DESC016537MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 18. Oktober 1954 Bekanntgemacht am 12. Juli 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung bezieht sich auf ein Freilauf-Rückschlagventil für dlie Druckleitung von, Kreiselpumpen, das selbsttätig eine Entliastungsleitung öffnet, wenn der Kreiselpumpe weniger als eine bestimmte Mindestmenge entnommen wird.

Der Kegel eines Rückschlagventils nimmt im Betriebszustand eine solche Gleichgewichtslage ein, daß Eigengewicht und Strömungsdruck sich gegenseitig aufheben. Wird, ohne die Durchfluißmenge zu, ändern, der Kegel aus seiner Gleichgewichtslage gebracht, so entsteht eine rücktreibende Kraft. Der Kegel ist'also schwingungsfähig. Wenn g die Erdbeschleunigung und s die Hubhöhe der Gleichgewichtslage bedeutet, soi ist diei Eigenkreisfrequenz des" Kegels (2 g/s)¹¹², also von der Hubhöhe bzw. von der Durchflußmenge abhängig. Bei Vorhandensein, erregender Kräfte oder bei Änderung der Durchflußmenge wird der Kegel schwingen. Die Führungsschäftei werden also entsprechend stärker beansprucht und verschleißen schneller als erforderlich. Bei einfachen, Rückschlagventilen ist die Gefahr jedoch nicht so groß, daß besondere Maßnahmen zur Vermeidung der Schwingungen! erforderlich waren. Anders ist das bei Freilauf-Rückschlagventiilen, weil hier der Kegel einen Nebenauslaß betätigt, der meist als Schieber ausgebildet ist und unter dem. Leitungsdiruck, dier oft sehr hoch ist, über seinen Sitz gleitet. Die Lebensdauer des

609 549/242

Sch 16537 XII/47 g

schon hoehbeilasteten Schieberabschlusses wird durch die Schwingungsberwegungein, erheblich herabgesetzt. Zur Vermeidung der Schwingungen, ist es erforderlich, das ganze System so auszubilden, daß es stark gedämpft ist und aperiodisch, wird, dier Dämpfungsfaktor alsoi größer als die Eigenfrequenz ist. Weil die Eigenfrequenz bei Annäherung an die Schließ lage des Kegels gegen unendlich steigt, ist die übliche Dämpfung durch Zylinder

ίο und Kolben nicht im ganzen Bereich ausreichend.

Eine solche kann, nur mit einem relativ kleinen

Dämpfungsfaktor ausgeführt werden, weil sonst der Kegel bei plötzlicher Unterbrechung dies Durchflusses nicht schnell genug schließen würde, also ein meist gefürchtetes Rückströmen eintreten würde.

Der Erfindung liegt nun, der Gedanke zugrunde.; durch zweckmäßige Ausbildung des Kegels eine im glänzen Bereich ausreichende Dämpfung zu er-

zielen. . ,

Für eine zu, betrachtende Gleichgewichtslage ist die Durchflußmenge konstant. Wird nun der Kegel durch irgendeine Kraft ausgelenkt, so hat er. dabei eine bestimmte Menge Flüssigkeit zu verdrängen, die gegen die Bewegungsrichtung des Kegels fließt und die Sitzflächen, passiert. Die Geschwindigkeit. der Flüssigkeitsmenge ist proportional der Kegelgeschwindigkeiti und addiert sich zu, dar vorhandenen. Strömungsgeschwindigkeit:. Da im Gleibhgewichtszustandi die Kraft Null wird;-genügt -'für ·. die Berechnung der Kraft bei kleinem. Auslenkungen die Verwendung des linearen; Gliedes der Taylorsahen, Reihlei. Die Kraft ist also proportional der Kegelgeschwindigkeit und, weil sie außerdem negativ ist, eine Dämpfüngskraft. Der Dämpfungsfaktor wird FSgIQs, wenn F die wirksame Fläche des Kegels, 5" der maximale Hub und Q diie dabei fließende Menge sind. Die wirksame Fläche des Kegels ist der Querschnitt, an .dessen Umrandung die Drosselung erfolgt/'diet das^: Anheben des Kegels bewirkt/also« bei einem Freilauf-Rückschlagventil arn Vor- oder Nachkegel, wobei letzterer nicht wegen, seiner geometrischen Fo'rm so· bezeichnet wird, sondern, weil er die gleichen Aufgaben erfüllt wie ein Vorkegel, jedoch hinter der Sitzfläche liegt. Stellt man nun die Ungleichung auf dafür, daß dier Dämpfungsfaktor größer ist als die Eigenfrequenz, erkennt man, daß der Dämpfungsfaktor mit fallendem Hub stärker wächst.als die Eigenfrequenz. Für die Auswertung genügt-es also', den maximalen Hub zu betrachten. .Die wirksame Fläche F ist proportional dem Quadrat der Nennweite (NW). Die Durchflußmenge Q ist, proportional, dem Quadrat der Nenn-. weite sowie proportional der Geschwindigkeit w im Rohr. Wird dies berücksichtigt,.ergibt sich, daß S Dⁱ/(NW)ⁱ größer als 2W²/g sein muß, wenn das System aperiodisch sein soll. Hierbei ist D dier Durchmesser der wirksamen Fläche F, der den größten Einfluß auf die Dämpfung hat. Es genügt, bei. Freilauf-Rückschlagveintiilen dlais Schwingen im Bereich der Betätigung¹: :des Nebenauslasses zu unterdrücken. Man wird also die Geschwindigkeit w für die Durchflußmenge bestimmen, bei der der Nebenauslaß geschlossen wird. Setzt man diese Menge mit 22% der vollen Durchflußmenge an und wählt dabei den, vorhandenen maximalen Hub 5" mit der halben. Nennweite (NW), so ergibt sich, daß bei den, in Speiseleitungen üblichen Geschwindigkeiten der Durchmesser der beim Hub S wirksamen. Fläche F mindestens i,4mail so groß wie die Nennwerte sein muß.

In, der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand · in zwei Ausführungsbeispielen veranschaulicht.

Abb¹, ι zeigt einen Längsschnitt durch ein aperiodisches Freilauf-Rückschlagventil mit Vorkegel gemäß der Erfindung;

Abb«. 2 stellt einen Ausschnitt eines Rückschlagventils der Abb. 1 mit eimern Nachkegel dar.

Der Kegel 1 ist in dem Ventilgehäuse 2 bei 3 und 4 geführt. An dem. Kegel ist ein, Drehschieber 5 ahgelenkt, der die Freilauf düse 6 steuert. Der Kegel ι weist einen, Vorkegel 7 auf. Mit D ist der Durchmesser der wirksamen Flächle F = D² π/4 bezeichnet, S ist der maximale, ^ der-jeweilige Hub des Kegels und NW die Nennweite am Eintritts-.fiansch des Ventils. . .,. ...

Bei der Ausführung'der¹·Abb. 2 ist der Kegel i_H mit: einem Nachkegel 8 ausgestattet.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Freilauf-Rückschlagvenitil für die Druckleitung von Kreiselpumpen, das selbsttätig¹ eine Entlastungsleitung öffnet, wenn der Kreiselpumpe weniger als eine bestimmte Mindestmenge entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Querschnitts . des Rückschlagkegels, auf den dier vom Kegel durch Drosselung verursachte Differenzdruck wirkt, mindestens i,4mal so groß wie die Nennweite des Eintrittsflansches des Frei lauf-Rückschlagventils ist.

   -. In Betracht gezogene-Druckschriften: .
   Deutsche Patentschriften Nr. 651 997, 660077, 705 696, 917 221. :^;.';'"

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen,