DE3417612A1

DE3417612A1 - Gesteuerter durchflussregler

Info

Publication number: DE3417612A1
Application number: DE19843417612
Authority: DE
Inventors: István Csongrád Dányi; László FODOR; Ferenc Nagyistók; Gyula Szentes Nyéki; Tibor Paulik
Original assignee: CSONGRAD MEGYEI VIZ CSATO VALL
Current assignee: CSONGRAD MEGYEI VIZ CSATO VALL
Priority date: 1984-05-23
Filing date: 1984-05-11
Publication date: 1985-11-14
Also published as: DD226343A1

Description

Gesteuerter Durchflußregler

Die Erfindung betrifft einen gesteuerten Durchflußregler, als Ventil, Hahn oder Schieber, zur Regelung der Menge von strömenden Medien zwischen dem geöffneten bzw. geschlossenen Zustand nach einer vorgeschriebenen Charakteristik, mit einem Drehantrieb und einer Betätigungsvorrichtung.

Wie es wohlbekannt ist, verursachen die sogenannten transienten Erscheinungen in den in feinkörnigen, wasserführenden Trümmerschichten vorhandenen Brunnen Besandung.

Infolge des schnellen Anlassens oder Abstellens der Pumpen bzw. als Ergebnis des Offnens oder Schließens der Durchflußregler können in dem Innenraum des Brunnens und in der wasserführenden Schicht Druckwellen entstehen, deren Interferenz einen Wasserstoß hervorrufen kann.

Gegen Wasserstöße werden die Perioden des Schließens bzw. üffnens so festgelegt, daß diese die sogenannte Hauptschwingungsdauer überschreiten.

über die Schwingungserscheinungen bildet sich in der Anlaßphase ein

den kritischen Wert überschreitender Sickergradient aus und man ist

bestrebt, diesen durch die gleichmäßige Änderung der Depression im Brunnen zu eliminieren.

Bisher ist es nicht gelungen eine Lösung zu finden, die gegenüber diesen beiden schädlichen Erscheinungen einen Schutz hätte bieten können.

Ein weiteres Problem besteht darin, daß die üffnungs- bzw. Schließcharakteristiken der herkömmlichen Durchflußregler wie Hähne, Ventile usw., bzw. die zeitliche Änderung der Menge des strömenden MMediums, die Regelungsanforderungen keineswegs befriedigen. Auch eine lineare Funktion der die Durchflußregler betätigenden Antriebe konnte keine lineare Änderung in der Menge des strömenden Mediums hervor-

.1 rufen; so z.B. kann der gleichmäßige Antrieb eines Elektromotors bei einem elektrisch angetriebenen Ventil die gleichmäßige Änderung der Flüssigkeitsmenge überhaupt nicht sicherstellen. Diese Tatsache führt z.B. zu beträchtlichen Schwierigkeiten, wenn der Brunnenschutz durch eine quantitative Durchflußregelung erreicht werden soll.

Die bisher bekannten Durchflußregler waren nicht imstande, eine wenigstens annähernd lineare, an die gewünschte Charakteristik der quantitativen Änderung angepaßte Regelung zu gewährleisten.

Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, die obenerwähnten Mangelhaftigkeiten zu beseitigen und einen Durchflußregler zu schaffen, der so gesteuert werden kann, daß die Änderung der Menge der strömenden Medien zwischen dem geöffneten Zustand und dem geschlossenen Zustand einer beliebigen Funktion folgt, z.B. linear ist, wenn der Schutz eines Brunnens beabsichtigt ist.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß das gesetzte Ziel erreicht werden kann, wenn zwischen dem Drehantrieb und dem Durchflußregler eine Steuerkurvenbahn eingesetzt wird, die nach einer der gestellten Aufgabe entsprechenden Funktion ausgestaltet ist und die von dem Drehantrieb mit konstanter Geschwindigkeit gedreht wird.

