DE2110393A1

DE2110393A1 - Ventil,insbesondere Regelventil,mit einstellbarem Drosselorgan

Info

Publication number: DE2110393A1
Application number: DE19712110393
Authority: DE
Inventors: Willi Sandvoss
Original assignee: Samson Apparatebau AG
Current assignee: Samson Apparatebau AG
Priority date: 1971-03-04
Filing date: 1971-03-04
Publication date: 1972-09-21
Also published as: NL7202917A; DE2110393B2; NL152070B; DE2110393C3; AT319675B; SE380335B

Description

München, den 4. März I97I PATENTANWALT (325)

Dipl.-he*. E. F. EITf JER

8COO [.Inchon 9O

Schlotthauarstraße 3

Tel. (0811) 65232t

SAMS ON APPARATEBAU A. G., Frankfurt am Main 1,

Weismüllerstraße 3

Ventil, insbesondere Regel ventil, mit einstellbarem Drosselorgan

Die Erfindung betrifft ein Ventil, insbesondere ein Regelventil od.dgl., mit einem einstellbaren, in das Ventilgehäuse eingebauten Drosselorgan.

Es ist bekannt, bei einem Regelventil, dessen Ventilkegel durch ein Stellwerk oder einen Stellmotor betätigt wird, in dem Eingangsraum des Ventilgehäuses auf der dem Ventilkegel gegenüberliegenden Seite des

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Ventilsitzes ein Drosselorgan anzuordnen, mit dessen Hilfe die Menge des in die DurchgangsÖffnung des Ventilsitzes einströmenden Mediums mehr oder weniger stark willkürlich gedrosselt werden kann. Das Drosselorgan besteht hierbei aus einem zweiten Ventilkegel oder.Ventilteller, der am freien Ende einer abgedichtet nach außen geführten Drosselventilspindel sitzt, die mittels eines Handrades od.dgl. hoch- und

" niedergeschraubt werden kann, um den Drosselkegel oder --teller von dem Ventilsitz zu entfernen oder demselben zwecks Verringerung des Droaselquerschnittes zu nähern. Diese bekannte Anordnung benötigt vor allem in Richtung der Ventilhauptachse vei'hälLnismäßig viel Platz, und bei stärkerer Annäherung des Drosselventilkegels an den Ventilsitz können sicn ungünstige Strömungsverhältnisse ergeben. Auch läßt sich der Drosselquerschnitt nur in gewissen Grenzen

\ und auch nicht ohne weiteres mit der gewünschten Genauigkeit einstellen. Schließlich erfordert der Einbau eines solchen Drosselorgans im allgemeinen eine Sonderfertigung mindestens des Ventilgehäuses«

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein besonders einfaches und billiges, trotzdem aber leicnt und genau eins cellbares Drosselorgan zum Einbau in ein

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Regelventil od.dgl. zu schaffen, welches wenig Platz beansprucht, auf einfache Weise montiert und in beliebige Ventile eingebaut werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Drosselorgan aus einer axial zusammendrückbaren Schraubenfeder besteht, welche derart in dem Strömungsweg des zu drosselnden Mediums angeordnet is ο, daß das Medium durch die VJi ndungs spalt en der Schraubenfeder von außen nach innen oder von innen nach außen hindurchströmen muß. Beim Zusammendrücken der Schraubenfeder wird der gegenseitige Abstand der Federwindun^en immer kleiner, so daß Ssje sich der Durchströmungsquerschnitt, d.h. der Drosselquerschnitt entsprechend verringert und im vollständig zusammengedrückten Zustand der Schraubenfeder, wenn sich die benachbarten Federwindungen berühren, praktisch gleich oder fast gleich Null wird. Die Schraubenfeder kann eine zylindrische oder vorzugsweise eine kegelige Form haben.

Die Anordnung einer solchen Schraubenfeder als einstellbares Drosselorgan hat gegenüber den bisher üblichen einstellbarerforosseln viele Vorteile. Vor allem nimmt sie nur wenig Platz weg, so daß sie leicht

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z.B. im Eingangsraum eines Ventilgehäuses untergebracht werden kann. Infolgedessen kann für die Zwecke der Erfindung .ohne" weiteres ein ganz normales Ventilgehäuse aus der Serienfertigung verwendet werden. Eine Schraubenfeder ist auch leicht und ohne wesentliche maschinelle bzw. spanabhebende Bearbeitung herstellbar. Da sie ein verhältnismäßig geringes Volumen hat, kann man sie ohne zu große Kostenerhöhung aus w einem wertvollen Material herstellen, wodurch manche Korrosionsschwierigkeiten vermieden werden können. Durch eine geeignete Formgebung, insbesondere als Kegelfeder, läßt sich dieses Drosselorgan dem Strömungsbild im Ventil in sehr günstiger Weise anpassen.

