Drosselventil für inkompressible Medien, z. B. Wasser Durch die technische
Entwicklung werden besonders in Dampfkrafiwerken immer mehr Drosselventile benötigt,
die einen hohen Druck herunterdrosseln müssen. Es handelt sich zum Beispiel um Wasser-Einspritzventile,
die hochgespanntes Speisewasser in einen Heißdarnpfraum niederen Druckes einspritzen.
Die Wassermengen sind dabei relativ gering und müssen sehr genau regelbar sein.
Kennzeichnend für die meisten Anwendungsgebiete ist weiterhin, daß der notwendige
freie engste Strömungsquerschnitt sehr gering ist. Er ist einmal durch die hohen
Druckdifferenzen und zum anderen durch die kleinen benötigten Wassermengen bestimmt.
Der engste Strömungsquerschnitt bei einer Drosselstelle liegt zum Beispiel bei Wasser-Einspritzventilen
in der Größenordnung 10 bis 100mm2.Throttle valve for incompressible media, e.g. B. Water Due to technical developments, more and more throttle valves are required, especially in steam power plants, which have to throttle down a high pressure. These are, for example, water injection valves that inject high-pressure feed water into a hot steam room at low pressure. The amounts of water are relatively small and must be very precisely controllable. It is also characteristic of most areas of application that the necessary free narrowest flow cross-section is very small. It is determined on the one hand by the high pressure differences and on the other hand by the small amounts of water required. The narrowest flow cross-section at a throttle point is, for example, in the case of water injection valves in the order of 10 to 100mm2.
Bei dieser beschriebenen oder ähnlichen Aufgabenstellung ist es üblich,
durch einen oder mehrere hintereinanderliegende kleine Drosselquerschnitte eine
hohe Geschwindigkeit, die dem zur Verfügung stehenden Druckgefälle entspricht, zu
erzeugen. Damit wird die Aufgabe gelöst, daß der statische Druck der Flüssigkeit,
z. B. Wasser, dem Druck des Raumes hinter der Drosselstelle entspricht. Setzt man
mehrere Drosselstellen hintereinander. so ändert sich im wesentlichen nichts. Das
zur Verfügung stehende große Druckgefälle wird weiterhin über die Erzeugung hoher
Wassergeschwindigkeiten abgebaut.For this described or similar task, it is common to
by one or more small throttle cross-sections one behind the other
high speed, which corresponds to the available pressure gradient
produce. This solves the problem that the static pressure of the liquid,
z. B. water, corresponds to the pressure of the space behind the throttle point. If you set
several throttling points in a row. so essentially nothing changes. That
The large pressure gradient available continues to be higher than the generation
Water velocities reduced.
Nun ist bekannt, daß kein Material diesen hohen Wassergeschwindigkeiten
und den damit auftretenden Effekten längere Zeit standhält. An den Drosselstellen
findet ein intensiver Materialverschleiß statt. Ist diese Drosselstelle gleichzeitig
Ventilsitz eines solchen Drosselventils, so ist das Ventil in kürzester Zeit unbrauchbar;
es muß ausgetauscht werden. Um längere Standzeiten zu erzielen, hat man weiterhin
versucht, die Drosselstellen konstruktiv vom Ventilsitz zu lösen und den nicht zu
vermeidenden Verschleiß konstruktiv zu berücksichtigen. Solche Drosselventile und
Drosselschieber sind in verschiedener Ausführung bekannt. Sie können für eine feine
Regelung nicht benutzt werden, da sich je nach Stand des Verschleißes die
Regelcharakteristik verändert.It is now known that no material can withstand these high water velocities and the resulting effects for a long time. Intensive material wear takes place at the throttling points. If this throttle point is also the valve seat of such a throttle valve, the valve is unusable in a very short time; it has to be replaced. In order to achieve a longer service life, attempts have also been made to constructively detach the throttle points from the valve seat and to constructively take into account the unavoidable wear. Such throttle valves and throttle slide are known in various designs. They cannot be used for fine control, as the control characteristics change depending on the level of wear.
Auf dem Gebiet der kompressiblen Medien ist weiterhin ein Dampfdruckmittelventil
zur Geräuschverminderung unter Schutz gestellt, bei dem ein als Drosselwiders'and
dienender Rohrstrang vorgeschaltet ;st, in dem ein wesentlicher Teil des Druckgefälles
durch Rohrreibung vernichtet wird. Dieser Rohrstrang kann auch durch eine Mehrzahl
zu- und abschaltbarer Teilstrecken gebildet werden. Bekannt ist ebenfalls eine Drosseleinrichtung
im Kreislauf eines hydrostatischen Getriebes, bei der die Druck- und Geschwindigkeitsenergie
weitgehend in einem langen engen Kanal, dessen Länge veränderbar ist, in Reibungswärme
umgesetzt wird. Dabei liegt das Besondere in der Ausbildung des Kanals als zylindrische
Schraube, wodurch die entstehende Reibungswärme gut nach außen an eine Kühlflüssigkeit
abgegeben werden kann.In the field of compressible media, there is also a pressure medium valve
placed under protection to reduce noise, in which a throttle resistors'and
serving pipe string upstream; st, in which a substantial part of the pressure gradient
is destroyed by pipe friction. This pipe string can also be made up of a plurality
Connectable and disconnectable sections are formed. A throttle device is also known
in the circuit of a hydrostatic transmission, in which the pressure and speed energy
largely in a long narrow channel, the length of which can be changed, in frictional heat
is implemented. What is special here is the design of the channel as a cylindrical one
Screw, whereby the resulting frictional heat is well transferred to the outside of a coolant
can be delivered.
