DE3215224C2

DE3215224C2 - Vorrichtung zum Herabsetzen der in einem flüssigen oder gasförmigen Medium enthaltenen Energie

Info

Publication number: DE3215224C2
Application number: DE19823215224
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Ch Zikesch 4100 Duisburg De GmbH
Current assignee: Ch Zikesch 4100 Duisburg De GmbH
Priority date: 1982-04-23
Filing date: 1982-04-23
Publication date: 1989-12-14
Also published as: DE3215224A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herabsetzen der in einem flüssigen oder gasförmigen Medium enthaltenen Energie. Derartige Vorrichtungen können als Regel- oder Drosselventil oder auch als Schalldämpfer ausgebildet sein. Im allgemeinen haben sie einen hohlzylindrischen Drosselkörper mit auf diesen aufgesetzten Führungsplatten zur Umlenkung des Mediums aus einer axialen in eine radiale Richtung. Um den konstruktiven Aufwand herabzusetzen und eine stabilere und auch vielseitig anwendbare Ausführungsform für eine derartige Vorrichtung zu schaffen, schlägt die Erfindung vor, daß die Führungsplatten zueinander konzentrische, zu einer Plattenseite hin offene Ringnuten aufweisen, die durch kreisförmige, ebenfalls konzentrische Trennwände begrenzt sind, daß die Trennwände über den Umfang verteilt mit Durchbrechungen versehen sind, die benachbarte Ringnuten verbinden, und daß die offenen Ringnuten durch eine benachbarte Führungsplatte abgedeckt sind. Aufgrund dieser Ausbildung läßt sich die in dem strömenden Medium enthaltene Energie besonders wirkungsvoll abbauen. Die Konstruktion ermöglicht ferner den beliebigen Zusammenbau von Ventilen und Schalldämpfern nach dem Baukastenprinzip.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herabsetzen der in einem flüssigen oder gasförmigen Medium enthaltenen Energie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist bekannt, eine derartige Vorrichtung z\s Drosseleinrichtung zu verwenden (DE-OS 21 55 466). Dabei strömt das Medium durch die Ringnuten und die Durchbrechungen in den Trennwänden zwischen den Führungsplatten von der Achse im wesentlichen radial nach außen. Infolge der vielfachen Umlenkung gibt das Medium seine Energie an die Führungsplatten ab. Da das Medium nur einmal durch die Führungsplatten hindurchtritt, läßt sich das Ausmaß der Energieverminderung nur dadurch steigern, daß man Führungsplatten mit einer größeren Anzahl von Ringnuten und Durchbrechungen verwendet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vorrichtung in einfacher Weise so auszubilden, daß das die Vorrichtung durchsetzende Medium innerhalb derselben einen größeren Weg zurücklegen kann, ohne daß Führungsplatten mit jeweils einer größeren Anzahl von Ringnuten und Durchbrechungen verwendet werden müssen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Je nach Bedarf läßt sich dieVorrichtung nach dem Baukastenprinzip mit der jeweils erforderlichen Anzahl von Plattenpaketen versehen. Hierbei kann der Regelkörper den jeweils zu einem Plattenpaket führenden Einströmquerschnitt einem vorgegebenen Steuer- oder Regeleinfluß entsprechend verändern.

Vorteilhaft ist dabei, wenn zwischen benachbarten Führungsplattenpaketen ein mit mindestens einem Flansch versehener Distanzkörper eingesetzt ist, und wenn der Flansch dichtend an der Gehäusewandung anliegt. Dieser Flansch bzw. die entsprechende Seite des Distanzkörpers können gleichzeitig sowohl zum Abdekken der Ringnuten einer anliegenden Führungsplatte dienen als auch eine zur Umlenkung des Mediums geeignete Führungsfläche bilden. Der Distanzkörper kann auch die Form eines Spulenkörpers haben, d. h. auch an seinem anderen Ende mit einem zweiten Flansch versehen sein, der sich auf dem ihm zugewandten Führungsplattenpaket abstützt. Die Beruhigungszone befindet sich in dem durch die beiden Flansche begrenzten Ringraum.

