DE7236455U - Reguherventil mit erleichtertem Stromungsverlauf - Google Patents

Description

Regulierventil mit erleichtertem Strömung sverlauf

Die Heuerung 'betrifft ein Regulierventil mit einem einzigen Sitz und einem umkehrbaren Antrieb, welches aufgrund seiner speziellen Form, seines Aufbaus und aufgrund eines ent- ** lasteten Schieberverschlusses einen erleichterten Strömmngsverlauf und daher einen hohen Durchströmungskoeffizienten, die Verwendung eines problemlosen kleinen Servomotors, die Umkehr der Servomotorwirkung ohne Auseinanderbauen des Ventilkörpers, eine eirfach- und doppelt-wirkende manuelle Einstellung und das Weglassen eines sonst erforderlichen Stellwerkes ermöglicht.

Es sind verschiedene Arten von Regulierventilen mit einem einzigen Sitz bekannt, aber diese liefern alle beachtliche innere Druckverluste und daher niedrige Durchströmungskoeffizienten, da der Schieberverschluß nicht in der Richtung der Strömungsachse, sondern in einer Richtung senkrecht zur Strömung wirkt, die auf diese Weise nicht linear vom Ventileinlaß zum Ventilauslaß fließt, sondern eine plötz-

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schieber ausführt. Diese Zickzack-Strömung im Inneren der bekannten Ventile gibt, außer daß sie die schon genannten beachtlichen Druckverluste verursacht, Veranlassung zu Wirbeln entsprechend dieser plötzlichen Richtungsänderung und daher zu möglichen Beschädigungen durch Vibrationen.

Bei allen bekannten Einstell- oder Regulierventilen mit einem einzigen Sitz sind die Ventilschieberverschlüsse nicht druckentlastet und daher ist es notwendig, beim Antrieb des Ventils starke und komplizierte Servomotoren zu verwenden, die nicht nur die Reibung überwinden können, sondern auch die Gegenkräfte, die durch die Druckdifferenzen erzeugt werden, welche auf die nicht entlasteten SchieberverSchlüsse dieser Ventile wirken. Darüberhinaus i&fc bei diesen bekannten Ventilen ein Stellwerk : absolut notwendig, d.h. es ist notwendig, das Einsteilsignal vom Ventilausgang zu einem Stellwerk zu schicken, was durch die Tatsache bedingt ist, daß dieses Signal ziemlich schwach ist infolge der beachtlichen Druckverluste im Inneren dieser Ventile und daher die Einstellung nicht selbst ausführen kann.

Einige Arten der bekannten Ventile haben einen umkehrbaren Antrieb, aber für die Umkehr der Servomotorwirkung ist es erforderlich, den Ventilkörper auseinanderzubauen. Schließlich müssen die bekannten Ventile komplizierte Mechanismen und Einrichtungen für die einfach- und doppeltwirkende manuelle Einstellung, um den Hub des SchieberverSchlusses bei der öffnung und/oder beim Schließen des Ventils zu begrenzen, z.B. um stets einen minimalen, und/oder maximalen Durchfluß zu erhalten, auf weis «in.

Ziel der Neuerung ist ein Regulierventil mit einem einzigen Sitz und einem umkehrbaren Antrieb, welches die obigen Nach-, teile nicht aufweist, d.h. ein Ventil mit einem erleichterten

Durchfluß und daher einem hohen Durchströmungskoeffizienten. Dieses Ventil soll' durch einen kleinen Servomotor betätxgt werden können, soll kein Stellwerk benötigen_} soll die Umkehr der Servomotorwirkung ohne Auseinanderbauen des Ventilkörpers und ebenso eine einfache einfach- und doppeltwirkende manuelle Einstellung ermöglichen. Insgesamt soll das Ventil ein im Vergleich zu den bekannten Ventilen stark verringertes Gewicht (etwa 50%) aufweisen, was einen offensichtlichen Vorteil bei der Verwendung in Schiffen bedeutet, wo das Gewicht eine wichtige Rolle spielt.

