Kolben (9) und Teile des wenigstens einen Abschnitt der Umfangswand der Zylinderbohrung bildenden Gehäuses aus Glasmaterial hergestellt sind, wobei die miteinander in Berührung kommenden flächen des Kolbens und der Bohrung geschliffen sind.

5o Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Vorrichtungen (11) zum zwangsweisen Anheben des schwebenden Kolbens vorgesehen sind, um die öffnung bzw» Öffnungen in der Wand der Zylinderbohrung abzuschließen.,

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6» Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche„ dadurch gekennzeichnet _t daß die Achse der Zylinder» bohrung im wesentlichen senkrecht verläuft «> wobei das obere Ende des Zylinders über die Drosseleinrichtung (7) und das untere Ende über den Durchlaß (8) mit dem Einlaß (1) verbunden ist; und daß die der Schwerkraft entgegenwirkenden Vorrichtungen (11) auf den Kolben (9) einwirken»