DE2315045B2 - Flow regulators, especially volume or differential pressure regulators - Google Patents
Flow regulators, especially volume or differential pressure regulatorsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Durchflußregler, insbesondere Mengen- oder Differenzdruckregler, mit einem entlasteten Einsitzventil, dessen mit der Ventilstange verbundener Entlastungsbalg von dem auf dem Ventilkegel lastenden Druck beaufschlagt wird, und mit einem membranförmigen Stellmotor, welcher von den vor bzw. hinter einem auf der Eingangsseite des Ventilsitzes vor dem Ventilkegel angeordneten, hohlen, einen dem Ventilsitz vorgeschalteten Innenraum umgebenden Drosselorgan, z. B. einer Drosselschraubenfeder, herrschenden Impulsdrücken beaufschlagt wird.The invention relates to a flow regulator, in particular a quantity or differential pressure regulator, with a relieved single-seat valve, the relief bellows connected to the valve rod from the one on the Pressure is applied to the valve cone, and with a diaphragm-shaped servomotor, which is operated by the in front of or behind a hollow arranged on the inlet side of the valve seat in front of the valve cone, an interior space surrounding the valve seat, e.g. B. a throttle coil spring, prevailing impulse pressures is applied.
Aus der DE-OS 21 61 260 ist ein thermostatisch gesteuertes Regelventil mit einer Druckentlastungsvorrichtung bekannt, bei welcher der Druck des zu regelnden Mediums aus dem Eingangsstutzen des Ventils über eine Bohrung der Ventilspindel in einen Entlastungsraum übertragen wird. Eine Übertragung von Impulsdrücken zu einem Membrangehäuse ist dort aber nicht vorhanden.From DE-OS 21 61 260 a thermostatically controlled control valve with a pressure relief device known at which the pressure of the medium to be controlled from the inlet port of the Valve is transferred into a relief space via a bore in the valve spindle. A transfer of impulse pressures to a diaphragm housing is not available there.
Ferner ist aus der DE-OS 21 10 393 ein Regelventil mit einstellbarem Drosselorgan bekannt, bei dem der hinter dem Drosselorgan abgegriffene Impulsdruck durch eine besondere Außenleitung in die zugehörige Membrankammer des Membrangehäuses übertragen wird. Ein Entlastungsbalg für den Ventilkegel ist bei diesem Regelventil nicht vorgesehen.Furthermore, from DE-OS 21 10 393 a control valve with adjustable throttle member is known in which the Pulse pressure tapped behind the throttle device through a special external line into the associated one Diaphragm chamber of the diaphragm housing is transferred. A relief bellows for the valve cone is at this control valve is not provided.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Regler der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem eine verhältnismäßig umständliche Druckleitungsverlegung für die genannten Entnahmedrücke auf einfache Weise vermieden wird. Bei einem Regler dieser Art tritt erschwerend für die Druckübertragung hinzu, daß der von dem hohlen Drosselorgan umgebene Innenraum, beim Ausführungsbeispiel der Raum innerhalb der Drosselschraubenfeder nicht unmittelbar zugänglich ist, weil der Boden des hutförmigen Drosselorgans verstellbar sein muß.The invention is based on the object of providing a controller of the type mentioned at the outset, in which a relatively cumbersome pressure line laying for the mentioned extraction pressures in a simple way Way is avoided. In a regulator of this type, the pressure transmission is aggravated by the fact that the by the hollow throttle body surrounded interior, in the embodiment, the space within the Throttle coil spring is not directly accessible because the bottom of the hat-shaped throttle member must be adjustable.
Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Impulsdruckleitung für dieThe stated object is achieved in that the pulse pressure line for the
Übertragung des hinter dem Drosselorgan herrschenden Steuerdruckes durch die hohle Ventilstange hindurchgeführt ist und an ihrem unteren Ende durch eine öffnung in die obere Membrankammer eines Membrangehäuses mündet, während das obere Ende der Impulsdruckleitung durch eine Druckabgrifföffnung in den Innenraum des Drosselorgans an einer Stelle mündet, die sich räumlich weit entfernt von dem Ausströmquerschnitt des Ventilsitzes befindet, und daß die Entlastungsdruckleitung ebenfalls durch die hohleTransmission of the control pressure behind the throttle device through the hollow valve rod is passed through and at its lower end through an opening in the upper membrane chamber of a Membrane housing opens, while the upper end of the pulse pressure line through a pressure tap opening opens into the interior of the throttle organ at a point that is spatially far away from the Outflow cross-section of the valve seat is located, and that the relief pressure line also through the hollow
J5 Ventilstange hindurch, jedoch getrennt von der Impulsdruckleitung verläuft.J5 valve rod runs through but separate from the impulse pressure line.