Dies wird neuexlungsgemäß erreicht durch ein Ventil mit einer speziellen Form und einem speziellen Aufbau, bei welchem der Ventileinlaß und der Ventilauslaß direkt und in axialer Richtung über eine halbkreisförmige Kammer so miteinander verbunden sind ^ daß die Strömung erleichtert wird, da diese Strömung geradlinig ohne plötzliche Richtungsänderungen fließt, und daß daher demzufolge eine beträchtliche Abnahme des Druckverlustes stattfindet, was die Verwendung eines Stellwerkes überflüssig macht, und bei dem der Schieberverschluß koaxial mit der geradlinigen Strömung betätigt wird und druck en ti a stet ist, indem der Einlaßdruck des' Ventils durch eine Bohrung in den Schieberverschlußkörper in eine rückwärtige Kompensationskammer geleitet wird, die in der Mitte des Ventilkörpers gegenüber dem Einlaß vorgesehen ist. Da der Schieberverschluß druckentlastet ist, und nur die Reibung zu überwinden hat, kann das Ventil nun durch einen problemlosen kleinen Servomotor angetrieben werden, der gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung an einem äußeren Ende eines Antriebhebels angreift, welcher starr in seinem mittleren Teil und an der Außenseite des Ventilkörpers mit einer Durchführungswelle verbunden ist, die als Drehachse für diesen Hebel dient, wobei diese Welle senkrecht zu dem Antriebshebel angeordnet ist und im Inneren des Ventilkörpers eins Kurbel aufgekeilt hat, die an ihrem sich drehenden Ende mit Hilfe einer Verbindungsstange mit

dem Ventilschieberverschluß verbunden ist. Bei einer solchen Hebelverbindung für den Antrieb des SchieberverSchlusses ist es für die Umkehr der Servomotorwirkung ausreichend, den gleichen Servomotor am anderen Ende des Antriebshebels angreifen zu lassen, ohne den Ventilkörper auseinanderzubauen.

Auch die einfach- und doppeltwirkende manuelle Einstellung ist sehr einfach gemacht, da sie durch die Begrenzung der möglichen Verschiebung dieses Antriebshebels mit Hilfe einfacher mechanischer Anschlagglieder erreicht wird, die auf den Antriebshebel im Falle der einfach-wirkenden manuellen Einstellung auf derselben Seite in Bezug auf die oben genannte Durchführungswelle, die als Drehachse dient, wirken, wie der Servomotor wirkt, oder auf das andere freie äußere Ende desselben Antriebshebels im Falle der doppelt-wirkenden manuellen Einstellung.

Das ■· neuerungsgemäße Ventil ermöglicht es auch, unterschiedliche Arbeitskennlinien zu erhalten, indem einfach der Gleitverschluß durch einen anderen mit einem unterschiedlichen Querschnitt ersetzt wird.

Im folgenden soll die Neuerung ^:anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert werden, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen wird.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Regulierventils mit einem einzigen Sitz und umkehrbarem Antrieb und des Servomotors in der Ausführungsform mit doppelt-wirkender manueller Einstellung.

Fig. 2 zeigt teilweise im Schnitt eine Draufsicht auf das Ventil der Fig. 1.

Fig. 3 zeigt von der Seite das erfindungsgemäße Ventil.

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Fig. 4 zeigt teilweise im Schnitt das ganze Ventil der Fig. 1 von der Seite.

Fig. 5 zeigt ebenfalls teilweise im Schnitt das gesamte Ventil¹ der Fig. 1 von der Seite in der Ausführungsform mit einer einfach-wirkendea manuellen Einstellung.

In den Figuren ist mit 1 der Ventilkörper bezeichnet, wobei der Einlaß 2 und der Auslaß 3 koaxial zu der Symmetrieachse 4 des Ventils angeordnet sind und über die halbkreisförmige Kammer 5 zwischen ihnen so miteinander in Verbindung stehen, daß die Strömung im Inneren des Ventils in einer geradlinigen Richtung fließt, die mit der Achse 4 zusammenfällt. Innen in den Einlaß 2 ist dicht ein Ventilsitz 6 eingeschraubt, der mit einem Schieberverschluß 7 zusammenwirkt, welcher längs der Symmetrieachse 4 bewegbar ist und in seir.er Bewegung durch eine Führungsbuchse 8 geführt wird, die durch die Wände einer Kompensationskammer 9 getragen wird, die in der Mitte des Ventilkörpers gegenüber dem Einlaß 2

gebildet wird.

