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Durchflussregelventil mit einem unter Strömungsdruck entgegen
Federwirkung beweglichen Drosselorgan
Die Erfindung betrifft ein Durchflussregelventil, bei dem ein unter dem Strömungsdruck entgegen Federwirkung beweglicher Drosselkörper in der jeweiligen durch den Strömungsdruck bedingten Regelstellung den Durchflussquerschnitt so bestimmt, dass die Durchflussmenge bei unterschiedlichen Druckverhältnissen in der Leitung weitgehend konstant bleibt. Solche Regelventile sind beispielsweise für den Betrieb von Zapfstellen, insbesondere Spülventilen für Abortanlagen, erwünscht. In hohen Gebäuden sind die statischen Drücke und auch die an der Zapfstelle verfügbaren Fliessdrücke sehr unterschiedlich.
Zur Erzielung gleichbleibender Betriebsverhältnisse für solche Spülanlagen sind bereits Drosselorgane mit einer auf Druckdifferenz ansprechenden Drosselstelle zur Regelung der Durchflussmenge bekannt. Hiefür wurde beispielsweise vorgeschlagen, elastisch gegeneinander bewegliche Scheiben mit versetzten Durchbrechungen unter dem Strömungsdruck gegeneinander zu bewegen.
Die Erfindung beseitigt nun diese Nachteile dadurch, dass das Drosselorgan einen Widerstandskörper bildet, der düsenartig einen zentralen Durchfluss aufweist und der mit freiem Spiel in den gesteuerten Durchflussquerschnitt eintaucht. Erfindungsgemäss ist dabei der Düsenkörper über seinen vollen Regelweg im Durchflussquerschnitt frei beweglich. Erfindungsgemäss wird der Vorteil erreicht, dass ein ruhiges Arbeiten des unter Federwirkung stehenden Widerstandskörpers gesichert ist, weil auch in der Grenzlage bei hohen Leitungsdrücken ein hartes Aufsetzen und Abschliessen des Strömungsweges nicht möglich ist.
Ein weiterer massgebender Vorteil besteht darin, dass sich der gesteuerte freie Durchflussquerschnitt nur allmählich verändert, ohne dass stärkere Wirbelbildungen entstehen, weil der Strömungsfluss durch den düsenartigen Durchfluss des Drosselorgans und um dieses herum ohne scharfe Richtungsänderungen erfolgt. Es wird eine weitgehend gleichmässige Strömung erhalten, so dass auch Strömungsgeräusche vermieden werden.
Nach der Erfindung bildet der Widerstandskörper einen Stromlinienkörper, der in seinen äusseren Begrenzungen in bezug zur Federkraft in seiner jeweiligenstellung demRegelwert einer konstantenDurchflussmenge angepasst ist. Diese weitere Massnahme begünstigt die vorstehend angeführten Vorteile der gleichmässigen Strömung, zumal die durch und um den Widerstandskörper verlaufenden Strömungen sich hinter dem veränderlichen Durchflussquerschnitt vereinigen und die verschiedenen Strömungsgeschwindigkeiten an der Drosselstelle sich hinter dieser in dem anschliessenden grossen Strömungsweg angleichen.
Diese Wirkung der gleichmässigen Strömung kann erfindungsgemäss noch dadurch unterstützt werden, dass hinter der Drosselstelle eine weitere an deren Regelweg anschliessende Drosselstelle mit der Düsenaustrittsöffnung des Drosselorgans und einen in den Leitungsweg geschalteten Verteiler gebildet wird.
In den Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht. Es zeigen : Fig. l einen Mittelschnitt durch das Durchflussregelventil, Fig. 2 den Widerstandskörper in Seitenansicht der Fig. 1, Fig. 3 einen Mittelschnitt durch ein anderes Durchflussregelventil, Fig. 4 das Regelventil in Fig. 3 in Drosselstellung, Fig. 5 ein Durchflussregelventil in Verbindung mit einem Spülventil, Fig. 6 den Widerstandskörper nach Fig. 5 in Seitenansicht und Fig. 7 den in Fig. 3 strichpunktiert angedeuteten Regelkörper in Seitenansicht.
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In dem Rohrgehäuse 1 ist axial beweglich und durch den an seinem hinteren Ende vorgesehenen sternförmigen Körper 3 geführt der Widerstandskörper 2 axial beweglich gelagert. Der Widerstandskörper steht unter der Wirkung der Feder 4 und ist in seiner Endlage in dem Rohrgehäuse 1 durch einen Sprengring 5 gesichert. Der Durchflussquerschnitt 6 des Rohrgehäuses 1 ist so gross gehalten, dass der Widerstandskörper 2 bei seiner Axialbewegung in Pfeilrichtung auch in seiner grössten Drosselstellung berührungsfrei in den Durchflussquerschnitt 6 eintaucht. Der Durchflussquerschnitt 6 ist so bemessen, dass er die maximale Durchflussmenge bestimmt. Dieser Durchflussquerschnitt 6 begrenzt sich bei dem eingetauchten düsenartigen Widerstandskörper 2 auf dessen Durchflussquerschnitt am vorderen Düsenende 7.
