DE567494C - Drosselklappe mit Leitwaenden - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM
4. JANUAR 1933

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 47g* GRUPPE 19/%

J 41575 XII'i47S Tag der Bekanntmachung über die Erteilung des Patents:

. Dezember 1932

Ardeltwerke G. m. b. H. in Eberswalde*) Drosselklappe mit Leitwänden

Patentiert im Deutschen Reiche vom 19. Mai 1931 ab

Drosselklappen werden als Absperrorgane in Rohrleitungen wegen ihrer Einfachheit und Billigkeit gern verwendet, namentlich da, wo eine Regulierung des Flüssigkeits- oder Gasstromes nicht gefordert wird, d. h. wo die Drosselklappen nur in den beiden Grundstellungen »ganz auf« und »ganz zu« bedient werden. Die Anwendung der Drosselklappen macht jedoch bedeutende Schwierigkeiten in solchen Rohrleitungen, die mit großen Geschwindigkeiten durchströmt werden, da dann die durch den Mischvorgang hinter der Drosselklappe bedingten, mit dem Quadrat der Geschwindigkeit anwachsenden Energieverluste zu groß werden und da das hinter der Drosselklappe entstehende Wirbelfeld eine unruhige Lage der Klappe, also Erschütterungen und vorzeitigen Verschleiß verursacht. Noch ungünstiger werden die Verhältnisse, wenn die mit großer Geschwindigkeit strömende Flüssigkeit unter geringem Druck steht. Dann kommt es an den Ablösungsstellen leicht zur Hohlraumbildung (Kavitation), als deren Folge bekanntlich starke Anfressungen der Wandungen und heftige Erschütterungen auftreten, die unter Umständen schon nach kurzer Zeit eine Ausbesserung oder Auswechselung der beschädigten Teile nötig machen.

Für die Behebung ähnlicher Schwierigkeiten ist bei Kolbenventilen schon vorgeschlagen worden, den Einbauten, also dem Ventilkolben und dem Kolbengehäuse gemeinsam eine den Stromlinien angepaßte tropfenförmige Gestalt zu geben; diese Maßnahme ist auch auf Drosselklappen übertragen worden, indem vorgeschlagen wurde, den Klappen einen entsprechend tropfenförmigen Querschnitt zu geben. Diese Maßnahme reicht zur Behebung der Mängel nicht aus; denn erstens wird die Wirbelbildung nur in der Mitte der Klappe herabgesetzt, wo der Querschnitt senkrecht zur Drehachse am längsten ist, während nach den Lagern der Achse zu der Querschnitt sich immer mehr der Kreisform nähert; zweitens ist der Konstrukteur durch die Nabendicke und die Klappenlänge in der Schließstellung an bestimmte Formen gebunden und nicht in der Lage, die sich aus Nabendicke und Strömungsgeschwindigkeit ergebende schlankere Form anzuwenden. Schließlich haben diese bekannten Ausführungen den Nachteil, daß die beim Ablösen der Wasserstrahlen auftretenden rhythmischen Stöße von den Lagern der Drosselklappenachse bzw. dem Antrieb aufgenommen werden müssen, die auf die Dauer einer solchen Beanspruchung nicht gewachsen sind, da das geringste Spiel sofort zu einem Flattern der Klappe und hämmernden Stoßbeanspruchungen Veranlassung gibt. (In dieser Eigenart der Drosselklappen liegt übrigens

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Oskar Jüngling in Weimar.

