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DE2500723A1 - FLUID THROTTLE DEVICE - Google Patents

FLUID THROTTLE DEVICE

Info

Publication number
DE2500723A1
DE2500723A1 DE19752500723 DE2500723A DE2500723A1 DE 2500723 A1 DE2500723 A1 DE 2500723A1 DE 19752500723 DE19752500723 DE 19752500723 DE 2500723 A DE2500723 A DE 2500723A DE 2500723 A1 DE2500723 A1 DE 2500723A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
throttle
valve
fluid
stage
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19752500723
Other languages
German (de)
Inventor
Hans Konrad Palmertz
Rolf Erik Strand
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tour Agenturer AB
Original Assignee
Tour Agenturer AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from SE7400334A external-priority patent/SE379410B/xx
Application filed by Tour Agenturer AB filed Critical Tour Agenturer AB
Publication of DE2500723A1 publication Critical patent/DE2500723A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K47/00Means in valves for absorbing fluid energy
    • F16K47/08Means in valves for absorbing fluid energy for decreasing pressure or noise level and having a throttling member separate from the closure member, e.g. screens, slots, labyrinths
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K3/00Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
    • F16K3/30Details
    • F16K3/34Arrangements for modifying the way in which the rate of flow varies during the actuation of the valve
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/02Energy absorbers; Noise absorbers
    • F16L55/027Throttle passages
    • F16L55/02781The regulating element being provided with radial outputs

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Details Of Valves (AREA)
  • Lift Valve (AREA)

Description

PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKERPATENT ADVOCATES A. GRÜNECKER

H. [CNKELDEYH. [CNKELDEY

DR.-ΙΝβ.DR.-ΙΝβ.

W. STOCKMAlRW. STOCKMAlR

DR.-INS. · AeECCAUTECH)DR.-INS. AeECCAUTECH)

ο ε: η rt »7 o -a κ· SCHUMANN ο ε: η rt »7 o -a κ · SCHUMANN

0 U U I L·, si DR- RER· NAT. - DIPL.-PHYS. L 0 UU IL, si DR - RER NAT. - DIPL.-PHYS.

P. H. JAKOBP. H. JAKOB

G. BEZOLDG. BEZOLD

OR. RER. MAT. · D1PU.-CHEM.OR. RER. MAT. · D1PU.-CHEM.

MÜNCHENMUNICH

E. K. WEtLE. K. WEtL

DR. RSR. OEC INS.DR. RSR. OEC INS.

LINDAULINDAU

8 MÜNCHEN 228 MUNICH 22

MAXIMILIANSTRASSE 43MAXIMILIANSTRASSE 43

10. Januar Λ373 P 8902January 10 Λ373 P 8902

iDour Agenturer AktiebolagiDour Agency Aktiebolag

Svärdlangsvägen 46 y 121 72 Johannesnpv, SchwedenSvärdlangsvägen 46 y 121 72 Johannesnpv, Sweden

Fluiddro s seleinri chtungFluid valve selector

Die Erfindung betrifft eine Drosseleinrichtung für Flüssigkeiten oder Gase, die in Leitungen, Ventilen oder dgl. strömen .The invention relates to a throttle device for liquids or gases that flow in lines, valves or the like.

Wenn Strömungsmittel gedrosselt werden, treten häufig störende Töne oder Geräusche auf und werden in der Leitung oder dem Ventil an oder dicht Taei den Drossel st eilen häufig Beschädigungen durch Erosion beobachtet. Dies hängt von derWhen fluids are throttled, they occur frequently disturbing tones or noises and are on the line or the valve on or close to the throttle often Damage from erosion observed. This depends on the

