DE1062507B - Ventilkegel fuer Regelventile - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf einen Ventilkegel für Regelventile mit einem durch den Ventilsitz ragenden Rotationskörper, der sich nach seinem freien Ende hin verjüngt und mit sich nach dem freien Ende hin verbreiternden Ausnehmungen versehen ist.

Es sind zwecks Erzielung eines bestimmten, im allgemeinen nicht linearen Zusammenhanges zwischen dem Ventilhub und der das Regelventil durchströmenden Menge, ■ welche angenähert proportional der Querschnittsfreigabe gesetzt werden kann, im wesentlichen zwei grundsätzlich verschiedene Formgebungen für den. am Ventilkegel vorgesehenen Rotationskörper vorgeschlagen worden. Die eine Art besteht aus einem sich lediglich außen in Schließrichtung des Kegels verjüngenden Körper, der eine bestimmte, dem gewünschten Verhältnis zwischen Ventilhub und Querschnitt bzw. Menge entsprechende Randkurve hat. Die andere Art besteht aus einem zylindrischen Körper, der einen sich V-förmig in Schließrichtung des Kegels erweiternden, eingefrästeu Querschlitz aufweist, dessen Randkurvenform dem gewünschten mathematischen Zusammenhang entsprechend ausgebildet ist. Die sich lediglich außen verjüngenden Rotations- oder Drosselkörpcr haben den Nachteil, daß sie in der Schließnähe außerordentlich toleranzempfindlich sind. Bei den Drosselkörpern mit zylindrischer Außenform und V-förmigem Querschnitt darf zwar die Toleranz der eingefrästen Randkurve erheblich größer sein, aber dafür besteht bei diesen Körpern die Gefahr, daß sich die äußere Zylinderfläche leicht in dem Ventilsitz festsetzt.

Es sind auch Ventilverschlußkörper bekannt, die sich in Schließrichtung verjüngen und die mit eingefrästen Schlitzen versehen sind. Diese Schlitze verjungen sich aber ebenfalls in Schließrichtung. Es soll durch diese Ausbildung eine Verminderung der Zischgeräusche, aber nicht eine bestimmte Funktion zwischen dem Ventilhub und dem freien Ventilquerschnitt erzielt werden.

Schließlich ist es bei Kopfventilen zum Absperren und öffnen der Mündung von Erdölbohrlöchern bekannt, in eine Venturidüse einen Rotationskörper einzusetzen, der sich nach seinem freien Ende hin konisch verjüngt und der an seinem Umfang vier sich nach dem freien Ende hin verbreiternde Ausnehmungen hat. Diese Ausnehmungen dienen aber nicht zur Erzielung eines bestimmten mathematischen Zusammenhanges zwischen dem Ventilhub und dem Durchtrittsquerschnitt, sondern sie haben den Zweck, Sand und andere Verunreinigungen aus dem Ventil herauszuspülen, um dessen Lebensdauer zu verlängern.

Die Erfindung betrifft demgegenüber ein Regelventil und besteht im wesentlichen darin, daß der Ventilkegel für Regelventil

Anmelder:
SAMSON

Apparatebau-Aktien-Gesellschaft,
Frankfurt/M., Schielestr. 11-13

Gerhard Klee, Frankfurt/M.-Ginnheim,
ist als Erfinder genannt worden

Rotationskörper des Ventilkegels von einem die Größe des Durchtrittsquerschnittes als Funktion der Ventilhubhöhe verändernden Drosselkörper gebildet wird und seine Ausnehmung ein etwa V-förmiger, quer durch den Rotationskörper durchgehender Schlitz ist, dessen symmetrisch zur Längsachse des Rotationskörpers konvergierende Randkurven entsprechend dem gewünschten Zusammenhang zwischen Ventilhub und Querschnittsfreigabe geformt sind.

Durch die Erfindung wird auf einfache Weise die Herstellung eines Regelventils mit einem Drosselkörper ermöglicht, welcher die Größe des Durchtrittsquerschnittes als Funktion des Ventilhubes verändert und welcher den Vorteil einer geringen Toleranzempfindlichkeit mit dem Vorteil einer verringerten Gefahr des Festsetzens im Ventilsitz vereinigt. Trotzdem gestattet die Erfindung eine sehr genaue Bearbeitung des Drosselkörpers mit einfachen Mitteln und ohne Kopierdrehbank, vor allem bei Wahl einer einfachen Konusform. Der Drosselkörper kann z. B. mit dem V-förmigen Schlitz nach einem Metallmodell gegossen und dann auf einer einfachen Drehbank überdreht werden. Diese leichte und einfache Bearbeitungsmöglichkeit gestattet eine billige, Serien·, mäßige Erzeugung und damit den serienmäßigen Einbau dieser Ventilkegel in Regel ventile.

In der Zeichnung ist die Erfindung in verschiedeneu Ausführungsformen beispielsweise veranschaulicht.

Fig. 1 zeigt schematisch im Längsschnitt einen Ventilkörper mit einem Ventilkegel bekannter Art;

Fig. 2 zeigt schematisch eine weitere bekannte Aus · führung;

Fig. 3 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung der mathematischen Zusammenhänge, und

Fig. 4, 5, 6 und 7 zeigen schematisch vier verschiedene Ausführungsformen von Ventilkegeln gemäß der Erfindung.

909 579/232

In der Zeichnung sind die Ventilgehäuse 1 nur schematisch bzw. andeutungsweise dargestellt worden. Der Ventildurchgang 2 arbeitet jeweils mit einem Ventilkegel 3 zusammen, welcher an einer Ventilstange 4_; befestigt und mit einem durch die Ventildurchtrittsöffnung 2 ragenden Drosselkörper versehen 'istT ;·. Γ ;. -

Bei der obenerwähnten, in Fig. 1 dargestellten bekannten Art soldier Ventilkegel besitzt der Drosselkörper 5 eine sich verjüngende-Außenform mit einer bestimmten Randkurve, die-bei'-den .Hin- und Herbewegungen des Ventilkegels den ^;-geforderten mathematischen· Zusammenhang zwischen¹ Ventilhub und freigegebenem ; Querschnitt bzw. durchströmender Menge verwirklicht. Fig. 2 stellt eine zweite bekannte Art dar,_:bei welcher a.n' dem Ventilkegel 3 ein zylindrischer Drosselkörper 6 mit einer schlitzförmigen Einfräsung 7 angeordnet ist, deren Randkurve der gewünschten mathematischen Funktion entsprechend geformt ist. Die Nachteile beider Ausführungen sind oben erläutert worden.

Der bei Regelventilen gewünschte Zusammenhang zwischen Hub und' Menge ist im allgemeinen nicht linear. Beispielsweise wird gefordert, daß sich die Durchflußmenge mit dem Ventilhub quadratisch ändern soll, oder häufiger noch soll sich die Menge mit dem Hub exponentiell ändern. Man kann hierbei in erster.Annäherung die Querschnittsfreigabe proportional der Durchflußmenge setzen. Wenn man gemäß Fig. 3 in einem Diagramm als Ordinate den Ventilhub und als Abszisse den freien Veiitilquerschnitt zwischen Sitz und Kegel aufträgt, so erhält man eine Kurve mit der allgemeinen Funktion O=/ (Ji). Diese Kurve soll im allgemeinen keine gerade Linie sein.

Die in Fig. 4 bis 7 dargestellten Ausf ührungs formen der Erfindung zeigen jeweils die Kombination eines sich in Schließrichtung verjüngenden Rotationskörpers mit einem V-förmigen Schlitz. Gemäß Fig. 4 besteht der Drosselkörper 8 aus einem Kegelstumpf, der mit einem sich in Schließrichtung des Kegels verbreiternden Querschlitz 9 versehen ist. Der Querschlitz verwirklicht mit seiner Randkurve den gewünschten mathematischen Zusammenhang zwischen Ventilhub und Querschnittsfreigabe.

Gemäß Fig. 5 besteht der Drosselkörper 10 aus einer Kugelkalotte, in die ein V-förmiger Querschlitz eingeformt ist.

Die in Fig. 6 und 7 veranschaulichten Ausf ührungs formen verwenden eine an sich bekannte Kegelform, bei der die Kalotte oder . der Kegel an einen zylindrischen Teil des Verschluß Stückes angeschlossen ist. Gemäß Fig. 6 ist ein mit einem Querschlitz 11 versehener kugelkalottenförmiger Körper 12

ίο auf ein kurzes, in Schließnähe befindliches zylindrisches Stück 13 aufgesetzt. In ähnlicher Weise ist gemäß Fig. 7 ein mit einem Querschlitz 9 versehener Kegelstumpf 14 auf das in Schließnähe, d. h. an das Verschlußstück 3 anschließende kurze Zylinderstück-13 aufgesetzt. Ein solcher kleiner zylindrischer Ansatz beeinträchtigt die Funktion des \'^rentils nicht, kann aber gegebenenfalls vorteilhaft sein.

Die vorstehend beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen zeigen Grundformen der Erfindung, die je nach den gestellten Forderungen und den vorliegenden-Verhältnissen in verschiedener Weise abgewandelt werden können.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Ventilkegel für Regelventile mit einem durch den A^Aentilsitz ragenden, sich nach seinem freien Ende hin verjüngenden Rotationskörper mit sich nach dem freien Ende hin verbreiternden Ausnehmungen, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationskörper aus einem die Größe des Durchtrittsquerschnittes als Funktion der Ventilhubhöhe verändernden Drosselkörper besteht und seine Ausnehmung ein etwa V-förmiger, quer durch den Rotationskörper durchgehender Schlitz ist, dessen symmetrisch zur Längsachse des Rotationskörpers konvergierende Randkurven entsprechend dem gewünschten Zusammenhang zwischen Ventilhub und Querschnit'tsfreigabe geformt sind.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr, 851 294, 69 711;
   schweizerische Patentschrift Nr. 284 555;
   französische Patentschrift Nr. 947 471;
   britische Patentschrift Nr. 423 921;
   USA.-Patentschriften Nr. 2 014 314, 1 595 786.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen