DE3224011A1

DE3224011A1 - Anordnung zur mehrstufigen drosselung in regelventilen

Info

Publication number: DE3224011A1
Application number: DE19823224011
Authority: DE
Inventors: Peter Ing. 9500 Villach Bauer
Original assignee: Schmidt Rudolf Armaturen & Gus
Current assignee: Schmidt Rudolf Armaturen & Gus
Priority date: 1981-07-02
Filing date: 1982-06-28
Publication date: 1983-01-13
Also published as: ATA294481A; AT395468B; DE3224011C2

Description

Rudolf Schmidt -Armaturen- u. Gußwerk Gesellschaft m.b.H.

Villach. (Karaten)

-Anordnung: zur mehrstufigen Drosselung in Regelventilen

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur mehrstufigen Drosselung in Regelventilen mit in einem Gehäuse angeordneten Lochdrosselkörpern, von denen mindestens einem eine Regelkante zugeordnet ist, wobei eine Spindel zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen diesem Lochdroaue !.körper und der zugeordneten Regelkante vorgesehen Int.

Bei hochbelasteten Hegelventilen, die zum Druckabbau oder zur Auf recht! erhaltung eines Differenzdruckes in einem Rohrsystem, das von flüssigen, gasförmigen oder dampfförmigen Medien durchflossen wird, eingesetzt sind, müssen häufig zulässige Grenzen für die Geräuschemission eingehalten werden. ISs darf daher während des Durchströmens des Ventiles zu keinen physikalischen Unstetigkeiten - bei Flüssigkeiten Unterschreiten des Dampfdruckes, gefolgt von Kavitation, bei Gasen und Dämpfen Druckwellen infolge überkritischen Druckabbaues - kommen. Dies kann oft nur durch die Anwendung besonderer Maßnahmen, nämlich Ersatz des in der Vergangenheit hauptsächlich angewendeten einstufigen Drosselprinzips - Drosselung mit Hilfe einer Sitzkante und eines parabolartigen Regelkegels - durch andere Drosselelemente, erreicht werden. Es sind Lösungen bekannt, bei welchen als Drosselelement ein rohrförmiger Teil mit, entsprechend der gewünschten Regelcharakteristik, auf der Mantelfläche verteilten Drosselbohrungen, ein sogenannter Lochdrosselkörper, verwendet wird. Durch eine kreisförmige Regelkante wird nun während des Spindelhubes ein mehr oder weniger großer Teil dieser Mantelfläche und damit der Bohrungen freigegeben und ist für den Durchfluß wirksam j der lärmmindernde Effekt dieser Anordnung allein genügt jedoch oft nicht und es sind Lösungen bekannt, die zusätzlich sogenannte Widerstandspakete, Labyrinthscheiben od.dgl. damit kombinieren oder auch eine oder mehrere Viellochdrosselscheiben in Strömungsrichtung dahinter anordnen. Alle diese Lösungen haben zum Ziele, den Druckabbau auf mehrere Drosselstellen aufzuteilen. Die der variablen Drosselstelle (Lochdrosselkörper und Regelkante relativ zueinander beweglich) vor- bzw. nachgeschalteten Elemente sind aber jeweils nur für einen bestimmten Betriebsfall voll wirksam und es ist nicht oder nur schwer möglich, den

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sich während des Spindelhubes ändernden Bedingungen, insbesondere Änderungen der Durchflußmenge und des Differenzdruckes am Regelventil, Rechnung zu tragen. Außerdem sind viele dieser Ausführungen, wegen der zu ihrer Wirksamkeit erforderlichen kleinen Durchströmquerschnitte, sehr schmutzempfindlich.

Weiters sind hiezu oftmals spezielle Ventilgehäuse notwendig, da diese Einbauten viel Raum beanspruchen.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine Anordnung zu schaffen, die es mit geringem Aufwand gestattet, über den gesamten Hubbereich eine voll wirksame mehrstufige Drosselung zu erreichen. Weiters sollen die erfindungsgemäßen Drosselgarnituren zusammen mit herkömmlichen Ventilgehäusen einsetzbar sein.