Die Erfindung soll den abnormal großen Verschleiß bei bekannten Drosselventilen
beseitigen. Sie nutzt die bekannte physikalische Tatsache aus, daß man die Druckenergie
inkompressibler Medien bei niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten in genügend engen
und langen Kanälen in Reibungswärme überführen kann. Damit die Forderung der genauen
Regelung selbst kleiner Flüssigkeitsmengen erfüllt wird, sind viele zu- und abschaltbare
Kanäle geringen Querschnittes vorgesehen. Die einzelnen Kanäle haben eine konstante,
nicht veränderliche Länge und damit einen konstanten Druckverlust. Vorausgesetzt
ist dabei, daß der Druck vor und hinter dem Kanal ebenfalls gleich bleibt. Die Geschwindigkeit
in den zugeschalteten Kanälen, und damit die Verschleißbeanspruchung, ist damit
ebenfalls konstant und kann an die Grenze des Erträglichen gelegt werden. Die
feine
Regelung wird abhängig von der Maximalmenge von der Vielzahl der zu- und abschaltbaren
Kanäle möglich. Bei kreisförmigem Ouerschnitt haben nach einem guten Gebrauchswert
die Kanäle z. B. einen Durchmesser von 0,5 bis 1 mm.The invention is intended to eliminate the abnormally large wear in known throttle valves. It uses the well-known physical fact that the pressure energy of incompressible media can be converted into frictional heat at low flow velocities in sufficiently narrow and long channels. So that the requirement of precise regulation of even small amounts of liquid is met, many small cross-sectional channels that can be switched on and off are provided. The individual channels have a constant, unchangeable length and thus a constant pressure loss. The prerequisite is that the pressure in front of and behind the channel also remains the same. The speed in the connected channels, and thus the wear and tear, is also constant and can be pushed to the limit of what is bearable. The fine control is possible depending on the maximum amount of the large number of channels that can be switched on and off. In the case of a circular cross section, the channels z. B. a diameter of 0.5 to 1 mm.
Abb. 1 und 11 zeigen Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen
Gegenstandes. Beim Ausführungsbeispiel 1 tritt das Hochdruckwasser in den
Stutzen 1
ein, durchläuft den geöffnet dargestellten Venfilsitz und tritt
durch die Bohrungen des Drosselkörpers 3
in die Kammer4 ein. Das Hochdruckwasser
fließt dann von außen nach innen durch die radialen Kanäle5. Diese Kanäle sind schraubenförmig
am Umfang des Drosselkörpers3 verteilt angeordnet. Im Innern gleitet ein kolbenartiger
Fortsatz des Verschlußstückes2 und gibt je nach Stellung die Bohrungen frei
oder schließt sie ab. Das Spiel zwischen dem Kolbenfortsatz des Verschlußstückes2
und dem Drosselkörper3 muß bei dieser Ausführung sehr klein gehalten werden, um
die Menge bei wenig geöffnetem Ventilsitz und bei noch vollkommen abgeschlossenen
Bohrungen gering zu halten.Figs. 1 and 11 show embodiments of the subject matter of the invention. In exemplary embodiment 1 , the high-pressure water enters the nozzle 1 , passes through the valve seat shown open and enters the chamber 4 through the bores of the throttle body 3 . The high pressure water then flows from the outside to the inside through the radial channels5. These channels are arranged in a helical manner on the circumference of the throttle body 3. Inside, a piston-like extension of the locking piece 2 slides and, depending on the position, releases or closes the holes. The play between the piston extension of the closure piece 2 and the throttle body 3 must be kept very small in this embodiment in order to keep the amount small when the valve seat is slightly open and the bores are still completely closed.
Beim Ausführungsbeispiel Il wird das Druckwasser von innen nach außen
durch den Drosselkörper geführt. Die Drosselbohrungen 4 sind bei diesem Ausführungsbeispiel
durch Röhrchen dargestellt, die außen schraubenförmig um den Drosselkörper gelagert
sind. Auch in diesem Beispiel werden die Drosselbohrungen, diesmal auf der Zuflußseite.
im Inneren des Drosselkörpers 3 durch einen eingepaßten Kolben freigegeben
oder verschlossen.In the exemplary embodiment II, the pressurized water is passed from the inside to the outside through the throttle body. In this exemplary embodiment, the throttle bores 4 are represented by small tubes which are mounted helically around the throttle body on the outside. In this example, too, the throttle bores, this time on the inflow side. released or locked inside the throttle body 3 by a fitted piston.