DE8410281U1

DE8410281U1 - Ventil zum einstellen des durchflusses eines stroemenden mediums

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Publication number: DE8410281U1
Application number: DE19848410281U
Authority: DE
Original assignee: GLAS PETER H 2000 HAMBURG DE
Current assignee: GLAS PETER H 2000 HAMBURG DE
Priority date: 1984-04-03
Filing date: 1984-04-03
Publication date: 1984-08-09

Description

Die Neuerung bezieht sich auf ein Ventil zum Einstellen des Durchflusses eines strömenden Mediums» bei dem durch die Einwirkung eines unter Druck stehenden Mediums ein in einem, vorzugsweise rohrförmigen, Strömungsweg liegender Spalt mehr oder weniger geschlossen wird.

Ein bekanntes Ventil dieser Art kann z.B. als Druckregler verwendet werden, wobei der Druck an der Ausgangsseite auf das Ventil einwirkt und so regelt, wieviel von dem an der Einlaßseite stehenden Medium, z.B. Propangas, durchgelassen wird.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches Ventil so auszubilden, daß es von außen betätigt werden kann und daß beim Hindurchströmen des Mediums ein möglichst geringer Durchflußwiderstand für das strömende Medium, z.B. Wasser auftritt.

Diese Aufgabe wird nach der Neuerung dadurch gelöst, daß wenigstens ein Teil der Wandung des Strömungsweges aus elastischem Material besteht und daß hinter der elastischen Wandung eine Kammer gebildet ist, in der sich ein Druckmedium, z.B. Hydraulik-Öl, befindet und die mit wenigstens einem Zuführungskanal bzw. -rohr für das Druckmedium versehen ist, das mehr oder weniger unter Druck gesetzt werden kann, so daß die elastische Wandung verschoben und der Durchflußquerschnitt mehr oder weniger verengt, ggfs. ganz geschlossen, werden kann.

Das Ventil kann zwischen zwei Flanschen in üblicher Weise in eine Rohrleitung eingebaut werden. Es ist aber auch möglich, nur einen Doppelflansch zu verwenden, an

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den innerhalb des Rohrleitungsquerschnittes die Konstruktionselemente für die Befestigung der elastischen Wandunq und die Bildung der Druckkammer angeordnet sind, wobei die Zuleitung zur Druckkammer durch den Doppelflansch radial nach außen zu einem Anschlußstutzen geführt ist. Das Ventil wird so in ein gerades Rohrstück eingefügt und alle Kräfte, die über die Wandung der Rohrleitung übertragen werden, werden nur vom Doppelflansch übernommen, so daß das Ventil selbst unbeeinflußt bleibt.

Bei geeigneter Ausbildung einer außenliegenden elastischen Wandung kann diese durch das Druckmedium nach innen vorgewölbt werden, so daß sich eine düsenartige Verengung ergibt, mit der die Durchflußmenge bzw. Durchflußgeschwindigkeit verändert werden kann.

Ein Ventil nach der Neuerung kann auch am Ende einer Rohrleitung angebracht werden, wobei der Ausfluß in den Außenraum oder der Zufluß aus einem Behälter gesteuert werden kann.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist zentral im Durchflußquerschnitt ein etwa zylindrischer Leitkörper angebracht, den in einem bestimmten Abstand die, z.B. zylindrische elastische Wandung umgibt, wobei zwischen der elastischen Wandung und einer festen äußeren Wand die Kammer gebildet wird. Durch den Leitkörper wird der Durehflußquersehnitt des Rohres verengt und durch das Druckmedium kann die elastische Wand bis an den Leitkörper verschoben werden, so daß der Durchfluß vollständig gesperrt werden kann.

Nach einer weiteren Ausführungsform besteht die Wandung des Leitkörpers aus elastischem Material, und sein Inneres ist als Kammer für das Druckmedium ausgebildet und über eine Leitung mit einem Druckanschluß verbunden. Durch Ausdehnen der Wandung des Leitkörpers kann die äußere, vorzugsweise feste Wandung erreicht und so ebenfalls eine vollständige Sperrung des Zuflusses bewirkt werden.

Die Neuerung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert, die je ein Ventil nach der Neuerung, teilweise im Schnitt, darstellen.

