DE3108051A1

DE3108051A1 - Entspannungsventil

Info

Publication number: DE3108051A1
Application number: DE19813108051
Authority: DE
Inventors: Helmut 6713 Freinsheim Hubach
Original assignee: GULDE REGELARMATUREN KG
Current assignee: GULDE REGELARMATUREN KG
Priority date: 1981-03-04
Filing date: 1981-03-04
Publication date: 1982-10-28
Also published as: ATE8929T1; EP0059887B1; DE3108051C2; EP0059887A1

Description

Anmelder: Gulde-Regelarmaturen KG, Mannheimer Straße 63, 6700 Ludwigshafen

Entspannungsventil

Die Erfindung bezieht sich auf ein Entspannungsventil für Flüssigkeiten oder Gase mit in axialer Richtung übereinander angeordneten Lochscheiben und Abdeckscheiben, wobei zwischen den Abdeckscheiben und durch die Lochscheiben verlaufende, im wesentlichen radial gerichtete Strömungskanäle vorhanden sind.

In der DE-OS 25 54 445 ist ein derartiges Entspannungsventil beschrieben, dessen Strömungskanäle, welche einen Ventilinnenraum mit einem Ventilaußenraum verbinden, durch jeweils paarweise einander zugeordneten Lochscheiben gebildet werden. Hierzu sind zwei Typen von Lochscheiben mit verschiedener Anordnung der Löcher erforderlich, wobei die Lochscheiben derart paarweise aufeinander gelegt sind, daß sich die Löcher überlappen und die genannten Strömungskanäle entstehen. Jeder der derart gebildeten Strömungskanäle verläuft somit abwechselnd durch die beiden Lochscheiben, wobei auch eine Umlenkung an den die beiden Lochscheiben einschließenden Abdeckscheiben erfolgt. Die Herstellung derartiger Lochscheiben ist mit einem nicht unerheblichen Aufwand verbunden, zumal aufwendige und teuere Werkzeuge erforderlich sind.

Ferner ist in der US-PS 38 94 716 ein Entspannungsventil beschrieben, welches eine Anzahl von übereinander gestapelten Scheiben mit in radialer Richtung beabstandeten Ringen aufweist. Zwischen den in axialer Richtung benachbarten Scheiben sind Abstandshalter angeordnet, so daß das Fluid an den genannten Ringen vorbei in radialer Richtung strömen kann. Aufgrund des Druckabfalls weisen die radial außen liegenden Ringe eine geringere Höhe auf als die radial innen liegenden Ringe. Die Herstellung derartiger Scheiben mit Ringen von unterschiedlicher Höhe ist mit nicht unerheblichen Herstellungskosten verbunden. Darüberhinaus müssen die genannten Scheiben vergleichsweise dick ausgeführt werden, um Schwingungen zu vermeiden. Wie oben bereits.angegeben, stützen sich benachbarte Scheiben über beispielsweise vier streifenförmige Abstandshalter gegeneinander ab. Es ist ersichtlich, daß derart angeordnete Scheiben vergleichsweise starr ausgebildet sein müssen, um störende Schwingungen oder Vibrationen zu vermeiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Entspannungsventil der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Scheiben bei einfacher und billiger Herstellung einen preisgünstigen Aufbau ermöglichen. Auch sollen die genannten Scheiben ohne besonderen Aufwand mit verschiedener Entspannungscharakteristik hergestellt werden können und für den Aufbau kompakter Entspannungsventile geeignet sein. Ferner soll das Entspannungsventil für alle Anwendungsgebiete betriebssicher und den betrieblichen Gegebenheiten gewachsen sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Abdeckscheiben in radialer Richtung beabstande^.e Ringe aufweisen, daß die axiale Höhe der Ringe zumindest auf einer Seite jeder Abdeckscheibe jeweils gleich groß ist und daß die Abdeckscheiben mit den Ringen auf den Lochscheiben unmittelbar aufliegen.

