DE9410832U1

DE9410832U1 - Throttle mixing device of the tandem type for fluids

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Publication number: DE9410832U1
Application number: DE9410832U
Authority: DE
Original assignee: Kuhnke GmbH
Current assignee: Kuhnke GmbH
Priority date: 1994-07-11
Filing date: 1994-07-11
Publication date: 1994-09-01
Anticipated expiration: 2004-07-12

Description

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Anmelder: Kuhnke GmbH1
Applicant: Kuhnke GmbH

Lütjenburger Str. 101
23714 MalenteLütjenburger Str. 101
23714 Malente

Drosselmischeinrichtung der Tandembauart für Fluide
10Tandem type throttle mixing device for fluids
10

Die Erfindung geht aus von einer Drosselmischeinrichtung der Tandembauart für Fluide gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention is based on a throttle mixing device of the tandem type for fluids according to the preamble of claim 1.

Bei dieser vorbekannten Drosselmischeinrichtung bestehen die beiden Dichtungskörper der gemeinsamen Verstellspindel aus sogenannten Drosselnadeln, die wechselweise in einen freien Strömungsquerschnitt einfahren, um diesen zu verringern oder zu schließen, bzw. ausfahren, um gleichzeitig einen anderen Strömungsquerschnitt zu vergrössern oder zu öffnen, wozu die Spindel gedreht wird, um die axiale Verstellung der Drosselnadeln zu bewirken. Die Konturen der Drosselnadeln sind kompliziert geformt und ihre koaxiale Lage zu ihren Sitzen schwierig einzuhalten, so daß eine relativ große Fertigungstoleranz erforderlich ist und die Nadelstellungen zueinander aufwendig herzustellen sind mit dem Ergebnis, daß ein zufriedenstellendes proportionales Einstellverhältnis der Drosselnadeln in ihren Stellungen und eine Reproduzierbarkeit der Gemischeinstellung der Fluide in Abhängigkeit von der Spindelverdreheinstellung fertigungstechnisch nur sehr schwierig erreicht werden kann.In this known throttle mixing device, the two sealing bodies of the common adjusting spindle consist of so-called throttle needles, which alternately move into a free flow cross-section in order to reduce or close it, or move out to simultaneously increase or open another flow cross-section, for which purpose the spindle is rotated to effect the axial adjustment of the throttle needles. The contours of the throttle needles are complicated and their coaxial position to their seats is difficult to maintain, so that a relatively large manufacturing tolerance is required and the needle positions relative to one another are complex to produce, with the result that a satisfactory proportional adjustment ratio of the throttle needles in their positions and a reproducibility of the mixture adjustment of the fluids depending on the spindle rotation setting can only be achieved with great difficulty in terms of manufacturing technology.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Verbesserung der einleitend angeführten Drosselmischeinrichtung dahingehend, daß eine sichere proportionale Einstellung der Dichtungskörper der Verstellspindel fertigungstechnisch einfacher erreicht werden kann und daß eine bessere Reproduzierbarkeit der Einstellung des Mischungsverhältnisses der zu mischenden Fluide gegeben ist.The object of the invention is to improve the throttle mixing device mentioned in the introduction in such a way that a reliable proportional adjustment of the sealing bodies of the adjusting spindle can be achieved more easily in terms of manufacturing technology and that a better reproducibility of the adjustment of the mixing ratio of the fluids to be mixed is provided.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in dem Anspruch 1 angegeben.The solution to this problem is specified in claim 1.

