DE1550555A1 - Kavitationssicheres Stellventil - Google Patents

Description

• liiavitationssicheres Stellventil Die Erfindung betrifft Stallventile für Flüssigkeiten' insbesondere für Flüseigkeiten, deren Betriebstemperatur relativ nahe der Siedetemperatur Uegt o

  Die bekannten Stallventile verwenden zur Erzielung einer be-

  stiiiunten Öffnungscharakteristik profilierte Drosselkörper,

  die als Verlängerung des Ventilkegels an der Ventilspindel

  angeordnet sind. Aus Gründen der einfachen Darstellung iver®

  den diese Drosselkörper dreist als RotatiGnaparaboloid ausge-

  führt. Daneben sind außerdem Hohlzylinder mit profilierten

  Bchlitzen gebräuchlich. Beide Ausfiüirungsformen versagen bei

  hohen Te:ap e raturen der Flüssigkeit. de nach: der Durchs trömm

  richtung tritt an verschiedenen Stellen längs des Drossel-

  körpers oder der Dichtkante am Ventilkegel ein tieferer

  Druck auf, als nach dein Ventil vorliegt. Dabei kann der

  Dampfdruck unterschritten werden, was dannesd,ö°rung de

  Ventils durch Kavitation zur Folge hat. Diese:@@j ter°@

  scpureitung ;rird durch Etrömungskanäle mit -in FUchr@ung

  "=tröraung stetig zunehmendem Querschnitt verursachte In dew7

  einen ütrönun^srichtung ist eine solche Querschnittaz:-nn-hiir,

  durch die nach der Spitze hin abnehmenden Durchmesse-r de"'

  Paraboloids gegeben, in der a nder:en Strömungsrichtung be°l

  geringem Öffnungsgrad des Ventils durch den Spalt zwischen

  den Dichtkanten am Sitz und am Kegel®

  Die Druckunterschreitung ist zwar bei der Ausführung mit geschlitztem Hohlzylinder kleiner, dafür bereitet die Herstellung der Schlitze im Hohlzylinder gegenüber dem als Drehteil herstellbaren Paraboloid erhebliche Schwierigkeiten. Yreiterhin wurden Ausführungen bekannt, die in einem Hohlzylinder anstelle der profilierten Schlitze entsprechend angeordnete einzelne,Löcher haben. Damit ist die erforderliche stetige Öffnungskennlinie nur anzunähern.
• Die Nachteile der bisherigen Vorrichtungen sind die Herstel lung der für eine gute Annäherung an das stetige Verhalte! erforderlichen großen Zahl von Löchern, die ei_:PA Erheblichen Fertigungsaufwand darstellen.

  Weit erhin sind alle husf ührung en mit Hohlzylir , Jr f ü@, t':n-

  wendungsfä' le mit sehr kleinere .'tellstre: _@:r. un@eeig,net .

  Die Konstruktion des Hohlzylinders setzt eizeT_ _@wrissen

  i,:indestdurchmesser für den Ventilsitz voraus.

  =,s ist Zweck der Erfindung, ein leicht hersteli-,#=ires Stell-

  ventil zu schaffen, bei dem zwiluhen Drosselköper und Sitz

  ::eine vorübergehenden Druckuntewschreitttn-ren v: ri;o:mn.

  Diese Aufgabe wird erfindun,zsge:uLi.? dadurch gelöst, daß die

  Dichtkante und der Drosselkörper so gestaltet vrerden, daß

  die Strömung in R-.ch t ton,; ibnehmender Quere chni t t e erfolgt

  und außerdem in der =@äurr° der Di:ähtka_zte, vorzufsvreise zvri-

  schen Drosselkörper -.nd Dichte-. nte am Ventilkegel ein oder

  mehrere tirbelräume angeordnet vrerden.

  ErfindurLgs@emäß wird als Drosselkörper ein Zylynder nit

  einem para?--,loloischen Ventilsitz oder ein kegli-er oder Para-

  boloid-Drooüelkörper mit einem zylindris I-rien V#:ntilsi-tz ver-

  wendet, so dapa ein düsenartiger S-trömungsuurc:ifluß entsteht.

  Die Dichtkante wird so angeord:le i, daßs sie Dur:2aströmung in

  Richtung abnehmender Durchmesser erfolgt,

  Diese Lösung bietet Gewähr dafür, daß .r:ä:.r end per @nt:@ran-

  nung der Flüssigkeit im Ventil auch bei hohen -1,lüssigkeits-

  temperaturen und beliebig hohen Differenzdrücken keine Kavi-

  tation und damit Zerstörung des Ventils eintrist.

