DE2033081B2 - Drosselvorrichtung - Google Patents

Drosselvorrichtung

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DE2033081B2
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Donald Eli Warren Pa. Witkin (V.St.A.)
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National Forge Co Irvine Pa (vsta)
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    • 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
    • F16K1/00Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/32Details
    • F16K1/52Means for additional adjustment of the rate of flow
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/8593Systems
    • Y10T137/87265Dividing into parallel flow paths with recombining
    • Y10T137/87499Fluid actuated or retarded
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    • Y10T137/87539Having guide or restrictor

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Quick-Acting Or Multi-Walled Pipe Joints (AREA)
  • Joints Allowing Movement (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Drosselvorrichtung mit einem !anggestreckten, rohrförmigen Durchlaß als Drosselbirecke zwischen Einlaß und Auslaß und mit einer im Durchlaß längsverschiebbaren Steuerstange von kleinerem Durchmesser als dem des Durchlasses zur Steuerung des Fluiddurchsatzes.
Herkömmliche Ventile, wie beispielsweise Nadelventile sind einer starken Abnutzung und Erosion ihrer Stößel und Sitze unterworfen, wenn sie bei hohen Druckabfällen arbeiten. Dies liegt an den extrem hohen Geschwindigkeiten, den extrem kleinen öffnungen und kurzen Wegen, längs denen der hohe Druckabfall auftritt. Das Ergebnis ist eine kurze Lebensdauer, insbesondere, wenn versucht wird, einen variablen Druck /u steuern. Die Drosselvorrichtung der eingangs genannten Art, von der die Erfindung ausgeht, ist diesen Mangeln nicht unterworfen, da der benötigte Druckabfall pro Längeneinheit des ringförmigen Durchlasses wesentlich geringer ist als bei herkömmlichen Nadelventilen.
Wird eine unter hohem Druck stehende Fluidquelle an die Einlaßöffnung einer derartigen Drosselvorrichtung angeschlossen, bei der die Stange am Einlaßende des rohrförmigen Durchlasses herausgeführt ist, dann ist es schwierig, eine Dichtung und Packung zu konstruieren und herzustellen, die dem hohen Druck am Einlaß standhält, insbesondere, wenn die Drosselvorrichtung klein ist. Ist die Stange am Auslaßende des rohrförmigen Durchlasses herausgeführt, muß der Betätigungsmechanismus den auf das freie Ende der Stange wirkenden hohen Druck am Einlaßende und die daraus resultierende Axialkraft überwinden.
Die Erfindung schafft eine Drosselvorrichtung, bei der sowohl der Druck auf die Dichtung als auch die zur Betätigung nötige Kraft gering ist. Das wird dadurch erreicht, daß an beiden Enden der rohrförmigen Drosselstrecke Auslaßöffnungen vorgesehen sind und der Einlaß zur Drosselstrecke zwischen den Auslaßöffnungen vorgesehen ist. Da der hohe Druck auf einen Punkt zwischen den beiden Enden der rohrförmigen Drosselstrecke wirkt und die Dichtung für die Stange im Niederdruckbereich liegt, sind die Dichtungsschwierigkeiten vernachlässigbar. Da auch das freie Ende der Steuerstange in einem Niederdruckbereich liegt, braucht der Betätigungsmechanismus nur entsprechend diesem Druck ausgelegt zu werden. Ist wie im Regelfall dieser Druck gering, kann auch die Steuerstange selbst sehr dünn ausgeführt werden.
An Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigt
Fig. IA und 1 B zum Teil geschnittene Sekenansichten einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventils.