F i g. 1 zeigt eine Ausführungsform, bei der die elastische Wand von außen nach innen verschoben werden kann.
F i g. 2 zeigt eine Ausführungsform, bei der die elastische Wandung eines Leitkörpers nach außen gedrückt werden kann.

In einer Rohrleitung 1, die rechts abgebrochen dargestellt ist und die an ihrem linken Ende einen Flansch 2 trägt, wird von rechts ein strömendes Medium, z.B. Wasser, zugeführt. Das Ventil nach der Neuerung wird getragen von einem Flanschstück 3, das mit dem Flansch 2 der ankommenden Rohrleitung 1 und mit einem Flansch 4 einer abgehenden Rohrleitung 5, z.B. durch nicht dargestellte Schraubenbolzen, verbunden ist, wobei die Berührungsflächen durch Dichtungen 6 und 7 abgedichtet sind.

Alle bisher und im folgenden beschriebenen Teile sind rotationssymmetrisch zu einer Achse 8 ausgebildet/

soweit etwas Abweichendes nicht ausdrücklich angegeben ist.

An dem Flansch 3 ist eine Kammerwandung 9 befestigt, deren Außendurchmesser nur wenig kleiner ist als der Innendurchmesser des Rohres 1« Diese Kammerwandung 9 trägt an ihrem rechten Ende nach innen eine Verdickung 10 von einer gewissen Breite in Achsrichtung, die nach rechts in eine schräge Dichtungsfläche 11 ausläuft und dort wieder einen größeren Durchmesser annimmt, der etwa dem Innendurchmesser der Kammerwandung 9 entspricht.

An der Innenseite des Flansches 3 geht die Kammerwandung in eine entsprechende Verdickung 12 mit Abschrägung über, wobei zunächst ein Zuführrohr 15 außer Betracht gelassen sei, wodurch sich eine Darstellung ergibt, wie sie auf der unten gegenüberliegenden Seite des Schnittes bei 16 erkennbar ist.

Zwischen der Abschrägung 11 und der Abschrägung 13 ist eine Wandung 14 aus elastischem Material, z.B. aus Gummi, Kunststoff od.dgl., angebracht, die an beiden Enden durch entsprechend ausgebildete Klemmringe 17 und 18 abgedichtet und gehalten wird. Die Klemmringe 17 und 18 können in zugeordneten Teilen 19 und 20 am rechten Ende der Kammerwandung 9 bzw. an ihrem linken Ende im Flansch 3 in Gewinde eingeschraubt werden, wodurch das betreffende Ende der elastischen Wandung 14 festgeklemmt und abgedichtet wird. Die Wandung 14 kann durch einen Schlauchabschnitt gebildet sein. Zweckmäßig sind die Enden der Wandung 14 aufgeweitet eingespannt und sowohl für das durchströmende Medium wie für das Druckmedium

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abgedichtet.

Gegebenenfalls kann das rechts dargestellte Ende des Rohres 9 ebenso wie sein links dargestelltes Ende mit einem Flansch verbunden sein, so daß das ganze Ventil mit zwei Flanschen ausgerüstet und zwischen die Rohrleitungen 1 und 5 eingesetzt sein kann.

Zwischen der elastischen Wandung 14 und der festen Wandung 9 wird eine Kammer 21 gebildet. In diese wird ein, vorzugsweise flüssiges, Medium, z.B. Hydraulik-Öl, eingefüllt. Dieses ist durch die Wandungen 9 und 14 und deren Verbindung abgeschlossen gegenüber dem vom Rohr 1, z.B. einer dort angeschlossenen Pumpe, zugeführten fließenden Medium. Das Druckmedium wird zugeführt durch einen in den Flansch 3 gebohrten Kanal 15, der an der Außenseite des Flansches in eine Schlauchtülle 22 übergeht.

Durch die Verdickungen mit den Abschrägungen 11 und 13 und die Gewindestücke mit den Dichtungsringen 17 und 18 werden Haltestücke gebildet, durch die die Position der beiden Enden der elastischen Zylinderwandung 14 festgehalten wird. Wenn der Druck des Hydraulik-Öls in der Kammer 21 erhöht wird, so wölbt sich die elastische Wandung 14 nach innen und nimmt etwa eine Lage 26 ein. (Ein noch später zu beschreibender, zeijtral angebrachter zylindrischer Leitkörper 25 bleibt zunächst außer Betracht.) Infolgedessen wird die Durchflußöffnung für das strömende Medium verengt und der Durchfluß gedrosselt.