Demnach bezieht sich die Erfindung auf einen gesteuerten Durchflußregler, wie ein Ventil, einen Hahn oder einen Schieber, zur Regelung der Menge strömender Medien zwischen dem geöffneten bzw. geschlossenen Zustand nach einer vorgeschriebenen Charakteristik, wobei eine Betätigungsvorrichtung und ein Drehantrieb vorgesehen

sind.
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Das Wesen der Erfindung besteht insbesondere darin, daß eine mit der Antriebswelle des Drehantriebs verdrehbare Steuerkurvenbahn, eine ortsfeste Steuerkurvenbahn und ein von der ortsfesten und von der verdrehbaren Steuerkurvenbahn geführter und mit der Betätigungsvorrichtung treibend verbundener Steuerzapfen vorgesehen sind.

Erfindungsgemäß sind bevorzugt die Steuerkurvenbahnen jeweils an einer

auf die Abtriebswelle des Drehantriebs aufgekeilten bzw. einer ortsfesten Platte, zweckmäßig einer Scheibe, ausgebildet.

Die ortsfeste Steuerkurvenbahn kann auch von dem Schwenkweg des Endes eines in dem Krümmungsmittelpunkt der ortsfesten Steuerkurvenbahn gelagerten Schwenkhebels gebildet sein, wobei in diesem Ende der Steuerzapfen gelagert ist.

Bei gewissen Lösungen kann es vorteilhaft sein, den Steuerzapfen über eine geradlinig führende Kulisse mit der Betätigungsvorrichtung zu verbinden.

Es ist auch eine Ausführungsform vorteilhaft, bei der jeweils die Steuerkurvenbahnen an dem Mantel eines an der Welle des Drehantriebs befestigten, zu dieser konzentrischen Zylinders bzw. an dem Mantel eines ebenfalls zu der Welle konzentrischen, aber ortsfesten Zylinders ausgebildet sind. In dem letzteren Fall wird, falls die ortsfeste Steuerkurvenbahn eine zu der Welle parallel verlaufende gerade Bahn ist, die Drehbewegung des Drehantriebs in eine lineare Be-

²^ wegung umgewandelt, d.h. daß auf diese Weise das Offnen und Schließen eines Schiebers nach der gewünschten Charakteristik verwirklicht werden kann.

Der erfindungsgemäße Durchflußregler ermöglicht mit äußerst einfachen Mitteln, d.h. durch entsprechend ausgestaltete Steuerkurvenbahnen, die quantitative Durchflußregelung nach einer beliebig gewählten Funktion.

Die Erfindung wird anhand einiger vorteilhafter Ausführungsbeispiele

erläutert, die im einzelnen aus der Zeichnung ersichtlich sind. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung einen erfindungsgemäßen

gesteuerten Durchflußregler, bzw. ein vorteilhaftes Ausfüh-

u · · ι

rungsbeispiel,

..-■ ¹ Fig. 2 in perspektivischer Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen gesteuerten Durchflußreglers,

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Drehbewegung des

Drehantriebs in eine geradlinige Bewegung der gewünschten Charakteristik gemäß umgewandelt wird, und

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Durchflußreglers.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wird der Durchflußregler 8 eigentlich von einem Drehantrieb 1 betätigt, der ggf. ein Getriebe enthält. An der Antriebswelle 2 des Drehantriebs 1 ist eine Scheibe 10 fest-.15 gelegt, in der - der gestellten Aufgabe entsprechend - eine Steuerkurvenbahn 3 - ausgebildet ist, die in dem Ausführungsbeispiel ein die Welle 2 spiralförmig umlaufender Schlitz ist. Zwischen dem Drehantrieb 1 und dem Durchflußregler 8 ist eine ortsfest angeordnete Scheibe 13 eingesetzt, in der die ortsfeste Steuerkurvenbahn 4 ebenfalls in Form eines gekrümmten Schlitzes ausgebildet ist. Einen weiteren wesentlichen Teil der Erfindung bildet ein sowohl in der verdrehbaren Steuerkurvenbahn 3 als auch in der ortsfesten Steuerkurvenbahn 4 geführter Steuerzapfen 5, der bei dem Ausführungsbeispiel zu der Welle 2 des Drehantriebs 1 und der Betätigungswelle 7 des Durchflußreglers parallel verläuft.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel steht der Steuerzapfen 5 mit der Betätigungswelle 7 des Durchflußreglers 8 über eine ihn

geradlinig radial zu der Betätigungswelle 7 führende Gleitkulisse 6 30

in Verbindung. Von der mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit rotierenden Welle 2 des Drehantriebes 1 werden die Scheibe 10 und damit die in dieser ausgebildete Steuerkurvenbahn 3 gedreht. Der den Schnittpunkt in der vertikalen Projektion der ortsfesten Steuerkurvenbahn 4 und der rotierenden Steuerkurvenbahn durchquerende Steuerzapfen 5 verdreht bzw. betätigt über die geradlinig führende Kulisse 6 die Betätigungswelle 7 und dadurch den Durchflußregler selbst.