Bei einem Regelventil kann die Schraubenfeder leicht in dem Eingangsraum des Ventilgehäuses zwischen der den Ventilsitz enthaltenden inneren Gehäusetrennwand und dem oberen Gehäusedeckel angeordnet werden, wobei sie auf einfachste Weise montiert werden kann. Auch die Einstellung des gewünschten Drosselquerschniutes läßt sich bequem mit Hilfe einer im Gehäusedeckel verschraubbaren Gewindespindel vornehmen, die auf einen oberen Federteller der Schraubenfeder wirkt. Am äußeren Ende der Gewindespindel kann ein Zeiger oder eine Zeigermarke angebracht werden, der an einer Skala den jeweiligen Drosselwert erkennbar macht.

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Weitere Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung an Hand der Zeichnung ersichtlich.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einer Ausführungsform beispielsweise veranschaulicht. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein Differenzdruckoder Mengenregelventil in einem vertikalen Längsscnnii/t.

Das als Membranventil ausgeführte Regelventil besteht aus einem Ventilgehäuse 1, welches durch Säulen 2 mit einem Membrangehäuse 3 verbunden ist. Der Eingangsraum 4 des Ventilgehäuses 1 ist von dem Ausgangsraum 5 desselben durch eine Zwischenwand 6 getrennt, in der die Ventildurchgangsöffnung 7 des Ventilsitzes 8 angeordnet ist. Mit dem Ventilsitz arbeitet ein in dem Ausgangsraum 5 vorgesehener Einsitzventilkegel 9 zusammen, der am frden Ende eine*- Ventilstange 10 befestigt ist. Die Ventilstange 10 ist mittels «ines Mt^allfederrohres 11 abgedichtet, weiches einerseits an einem Bund 12 der Venti!stange 10 und andererseits an dem durchbohrten Boden einer die Ventilstange 10 umgebenden Hülse 13 dicht befestigt ist.

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Zwischen der Hülse 13 und den Säulen 2 ist eine Ventilfeder 14 angeordnet, die sich einerseits an dem Ventllgehäuseboden 15 und andererseits auf einem Federteller 16 abstützt, der auf einem Buna 1/ der "Ventilstange 10 ruht. Der Bund 17 kann auf der Ventilstange 10 längsverschiebbar oder verschraubbar sein, um die Spannung der Ventilfeder 14 einstellen zu können.

Die Ventilfeder 14 ist bestrebt, den Ventilkegel 9 in seine öffnungsstellung zu ziehen. Der Federkraft wirkt eine in dem Membrangehäuse j3 eingespannte Membran 18 entgegen, an deren Merabranteiler 19 das untere Ende der Ventilstange 10 befestigt ist. Die durch die Membran 18 abgeschlossene untere Kammer 20 des Membrangehäuses ρ ist durch eine Impulsleitung 21 mit einer in den Eingangsraum 4 des Ventilgehäuses 1 führenden Öffnung 22 verbunden. Die obere Kammer 2J> * des Membrangehäuses jj, in welche die Ventilstange 10 durch, eine Dichtung 24 druckdicht, aber verschiebbar eingeführt ist, steht durch eine Impulsleitung 25 mit einer in den Ventilsitzdurchgang 7 führenden öffnung 26 in Verbindung. Auf diese Weise wird die Membran 18 mit dem $ Membranteller 19 von dem Differenzdrucic vor und hinter dem Drosselorgan beaufschlagt. Der Differenzdruck könnte auch anderweitig entnommen werden, z.B. bei einer Heizungsanlage aus dem Vorlauf

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und aus dem Rücklauf der gesamten Anlage. Ferner könnte aucn ein einfaches Membranstellwerk mit einer nur einseitig beaufschlagten Membran oder ein sonstiges, auf eine beliebige Regelgröße ansprechendes Stellwerk oder ein anders ausgebildeter Stellmotor zur Steuerung des Ventils verwendet werden, wie z.B. der Arbeitskörper eines Temperaturreglers. Anstelle der äußeren Impulsleituntj 25 kann gemäß einer "vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung der Ventildurchgang 7 mit der Kammer 25 des Membrangehäuses j5 durch eine Längsbohrung der Ventilstange 10 verbunden sein.

Das Drosselorgan besteht gemäß dem Ausführungsbeispiel aus einer kegeligen bzw. kege!stumpfförmigen Schraubenfeder 27, die in dem Eingangsraum 4 des Ventilgehäuses 1 zwischen der Gehäusetrennwand 6 bzw. dem Ventilsitz 3 und einem Gehäusedeckel 28 angeordnet ist. Das untere, weitere Ende der kegeligen Schraubenfeder 27 ist in eine zur Ventilsitzöffnung 7 konzentrische Vertiefung 29 der Gehäusetrennwand 6 eingesetzt, wodurch die Schraubenfeder in ihrer Lage im Ventilgeaäuse gut fixiert und zentriert wird. Das obere, entere Ende der Schraubenfeder 27 wird von einem Federteller 30 abgestützt, der eine vertiefte Lagerpfanne j>1 aufweist. In diese Lagerpfanne greift das

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untere Ende J52 einer Gewindespindel y$ ein, die in einer zentralen Gewindebohrung des Gehäusedeckels verschraubbar ist. Die Gewindespindel 53 ist durch eine Stopfbüchse y\ nach außen geführt und mittels einer Schraube 35 fest mit einem Zeiger J6 verbunden, der gegebenenfalls gleich als Handgriff zum Drehen der Gewindespindel j5j5 ausgebildet sein kann. An einer am Gehäusedeckel 28 vorgesehenen Skala kann der Zeiger 36 auf den gewünschten Drosselwert eingestellt werden.

Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Vorrichtung ist ohne weiteres verständlich. Das zu regelnde Medium siiömt aus dem Eingangsraum 4 des Ventilgehäuses 1 durch die zwischen den Windungen der Schraubenfeder 27 vorhandenen Ringspalten hindurch in das Innere der Schraubenfeder 27, wobei die Strömung entsprechend der Spaltweite gedrosselt ) wird. Aus der Schraubenfeder 27 gelangt das Medium

in den Ventildurchgang "J und, wenn und so weit der Ventilkegel 9 vom Ventilsitz 8 entfernt ist, in den Ausgangsraum 5 des Venoilgehäuses. Infolge der Drosselwirkung der Schraubenfeder 27 ist der Druck hinter der Schraubenfeder, d.h. im Ventilsitzdurchgangfr, geringer als der Druck vor der Schraubenfeder, d.h. im Eingangsraum 4. ' Diese Drücke werden durch die Impulsleitungen 25 und 21 in die Kammern 23 bzw. 20 des

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Membrangehäuses 2 übertragen. Der auf die Membran und den Membranteller I9 wirkende DiTferenzdruck steuert dann über die Ventilstange 10 die Einstellung des Ventilkegels 9 gegenüber dem Ventilsitz 8. Durch tieferes Einschrauben der Gewindespindel 35 wird die Schraubenfeder 27 mehr zusammengedrückt, XBdsdt wodurch sich die Schraubenwindungen einander nähern und sich schließlich berühren. Dementsprechend verringert sich der Gesamtdurchgtrittsquerschnitt der Schraubenfeder, und entsprechend dieser Drosselung verändert sich die Stellung des Ventilkegels .9· Es sei nur noch bemerkt, daß sich die Erfindung nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern daß sie auch alle Varianten im Rahmen der wesentlichen Erfindungsmerkmale umfaßt und, wie oben bereits erwähnt, bei verschiedenartigsten Regelventilen anwendbar ist. Auch ist es gegebenenfalls möglich, das Drosselorgan gemäß der Erfindung für andere Drosselzwecke zu verwenden.

Ansprüche

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Claims

Patentansprüche ;

1. Ventil, insbesondere Regelventil od.dgl. mit einstellbare»m Drosselorgan, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselorgan aus einer axial zusammendrückbaren Schraubenfeder (27) besteht, deren Windungsspalten im Strömungsweg des zu drosselnden Mediums liegen.

P 2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselorgan eine Zylinderfeder ist.

3· Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselorgan eine Kegelfeder ist.

4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende der Schraubenfeder (27) durch einen Federteller (30) verschlossen ist.

5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Federteller (30) als Auflager für ein einstellbares Druckstück zum Zusammendrücken der Schraubenfeder (27) ausgebildet ist.

6. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das einstellbare Druckstück aus einer hoch- und niederschraubbaren Gewindespindel (33) besteht.

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7- Ventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder (27) in der Hauptachse des Ventilgehäuses (1)' zwischen der die Ventilsiczöffnung (7) enthaltenden Gehäusetrennwand (6) und dem Gehäusedeckel (28) des Ventilgehäuses (1) angeordnet ist.

8. Ventil nach Anspruch 6 und 7* dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindespindel (33) in einer Gewindebohrung des Gehäusedeckels (28) verschraubbar ist, mit ihrem in das Innere des Ventilgehäuses (1) ragenden Ende (32) in eine Lagerpfanne (3I) des Federtellers (30) eingreift una an ihrem aus dem Ventilgehäuse (1) nach außen ragenden Ende mit einem Verstellglied und/oder mit einem über einer Skala am Gehäusedeckel (28) spielenden Zeiger (36) versehen ist.

9· Ventil nach Anspruch "J₁ dadurch gekennzeichnet, daß das auf der Gehäusetrennwand (6) abgestützte Enue der Schraubenfeder (27) in eine den Ventilsitz (8) umgebende Vertiefung (29) der Gehäusetrennswand (6) eingesetzt ist.

10. Ventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9* dessen Ventilkegel, von einem Stellwerk mit einer von dem Differenzuruck vor und hinter dem Drosselorgan beaufschlagten Membran betätigt wird, dadui'ch gekennzeichnet,

daß der Raum zwischen der Schraubenfeder (27) una dem 209839/0248

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Ventilkegel (9) durch die hohl ausgebildete Ventilspindel (10) hindurch mit einer Kammer des Membrangehäuses (j5) verbunden ist.

SAMSON APPARATEBAU A.G, vertreten durch:

[(Edmund F*.E\Jner) Patentanwalt

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