DE2714410A1

DE2714410A1 - Vorrichtung zur steuerung eines fluessigkeitsstroms

Info

Publication number: DE2714410A1
Application number: DE19772714410
Authority: DE
Inventors: Jan Erik Enefrid Hansson
Original assignee: SUND AAKESSON AB
Current assignee: SUND AAKESSON AB
Priority date: 1976-03-31
Filing date: 1977-03-31
Publication date: 1977-10-20
Also published as: NO770742L; DK116777A; FI770706A; SE7603831L

Description

Vorrichtung zur Steuerung eines Flüssig-
keitsstroms Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung eines Flüssigkeitsstroms.
Vorrichtungen zum Steuern eines Flüssigkeitsstroms arbeiten für gewöhnlich nach dem Prinzip der veränderlichen Drosselung in Verbindung mit einer Druckausgleichseinrichtung. Die veränderliche DrosselsteLu kann als Drehspindel oder Drosselklappe ausgebildet werden, wobei die Energie von einem Elektromotor erzeugt wird,der mit einemnotwendigen Getriebe und einer Lageübertragungseinrichtung in Verbindung steht.
Die Vorrichtung nach der Erfindung ermöglicht die DurchfUhrung einer Strömungssteuerung auf einfache und trotzdem sichere Weise. Die Vorrichtung enthält ein Kegelventil und einen Steuerzylinder zum wahlweisen Einstellen der Kegelventilstellung von der ganz geschlossenen zur ganz offenen Stellung. Die Strömungssteuerung kann unabhängig vom Druck in der Flüssigkeit kontinuierlich oder in Stufen durchgeführt werden.
Die charakterisierenden Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt: Fig. 1 und 2 zwei Ausführungsarten der Strömungssteuervorrichtung nach der Erfindung.
Die Vorrichtung nach Fig. 1 enthält einen Ventilkörper 1 mit einem Kanal 2,3, durch den der Flüssigkeitsstrom hindurchtritt.
Ein Ventileinsatz 4,5 im Kanal 2,3 grenzt einen ersten Kanalabschnitt 2 gegenüber einem zweiten Kanalabschnitt 3 ab. Der Ventileinsatz besteht aus einer Hülse 4, die mit einem Bodenloch versehen ist, das zum ersten Kanalabschnitt 2 gerichtet ist und Öffnungen 7 in den Hülsenwänden aufweist, die mit dem zweiten Kanalabschnitt 3 in Verbindung stehen. Der Ventileinsatz enthält ferner einen in der Hülse 4 bewegbaren Ventilkegel 5. Der Ventilkegel 5 dichtet in seiner unteren Stellung am Bodenloch 6 in der Hülse 4 ab und ermöglicht eine freie Strömung durch die Öffnungen 7 in der Hülse.
Uber dem Ventileinsatz befindet sich ein Steuerzylinder 8 mit einem Zylindergehäuse 9f40 des eine obere und eine untere Kammer 9 bzw. 10 aufweist. Im Zylindergehäuse 9,10 ist ein Kolben 11,12 angeordnet, der mit einem oberen und einem unteren Kolbenkopf 11 bzw. 12 versehen ist. Der obere Kolbenkopf 11 ist in der oberen Kammer 9 gelegen, während der untere Kolbenkopf 12 in der unteren Kammer 10 gelegen ist, Die beiden Kolbenköpfe 11, 12 sind durch eine Kolbenstange 13 miteinander verbunden. Der untere Kolbenkopf ist auch starr mit einer austretenden Stange 14 verbunden, die sich abdichtend aus dem Zylindergehäuse in die Absperrventilhülse 4 erstreckt, wo sie mit dem Ventilkegel 5 vorzugsweise nur durch Anstoßen an diesen verbunden ist.
Im Zylindergehäuse 9,10 ist ferner ein elastisches Glied 15, vorzugsweise in Form einer Schraubenfeder, vorgesehen, die zwischen den Kolbenköpfen 11 bzw. 12 angeordnet ist. Das elastische Glied 15 ist zwischen einem Anschlagsglied 16 im Zylindergehäuse 9,10 und dem unteren Kolben 12 vorgespannt, der hierdurch nach unten gedrückt wird. Gemäß der dargestellten Ausführungsform weist die obere Kammer 9 einen kleineren Durchmesser als die untere Kammer 10 auf. Das Anschlagsglied 16 bildet eine Ausnehmung zwischen den Kammern. Der Kegel 5 wird über die Stange 14 gegen das Bodenloch 16 der Hülse 4 gedrückt gehalten.
Der Kanal 2,3 ist dann geschlossen.