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Die drehbare Steuerkurvenbahn 3 lagert den Steuerzapfen 5 in radialer Richtung, während die ortsfeste Steuerkurvenbahn 4 diesen zu einer tangentialen Bewegung zwingt. Diese tangentiale Bewegung wird dann von dem Steuerzapfen 5 über die geradlinig führende Kulisse 6 an die Betätigungswelle 7 übergeben, die dann den Durchflußregler mit einer der gestellten Aufgabe entsprechenden Geschwindigkeit öffnet bzw. schließt.

Die Ausführungsform nach Fig. 2 weicht insofern von der Lösung nach Fig. 1 ab, als in Fig. 2 die ortsfeste Steuerkurvenbahn 4 von dem Ende eines Schwenkhebels 9 während dessen Schwenkbewegung beschrieben wird. Der Schwenkhebel 9 ist an dem einen Ende um eine parallel zur Welle 2 verlaufende Achse verdrehbar gelagert, während durch das freie andere Ende der Steuerzapfen 5 hindurchgeführt ist, der in dem Schwenkhebel 9 festgelegt ist. Von der Länge des Schwenkhebels 9 ist der Radius der ortsfesten Steuerkurvenbahn definiert.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 dient für den Fall, in dem der Durchflußregler 8 als eine Konstruktion ausgestaltet ist, die durch Heben oder Senken der Betätigungsstange 7 geöffnet oder geschlossen werden kann. In diesem Fall muß daher die Drehbewegung der Welle 2 des Drehantriebs 1 in eine lineare Bewegung der gewünschten Funktion entsprechend umgewandelt werden.

Bei dieser Ausführungsform ist die verdrehbare Steuerkurvenbahn 3 in dem Mantel des an der Welle 2 des Drehantriebs 1 befestigten, zu dieser konzentrischen hohlen Zylinders ebenfalls in Form eines Schlitzes ausgestaltet. In diesem Zylinder konzentrisch ist ein weiterer, jedoch ortsfester Zylinder 12 vorgesehen, an dem die vertikai verlaufende gerade ortsfeste Steuerkurvenbahn 4 ausgebildet ist.

Die mit konstanter Winkelgeschwindigkeit rotierende Welle 2 des Drehantriebs 1 zwingt den den Schnittpunkt der Steuerkurvenbahn 3 und der Steuerkurvenbahn 4 durchquerenden,.radial zu den Zylindern 11, 12 verlaufenden Steuerzapfen 5 zu einer axialen - bei unserem Beispiel zu einer senkrechten - Bewegung. Der Steuerzapfen 5 Öffnet bzw. schließt den Durchflußregler 8 über die mit ihm starr gekuppelte

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- ^l Betätigungsstange 7 mit der gewünschten Geschwindigkeit. In diesem Fall hängt die Geschwindigkeit der axialen Bewegung des Steuerzapfens 5 ebenfalls von der Gestaltung der Steuerkurvenbahn 3 relativ zu der

axial verlaufenden ortsfesten Steuerkuryenbahn 4 ab. 5

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 sind sowohl die verdrehbare Steuerkurvenbahn 3 als auch die ortsfeste Steuerkurvenbahn 4 an je einem konzentrischen Zylinder 11, 12 ausgeführt. Der die ortsfeste Steuerkurvenbahn 4 tragende Zylinder 12 ist ortsfest. Außerdem verläuft hier die ortsfeste Steuerkurvenbahn 4 ebenso wie die verdrehbare Steuerkurvenbahn 3 nicht mehr axial zu dem ortsfesten Zylinder 12, sondern gekrümmt in einem Winkel dazu, wobei die Steuerkurvenbahnen 3, 4 auch hier einander kreuzen. In diesem Fall ist an der Welle 7, der Betätigungsvorrichtung 7, des Durchflußreglers ein weiterer konzentrischer Zylinder 15 angeschlossen, an dem die axiale Nut 14 ausgearbeitet ist, in welche der Steuerzapfen 5 radial von außen eingreift. In diesem Fall übergibt der radial verlaufende Steuerzapfen 5, der die Steuerkurvenbahnen 3, 4 an deren jeweiligen Schnittpunkt durchquert und in der axialen Nut 14 axial verschiebbar geführt ist, die Drehbewegung über den Zylinder 15 an die Betätigungswelle 7 bzw. den Durchflußregler 8.

Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion kann die Geschwindigkeit des Schnittpunktes der beiden Steuerkurvenbahnen 3, 4 durch die entspre-

chende relative Wahl der Bahnformen bestimmt werden.

Auf diese Weise wird durch den relativen Verlauf der Steuerkurvenbahnen 3, 4 die Steuerfunktion des Durchflußreglers bestimmt, die im

wesentlichen von den Betriebsverhältnissen (Druck, Geschwindigkeit) 30

unabhängig ist.

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- Leerseite -

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Claims

., - ' PATENTANWÄLTE zugelassen beim Europäischen Patentamt European Patent Attorneys — Mandataires en Brevets Europeens DipWng. Hans-Martin Viering · Dipl.-Jng. Rolf Jentschura · Steinsdorfstraße 6 · D-8000 München 22 Anwaltsakte 4553 Csongräd megyei Viz- es Csatornamü Vällalat Szentes/Ungarn Gesteuerter Durchflußregler 15 Ansprüche

1. Gesteuerter Durchflußregler, als Ventil, Hahn oder Schieber, zur Regelung der Menge des strömenden Mediums zwischen dem geöffneten bzw. geschlossenen Zustand nach einer bestimmten Charakteristik, mit einer Betätigungsvorrichtung und einem Drehantrieb, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit der Antriebswelle (2) des Drehantriebs (1) verdrehbare Steuerkurvenbahn (3) und eine ortsfeste Steuerkurvenbahn (4) vorgesehen sind, und daß mit der Betätigungsvorrichtung (7) ein Steuerzapfen (5) verbunden ist, der in der ortsfesten Steuerkurvenbahn (4) und in der verdrehbaren Steuerkurvenbahn (3) geführt ist.

2. Gesteuerter Durchflußregler nach Anspruch 1-, dadurch gekennzeichnet, daß die verdrehbare Steuerkurvenbahn (3) an einer auf die Antriebswelle des Drehantriebs (1) aufgekeilten Platte, vorzugsweise einer Scheibe, ausgebildet ist und daß die ortsfeste Steuerkurvenbahn (4) an einer ortsfesten Platte, vorzugsweise einer Scheibe, ausgebildet ist.

I/p -2-

Telefon (0 89) 29 34 13 und 29 34 14 ■ Telefax (0 89) 22 839 20 · Telex 5 212 306 jepa d · Telegramm Steinpat München

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3. Gesteuerter Durchflußregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ortsfeste Steuerkurvenbahn (4) durch die Schwenkbahn des Endes eines in dem Krümmungsmittelpunkt der ortsfesten Steuerkurvenbahn gelagerten Schwenkarms (9) gebildet ist, in dessen Ende der Steuerzapfen (5) gelagert ist.

4. Gesteuerter Durchflußregler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerzapfen (5) über eine geradlinig führende Kulisse (6) mit der Betätigungsvorrichtung

(7) verbunden ist. _.

5. Gesteuerter Durchflußregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verdrehbare Steuerkurvenbahn (3) an dem Mantel eines an der Antriebswelle (2) des Drehantriebs (2) befestigten, zu dieser konzentrischen Zylinders (11) ausgebildet ist und daß die ortsfeste Steuerkurvenbahn (4) an dem Mantel eines ebenfalls zu der Antriebswelle (2) konzentrischen, aber ortsfesten Zylinders (12) ausgebildet ist.

6. Gesteuerter Durchflußregler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an die Betätigungsvorrichtung (7) ein weiterer zu der Antriebswelle (2) konzentrischer Zylinder (15) angeschlossen ist, an welchem axiale Nuten (14) ausgebildet sind, in denen der Steuerzapfen (5) geführt wird.

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