Die Drosselvorrichtung weist einen Aufbau 10 mit drei Rohrteilen 12, 14 und 16 auf, von denen je ein Ende mit einem T-Stück 18 verbunden ist. Die Rohre
ίο 12 und 16 liegen in Flucht zueinander, das Rohr 14 liegt gegenüber den beiden Rohren 12 und 16 in einem Winkel von 90°. Eine gerade Bohrung 20 im T-Stück 18 bildet einen Durchlaß vom Ende des Rohrs 16 zum Ende des Rohrs 12. Die Längsachsen der Bohrung 20 und der Rohre 12 und 16 bilden eine gerade Linie. Eine Bohrung 22 im T-Stück 18 schließt sich im rechten Winkel an die Bohrung 20 an und bildet einen Durchlaß vom Ende des Rohrs 14 zur Bohrung 20 und somit zu den Enden der Rohre 12 und 16.
Das Auslaßende des Rohrs 12 ist an ein L-Siück 24 angeschlossen. An das eine Ende des L-Stücks 24 ist ein Rohr 28 und das andere Ende an eine Auslaßleitung 30 angeschlossen. Eine Bohrung 26 im L-Stück
24 bildet einen Fluiddurchlaß zwischen einer Auslaßöffnung des Rohrs 12 und dem Ende der Leitung 28. die an das L-Stück 24 angeschlossen ist.
Das Auslaßende des Rohrs 16 ist an ein T-Stück 32 angeschlossen. Eine gerade Bohrung 34 erstreckt sich voll durch das T-Stück 32 und bildet einen Fluiddurchlaß zwischen einer Auslaßöffnung des Rohrs 16 und einer Öffnung 36 im T-Stück 32, direkt gegenüber dem Ende des Rohrs 16. Die Längsachse der Bohrung 34 fluchtet mit den Längsachsen der Rohre
12 und 16 und der Bohrung 20 im T-Stück 18.
An das eine Ende des T-Stücks 32 ist eine Leitung 40 und an das andere Ende die Auslaßleitung 30 angeschlossen. Eine Bohrung 38 im T-Stück 32 schließt sich an die Bohrung 34 im rechten Winkel an und bildet einen Fluiddurchlaß zum Ende der Leitung 40. Die Enden der Rohre 12, 14 und 16 sind konisch und mit Hülsen 56 mit Linksgewinde versehen. Die Hülsen 56 sitzen gleitend in Bohrungen 58 in Überwurfmuttern 60. Die Überwurfmuttern 60 sind mit Rechtsgewinde versehen und in die jeweiligen T- und L-Stücke geschraubt. Die Überwurfmuttern 60 liegen gegen die Hülsen 56 an und drücken die Enden der Rohre 12, 14 und 16 in konische Sitze 62 in den jeweiligen T- und L-Stücken, wodurch sich Fluiddich-
so tungen ergeben. Die T- und L-Stücke besitzen Bohrungen 64 (die in den F i g. in die Zeichenebene hineinlaufen), die von der äußersten Kante des konischen Sitzes 62 zu den Außenflächen der Stücke verlaufen, so daß durch aus den konischen Enden der Rohre 12, 14 und 16 leckendes Fluid keine Axialkraft auf die Hülsen 56 und die Überwurfmuttern 60 ausgeübt wird. Die Leitungen 28 und 40 sind durch Schraubadapter 70 mit den Stücken 24 bzw. 32 verbunden.
Eine Steuerstange 42 ist an einem Ende mittels
fin einer Feststellschraube 44 in einem Ankerteil 46 befestigt. Das Ankerteil 66 ist an einem Ende einer Kolbenstange 48 befestigt, die gleitend innerhalb eines Luftzylinders 50 sitzt. Die axiale Stellung der Stange 42 kann durch Änderung des Luftdruckes im Zylinder 50 gesteuert werden.
Die Steuerstange 42 ist in Längsrichtung in ein Rohr 52 und eine Gummimanschette 54 sowie die Bohrung 34 im T-Stück 32 eingesetzt. Die Gummi-
manschette 54 liegt bündig an der Steuerstange 42 an. Das Rohr 52 besitzt den gleichen Ausbau wie die Rohre 12, 14 und 16, wird jedoch nur zur Lagerung und Einstellung der Steuerstange 42 verwendet. Ein Ende des Rohrs 52 ist mit einer Hülse 57 mit Linksgewinde versehen, die gleitend in einer Bohrung 59 in einer Überwurfmutter 61 liegt. Das Rohr 52 besitzt etwa di~ gleiche Länge wie die Überwurfmutter 61. Die Überwurfmutter 61 ist in die öffnung 36 im T-Stück 32 geschraubt und bildet zusammen mit der : Gummimanschette 54 in der Öffnung 36 eine Dichtung, so daß kein Fluid aus dem T-Stück 32 ausfließen