Dies mrd bei einer Anordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß mehrere konzentrisch angeordnete Lo chdros se !körper mit voneinander unabhängigen Durehströmflachencharakteristika und dazugehörigen Regelkanten vorgesehen sind, wobei die Relativbewegung zwischen allen Lochdrosselkörpern und dazugehörigen Regelkanten vorgesehen ist, daß zumindest einige Lochdrosselkörper unterschiedliche Durchmesser aufweisen, wobei die die Regelkanten tragenden Bauteile zwischen diesen Lochdrosselkörpern angeordnet sind, so daß sich eine insbesondere radiale Strömung zwischen den einzelnen Lochdrosselkörpern ergibt. Bs werden so mehrere Stufen durch die konzentrisch angeordneten Lochdrosselkörper, von denen jeder während des Spindelhubes in Verbindung mit der ihm zugeordneten Regelkante eine seiner Charakteristik entsprechende Durchtrittsfläche freigibt, gebildet. Die An-

zahl der Stufen richtet sich nach den herrschenden Betriebsbedingungen und die Charakteristik der Lochanordnung auf der Mantelfläche jedes Lochdrosselkörpers wird derart gewählt, daß eine gleichmäßige - kavitationsfreie und/oder unterkritische - Drosselung in jeder Stufe über den ganzen Hubbereich gegeben ist. Durch die im wesentlichen radiale Durchströmung sind viele Stufen, die bei sehr hohen Druckdifferenzen nötig sind, in herkömmliche Ventile einbaubar, wenn die Nennweite der Armatur der für geräuscharme Durchstromiuag nötigen Nennweite der Rohrleitung hinter dem Ventil angeglichen wird. An sich ist eine Durchströmung bei Lochdrosselkörpern von außen nach innen vorteilhaft, bei Gasen und Dämpfen ist jedoch wegen des mit sinkendem Druck steigenden spezifischen Volumens auch eine Strömung von innen nach außen günstig, da wegen des größeren Durchmessers der jeweils nächste Loohdrosaelkörper mit, dem spezifischen Volumen angepaßter, größerer freier Durchtrittsfläche ausgestattet werden kann.

Me Erfindung wird nun an Hand von in der Zeichnung dargestellten »Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen«

Figur 1 eine erste und

Figur 2 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung.

In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Anordnung für eine dreistufige Drosselung dargestellt. Im G-ehäuse 8 ist der Sitz 10 eingeschraubt, der konzentrische Mehrstufendrosselkörper 9 ist in voll geöffnetem Zustand (bzw. Stellung) dargestellt, in welchen er durch die

Spindel 7 gebracht worden ist. Der Sitz 10 ist als Mhrung für die Lochdrosselkörpereinheit ausgebildet. Bei Durchströmung von innen nach außen (gemäß dem in vollen Linien dargestellten Pfeil in Figur 1) bildet der Lochdrosselkörper 1 mit der Eegelkante 2 die erste Stufe. Im geschlossenen Zustand stellt die Regelkante 2 gleichzeitig den Dichtsitz dar. Dies ist wichtig, da zur Erzielung kleiner erforderlicher Stellkräfte der Dichtsitz einen möglichst kleinen Durchmesser haben soll. Die zweite Stufe wird durch den Lochdrosselkörper 3 und die Regelkante 4 gebildet. Die dritte Stufe besteht aus dem Lochdrosselkörper 5 und der Regelkante 6. Bei dieser Ausführung sind also alle Lochdrosselkörper zusammengefaßt und mit Hilfe der Spindel 7 beweglich. Alle Regelkanten 2,4,6 werden durch den Sitz 10 gebildet. Bei Durchströmung von außen nach innen (gemäß dem strichliert dargestellten Pfeil in Figur 1) ist die Punktion dieselbe, nur daß die erste Stufe durch den Lochdrosselkörper 5 und die Regelkante 6 und die dritte Stufe durch den Lochdrosselkörper 1 und die Regelkante 2 gebildet werden. Bei dieser Ausführung ist zwischen den Stufen eine radiale Durchströmung gegeben.

In Figur 2 ist eine erfindungsgemäße Anordnung für eine vierstufige Drosselung dargestellt. Im Gehäuse 8 ist der Sitz 10 eingeschraubt, der konzentrische Mehrstufendrosselkörper 9 ist in voll geöffnetem Zustand (bzw. Stellung) dargestellt, in welcher er durch die Spindel 7 gebracht worden ist. Der untere Ventildeckel 19 ist als Führung für die Lochdrosselkörpereinheit ausgebildet. Bei Durchströmung in Richtung des mit vollen Linien dargestellten Pfeils in Figur 2 bildet der Lochdrosselkörper 11 mit der Regelkante 12 die erste Stufe, der

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Lochdrosselkörper 13 mit der Regelkante 14 die zweite Stufe, der Lochdrosselkörper 15 mit der Regelkante 16 die dritte Stufe und der Lochdrosselkörper 17 mit der Regelkante 18 die vierte Stufe. Die Regelkante 14 bildet gleichzeitig den Dichtsitz. Die erste und zweite Stufe haben denselben Durchmesser.

