DE4035120A1 - Regulating valve gate for gas or liq. flow in pipes - consists of housing with eccentrically mounted inner disc, seating, seal - Google Patents

Abstract

The regulating valve for controlling the flow of gas or fluid in pipes, especially for thermal or industrial power stations, has a valve housing (7, 18a) inside which a disc (8) is eccentrically mounted. The valve housing's (7, 18a) inner periphery has a seating (18a) with conical seating surfaces (18). The disc's (8) outside periphery has an elastically deformable seal (13) which is pressed against the seating surfaces (18) when the regulating valve is closed. The disc (8) is eccentrically mounted (e) and/or its seating surfaces (18) shaped. The intersection point between the opening (2) and comparative curve (3) is between 15 and 30, especially 20 percent of the lift. ADVANTAGE - The regulating valves perform better with flows of condensate and vapour, and especially regulates better in the low load or closure range, without needing to use separate bypass valves.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Klappe zur Regelung des Mengenstroms von flüssigen oder gasförmigen Medien in Rohrleitungen, insbesondere solchen von Wärme- oder Industrie­ kraftwerken, mit exzentrischer Lagerung der Klappenscheibe innerhalb des Klappengehäuses, mit einem konische Sitzflächen aufweisenden Klappensitz am Innenumfang des Klappengehäuses und mit einem elastisch deformierbaren Dichtelement am Außen­ umfang der Klappenscheibe, welches in der Schließstellung der Regelklappe dichtend gegen die Sitzflächen gepreßt ist.The invention relates to a flap for regulation the volume flow of liquid or gaseous media in Pipelines, especially those from heat or industry power plants, with eccentric bearing of the valve disc inside the valve body, with a conical seat having a flap seat on the inner circumference of the flap housing and with an elastically deformable sealing element on the outside circumference of the valve disc, which in the closed position of the Control flap is pressed sealingly against the seat surfaces.

Solche Klappen können als Absperrklappen, als Drossel­ klappen (wenn eine vollständige Absperrung nicht erforderlich ist) oder aber als Regelklappen eingesetzt werden; im letzt­ genannten Anwendungsfall dienen sie zur Regelung der Mengen­ ströme in Rohrleitungen von Wärme- oder Industrie-Kraftwerken, wozu auch Heizkraftwerke zählen. Der bevorzugte Anwendungsfall der vorliegenden Erfindung ist die Regelklappe. Bei solchen Regelklappen stellt es ein besonderes Problem dar, auch bei kleineren Mengenströmen (Schwachlastbereich) eine vom Klappenhub abhängige feindosierte Einstellung der Mengenströme vornehmen zu können. Bekannte Klappen-Kennlinien haben im Schwachlast­ bereich praktisch ein lineares Öffnungsverhalten, welches im oberen Hubbereich in eine unterproportionale gekrümmte Charak­ teristik übergeht. Man hat deshalb zur Feindosierung von Mengen­ strömen im Schwachlastbereich zu den normalen, für die Nenn- Mengenströme ausgelegten Klappen kleinere Ventile oder Klappen parallel geschaltet. Dies bedeutet indessen einen zusätzlichen Aufwand an Armaturen.Such flaps can be used as butterfly valves, as throttles fold (if a complete barrier is not required is) or used as control valves; in the last they are used to regulate the quantities flows in pipelines of thermal or industrial power plants, which also includes cogeneration plants. The preferred use case the present invention is the control valve. In such Regulating flaps pose a particular problem, also with smaller flows (low load range) one from the flap stroke make dependent, finely metered setting of the mass flows to be able to. Known valve characteristics have a low load practically a linear opening behavior, which in the upper stroke range in a disproportionately small curved character teristics passes. One therefore has to fine-dose quantities flow in the low-load range to the normal, for the nominal Flaps designed flaps smaller valves or flaps connected in parallel. However, this means an additional one Expenditure on fittings.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regelklappe der eingangs definierten Art zu schaffen, mit dem sich generell eine Verbesserung der Regelgüte bei Regelklappen bei Dampf- und Kon­ densatströmen und insbesondere eine Optimierung des Regelver­ haltens im Schwachlast- bzw. Schließbereich erreichen läßt, ohne daß gesonderte Bypass-Ventile oder -Klappen eingesetzt werden müßten.The invention has for its object a control valve to create the kind defined at the outset, with which a  Improvement of the control quality for control valves with steam and con densat streams and in particular an optimization of Regelver can be reached in the low-load or closing area, without using separate bypass valves or flaps should be.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe durch die im Kenn­ zeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale dadurch gelöst, daß in bezug auf eine lineare Vergleichskennlinie k_V* = m·H, die Öffnungskennlinie k_V = f(H) der Regelklappe in dessen Schwachlastbereich unterhalb der besagten linearen Vergleichs­ kennlinie verläuft, wobei k_V* bzw. k_V den normierten Durchsatz von 0 bis 100%, H den normierten Klappenhub von 0 bis 100% und m die Steigung der linearen Vergleichskennlinie bedeuten.According to the invention the object is achieved by the features indicated in the characterizing part of claim 1 in that, with respect to a linear comparison characteristic k _V * = m · H, the opening characteristic k _V = f (H) of the control valve in its low-load range below said linear comparison curve, where k _V * and k _V mean the normalized throughput from 0 to 100%, H the normalized flap stroke from 0 to 100% and m the slope of the linear comparison curve.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Patentansprüchen 2 bis 8 angegeben. Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß die Regelkennlinie der neuen Klappe aufgrund ihrer besonderen Charakteristik es gestattet, gegebenen Hubwerten, z. B. 10%, 20%, k_V-Werte zuzuordnen, die kleiner sind als bei den bisher bekannten Klappen, so daß eine feinere Dosierung der Mengenströme im Schwachlastbereich er­ möglicht ist. Der k_V-Wert einer Armatur gibt den Durchsatz in m³/h für kaltes Wasser einer Temperatur von 20°C bei einer Druckdifferenz Δp von einem bar an. In bevorzugter Ausge­ staltung verläuft die Öffnungskennlinie in bezug auf die Vergleichskennlinie, beim Ventilhub H = 0 beginnend und in Richtung H < 0 fortschreitend, zunächst unterproportional und nach Durchlaufen eines Proportionalbereichs überproportional und schneidet die Öffnungskennlinie die Vergleichskennlinie bei einem Hubwert, der zwischen 15% und 30% des Maximalhubs liegt. Auf diese Weise ergibt sich im Schwachlastbereich eine sichelförmige Fläche zwischen dem unteren Ast der Kennlinie und der Vergleichskennlinie (Anspruch 2). Advantageous further developments are given in claims 2 to 8. The advantages that can be achieved with the invention can be seen primarily in the fact that the control characteristic of the new flap, due to its special characteristics, allows given stroke values, e.g. B. 10%, 20%, assign k _V values that are smaller than in the previously known flaps, so that a finer dosing of the flow rates in the low-load range is possible. The k _V value of a fitting indicates the throughput in m ³ / h for cold water at a temperature of 20 ° C with a pressure difference Δp of one bar. In a preferred embodiment, the opening characteristic curve runs with respect to the comparison characteristic curve, starting with the valve stroke H = 0 and progressing in the direction of H <0, initially disproportionately and after passing through a proportional range, and the opening characteristic curve intersects the comparison characteristic curve at a stroke value that is between 15% and 30% of the maximum stroke is. This results in a sickle-shaped area in the low-load area between the lower branch of the characteristic curve and the comparison characteristic curve (claim 2).

Gemäß einer weiteren Ausbildung nach Anspruch 3 nimmt von einem am Ende des Schwachlastbereichs liegenden Wendepunkt der Öffnungs­ kennlinie an ihr überproportionaler Anstieg wieder ab und geht in einen unterproportionalen, weiter abnehmenden Anstieg über, so daß der oberhalb der Vergleichskennlinie liegende Ast der Öffnungskennlinie die Vergleichskennlinie bei oder nahe bei 100% Hub wieder schneidet. Die gesamte Kennlinie kann damit mit einem schrägliegenden S verglichen werden, dessen oberhalb der Vergleichs­ kennlinie liegender Bogen wesentlich größer ist als der unterhalb der Vergleichskennlinie liegende Bogen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 4 ist vorgesehen, daß der Schnitt­ punkt der Öffnungskennlinie mit der linearen Vergleichskennlinie bei einem Hubwert von etwa 20% liegt.According to a further embodiment according to claim 3 takes from one at the end of the low-load area, the turning point of the opening characteristic at its disproportionate increase and goes in a disproportionate, further decreasing increase over, so that the branch lying above the comparison characteristic Opening characteristic the comparison characteristic at or close to 100% Stroke cuts again. The entire characteristic curve can therefore be oblique S are compared, its above the comparison characteristic curve is much larger than that below the comparison curve. According to a preferred Embodiment according to claim 4 is provided that the cut point of the opening characteristic with the linear comparison characteristic with a stroke value of about 20%.

Bei solchen Klappen, welche als Regelklappen eingesetzt werden, wird der Kennlinienverlauf zweckmäßigerweise bezogen auf eine solche Vergleichskennlinie, deren Steigung bei 1 liegt (Anspruch 5).In such flaps, which are used as control flaps the course of the characteristic curve is expediently related to such a comparison characteristic, the slope of which is 1 (Claim 5).

Bevorzugte konstruktive Maßnahmen zur Erzielung der aufgezeigten Klappen-Charakteristik sind in den Patentansprüchen 6 bis 8 angegeben. Dies kann gemäß Anspruch 6 grundsätzlich durch eine besondere Bemessung der Exzentrizität der Klappenscheiben-Lagerung und/oder durch eine besondere Formgebung ihrer Sitzflächen geschehen. Es läßt sich durch diese Maßnahmen erreichen, daß innerhalb des Schwachlastbereichs ein erster Umfangsbereich des Dichtungselementes an der Klappenscheibe noch schließt bzw. gegen seinen Sitz gepreßt wird, wogegen ein anderer Umfangsbereich des Dichtelementes bereits von seinem Sitz abgehoben, also den Durch­ laßquerschnitt zum Teil geöffnet hat.Preferred constructive measures to achieve the indicated Valve characteristics are in claims 6 to 8 specified. In principle, this can be done by a special dimensioning of the eccentricity of the valve disc bearing and / or by a special shape of their seats happen. It can be achieved through these measures that a first circumferential area of the Sealing element on the valve disc still closes or against its seat is pressed, whereas another circumferential area of the Sealing element already lifted from its seat, i.e. the through has partially opened.

Eine bevorzugte Ausführungsform nach Anspruch 7 sieht vor, daß die Klappenscheibe mit ihrer Klappenwelle doppelt-exzentrisch gelagert ist, mit einer Exzentrizität, welche die Resultierende einer ersten Exzentrizität in radialer Richtung und einer zweiten Exzentrizität in axialer Richtung ist. Mit einer solchen doppelt­ exzentrisch gelagerten Klappenscheibe läßt sich die gewünschte Schwachlast-Charakteristik auf besonders einfache Weise erreichen. Diese doppelt-exzentrische Lagerung ist insofern auch von Vorteil, als gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung den konischen Sitzflächen ein gleichschenkliger Drehkegel zugrundegelegt werden kann, der sich einfacher herstellen läßt als ein ungleichschenk­ liger Drehkegel.A preferred embodiment according to claim 7 provides that the valve disc with its valve shaft is double-eccentric with an eccentricity that is the resultant a first radial eccentricity and a second Eccentricity is in the axial direction. With such a double  eccentrically mounted disc can be the desired Achieve low-load characteristics in a particularly simple way. This double-eccentric bearing is also advantageous in that than the conical according to a further feature of the invention Seating surfaces are based on an isosceles swivel can, which is easier to manufacture than an unequal gift left rotating cone.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sowie ihre Wirkungs­ weise werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert, in welcher eine bekannte Kennlinie und ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt sind. Es zeigen in vereinfachter Darstellung:Other features and advantages of the invention and their effects are explained in more detail below with reference to the drawing, in which a known characteristic and an embodiment are shown according to the invention. It show in simplified Presentation:

Fig. 1 die Kennlinie k_V = f(H) einer bekannten Regelklappe, wobei auf der Abszisse der Ventilhub H in % und auf der Ordinate der k_V-Wert, ebenfalls von 0 bis 100%, aufge­ tragen sind; . Figure 1 shows the characteristic curve k _V = f (H) are of a known control valve, whereby wear on the abscissa, the valve lift H in% and on the ordinate the value k _V, also from 0 to 100%, up;

Fig. 2 in einem Axialschnitt eine Regelklappe nach der Erfindung; Figure 2 is an axial section of a control valve according to the invention.

Fig. 3 den Gegenstand nach Fig. 2 stark schematisiert und vereinfacht mit zwei Klappenstellungen (Schließstellung und halb geöffnete Stellung); Fig. 3 is a highly schematic the object according to Fig 2 and simplified with two flap positions (closed and half-open position).

Fig. 4 die zu Fig. 3 gehörende Seitenansicht mit axialer Blick­ richtung und Fig. 4 belonging to Fig. 3 side view with an axial view direction and

Fig. 5 die Kennlinie einer Regelklappe nach der Erfindung in einem Diagramm, welches hinsichtlich der Koordinaten­ achsen und der Maßstäbe sowie der linearen Vergleichs­ kennlinie dem Diagramm nach Fig. 1 entspricht. Fig. 5 shows the characteristic of a control valve according to the invention in a diagram which corresponds to the coordinates and axes and the scales as well as the linear comparison characteristic of the diagram of FIG. 1.

Die in Fig. 1 dargestellte Kennlinie k′_V = f(H) stammt von einer bekannten Klappe. In das Diagramm nach Fig. 1 ist weiterhin eine lineare Vergleichskennlinie K_V* = m·H einge­ zeichnet, wobei die Steigung m = 1 beträgt, d. h. die Kennlinie k_V* verläuft unter einem Steigungswinkel von 45° zur Abszissenachse H. Man erkennt, daß innerhalb des sogenannten Schwachlastbereichs, der bis zu etwa 20% Hub reicht (in Sonderfällen kann er auch darunter oder darüber liegen), die Kennlinie k′_V überproportional im Vergleich zur Vergleichskennlinie ansteigt. Die Charakteristik der Kennlinie k′_V innerhalb dieses etwa dreieckförmigen Schwach­ lastbereichs 1 ist weitgehend linear, wenn auch mit einer größeren Steigung als sie die Vergleichskennlinie k_V* aufweist. Einem H-Wert von 10% entspricht ein k_V-Wert von ca. 16%, einem H-Wert von 20% ein k_V-Wert von über 30%.The characteristic curve shown in Fig. 1 k ' _V = f (H) comes from a known valve. In the diagram according to FIG. 1, a linear comparison characteristic curve K _V * = m · H is also plotted, the slope being m = 1, ie the characteristic curve k _V * runs at a slope angle of 45 ° to the abscissa axis H. that within the so-called low-load range, which extends up to about 20% stroke (in special cases it can also be below or above), the characteristic curve k ' _{V increases} disproportionately compared to the comparison characteristic curve. The characteristic of the characteristic curve k ' _V within this approximately triangular low-load range 1 is largely linear, even if it has a larger slope than the comparison characteristic curve k _V *. An H value of 10% corresponds to a k _V value of approx. 16%, an H value of 20% corresponds to a k _V value of over 30%.

Mit einer in Fig. 2 und schematisch in den Fig. 3 und 4 dargestellten Regelklappe nach der Erfindung läßt sich demgegenüber eine Charakteristik nach Fig. 5 erreichen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß in bezug auf die lineare Vergleichskennlinie k_V* = m·H die Öffnungskennlinie k_V = f(H) der Klappe in dessen Schwachlastbereich 1 (schraffiert hervorgehoben) unterhalb der linearen Vergleichskennlinie k_V verläuft. Wie bereits angedeutet, bedeuten k_V* bzw. k_V den normierten Durchsatz der Klappe von 0 bis 100%, H den nor­ mierten Hub von 0 bis 100% und m die Steigung der linearen Vergleichskennlinie.By contrast, with a control flap according to the invention shown in FIG. 2 and schematically in FIGS. 3 and 4, a characteristic according to FIG. 5 can be achieved, which is characterized in that k _V * = m · H with respect to the linear comparison characteristic the opening characteristic k _V = f (H) of the flap in its low-load range 1 (highlighted with hatching) runs below the linear comparison characteristic k _V. As already indicated, k _V * and k _V mean the normalized throughput of the flap from 0 to 100%, H the normalized stroke from 0 to 100% and m the slope of the linear comparison characteristic.

Im einzelnen erkennt man aus Fig. 5, daß die Öffnungskennlinie, die im folgenden vereinfachend mit 2 bezeichnet wird, in bezug auf die Vergleichskennlinie, die im folgenden vereinfachend mit 3 bezeichnet wird, beim Ventilhub H = 0 beginnend und in Richtung H < 0 bis H = 100% fortschreitend, zunächst unter­ proportional (Teilstück 2.1) und nach Durchlaufen eines Propor­ tionalbereichs (Teilstück 2.2) überproportional (Teilstück 2.3) ansteigt und daß die Öffnungskennlinie 2 die Vergleichskenn­ linie 3 bei einem Hubwert H₁ schneidet, der zwischen 15% und 30% des Maximalhubs liegt. Dieses Intervall zwischen 15 und 30% des Maximalhubs definiert den Hubwert, wo normalerweise der Schwachlastbetrieb endet; ein bevorzugter Schwachlastbereich, der zugleich angibt, wo die Öffnungskennlinie 2 die Vergleichs­ kennlinie 3 schneidet, liegt bei ca. 20% (der dargestellte Wert H₁ liegt geringfügig darüber).In particular, it can be seen from Fig. 5 that the opening characteristic curve, which is hereinafter referred to for simplification 2, with respect to the comparison characteristic curve, which is simply referred to hereinafter as 3, at the valve lift H = 0 starting and in the direction H <0 to H = 100% progressively increases initially proportional (section 2.1) and after passing through a propor tion Alber Eich (section 2.2) disproportionately (section 2.3) and in that the opening characteristic 2, the comparison characteristic curve 3 with a stroke H ₁ cuts, between 15% and 30% of the maximum stroke is. This interval between 15 and 30% of the maximum stroke defines the stroke value, where normally the low load operation ends; a preferred low-load range, which also indicates where the opening characteristic 2 intersects the comparison characteristic 3 , is approximately 20% (the value H _{1 shown} is slightly above).

Nahe bei dem Schnittpunkt 4 zwischen der Öffnungskennlinie 2 und der Vergleichskennlinie 3 liegt der Wendepunkt 5 der Öffnungskennlinie, und von diesem Wendepunkt 5 an nimmt der überproportionale Anstieg der Öffnungskennlinie 2 wieder ab und geht in einen unterproportionalen, weiter abnehmenden Anstieg gemäß dem Kennlinienast 2.4 über, welcher die Vergleichskenn­ linie 3 bei oder nahe bei 100% Hub im Punkt 6 wieder schneidet. Die Kennlinie hat auf diese Weise einen S-förmigen Verlauf mit einem großen S-Bogen 2.4 oberhalb der Vergleichskennlinie 3 und mit einem kleinen S-Bogen 2.1 bis 2.3 unterhalb der Vergleichs­ kennlinie 3.Near the intersection 4 between the opening characteristic curve 2 and the comparison characteristic curve 3 is the inflection point 5 of the opening characteristic curve, and from this inflection point 5 the disproportionate increase in the opening characteristic curve 2 decreases again and changes into a disproportionately increasing decrease according to the characteristic curve 2.4 , which intersects the comparison curve 3 at or near 100% stroke in point 6 again. In this way, the characteristic curve has an S-shaped course with a large S-curve 2.4 above the comparison characteristic curve 3 and with a small S-curve 2.1 to 2.3 below the comparison curve 3 .

Die Kennlinie nach Fig. 5 wurde mit einer Klappe verwirklicht, deren Aufbau grundsätzlich so ist wie in Fig. 2 dargestellt. Diese Klappe dient zur Steuerung des Mengenstroms von flüssigen oder gasförmigen Medien in einer Rohrleitung 7 oder einem ent­ sprechenden Rohrleitungsstück, welches in eine Rohrleitung ein­ gefügt und, z. B. mittels Flanschverbindung, dichtend mit den übrigen Rohrleitungsstücken verbunden ist. Die Rohrleitung 7 gehört bevorzugt zu Wärme- oder Industrie-Kraftwerken, weil es dort darauf ankommt, Dampf- oder Wasser-Mengenströme zu dosieren oder zu regeln, z. B. den Anzapfdampf oder den Abdampf eines Hochdruck-, Mitteldruck- oder Niederdruck-Turbinenteils, der zur Speisewasservorwärmung oder zur Versorgung eines Heiznetzes dient. Die als Ganzes mit 8 bezeichnete Klappenscheibe ist innerhalb eines nicht näher dargestellten Gehäuses, zu welchem auch die Rohrleitung 7 gehört, exzentrisch gelagert. Man sieht, daß der Mittelpunkt M der Klappenwelle 9 um die Exzentrizität e relativ zum geometrischen Mittelpunkt M* der Klappenscheibe 8 verlagert ist, wobei die Exzentrizität e die Resultierende aus der ersten Exzentrizität r in radialer Richtung und der zweiten Exzentrizität a in axialer Richtung ist. Der geometrische Mittel­ punkt M* der Klappenscheibe 8 liegt in der Rohrleitungsachse 10, die strichpunktiert eingezeichnet ist. Bewegt sich daher die im folgenden abgekürzt als Klappe bezeichnete Regelklappe 8 von der dargestellten Schließstellung in die Öffnungsstellung, d. h. dreht sie sich mit ihrer Welle 9 gemäß den Pfeilen f1 in Richtung auf ihre Öffnungsstellung, dann beschreibt der zur oberen Klappenhälfte gehörende Radius R1 den Kreisbogen 11 um den Mittelpunkt M, und der zur unteren Klappenhälfte gehörende Radius R2 beschreibt den Kreisbogen 12 um den Mittelpunkt M. Aufgrund der gegebenen Exzentrizität e ist R1 < R2.The characteristic curve of FIG. 5 has been realized with a flap, the construction in principle as is shown in Fig. 2. This flap is used to control the flow of liquid or gaseous media in a pipe 7 or a corresponding pipe section, which is inserted into a pipe and, for. B. by means of a flange connection, sealingly connected to the other pipe pieces. The pipeline 7 preferably belongs to thermal or industrial power plants, because it is important to meter or regulate the flow of steam or water, e.g. B. the bleed steam or the exhaust steam of a high-pressure, medium-pressure or low-pressure turbine part, which is used for preheating water or for supplying a heating network. The valve disc designated as a whole by 8 is mounted eccentrically within a housing, not shown, to which the pipeline 7 also belongs. It can be seen that the center point M of the valve shaft 9 is shifted by the eccentricity e relative to the geometric center point M * of the valve disk 8 , the eccentricity e being the resultant of the first eccentricity r in the radial direction and the second eccentricity a in the axial direction. The geometric center point M * of the valve disc 8 lies in the pipe axis 10 , which is shown in dash-dot lines. Therefore, if the control flap 8 , hereinafter abbreviated to flap, moves from the closed position shown into the open position, ie if it rotates with its shaft 9 according to arrows f 1 in the direction of its open position, then the radius R 1 belonging to the upper flap half describes the Circular arc 11 around the center M, and the radius R 2 belonging to the lower flap half describes the circular arc 12 around the center M. Due to the given eccentricity e, R1 <R2.

Der auf der Klappenwelle 9 verdrehungssicher sitzende Klappen­ grundkörper 8a ist an seinem Außenumfang mit einem elastisch deformierbaren Dichtelement 13 versehen, welches um ein geringes Stück über den Außenumfang hervorsteht und welches mittels eines Halteringes 14 am Klappengrundkörper 8 festgespannt ist. Haltering 14 und Klappengrundkörper 8 greifen mittels einer zentrierenden Profilierung 15 ineinander und bilden gemeinsam die an ihrem Außenumfang umlaufende Aufnahmenut 16 für das Dichtelement 13, welches bevorzugt ein Dichtungsring mit innerer Stahlarmierung ist. Die Breite der Nut 16 im festge­ spannten Zustand des Halteringes 14 ist kleiner als die Stärke des Dichtelementes 13 in seinem noch nicht eingespannten Zustand, so daß letzteres unter starker Flächenpressung eindeu­ tig fixiert werden kann. Der Haltering 14 ist mittels Spann­ schrauben 17, die strichpunktiert angedeutet und über einen Lochkreis verteilt sind, am Klappengrundkörper 8 festgespannt. Der die konischen Dichtflächen 18 aufweisende Klappensitz 18a wird von einem konischen Ring gebildet, der am Innenumfang der Rohrleitung 7 festgeschweißt ist (Schweißnähte 19). Der durch strichpunktierte Linien im Ausschnitt dargestellte Drehkegel 20 der Sitzflächen 18 ist gleichschenklig, d. h. seine nicht darge­ stellte Spitze liegt auf der verlängert zu denkenden Achse 10. The twist safely on the valve shaft 9 seated valve main body 8a is provided at its outer periphery with an elastically deformable sealing element 13 which protrudes by a small amount over the outer circumference and which is clamped by means of a holding ring 14 on the valve body. 8 Retaining ring 14 and valve body 8 interlock by means of a centering profile 15 and together form the circumferential receiving groove 16 for the sealing element 13 , which is preferably a sealing ring with inner steel reinforcement. The width of the groove 16 in the festge clamped state of the retaining ring 14 is smaller than the thickness of the sealing element 13 in its not yet clamped state, so that the latter can be uniquely fixed under strong surface pressure. The retaining ring 14 is by means of clamping screws 17 which are indicated in phantom and distributed over a pitch circle, clamped at the valve body. 8 The flap seat 18 a which has the conical sealing surfaces 18 is formed by a conical ring which is welded to the inner circumference of the pipeline 7 (weld seams 19 ). The rotary cone 20 of the seat surfaces 18 , shown by dash-dotted lines in the cutout, is isosceles, ie its tip, not shown, lies on the axis 10 which is to be thought of as elongated.

Dies hat fertigungstechnische Vorteile, weil sich ein solcher gleichschenkliger Kegel leichter herstellen läßt als ein ungleichschenkliger Kegel, wenngleich auch die letzteren im Rahmen der Erfindung liegen.This has manufacturing advantages because it is one makes isosceles cone easier to manufacture than one unequal leg cone, although the latter in the Within the scope of the invention.

Das Dichtelement 13 ist, wie erwähnt, ein elastisch deformier­ barer Dichtungsring; er ist der in Fig. 2 dargestellten Schließstellung der Klappe 8 gegen die Sitzflächen 18 dichtend gepreßt. Die Radien R1 und R2 reichen vom Mittelpunkt M der Klappenwelle 9 bis zur äußersten Umfangslinie oder zur Kontur des Dichtelements 13; infolgedessen sind die beiden Bogen­ stücke 11 und 12 theoretische Kreisbögen der Klappe 8 in Schließ­ richtung f2 und Öffnungsrichtung f1. Diese theoretischen Kreis­ bögen oder Bogenstücke 11, 12 sind gegeben durch die Bewegung der äußersten Umfangslinie des Dichtelementes 13 in seinem nicht zusammengepreßten Zustand. Das heißt, das Dichtelement 13 würde mit seiner äußersten Umfangslinie sich längs der Bogen­ stücke 11, 12 bewegen, wenn der Sitz 18a nicht vorhanden wäre. Aus der Überschneidung des Bogenstücks 11 mit der Sitz­ fläche 18 - dies ist im Querschnitt eine schmale, sichelförmige Fläche 21 - kann man nun Rückschlüsse auf die Flächenpressung ziehen, welcher das Dichtelement 13 auf seinem Wege von der dargestellten Schließstellung in Richtung des Pfeils f1 ausge­ setzt ist. Zum Überschneidungsbereich 21 gehört ein Öffnungs­ sektor mit dem Zentriwinkel α. Der geschilderte Überschneidungs­ bereich 21 tritt in der dargestellten Form nur im oberen Bereich des Dichtelements 13 auf; in Umfangsbereichen des Dichtelements 13, die näher zur Achse M liegen, ist die Über­ schneidung wesentlich geringer. Im Bereich der unteren Hälfte 8.2 der Klappe 8 (die obere Hälfte der Klappe 8 ist mit 8.1 bezeich­ net) ist die Anordnung im Gegensatz zur oberen Hälfte 8.2 so getroffen, daß der theoretische Kreisbogen bzw. das zweite Bogenstück 12 eines zweiten Umfangsbereichs der Klappe 8 in Öffnungsrichtung f1 - unmittelbar auf die dargestellte Schließ­ stellung folgend - außerhalb der Sitzflächen 18 verläuft. The sealing element 13 is, as mentioned, an elastically deformable sealing ring; he is the closed position of the flap 8 shown in Fig. 2 pressed against the seat surfaces 18 sealing. The radii R 1 and R 2 extend from the center M of the flap shaft 9 to the outermost circumferential line or to the contour of the sealing element 13 ; as a result, the two arc pieces 11 and 12 theoretical arcs of the flap 8 in the closing direction f 2 and opening direction f 1 . These theoretical circular arcs or arc pieces 11 , 12 are given by the movement of the outermost circumferential line of the sealing element 13 in its non-compressed state. That is, the sealing element 13 would move with its outermost circumference along the arc pieces 11 , 12 if the seat 18 a would not be present. From the overlap of the curved piece 11 with the seat surface 18 - this is a narrow, crescent-shaped surface 21 in cross section - one can now draw conclusions about the surface pressure, which the sealing element 13 on its way from the closed position shown in the direction of arrow f 1 sets is. An overlap area 21 includes an opening sector with the central angle α. The described overlap area 21 occurs in the form shown only in the upper region of the sealing element 13 ; in circumferential areas of the sealing element 13 , which are closer to the axis M, the overlap is significantly less. In the area of the lower half 8.2 of the flap 8 (the upper half of the flap 8 is designated 8.1 ), in contrast to the upper half 8.2 , the arrangement is such that the theoretical circular arc or the second arc piece 12 of a second peripheral region of the flap 8 in the opening direction f 1 - immediately following the illustrated closed position - extends outside the seat surfaces 18 .

In diesem Bereich ist es so, daß der Öffnungsspalt am unteren Ende des Dichtelements am größten ist und der weitere Umfangs­ bereich des Dichtelementes 13, welcher näher am Mittelpunkt M liegt, geringere Öffnungsspaltweiten aufweist. Durch die vor­ stehend geschilderten konstruktiven Maßnahmen läßt sich die anhand von Fig. 5 bereits erläuterte Klappen-Charakteristik erreichen: Das Dichtelement 13 im Bereich der oberen Hälfte 8.1 der Klappe 8 bleibt noch in dichtendem Kontakt mit den anlie­ genden Sitzflächen 18, und zwar längs eines Bogenstücks mit dem Winkel α, wogegen das Dichtelement 13 der unteren Hälfte 8.2 der Klappe 8 bei beginnender Öffnungsbewegung unmittelbar auf die dargestellte Schließstellung folgend aufmacht. Infolge dessen ist der Durchlaßquerschnitt, den die Klappe 8 im Schwach­ lastbereich (zwischen 15 und 30% Hub, insbesondere bis zu 20% Hub) freigibt, kleiner als der Durchlaßquerschnitt, der sich ergeben würde, wenn das Dichtelement 13 bei beginnender Öffnungsbewegung sofort von seinen Sitzflächen abheben würde.In this area, it is the case that the opening gap is largest at the lower end of the sealing element and the further circumferential area of the sealing element 13 , which is closer to the center point M, has smaller opening gap widths. By means of the structural measures described above, the flap characteristic already explained with reference to FIG. 5 can be achieved: the sealing element 13 in the region of the upper half 8.1 of the flap 8 still remains in sealing contact with the seat surfaces 18 , namely along one Elbow piece with the angle α, whereas the sealing element 13 of the lower half 8.2 of the flap 8 opens immediately following the illustrated closed position when the opening movement begins. As a result, the passage cross-section that the flap 8 releases in the low load range (between 15 and 30% stroke, in particular up to 20% stroke) is smaller than the passage cross-section that would result if the sealing element 13 immediately started its opening movement Seats would stand out.

Fig. 3 und 4 dienen dem besseren Verständnis der exzentrischen Klappenlagerung. Die Stellung I in Fig. 3 entspricht der in Fig. 2 dargestellten Schließstellung, die Stellung II ist eine Zwischenstellung, in welcher die Klappe 8 sich um den Mittelpunkt M um einen Winkel von fast 60° gedreht hat. Man erkennt, daß im oberen Bereich der Klappe 8 eine Überschneidung des theoretischen Kreisbogens 11 mit den Sitzflächen 18 erfolgt, so daß sich der Überschneidungsbereich 21 (wie anhand von Fig. 2 bereits erläutert) ergibt, wogegen der theoretische Kreisbogen 12 sich mit den Sitzflächen 18 nicht schneidet, so daß das (aus Verein­ fachungsgründen) in Fig. 3 nicht gezeichnete Dichtelement 13 bei beginnender Öffnungsbewegung der Klappe 8 sofort freikommt. Die Tiefe des Überschneidungsbereichs 21 muß etwas kleiner sein als der Weg, um den sich das Dichtelement 13 in radialer Richtung elastisch verformen kann. Figs. 3 and 4 are used to better understand the eccentric flaps storage. The position I in Fig. 3 corresponds to the closed position shown in Fig. 2, the position II is an intermediate position in which the flap 8 has rotated around the center M by an angle of almost 60 °. It can be seen that in the upper region of the flap 8 there is an overlap of the theoretical circular arc 11 with the seat surfaces 18 , so that the overlap region 21 results (as already explained with reference to FIG. 2), whereas the theoretical circular arc 12 with the seat surfaces 18 does not cut, so that (for the sake of simplification) in Fig. 3 not shown sealing element 13 is released immediately at the beginning of the opening movement of the flap 8 . The depth of the overlap region 21 must be somewhat smaller than the path by which the sealing element 13 can elastically deform in the radial direction.

Die Ansicht in Rohrachsrichtung nach Fig. 4 zeigt, daß in Stellung II sich sichelförmige Durchlaßquerschnitte 22 und 23 zwischen dem Klappen-Außenumfang und den Sitzflächen 18 gebildet haben; der geometrische Mittelpunkt M* hat sich aufgrund der Drehung der Klappe 8 um die Achse M nach oben verschoben und liegt im Schwerpunkt der elliptischen Klappen- Projektion.The view in the tube axis direction according to FIG. 4 shows that in position II crescent-shaped passage cross sections 22 and 23 have formed between the outer flap of the flap and the seat surfaces 18 ; the geometric center M * has shifted upward about the axis M due to the rotation of the flap 8 and lies in the focus of the elliptical flap projection.

In Fig. 2 ist noch mit Z die Zuströmseite und mit A die Abströmseite bezeichnet. Da die Fläche der Klappe 8 oberhalb der exzentrischen Achse M bzw. Welle 9 größer ist als die unter­ halb von M bzw. 9 gelegene, so sind die in Schließrichtung an der Klappe 8 angreifenden Momente größer als die in Öffnungs­ richtung angreifenden, was erwünscht ist, weil dadurch ein Teil der Schließkraft durch das Medium selbst aufgebracht wird. In der nicht gezeichneten (völligen) Öffnungsstellung, entsprechend 100% Hub, befindet sich die vom Dichtungselement 13 aufgespann­ te Ebene parallel zur Achse 10. Der Pfeil f3 symbolisiert das zuströmende Medium (für den Fall, daß die Klappe 8 geöffnet hat), und der Pfeil f4 symbolisiert für diesen Fall das abströmende Medium. Bei dem zu steuernden oder zu regelnden Medium kann es sich um Dampf, Naßdampf, Gas, Wasser oder eine andere Flüssigkeit handeln.In Fig. 2, Z is the inflow side and A the outflow side. Since the area of the flap 8 above the eccentric axis M or shaft 9 is greater than that located below half of M or 9 , the moments acting on the flap 8 in the closing direction are greater than those acting in the opening direction, which is desirable because part of the closing force is applied by the medium itself. In the (not shown) (complete) open position, corresponding to 100% stroke, the plane spanned by the sealing element 13 is parallel to the axis 10 . The arrow f 3 symbolizes the inflowing medium (in the event that the flap 8 has opened), and the arrow f 4 symbolizes the outflowing medium in this case. The medium to be controlled or regulated can be steam, wet steam, gas, water or another liquid.

Claims (8)

