DD226339A1 - Stroemungsguenstiges ventil - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein stroemungsguenstiges Ventil, welches sich zum Absperren von Stoffstroemen und Suspensionen eignet. Es ermoeglicht bei relativ geringen Verlusten an Stroemungsenergie einen optimalen Mediumfluss, so dass es sich als Absperrorgan fuer grosse Dampfleitungen in Kraftwerken anbietet. Mittels dieser Armatur werden Verwirbelungen und Stroemungswiderstaende fuer das Medium sowohl in der Stroemungsroehre als auch im Sitzbereich weitestgehend unterbunden, was durch eine besondere Anordnung des Absperrelementes in Offenstellung sowie durch eine konstruktive Ausgestaltung des Gehaeuses und des Absperrelementes erreicht wird. Das sich in Offenstellung rechtwinklig an das Gehaeuseoberteil anlegende Absperrelement verfuegt ueber einen Leitkoerper, der sich der Gestalt der Gehaeusewandung sowohl in Richtung des Laengsschnitts als auch des Querschnitts anpasst. Die Form des Leitkoerpers stellt eine Weiterfuehrung der Kontur der Stroemungsroehre dar, wodurch die Stroemungsroehre eine zentral-symmetrische Gestaltung aufweist. Fig. 1

Description

Titel der Erfindung

Strömungsgünstiges Ventil

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein ströraungsgünstiges Ventil, mittels dein Stoffströme im flüssigen oder gasförmigen Zustand sowie Suspensionen mühelos abgesperrt werden. Da sich diese Armatur durch einen relativ geringen Strömungswiderstand auszeichnet, eignet sie sich besonders als Absperrorgan in großen Dampfleitungen von Dampfkreisläufen in Kraft- und Heizwerken.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Es ist bereits eine Vielzahl von Ventilausführungen vorgeschlagen worden, mit denen möglichst günstige Strömungsverhältnisse im Armaturengehäuse erzielt werden sollen. Als eine der zweckmäßigsten Gehäuseform bietet sich hier die Schrägsitzausführung an, bei der eine relativ geringfügige Umlenkung des Stoffstromes erfolgt. Bei einem bekannten Schrägsitzventil (DE-OS 3 017 210) besitzt das über einen Durchflußkanal verfügende Gehäuseteil einen im Querschnitt elliptisch ausgeführten Gehäusefortsatz, in dem über eine Spindel ein elliptisch gestalteter Absperrkörper verschiebbar geführt ist. In der Durchdringungsebene des Gehäuseteils und des Gehäusefortsatzes ist der elliptische Ventilsitz angeordnet. Da der kreisförmige Durchtrittskanal des Gehäuseteils nur die Größe der kürzeren Achse des elliptischen

Ventilsitzes aufweist, entsteht hinter dem Ventilsitz eine abrupte Querschnittserweiterung des Gehäuses, die dann wieder im Gehäuseteil in eine Verengung übergeht. Diese sprunghaften Gehäuseveränderungen führen zu erheblichen Verlusten an Strömungsenergie des Mediums. Außerdem entsteht unmittelbar hinter dem Ventilsitz im Gehäusefortsatz eine Totwasserzone, die eine Mediumverwirbelung verursacht und die Verluste an Strömungsenergie erhöht. Weitere, die Strömung negativ beeinflussende Konturen stellen sowohl der scharfkantige Ventilsitz im Gehäuseteil sowie die dem Ventilsitz gegenüberliegende Einlaufkante des Durchflusses dar. Auch diese Bereiche sind als Verlustquellen anzusehen.