509829/0675509829/0675

TELEFON (OBS) 22 28 62 TELEX Ο5-2938Ο TELEGRAMME MONAPAT TELEPHONE (OBS) 22 28 62 TELEX Ο5-2938Ο TELEGRAMS MONAP

ho lien. Strömungsgeschwindigkeit und der gleichzeitigen Verminderung des statischen. Drucks ab, die am der Drosselstelle, d.h. der Einschnürung {vena contracta), auftreten. Gemäß allgemein bekannten, physikalischen Gesetzen ist die Summe der Druckenergie und der kinetischen Energie an Jeder Stolle eines ohne Energieverletst strömenden Mediums konstant. Wenn das Strömungsmedium durch eine Drosselstelle strömt, erhöht sich die Geschwindigkeit des Strömungsmediums und damit der dynamische Druck. Dies hat zur Folge, daß der statische Druck an der Drossel stelle sinkt. Beispielsweise befindet sich in einem Ventil die Drosselstelle bzw. Einschnürung an der Öffnung zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilelement. "Wenn das, Strömungsmedium eine Flüssigkeit ist, kann der Druck an der Einschnürung auf einen Wert unterhalb des Dampfdrucks absinken, so daß Dampfblasen im Strömungsmittel auftreten. Dadurch tritt das allgemein bekannte Phänomen auf, das als Kavitation bezeichnet wird. Wenn die auf diese Weise gebildeten Hohlräume implodieren, treten Schwingungen und störende Geräusche in den Ventilen oder dem Rohrsystem auf. Es wird starker Verschleiß hervorgerufen und die Lebensdauer der Drosseleinrichtung oder des Ventils erheblich herabgesetzt.ho lien. Flow velocity and the simultaneous reduction of the static. Pressure from the throttle point, i.e. the constriction (vena contracta) occur. According to well-known, physical laws is the sum the pressure energy and the kinetic energy at each tunnel of a medium flowing without energy loss constant. If the flow medium flows through a throttle point, the speed of the flow medium increases and thus the dynamic pressure. This has the consequence that the static pressure at the throttle point drops. For example, the throttle point or constriction is located in a valve at the opening between the valve seat and the valve element. "If that, flow medium is a liquid is, the pressure at the constriction to a value below the vapor pressure drop so that vapor bubbles occur in the fluid. This is where the well-known occurs Phenomenon called cavitation. If the Cavities formed in this way implode, vibrations and annoying noises occur in the valves or the Pipe system on. Heavy wear is caused and the service life of the throttle device or the valve is increased considerably reduced.

In Fig. 1 ist schematisch eine einstufige Drosselung in einer Leitung dargestellt, durch die eine Flüssigkeit strömt. Die Flüssigkeit durchströmt die Fläche A1 mit einem Druck P , geht durch die Einschnürung A beim Druck P und setzt dieIn Fig. 1, a single-stage throttling is shown schematically in a line through which a liquid flows. The liquid flows through the area A 1 with a pressure P, goes through the constriction A at pressure P and sets the

. ve ve. ve ve

Strömung durch die Fläche A beim Druck P fort. Im unteren Teil von Fig. T ist die Änderung des statischen Drucks in der Flüssigkeit während der Durchströmung der Drosselstelle dargestellt. In Fig. 1 gibt die senkrechte Achse den statischen Druck und die waagerechte Achse die Rohr länge wieder» Aus dieser Figur zeigt sich, daß der Druck PT bis unmittelbar vorFlow through area A continues at pressure P. In the lower part of FIG. T, the change in the static pressure in the liquid during the flow through the throttle point is shown. In Fig. 1, the vertical axis shows the static pressure and the horizontal axis the pipe length. This figure shows that the pressure P T up to immediately

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der Drosselstelle verhältnismäßig konstant ist, daß dort der Druck stark auf einen Wert P abfällt, der im darge-the throttle point is relatively constant that there the pressure drops sharply to a value P, which in the

vcvc

stellten Fall unterhalb des Dampfdrucks P liegt, daß danach der Druck auf einen Reaktionsdruck mit dem Wert P„ ansteigt, nachdem die Flüssigkeit die Einschnürung durchströmt hat, und daß der Druck, nachdem er sich auf einem niedrigeren Wert stabilisiert hat, im wesentlichen beim Wert P konstant gehalten wird.posed case is below the vapor pressure P, that afterwards the pressure rises to a reaction pressure with the value P ", after the liquid has flowed through the constriction, and that the pressure, after being on a has stabilized lower value, is held constant at the value P substantially.

