DE19618123C2

DE19618123C2 - Actuator for a fluid

Info

Publication number: DE19618123C2
Application number: DE1996118123
Authority: DE
Inventors: Joerg Kiesbauer; Stefan Unland
Original assignee: Samson AG
Current assignee: Samson AG
Priority date: 1996-05-06
Filing date: 1996-05-06
Publication date: 2001-12-06
Anticipated expiration: 2016-05-07
Also published as: DE19618123A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Stellglied für ein Fluid ge mäß der im Anspruch 1 sowie ein Stellglied für ein Flu id gemäß der im Anspruch 2 angegebenen Art.The invention relates to an actuator for a fluid ge according to the one in claim 1 and an actuator for a flu id according to the kind specified in claim 2.

Ein gattungsgemäßes Stellglied ist aus der DE 24 19 613 A1 bekannt und weist eine eine Schließfläche stromab begrenzende Abreißkante auf, die durch die im stumpfen Winkel zur Achse angeordnete Schließfläche sowie einer weiteren im spitzen Winkel zur Achse angeordneten Flä che des Drosselorgans gebildet ist.A generic actuator is from DE 24 19 613 A1 known and has a closing surface downstream delimiting tear-off edge which is blunted by the Angle to the axis arranged closing surface and one further surfaces arranged at an acute angle to the axis che of the throttle body is formed.

Ein Stellglied ist auch aus der DE 43 41 847 A1 bekannt und ist mit einem Gehäuse mit einem Einlass und einem Auslass versehen. Das dort beschriebene Stellglied ist als Überströmventil ausgebildet und mit einem entgegen der Strömungsrichtung und gegen eine Sitzfläche eines Sitzelementes federbelasteten Drosselorgan versehen. Die der Sitzfläche zugeordnete Schließfläche des Dros selorgans erstreckt sich senkrecht zur Strömungs richtung des Fluids durch das Sitzelement des Stell gliedes sowie zu der Achse, entlang der das Dros selorgan aus der Schließstellung in eine Öffnungsstel lung bewegbar ist. An actuator is also known from DE 43 41 847 A1 and is with a housing with an inlet and a Provide outlet. The actuator described there is designed as an overflow valve and with a counter the direction of flow and against a seat of a Seat element spring-loaded throttle body provided. The closing area of the Dros assigned to the seat selorgans extends perpendicular to the flow direction of the fluid through the seat element of the actuator link and to the axis along which the Dros selorgan from the closed position to an opening position lung is movable.

Das Drosselorgan sowie das Sitzelement weisen jeweils außerhalb der Berührzonen eine abgeschrägte Fläche auf. Durch die Abschrägung am Drosselorgan einerseits und der Mantelfläche am Ventilsitz andererseits ergibt sich in Strömungsrichtung hinter dem dadurch im Bereich der Berührzone gebildeten Spalt ein sich allmählich öffnen der Raum. Damit soll erreicht werden, dass die Kavita tion klein gehalten wird.The throttle element and the seat element each have a beveled surface outside the contact zones. Due to the bevel on the throttle body on the one hand and the lateral surface on the valve seat on the other hand results in the flow direction behind that in the area of The gap formed in the contact zone gradually open the space. This is to ensure that the Kavita tion is kept small.

Problematisch bei Stellgliedern für Fluide ist nämlich, dass es während des Betriebs leicht zu Kavitationser scheinungen kommen kann, die Materialabbau im Gehäuse des Stellgliedes zur Folge haben. Zudem kommt es zu Ge räuschentwicklungen, die von einer Vielzahl verschiede ner Parameter abhängen, wie z. B. Art des Betriebsmedi ums, Strömungsgeschwindigkeit, Eingangs- und Ausgangs druck des Fluids, Stellgliedinnengeometrie, Art des Drosselorgans, Steife des Drosselorgans etc.The problem with actuators for fluids is that that it's easy to cavitate during operation appearances, the material degradation in the housing of the actuator result. There is also Ge noise developments that differ from a variety depend on parameters such. B. Type of operating media um, flow velocity, entrance and exit pressure of the fluid, actuator geometry, type of Throttle body, stiffness of the throttle body etc.

Die Verhinderung derartiger Geräuschentwicklungen ist eine wichtige notwendige Maßnahme, ohne die heutzutage die Genehmigung neuer chemischer oder petrochemischer Anlagen meist nicht mehr möglich ist.The prevention of such noise is an important necessary measure without that nowadays approval of new chemical or petrochemical Plants are usually no longer possible.

Für die konstruktive Gestaltung der Stellgliedinnen teile wurde vorgeschlagen, möglichst runde Konturen zu verwenden, um damit die Ausbildung von Wirbeln nach den Drosselorganen zu verringern. Entsprechende Maßnahmen sind auch bei dem gattungsgemäßen Gegenstand bekannt. Dadurch wird aber die Strömungsrichtung derart verän dert, dass sie bei Austritt aus dem Sitzelement senkrecht zur Achse des Sitzelementes verläuft. Zur Vermei dung von Kavitation ist dann ein sehr weiträumiges Ge häuse notwendig. Durch die sich dadurch ergebenden Strömungsverhältnisse ist eine entsprechende Ausbildung des Stellgliedes als Regelventil mit Nachteilen verbun den.For the constructive design of the actuators parts have been proposed to round contours as possible use to allow the formation of vertebrae after the Reduce throttling organs. Appropriate measures are also known in the generic subject. However, this changes the direction of flow that it is vertical when it exits the seating element runs to the axis of the seat element. To avoid The formation of cavitation is then a very large area housing necessary. By the resulting Flow conditions is an appropriate training of the actuator as a control valve combined with disadvantages the.

