DE1913899A1 - Geraeuscharme Druckminderungs- und Auslaufventile fuer Fluessigkeiten - Google Patents

Geraeuscharme Druckminderungs- und Auslaufventile fuer Fluessigkeiten

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DE1913899A1
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pressure reducing
liquids
discharge valves
radius
inlet pipe
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Mueller Dr-Ing Hans F
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MUELLER DR ING HANS F
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MUELLER DR ING HANS F
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K47/00Means in valves for absorbing fluid energy
    • F16K47/02Means in valves for absorbing fluid energy for preventing water-hammer or noise

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Details Of Valves (AREA)
  • Lift Valve (AREA)

Description

  • Geräuscharme Druckminderungs- und Auslaufventile für Flüssigkeiten Die Erfindung betrifft Druckminderungs- und Auslaufventile für tropfbare Flüssigkeiten, deren gemeinsames Merkmal der relativ hohe Druckunterschied ist, unter denen sie in der Regel arbeiten müssen.
  • In Abb.1 ist, losgelöst von den durch das Gehäuse auf erlegten Grenzen und den aadurch bedingten SeXundärströmungen, die Strömungsform der aus dem Ringspalt zwischen Ventilteller a und dem Ventilsitz b austretenden Flüssigkeit dargestellt. Diese Strömungsform ist von der Art der Flüssigkeit unabhängig un daher nicht auf Wasser beschränkt. Die daraus nachstehend abgeleiteten Schlussfolgerungen und Erfindungsansprüche sind daher nicht nur bei Auslaufventilen für Wasserleitungen, sondern ebenso bei allen Druckminderungsventilen für tropfbare Flüssigkeiten aller Art anwendbar. Beim Austritt des scheibenförmigen Ringstrahles aus der Drosselstelle wird dieser durch turbulente Mischung mit der von oben und unten zuströmenden Flüssigkeit in zunehmendem Masse abgebaut. In den turbulenten Wirbelkernen entstehen zunächst mit Dampf gefüllte Hohlrsume- Kavitation - welche durch den seitlich unbegrenzten Zustrom von Flüssigkeit aufgefüllt werden. Die dabei auftretenden Geräusche bleioen gering und stören wegen ihrer niedrigen frequenzen das menschliche Ohr nur wenig.
  • Ganz anders werden die Strömungszustände, wenn der Tosraum c aus praktischen und wirtschaftlichen Gründen beschränkt werden muss.
  • Die maximalen Abmessungen der zur Zeit bekannten Reduzierventile und Auslaufhähne sind in Abb.1 gestrichelt eingezeichnet.
  • Bei einer derart drastischen Beschränkung des Tosraumes wird die Sekundärströmung derart unterbunden, das die nit Dampf gefüllten Wirbelhohlräume nicht mit Flüssigkeit aufgefüllt werden können und an denviel zu nahen Wänden zusammenstürzen. Dabei entstehen harte unelastische Stösse, die von Ohr als sehr störenae hochfrequente Zischgeräusche empfunden werden. Zwar lässt sich die Hohlraumbildung in bekannter Weise durch Erhöhung des Druckes im Tosraum mittels eines nachgeschalteten Strömungswiderstandes teilweise unterdrücken. Dies wird aber mit einer unwirtschaftlichen Verminderung der Ventilkapazität erkauft.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde ohne den Tosraum unwirtschaftlich gross zu machen alle praktisch möglichen geometrischen Beziehungen und Formgebungen von Tosraum und Ventilsitz auszuschöpfen, um ein Höchstmass von Geräuschverminderung zu erreichen.
  • Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, den Durchmesser DT des Tosraumes c mindestens so gross zu machen, dass die gesamte Kernenergie des scheibenförmigen Ringstrahles noch vor dem Auftreffen auf die Gehäusewand durch Vermischung mit der zuströmenden Flüssigkeit bei gleichzeitiger Auffüllung der Hohlräume vollständig abgebaut wird. Die radiale Entfernung dieses Ortes von der Entstehungsstelle des Ringstrahles ist nach der turbulenten Mischungstheorie, die experimentell gut verankert ist, der anfänglichen Strahldicke proportional. Bei einer bestimmten Teilöffnungstellung h des Ventil es beginnt sich der Ringstrahl vom Ventilsitz abzulösen, weil dann der Durchflussquerschnitt #D2h den Querschnitt des Zuleitungsrohres vom Durchmesser D1 überschreitet. Es ist die Vemtilöffnung bei der ist wesentlichen schon die Höchstdurchflussmenge erreicht wird, welche sich bei weiterer Öffnung nicht mehr ändert, da die Strahldicke # konstant bleibt. In Abb.1 sind die Strömungsformen sowohl bei diesem kritischen als auch bei voll-em Ventilhub hm dargestellt. Aus dem oben Gesagten geht hervor, dass Qer kritische Mindesttosraum-Durchmesser bei Anwenwendunz des turbulenten Mischungsmechanismus durch die Durchmesser