Für jede Drosselstelle oder jedes Ventil gibt es eine Veränderliche t> , die für verschiedene Arten von Drosseleinrichtungen, beispielsweise Ve±ile, und für verschiedene Ausmaße der Öffnung des Ventils unterschiedlich ist. Der fc-Wert kann in folgender Weise definiert werden:There is one for every throttle point or valve Variable t>, which are used for different types of throttling devices, for example Ve ± ile, and for different dimensions of the opening of the valve is different. Of the fc value can be defined in the following way:

P1-PP 1 -P

P-P
*1 2
PP
* 1 2

Der t?-Wert ist ein Maß für die Empfindlichkeit für bzw. Wahrscheinlichkeit von Kavitation an der Drosselstelle. Um die Drosselstellen, beispielsweise das Ventil, gegen Beschädigungen durch Erosion und Beschädigungen durch Kavitation zu schützen, wurde vorgeschlagen, Oberflächen, die solchen Angriffen ausgesetzt sind, mit oberflächenharten Materialien zu beschichten, beispielsweise mit der Hartmetallegierung Stellit. Die Beschichtung mit Hartmetall ist jedoch teuer und kompliziert, und die Hartme tallbe schichtung kann selbstverständlich die Erzeugung von Geräusch und Schwingungen nicht verhindern. Es ist ferner vorgeschlagen worden, eine allmähliche Änderung der Geschwindigkeit des Strömungsmediuras entlang einem längeren Teil der Drosseleinrichtung dadurch möglich zu machen, daß diese mit einer Reihe verhältnismäßig langer paralleler Löcher versehen wird, durch die die Flüssigkeit oder das Gas strömen kann. DieThe t? Value is a measure of the sensitivity for resp. Probability of cavitation at the throttle point. Around the throttle points, for example the valve, against damage To protect surfaces from erosion and damage from cavitation, it has been suggested that the are exposed to such attacks to coat with hard surface materials, for example with the hard metal alloy Stellite. However, the coating with hard metal is expensive and complicated, and the hard metal coating cannot, of course, prevent the generation of noise and vibration. It is also suggested been a gradual change in the speed of the Flow mediuras along a longer part of the throttle device to make it possible by providing this with a number of relatively long parallel holes, through which the liquid or gas can flow. the

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Löcher können mit einer konischen oder abgerundeten Eintrittskante versehen sein, und zur weiteren Verbesserung der Eigenschaften wurde vorgeschlagen, daß die Löcher mit einer reibungserhöhenden Oberfläche versehen werden, beispielsweise dadurch, daß die Löcher mit Gewinden versehen werden. Dies ist keine vollständig befriedigende Lösung für irgendeines der Probleme der Beseitigung .von Kavitation, Geräusch, Schwingungen und Beschädigungen durch Erosion. Trotz dieser Ausbildung der Drosselstelle ergibt sich häufig ein verhältnismäßig hoher h -Wert, was bedeutet, daß die Drosselstelle eine verhältnismäßig niedrige Drosselwirkung ergibt, wie dies bereits erwähnt wurde.Holes can be provided with a conical or rounded leading edge, and in order to further improve the properties it has been proposed that the holes be provided with a friction-increasing surface, for example by providing the holes with threads. This is not a completely satisfactory solution to any of the problems of eliminating cavitation, noise, vibration, and damage from erosion. Despite this design of the throttle point, there is often a relatively high h value, which means that the throttle point produces a relatively low throttling effect, as has already been mentioned.