Auf diese Weise sind die hinter dem Drosselorgan abgegriffenen Drücke durch die beiden, innerhalb der Ventilstange verlaufenden Druckleitungen sehr vorteilhaft und platzsparend angeordnet, so daß nur noch eine einzige Druckleitung außerhalb des Ventilkörpers geführt werden muß.In this way, the pressures tapped behind the throttle device by the two are within the Valve rod running pressure lines arranged very advantageously and space-saving, so that only one only pressure line must be guided outside the valve body.
Weitere vorteilhafte, die Erfindung ausgestaltende Merkmale sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Further advantageous features defining the invention are characterized in the subclaims.
In der Zeichnung ist die Erfindung in einer Ausführungsform beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt die einzige Figur im vertikalen Längsschnitt ein Durchflußregelventil, welches nach dem Wirkdruck- oder Differenzdruckprinzip arbeitet.In the drawing, the invention is illustrated in one embodiment, for example, and although the only figure shows a vertical longitudinal section of a flow control valve, which according to the differential pressure or differential pressure principle works.
Der Durchflußregler hat ein Ventilgehäuse 1, welches oben durch einen Gehäusedeckel 2 abgeschlossen ist. In einer Gewindebohrung des Gehäusedeckels 2 ist mit entsprechender Abdichtung eine Einstellschraube 3 hoch- und niederschraubbar, die auf den Federteller 4 eines Drosselorgans wirkt, welches aus einer Schraubenfeder 5 besteht, die sich mit ihrem unteren Ende auf einem in den Ventilsitz 6 eingesetzten Sitzring 6' abstützt.The flow regulator has a valve housing 1 which is closed at the top by a housing cover 2. In a threaded hole in the housing cover 2 is an adjusting screw 3 with a corresponding seal screwable up and down, which acts on the spring plate 4 of a throttle element, which consists of a helical spring 5, which is located with its lower end on a seat ring 6 'inserted into the valve seat 6 supports.
Die Drosselschraubenfeder 5 hat einen rechteckigen Federdrahtquerschnitt, dessen quer zur Schraubenfederachse verlaufende Rechteckseiten den Durchströmungsdrosselspalt zwischen den Federwindungen begrenzen. The throttle coil spring 5 has a rectangular spring wire cross section, its transverse to the coil spring axis running rectangle sides limit the flow throttle gap between the spring coils.
Zwischen dem Ventilgehäuse 1 und einem darunter befestigten Balggehäuse 8 befindet sich eine Trennwand 7. Ein mit dem Durchtrittsquerschnitt des Ventilsitzes 6 flächengleicher Entlastungsbalg 9 ist mit seinem oberenA partition is located between the valve housing 1 and a bellows housing 8 fastened below it 7. A relief bellows 9 of equal area with the passage cross section of the valve seat 6 is with its upper
Ende dicht an der Trennwand 7 befestigt und an seinem unteren, beweglichen Ende von einem Balgboden 10 dicht abgeschlossen. Der Balgboden 10 ist fest mit einer hohlen Ventilstange 11 verbunden.End tightly attached to the partition 7 and at its lower, movable end by a bellows base 10 tightly closed. The bellows base 10 is firmly connected to a hollow valve rod 11.
Die Ventilstange 11 wird von einer Steuermembran 12 betätigt, die zwischen zwei Membrantellern 13 gehalten und mit deren Hilfe am unteren, freien Ende der Ventilstange 11 befestigt ist An ihrem Umfangsrand ist die Steuermembran 12 zwischen den Flanschen der Gehäuseschalen 14 und 14' eines an dem Balggehäuse 8 befestigten Membrangehäuses eingespannt.The valve rod 11 is actuated by a control diaphragm 12, which is positioned between two diaphragm plates 13 held and with the help of which is attached to the lower, free end of the valve rod 11 at its peripheral edge the control membrane 12 between the flanges of the housing shells 14 and 14 ′ is one on the bellows housing 8 fastened membrane housing clamped.
Am oberen Ende der hohlen Ventilstange 11 ist ein Ventilkegel 15 angeordnet, der mit der unteren Sitzkante des Ventilsitzes 6 zusammenarbeitet. Durch die Ventilstange 11 und den Ventilkegel 15 erstreckt sich eine axiale Entlastungsbohrung 16, welche durch eine Querbohrung 16' in den äußeren Entlastungsdruckraum 17 des Balggehäuses 8 mündet.At the upper end of the hollow valve rod 11 is a Valve cone 15 arranged, which cooperates with the lower seat edge of the valve seat 6. By the valve rod 11 and the valve cone 15 extends an axial relief bore 16, which through a transverse bore 16 ′ opens into the outer relief pressure space 17 of the bellows housing 8.
Innerhalb der Entlastungsbohrung 16 verlauft ferner ein Impulsdruckrohr 18, dessen unteres Ende durch eine Querbohrung 18' in die obere Membrangehäusekammer 19 des Membrangehäuses 14, 14' mündet. Das obere Ende des Impulsdruckrohres 18 mündet mit seiner Druckabgrifföffnung 18" in das Innere der Drosselschraubenfeder 5 an einer Stelle, die sich räumlich weit entfernt von dem Ausströmquerschnitt des Ventilsitzes 6 beiFindet, um die Übertragung von wechselhaften dynamischen Drücken in die Membrangehäusekammer 19 möglichst weitgehend auszuschalten. Es wurde gefunden, daß eine Anordnung der jo Druckabgriffstelle bzv/. eine Lage der öffnung 18" etwa im oberen Drittel des von der Drosselschraubenfeder 5 umgebenen Raumes besonders günstig ist, weil in dieser Zone praktisch die Druckverhältnisse herrschen, welche eine genaue Ermittlung des Durchflusses bei Verwendung des Druckabfalles über das Drosselorgan 5, d. h. im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Schraubenfeder, ermöglichen.Within the relief bore 16 also runs a pulse pressure tube 18, the lower end of which by a Transverse bore 18 'opens into the upper diaphragm housing chamber 19 of the diaphragm housing 14, 14'. That The upper end of the pulse pressure tube 18 opens with its pressure tap opening 18 "into the interior of the Throttle coil spring 5 at a point that is spatially far away from the outflow cross-section of the valve seat 6 at Finds the transfer of variable dynamic pressures into the diaphragm housing chamber 19 should be switched off as far as possible. It has been found that an arrangement of jo Pressure tap point or /. a position of the opening 18 ″ approximately in the upper third of the area of the throttle coil spring 5 surrounding space is particularly favorable because in this zone practically the pressure conditions prevail which an exact determination of the flow rate when using the pressure drop across the throttle element 5, d. H. in the present embodiment, the coil spring, allow.
Die untere, von der Membrangehäuseschale 14' umgebene Membrangehäusekammer 20 ist über eine Impulsdruckleitung 21 an einen in den Eintrittsraum des Ventilgehäuses 1 führenden Nippel 22 angeschlossen, um den vor dem Drosselorgan 5 herrschenden statischen Druck in die Membrangehäusekammer 20 zu übertragen. Dieser statische Druck in der Kammer 20 wirkt auf die Steuermembran 12 im Sinne einer Schließung des Ventils, während der statische Druck in der Membrangehäusekammer 19 zusammen mit einer im Entlastungsbalg 9 auf den Balgboden 10 drückenden, vorgespannten Ventilfeder 23 den Ventilkegel 15 in seine Öffnungsstellung zu bewegen sucht. Es sei bemerkt, daß die Ventilfeder 23 auch außerhalb des geschlossenen Systems angeordnet werden kann, um die Einstellung verschiedener Federvorspannungen zu erleichtern.The lower membrane housing chamber 20, surrounded by the membrane housing shell 14 ', is via a Impulse pressure line 21 is connected to a nipple 22 leading into the inlet space of the valve housing 1, around the static pressure prevailing in front of the throttle element 5 in the diaphragm housing chamber 20 transfer. This static pressure in the chamber 20 acts on the control membrane 12 in the sense of a Closing the valve while the static pressure in the diaphragm housing chamber 19 together with a in the relief bellows 9 on the bellows base 10 pressing, pretensioned valve spring 23 the valve cone 15 in seeks to move its open position. It should be noted that the valve spring 23 also outside of the closed system can be arranged to allow adjustment of different spring preloads facilitate.