Aus der DE 31 47 063 A1 ist weiterhin ein Ventil be kannt, das Dichtringe sowie eine schräge Seitenfläche zum Ventilsitz hin aufweist.From DE 31 47 063 A1 a valve is also be knows the sealing rings and an oblique side surface has towards the valve seat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Stell glied für ein Fluid gemäß der eingangs angegebenen Art derart weiterzubilden, dass der Einsatzbereich erwei tert wird, die Strömungsverhältnisse verbessert sowie Kavitation und Geräuschentwicklung vermieden werden.The invention has for its object a Stell limb for a fluid according to the type specified at the beginning to develop in such a way that the area of application expands tert, the flow conditions are improved as well Cavitation and noise can be avoided.

Diese Aufgabe wird entweder durch die Merkmale des Pa tentanspruches 1 oder durch die Merkmale des Patentan spruches 5 gelöst.This task is either determined by the characteristics of Pa claim 1 or by the features of the patent Proverb 5 solved.

Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.The subclaims form advantageous further developments the invention.

Gemäß der Erfindung ist nunmehr eine die Schließfläche stromab begrenzende Abreißkante vorgesehen, die durch die in Bezug auf eine von der Achse sowie einer hierzu senkrecht verlaufenden Achse aufgespannten Ebene im stumpfen Winkel zur Achse angeordnete Schließfläche so wie einer weiteren in Bezug auf die von der Achse sowie der hierzu senkrecht verlaufenden Achse aufgespannten Ebene im spitzen Winkel zur Achse angeordneten Fläche des Drosselorgans gebildet ist.According to the invention, the closing surface is now one downstream tear-off edge provided by the one in relation to the axis as well as one related to this vertical axis spanned plane in obtuse angle to the closing surface arranged so like another in terms of the axis as well the axis perpendicular to this Flat surface at an acute angle to the axis of the throttle body is formed.

Alternativ hierzu sind sowohl eine die Schließfläche stromab begrenzende Abreißkante als auch eine die Sitz fläche stromab begrenzende Abreißkante vorgesehen, wo bei die Abreißkante der Schließfläche durch die in Be zug auf eine von der Achse sowie einer hierzu senkrecht verlaufenden Achse aufgespannten Ebene im stumpfen Win kel zur Achse angeordnete Schließfläche sowie einer weiteren in Bezug auf die von der Achse sowie der hier zu senkrecht verlaufenden Achse aufgespannten Ebene im spitzen Winkel zu Achse angeordneten Fläche des Dros selorgans und die Abreißkante der Sitzfläche durch die in Bezug auf die von der Achse sowie der hierzu senk recht verlaufenden Achse aufgespannten Ebene im stump fen Winkel angeordnete Sitzfläche sowie einer weiteren im spitzen Winkel zur Achse angeordneten Fläche des Sitzelementes gebildet sind.Alternatively, both are the closing surface downstream tear-off edge as well as a seat area downstream tear-off edge provided where at the tear-off edge of the closing surface by the in Be pull on one of the axis and one perpendicular to it extending axis spanned plane in the blunt win angle to the axis and a closing surface further in terms of that of the axis as well as that here plane spanned to the perpendicular axis in the acute angle to the axis of the Dros selorgans and the tear-off edge of the seat by the with respect to the from the axis and the perpendicular to this right extending axis spanned plane in the blunt fen angle seat and another surface of the surface arranged at an acute angle to the axis Seat element are formed.

Ein spitzer bzw. ein stumpfer Winkel ist also in diesem Zusammenhang der Winkel zwischen der Achse des Dros selorgans, entlang der das Drosselorgan bewegt wird, und der entsprechenden Fläche - Schließfläche, Sitz fläche, weitere Fläche -, der sich bei einem Schnitt durch die Achse, ausgehend von dieser Achse im Uhrzei gersinn auf der linken Seite der Achse bis zur ent sprechenden Fläche ergibt. Der Winkel ist dann größer als 90° und somit ein stumpfer Winkel oder kleiner als 90° und somit ein spitzer Winkel. So there is an acute or obtuse angle Relationship of the angles between the axis of the Dros selorgan, along which the throttle element is moved, and the corresponding surface - closing surface, seat surface, further surface - that is in a cut through the axis, starting from this axis clockwise on the left side of the axis to the ent speaking area. The angle is then larger than 90 ° and therefore an obtuse angle or less than 90 ° and therefore an acute angle.

