DE2215443A1

DE2215443A1 - Absperrorgan

Info

Publication number: DE2215443A1
Application number: DE19722215443
Authority: DE
Inventors: Raymond Paris Jacquemard
Original assignee: Compteurs Schlumberger SA
Current assignee: Compteurs Schlumberger SA
Priority date: 1971-04-02
Filing date: 1972-03-29
Publication date: 1972-10-12
Also published as: US3783896A; CA943433A; FR2132960A5; NL7204441A; IT950846B; BE780335A; GB1391551A

Description

Absperrorgan

Die Erfindung betrifft Absperrorgane, insbesondere Ventile, Druckregler und dgl., zur Drosselung eines von einer unter Druck stehenden Kammer in eine Kammer mit niedrigerem Druck fließenden Strömungsmittels.

Bei den bekannten Einrichtungen, die in einen Ströraungsmittelkreis eingebaut sind und das Strömungsmittel zwischen einem feststehenden Sitz und einem beweglichen Absperrkörper drosseln, ändert sich der Durchgangsquerschnitt S in Abhängigkeit von dem Hub Z des beweglichen Absperrkörpers nach einer linearen Gesetzmäßigkeit S ~ kZ über die gesamte Länge de3 Hubes Z,

Dieser lineare Verlauf kann von Nachteil sein, wenn von der vollständig geschlossenen und dichten Stellung des Absperrkörpers an zunächst sehr geringe änderungen des Querschnitts S und dann immer stärker werdende Änderungen erreicht werden sollen, die schließlich von einem vorbestimmten Wert des Hubes Z an einen linearen Verlauf annehmen können.

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Ziel der Erfindung ist es insbesondere, diese Aufgabe mit '-iL·

Hilfe von Einrichtungen zu lösen , mit denen von einem Aus-■gangsquerschnitt S_Q von nahe Null bei Z = O ausgegangen werden kann und von Z = O an jeder beliebige Verlauf S = f(Z) erreicht werden kann. ,

Zu diesem Zweck ist das erfindungsgemäße Absperrorgan gekennzeichnet durch ein ringförmiges, einen frei beweglichen Absperrkörper bildendes Teil, das an jedem Ende eine Auflage aufweist, deren erste mit einem feststehenden Sitz zusammenarbeitet und deren zweite einen kleineren Durchmesser aufweist und mit einem an der beweglichen Einriohtung befestigten Sitz zusammenarbeitet, und durch ein feststehendes koaxial angeordnetes, ringförmiges Teil, in welchem der frei bewegliche Absperrkörper verschiebbar ist und das mit öffnungen mit einem in Strömungsrichtung progressiv zunehmenden Querschnitt versehen ist.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, wobei auf die beiliegende Zeichnung Bezug genommen wird. Auf dieser Zeichnung zeigen:

Fig.-1 einen Schnitt durch das erfindungsgemäße Absperrorgan, und .. ^ .

Fig.2 eine Darstellung des abgewickelten Profils der Öffnungen.

Die Figuren zeigen das Gehäuse 1 des Absperrorgans, in das ein feststehendes, ringförmiges Teil 2 eingeschraubt ist, das einen Ventilsitz trägt. Da3 Teil 2 ist an seinen) unteren Ende mit Öffnungen 3 versehen, deren abgewickeltes Profil auf Fig.2 dargestellt ist. Die bewegliche Einrichtung dieses Absperrorgans besteht aus einer Betätigungsstange 4 und einer Scheibe 5» die mit der Betätigungsstange auf jede beliebige

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bekannte. Weise starr verbunden ist. Die Scheibe 5» die ebenfalls einen Ventilsitz: trägt, ist an ihrer Oberseite mit einer elastischen Dichtung 6 versehen. Die bewegliche Einrichtung kann sich axial in Richtung des Pfeils A oder B unter Einwirkung der automatisch (im Fäll von Druckreglern oder eines Ventils) oder manuell (im Fall eines manuellen Drossel Organs) auf sie ausgeübten Kräfte bewegen.

In der einen Durchmesser D~ aufweisenden Bohrung des Teils 2, die der Innenwand dieses Teils, in welcher die Öffnungen vorgesehen sind, entspricht, ist ein frei beweglicher Absperrkörper. 7 verschiebbar, der aus einem ringförmigen, zu dem Teil 2 koaxialen Teil besteht. Wenn alle Bauteile die in Fig.1 dargestellte Stellung einnehmen, bewirkt der Absperrkörper 7 die Abdichtung zwischen der Kammer 8 mit dem Druck P₁ und der Kammer 9 mit dem Druck Pg, der höchstens gleich P.. ist. Diese Abdichtung wird einerseits mit Hilfe der Auflage 10 an der elastischen Dichtung 6 und andererseits mit Hilfe der Auflage 11 an der an dem Teil 2 befestigten elastischen Dichtung 12 erreicht. Der Durchmesser der Auflagen 10 und 11 beträgt D₁ bzw. D₂, wobei D₁ kleiner als D₂ ist. Diese beiden Durchmesser Bind kleiner als D,.

An der oberen Seite des frei beweglichen Absperr körpers 7 ist ein Innenkragen 13 vorgesehen, der den Hub des Absperrkörpers begrenzt, wenn er mit dem Anschlagstück 14 in Berührung kommt. Dieses Anschlagsstück 14, das ringförmig und zu dem Teil 2 und dem Absperrkörper. 7 koaxial angeordnet ist, ist mit Durchgangsbohrungeη 15 versehen, deren Gesamtquerschnitt größer als die Summe der Öffnungen 3 ist. Das Anschlagsstück 14 ist an dem Teil 2 befestigt,, beispielsweise angeschraubt.