des Zuleitungsrohres D1 und des Ventiltellers D2 bestimmt ist. Erfindungsgemäss wird der Tosraum so gross gemacht, dass nachfolgende Bedingung über seine gesamte axiale Erstreckung erfüllt ist: Die Beachtung dieser Bedingung liefert Tosraumdurchmesser, die einen vollständigen Abbau der Strömungsenrgie des Rincstrahles bis zur Berührung mit der Gehäusewand geräuscharm ermöglichen. Dies setzt voraus, dass er zur Auffüllung der Hohlräume notwendige seitliche Zustrom von Flüssigkeit nirgends merklich gehindert wird. Die obige Relation-ist also zwar eine notwendige aber noch nicht hinreichende Bedingung um die Unterdrückung der Geräusche voll wirksam zu machen. Bei der üblichen Ausbildes Ventiloberteiles, welches den Ventilteller tragt, wird die seitliche Zuströmung bei den erfindungsgemässen Tosraumabmessungen kaum behindert. Fast kein oder nur ungenügender Raum ist bisher auf der Ventilsitzseite fü,r den ungehinderten Zustrom von Auffüllflüssigkeit vorgesehen worden. Erfindungsgemäss genügt ein zusätzlicher Tosraum unterhalb er Austrittskante des Zulaufrohres von der Mindesthöhe H # 0,5 D1 Der Erfindungsgedanke ist somit-durch die gleichzeitige Erfüllung der zwei obigen Beziehungen formuliert. Es sind im wesentlichen untere Grenzen, die nicht unterschritten werden dürfen, soll das Ventil geräuscharm sein.
  • Die bisherigen Betrachtungen beziehen sich auf erfindungsgemasse Massnahmen zur Geräuschverminderung für Ventilstellungen vom Beginn der Strahlablösung bis zur grössten Durchflussöffnung hm. Es ist dies der Bereich in welchem das Ventil die Höchstinenge durchlässt. Im folgenden werden die Strömungsverhältnisse bei Ventilöffnungen beschrieben, die kleiner sind als die maximal mögliche Ringstrahldicke S . Bei solchen Ventilöffnungen ist also der Ringstrahl selbst noch nicht vom Ventilsitz abgelöst.
  • Die Durchflussmengen liegen dann unterhalb des Höchstwertes.
  • Zwar wird allgemein die Grundforderung erfüllt eine Abrundung des inneren Randes des Einlaufrohres - r4 in Abb.3 - vorzusehen.
  • Dadurch soll eine örtliche Ablösung und Wiederanlegung der Strömung an der Innenkante bei kleinen und mittleren Ventilöffnungen verhindert werden. Die-bisher üblichen Abrundungsradien übersteigen aber kaum ein Achtel des Durchmessers des Einlaufrohres. Mit solch schwachen Abrundungen lassen sich aber bei den hohen Geschwindigkeiten örtliche Ablösungen und Wiederanlegung durch Hohlraumbildung nicht vermeiden. Die Folge davon sind Geräuschspitzen, die bei Ventilen bekannter Bauart den Geräuschpegel bei der Höchstdurchflussmenge beachtlich überschreiten. Um den soeben beschriebenen unerxünschten Strömungsmechanismus zu verhindern, wird erfindungsgemäss der Abrundungsradius r4 so gross gemacht, wie die geometrischen Abmessungen des Zulaufrohres unter Vors ehung einer endlichen ebenen Dichtungsfläche zulassen. In Abb.3 entsprechen die Raaienverhsltnisse r2/r1 und r3/r1 etwa denen der handelsüblichen Ventile. Unter diesen Bedingungen kann ein Mindestradius r4 von drei Achtel des Rohradius r1 ausgeführt werden. Mit wachsendem Krümmungsradius lasst sich die Dichtungsflache entsprechend verkleinern ohne dass eine bleibende Verformung der Dichtungsscheibe d befürchtet werden muss. Wenn man berücksichtigt, dass das heute erhältliche Dichtungsmaterial einen hohen Widerstand gegen bleibende Verformungen aufweist, und in die Ventiloberteile eingebaute Verschleissbremsen die Dichtungspressungen wirksam und zuverlässig begrenzen, dann kann man den Aussendurchmesser des Einlaufrohres D3 gleich dem Durchmesser D2 der Dichtungsscheibe machen. Man erhalt auf diese Weise den grösstmöglichen Krümmungsradius r4 = r2 ~ r1 Der Erfindungsbereich lässt sich somit durch die Beziehung r2 - r1 # r4 # 3/8 r1 Da die Strömungsgeschwindigkeit vom Rohreinlauf bis zur Austrittskante stetig zunimmt, und die absoluten Drücke entsprechend fallen, ist die Gefahr der örtlichen Hohlsogbildung nahe der Austrittskante grösser und macht dort eine Vergrösserung des Krümmungsradius über r4 = r2 - r1 wünschenswert. Der Idealfall wäre eine Parabelkontur, bei welcher der Krümmungsradius mit dem Abstand von der inneren Rohrwand stetig zunimmt.
  • Im Hinblick auf eine ebene Dichtungsfläche ist es erfindungsgemäss vorteilhafter den Ventilsitz mit zwei Bögen von verschiedenen Radien zu begrenzen, wie dies an dem vergrösserten Ausschnitt der Abb.3 demonstriert ist.
  • Wie eingangs bereits ausführt, lassen sich die Erfindungsgedanken nicht nur bei Auslaufventilen sondern auch bei Drucki:iinderungsventilen analog verwirklichen. Ein erfindungsgemässes Druckminderungsventil ist in Abb.4 dargestellt.