Ohne gravierende Änderung der Strömungsrichtung lässt sich nun durch diese einfache Maßnahme die Geräusch entwicklung entscheidend verringern und Kavitation ver meiden. Die Strömung bleibt im wesentlichen in einer Richtung parallel zur Achse des Drosselorgans erhalten. Dabei sorgen die Abreißkante bzw. die Abreißkanten und die sich anschließenden im spitzen Winkel zur Achse an geordneten Flächen des Drosselorgans bzw. des Sitzele mentes für eine verbesserte Wirbelbildung und gleich zeitig für eine Vergrößerung des Abstandes zwischen Bauteiloberfläche und möglichen Dampfblasenimplosionen bei Kavitation. Die Gefahr der Beschädigung der Bau teile wird dadurch verringert sowie eine Geräuschmin derung erreicht.Without serious change in the direction of flow this simple measure now reduces the noise Decrease development significantly and prevent cavitation avoid. The flow remains essentially in one Obtained direction parallel to the axis of the throttle element. The tear-off edge or the tear-off edges and the following at an acute angle to the axis ordered surfaces of the throttle element or the Sitzele mentes for improved vortex formation and the same in time for an increase in the distance between Component surface and possible vapor bubble implosions with cavitation. The risk of damaging the construction parts is reduced and noise levels are reduced change reached.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen gelingt es auch, die Länge des durch den verringerten Querschnitt im Drosselorgan erzeugten Strahls des Fluids stark zu ver kürzen. Eine Anwendung der erfindungsgemäßen Konstruk tion mit den eben skizzierten Vorteilen ist daher auch bei Stellgliedern mit kleinbauenden Gehäusen mit einer geringen radialen Erstreckung möglich.The measures according to the invention also make it possible the length of the in the reduced cross section in Throttle body generated jet of fluid to ver ver shorten. An application of the construct according to the invention tion with the advantages just outlined is therefore also for actuators with small housings with a small radial extent possible.

Zweckmäßigerweise ist dafür der Winkel zwischen der Schließfläche und der weiteren im spitzen Winkel zur Achse angeordneten Fläche des Drosselorgans bzw. der Winkel der Sitzfläche und der weiteren im spitzen Win kel zur Achse angeordneten Fläche des Sitzelementes der Gehäusegeometrie und dem weiteren Strömungsverlauf angepasst. For this purpose, the angle between the Closing surface and the other at an acute angle to Axially arranged surface of the throttle body or Angle of the seat and the others in a sharp win kel to the axis of the surface of the seat element the housing geometry and the further flow customized.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weisen die Sitzfläche, die Schließfläche, die Fläche des Drossel organs und die Fläche des Sitzelements jeweils eine konstante Steigung auf.According to one embodiment of the invention, the Seat, the closing surface, the area of the throttle organs and the surface of the seat element each one constant slope on.

Die Abreißkante der Schließfläche am Drosselorgan und die Abreißkante der Sitzfläche am Sitzelement können gratfrei oder scharfkantig im Sinne der deutschen In dustrienorm über Werkstückkanten DIN 6784 sein.The tear-off edge of the closing surface on the throttle element and the tear-off edge of the seat on the seat element burr-free or sharp-edged in the sense of the German In industry standard over workpiece edges DIN 6784.

Um eine hohe Quersteifigkeit des Sitzes zu ermöglichen, ist eine Führung für das Drosselorgan im Druckraum des Zuflusses vorhanden, die von dem Sitz getragen ist. Die möglicherweise noch vorhandene Schwingungsneigung des Drosselorgans kann dadurch noch weiter eingeschränkt und damit die Lebensdauer des Drosselorgans und auch des zugehörigen Sitzelementes erhöht werden.To enable a high degree of lateral stiffness in the seat, is a guide for the throttle element in the pressure chamber of the Inflow present, which is carried by the seat. The possibly still existing tendency to vibrate Restrictor can be restricted even further as a result and thus the life of the throttle body and also the associated seat element can be increased.

Dieser Effekt kann noch dadurch weiter verstärkt wer den, wenn stromauf der Sitzfläche eine über den Strö mungsquerschnitt sich erstreckende Drosselscheibe vor gesehen und von dem Sitzelement getragen ist. Insbeson dere umfasst die Drosselscheibe dabei die Führung für das Drosselorgan. Die Drosselscheibe wirkt als Zusatz drossel. Die Steigerung der zulässigen Druckdifferenz am Stellglied wird durch diese Ausbildung zusätzlich unterstützt.This effect can be further enhanced by who the, if upstream of the seat one over the Strö mung cross section extending throttle disc seen and carried by the seat element. In particular The throttle plate includes the guide for the throttle body. The throttle disc acts as an additive throttle. The increase in the allowable pressure difference on the actuator is additional through this training supported.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung dreier Ausführungs formen der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnun gen. Es zeigen: Further features and advantages of the invention result itself from the following description of three execution form the invention in connection with the drawings show:

Fig. 1 eine Querschnittansicht durch das Gehäuse eines Stellgliedes mit Sitzelement und Drosselorgan gemäß einer ersten Ausfüh rungsform der Erfindung; Figure 1 is a cross-sectional view through the housing of an actuator with a seat element and throttle element according to a first embodiment of the invention.

Fig. 2 eine Detailschnittansicht eines Drossel organs mit Sitzelement eines Stellgliedes gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, und Fig. 2 is a detailed sectional view of a throttle organ with a seat element of an actuator according to a second embodiment of the invention, and

Fig. 3 eine Detailschnittansicht eines Drossel organs und eines Sitzelementes eines Stellgliedes gemäß einer dritten Ausfüh rungsform der Erfindung. Fig. 3 is a detailed sectional view of a throttle organ and a seat element of an actuator according to a third embodiment of the invention.

In Fig. 1 ist ein Hubventil 10 mit einem Gehäuse 12 dargestellt, das einen Einlass 14 und einen Auslass 16 aufweist. Eine Trennwand 18 teilt das Gehäuse 12 in zwei Kammern, nämlich eine stromauf gelegene Kammer 20 und eine stromab gelegene Kammer 22.In Fig. 1, a poppet valve 10 is shown having a housing 12 having an inlet 14 and an outlet 16. A partition 18 divides the housing 12 into two chambers, namely an upstream chamber 20 and a downstream chamber 22 .

Die Trennwand 18 umgreift ein in die Trennwand 18 ein geschraubtes Sitzelement 24, das einen Durchgangskanal 26 umfasst. Auf der stromab gelegenen Seite des Sitz elementes 24 ist eine ringförmige Sitzfläche 28 gebil det, auf der eine Schließfläche 30 eines als Rotations körper ausgebildeten Drosselorgans 32 des Hubventils 10 aufliegt.The partition wall 18 encompasses a seat element 24 which is screwed into the partition wall 18 and which comprises a through channel 26 . On the downstream side of the seat element 24 , an annular seat 28 is gebil det, on which a closing surface 30 of a throttle body 32 formed as a rotary body 32 of the globe valve 10 rests.

Das Drosselorgan 32 ist mit einer Führungsstange 34 versehen, die mit einem hier nicht dargestellten Stellmotor triebschlüssig verbunden ist. Über die Führungs stange 34 wird somit die Stellkraft übertragen und das Drosselorgan 32 entlang der Längsachse A aus einer Schließstellung, in der die Schließfläche 30 auf der Sitzfläche 28 aufliegt, in verschiedene Öffnungs stellungen bewegt.The throttle member 32 is provided with a guide rod 34 which is drivingly connected to a servomotor, not shown here. About the guide rod 34 , the actuating force is thus transmitted and the throttle member 32 along the longitudinal axis A from a closed position, in which the closing surface 30 rests on the seat surface 28 , moved into different opening positions.

Im Gehäuse 12 ist um die Führungsstange 34 herum eine Dichtung 36 zum dichtenden Abschluss zwischen stromab gelegener Kammer 22 und Außenraum im Bereich der Füh rungsstange 34 vorgesehen.In the housing 12 around the guide rod 34 around a seal 36 for sealing closure between the downstream chamber 22 and the outer space in the area of the guide rod 34 is provided.

An dem freien Ende der Führungsstange 34 ist ein Para bolkegel 38 angeformt, der ohne Spitze abgeflacht aus gebildet ist. Der Parabolkegel 38 verjüngt sich entge gen der Strömungsrichtung. An seinem breiten Ende schließt sich eine im stumpfen Winkel a zur Längs achse A des Drosselorgans 32 erstreckende Rotations fläche an, die die Schließfläche 30 des Drosselorgans 32 bildet. Die Längsachse A entspricht der Achse, ent lang der das Drosselorgan 32 aus einer Schließposition in verschiedene Öffnungspositionen bewegt wird.At the free end of the guide rod 34 , a Para bolt cone 38 is formed, which is formed from flattened without a tip. The parabolic cone 38 tapers against the direction of flow. At its broad end is an obtuse angle a to the longitudinal axis A of the throttle member 32 extending rotation surface, which forms the closing surface 30 of the throttle member 32 . The longitudinal axis A corresponds to the axis along which the throttle member 32 is moved from a closed position to different open positions.

Die Schließfläche 30 wird durch eine Abreißkante 40 be grenzt, die durch eine im spitzen Winkel b zur Längs achse A des Drosselorgans 32 sich erstreckende weitere Rotationsfläche 42 des Drosselorgans 32 gebildet wird.The closing surface 30 is be a tear-off edge 40 is adjacent through the axis b by an acute angle to the longitudinal A of the throttle member 32 extending further rotary surface 42 of the throttle member is formed 32nd

Ein spitzer bzw. ein stumpfer Winkel b bzw. a ist in diesem Zusammenhang der Winkel zwischen der Achse A des Drosselorgans 32, entlang der das Drosselorgan 32 be wegt wird, und der entsprechenden Fläche, der sich bei einem Schnitt durch die Achse A des Drosselorgans 32, ausgehend von dieser Achse A, im Uhrzeigersinn auf der linken Seite der Achse A bis zur entsprechenden Fläche ergibt. Der Winkel ist dann größer bzw. kleiner als 90° und somit ein stumpfer bzw. ein spitzer Winkel. Durch Rotation des Flächensegmentes bildet sich dann die Schließfläche 30, die Sitzfläche 28 oder die weitere Rotationsfläche 42 des Drosselorgans 32.An acute or an obtuse angle b or a is in this context the angle between the axis A of the throttle element 32 , along which the throttle element 32 is moved, and the corresponding area, which is in a section through the axis A of the throttle element 32 , proceeding from this axis A, clockwise on the left side of axis A to the corresponding surface. The angle is then larger or smaller than 90 ° and therefore an obtuse or an acute angle. Rotation of the surface segment then forms the closing surface 30 , the seat surface 28 or the further rotation surface 42 of the throttle element 32 .

Der Durchgangskanal 26 des Sitzelementes 24 erstreckt sich konzentrisch zur Längsachse A des Drosselorgans 32. An dem freien, stromab gelegenen Ende des Sitz elementes 24 ist eine weitere Abreißkante 44 durch eine im spitzen Winkel b angeformte Rotationsfläche 46 des Sitzelementes 24 sowie durch die Innenfläche des Durch gangskanals 26 gebildet.The passage channel 26 of the seat element 24 extends concentrically to the longitudinal axis A of the throttle element 32 . At the free, downstream end of the seat element 24 , a further tear-off edge 44 is formed by an integrally formed at an acute angle b rotation surface 46 of the seat element 24 and by the inner surface of the through channel 26 .