Bei dieser Ausführung sind also die Lochdrosselkörper 11,13 und 15 der Stufen eine bis drei zusammengefaßt und mit Hilfe der Spindel 7 beweglich. Die Regelkante 12 der ersten Stufe wird durch die Führung am Deckel 19, die Regelkanten 14 und 16 der zweiten und dritten Stufe werden durch den Sitz 10 gebildet. Der Lochdrosselkörper 17 der vierten Stufe ist ein Teil des Sitzes 10 und somit unbeweglich im Gehäuse 8 fixiert. Die zugehörige Regelkante 18 wird durch die Spindel 7 mit den Lochdrosselkörpern 11,13 und 15 der ersten bis dritten Stufe mitbewegt. Die Strömung zwischen den einzelnen Stufen ist hier kombiniert axial - von Stufe eins zu Stufe zwei - und radial - zwischen den restlichen Stufen. Die radiale Strömung erfolgt in der ersten Stufe von außen nach innen, in den restlichen Stufen von innen nach außen.

Bei gegensinniger Durchströmung in Richtung des strichliert dargestellten Pfeiles in Figur 2 ist die gleiche Wirksamkeit gegeben, die Benennung der Stufen ändert sich sinngemäß. Die Durchströmung der ersten, zweiten und dritten Stufe erfolgt dann von außen nach innen, die der vierten Stufe von innen nach außen.

2 Figuren

8 Patentansprüche

Lee

rseite

Claims

Pat en t_ja nsprüche:

Anordnung zur mehrstufigen Drosselung in Regelventilen mit in einem Gehäuse angeordneten Lochdrosselkörpern, von denen mindestens einem eine Regelkante zugeordnet ist ι wobei eine Spindel zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen diesem Lochdrosselkörper und der zugeordneten Regelkante vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere konzentrisch angeordnete Lochdrosselkörper (1»3>5,11,13»15,17) mit voneinander unabhängigen Durchströmflächen Charakteristika und dazugehörigen Regelkanten (2,4,6,12,14»16,18) vorgesehen sind, wobei die Relativbewegung zwischen allen Lochdrosselkörpern und dazugehörigen Regelkanten vorgesehen ist, daß zumindest einige Lochdrosselkörper unterschiedliche Durchmesser aufweisen, wobei die die Regelkanten tragenden Bauteile zwischen diesen Lochdrosselkörpern (1,3,13*15,17) angeordnet sind, so daß sich eine insbesondere radiale Strömung zwischen den einzel nen Lochdrosselkörpern ergibt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wahlweise einzelne Regelkanten (2,4,6,12,14>16) oder Lochdrosselkörper (17) unbeweglich in Bezug auf das Gehäuse (8) und die übrigen gemeinsam beweglich in Bezug auf das Gehäuse (8) angeordnet sind.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Lochdrosselkörper (1,3,5,11> 13j15>17) wahlweise von außen nach innen oder von innen nach außen durchströmbar sind (Fig. 1 und 2).

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4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Lochdrosselkörper (11 j 13) j zwischen denen axiale .Durchströmung gegeben ist, vorgesehen sind (Fig. 2).
5. Anordnung nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Lochdrosselkörper (11,13) und Regelkanten (12,14) von mindestens zwei Stufen denselben Durchmesser aufweisen (Pig. 2).
6. Anordnung nach einem der .Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß eine Kombination aus sowohl radial von außen nach innen als auch von. innen nach außen durchströmten Lochdrosselkörpern (11,13» 15» 17) vorgesehen ist (Mg. 2).
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Kanten (12) der Drosselkorperführung im Bereich eines Ventildeckels (19) die Regelkanten von zusätzlichen Drosselstufen (Lochdrosselkörper 11) bilden (Fig. 2).
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß wahlweise jene die Lochdrosselkörper und/oder die Regelkanten tragenden Bauteile (9»10) aus einem Teil (2 + 4 + 6j 11 +■ 13j 14 + I6j 17} 15 + 18) oder mehreren Einzelteilen (1 + 3 + 5j 14+17 bzw. 16 + 17) bestehen.

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