Mit dieser Lösung wird es mit einfacheren fertigungstechnischen Mitteln erreicht, daß eine sichere bzw. genaue Einstellung der Dichtungskörper erreicht wird. Dies ist im wesentlichen durch die platten förmige Ausbildung der Dichtungskörper und durch die Trennwand mit radialen Dichtungsflächen begründet, welche Bauteile auf einfache Weise mit sehr enger Toleranz der Dichtungsflächenpaare und Erzielung eines relativ großen Strömungsquerschnittes hergestellt werden können. Dadurch ergibt sich der weitere Vorteil, daß auch die Reproduzierbarkeit der Einstellung des Mischungsverhältnisses der zu mischenden Fluide in engeren Grenzen als bisher möglich ist.This solution achieves a safe and precise adjustment of the sealing bodies using simpler manufacturing techniques. This is essentially due to the plate-shaped design of the sealing bodies and the partition wall with radial sealing surfaces, which components can be easily manufactured with very narrow tolerances of the sealing surface pairs and achieve a relatively large flow cross-section. This results in the further advantage that the reproducibility of the adjustment of the mixing ratio of the fluids to be mixed is also possible within narrower limits than previously.

Insbesondere ist auch, in Abhängigkeit von der Drehstellung der Verstellspindel, eine bessere proportionale Fluidmengenveränderung zwischen den beiden Eingängen der Drosselmischeinrichtung gegeben, und zwar bezogen auf den einzigen Strömungsausgang der Drosselmischeinrichtung. Des weiteren wird erreicht, daß der maximale Hub der Dichtungskörper bei größter Durchströmuhgsmenge' durch die Drosselmischeinrichtung gegenüber dem Stand der Technik kleiner ist. In bevorzugter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Drosselmischeinrichtung besteht die Trennwand aus einem gesonderten, in die Gehäusekonstruktion der Einrichtung eingesetzten Bauteil. Hierdurch wird die Fertigung der Dichtungsflächen der Trennwand fertigungsmäßig und kostenmäßig noch weiter verbessert bzw. verringert.In particular, depending on the rotational position of the adjusting spindle, there is a better proportional change in the fluid quantity between the two inlets of the throttle mixing device, in relation to the only flow outlet of the throttle mixing device. Furthermore, the maximum stroke of the sealing bodies at the greatest flow rate through the throttle mixing device is smaller than in the prior art. In a preferred embodiment of the throttle mixing device according to the invention, the partition consists of a separate component inserted into the housing construction of the device. This further improves or reduces the production of the sealing surfaces of the partition in terms of production and cost.

Des weiteren können wenigstens einige der Bauteile Dichtungskörper und Trennwand aus hartem Material, z. B. aus Keramik, und die anderen dieser Bauteile aus weichem Material, z. B. Kunststoff, bestehen. Hierdurch ist ein extrem weiter Einsatzbereich der erfindungsgemäßen Drosselmischeinrichtung gegeben, insbesondere auch in bezug auf die Art der gasförmigen und flüssigen Fluide.Furthermore, at least some of the components, sealing body and partition wall, can be made of hard material, e.g. ceramic, and the other components can be made of soft material, e.g. plastic. This provides an extremely wide range of applications for the throttle mixing device according to the invention, in particular with regard to the type of gaseous and liquid fluids.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in den anliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below using an embodiment shown in the accompanying drawings. Show:

Figur 1 einen Axialschnitt durch das Ausführungsbeispiel,Figure 1 shows an axial section through the embodiment,

Figur 2 einen teilweisen Axialschnitt eines ■ abgeänderten Ausführungsbeispieles. Figure 2 shows a partial axial section of a modified embodiment.

Nach der Zeichnung besteht das Ausführurigsbeispiel aus einer Gehäusekonstruktion 1 aus einem Hauptgehäuseteil 2 mit einem Deckelteil 3, aus einer im Inneren des Gehäuses mittels eines Sicherungsringes 4 befestigten Trennwand 5, die gegenüber dem Gehäuse durch Dichtungsringe 6 abgedichtet gelagert ist, und aus einer durch Drehung gemäß dem Doppelpfeil 7 axial in dem Gehäuse 1 verstellbaren bzw. einstellbaren Spindel 8 mit zwei plattenförmigen, sich radial erstreckenden, Dichtungskörpern 9 und 10. Diese plattenförmigen Dichtungskörper weisen einen axialen Abstand voneinander auf und kommen in Endstellung je an einer radialen Seitenfläche der Trennwand 5 zur Anlage, was von der axialen Stellung der Spindel 8 abhängt. Die Dichtungskörper 9, 10 können auf verschiedene Weise an der Spindel 8 vorgesehen bzw. mit ihr verbunden sein. Im dargestellten Fall besitzt die Spindel ein Zwischenstück 8a mit einem Gewindeteil 8b, um den Dichtungskörper 9 einklemmen zu können. Der andere Dichtungskörper 10 ist mittels einer Schraube 8c an demAccording to the drawing, the exemplary embodiment consists of a housing construction 1, a main housing part 2 with a cover part 3, a partition wall 5 fastened inside the housing by means of a locking ring 4, which is mounted in a sealed manner with respect to the housing by sealing rings 6, and a spindle 8 that can be adjusted axially in the housing 1 by rotation according to the double arrow 7 and has two plate-shaped, radially extending sealing bodies 9 and 10. These plate-shaped sealing bodies are axially spaced from one another and in the end position each come into contact with a radial side surface of the partition wall 5, which depends on the axial position of the spindle 8. The sealing bodies 9, 10 can be provided on the spindle 8 or connected to it in various ways. In the case shown, the spindle has an intermediate piece 8a with a threaded part 8b in order to be able to clamp the sealing body 9. The other sealing body 10 is fixed to the

Zwischenstück 8a befestigt. Die axiale Verstellung der Spindel 8 erfolgt über ein Gewinde 8d. Durch die Trennwand 5 ist der hohle Innenraum des Gehäuses 1 in zwei Kammern 11 und 12 unterteilt, wobei jede Kammer mit einem Eingang El bzw. E2 des Gehäuses 1 kommuniziert.Intermediate piece 8a is attached. The axial adjustment of the spindle 8 is carried out via a thread 8d. The hollow interior of the housing 1 is divided into two chambers 11 and 12 by the partition wall 5, with each chamber communicating with an inlet El or E2 of the housing 1.

Die Trennwand 5 ist mit einem zentralen Strömungsdurchgang 13 versehen, durch den sich die einstellbare Spindel 8 mit radialem Abstand hindurcherstreckt. Des weiteren weist die Trennwand 5 einen radialen Nebenkanal 14 auf, der einerseits mit dem zentralen Durchgang 13 und andererseits mit einem einzigen Ausgang Aus des Gehäuses 1 kommuniziert. Um die Ausrichtung des Nebenkanales 14 zu dem Gehäuseausgang zu erleichtern, ist in dem Gehäuse 1 ein Umfangskanal 15 vorgesehen. The partition wall 5 is provided with a central flow passage 13 through which the adjustable spindle 8 extends at a radial distance. Furthermore, the partition wall 5 has a radial secondary channel 14 which communicates on the one hand with the central passage 13 and on the other hand with a single outlet Aus of the housing 1. In order to facilitate the alignment of the secondary channel 14 with the housing outlet, a circumferential channel 15 is provided in the housing 1.

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Der maximale Hub der plattenförmigen Dichtungskörper 9 und 10 bestimmt sich nach der Gleichung H = A/U, worin A der freie Strömungsquerschnitt des Strömungsdurchganges 13 und U der äußere Umfang des Strömungsdurchganges 13 ist.The maximum stroke of the plate-shaped sealing bodies 9 and 10 is determined according to the equation H = A/U, where A is the free flow cross section of the flow passage 13 and U is the outer circumference of the flow passage 13.

Um eine gute Abdichtung zwischen den plattenförmigen Dichtungskörpern 9 und 10 und der zugehörigen kammerseitigen" Fläche 16 bzw. 17 der Trennwand 5 zu erhalten, sind die Flächen 16 und 17 als Dichtungsflächen mit jeweils erforderlicher Oberflächengüte ausgebildet, was im vorliegenden Fall fertigungstechnisch einfach zu erzielen ist.In order to obtain a good seal between the plate-shaped sealing bodies 9 and 10 and the associated chamber-side surface 16 or 17 of the partition wall 5, the surfaces 16 and 17 are designed as sealing surfaces with the required surface quality, which in the present case is easy to achieve in terms of manufacturing technology.

Abhängig von den jeweils zu mischenden, über die Eingänge El und E2 in das Gehäuse eintretenden Fluide sind die Trennwand 5 und die beiden Dichtungsplatten 9 und 10 aus hartem und/oder weichem Material hergestellt. So können z. B. die Dichtungsplatten 9 und 10 aus Keramik bestehen, während die Trennwand 5 aus KunststoffDepending on the fluids to be mixed, which enter the housing via the inlets El and E2, the partition wall 5 and the two sealing plates 9 and 10 are made of hard and/or soft material. For example, the sealing plates 9 and 10 can be made of ceramic, while the partition wall 5 can be made of plastic.

besteht, welches Material weicher ist als Keramik. Es ist aber auch möglich, daß die Trennwand 5 ebenfalls aus Keramikmaterial besteht. In einer anderen Alternative kann die Trennwand 5 aus Keramikmaterial bestehen, während die Dichtungsplatten 9 und 10 aus weichem Material bestehen.which material is softer than ceramic. However, it is also possible that the partition wall 5 also consists of ceramic material. In another alternative, the partition wall 5 can consist of ceramic material, while the sealing plates 9 and 10 consist of soft material.

Bei relativ kleinen Querschnitten des zentralen Strömungsdurchganges 13 der Trennwand 5 ist es sinnvoll, die Steigung der Spindel 8 so zu wählen, daß das eine oder andere Ende des Srömungsdurchganges 13 bei einer Drehung der Spindel von maximal 360° vom geschlossenen in den voll geöffneten Zustand eingestellt werden kann. Bei größeren Querschnitten ist es vorteilhaft, mehr als eine Umdrehung der Spindel 8 vorzusehen, um ein sehr genaues' Mischungsverhältnis zwischen den durch die Eingänge El und E2 eintretenden Fluide zu erhalten.With relatively small cross-sections of the central flow passage 13 of the partition wall 5, it is sensible to select the pitch of the spindle 8 so that one or the other end of the flow passage 13 can be adjusted from the closed to the fully open state with a maximum rotation of the spindle of 360°. With larger cross-sections, it is advantageous to provide more than one rotation of the spindle 8 in order to obtain a very precise mixing ratio between the fluids entering through the inlets El and E2.

- ■ '■ ■ Im dargestellten Beispiel ist die Trennwand 5 als gesondertes Bauteil in dem Gehäuse 1 montiert. Es ist jedoch auch möglich, daß die Trennwand 5 ein einstückiges Bauteil mit dem Gehäuseteil 2 bildet, wobei dann im Bereich der Spindel 8 ein weiterer Gehäusedeckel vorgesehen ist. Eine solche Konstruktion wird man vorsehen, wenn an die Dichtungsflächen 16 und 17 der Trennwand 5 in bezug auf vorbestimmte Fluide geringere Anforderungen gestellt werden können. - ■ '■ ■ In the example shown, the partition wall 5 is mounted as a separate component in the housing 1. However, it is also possible for the partition wall 5 to form a one-piece component with the housing part 2, in which case a further housing cover is provided in the area of the spindle 8. Such a construction will be provided if lower demands can be placed on the sealing surfaces 16 and 17 of the partition wall 5 with regard to predetermined fluids.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 zeigt eine geänderte Konstruktion der Spindel 8, wodurch es möglich ist, die beiden plattenförmigen Dichtungskörper 9, 10 zueinander einstellen zu können, z. B. um bei zusammengebauter Drosselmischeinrichtung eine nachträgliche Justierung der Dichtungskörper vornehmen zu können.The embodiment according to Fig. 2 shows a modified design of the spindle 8, whereby it is possible to adjust the two plate-shaped sealing bodies 9, 10 to each other, e.g. in order to be able to subsequently adjust the sealing bodies when the throttle mixing device is assembled.

Hierzu besteht die Spindel 8 aus einem inneren Spindelteü 18, und aus einem äußeren, hülsenförmig ausgebildeten und den innerenFor this purpose, the spindle 8 consists of an inner spindle part 18, and of an outer, sleeve-shaped and the inner

Spindelteil koaxial aufnehmenden Spindelteil 19, wobei beide Spindelteile durch ein Gewinde 20 miteinander in Eingriff stehen, so daß sie und damit die Dichtungskörper 9, 10 relativ zueinander axial einstellbar sind. Der innere Spindelteil 18 erstreckt sich durch den Strömungsdurchgang 13 der Trennwand 5 und trägt an seinem Ende den plattenförmigen Dichtungskörper 10. Der hülsenförmige andere Spindelteil 19 trägt den plattenförmigen Dichtüngskörper 9 auf der anderen Seite der Trennwand 5. Die beiden Spindelteile 18, 19 sind des weiteren so miteinander arretierbar, z. B. durch Kontermuttern, daß sich beide Dichtungskörper gleichzeitig um den gleichen Betrag axial bewegen, wenn nur der äußere Spindel teil 19 axial verstellt wird, um das jeweils gewünschte Fluidmischungsverhältnis einzustellen. ■ 'Spindle part coaxially receiving spindle part 19, both spindle parts engaging with each other by a thread 20 so that they and thus the sealing bodies 9, 10 can be adjusted axially relative to each other. The inner spindle part 18 extends through the flow passage 13 of the partition wall 5 and carries the plate-shaped sealing body 10 at its end. The sleeve-shaped other spindle part 19 carries the plate-shaped sealing body 9 on the other side of the partition wall 5. The two spindle parts 18, 19 can also be locked together, e.g. by means of lock nuts, so that both sealing bodies move axially by the same amount at the same time if only the outer spindle part 19 is axially adjusted in order to set the desired fluid mixing ratio. ■ '

Claims

"&Iacgr; ' Protection claims

1. Throttle mixing device of the tandem type for fluids, in which two fluid inlets of a housing construction can be regulated in relation to their only fluid outlet by means of a common, axially rotatable spindle with two sealing bodies in such a way that the flow rate through one inlet is reduced and at the same time the flow rate through the other inlet is increased and vice versa, characterized in that the housing construction (1) is divided by a partition wall (5) into two chambers (11, 12) each communicating with one of the two inlets (El, E2), that the partition wall (5) has a central flow passage (13) through which the adjustable spindle (8) extends at a radial distance, and a secondary channel (14) connecting the flow passage (13) to the only housing outlet (Aus), and that sealing surfaces (16, 17) are provided on the two chamber-side surfaces of the partition wall (5), on which the Sealing body (9, 10) of the spindle (8) come into contact.

2. Device according to claim 1, characterized in that the partition wall (5) consists of a separate component inserted into the housing construction (1).

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the plate-shaped sealing bodies (9, 10) and the partition wall (5) consist of hard material.

4. Device according to claim 1 or 2, characterized in that some of the parts sealing body (9, 10) and partition wall (5) consist of hard material and the other of the said parts consist of soft material.

5. Device according to claim 3 or 4, characterized in that the hard material consists of ceramic and the soft material consists of plastic. '

6. Device according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the full stroke (H) of the axially adjustable spindle (8) can be achieved with a maximum of one full rotation (360°) of the spindle.

7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the spindle (8) consists of an inner spindle part (18) which extends through the flow passage (13) of the partition wall (5) and carries the one plate-shaped sealing body (10) at the end, and an outer, sleeve-shaped spindle part (19) which coaxially accommodates the inner spindle part (18) and carries the other plate-shaped sealing body (9), and that the two spindle parts (18, 19) are axially adjustable and lockable in engagement with one another by means of a thread (20).