Es ist ferner vorgeschlagen worden, die Drosselstelle durch zwei aufeinanderfolgende Drosseleinrichtungen gleicher Auslegung zu bilden. Dadurch ist es möglich, die b-¥erte etwas zu vermindern, wodurch eine etwas erhöhte Drosselwirkung erreicht werden kann. Jedoch auch bei einer solchen Konstruktion der Drosselstelle ist es nicht in gewünschtem Ausmaß möglich, Kavitation zu vermeiden und Geräusch, Schwingungen und Erosion zu vermindern.It has also been proposed to pass the throttle to form two successive throttle devices of the same design. This makes it possible to b- ¥ ¥ erte to reduce somewhat, whereby a somewhat increased throttling effect can be achieved. But also with one of these Construction of the throttle point, it is not possible to the desired extent to avoid cavitation and noise, To reduce vibrations and erosion.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drosseleinrichtung für Strömungsmedien zu schaffen, mittels der eine starke Drosselwirkung erreicht werden kann, ohne daß störende Geräusche und Schwingungen erzeugt werden und ohne daß die Gefahr einer so starken Erosion und Kavitation besteht, wie sie bei bekannten Dr'ös se !einrichtungen auftritt.The invention is based on the object of creating a throttle device for flow media, by means of which one strong throttling effect can be achieved without disturbing Noises and vibrations are generated and without the risk of such severe erosion and cavitation, as it occurs in well-known Dr'ös se! institutions.

Die Grundlage der Erfindung ist die Erkenntnis, daß es möglich ist, eine Verminderung starker Drücke an Drosselstellen für kontinuierliche oder veränderliche Strömungen, beispielsweise an Druckminderungseinrichtungen, Drucker-The basis of the invention is the knowledge that it is possible to reduce strong pressures at throttle points for continuous or variable flows, for example on pressure reducing devices, printer

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höhungseinrichtungen, Ventilen usw., ohne Kavitation, störende Geräusche, Schwingungen, Geschwindigkeitserosxonen usw, dadurch zu erreichen, daß die Fluidströmung in zwei oder mehr aufeinanderfolgenden Schritten gedrosselt wird, so daß der statische Druck bei jeder Einschnürung auf einen ¥ert vermindert wird, der nicht niedriger als der Druckwert, beispielsweise der Dampfdruck des Fluids,ist, bei dem störende Geräusche, Kavitation und Geschwindigkeitserosxon auftreten. Gemäß eher besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die verschiedenen Drossel stufen der kombinierten Drosselvorrichtung so ausgebildet, daß der statische Druck an der.Einschnürung jeder Drosselstelle im wesentlichen den gleichen Wert hat, wodurch eine optimale Drosselung erreicht wird. Bei Ventilen, die mit der erfindungsgemäßen Drosseleinrichtung versehen sind, sind die Öffnungsflächen für jede Drosselstelle vorzugsweise so ausgebildet, daß eine bestimmte Beziehung zwischen den verschiedenen Öffnungsflächen unabhängig vom Ausmaß der Öffnung des Ventils besteht, so daß der statische Druck an der Einschnürung jeder Drosselstelle unabhängig vom Ausmaß der Öffnung des Ventils den gleichen Wert annimmt. Für die Erfindung ist es wesentlich, daß die Öffnungsflächen bei einem solchen Ventil unter Berücksichtigung des totalen Ό-Wertes des Ventils so ausgebildet sind, daß der statische Druck an der Einschnürung sämtlicher Drosselstufen im wesentlichen ein und denselben Wert annimmt, der, wenn das Ventil bis zur Grenze der Kavitation belastet ist, dem kritischen Druck für das strömende Fluid entspricht, d.h. dem Dampfdruck, wenn das Strömungsmedium eine Flüssigkeit ist.elevation devices, valves, etc., without cavitation, disturbing noises, vibrations, speed erosons etc. to achieve that the fluid flow in two or more successive steps is throttled, so that the static pressure at each constriction to one ¥ ert is reduced, which is not lower than the pressure value, for example the vapor pressure of the fluid, at which disturbing noises, cavitation and speed eroson occur. According to a particularly preferred embodiment of the invention are the different throttle levels of the combined Throttle device designed so that the static pressure at the constriction of each throttle point is essentially has the same value, whereby an optimal throttling is achieved. In valves with the inventive Throttle device are provided, the opening areas for each throttle point are preferably designed so that one there is a certain relationship between the various opening areas regardless of the extent to which the valve is open, so that the static pressure at the constriction of each throttle point is independent of the extent to which the valve is opened assumes the same value. For the invention it is essential that the opening areas in such a valve under Consideration of the total Ό-value of the valve designed in this way are that the static pressure at the constriction of all throttle stages is essentially one and the same Assumes the value that, when the valve is loaded to the limit of cavitation, is the critical pressure for the flowing Fluid corresponds, i.e. the vapor pressure if the flow medium is a liquid.