Die obere Kammer 9 steht über eine Leitung 17 mit dem ersten Kanalabschnitt 2 in Verbindung. Diese Leitung 17 ist über dem Kolbenkopf 11 angeschlossen. Die untere Kammer 10 ist unterhalb des Kolbenkopfs 12 über eine Leiter 18 an eine nicht gezeigte, an sich bekannte Einrichtung zum Einstellen eines veränderlichen Steuerdrucks angeschlossen.
Der Raum zwischen den Kolbenköpfen 11,12 im Zylindergehäuse sowie auch der Raum über dem Ventilkegel 5 stehen über Leitungen 19 bzw. 20 mit einem Behälter 21 zum Entleeren der Räume in Verbindung.
Der Durchmesser D1 des Ventilkegels 5 ist so groß wie der Durchmesser D2 des oberen Kolbenkopfs. Der im Kanalabschnitt 2 herrschende Druck wird über die Verbindungsleitung 17 zur oberen Seite des Kolbens 11,12 übertragen, wodurch der Ventilkegel 5 unabhängig vom Druck im Kanalabschnitt 2 ausgeglichen ist.
Der auf den Ventilkegel 5 wirkende Schließdruck wird von der Feder 15 über.die austretende Stange 14 aufgebracht. Ist der eintretende Steuerdruck in der Leitung 18 gleich Null, so kann der Ventilkegel 5 bei keinem Druck im Kanal 2,3 ein Öffnen bewirken. Zum Öffnen des Ventils wird der Steuerdruck in der Leitung 18 erhöht, wodurch der Druck auf der unteren Seite des Kolbens 11,12 so erhöht wird, daß die Federkraft überwunden wird. Der Kolben 11,12 wird somit in eine Stellung aufwärts gedrückt, in der die durch den Druck am Kolben erzeugte Kraft gleich der Federkraft ist, die fortschreitend zunimmt, wenn die Feder zusammengedrückt wird. Der Ventilkegel 5 wird stets vom Druck in der durch den Kanal strömenden Flüssigkeit gegen das Ende der Stange 14 gedrückt gehalten. Durch Einstellen des Steuerdrucks in der Leitung 18 kann somit die Strömung im Kanal unabhängig vom Flüssigkeitsdruck gesteuert werden.
Die Strömungsrichtung verläuft vorzugsweise vom ersten Kanalabschnitt 2 zum zweiten Kanalabschnitt 3. Es ist aber auch möglich, die Vorrichtung zum Steuern der Strömung in der anderen Richtung zu verwenden.
Durch die Ausführungsform nach Fig. 2 wird ein exakteres Ausgleichen des Drucks aus den beiden Kanalabschnitten 2 und 3 am Ventilkegel 5 erzielt unter Verwendung zweier Ausgleichskolbenköpfe, die mit den Kanälen 2 bzw. 3 in Verbindung stehen.
Die Ausführungsform nach Fig. 2 weicht von derjenigen von Fig.1 darin ab, daß der Steuerzylinder 8 eine dritte Kammer 22 enthält und der Kolben mit einem in der dritten Kammer 22 angeordneten dritten Kolbenkopf 23 versehen ist. Gemäß Fig. 2 befindet sich die Kammer 22 zwischen den Kammern 9 und 10 und sind die Kolbenköpfe 11,12 und 23 durch die Kolbenstange 13 miteinander verbunden. Die Kammern 9 und 22 sind durch eine Dichtung 24 voneinander getrennt, durch die sich die Kolbenstange 13 erstreckt.
Die Kammer 22 steht über eine Leitung 25 mit dem zweiten Kanalabschnitt 3 in Verbindung. Diese Leitung ist über dem Kolbenkopf 23 angeschlossen.
Zum Entleeren des Raums unterhalb des Kolbenkopfs 11 steht dieser Raum über eine Leitung 26 mit dem Behälter 21 in Verbindung.
Der aktive Querschnitt des Kolbenkopfs 1 ist gleich groß wie der Querschnitt des Bodenlochs 6, d.h. D2 = D0. Ferner ist der Querschnitt des Kolbenkopfs 23 gleich groß wie der Ur.terschied zwischen dem Querschnitt des Ventilkegels 5 und dem Querschnitt des Bodenlochs 6, d.h. dem Querschnitt bei D1 minus dem Querschnitt bei Do.
Der Ausgleich wird dadurch erzielt, daß dem aus dem Kanalabschnitt 2 stammenden Druck am Ventilkegel 5 im Bodenloch 6 durch den Druck an der oberen Seite des Kolbenkopfs 9 und dem aus dem Kanalabschnitt 3 stammenden Druck durch den Druck an der Oberseite des Kolbenkopfs 23 entgegengewirkt wird.
Durch Einstellen des Steuerdrucks in der Leitung kann somit die Strömung im Kanal unabhängig vom Flüssigkeitsdruck und unabhängig von der Strömungsrichtung gesteuert werden.