Claims (4)

  1. P A T E N T A N S P R Ü C H E
    Druckminderungs- und Auslaufventile für Flüssigkeiten, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Merkmale: 1. Der Durchmesser Dv des Tosraumes ist über dessen gesamte axiale Erstreckung in seinem Verhältnis zu den Durchmessern des Zulaufrohres D1 und der Dichtungsscheibe D2 durch die Beziehung festgelegt.
  2. 2. Die Oberkante des Zulaufrohres muss mindestens mit der Höhe H # 0,5 Di frei im Tosraum angeordnet werden.
  3. 3.Druckminderungs- und Auslaufventile für Flüssigkeiten nach den Kombinationsansprüchen 1. und 2., dadurch gekeun-, zeichnet, dass das mit einer scharfen Austrittskante versehene Zulaufrohr an seiner Innenseite mit einer Abrundung versehen ist, dessen Krüizu-ungsradius rd durch die Beziehung r1 - r1 # r4 # 3/8 r1 definiert ist.
  4. 4. Druckminderungs- und Auslaufventile für Flüssigkeiten, nach den Kombinationsansprüchen 1. und 2., dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilsitzkontur sich aus einer inneren Krümmung vom Radius(r2 - @r1)/n und einer anschliessenden äusseren Krümmung vom Radius n(r2 ri) zusammensetzt, wobei die Kennzahl n zwischen 1,5 und 2,5 gewählt werden kann.
    L e e r s e i t e
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3046439A1 (de) * 1980-12-10 1982-06-16 Friedrich Gampper KG Metallwarenfabrik, 7157 Murrhardt Eckventil, insbesondere fuer wasser
FR2553855A1 (fr) * 1983-10-20 1985-04-26 Outboard Marine Corp Valve de detente pour systemes hydrauliques
EP0545356A1 (de) * 1991-12-05 1993-06-09 Flow Design, Inc. Konstant-Durchfluss-Regelventil mit Schnellstart bei niederem Eingangsdruck
DE4402752A1 (de) * 1994-01-31 1995-08-03 Danfoss As Heizkörperventil

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3046439A1 (de) * 1980-12-10 1982-06-16 Friedrich Gampper KG Metallwarenfabrik, 7157 Murrhardt Eckventil, insbesondere fuer wasser
FR2553855A1 (fr) * 1983-10-20 1985-04-26 Outboard Marine Corp Valve de detente pour systemes hydrauliques
EP0545356A1 (de) * 1991-12-05 1993-06-09 Flow Design, Inc. Konstant-Durchfluss-Regelventil mit Schnellstart bei niederem Eingangsdruck
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