Der Schieberverschluß 7 weist ein mittiges Loch 10 auf, welches den Einlaß 2 mit der Kompensationskammer 9 verbindet, und ist so ausgebildet, daß die effektive Fläche seiner Vorderseite genau gleich der seiner Rückseite ist. Auf diese Weise wird die Wirkung, die der Einlaßdruck auf die Vorderseite des Schieberverschlusses ausübt, durch die entsprechende Wirkung kompensiert, die durch den Druck in der Kammer 9 ausgeübt wird, der der gleiche ist wie der des Einlasses, so daß der Schieberverschluß vollständig entlastet ist und die einzigen Kräfte, die für seinen Antrieb überwunden werden müssen, die Reibungskräfte sind. Der Schieberverschluß 7 ist an seinem rückwärtigen Ende im Inneren der Kammer 9 und mit Hilfe einer Verbindungsstange 11 mit einer Kurbel 12 verbunden, die auf eine Durchführungs-

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welle 13 aufgekeilt ist, welche drehbar durch den Ventilkörper 1 gelagert ist, und aus diesem und aus einem Tragbügel 14, der außen an dem Ventilkörper mit Hilfe von Bolzen 15 befestigt ist, herausragt.

Die Abdichtung der Kompensationskammer 9 wird erreicht indem eine Packung 16 und eine Stopfbüchse 17 verwendet werden und der SchieberverSchluß 7 mit Dichtungsringen 18 versehen ist.

Der Antrieb des Schieberverschlusses 7 wird durch einen Servomotor erreicht, der auf ein äußeres Ende eines Antriebshebels 19 wirkt, der in seinem mittleren Teil auf die Durchführwelle 13 außerhalb des Ventilkörpers aufgekeilt ist. Auf diese Weise bewirkt eine Winkelverschiebung des äußeren Endes dieses Antriebshebels 19 eine entsprechende Drehung der Durchführung swell·: 13 und daher eine entgegengesetzte Winkeldrehung der Kurbel 12 mit der Folge, daß der Schieberverschluß 7 in axialer Richtung verschoben wird=

Der in den Figuren gezeigte Servomotor ist vom Kolbentyp, aber ervkönnte ebenso vom Membrantyp sein, und er umfaßt einen Antriebszylinder 20, der durch eine obere Platte 21 und einen unteren Körper 22 verschlossen ist, die wechselseitig mit Hilfe von Verbindungsstangen 23 aufgespannt sind. Die obere Platte 21 weist ein Luftansaugloch 24 auf und trägt die Einstellschraube 25, die av* die Kappe 26 einer Druckfeder 27 wirkt, deren anderes Ende sich gegen den Kolben 28 des Antriebszylinders 20 stützt. Der untere Körper 22 weist dagegen eine Einlaßöffnung 29 für die den Servomotor betätigende Luft und eine mittige Bohrung auf, durch welche die Stange des Antriebszylinders führt.

Der Servomotor wird durch eine durchbohrte Unterlageplatte getragen, welche starr an dem Körper 22 mit Hilfe eines Bolzens 32 bzw. an dem Tragebügel 14 mit Hilfe eines Arretier-

- 7 stiftes 33 befestigt ist.

Die Antriebszylinderstange 30 ist dann an ihrem äußeren Ende an eine Gabel 34 geschraubt, die mit einem Ende des Antriebshebels 19 mit Hilfe eines Befestigungsstiftes 35 verbunden ist.

Die Umkehr der Servomotorwirkung wird erreicht, indem einfach der Servomotor auf das andere Ende des AntrieLfhebeis 19 wirken gelassen wird, d.h. indem die Gabel 34 der Stange 30 mit dem Hebel 19 mit Hilfe des Befestigungsstiftes 35' verbunden wird, nachdem die Unterlageplatte 31 in der umgekehrten Weise wie in der Figur an dem Treqebügel 14 befestigt wurde, und ohne daß überhaupt ein Auseinanderbauen des Ventilkörpers erforderlich ist.

Für die einfach-wirkende manuelle Einstellung des Ventils '■■ (siehe insbesondere Fig. 5) wird eine Einstellschraube 36

mit einem Einstellhandrad 37 in durch Schrauben verschiebbarer Weise durch einen L-förmigen Bügel 38 gelagert, der mit Hilfe der schon genannten Bolzen 15 an dem Tragebügel 14 \ befestigt ist. Diese Einstellschraube wird in eine solche

\ · Lage gebracht, daß ihr freies Ende mit einem Druckring 39 in Berührung kommen und auf diesen wirken kann, wobei dieser Ring drehbar durch einen Zapfen 40 in einem Schlitz des Antriebshebels 19 gelagert ist und wobei der Schlitz sich zwisehen den Befestigungsstift 35 und der Durchführungswelle 13

befindet. Auf diese Weise verschiebt die Drehung des Handrades \ 37 den Hebel 19 und demzufolge den Schieberverschluß.7. Falls

andererseits eine doppelt-wirkende manuelle Einstellung erforderlich ist, wird eine Einstellschraube 41 mit einem Einstellig handrad 42, die an ihrem Ende einen sich frei drehenden