Dadurch liegt die Schließfläche 30 des Drosselorgans 32 linienförmig auf der Sitzfläche 28 des Sitzelementes 24 auf. Nach der Abreißkante 44 der Sitzfläche 28 sowie nach der Abreißkante 40 der Schließfläche 30 vergrößert sich durch die Flächen 42 und 46 sowie durch die Schließfläche 30 der stromab gelegene Raum.As a result, the closing surface 30 of the throttle element 32 lies linearly on the seat surface 28 of the seat element 24 . After the tear-off edge 44 of the seat 28 and on the cut-off edge 40 of the closing face 30 of the downstream room increases by the surfaces 42 and 46 and by the closing surface thirtieth

Der sich ergebende Winkel c zwischen der Schließfläche 30 und der weiteren Rotationsfläche 42 des Drossel organs 32 auf der einen Seite und zwischen der Sitz fläche 28 sowie der weiteren Rotationsfläche 40 des Sitzelementes 24 und somit auch die stumpfen Winkel a und die spitzen Winkel b sind in Abhängigkeit von der Gehäusegeometrie und von dem weiteren Strömungsverlauf ausgebildet. The resulting angle c between the closing surface 30 and the further rotational surface 42 of the throttle member 32 on one side and between the seat surface 28 and the further rotational surface 40 of the seat element 24 and thus also the obtuse angle a and the acute angle b are in Dependence on the housing geometry and on the further flow pattern.

Die Abreißkanten 40 und 44 können gemäß der deutschen Industrienorm über Werkstückkanten DIN 6784 je nach Ge häusegeometrie und gewünschter Strömungsverhältnisse sowohl gratfrei als auch scharfkantig ausgebildet sein.The tear-off edges 40 and 44 can be designed according to the German industry standard over workpiece edges DIN 6784, depending on the housing geometry and the desired flow conditions, both burr-free and sharp-edged.

Die maximale radiale Ausdehnung der Sitzfläche 28 ist kleiner als die maximale radiale Ausdehnung des Dros selorgans 32 im Bereich der Abreißkante 40 der Schließ fläche 30.The maximum radial extent of the seat surface 28 is smaller than the maximum radial extent of the throttle element 32 in the region of the tear-off edge 40 of the closing surface 30 .

Die Sitzfläche 28, die Schließfläche 30, die weitere, im spitzen Winkel 10 angeordnete Rotationsfläche 42 des Drosselorgans 32 sowie die weitere im spitzen Winkel b angeordnete Rotationsfläche 46 des Sitzelementes 24 weisen jeweils eine konstante Steigung auf.The seat surface 28 , the closing surface 30 , the further rotational surface 42 of the throttle element 32 arranged at an acute angle 10 and the further rotational surface 46 of the seat element 24 arranged at an acute angle b each have a constant slope.

Über das Hubventil 10 wird die Durchtrittsmenge eines Fluids durch das Hubventil 10 gesteuert. Das Fluid tritt beim Einlass 14 in das Gehäuse 12 des Hubventils 10 ein, strömt in die stromauf gelegene Kammer 20, durch den Durchgangskanal 26 des Sitzelementes 24 - je nach Öffnungsstellung des Drosselorgans 32 - mehr oder weniger hindurch, in die stromab gelegene Kammer 22 hinein und durch den Auslass 16 aus dem Gehäuse 12 wie der hinaus. Bei geschlossenem Hubventil 10 wird der Durchfluss blockiert. Der Durchfluss und die Durch trittsmenge eines Fluids kann damit einfach gesteuert werden.On the poppet valve 10, the passage rate of a fluid is controlled by the lifting valve 10th The fluid enters the housing 12 of the lift valve 10 at the inlet 14 , flows into the upstream chamber 20 , through the through channel 26 of the seat element 24 - depending on the open position of the throttle element 32 - more or less into the downstream chamber 22 and through outlet 16 from housing 12 as well. When the lift valve 10 is closed, the flow is blocked. The flow and the flow rate of a fluid can be easily controlled.

Die in der Zeichnung dargestellte Ausführung des Dros selorgans 32 mit einem Parabolkebel kann selbstverständlich auch zu einem eine andere Kontur aufwei senden Kegel geformt sein.The embodiment of the Dros selorgans 32 shown in the drawing with a parabolic kettle can of course also be shaped to a different cone to send cone.

In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform eines Stell gliedes nach der Erfindung dargestellt, wobei für glei che Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet wurden.In Fig. 2, a further embodiment of an actuator according to the invention is shown, the same reference numerals being used for sliding parts.

Das Drosselorgan 32 weist hierbei in Bezug auf die ers te Ausführungsform zusätzlich eine entgegen der Strö mungsrichtung über das freie Ende des Parabolkegels 38 hinaus verlängerte Führungsstange 34 auf. Von dem Para bolkegel 38 erstreckt sich also ein Endführungsab schnitt 48 der Führungsstange 34, entlang der Achse A.The throttle member 32 has in relation to the first embodiment additionally a guide rod 34 which is extended against the flow direction beyond the free end of the parabolic cone 38 . From the Para Bolkegel 38 extends an Endführungsab section 48 of the guide rod 34 , along the axis A.

An dem Durchgangskanal 26 des Sitzelementes 24 ist eine über den gesamten wirksamen Querschnitt sich erstrec kende scheibenförmige Vordrossel 50 angeordnet. Die Vordrossel 50 umgreift den Endführungsabschnitt 48, der in der Vordrossel 50 verschiebbar gelagert ist, und dient als Führung für das Drosselorgan 32. Dadurch er hält das Drosselorgan eine höhere Quersteifigkeit. Die Schwingungsneigung wird dadurch verringert.On the through-channel 26 of the seat element 24 , a disc-shaped pre-throttle 50 which is over the entire effective cross section is arranged. The pre-throttle 50 encompasses the end guide section 48 , which is displaceably mounted in the pre-throttle 50 , and serves as a guide for the throttle member 32 . As a result, the throttle element maintains a higher degree of transverse rigidity. This reduces the tendency to vibrate.

Die Länge des Endführungsabschnittes 48 entspricht dem maximalen Hub des Drosselorgans 32, so dass in der ma ximalen Öffnungsstellung der Endführungsabschnitt 48 weiter in die Vordrossel 50 eingreift und diese somit auch dann als Führung wirken kann.The length of the end guide section 48 corresponds to the maximum stroke of the throttle member 32 , so that in the ma ximal opening position of the end guide section 48 engages further in the pre-throttle 50 and this can then also act as a guide.

In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform eines Stell gliedes nach der Erfindung dargestellt, die im wesent lichen der Ausführungsform von Fig. 2 entspricht. Lediglich ist das Sitzelement 24 insoweit geändert ausge führt, als dass die Sitzfläche 28 eine in einem stump fen Winkel zur Längsachse des Drosselorgans 32 sich erstreckende Rotationsfläche bildet. Die Schließfläche 30 und die Sitzfläche 28 sind aneinander angepasst aus gebildet. Im geschlossenen Zustand des Drosselorgans 32 liegt somit die Schließfläche 30 des Drosselorgans flä chig auf der Sitzfläche 28 des Sitzelementes 24.In Fig. 3, another embodiment of an actuator according to the invention is shown, which corresponds to the embodiment of FIG. 2 wesent union. Merely the seat element 24 is modified to the extent that the seat surface 28 forms a rotating surface extending at an obtuse angle to the longitudinal axis of the throttle element 32 . The closing surface 30 and the seat surface 28 are formed to match one another. In the closed state of the throttle element 32 , the closing surface 30 of the throttle element lies flat on the seat surface 28 of the seat element 24 .

Es wird somit eine Abreißkante 44 im Sitzelement 24 durch die im stumpfen Winkel a zur Längsachse A des Drosselorgans 32 sich erstreckende Sitzfläche 28 und die weitere im spitzen Winkel b angeordnete Rotations fläche 46 des Sitzelementes 24 gebildet.There is thus a tear-off edge 44 in the seat element 24 by the seat surface 28 extending at an obtuse angle a to the longitudinal axis A of the throttle element 32 and the further rotational surface 46 arranged at an acute angle b of the seat element 24 .

Die Erfindung zeichnet sich durch die einfachen Maßnah men zur Verringerung der Geräuschentwicklung, der Kavi tation und somit zur Erhöhung der Lebensdauer des Stellgliedes aus. Selbstverständlich können diese Maß nahmen auch auf andere Arten von Stellgliedern für Flu ide übertragen werden, beispielsweise auf Schwenk kegelventile. The invention is characterized by the simple measure to reduce noise, the Kavi tation and thus to increase the life of the Actuator. Of course you can measure this also took on other types of actuators for flu ide can be transferred, for example to pan cone valves.

BezugszeichenlisteReference list

1010th

Hubventil
Lift valve

1212th

Gehäuse
casing

1414

Einlass
inlet

1616

Auslass
Outlet

1818th

Trennwand
partition wall

2020th

stromauf gelegene Kammer
upstream chamber

2222

stromab gelegene Kammer
downstream chamber

2424th

Sitzelement
Seating element

2626

Durchgangskanal
Through channel

2828

Sitzfläche
Seat

3030th

Schließfläche
Closing surface

3232

Drosselorgan
Throttle body

3434

Führungsstange
Guide rod

3636

Dichtung
poetry

3838

Parabolkegel
Parabolic cone

4040

Abreißkante der Schließfläche am Drosselorgan
Tear-off edge of the closing surface on the throttle element

4242

weitere, im spitzen Winkel angeordnete Rotationsfläche des Drosselorgans
further, rotating surface of the throttle organ arranged at an acute angle

4444

Abreißkante der Sitzfläche am Sitzele ment
Tear-off edge of the seat on the seat element

4646

weitere, im spitzen Winkel angeordnete Rotationsfläche des Sitzelementes
further, at an acute angle arranged surface of rotation of the seat element

4848

Endführungsabschnitt der Führungsstange
End guide section of the guide rod

5050

Vordrossel und Führung
A Achse
a stumpfer Winkel
b spitzer Winkel
c Winkel zwischen Schließfläche mit wei terer Fläche und Winkel zwischen Sitz fläche mit weiterer Fläche
Preductor and guidance
A axis
a obtuse angle
b acute angle
c Angle between the closing surface with another surface and angle between the seat surface with another surface

