DE8805758U1

DE8805758U1 - Druckminderer für flüssige Medien

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Publication number: DE8805758U1
Application number: DE8805758U
Authority: DE
Original assignee: Siebeck Metallwerk GmbH
Current assignee: Siebeck Metallwerk GmbH
Priority date: 1988-04-30
Filing date: 1988-04-30
Publication date: 1988-06-30

Description

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Firma Siebsck-Hstallwerk GmbH, Ratingen

Druckminderer für flüssige Medien.

Die Neuerung betrifft einen Druckminderer für flüssige Medien mit einem Gehäuse, das Anschlüsse für eine Hochdruckleitung und sine Niederdruckleitung besitzt und einem zwischen dem Hochdruckteil und dem Niederdruckteil im Gehäuse angeordneten Verschlußelement, sowie einem im Gehäuse quer zur Einströmrichtung verschiebbar angeordneten, das Verschlußelement betätigenden Differentialkolben, wobei der Zylinderraum des großen Kolbens durch eine Verbindungsleitung mit dem Niederdruckteil des Gehäuses verbunden ist.

Ein solcher Druckminderer ist bekannt und beispielsweise in der DE-OS 35 35 651 beschrieben.

Der bekannte Druckminderer ist als Druckminderventil ausgebildet, wobei das Verschlußelement durch den kleinen Kolben des Differentialkolbens selbst gebildet wird, in dem dieser als Ventilkegel ausgebildet ist, der einem Ventilsitz gegenüberliegt, dessen Durchströmungsrichtung quer zur Einströmrichtung des Gehäuses liegt.

Es sind weiterhin als Ventil ausgebildete Druckminderer bekannt (DE-PS 934 922) , bei denen der Differentialkolben in der Einströmrichtung liegt, wobei der als Ventilkegel ausgebildete kleine Kolben des Differentialkolbens von der Hochdruckseite her entgegengesetzt zur Schließrichtung angeströmt wird.

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Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckminderer mit den eingangs erwähnten Merkmalen zu schaffen, bei dem eine wesentliche Reduzierung der konstruktiven Abmessungen gegenüber einem als Ventil ausgebildeten Druckminderer möglich ist und der weiterhin eine Ausgestaltung des Strömungsweges ermöglicht, bei der wesentlieh geringere Rsibungs- und Ablösungsverluste auftreten und Kavitationsschäden vermieden werden. Weiterhin sollte der Druckminderer ohne größeren Umrüstungsaufwand innerhalb eines weiten Bereiches von Druckverhältnissen einsetzbar sein und ohne wesentliche Störung der Dichtigkeit auch für leicht verschmutztes Wasser verwendbar sein.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt neuerungsgemäß mit den Merkmalen aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen des neuen Druckminderers sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Der Grundgedanke der Neuerung liegt darin, im Gegensatz zu bekannten Druckminderern als Verschlußelement kein Ventil zu verwenden, sondern einen Plattenschieber, der als solcher für andere Verwendungszwecke bekannt ist.

* Hieraus ergibt -sich für den neuen Druckminderer der

t außerordentliche Vorteil, daß keinerlei Krümmungen des

30 Strömungsweges innerhalb des Gehäuses notwendig sind und daß der Strömungskanal so günstig ausgelegt werden kann, daß die Ablösungsgebiete der Strömung auf ein Minimum

s> reduziert werden können, wie dies beispielsweise bei den

Ausführungsformen nach den Ansprüchen 2 und 3 geschieht.

35 Dadurch, daß der Differentialkolben vollständig außerhalb des Strömungskanals liegt, ergibt sich eine wesentliehe Reduzierung der ke^strukt-iven Abmessungen = Weiter-

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hin treten bei dem neuen Druckminderer die typischen Nachteile eines Ventilsitzes, nämlich Störungen aufgrund von Undichtigkeiten zwischen Ventilkegel und Ventilsitz, nicht auf. Dies macht öen Druckminderer wesentlich unempfindlicher gegen in der Flüssigkeit enthaltene Feststoffe. Wie weiter unten anhand eines Ausführungsbeispiels näher eriaucari, können an ueni neuen Druckminderer Reparaturarbeiten ausgeführt werden, ohne daß das Gehäuse aus der Druckleitung ausgebaut werden muß.

Im folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnung ein Ausführungsbeispiel für einen Druckminderer gemäß der Neuerung näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt einen Druckminderer in einem bezogen auf die Einbaulage vertikalen Längsschnitt.

Der Druckminderer besitzt ein Gehäuse 1 mit einem Anschlußflansch 1.1 an der Hochdruckseive und einem Anschlußflansch 1.2 an der Niederdruckseite zum Anschluß an eine nicht dargestellte Hoch- und Niederdruckleitung.

Innerhalb des Gehäuses 1 verläuft der Strömungskanal von einem Konfusor 1.11 im Hochdruckteil über einen zylindrisch ausgebildeten Abschnitt 1.3 im Mittelteil zu einem Dif^j-r 1.21 im Niederdruckteil. Die Strömungsrichtung entspricht innerhalb des gesamten Strömungska- nals der Einströmrichtung, die durch den Pfeil S angedeutet ist. Aufgrund dieser Ausbildung des Strömungskanals ergibt sich ein durchweg kreisförmiger Strömungsquerschnitt, wobei infolge der allmählichen Einlaufvr-engung und Auslauf erweiterung wesentlich ger·'-^ .&ldquor; Reibungs- und Ablösungsverluste auftreten als bei einer sprungartigen Querschnittsänderung. Der Durchmesser b innerhalb des Mittelabschnittes 1.3 kann so ausgelegt werden, daß die kritische Strömungsgeschwindigkeit nicht

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erreicht wird und damit Kavitationsschäden vermieden werden.

Im Bereich des Hittelabschnittes 1.3 ist im Gehäuse ein quer zur Strömungsrichtung bewegbarer Plattenschieber 5 angeordnet, der eine kreisförmige Durchtrittsöffnung aufweist. Der Plattenschieber 5 ist zwischen zwei mit

dem Gehäuse verbundenen Dichtringen 4.1 und 4.2 geführt und dient als VemchluBelement für den Druckminderer. Er wird betätigt durch einen im Gehäuse vollständig außerhalb des Strömungsweges angeordneten Differentialkolben 3 mit einem in einem Zylinderraum 3.3 geführten großen Kolben 3.1 und einem im Zylinderraum 3.4 angeordneten kleinen Kolben 3.2. Der Durchmesser des großen Kolbens ist Dl und der Durchmesser des kleinen Kolbens ist dl. Der Differentialkolben 3 liegt fluchtend zur Bewegungs richtung des Plattenschiebers 5 und ist mit diesem am kleinen Kolben 3.2 gekoppelt. Die Koppelung erfolgt indem im kleinen Kolben 3.2 eine Nut 3.5 mit T-förmigem Querschnitt angerordnet ist, in welche das mit einem entsprechenden Querschnitt versehene obere Ende 5.2 des

Plattenschiebers 5 eingreift.

Der Zylinderraum 3.3 des großen Kolbens 3.1 ist über eine Verbindungsleitung 9 mit dem Niederdruckteil im Gehäuse verbunden, während der Zylinderraum 3.4 des kleinen Kolbens 3.2 über eine Verbindungsleitung 10 mit dem Hochdruckteil im Gehäuse verbunden ist.

In der Verbindungsleitung 9 ist eine Regulierschraube 6 angeordnet, die als Absperrorgan wirkt und durch die die Verbindung zwischen dem Zylinderraum 3.3 und der Niederdruckseite unterbrochen werden kann.

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Der Differentialkolben 3 ist geführt in einer Kolben-

buchse 2, die von oben in eine öffnung im Gehäuse 1

eingesetzt ist, welche durch einen Deckel 7 verschlossen ist.

An der vom Differentialkolben 3 abgewandten Seite des Plattenschiebers 5 ist im Gehäuse eine Sammelkammer 8 vorgesehen, die gegen den Niederdruckteil abgedichtet und mit dem Hochdruckteil Ober eine Verbindungsleitung 11 verbunden ist. In diese Sammelkammer 8, deren Öffnung nach außen mit einem Deckel 8.1 verschlossen ist, taucht der Plattenschieber 5 zwischen den Dichtringen 4.1 und 4.2 hindurch bei seiner Bewegung ein.

Die Funktionsweise des oben beschriebener Druckminderers ist wie folgt:

Um eine Druckdifferenz im Druckminderer zu erzeugen, muß die Strömung einem Formwiderstand entgegenwirken. Dieser Formwiderstand wird durch die Dichtringe 4.1 und 4.2 zusammen mit dem Plattenschieber 5 bzw. einem Teil der

Durchtrittsöffnung 5.1 gebildet. Die Betätigung des

Plattenschiebers 5 erfolgt über den Differentialkolben 3 durch Druckbeaufschlagung der beiden Stirnflächen des großen Kolbens 3.1 von der Niederdruckseite aus und des kleinen Kolbens 3.2 von der Hochdruckseite aus. Das Druckübersetzungsverhältnis ist gegeben durch die konstanten Flächenverhältnisse der beiden Stirnseiten des Differentialkolbens 3 und das sich dadurch einstellende Kräftegleichgewicht. Es entsteht ein von der Entnahme weitgehend unabhängiges Druckkreduzierverhältnis. Zum Funktionieren des Druckminderers muß die Regulierschraube in die in der Fig. mit "geöffnet" bezeichnete Position bewegt werden, in welcher die Verbindung zwischen der Niederdruckseite und dem Kolbenraum 3.3 freigegeben ist.

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Bei der in der Zeichnung dargestellten Stellung ^rgeschlossen", in welcher die Verbindungsleitung 9 gesperrt ist, bleibt der Plattenschieber 5 in einer einmal eingenommenen Geschlossenstellung. Diese kann beispielsv/eise dadurch erzeugt werden, daß durch Schließen eines stromabwärts angeordneten Absperrorgans an der Niederdruckseite ein leichter Gegendruck erzeugt wird, der bewirkt, daß sich der Plattenschieber 5 schließt. In dieser Weise kann der Druckminderer auch als Absperrorgan bei Reparaturarbeiten an der Niederdruckleitung eingesetzt werden.

Von der Kochdruckseite her eingesch^emmte Feststoffteilchen, beispielsweise Sandkörner, behindern die Funktionsweise des Plattenschiebers 5 nicht und können im Gegensatz zu einem Ventil keine Undichtigkeiten erzeuqen, durch welche sich der Druck vom Hochdruckteil her in de._; Niederdruckteil hinein erstrecken und somit eine Störung der Funktionsweise bewirken würde. Die eingeschwemmten Feststoffteilchen können sich in deir Sammelkammer 8 sammeln und nach Abnehmen des Deckels 8.1 leicht entfernt werden. Dadurch, daß der Differential kolben 3 in der nach oben herausziehbaren Kolbenbuchse 2 geführt ist, können Reparaturarbeiten am Druckminderer durchgeführt werden, ohne daß das Gehäuse aus der Druckleitung ausgebaut zu werden braucht. Es wird lediglich der Deckel 7 geöffnet und die Kolbenbuchse zusammen mit dem Differentialkolben 3 und dem Plattenschieber 5 nach oben herausgezogen.

Eine Änderung des Druckreduzierverhältnisses ist seihr leicht durchzuführen, indem der Differentialkolben 3 zusammen mit der Kolbenbuchse 2 ausgewechselt wird, wobei sich jeweils nur der Durchmesser Dl ändert, während der Durchmesser dl konstant bleibt. Auf diese Weise

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sind beispielsweise bei einem Durchmesser d = 45 mm des zylindrischen Abschnittes 1.3, der nicht verändert zu werden braucht, durch entsprechenden Austausch Oruckreduzierverhältnisse im Bereich zwischen 1:1,6 bis 1:5 erreichbar.

Claims

DIPL.-ING. P.-C. SROKA. dr. H. FEDER, dipl-phys. dr. W.-D. FEDER

PATENTANWÄLTE & EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

DOMINIKANERSTR. 37. POSTFACH 111 CI38

D-4OOO DÜSSELDORF 11 telefon (0211) 534&Ogr;2 telex 858455O

2 ft APR. 1988 _WF/Wi

Unsere Akte 88-20-25 15

Schutzansprüche

1. Druckminderer für flüssige Medien mit einem Gehäuse, das Anschlüsse für eine Hochdruckleitung und eine Niederdruckleitung besitzt und einem zwischen dem Hochdruckteil und dem Niederdruckteil im Gehäuse angeordneten Verschlußelement, sowie einem im Gehäuse quer zur Einströmrichtung verschiebbar angeordneten, das Verschlußelement betätigenden Differentialkolben, wobei der Zylinderraum des großen Kolbens durch eine Verbindungsleitung mit dem Niederdruckteil des Gehäuses verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsrichtung

(S) innerhalb des gesamten Strömungskanals im Gehäuse (1) der Einströmrichtung entspricht und das Verschlußelement als quer zur Strömungsrichtung angeordneter und bewegbarer Plattenschieber (5) ausgebildet ist, dessen Bewegungsrichtung in oder parallel zur Bewegungsrichtung des Differentialkolbens (3) liegt und der mit dem vollständig außerhalb des Strömungskanals angeordneten Differentialkolben (3) gekoppelt ist.

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2. Druckminderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-

net, daß der Strömungskanal im Gehäuse (1) hochdruckseitig als Konfusor (1.1) und niederdruckseitig als Diffusor (1.2) ausgebildet ist und zwischen dem Konfusor und dem Diffusor ein zylindrisch ausgebildeter Hittelabschnitt (1.3) angeordnet ist, in dessen Bereich der Plattenschieber (5) angeordnet ist.
3. Druckminderer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Plattenschieber (5) eine Durchtrittsöffnung (5.1) mit kreisförmigem Querschnitt besitzt, deren Durchmesser gleich dem Durchmesser (d) des zylindrischen Mittelabschnitts (1.3) ist.
4. Druckminderer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderraum (3.4) des kleinen Kolbens (3.2) über eine Verbindungsleitung (10) mit dem Hochdruckteil des Gehäuses (1) verbündet! ist.
5. Druckminderer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindungsleitung (9) zwischen dem

Zylindorraum (3.3) des großen Kolbens (3.1) utid dom

Niederdruckteil des Gehäuses (1) eine Absperrvorrichtung (6) angeordnet ist.
6. Druckminderer nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, dwß an der vom Differentialkolben (3) abgewandten Seite des Plattenschieber (S) im Gehäuse (1) eine mit dem Hochdruckteil verbundene und gegen den Niederdruckteil abgedichtete Sammelkammer (8) angeordnet ist, in welche das Ende des Plettenschiebers

(5) eintaucht und die an ihrer Außenseite mit. einem abnehmbaren Deckel (8.1) verschlossen ist.

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7. Druckminderer nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, daß der Differentialkolben (3) in einer in das Genäuse (1) von außen eingesetzten Kolbenbuchse (2) geführt ist.

8, Druckminderer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich-

net, daß die Koppelung zwischen dem Differentialkolben (3) und dem Plattenschieber (5) über eine im Differentialkolben angeordnete Nut (3,5) mit T-förmigem Querschnitt erfolgt, in welche ein mit entsprechend angepaßtem Querschnitt versehener Abschnitt (5.2) des Platten-Schiebers (5) eingreift.