Der Ringquerschnitt zwischen der äusseren Begrenzung des Widerstandskörpers und der Durchflussöffnung 6 ist unwesentlich. Der Widerstandskörper 2 ist auf einen entsprechend bemessenen freien Querschnitt eingezogen und bildet einen konischen Auslauf 7. Der Auslauf 7 wird so bemessen, dass zwischen dem grössten Durchflussquerschnitt 6 und dem kleinsten durch den Widerstandskörper 2 bei dessen vollem Eintauchen entstehenden Ausflussquerschnitt ein allmählicher Übergang mit gleichbleibender Durchflussmenge vorliegt.
Der Widerstandskörper 2 kann dabei, wie dies in den Fig. 3, 4 und 5 angedeutet ist, stromlinienartig ausgebildet sein.
In den Strömungsweg hinter dem Durchflussregelventil ist, wie dies in Fig. 3 strichpunktiert angedeutet ist, ein Verteiler 8 eingefügt. Dieser Verteiler 8 kann nach Art der Strahlregler, wie dies in der Draufsicht in Fig. 7 gezeigt ist, ausgeführt sein. Er kann aber auch aus einer Lochplatte bestehen.
Dieser Verteiler kann zentral einen kegelförmigen Leitkörper 9 tragen. Die Anordnung des Verteilers 8 kann im Abstand zum Drosselquerschnitt so vorgenommen werden, dass bei sehr hohen Leitungsdrücken nach Überschreiten der grössten Drosselstellung der Verteiler 8 mit der Auslauföffnung des Widerstandskörpers 2 eine weitere Drosselstelle bildet und gleichzeitig der Flüssigkeitsstrom radial abgelenkt wird und die gleichmässige Verteilung der Strömung über den ganzen Querschnitt begünstig wird.
Bei den Ausführungen nach den Fig. 1-4 bildet das Durchflussregelventil ein fertiges Ventil, welches in den Einlaufstutzen eines Zapfhahnes eines Spülventils oder in den Leitungsweg eines sonstigen Ver- brauchers eingeschoben wird. Vorteilhaft wird das Durchflussregelventil mit seinem Düsenkörper 2 und Gehäuse 1 aus Kunststoff hergestellt.
Bei der Ausführung nach Fig. 5 ist das Durchflussregelventil in den Anschlussstutzen eines Spülventils 10 eingebaut.
Die Wirkungsweise des Durchflussregelventils ergibt sich wie folgt :
Der Strömungsdruck der Flüssigkeit auf den Widerstandskörper bewegt diesen in der Pfeilrichtung.
Die den Widerstandskörper 2 in seiner Ausgangsstellung haltende Feder 4 hat entsprechende Vorspannung, so dass erst bei einem grösseren Strömungsdruck, bei welchem die Durchflussregelung für die Verbrauchsstelle notwendig wird, der Widerstandskörper 2 seine Bewegung in drosselndem Sinne beginnt. Der Widerstandskörper taucht dann allmählich in den Durchflussquerschnitt 6 ein. Das Auslaufstück 7 und die äussere Umgrenzung des Widerstandskörpers 2 sind dabei so bemessen, dass zwischen dem vollen und dem gedrosselten Querschnitt eine allmähliche Regelung erfolgt, so dass sich während des Regelvorganges eine konstante Durchflussmenge ergibt. Dies ist von Bedeutung, wenn das Durchflussregelventil in Verbindung mit einem Spülventil benutzt wird. Das Spülventil kann dann ohne zusätzliche Regelung bei unterschiedlichen Leitungsverhältnissen betrieben werden.
Der Spüler passt sich dann selbsttätig an die unterschiedlichen Leitungsverhältnisse in den zulässigen Grenzen an.
Der Widerstandskörper 2 teilt den Durchflussquerschnitt auf, ohne dass für die Strömung störende Widerstände vorhanden sind. Die Ströme durch und um den Widerstandskörper vereinigen sich am Austrittsende des Düsenkörpers und hiebei gleichen sich die unterschiedlichen Geschwindigkeiten der Ströme wieder aus, ohne dass Geräuschbildungen entstehen können.
Das Führungskreuz 3, gegen welches sich die Feder 4 abstützt, hat in dem Gehäusequerschnitt entsprechendes Spiel. Dies trifft auch für die statt des Kreuzes am hinteren Ende des Widerstandskörpers 2 angewendete Lochscheibe 11 zu, welche Durchtrittsschlitze 12 hat (Fig. 6).
Die Strömungswege sind infolge der Ausbildung des Durchflussregelventils der Erfindung so gestaltet, dass störende Ablagerungen von Unreinigkeiten und Fremdkörpern nicht erfolgen.
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