Das erfindungsgemäße Entspannungsventil zeichnet sich vorallem durch einen besonders einfachen und kostengünstigen Aufbau aus. Die Abdeckscheiben mit den genannten Ringen können in einfacher Weise, insbesondere auf einer Drehbank, hergestellt werden. Die Lochscheiben lassen sich ohne Schwierigkeiten aus vorgefertigten gelochten Blechen herstellen, welche als Halbprodukte im Handel erhältlich sind. Hierbei sind keine aufwendigen Werkzeuge erforderlich, da aus den genannten Blechen lediglich die Lochscheiben mit den erforderlichen Innen- und Außendurchmessern, insbesondere durch Ausstanzen, hergestellt werden müssen. Es sei darauf hingewiesen, daß für Ventile unterschiedlicher Größe die Lochscheiben aus den gleichen gelochten Blechen hergestellt werden können, so daß eine kostengünstige Lagerhaltung gegeben ist. Im Hinblick auf die Vermeidung von Vibrationen und Schwingungen ist es von besonderer Bedeutung, daß die Abdeckscheiben mit ihren Ringen auf den Lochscheiben unmittelbar aufliegen, wobei eine axiale Abstützung derselben über den gesamten Radius erreicht wird. Je nach Einsatzgebiet des Entspannungsventils kann durch geeignete Dimensionierung der Lochscheiben sowie der Ringe auf den Abdeckscheiben mit einem geringen Aufwand die erforderliche Entspannungscharakteristik erreicht werden. Die Flüssigkeit oder das Gas strömt sowohl durch die Löcher der Lochscheibe

als auch durch die Bereiche zwischen den Ringen der jeweiligen Abdeckscheiben, wobei aufgrund der genannten Löcher häufige, scharfe Richtungsänderungen der Strömung bewirkt werden und somit auf kleinstem Raum eine gute Drosselung erreicht werden kann.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Ringe von in axialer Richtung benachbarten Abdeckscheiben in radialer Richtung versetzt zu einander angeordnet. Es werden somit in einfacher Weise die genannten Strömungskanäle erzeugt, ohne daß hierfür eine besondere, exakte Ausrichtung von Lochscheiben und Abdeckscheiben erforderlich ist. Es sei darüberhinaus hervorgehoben, daß unter Ausnutzung der endlichen Federsteifigkeit der Lochscheiben-eine besonders einfache und zuverlässige Verspannung von Lochscheiben und Abdeckscheiben erreicht wird.

Bevorzugt wird zwischen zwei in axialer Richtung benachbarten Abdeckscheiben jeweils nur eine einzige Lochscheibe angeordnet. Di^se Lochscheibe wird den jeweiligen Anforderungen entsprechend ausgebildet sein, wobei vor allem der Durchmesser der Löcher, aber auch die Dicke der Lochscheibe vorgegeben wird. Eine aufwendige und die Herstellung nicht unerheblich verteuernde Ausrichtung dieser Lochscheibe zu anderen Bauteilen ist nicht erforderlich.

Um eine einfache und kostengünstige Herstellung der Lochscheiben zu ermöglichen, weisen die Löcher bevorzugt gleiche Durchmesser bzw. Abmessungen auf. Es sei hervorgehoben, daß die genannten Löcher der Lochscheiben grundsätzlich beliebige Querschnitte aufweisen können, doch es werden vorteilhaft im Querschnitt runde Löcher vorgesehen. Somit können die Loch-

scheiben kostengünstig aus gelochten Blechen, welche als Halbzeug im Handel erhältlich sind, insbesondere durch Ausstanzen hergestellt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Löcher der Lochscheiben mit zunehmendem Abstand von der Achse größere Durchmesser bzw. Abmessungen auf. Hierdurch wird in einfacher Weise entsprechend dem Druckabfall ein größerer Strömungsquerschnitt zur Verfugung gestellt.