Ebenfalls ist es günstig, wenn die angeströmte Stirnseite des Regelkörpers gegenüber einer radialen Ebene um einen vorgegebenen Winkel geneigt ist und wenn die Neigung so gewählt ist, daß die Stirnfläche in axialer Richtung um eine Strecke verspringt, die dem Abstand zwischen in axialer Richtung benachbarten Durchtritten um Drosselkörper entspricht. Hierdurch wird erreicht, daß der Regelkörper im Verlauf einer axialen Verstellung den Durchtrittsquerschnitt nicht sprungartig von Führungsplatte zu Führungsplatte vergrößert bzw. verkleinert. Vielmehr läßt sich mit einer kontinuierlichen Verstellung des Regelkörpers auch eine entsprechend kontinuierliche Veränderung des Durchtrittsquerschnitts erreichen.

Im allgemeinen wird der Regelkörper die Durchtritte im Drosselkörper 12 nicht absolut dicht absperren können, so daß damit gerechnet werden muß, daß Leckmengen an der Innenseite des Drosselkörpers zwischen diesem und dem Regelkörper hindurchtreten. Um aber auch die in diesen Leckmengen noch enthaltene Energie gezielt abzubauen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß am Umfang des Regelkörpers zwischen den in ihm befindlichen Ringräumen Ringnuten vorgesehen

sind, so daß auch in diesem Bereich ein Drosseleffekt erzielt wird. Hierdurch lassen sich auch die am Ventilsitz auftretenden Beanspruchungen herabsetzen.

Erfindungsgemäß wird weiterhin vorgeschlagen, daß neben einer letzten Führungsplatte eines Führungsplattenpaketes ein Umlenkring angeordnet ist, dessen Durchmesser größer ist als der Führungsplattendurchmesser und der eine Führungsfläche bildet, an der das Medium von der radialen in die axiale Richtung umgelenkt wird oder umgekehrt. Dieser Umlenkring kann gegebenenfalls auch dazu dienen, die Ringnuten in der benachbarten Führungsplatte abzudecken. Ferner kann der Umlenkring gleichzeitig zur Abdichtung und zur Abstützung des Drosselkörpers gegenüber dem Gehäuse dienen.

Nachfolgend wird eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand einer Zeichnung näher beschrieben. Im einzelnen zeigt

F i g. 1 in schematischer Darstellung und teilweise als Schnitt die Vorrichtung in Form eines mehrstufigen Regelventils;

F i g. 2 einen Querschnitt durch das Regelventil entlang der Linie H-II in Fig. 1;

Fig. 3 in vergrößertem Maßstab einen Teil-Längsschnitt mit Perspektive entsprechend der Linie III-III in Fig. 2.

Das Regelventil hat ein Gehäuse 10, das innen mit einer zum Schutz der Gehäusewandung dienenden Auskleidung 11 versehen ist. In den Innenraum des Gehäuses 10 ist ein zylindrischer Drosselkörper 12 eingesetzt. Dieser hat an seiner dem Gehäuseeinlaß 13 zugewandten Seite einen Ventilsitz 14. Innerhalb des Drosselkörpers 12 ist ein mehrstufig aufgebauter Regelkörper 15 an einer Spindel 16 in axialer Richtung verstellbar geführt. Der Antrieb für die Spindel 16 befindet sich im oberen Bereich des Gehäuses 10 und ist von üblicher Ausführung, so daß er nicht weiter beschrieben zu werden braucht. Der Regelkörper 15 ist an seiner dem Gehäuseeinlaß 13 zugewandten Seite mit einem Schließteil 17 versehen, der in Schließstellung des Regelventils auf dem Ventilsitz 14 aufliegt.

Auf den zylindrischen Drosselkörper 12 sind scheibenförmige Führungsplatten 18 aufgesetzt, von denen jeweils vier ein Führungsplattenpaket bilden. Die Zahl der in einem Führungsplattenpaket enthaltenen Führungsplatten kann dem jeweiligen Bedarf angepaßt werden. Die Führungsplatten 18 haben jeweils zu ihrer einen Seite hin offene und zu einander konzentrisch umlaufende Ringnuten 19, die durch ebenfalls zueinander konzentrische Trennwände 20 begrenzt sind. Letztere sind mit um den Umfang verteilt angeordneten Durchbrechungen 21 versehen. Die in einer Trennwand 20 jeweils enthaltenen Durchbrechungen 21 verbinden benachbarte Ringnuten 19 und sind gegenüber den Durchbrechungen 21 der nächsten Trennwand 20 in Umfangsrichtung versetzt, so daß die Strömung niemals mehrere Durchbrechungen 21 in radialer Richtung nach außen ohne eine Umlenkung durchsetzen kann. Der Drosselkörper 12 ist jeweils in Höhe einer Führungsplatte 18 mit um den Umfang verteilt angeordneten Durchtritten 22 versehen. Die in einer radialen Ebene jeweils enthaltenen Durchtritte 22 münden in die innerste Ringnut 19 der in dieser Höhe befindlichen Führungsplatte 18.