;1 flachen Körper 43 mit einem Längsloch 44 trägt, (siehe insbesondere Fig. 1 und 4), in durch Schrauben verschiebbarer

ί Weise an einem vorspringenden Trägerteil 45 des Tragebügels

V 14 ang'ibr.acht, wobei in das Längsloch 44 der schon genannte

Festhaltestift 35' so eingesetzt ist, daß die Einstellschraube iTiii; den¹· freier; .Ends des An trieb shekels IS verbunden ±£t und auf diesen und demzufolge auf den Schieberverschluß des Ventils einwirkt. Das Längsloch 44 muß natürlich eine solche Länge aufweisen, daß es den erforderlichen Hub des Schieberverschlusses ermöglicht, d.h. die Endstellungen des Festhaltestifts 35· in dem Langloch 44 müssen mit den höchsten bzw. niedrigsten Werten des erforderlichen Durchflusses übereinstimmen.

Claims (10)

Sotiutzansprüche

1. Regulierventil mit einem einzigen Sitz und einem umkehrbaren Antrieb, mit einem Ventilkörper, einem antreibenden Servomotor, einer Einrichtung zur Übertragung der Servomotorwirkung auf einen Ventilschieberverschluß und einer Einrichtung für die einfach-doppelt-wirkende manuelle Einstellung, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventileiniaß und der Ventilausiaß geradlinig durch eine halbkreisförmige Kammer zwischen ihnen verbunden sind, und daß der Schi eberver schluß des Ventils .koaxial mit dem geradlinigen Verlauf der Strömung wirkt und druckentlastet ist.

2. Regulierventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberverschlußentlastung mit Hilfe einer rückwärtigen Kompensationskammer erreicht wird, die in der Mitte des Ventilkörpers gegenüber dem Ventileinlaß vorgesehen ist, wobei der Einlaßdruck durch eine mittige Öffnung in den Schieberverschlußkörper geleitet wird, und.'wobei die effektiven Flächen der Vorder- und Rückseite des Schieberverschlusses gleich sind.

3. Regulierventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschieberverschluß koaxial mit dem geradlinigen Verlauf der Strömung wirkt, wobei er durch die Wände dieser Kompensationskammer geführt wird.

4. Regulierventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz dicht innen in den Einlaß des Ventils eingeschraubt ist.

5. Regulierventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Übertragung der Servomotorwirkung auf "dem VentilSchieberverschluß einen Antriebshebel umfaßt, der in seinem mittlere Teil und außerhalb des Ventilkörpers auf eine Durchführungswelle gekeilt ist, die drehbar von eiern Ventilkörper gelagert wird, wobei im Inneren des Ventilkörpers auf diese Welle eine Kurbel gekeilt ist, welche an ihrem umlaufenden Ende mit Hilfe einer Verbindungsstange mit dem Schieberverschluß verbunden ist.

6. Regulierventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Servomotor auf eines der zwei Enden des Antriebshebels wirkt,

7. Regulierventil nach Anspruch 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kurbel und die Verbindungsstange im Inneren der Kompensationskammer befinden.

8. Regulierventil nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Umkehr der Servomotorwirkung dadurch erhalten wird, daß der Servomotor auf das Ende des Antriebshebels einwirken gelassen wird, das dem entgegengesetzt ist, auf welches der Servomotor zuvor eingewirkt hat.

9. Regulierventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für die einfach-wirkende manuelle Einstellung eine Einstellschraube mit einem Einstellhandrad umfaßt, welche durch den Ventilkörper gelagert ist und mit ihrem freien Ende auf einen Druckring wirkt, der sich drehen kann und durch einen Schlitz in dem Antriebshebel in dem Teil gelagert ist, auf welchen der Servomotor wirkt.

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%

10. Regulierventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ι dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für die
doppelt-wirkende manuelle Einstellung eine Einstell- % schraube umfaßt, mit einem Einstellhandrad versehen ist
und an ihrem Ende frei drehend einen flachen Körper

trägt, der mit einem Längsloch versehen ist, wobei die i

i Schraube durch den Ventilkörper gelagert ist_; und mit J

dem Ende des Antriebshebels, auf welches der Servomotor J nicht wirkt, mit Hilfe eines Festhaltestiftes verbunden
ist, der in dieses Langloch eingesetzt ist.

11==Regulierventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, f daß das Langloch so lang ist, daß es den erforderlichen
Hub des Schieberverschlusses erlaubt.