Um die gewünschte Entlastung des Ventilkegels 15 zu erreichen, muß der auf den Entlastungsbalg 9, 10 wirkende Druck im Entlastungsdruckraum 17 des Balggehäuses 8 gleich groß dem mittleren Druck auf den Ventilkegel 15 sein. Nun herrschen aber zwischen dem Ventilkegel 15 und dem Ventilsitz 6 vorwiegend Kräfte bzw. Drücke, die je nach der Ventilkegelstellung verschieden groß sind. Es wurde demgegenüber gefunden, daß der Abgriff des Entiastungsdruckes besonders günstig an einer Stelle erfolgt, die sich über dem Ventilkegel in der Nähe des Ausströmquerschnittes befindet. Gemäß einer einfachen und vorteilhaften Ausführungsform dieses Erfindungsgedankens ist zu diesem Zweck am oberen Ende der hohlen Ventilstange 11 in einem gewissen Abstand von dem Ventilkegel 15 und parallel zu demselben eine Druckentnahmeleitung 25 angeordnet Diese Druckentnahmeleitung ist mit dem oberen Ende der Entlastungsbohrung 16 der Ventilstange 11 verbunden und mündet senkrecht zur Strömung des den Ventilsitz passierenden Mediums in dem Durchtrittsspalt 24 in der Nähe des Ventilsitzes. Dort wird der mittlere Druck auf den Ventilkegel 15 unabhängig von der Stellung desselben so gut erfaßt, daß die Entlastung des Einsitzventils bei allen Ventilhüben und Druckdifferenzen mit praktisch ausreichender Genauigkeit erfolgtIn order to achieve the desired relief of the valve cone 15, the pressure on the relief bellows 9, 10 acting pressure in the relief pressure chamber 17 of the bellows housing 8 is equal to the mean pressure be the valve cone 15. But now predominantly prevail between the valve cone 15 and the valve seat 6 Forces or pressures that vary in size depending on the valve cone position. It was opposite found that the tap of the relief pressure takes place particularly favorably at a point that is above the valve cone in the vicinity of the outflow cross-section is located. According to a simple and advantageous embodiment of this inventive concept is to for this purpose at the upper end of the hollow valve rod 11 at a certain distance from the valve cone 15 and a pressure extraction line 25 arranged parallel to it. This pressure extraction line is with connected to the upper end of the relief bore 16 of the valve rod 11 and opens perpendicular to the Flow of the medium passing through the valve seat in the passage gap 24 in the vicinity of the valve seat. There the mean pressure on the valve cone 15 is recorded so well, regardless of its position, that that the relief of the single seat valve with all valve lifts and pressure differences with practically sufficient Accuracy takes place
Wenn aber bei einem Mengen- oder Differenzdruckregelventil auf der dem Ventilkegel 15 gegenüberliegenden Seite des Ventilsitzes ein Drosselorgan wie z. B. die Schraubenfeder 5 angeordnet wird, wobei der Druckabfall über dem Drosselorgan ein Maß für den Durchfluß sein soll, so wäre für diesen Zweck ein Abgriff des hinter dem Drosselorgan herrschenden Druckes an einer Stelle in der Nähe des Ausströmquerschnittes, z. El. in dem Durchtrittsspalt 24, nicht geeignet In diesem Falle muß der Impulsdruck im Inneren des Drosselorgans räumlich weit entfernt von dem Ausströmquerschnitt, z. B. durch die obere öffnung 18" des Impulsdruckrohres 18, entnommen und in die Membrangehäusekammer 19 übertragen werden, wie dies vorstehend beschrieben worden ist. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist zu beachten, daß der Durchführungsspalt 26 für die Ventilstange 11 einen kleineren Querschnitt als die Entlastungsleitung 16 haben muß. Der Durchführungsspalt 26 könnte natürlich auch mit einer Gleitdichtung versehen sein.But if with a volume or differential pressure control valve on the valve cone 15 opposite Side of the valve seat a throttle member such. B. the coil spring 5 is arranged, wherein the pressure drop a measure for the flow is to be above the throttle body, a tap on the rear would be for this purpose the throttle member prevailing pressure at a point near the outflow cross-section, z. El. in the passage gap 24, not suitable In this case, the pulse pressure must be inside the throttle element spatially far away from the outflow cross-section, e.g. B. through the upper opening 18 "of the pulse pressure tube 18, removed and transferred to the diaphragm housing chamber 19, as described above has been. In the embodiment shown, it should be noted that the feed-through gap 26 for the Valve rod 11 must have a smaller cross section than the relief line 16. The passage gap 26 could of course also be provided with a sliding seal be provided.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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