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Nach einer abgeänderten Ausführungsform kann zentral zu den bisher beschriebenen Teilen um die Achse herum ein rotationssymmetrischer, an seinem vorderen und hinteren Ende hydrodynamisch günstig abgerundeter Leitkörper 2 5 angebracht sein. Dieser ist an seinem vorderen und seinem hinteren Ende durch radial verlaufende Stege 29 bzw. 30 an der Wandung 9 bzw. am Flansch 3 gehaltert. Die Halter 29 und 30 sollen dies nur andeuten; zweckmäßig wird man in der Praxis auf jeder Seite mindestens drei solcher Stege anordnen; aber auch jede andere Art der zentralen Halterung, die den Durchfluß des Mediums nicht behindert, ist im Rahmen der Neuerung anwendbar.

Dieser Leitkörper 25 bewirkt, daß das strömende Medium aufgeteilt und direkt an der elastischen Wandung 14 vorbeigeführt wird.

Ersichtlich kann man durch Änderung des Druckes und/oder der Menge des Drucköles in der Kammer 21 die Auswölbung der elastischen Wandung 14 auch auf einen anderen Wert bringen, so daß der Durchfluß mehr oder weniger verändert wird.

In der bei 14 dargestellten Ruhelage der elastischen Wandung wirkt gegebenenfalls ein Teil des statischen Druckes des hindurchfließenden Mediums auf die elastische Wandung 14 ein, so daß diese nach hinten, in die Kammer 21 hinein, durchgedrückt werden könnte. Es kann daher zweckmäßig sein, hinter der elastischen Wandung 14, auf der zur Kammer 21 hin gewandten Seite, ein Stützorgan 27 anzubringen, das aus einem dünnen, rohrförmigen Metall

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besteht, das mit einer Mehrzahl von bei 28 angedeuteten Löchern versehen ist. In der dargestellten Lage der Wandung 14 gibt dieses Organ 28 dann der elastischen Wandung 14 eine stabile Stützung. Wenn jedoch der Druck des Hydraulik-Öls in der Kammer 21 erhöht wird, überträgt sich dieser sofort durch die vielen Löcher 28 auf die elastische Wandung 14 und verschiebt diese in die erforderliche Lage.

Infolge des Leitkörpers 25 kann so in der Lage 26 der elastischen Wandung erreicht werden, daß der Durchfluß des in der Leitung 1 von rechts kommenden Mediums ganz abgesperrt ist.

Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform der Neuerung, bei der die Wandung des Leitkörpers elastisch ausgebildet ist. Dabei ist zwischen einem Rohr 1 mit Flansch 2 und einem Rohr 5 mit Flansch 4 ein etwa ringförmiger Flansch 35 angebracht und durch Dichtungen 6 und 7 sowie nicht dargestellte Verbindungselemente, wie Schraubbolzen miteinander befestigt. An dem Flansch 35 ist innerhalb des Rohres 1 ein ebenfalls etwa rohrförmiges Trageorgan 36 befestigt. Zentral innerhalb des Rohres 1 ist ein Leitkörper angebracht, der eine elastische Wandung 37 besitzt. Diese besteht aus einem Schlauchabschnitt, dessen Enden gegebenenfalls zu einem kleineren Durchmesser hin verfonnt sind. Rechts und links ist die Wandung 37 über die Enden eines zum Schlauchstück 37 hin pilzförmig verdickten Tastenhaitestuckes 38 bzw. zweiten Haltestückes 39 geschoben.

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Auf der dem Schlauchstück 37 gegenüber abgewandtan Seite tragen die Haltestücke 38 bzw. 39 eine Verdickung, die zur Führung des strömenden Mediums in den zwischen elastischer Wandung 37 und fester Wandung 38 gebildeten Ringspalt dienen. Bemerkt sei, daß im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 das strömende Medium vorzugsweise von links nach rechts durch das Ventil nach der Neuerung hindurchtritt. Hinter dem, der elastischen Wandung 37 zugewandten Rand des Haltestückes 38 bzw. 39 wird in der dargestellten Weise ein im Querschnitt etwa keilförmiger Spalt gebildet. In diesem wird das Ende des Schlauches 37 abdichtend festgelegt und gehaltert. Dazu kann ein etwa ringförmiges, im Querschnitt etwa dreieckiges Formstück 40 bzw. 41 dienen, das mittels eines Spannbandes 42 bzw. 43 Kraft ausübt und so den dichtenden Abschluß bewirkt.

Das vordere Haltestück 39 ist im Doppelflansch 35 mittels eines ausreichend starkwandigen Rohres 44, das an einem Ende einen Schlauchanschluß 45 trägt und das von dieser Seite des Flansches 35 etwa radial durch das Haltestück 39 hindurch in den gegenüberliegenden Flanschteil hineinreicht. Das Haltestück 38 trägt eine axiale Bohrung 46, die einerseits mit der Druckkammer hinter dem Schlauchstück 37 und andererseits über eine seitliche Bohrung 47 mit dem Hohlraum des Rohres 44 in Verbindung steht. Das Rohr 44 ist sowohl im Flansch 35 wie im Haltestück 39 dicht eingesetzt., z.B. durch Hartlöten, so daß das durch die Rohrleitung strömende Medium und das Druckmedium

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sicher voneinander und von der Umgebung getrennt sind. Wenn vom Anschluß 45 das Druckmedium unter einen höheren Druck gesetzt oder aber ein bestimmtes Quantum dieses Mediums in das Rohr 44 hineingedrückt wird, wird die Wandung 37 nach außen gedrückt, so daß der Durchflußquerschnitt gegenüber der festen Wandung 38 verringert wird. Bei maximalem Druck bzw. einer maximalen Menge hineingedrückten Hydraulik-Öls kann die Wandung 37 bis in die Lage 48 verschoben werden, so daß dann das Ventil geschlossen ist.

In den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 und 2 wird das Ventil nach der Neuerung mit einem einzigen Zwischenflansch 3 bzw. 35 in der Rohrleitung 1,5 befestigt. Es ist, wie erwähnt, auch möglich, einen entsprechenden zweiten Flansch am rechten Ende der festen Wandung 9 bzw. 36 anzubringen, so daß das Ventil dann wie ein Rohrstück an beiden Enden mit der Rohrleitung verbunden wird. In diesem Fall braucht die Drucköl-Zuführung nicht durch einen Flansch zu erfolgen, sondern kann an einer oder

mehreren beliebigen Stellen der Wandung 9 bzw. 36 vorgenommen werden, die dann eine zugängliche Außenwandung darstellt.

Damit die elastische Wandung 37 im Betrieb eine definierte Lage einnimmt, ist in Fig. 2 das Kopfstück 38 über wenigstens eine, vorzugsweise drei Streben 48 mit dem Trageorgan 36 verbunden. Diese Streben 48 sind, wie die Streben 29 in Fig. 1, für das fließende Medium im wesentlichen durchlässig. Diese Streben können auch

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an der Rohrwandung 1 befestigt sein, insbesondere bei
einer solchen Ausbildung, die an beiden Enden des Ventils
mit einem Flansch ausgerüstet ist, wobei dann das Trageorgan 36 durch die Rohrwandung gebildet werden kann.
In Fig. 2 kann die den Leitkörper bildende elastische Wand 37 mit einer dem Haltestück 38 entsprechenden Kopfform in einem Stück gebildet sein, z.B. als Form-Gummikörper,
so daß die Dichtungen 40,42 entfallen können und lediglich eine Positionshalterung, wie mit den Streben 38, vorgenommen werden soll.

Claims

DIPL.-ING. J. RICHTER .*"; ;*'· . .". ;— & A T E N T A N W A L T E DIPL.-ING. F. WERDERMANN '..' ,.'· ·' Γ :'·"..'..'. ZÜGEL. VERTRETER BEIM EPA · PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE EPO - MANDATAIRES AGREES PRES LOEB ZOOO HAMBURG 36 8.5.1984 NEUER WALL1O 'S1 CO4O) 340045/340056 TELEGRAMME: INVENTIUS HAMBURG TELEX 2163551 INTU D UNSER ZEICHEN/OUR RLE G.84082-III-2302 Aktenzeichen G 84 10 281.0 Anmelder; Peter H. Glas, 2000 Hamburg Titel: Ventil zum Einstellen des Durchflusses eines strömendea Mediums. Schutzansprüche