Vorteilhaft sind Lochscheiben und Abdeckscheiben mittels einer radial innen liegenden Innenhülse geführt, welche radiale Kanäle aufweist. Ein derart ausgebildetes Entspannungsventil kann in einfacher Weise montiert werden, da Lochscheiben und Abdeckscheiben sowie die Innenhülse in einfacher Weise in das Ventil eingesetzt werden können.

Zweckmäßigerweise ist der Durchmesser der genannten radialen Kanäle der Innenhülse im wesentlichen gleich groß wie die Höhe der Ringe der Abdeckscheiben und die Dicke der Lochscheibe zusammengenommen. Es ist somit sichergestellt, daß die Flüssigkeiten oder Gase zwischen die Abdeckscheiben bzw. in die Lochscheiben einströmen können, ohne daß hierfür eine allzu exakte axiale Ausrichtung von Innenhülse einerseits und Lochscheiben und Abdeckscheiben andererseits angestrebt werden muß.

Bevorzugt werden die Ringe mit zunehmendem Abstand zur Achse mit entsprechend vergrößerten radialen Abständen zueinander angeordnet. Es wird somit dem Druckabfall entsprechend, wobei das Medium in radialer Richtung nach außen strömt, ein vergrößerter Strömungsquerschnitt geschaffen.

Aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung erläuterten Ausführungsbeispiel ergeben sich weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile.

In der Zeichnung ist von einem Ventilgehäuse 2 eines Entspannungsventils nur ein Teil dargestellt. Durch die Zuführleitung 4 gelangt die Flüssigkeit oder das Gas ins Innere des Ventils, wobei mittels eines Absperrkörpers 6 der Durchfluß gesperrt oder auch freigegeben werden kann. Hierzu kann der Absperrkörper 6 in gewohnter Weise in Richtung der Doppelpfeiles 8 in Richtung der Achse 10 hin und herbewegt werden. Gemäß Zeichnung befindet sich der Absperrkörper 6 in der Schließstellung. Der Absperrkörper befindet sich im Inneren einer zylindrischen Innenhülse 12, welche radial gerichtete Kanäle 14 aufweist. Wird der Absperrkörper 6 in der Zeichnung nach rechts zur Offenstellung hinbewegt, so kann das Gas oder die Flüssigkeit aus dem Ventilinnenraum 16 in radialer Richtung nach außen in den Ventilaußenraum 18 strömen, wie nachfolgend näher erläutert wird.

Die Innenhülse 12 ist von einer Anzahl Abdeckscheiben 20 umgeben, zwischen welchen jeweils eine Lochscheibe 22 angeordnet ist. Die Abdeckscheiben 20 weisen in radialer Richtung beabstandete Ringe 24 bzw. 26 auf. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei mittlere Abdeckscheiben 20 vorgesehen, welche untereinander gleich ausgebildet sind. Hierbei sind die auf der einen Seite der Abdeckscheiben 20 angeordneten Ringe bezüglich der auf der anderen Seite der Abdeckscheibe angeordneten Ringe 26 versetzt angeordnet. Die Ringe 24 bzw. 26 jeder Seite einer Abdeckscheibe weisen untereinander jeweils die gleiche Höhe h auf. Jeweils zwischen zwei derart ausgebildeten Abdeckscheiben ist eine Lochscheibe angeordnet, wobei die Ringe 24 bzw. 26 fest auf der zugeordneten Lochscheibe aufliegen.