Bekannt ist weiterhin ein Ventil, dessen Ventilsitz leicht geneigt zur Spindelachse angeordnet ist. Die annähernd senkrecht zur Strötnungsrichtung befindliche Spindel ist mit einem Absperrkörper beweglich verbunden, der einseitig im Ventilgehäuse lagert (DE-PS 549 580). Bei Betätigung der Spindel schwenkt der Absperrkörper um seine Lagerung und verschließt den geneigten Ventilsitz oder er wird zur Freigabe des Durchflusses mit einer Seite in den Bereich des Gehäuseoberteils bewegt. Die Führung der Ströwungsröhre erfährt bei dieser Armatur relativ viele Umlenkungen, die ca. zwischen 15 bis 60 liegen. Bei der Einströmung in das Gehäuse erfolgt eine Neigung, die dann in einen relativ starken Anstieg übergeht, um dann nach Passieren des Sitzes erneut in eine Neigung zu münden. Diese mehrfache Umlenkung, die den DurchfluSweg verlängert, verursacht neben einem hohen Materialeinsatz für das Gehäuse gleichzeitig unerwünschte Strömungsverluste. Durch den in die Strömungsröhre hineinragenden Ventilsitz entsteht außerdem eine Abreißkante, durch die ein weiterer Strömungswiderstand entsteht,

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Ventil mit möglichst geringen Verwirbelungen und Strömungswiderständen

für das Medium sowohl in der Strömungsröhre als auch im Sitzbereich der Armatur zu schaffen und was sich gleichzeitig durch eine materialsparende Gehäuseausführung auszeichnet.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine besondere Anordnung des Absperrelementes bei Offenstellung im Gehäuse sowie durch die konstruktive Ausbildung des Gehäuses und des Absperrelementes einen annähernd gleichbleibenden Durchflussquerschnitt im Absperrbereich der Armatur zu gewährleisten und eine möglichst verlustarme Mediumströmung zu erreichen.

ErfindungsgemäS wird dies dadurch erreicht, daß ein in Offenstellung rechtwinklig an dem Gehäuseoberteil anliegendes Absperrelement einen sich der Gestalt der Gehäusewandung sowohl in Richtung -des Längsschnitts als auch des Querschnitts anpassenden Leitkörper aufweist, so daß die DurchfluSkonturen der Strömungsröhre der gesamten Armatur damit zentral symmetrisch ausgebildet sind. Im sitznahen Bereich entfernt sich der Leitkörper relativ stark vom Absperrelement, wogegen er im sitzentfernten Bereich fast in das Absperrelement übergeht.

Bei verschlossener Strömungsröhre liegt das Absperrelement mit seiner Dichtfläche auf dem im Gehäuse befindlichen Ventilsitz auf. Ist das Ventil zu öffnen, so wird über die Betätigung der Spindel das Absperrelement vom Ventilsitz abgehoben und aus der Strömungsröhre herausgeschwenkt. In der Endstellung legt sich dabei das Absperrelement an den in das Gehäuse hineinragenden Bund des Gehäuseoberteils an. Da der am Absperrelement vorgesehene Leitkörper unmittelbar am gehäuseoberteilseitigen Sitzbereich beginnt und bis zur gegenüberliegenden Kante der Strömungsröhre geführt, wird, erfolgt eine annähernd verlustfreie Strömungsführung des Mediums mit einer minimalen Umlenkung des Mediumstromes im Armaturengehäuse.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: Strömungsgünstiges Ventil in

Schnittda rsteilung Fig. 2: Schnitt A-A nach Fig. 1.

Das in den Zeichnungen gezeigte Ventil besteht aus dem Gehäuse 1 mit der Strömungsröhre 2. Die über eine annähernd elliptische Form verfügende Strömungsröhre 2 besitzt einen Ventilsitz 3, der auf Grund seiner diagonalen Anordnung zur Durchflußrichtung eine kreisrunde Form aufweist. Da der Ventilsitz 3 konisch ausgestaltet und gleichzeitig in die Kontur der Strömungsröhre 2 einbezogen ist, entstehen in diesem Bereich keine sogenannten AbreiS- oder Stolperkanten. Das Gehäuseoberteil 4 ragt mit seinem Sund 5 in den Gehäuseansatz S hinein. In dem Gehäuseoberteil 4 ist eine Spindel 7 verschiebbar geführt, die über eine Lasche 8 mit dem Absperrelement verbunden ist. Gleichzeitig wird das Absperrelement 9 von einem im Gehäuse 1 schwenkbar befestigten Hebel gehalten, wodurch der Bewegungsablauf des Absperrelementes 9 bei Betätigung vorbestimrat ist. Das eine konische Dichtfläche 15 aufweisende Absperrelement 9 verfügt strömungsseitig über einen Lsitkörper 11, welcher sich der Gestalt der Gehäusewandung 14 sowohl in Richtung des Längsschnitts, also in Strömungsrichtung, als auch des Querschnitts anpaßt» was in Fig. 2 erkennbar dargestellt ist. Bei Offenstellung des Absperrelementes 9 hebt sich im ventilsitznahen Bereich 12 der Leitkörper 11 relativ stark vom Absperrelement 9 ab, wogegen er im ventilsitzentfernten Bereich 13 in das Absperreleraent 9 fast übergeht.