Claims

1. Stellglied (10) für ein Fluid mit einem ei nen Einlass (14) und einen Auslass (16) aufweisenden Gehäuse (12), mit einem zwi schen Einlass (14) und Auslass (16) ange ordneten, durch eine Stellkraft beaufschlagbaren, im Gehäuse (12) gela gerten sowie eine Schließfläche (30) auf weisenden Drosselorgan (32), das entlang einer Achse (A) bewegbar ist, mit einem mit dem Gehäuse (12) verbundenen, eine der Schließfläche (30) zugeordnete Sitzfläche (28) für das Drosselorgan (32) aufweisenden Sitzelement (24), und mit einer die Schließfläche (30) stromab begrenzende Ab reißkante (40), die durch die in Bezug auf eine von der Achse (A) sowie einer hierzu senkrecht verlaufenden Achse aufgespannten Ebene im stumpfen Winkel (a) zur Achse (A) angeordnete Schließfläche (30) sowie einer weiteren in Bezug auf die von der Achse (A) sowie der hierzu senkrecht verlaufenden Achse aufgespannten Ebene im spitzen Winkel (b) zur Achse (A) angeordneten Fläche (42) des Drosselorgans (32) gebildet ist. 1. actuator ( 10 ) for a fluid having an inlet ( 14 ) and an outlet ( 16 ) having a housing ( 12 ), with an intermediate inlet ( 14 ) and outlet ( 16 ), which can be acted upon by an actuating force, in the housing ( 12 ) and a closing surface ( 30 ) with a throttle element ( 32 ) which can be moved along an axis (A), with a seat ( 28 ) associated with the housing ( 12 ) and assigned to the closing surface ( 30 ) ) for the throttling member ( 32 ) having a seat element ( 24 ), and with a closing surface ( 30 ) downstream from tear edge ( 40 ) through the spanned in relation to a plane of the axis (A) and a perpendicular axis Closing surface ( 30 ) arranged at an obtuse angle (a) to the axis (A) and a further surface arranged at an acute angle (b) to the axis (A) with respect to the plane spanned by the axis (A) and the axis running perpendicular thereto ( 42 ) of the throttle member ( 32 ) is formed.

2. Stellglied nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die Schließfläche (30), die Fläche (42) des Drosselorgans (32) und die Fläche (46) des Sitzelements (24) jeweils eine konstante Steigung aufweisen.2. Actuator according to claim 1, characterized in that the closing surface ( 30 ), the surface ( 42 ) of the throttle member ( 32 ) and the surface ( 46 ) of the seat element ( 24 ) each have a constant slope.

3. Stellglied nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abreißkante (40) der Schließfläche (30) gratfrei ist.3. Actuator according to claim 1 or 2, characterized in that the tear-off edge ( 40 ) of the closing surface ( 30 ) is burr-free.

4. Stellglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abreißkante (40) der Schließfläche (30) scharfkantig ist.4. Actuator according to claim 1, characterized in that the tear-off edge ( 40 ) of the closing surface ( 30 ) is sharp-edged.

5. Stellglied (10) für ein Fluid mit einem einen Einlass (14) und einen Auslass (16) auf weisenden Gehäuse (12), mit einem zwi schen Einlass (14) und Auslass (16) ange ordneten, durch eine Stellkraft beaufschlagbaren, im Gehäuse (12) gela gerten sowie eine Schließfläche (30) auf weisenden Drosselorgan (32), das entlang einer Achse (A) bewegbar ist, mit einem mit dem Gehäuse (12) verbundenen, eine der Schließfläche (30) zugeordnete Sitzfläche (28) für das Drosselorgan (32) aufweisenden Sitzelement (24), mit sowohl einer die Schließfläche (30) stromab begrenzenden Ab reißkante (40) als auch einer die Sitzflä che (28) stromab begrenzenden Abreißkante (44), wobei die Abreißkante (40) der Schließfläche (30) durch die in Bezug auf eine von der Achse (A) sowie einer hierzu senkrecht verlaufenden Achse aufgespannten Ebene im stumpfen Winkel (a) zur Achse (A) angeordnete Schließfläche (30) sowie einer weiteren in Bezug auf die von der Achse (A) sowie der hierzu senkrecht verlaufenden Achse aufgespannten Ebene im spitzen Winkel (b) zur Achse (A) angeordneten Fläche (42) des Drosselorgans (32) und die Abreißkante (44) der Sitzfläche (28) durch die in Bezug auf die von der Achse (A) sowie der hierzu senkrecht verlaufenden Achse aufgespannten Ebene im stumpfen Winkel (a) angeordnete Sitzfläche (28) sowie einer weiteren in Be zug auf die von der Achse (A) sowie der hierzu senkrecht verlaufenden Achse aufge spannten Ebene im spitzen Winkel (b) zur Achse (A) angeordneten Fläche (46) des Sitzelementes (24) gebildet sind.5. actuator ( 10 ) for a fluid with an inlet ( 14 ) and an outlet ( 16 ) facing housing ( 12 ), with an inter mediate inlet ( 14 ) and outlet ( 16 ) arranged, acted upon by a positioning force, in the housing ( 12 ) and a closing surface ( 30 ) with a throttle element ( 32 ) which can be moved along an axis (A), with a seat ( 28 ) associated with the housing ( 12 ) and assigned to the closing surface ( 30 ) ) for the throttle member ( 32 ) having a seat element ( 24 ), with both a closing surface ( 30 ) delimiting from the tear edge ( 40 ) and a surface ( 28 ) delimiting tear edge ( 44 ), the tear edge ( 40 ) the closing surface ( 30 ) by the closing surface ( 30 ) arranged at an obtuse angle (a) with respect to the axis (A) in relation to a plane spanned by the axis (A) and an axis running perpendicular thereto, and a further closing surface ( 30 ) by de r axis (A) as well as the plane spanning this perpendicular axis at an acute angle (b) to the axis (A) arranged surface ( 42 ) of the throttle member ( 32 ) and the tear-off edge ( 44 ) of the seat surface ( 28 ) by the in relation to the plane spanned by the axis (A) and the axis perpendicular to it at an obtuse angle (a) arranged seat surface ( 28 ) and another in relation to the plane spanned by the axis (A) and the axis perpendicular thereto acute angle (b) to the axis (A) arranged surface ( 46 ) of the seat element ( 24 ) are formed.