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Djese Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: In d*er in;Fig.1 dargestellten Stellung, in welcher die Auflagen 10 und 11 des frei beweglichen Absperr körpers 7 vollkommen.abdichten, wird auf diesen Absperrkörper eine in Richtung des Pfeils t gerichtete Kraft F₁ ausgeübt, so daß :

F₁ * (P₁ - P₂) (S₂ - S₁) .

S₁ und S₂ sind die Querschnitte, die durch den Durchmesser Dj bzw. D₂ bestimmt werden. Diese Kraft drückt die Auflage 10 des Absperrkörpers 7 auf deren Sitz, der aus der Dichtung der Soheibe. 5 besteht, und bewegt ihn nach unten, so daß sich der Durchgang zwischen der Auflage 11 'und deren Sitz, der aus de.r Diohtung 12 besteht, öffnet. Das Strömungsmittel wird teilweise in diesem Durchgang gedrosselt, hauptsächlich wird es dies jedoch in dem zwischen dem Teil 2 und dem Absperrkörper 7 bestehenden Spiel, solange die obere Ebene ■des Absperrkörpers di*e Ebene 17 des Teils 2 nicht erreicht hat, die dem oberen Teil der Öffnungen 3 entspricht. Das Spiel zwischen dem Teil 2 und dem Absperrkörper 7 kann ziemlich klein sein; der ringförmige Querschnitt, in welchem

die Drosselung stattfindet, kann etwa einige mm betragen. Die in Richtung des Pfeils B gerichtete Kraft F₂, die auf den Absperrkörper 7 ausgeübt wird, beträgt nun :

F₂ = (P₁ - P₂) (S₃ - S₁),

wobei Sj der durch den Durchmesser D, bestimmte Querschnitt ist. Bei Weiter bewegung in Richtung des Pfeils B kommt' der Innenkragen 13 des Absperrkörpers 7 an dem Ansohlagsstüok zum Anschlagen. Zu diesem Zeitpunkt sind die Öffnungen 3 vollständig freigegeben, und bei weiterer Bewegung der beweglichen Einrichtung in Richtung des Pfeils B wird ein Durchgang zwischen der Auflage 10 und der Scheibe 5 freigegeben. Der Gesamtdurohgan^querschnitt setzt sich jetzt

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aus dem Querschnitt d«r Öffnungen 3 und einem Querschnitt zusammen, der mit dem Hub Z der beweglichen Einrichtung linear zunimmt. Die vollen Teile 18 des Teils 2 dienen lediglich zur Führung des Absperrkörpers 7.

Wenn die bewegliche Einrichtung nach Erreichen ihres tiefsten Punktes· sich wieder in Richtung des Pfeils A nach oben bewegt, ändern sich die Durch gangs querschnitte in. entgegengesetzter Richtung bis zur dichten Abschließung der Auflagen 10 und 11 des frei beweglichen Absperrkörpers 7.

Die Erfindung ist nicht auf das oben beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern läßt Änderungen zu. Beispielsweise kann das Profil der Öffnungen 3 geändert und an eine vorbestimmte Gesetzmäßigkeit S = f(Z) angepaßt werden. Ferner können beliebige Mittel durch andere gleichwertige Mittel ersetzt werden. Die Erfindung erstreckt sich azßerdem auf alle ihre möglichen Abwandlungen und Ausführungsformen·

Patentansprüche

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Claims

Pa te nta na prüohe

1. Absperrorgan, insbesondere Ventil, Druckregler oder d-gl. zur Drosselung eines von einer unter Druck stehenden Kammer in eine Kammer mit niedrigerem Druck fließenden Strömungsmittels, gekennzeichnet durch ein ringförmiges, einen frei 'beweglichen Absperrkörper bildendes Teil, das an jedem Ende eine Auflage aufweist, deren erste mit einem feststehenden Sitz zusammenarbeitet und deren zweite einen kleineren Durchmesser aufweist und mit einem an der beweglichen Einrichtung befestigten Sitz zusammenarbeitet, und durch ein feststehendes koaxial angeordnetes, ringförmiges Teil, in welchem der frei bewegliche Absperrkörper verschiebbar ist und das mit Öffnungen mit einem in Strömungsrichtung progressiv zunehmenden Querschnitt versehen ist.

2. Absperrorgan nach·Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das feststehende ringförmige Teil den feststehenden Sitz trägt.

3. Abpserrorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das den frei beweglichen Absperrkörper bildende ringförmige Teil einen ringförmigen Innenkragen aufweist, der durch Anschlag an einem feststehenden ftnschlagsstück den Hub des Absperrkörpers begrenzt.

.4. Absperrorgan nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das feststehende, ringförmige Anschlagsstück koaxial im Inneren des den frei beweglichen Absperrkörper, bildenden Teils angeordnet ist und mit Bohrungen zum Durchgang des Ströraungsmittels versehen ist.

5. Absperrorgan nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlagsstück in das feststehende Teil eingeschraubt

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ist, in welchem das den frei beweglichen Absperrkörper bildende ieil verschiebbar ist·. -

,6. Absperrorgan nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Sitz an einer Scheibe befestigt ist, die durch die Betätigungsstange der Vorrichtung angetrieben wird und zusammen mit dieser die bewegliche Einrichtung bildet.

7*.Absperrorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil der Öffnungen so gewählt ist, daß der Durchgangsquerschnitt eine vorbestimmte Funktion von dem Hub . der beweglichen Einrichtung ist.

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