  Diese -Eigenschaft wird ohne großen Ferti :-:;n sa-2@rrand @--reicht,

  da nach wie vor alle Teile der Innengarnitur a-s Drehteile

  hergestellt :Frerden können,

  An Hand mehrerer Ausfi.ihrungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 die Innengarnitur -eines Ventils mit zylindrischem Drosselkörper und düsenförmigem Sitz, Fig. 2 eine Innengarnitur mit zylindrischem Drosselkörper und dosenförmigem Sitz ohne besonderen Wirbelraum, Fig. 3 eine Innengarnitur mit an sich bekannten paraboloid-Drosselkörper und einem Wirbelraum zwischen Drosselkörper und Dichtfant e, Fig. 4 eine Iluiengarnitur mit Paraboloid-Drosselkörper und zwei Wirbelräumen9 Fig. 5 die Vereinigung zweier Ausführungsformen in einem Doppels it zvent il. Die Lusführung gemäß Fig. 3 ist besonders für solche Anvjendungsfälle gedacht, bei denen der Abstand zwischen der Betriebstemperatur der Flüssigkeit und der Sättigungstemperatur noch groß genug ist, dafl nicht alle Merkmale der Erfindung benötigt werden, und man dafür den herstellungstechnischen Vorteil ausnutzen möchte, da ein außen profilierter Körper leichter als eine Düse herzustellen ist, Bei den liusfUhrun_@sbeispielen gemäß Fig. 1 und 2 erfolgt die Strömung zwischen den Dichtkanten 3 und zwischen dem an der Ventilspindel 1 befestigten zylindrischen Drosselkörper 4 und dem düsenförmigen Ventilsitz 5 nur in Richtung abnehmender Querschnitte. Durch den zwischengeschalteten Wirbelraum 6 erfolgt eine möglichst intensive Verwirbelungg so daß möglichst viel kinetisehe Energie der Strömung in Reibung umgesetzt wird. Die anschließend notwendige Querschnittsvergrößerung erfolgt sprungförmig beim Verlassen von Sitz und Drosselkörper. Damit wird sichergestellt, daß längs des Strömungsweges kein tieferer statischer Druck auftreten kann, als nach dem Ventil vorliegt und demzufolge keine Zerstörung der Innengarnitur durch Kavitation erfolgen kann, Die Ausführung nach Figo 2 verzichtet zwar auf den Wirbelraum 6, bietet dafür aber Vorteile hinsichtlich der Dichtigkeit in geschlossenem Zus.tand, da die Abdichtung auf einem kleineren Durchmesser erfolgt.
• Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 3 und 4 erfolgt die. Strömung unter Beibehaltung des an sich bekannten Paraboloid#-Drosselkörpers 7 zwischen DrosseMrper 7 und Sitz 8 in Richtung abnehmender Querschnitte, Die Durchströmung der Dichtkante 3 erfolgt in Richtung zunehmender Querschnitte, Trotz dem wird auch hierbei durch die erfindungsgemäße Zwischenschaltung von Wirbelräumen 6 die Druckunterschreitung gegen-Uber dem nach dem Ventil vorliegenden Druck sehr klein gehalteni so daß keine Kavitation und damit kein Verschleiß, eintritt. Fig. 5 zeigt eine andere Ausführung der erfindungsgemäßen -I##» aungp die zur Verminderung der Betätigungskräfte die an Rioh bekannte Doppeleitzanrodnung verwendet. Dabei werden eine Drosselgarnitur wie in Fig, 1 dargestellt und eine Drosselgarnitur entapreohend Fig. 3 strömungamäßig garallelgeaohßltet. Dadurch heben eich insbesondere in gesohloseenem Zustand die ikue dem Druck des Stremungsmittele resultierenden Kräfte weite: gehend auf und die Betätigung erfordert nur geringen Kraftaufwand.

Claims (1)

1. PatentansprUcher _ . 1. Kavitationssioheres Stellventil, insbesondere für F1Ua- aigkeiten, deren Temperatur relativ nahe der Siedetempera»(e@ tur lieg', dadurch gekennzeichnet» daß die Drosselkörper (Q. und die Ventilsitze (5)( eo ausgebildet sind, daß der Durch» flußquerachnitt in Strömungsrichtung grundsätzlich bis zum Ende deq Durohfluaaea atetg abnimmt und daß in diesem Be- reich sprungförmige Erweiterungen, vorzugsweise als Wirbel- räume (6) ausgestaltet, vorgesehen sind. 2. ffavitationasioheres Stellventil nach ,Anspruch 't, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise einem aylinärisehen Droa-** selkörper (4),- ein eich parabolisch verengender Ventil- sitz (5) und einem kegligen Drosselkörper (7) ein, aylindrie scher Ventilatz (8) zugeordnet ist und daß die die Droht» kanten (3) bilden-@den Flächen am Ventilkegel (2) oder am - Drosselkörper (4) mit verschiedenen Kegelwinkeln: am größ-. ten oder kleinsten Durchfluß zwischen den Ventilsitzen (5) oder (8) und den Drosselkörpern, W, (',) oder (9) mit Wirm belräumen (6) angeordnet sind. Kavitationssicheree Stellventil nach Anspruch '! und 2, da. durch gekennzeichnet, daß bei gleichzeitiger Verwendung von zwei Ventilsitzen (5 + 8): mit dsn Er.osselitürpern (4 + 9) der Drosselkörper (9) als Psraboloid ausgebildet ünd beide Durchflußstellen mit zugehörigen Dichtkanten () und Wir-! belräumen (6) ausgebildet sind. Verzeichnis der verwendeten Bezugszeiohen: 1 Ventilspindel 2 Ventilkegel 3 Dichtkante q. zylindrischer Drosselkörper 5 (paraboloiecherl Ventilsitz ` 6 Wirbelraum kegliger DrosselUrper 8 zylindrischer Ventilsitz 9 Paraboloid-Drosselkörper Veröffentlichungen zum Stand der Technikt DBP 905 019 Dampfumformventil zur HeißdampfkUhlung