Claims

Patentansprüche ============================= 1. Vorrichtung zur Steuerung eines Flüssigkeitsstroms mit einem Ventil, bestehend aus einem Ventilkörper mit einem Kanal, in dem ein Ventileinsatz einen ersten Kanalabschnitt gegenüber einem zweiten Kanalabschnitt abgrenzt, und mit einer Einrichtung zur Steuerung des Ventils, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Ventileinsatz aus einer Hülse (4) mit einem zum ersten Kanalabschnitt (2) gerichteten Bodenloch und mit einem in der Hülse (4) axial bewegbaren Ventilkegel (5) besteht, daß die Steuereinrichtung (8) ein Zylindergehäuse (9,10) mit einem Kolben (11, 12) enthält, daß eine starr mit dem Kolben (11,12) verbundene Stange (14) mit dem Ventilkegel (5) in Verbindung steht, daß der erste Kanalabschnitt (2) über eine Leitung (17) mit einer über dem Kolben (11,12) gelegenen Kammer (9) des Zylindergehäuses in Verbindung steht, daß der aktive Querschnitt des Ventilkegels (5) etwa dem aktiven Querschnitt des Kolbens (11,12) in der Kammer (9) entspricht zum Ausgleichen des Flüssigkeitsdrucks am Ventilkegel (5), daß ein elastisches Glied (15) vorgesehen ist, das die Stange (14) auf den Ventilkegel (5) drückt, und daß eine Einrichtung zum veränderlichen Einstellen eines Steuerdrucks über eine Leitung (18) mit einer unterhalb des Kolbens (11,12) gelegenen Kammer (10) des Zylindergehäuses verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben einen oberen und einen unteren Kolbenkopf (11 bzw. 12) enthält, die über eine Kolbenstange (13) miteinander verbunden sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Glied (15) zwischen dem unteren Kolbenkopf (12) und einem Anschlagsglied (16) im Zylindergehäuse (11, 12) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zylindergehäuse zwei Kammern enthält, und zwar eine obere Kammer (9), in der sich der obere Kolbenkopf (11) befindet, und eine untere Kammer (10), in der sich der untere Kolbenkopf (12) befindet, wobei der Durchmesser der oberen Kammer (9) kleiner als der Durchmesser der unteren Kammer (10) ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben mit einem dritten Kolbenkopf (23) versehen ist, der in der Steuereinrichtung (8) in einer dritten Kammer (22) angeordnet ist, die über eine Leitung (25) mit dem zweiten Kanalabschnitt (3) in Verbindung steht, wobei der aktive Querschnitt des oberen Kolbenkopfs (11) dem Querschnitt des Bodenlochs (6) entspricht, während der aktive Querschnitt des dritten Kolbenkopfs (23) dem Querschnitt des Ventilkegels (5) minus dem Querschnitt des Bodenlochs (6) entspricht.