1. Regelklappe zur Steuerung des Mengenstroms von gasförmigen oder flüssigen Medien in Rohrleitungen, insbeson­ dere solchen von Wärme- oder Industrie-Kraftwerken,
mit exzentrischer Lagerung der Klappenscheibe (8) innerhalb des Ventilgehäuses (7, 18a),
mit einem konische Sitzflächen (18) aufweisenden Klappensitz (18a) am Innenumfang des Ventilgehäuses (7, 18a)
und mit einem elastisch deformierbaren Dichtelement (13) am Außenumfang der Klappenscheibe (8), welches in der Schließ­ stellung der Regelklappe dichtend gegen die Sitzflächen (18) gepreßt ist, dadurch gekennzeichnet,
daß in bezug auf eine lineare Vergleichskennlinie k_V* = m·H, die Öffnungskennlinie k_V = f(H) der Regelklappe in dessen Schwachlastbereich unterhalb der besagten linearen Vergleichs­ kennlinie verläuft, wobei k_V* bzw. k_V den normierten Durchsatz von 0 bis 100%, H den normierten Ventilhub von 0 bis 100% und m die Steigung der linearen Vergleichskennlinie bedeuten.1. control flap for controlling the volume flow of gaseous or liquid media in pipelines, in particular those of thermal or industrial power plants,
with eccentric mounting of the valve disc ( 8 ) within the valve housing ( 7 , 18 a),
with a conical seat surfaces (18) having flaps seat (18 a) on the inner periphery of the valve housing (7, 18 a)
and with an elastically deformable sealing element ( 13 ) on the outer circumference of the valve disc ( 8 ), which is pressed in the closed position of the control valve in a sealing manner against the seat surfaces ( 18 ), characterized in that
that with respect to a linear comparison characteristic k _V * = m · H, the opening characteristic k _V = f (H) of the control valve in its low-load range runs below said linear comparison characteristic, with k _V * or k _{V being} the normalized throughput of 0 up to 100%, H is the normalized valve lift from 0 to 100% and m is the slope of the linear comparison characteristic. 2. Regelklappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungskennlinie (2) in bezug auf die Vergleichskennlinie (3), beim Hub H = 0 beginnend und in Richtung H < 0 fortschrei­ tend, zunächst unterproportional (2.1) und nach Durchlaufen eines Proportionalbereichs (2.2) überproportional (2.3) ansteigt und daß die Öffnungskennlinie (2) die Vergleichskennlinie (3) bei einem Hubwert (H₁) schneidet, der zwischen 15% und 30% des Maximalhubs liegt.2. Control flap according to claim 1, characterized in that the opening characteristic ( 2 ) with respect to the comparison characteristic ( 3 ), beginning at the stroke H = 0 and progressing in the direction H <0, initially under-proportional ( 2.1 ) and after passing through a proportional range ( 2.2 ) increases disproportionately ( 2.3 ) and that the opening characteristic ( 2 ) intersects the comparison characteristic ( 3 ) at a stroke value (H ₁ ) that is between 15% and 30% of the maximum stroke. 3. Regelklappe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß von einem am Ende des Schwachlastbereichs liegenden Wendepunkt (5) der Öffnungskennlinie (2) an ihr überproportionaler Anstieg wieder abnimmt und in einen unterproportionalen, weiter abnehmenden Anstieg übergeht, so daß der oberhalb der Vergleichskennlinie (3) liegende Ast (2.4) der Öffnungskennlinie (2) die Vergleichs­ kennlinie (3) bei oder nahe bei 100% Hub wieder schneidet.3. Control flap according to claim 1 or 2, characterized in that from an inflection point ( 5 ) of the opening characteristic curve ( 2 ) lying at the end of the low-load range decreases again at its disproportionate increase and changes into a disproportionate, further decreasing increase, so that the above the Comparison characteristic ( 3 ) branch ( 2.4 ) of the opening characteristic ( 2 ) cuts the comparison characteristic ( 3 ) at or near 100% stroke again. 4. Regelklappe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnitt­ punkt (4) der Öffnungskennlinie (2) mit der linearen Vergleichs­ kennlinie (3) bei einem Hubwert von etwa 20% liegt.4. Control valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that the point of intersection ( 4 ) of the opening characteristic ( 2 ) with the linear comparison characteristic ( 3 ) is at a stroke value of about 20%. 5. Regelklappe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung (m) der Vergleichskennlinie (3) bei 1 liegt.5. Control valve according to one of claims 1 to 4, characterized in that the slope (m) of the comparison characteristic ( 3 ) is 1. 6. Regelklappe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine solche Exzentrizi­ tät (e) der Lagerung der Klappenscheibe (8) und/oder durch eine solche Formgebung ihrer Sitzflächen (18), daß der theoreti­ sche Kreisbogen (11) der Klappenscheibe (8) in Schließ- und Öffnungsrichtung, welcher durch die Bewegung der äußersten Umfangslinie des Dichtelementes (13) im nicht zusammengepreßten Zustand gegeben ist und welcher in Schließstellung den Klappen­ sitz (18a) schneidet,

• - in einem ersten Umfangsbereich des Dichtelementes (13) auch in Öffnungsrichtung (f1) innerhalb eines Öffnungssektors mit dem Zentriwinkel (α) den Ventilsitz (18a) schneidet,
• - wogegen der theoretische Kreisbogen (12) eines zweiten Umfangs­ bereichs der Klappenscheibe (8) in Öffnungsrichtung - unmittel­ bar auf die Schließstellung folgend - außerhalb des Klappen­ sitzes (18a) verläuft, derart, daß innerhalb des genannten Öffnungssektors der erste Umfangsbereich noch schließt und der zweite Umfangsbereich schon öffnet.

6. Control valve according to one of claims 1 to 5, characterized by such an eccentricity (e) the storage of the valve disc ( 8 ) and / or by such a shape of its seat surfaces ( 18 ) that the theoretical cal arc ( 11 ) of the valve disc ( 8 ) in the closing and opening direction, which is given by the movement of the outermost circumferential line of the sealing element ( 13 ) in the non-compressed state and which in the closed position cuts the flap seat ( 18 a),

• - In a first circumferential area of the sealing element ( 13 ) also cuts the valve seat ( 18 a) in the opening direction (f 1 ) within an opening sector with the central angle (α),
• - Whereas the theoretical circular arc ( 12 ) of a second circumferential area of the valve disc ( 8 ) in the opening direction - immediately following the closed position - outside the valve seat ( 18 a), such that within the opening sector the first circumferential area still closes and the second peripheral area already opens.

7. Regelklappe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappen­ scheibe (8) mit ihrer Klappenwelle (9) doppelt-exzentrisch gelagert ist, mit einer Exzentrizität (e), welche die Resultie­ rende einer ersten Exzentrizität (r) in radialer Richtung und einer zweiten Exzentrizität (a) in axialer Richtung ist.7. Control flap according to one of claims 1 to 6, characterized in that the flap disc ( 8 ) with its flap shaft ( 9 ) is mounted double-eccentrically, with an eccentricity (e), which results in a first eccentricity (r) in the radial direction and a second eccentricity (a) in the axial direction. 8. Regelklappe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen gleichschenkligen Drehkegel (20) der konischen Sitzflächen (18).8. Control valve according to one of claims 1 to 7, characterized by an isosceles rotary cone ( 20 ) of the conical seat surfaces ( 18 ).