Die äußerste Ringnut 19 einer Führungsplatte 18 ist nach außen hin zumindest teilweise offen, so daß sich die Strömung bei einem radial von innen nach außen gerichteten Verlauf bereits im Bereich der äußersten Ringnut 19 in beliebige Richtungen verteilen kann und somit in möglichst geringem Maße radial auf die Gehäusewandung auftrifft

Während die Führungsplatten 18 bei diesem Beispiel so angeordnet sind, daß sich die Ringnuten 19 nach unten öffnen, ist ebensogut eine umgekehrte Anordnung denkbar. Nur an der einen Seite eines Führungsplattenpaketes ist es jeweils erforderlich, eine zusätzliche Abdeckung vorzusehen.

Dies geschieht bei dem hier beschriebenen Regelventil für das unterste Führungsplattenpaket mittels eines Umlenkringes 23, dessen Durchmesser größer ist als der Führungsplattendurchmesser und der an der Auskleidung 11 des Gehäuses 10 dichtend anliegt. Gleichzeitig bildet der Umlenkring 23 eine Führungsfläche 24, durch die insbesondere die aus der untersten Führungsplatte 18 austretende Strömung in eine axiale Richtung umgelenkt wird. Dieser Strömungsanteil trägt wiederum zu einer entsprechenden Umlenkung der aus den nächstfolgenden Führungsplatten 18 austretenden Strömung bei.

Jeweils zwischen zwei benachbarten Führungsplattenpaketen befindet sich ein Distanzkörper 25, der ebenfalls auf den Drosselkörper 12 aufgesetzt ist. Die Distanzkörper 25 haben an dem einen Ende jeweils einen ersten Flansch 26. der an der Auskleidung 11 des Gehäuses 10 dichtend anliegt und einen ähnlichen Querschnitt hat wie der Umlenkring 23. Somit erfüllt der Flansch 26 auch die übrigen Funktionen desselben, in dem er zur Abstützung des Drosselkörpers 12 und der auf ihm befindlichen Führungsplatten 18 gegenüber dem Gehäuse 10 dient und gleichzeitig an der einen Seite eine abgerundete Führungsfläche 24 bildet.

Das gegenüberliegende und in F i g. 1 untere Ende des Distanzkörpers 25 ist mit einem Flansch 27 versehen, desssen Durchmesser ebenfalls größer ist als der Führungsplattendurchmesser. Jedoch läßt der Flansch 27 gegenüber der Auskleidung 11 des Gehäuses 10 einen ringförmigen Querschnittsbereich frei, so daß die aus dem vorgeschalteten Führungsplattenpaket austretende Strömung an dem Flansch 27 vorbei in einen durch die Flansche 26 und 27 begrenzten Ringraum 28 gelangen kann. In diesem kann sich die Strömung nach dem Hindurchtreten durch das vorgeschaltete Führungsplattenpaket beruhigen. Der Ringraum 28 steht über ausreichend groß bemessene Durchtritte 29 mit einem weiteren Ringraum 30 in Verbindung, der durch eine ringförmige Aussparung des Regelkörpers 15 gebildet ist und der diesen in eine der Anzahl von Führungsplattenpaketen entsprechende Anzahl von Stufen unterteilt. Die zwischen den Ringräumen 30 liegenden Bereiche des Regelkörpers 15, die unmittelbar an der inneren Wandung des Drosselkörpers 12 anliegen und die Durchtritte 12 je nach Stellung des Regelkörpers 15 abdecken oder freigeben, sind mit Ringnuten 31 versehen. Da eine vollständige Abdichtung in diesen Bereichen des Regelkörpers 15 nicht zu gewährleisten ist und deshalb mit dem Hindurchtreten von Leckmengen gerechnet werden muß, dienen die Ringnuten 31 dem Zweck, die Leckströmung abzulenken und in energieverbrauchender Weise zu drosseln.

Wie F i g. 1 ferner erkennen läßt, haben die jeweils angeströmten Stirnseiten der einzelnen Stufen des Regelkörpers 15 gegenüber einer genau radialen Ebene eine vorgegebene Neigung. Diese ist so groß gewählt, daß die Stirnfläche jeweils über den Durchmesserbereich hin um eine Strecke verspringt, die dem axialen Abstand zwischen zwei Durchtritten 22 im Drosselkör-

per 12 entspricht Hierdurch wird erreicht, daß die Freigabe oder das Abdecken der einzelnen Durchtritte 22 zwischen einer Führungsplatte 18 und einer benachbarten Führungsplatte 18 nicht sprunghaft, sondern verhältnismäßig kontinuierlich erfolgt. Eine gute Regelungscharakteristik ist damit gewährleistet.

Der Verlauf der Strömung in dem beschriebenen Regelventil ist durch Pfeile bezeichnet. Zumindest in einem Teil der denkbaren Anwendungsfälle ist die Strömungsrichtung umkehrbar. Der durch den Drosselkörper 12 und die Führungsplatten 18 gebildete Teil des Regelventils läßt sich auch ohne den Regelkörper verwenden, so daß das Ventil nur als Drosselventil mit Schalldämpfung arbeitet

Bezugsziffernliste

10 Gehäuse

11 Auskleidung

12 Drosselkörper

13 Gehäuseeinlaß

14 Ventilsitz

15 Regelkörper

16 Spindel

17 Schließ teil

18 Führungsplatte

19 Ringnut

20 Trennwand

21 Durchbrechung

22 Durchtritt

23 Umlenkring

24 Führungsfläche

25 Distanzkörper

26 Flansch

27 Flansch

28 Ringraum

29 Durchtritt

30 Ringraum

31 Ringnut

10

15

30 35

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

40 45 50 55 50 65

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Herabsetzen der in einem flüs sigen oder gasförmigen Medium enthaltenen Energie, mit einem mittigen hohlzylindrischen Drosselkörper, mit auf diesen aufgesetzten und zu einander parallelen Führungsplatten, die an einer Plattenseite offene, durch in Umfangsrichtung verlaufende Trennwände gebildete Ringnuten aufweisen, mit Durchbrechungen in den Trennwänden, die einen Durchtritt des Mediums durch die Führungsplatten in radialer Richtung ermöglichen, mit Durcbtrittsöffnungen im Drosselkörper, durch die das Medium in Richtung auf die Führungsplatten hindurchtritt, und mit einem den Drosselkörper und die Führungsplatten umgebenden Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß aus jeweils mehreren Führungsplatten (18) gebildete Führungsplattenpakete in axialem Abstand voneinander am Drosselkörper (12) angeordnet sind, daß zwischen benachbarten ■Führungsplattenpaketen jeweils ein Ringraum (28) gebildet ist und daß auch der Regelkörper (15) mit jeweils einem korrespondierenden, über weitere Durchtrittsöffnungen (29) mit dem Ringraum (28) in Verbindung stehenden Ringraum (30) versehen ist derart, daß das Medium in radialer Richtung in den Ringraum (30) des Regelkörpers (15) zurückgeführt wird und diesen durch die dem nächsten Führungsplattenpaket zugeordneten Durchtrittsöffnungen (22) wieder verläßt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen benachbarten Führungsplattenpaketen ein mit mindestens einem Flansch (26) versehener Distanzkörper (25) eingesetzt ist und daß der Flansch (26) dichtend an der Gehäusewandung anliegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die angeströmte Stirnseite des Regelkörpers (15) gegenüber einer radialen Ebene um einen vorgegebenen Winkel geneigt ist und daß die Neigung so gewählt ist, daß die Stirnfläche in axialer Richtung um eine Strecke vorspringt, die dem Abstand zwischen in axialer Richtung benachbarten Durchtritten (22) im Drosselkörper (12) entspricht.

4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang des Regelkörpers (15) zwischen den in ihm befindlichen Ringräumen (30) Ringnuten (31) vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß neben einer letzten Führungsplatte (18) eines Führungsplattenpaketes ein Umlenkring (23) angeordnet ist, dessen Durchmesser größer ist als der Führungsplattendurchmesser und der eine Führungsfläche (24) bildet, an der das Medium von der radialen in die axiale Richtung umgelenkt wird oder umgekehrt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenkring (23) gleichzeitig zur Abdichtung und zur Abstützung des Drosselkörpers (12) gegenüber dem Gehäuse (10) dient.