Die Form des Leitkörpers 11 stellt eine gehäuseoberteilseitige Weiterführung der Kontur der Strömungsröhre.

dar, wodurch die Strömungsröhre 2 eine zentralsymmetrische Gestaltung erfährt. Diese Zentralsymmetrie der Strömungsröhre 2 ergibt sich dadurch, daS der gehäuseoberteilseitige Bereich der Strömungsröhre 2 hinter dem Ventilsitz 3 mit dem Absperrelement 9 in seiner Gestaltung annähernd dem diagonal gegenüberliegenden Abschnitt der Strömungsröhre 2 vor dem Ventilsitz 3 entspricht. Ebenso verhält es sich mit dem gehäuseoberteilseitigen Teilbereich der Strömungsröhre 2 vor dem Ventilsitz 3, welcher unmittelbar mit dem diagonal gegenüberliegenden Bereich der Strömungsröhre 2 hinter dem Ventilsitz 3 identisch ist. Die Fläche des Querschnitts der Strömungsröhre 2 wird dabei über die gesamte Länge der Strömungsröhre 2, selbst im Bereich des Ventilsitzes 3, konstant gehalten, wodurch innerhalb der geöffneten Armatur kaum Strömungsverluste entstehen. Unerwünschten Strömungsverlusten wird auch dadurch begegnet, daß durch die Reduzierung der unvermeidlichen und relativ geringen Umlenkungen der Strömungsröhre 2, sie bewegen sich zwischen 5 bis 9 , ein annäi DurchfluS entsteht.

5 bis 9 , ein annähernd glatter und verwirbelungsloser

Im geschlossenen Zustand der Armatur liegt das Absperrelement 9 mit seiner Dichtfläche 15 auf dem Ventilsitz 3 auf, wodurch es die Strömungsröhre 2 verschließt, wie die strichpunktierte Ausführung in Fig. 1 zeigt. Bei Betätigung der Spindel 7 wird das Absperrelement 9 über die Lasche 8 vom Ventilsitz 3 abgehoben. Durch den Hebel ist die Schwenkbewegung des Absperrelementes 9 vorgegeben, welches sich dann an den Bund 5 des Gehäuseoberteils 4 fest anlegt. Da der am Absperrelernent 9 befindliche Leitkörper 11 die Kontur der Ströraungsröhre 2 fortführt und gleichzeitig den 3ereich des Gehäuseansatzes 6 damit überbrückt, weist das Strömungsprofil eine geometrisch optimale Gestaltung auf. Dieses Ventil gestattet eine Durchströmung in beiden Richtungen*

Claims (2)

1. - 6 Erfindungsanspruch

   ί. Strömungsgünstiges Ventil mit annähernd elliptischem Durchflußquerschnitt und kreisrundem Sitz, bei dem das Absperrelement aus dem Gehäusedurchgang herausschwenkt, gekennzeichnet dadurch, daS das in Offenstellung rechtwinklig an dem Gehäuseoberteil (4) anliegende Absperrelement (9) einen sich der Gestalt der Gehäusewandung (14) sowohl in Richtung des Längsschnitts als auch des Querschnitts anpassenden Leitkörper (11) aufweist, so daS die DurchfluSkonturen der Strömungsröhre (2) der gesamten Armatur zentralsymmetrisen ausgebildet sind.
2. 2. Strömungsgünstiges Ventil nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß sich der Leitkörper (11) im sitznahen Bereich (12) relativ stark vom Absperrelement (9) entfernt, wogegen er im sitzentfernten Bereich (13) in das Absperrelement (9) fast übergeht.

   - Hierzu 1 31, Zeichnungen -