auch die Tatsache begründet, daß für Ventileinbauten vorgeschlagene Maßnahmen, beispielsweise nach Patent 501 653, auf Klappen nicht übertragbar sind.) Die geschilderten Nachteile können durch die vorliegende Erfindung vermieden werden. Das Wesen der Erfindung liegt darin, daß die strömungstechnisch wenig günstige Form der Drosselklappe oder eines ähnlichen Absperrkörpers durch dahinter und gegebenenfalls auch davor gesetzte leitwandartige Körper so weit verbessert wird,, daß Ablösungserscheinungen nicht oder nur in beschränktem Umfange auftreten. Dies wird dadurch erreicht, daß die Drosselklappe in geöffneter Stellung sich so in entsprechende Ausschnitte des leit-' wandartigen Körpers hineinlegt, daß die Wandungen der Drosselklappe und der Leitwand einen einheitlichen Körper von mögliehst geringem Strömungswiderstand bilden. Damit verringern sich die Energieverluste, die Leistung wird gesteigert, und die Drosselklappe liegt stets ruhig, was wiederum eine Erhöhung der Lebensdauer bedeutet. Die Form des durch Drosselklappe und Leitwand gebildeten Körpers wird durch die an dieser Stelle maßgebenden hydraulischen Verhältnisse bestimmt. So wird z. B. bei mäßig großen Durchflußgeschwindigkeiten und höheren Drucken eine Form, wie sie in den Abb. 1 bis 3 schematisch dargestellt ist, genügen, um Ablösungen zu vermeiden. In diesen Abbildungen ist mit α die in das Rohr b eingebaute Drosselklappe bezeichnet, an die sich eine spitz auslaufende Leitwand c anschließt. Das Kopfstück dieses Strömungskörpers wird hier in einfachster Weise durch die linsenförmig gestaltete, der Strömung zugekehrte Hälfte der Klappe gebildet, wogegen die andere Klappenhälfte als eine tangential an den Nabendurchmesser der Klappe anschließende Wand ausgebildet wird, die sich mit möglichst geringem Spielraum in den einseitigen Ausschnitt der Leitwand hineinlegt. Für größere Durchflußgeschwindigkeiten, namentlich wenn gleichzeitig niedriger Druck herrscht, dürfte sich die in den Abb. 4 und 5 dargestellte Form mit einem scharf zugespitzten besonderen Kopfstück d und einem sehr schlank ausgezogenen Schwanzstück c eignen. In diesem Fall sind beide Klappenhälften als um den Nabendurchmesser gegeneinander versetzte Wände auszubilden, die sich in die entsprechenden Ausschnitte der vorderen, d, und hinteren, c, Leitwand mögliehst vollkommen einpassen. Zweckmäßigerweise wird auch die das Schwanzstück umschließende äußere Rohrwand e verjüngt, um die bei der Umsetzung von Geschwindigkeit in Druck auftretenden Mischverluste mögliehst auszuschalten.

Folgt dicht hinter der Drosselklappe eine Rohrerweiterung f oder ein Austritt in die freie Luft, wie dies z. B. bei Grundablässen von Talsperren vorkommt, so wird zweck- 6g mäßig die hintere Leitwand c in unverminderter Stärke bis an den Austrittsquerschnitt durchgeführt (Abb. 6). Der in zwei Hälften geteilt austretende Strahl g kann hierbei, falls erforderlich., durch den Hohlraum h der Leitwand c hindurch belüftet werden. In dieser Abbildung wird zugleich gezeigt, wie auch zwei hintereinanderliegende Drosselklappen durch ein mittleres leitwandartiges Zwischenstück i verbunden werden können.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Absperrorgan in Rohrleitungen oder offenen Kanälen, das nach Art der Drosselklappen um eine Achse quer zur Stromrichtung schwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem klappenartigen Absperrkörper und gegebenenfalls auch vor demselben ein leitwandartiger Körper angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen der Klappe so geformt sind, daß sie bei ganz geöffneter Stellung mit der Leitwand bzw. den Leitwänden zusammen einen Körper möglichst kleinen Strömungswiderstandes bilden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen Hohlraum in der Leitwand hindurch Luft oder ein anderes Medium in den Flüssigkeits- oder Gasstrom eingeführt wird.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Berlin, gedruckt in der üeichsbruckerei