Die ejfindungsgemäße Fluiddrosseleinrichtung ist in den Patentansprüchen gekennzeichnet.The fluid throttle device according to the invention is defined in the claims marked.

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Mittels der erfindungsgemäßen Fluiddrosse!einrichtung wird der statische Druck in einer Flüssigkeit oder einem Gas in zwei oder mehr aufeinanderfolgenden Stufen bzw. Schritten vermindert, so daß Töne, Geräusch und Beschädigungen durch Erosion in eitler Leitung oder einem Ventil so weit wie möglich vermieden werden.By means of the fluid throttle device according to the invention is the static pressure in a liquid or a gas in two or more successive stages or Steps diminished so that tones, noise and damage from erosion in a vain pipe or valve be avoided as much as possible.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Es versteht sich jedoch, daß die Erfindung nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen beschränkt ist und daß zahlreiche verschiedene Ausführungsformen im Rahmen der Erfindung möglich sind. Es zeigen:Further features and advantages of the invention emerge from the following description of embodiments with reference on the drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to those described and illustrated Embodiments is limited and that numerous different embodiments are possible within the scope of the invention are. Show it:

Fig. 1 schematisch eine Drosselstelle in einem Rohr oder einer Leitung und ein zugehöriges Druckdiagramm für einen Teil der Leitung in der Umgebung der Drosselstelle;1 schematically shows a throttle point in a pipe or a line and an associated pressure diagram for part of the line in the vicinity of the throttle point;

Fig. 2 in Fig. 1 entsprechender Weise eine Leitung mit zwei aufeinanderfolgenden Drosselstellen;FIG. 2 in a manner corresponding to FIG. 1 with a line two successive throttling points;

Fig. 3 schematisch ein Ventil mit zwei aufeinanderfolgenden Drosselstufen bzw. Drossel schritten;3 schematically shows a valve with two successive ones Throttle stages or throttle steps;

Fig. 4 in Fig. 3 entsprechender Weise schematisch einFig. 4 in Fig. 3 in a corresponding manner schematically

Ventil mit drei aufeinanderfolgenden Drossel stufen;Valve with three successive throttle stages;

Fig. 5 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Steuerventil mit zwei aufeinanderfolgenden Drosselstufen;5 shows a cross section through an inventive Control valve with two successive throttle stages;

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Fig. 6Fig. 6

eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung; unda modified embodiment of the invention; and

· 7 eine ebene Abwicklung bestimmter Strömungsöffnungen des Ventils gemäß Pig. 6. 7 shows a flat development of certain flow openings of the valve according to Pig. 6th

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Wie bereits erwähnt wurde, zeigt Fig. 1, wie der statische Druck in der Einschnürung (vena contracta) einer Drosselstelle unter einen ¥ert P sinkt, bei dem Dampf entstehenAs already mentioned, Fig. 1 shows how the static pressure in the constriction (vena contracta) of a throttle point drops below an ¥ ert P, at which steam is generated