Die Steuerstange 42 kann in Längsrichtung durch das Rohr 52, die Bohrung 34, das Rohr 16, die Bohrung 20 und das Rohr 12 verlaufen oder in einer beliebigen Zwischenstellung liegen. Ist die Steuerstange 42 voll eingeschoben, so ist die Drosselung in den Rohrteilen 12und 16am stärksten undderPJisiddurchsatz durch die Rohreteile 12 und 16 ist am geringsten. Ist die Steuerstange 42 voll herausgezogen, so ist der Fluidstrom am größten. Bei der bevorzugten Ausführungsform wird die Stellung der Steuerstange 42 zwischen der voll eingeschobenen und einer herausgezogenen Stellung so variiert, daß das Ende der Steuerstange 42 an der Verbindung der Bohrungen 20 und 22 liegt. Im Betrieb ist das andere Ende des Rohrteils 14 an einen nicht gezeigten Behälter angeschlossen, der ein unter hohem Druck stehendes Fluid enthält. Strömt das Fluid durch den Rohraufbau 10, so fällt der Druck im Behälter, der Druckabfall sinkt und der Durchsatz wird geringer. Somit nimmt der Druckabfall im Druckbehälter ab. Wird die Steuerstange 42 langsam herausgezogen, nimmt die Länge der ringförmigen Drosselstrecke im Rohneil 12 ab. Mit Abnahme der Länge der ringförmigen Drosselstrecke steigt der Strom im Rohrteil 12, so daß der auftretende Druckabfall im Rohraufbau 10 aufrechterhalten wird. Die Stange 42 wird so schnell zurückgezogen, daß die Druckabnahme im Behälter konstant
Lo bleibt.
Der Rohraufbau 10 ist mittels Schellen 68, die rings um die Rohre 12 und 16 liegen, an einem starren Teil 66 befestigt. Der Luftzylinder 50 ist ebenfalls an dem starren Teil 66 befestigt. Bei weiteren Ausführungsformen der Drosselvorrichtung bestehen die Stange 42 und die Rohre 12 und 16 aus einem Material, das druck- und zugfest, jedoch flexibel ist, z. B. aus nichtrostendem Stahl. Dabei bilden die Längsachsen der Rohre 12 und 16, der Bohrungen 12 und 34 und die Steuerstange 42 nicht notwendigerweise eine gerade Linie, sondern können ebenso entsprechend dem besonderen konstruktiven Aufbau der Drosselvorrichtung eine gekrümmte Linie bilden. In einigen Ausführungsformen liegen die Achsen der Steuerstange 42 und der Rohre 12 und 16 sowie der Bohrungen 20 und 34 nicht koaxial, obwohl die Stange innerhalb der jeweiligen Rohre und Bohrungen liegt.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist der Aufbau 10 als Einzelteil gegossen und die Fluiddurchlässe sind gebohrt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Drosselvorrichtung mit einem langgestreckten, rohrförmigen Durchlaß als Drosselstrecke zwischen Einlaß und Auslaß und mit einer im Durchlaß längs verschiebbaren Steuerstange von kleinerem Durchmesser als dem des Durchlasses zur Steuerung des Fluiddurchsatzes, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Enden der rohrförmigen Drosselstrecke Auslaßöffnungen (26, 38) vorgesehen sind und der Einlaß (22) zur Drosselsirecke zwischen den Auslaßöffnungen vorgesehen ist.
DE2033081A 1969-08-04 1970-07-03 Drosselvorrichtung Expired DE2033081C3 (de)

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US84716869A 1969-08-04 1969-08-04

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DE2033081A1 DE2033081A1 (de) 1971-02-18
DE2033081B2 true DE2033081B2 (de) 1973-11-08
DE2033081C3 DE2033081C3 (de) 1974-05-30

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C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
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