1. Ventil zum Einstellen des Durchflusses eines strömenden Mediums, bei dem durch die Einwirkung eines unter Druck stehenden Mediums ein in einem, vorzugsweise rohrförmigen, Strömungsweg liegender Spalt mehr oder weniger geschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Wandung des Strömungsweges (14; 37) aus elastischem Material besteht, daß hinter der elastischen Wandung (14; 37) eine größenveränderbare Kammer (21) gebildet ist, in der sich ein Druckmedium, z.B. Hydraulik~Öl, befindet und die mit wenigstens einem Druckmedium-Zuführungskanal bzw. -rohr (15) versehen ist, und daß die elastische Wandung (14 bzw. 37)

zur Durchflußquarschnittsveränderung verschiebbar ausgebildet ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die elastische Wandung (14 bzw. 37) aus Gummi, Kunststoff od.dgl. besteht.

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die elastische Wandung (14 bzw. 37) durch einen Schlauchabschnitt gebildet wird.

4. Ventil nach einem der vorangehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, aaß die elastische Wandung (14 bzw. 37) an beiden Enden sowohl für das durchströmende Medium wie für das Druckmedium eingespannt und abgedichtet und an eine Rohrleitung angeschlossen ist.

5. Ventil nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Wandung (14 bzw. 37) an beiden Enden aufgeweitet eingespannt ist.

6. Ventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an wenigstens einem Ende
einer etwa zylindrischen Druckkammer (21 bzw. 47) die

elastische Wandung (14 bzw. 37) in Dichtungen an einem Haltestück (9, 10, 18, 20; 38, 39) befestigt ist.

7. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Haltestück (18,20;39) in einen, gegebenenfalls doppelten, Flansch (3;35) übergeht, an den die Flansche (2 und 4) eines ankommenden und eines abgehenden Rohres (1 und 5) befestigt sind und daß eine oder mehrere Zuleitungen (15;44) für das Druckmedium etwa radial durch den Flansch 3;35) geführt sind.

8. Ventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kammer (21) hinter der elastischen Wandung (14) wenigstens ein Stützorgan (27) angebracht ist.

9. Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützorgan (27) als zylindriches Metallrohr mit einer Mehrzahl von Öffnungen (28) ausgebildet ist.

10. Ventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zentral im Durchflußquerschnitt ein etwa zylindrischer Leitkörper (25) angebracht ist, daß ddn Leitkörper (25) in einem bestimmten Abstand die, z.B. zylindrische, elastische Wandung (14) umgibt, und daß zwischen der elastischen Wandung (14) und einer festen Außenwand (9) die Kammer (21) gebildet wird.

11. Ventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß von der Kammer (21) eine Leitungsverbindung (15) zu einem Anschlußteil (22) führt.

12. Ventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitkörper (25) an seinem vorderen und/od<9r an seinem hinteren Ende, z.B. durch Streben (26 und 27), an der Druckkammerwandung (9) gehaltert ist.

13. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung (37) des Leitkörpers aus elastischem Material besteht und sein Innenraum (49) als Kammer für das Druckmedium ausgebildet und über eine Leitung (44,47) mit einem Druckanschluß (45) verbunden ist.

14. Ventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (44) etwa radial durch einen Flansch

(35) an einen Anschlußteil (45) geführt ist.

15. Ventil nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Ende einer zylindrisch atasgebildeten elastischen Wand (37) mit einem Haltestück (38 bzw. 39) dicht verbunden ist.

16. Ventil nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Haltestücke (38 bzw. 39) nach außen eine hydrodynamisch günstige Form aufweist.

17. Ventil nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Haltestück (38 bzw. 39) über

ein für das fließende Medium im wesentlichen durchlässiges Beiestigungselement (48) an einem Plansch, einem Trageorgan (36) oder einer Rohrwandung (1) befestigt ist.

18. Ventil nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß durch ein Befestigungselement (44) die Leitung für das Druckmedium geführt ist.

19* Ventil nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (44) rohrförmig ausgebildet ist.

20. Ventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element (14 bzw., 37) mit einem Schraubring (17) dicht abgeschlossen ist.

21. Ventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element durch eine Spann-Schelle (42) dicht abgeschlossen ist.

22* Ventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element durch Kleben abgedichtet ist.