Die genannten Lochscheiben 22 sind mit einer Anzahl von Löchern 30 versehen, welche -bei dem dargestellten Au-führungsbeispiel jeweils den gleichen Durchmesser aufweisen. Es sei hervorgehoben, daß die Löcher auch unterschiedliche Durchmesser bzw. Abmessungen aufweisen können, wobei zweckmäßigerweise die in radialer Richtung außen liegenden Löcher größere Durchmesser bzw. Abmessungen aufweisen als die radial innen liegenden Löcher, Es ist ersichtlich, daß das durch die Kanäle 14 in die derart ausgebildete Drosselvorrichtung einströmende Gas bzw. die Flüssigkeit durch die derart gebildeten Strömungskanäle vom Innenraum 16 zum Außenraum 18 strömen kann. Hierbei erfolgt eine vielfache Richtungsänderung, da das Gas bzw. die Flüssigkeit aus den ringförmigen Zwischenräumen 32 einer Abdeckscheibe durch die Löcher*3O der zugeordneten Lochscheibe 22 hindurch in die Zwischenräume 34 der benachbarten Abdeckscheibe usw. gelängen kann, und schließlich in den Außenraum 18 strömt. Aufgrund der vielfachen Richtungsänderungen sowie der auftretenden Wandreibung in den derart ausgebildeten Strömungskanälen wird eine erhebliche Druckminderung bewirkt. Beim Durchströmen der in der genannten Weise ausgebildeten Drosselvorrichtung erfolgt die Entspannung der in der Zuführleitung 4 unter hohem Druck stehenden Flüssigkeit bzw. des Gases auf einen niederen Druck im Ventilaußenraum 16. Der Durchfluß kann in bekannter Weise je nach Stellung des Absperrkörpers 6 vorgegeben werden.

Die Ringe 24, 26 weisen in radialer Richtung Abstände a auf. Strömt das Medium in radialer Richtung, so ist es von Vorteil, mit zunehmendem Abstand der Ringe 24, 26 zurAchse 10 auch die jeweiligen Abstände a zwischen den Ringen 24, 26 zu vergrößern.

-χ-

Bezugszeichenliste

2 Ventilgehäuse

4 Zuführleitung

6 Absperrkörper

8 Doppelpfeil

10 Achse

12 Innenhülse

14 Kanal

16 Ventilinnenraum

18 Ventilaußenraum

20 Abdeckscheibe

22 Lochscheibe 24, 26 Ringe

28 Schraube

30 .Löcher 32, 34 Zwischenräume

a Abstand zwischen den Ringen

d Durchmesser der Kanäle

h Höhe der Ringe 24,

s Dicke der Lochscheibe

Claims

Ansprüche

M.jEntspannungsventil für Flüssigkeiten oder Gase mit in axialer Richtung übereinander angeordneten Lochscheiben und Abdeckscheiben, wobei zwischen den Abdeckscheiben und durch die Lochscheiben verlaufende, im wesentlichen radial gerichtete Strömungskanäle vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckscheiben (20) in radialer Richtung beabstandete Ringe (24, 26) aufweisen, daß die axiale Höhe (h) der Ringe (24, 26) zumindest auf einer Seite jeder Abdeckscheibe (20) jeweils gleich groß ist, und daß die Abdeckscheiben (20) mit den Ringen (24, 26) auf den Lochscheiben (22) unmittelbar aufliegen.
2. Entspannungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (2.4 bzw. 26) von in axialer Richtung benachbarten Abdeckscheiben (20) in radialer Richtung versetzt zueinander angeordnet sind.
3. Entspannungsventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei in axialer Richtung benachbarten Abdeckscheiben (20) jeweils eine einzige Lochscheibe (22) angeordnet ist.
4. Entspannungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher einer Lochscheibe (20) gleiche Durchmesser bzw. Abmessungen aufweisen.
5. Entspannungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3/ dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (30) einer Lochscheibe mit zunehmendem Abstand von der Achse (10) größere Durchmesser bzw. Abmessungen aufweisen.
6. Entspannungsventil nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochscheiben (22) und Abdeckscheiben (20) mittels einer radial innen liegenden Innenhülse (12) geführt sind, welche radiale Kanäle (14) aufweist.
7. Entspannungsventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (d) der radialen Kanäle (14) im wesentlichen gleich groß ist wie die Höhe (h) der Ringe (24, 26) und die Dicke (s·) der Lochscheibe (22) zusammengenommen.
8. Entspannungsventil nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß mit zunehmendem Abstand der Ringe (24, 26) zur Achse (10) die Abstände (a) zwischen denRingen (24, 26) selbst größer werden.