6. Stellglied nach Anspruch 5, dadurch ge kennzeichnet, dass die Sitzfläche (28) die Schließfläche (30), die Fläche (42) des Drosselorgans (32) und die Fläche (46) des Sitzelements jeweils eine konstante Stei gung aufweisen.6. Actuator according to claim 5, characterized in that the seat surface ( 28 ), the closing surface ( 30 ), the surface ( 42 ) of the throttle member ( 32 ) and the surface ( 46 ) of the seat element each have a constant slope.

7. Stellglied nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abreißkante (40), der Schließfläche (30) und die Abreißkante (44) der Sitzfläche (28) gratfrei sind.7. Actuator according to claim 5 or 6, characterized in that the tear-off edge ( 40 ), the closing surface ( 30 ) and the tear-off edge ( 44 ) of the seat surface ( 28 ) are burr-free.

8. Stellglied nach einem der Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abreißkante (40) der Schließfläche (30) und die Abreißkante (44) der Sitzfläche (28) scharfkantig ist.8. Actuator according to one of claims 5 or 6, characterized in that the tear-off edge ( 40 ) of the closing surface ( 30 ) and the tear-off edge ( 44 ) of the seat surface ( 28 ) is sharp-edged.

9. Stellglied nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die maxima le radiale Ausdehnung der Sitzfläche (28) kleiner als die maximale radiale Ausdehnung des Drosselorgans (32) im Bereich der Ab reißkante (40) der Schließfläche (30) des Drosselorgans (32) ist.9. Actuator according to one of claims 5 to 8, characterized in that the maximum radial expansion of the seat surface ( 28 ) is smaller than the maximum radial expansion of the throttle member ( 32 ) in the region of the tear edge ( 40 ) from the closing surface ( 30 ) of the Throttle body ( 32 ) is.

10. Stellglied nach Anspruch 5 und insbesondere nach einem weiteren vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine das Ge häuse (12) in eine stromauf gelegene Kammer (20) und eine stromab gelegene Kammer (22) teilende Trennwand (18) vorgesehen ist, die das Sitzelement (24) umgreift und die Trennwand (18) von der Abreißkante (44) der Sitzfläche (28) beabstandet angeordnet ist.10. Actuator according to claim 5 and in particular according to a further preceding claim, characterized in that the Ge housing ( 12 ) in an upstream chamber ( 20 ) and a downstream chamber ( 22 ) dividing partition ( 18 ) is provided engages around the seat element ( 24 ) and the partition ( 18 ) is arranged at a distance from the tear-off edge ( 44 ) of the seat surface ( 28 ).

11. Stellglied nach Anspruch 10, dadurch ge kennzeichnet, dass das Sitzelement (24) in der Trennwand (18) lösbar angeordnet ist.11. Actuator according to claim 10, characterized in that the seat element ( 24 ) in the partition ( 18 ) is detachably arranged.

12. Stellglied nach Anspruch 11, dadurch ge kennzeichnet, dass das Sitzelement (24) in die Trennwand (18) eingeschraubt ist.12. Actuator according to claim 11, characterized in that the seat element ( 24 ) is screwed into the partition ( 18 ).

13. Stellglied nach einem der vorangehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselorgan (32) aus einer Schließposition in verschiedene Öffnungsstellungen bewegbar ist.13. Actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the throttle member ( 32 ) can be moved from a closed position into different open positions.

14. Stellglied nach einem der vorangehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich an die Schließfläche (30) entgegen der Strömungsrichtung ein Drosselkörper er streckt, der insbesondere als Parabolkegel (38) ausgebildet ist.14. Actuator according to one of the preceding claims, characterized in that it extends to the closing surface ( 30 ) against the flow direction, a throttle body, which is in particular designed as a parabolic cone ( 38 ).

15. Stellglied nach einem der vorangehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei geschlossenem Stellglied (10) die Sitzflä che (28) linienförmig an der Schließfläche (30) anliegt.15. Actuator according to one of the preceding claims, characterized in that when the actuator ( 10 ) is closed, the seat surface ( 28 ) rests linearly on the closing surface ( 30 ).

16. Stellglied nach einem der vorangehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass stromauf der Sitzfläche (28) eine Führung (50) für das Drosselorgan (32) vorgesehen und diese von dem Sitzelement (24) getragen ist.16. Actuator according to one of the preceding claims, characterized in that upstream of the seat surface ( 28 ) a guide ( 50 ) is provided for the throttle element ( 32 ) and this is carried by the seat element ( 24 ).

17. Stellglied nach einem der vorangehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass stromauf der Sitzfläche (28) eine über den Strömungsquerschnitt sich erstreckende Drosselscheibe (50) vorgesehen und von dem Sitzelement (24) getragen ist.17. Actuator according to one of the preceding claims, characterized in that upstream of the seat surface ( 28 ) a throttle disc ( 50 ) extending over the flow cross section is provided and carried by the seat element ( 24 ).

18. Stellglied nach Anspruch 15 oder 16, da durch gekennzeichnet, dass die Drossel scheibe (50) die Führung (50) umfasst.18. The actuator of claim 15 or 16, since (50) by in that the throttle disc, the guide (50).