kann, so daß Kavitaion, störende Geräusche und Beschädigungen durch Erosion auftreten können. In gleicher schematischer Weise ist die Erfindung in Fig. 2 erläutert. Dabei sind zwei Drosselstellen 1 und 2 vorgesehen, die aufeinanderfolgen. Gemäß Fig. 2 erfolgt die Drossellung in zwei aufeinanderfolgenden Schritten von einem Einlaßdruck P1, der den gleichen Wert wie der Einlaßdruck P in Fig. 1 hat, auf einen Auslaßdruck P9, der gleich dem Auslaßdruck P„ in Fig. ist. In der Einschnürung A 1 der ersten Drosselstelle 1 gemäß Fig. 2 wird der Druck auf einen Wert P 1 abgesenkt, der höher als der kritische Druck P ist. Im Anschluß an diecan, so that cavitation, annoying noises and damage from erosion can occur. The invention is explained in the same schematic manner in FIG. Two throttle points 1 and 2 are provided, which follow one another. According to FIG. 2, the throttling takes place in two successive steps from an inlet pressure P 1 , which has the same value as the inlet pressure P in FIG. 1, to an outlet pressure P 9 , which is equal to the outlet pressure P "in FIG. In the constriction A 1 of the first throttle point 1 according to FIG. 2, the pressure is lowered to a value P 1 which is higher than the critical pressure P. Subsequent to

Einschnürung der Drosselstelle 1 steigt der Druck auf einen konstanten Druck P„, nachdem er auf einen Reaktionsdruck P. angestiegen war. Danach wird der Druck P in der Einschnürung A 2 der zweiten Drosselstelle 2 auf einen Wert P 2 abgesenkt, der ebenfalls höher als der kritische Druck P ist, wonachConstriction of the throttle point 1, the pressure rises to a constant pressure P ″ after it has risen to a reaction pressure P. Thereafter, the pressure P in the constriction A 2 of the second throttle point 2 is lowered to a value P 2, which is also higher than the critical pressure P, after which

ν 'ν '

der Druck den Wert des Austrittsdrucks P_ im Anschluß an einen Reaktionsdruck P„ annimmt. Fig. 2 zeigt, daß es durch Verminderung des Drucks in zwei aufeinanderfolgenden Drosselschritten möglich ist, die gleiche Drosselung zu erreichen, wie sie gemäß Fig. 1 in einem einzigen Schritt erreicht wird, und zwar ohne daß der Druck bei einem der beiden Drosselschritte unter den kritischen Druck P absinkt, so daß es demzufolge möglich.ist, Kavitation, Geräusche, Erosion, Beschädigungen und Schwingungen zu vermindern oder zu beseitigen. Damit dieses Ergebnis erzielt wird und damit es möglich ist, die stärkste mögliche Drosselung zu erreichen, ist es erfindungsgemäß wesentlich, daß die Drosselung in den zwei Schritten so erfolgt, daß der Druck P "..in d<3r Einschnürung für die Drosselstelle 1 gleich dem Druck P q2 in der Ein-the pressure assumes the value of the outlet pressure P_ following a reaction pressure P ". Fig. 2 shows that it is possible by reducing the pressure in two successive throttling steps to achieve the same throttling as is achieved according to FIG. 1 in a single step, without the pressure in one of the two throttling steps below the critical pressure P drops, so that it is consequently possible to reduce or eliminate cavitation, noise, erosion, damage and vibrations. So that this result is achieved and so that it is possible to achieve the greatest possible throttling, it is essential according to the invention that the throttling takes place in the two steps in such a way that the pressure P "... in d < 3 r constriction for the throttle point 1 equal to the pressure P q2 in the

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schnürung für die Drosselstelle 2 ist»lacing for the throttle point 2 is »

Bei Ventilen sollten die Drücke P 1 und P „ unabhängig vom Ausmaß der Öffnung des Ventiles gleich sein. Ferner sollte der Druck in der Einschnürung bei einem optimalen to-Wert nicht unter den kritischen Druck P fallen. Der ^J-¥ert φ1 für die Drosselstelle bzw. die Drosselstufe 1 und der i?-¥ert Öp für die Drosselstelle bzw. die Drosselstufe 2 können verschieden sein, und der totale £?-Wert für eine zweistufige Drossellung sollte die folgende Beziehung erfüllen:In the case of valves, the pressures P 1 and P "should be the same regardless of the extent to which the valve is opened. Furthermore, the pressure in the constriction should not fall below the critical pressure P at an optimal to value. The ^ J- ¥ ert φ 1 for the throttle point or throttle stage 1 and the i? - ¥ ert Ö p for the throttle point or throttle stage 2 can be different, and the total £? Value for a two-stage throttle should be fulfill the following relationship:

^ total ^ total

Wenn der Druck in zwei oder mehr aufeinanderfolgenden Schritten auf einen im wesentlichen gleichen Druckwert in der Einschnürung der verschiedenen Drosselstufen vermindert wird, muß die Druckverminderung notwendigerweise für jede aufeinanderfolgende Drosselstufe geringer werden. Dies hat unter anderem Blickwinkel zur Folge, daß die Querschnitts- bzw. Öffnungsfläche für jede aufeinanderfolgende Drosselstufe zunehmen muß. Das Ausmaß der Zunahme der Öffnungsfläche für jede aufeinanderfolgende Drosselstufe hängt von mehreren verschiedenen Umständen ab und muß in der Regel durch Versuche oder aufgrund von Erfahrung bestimmt werden.When the pressure in two or more successive steps to a substantially equal pressure value in the constriction of the various throttle stages is reduced, the pressure reduction must necessarily be carried out for each successive one Throttle level become lower. Among other things, this has the consequence that the cross-sectional or Opening area for each successive throttle stage must increase. The amount of increase in the opening area for each successive throttle stage depends on several different circumstances and must usually be determined by experiment or experience.

In Fig. 3 ist schematisch ein Ventil dargestellt, das zwei aufeinanderfolgende Drosselstellen 1 und 2 hat und das eine praktische Ausführungsform des in Fig. 2 gezeigten Systems darstellt. Bei dieser Ausführungsform hat die Drosselstufe drei Durchlässe bzw. Kanäle 3 und die Drosselstufe 2 sechs Durchlässe bzw. Kanäle k. Die Kanäle 3 und h sind verhältnismäßig lang und können mit einer rauhen Oberfläche oder mitIn FIG. 3, a valve is shown schematically which has two successive throttle points 1 and 2 and which represents a practical embodiment of the system shown in FIG. In this embodiment, the throttle stage has three passages or channels 3 and the throttle stage 2 has six passages or channels k. The channels 3 and h are relatively long and can be with a rough surface or with

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Strömungswiderständen, beispielsweise Gewinden oder dgl.,, versehen sein, damit für eine weitere Erhöhung des Strömlings— Widerstandes in den Kanälen gesorgt ist. Ein Ventilkolben ist vor den Einlassen der Kanäle 3 und h auf und ab bewegbar. In Fig. 3 ist der Ventilkolben 5 in. einer solchen Stellung dargestellt, daß Fluid durch zwei Kanäle der ersten Drosselstufe und vier Kanäle 4 der zweiten Drosselstufe strömen kann. Damit eine im wesentlichen konstante Flächenbeziehung zwischen den Kanälen 3 und h bestehen bleibt, weist der Ventilkolben 5 zwei Drosselscheiben 5a und 5b auf, wobei eine Drosselscheibe '5a die Einlasse der Kanäle 3 und die andere Drosselscheibe 5b die Einlasse der Kanäle h sperren kann. Unabhängig vom Ausmaß der Öffnung des Ventils ist der Druck in der Einschnürung der jeweiligen Drosselstelle 1 bzw. 2 im wesentlichen gleich, und die Kanäle 3 und K sollten so bemessen sein, daß dann, wenn das Ventil maximal belastet ist bzw. an der Grenze zur Kavitation arbeitet, der Druck in der Einschnürung einen Wert beim oder etwas oberhalb des kritischen Drucks P einnimmt, der dem Dampfdruck entspricht, wenn das strömende Medium eine Flüssigkeit ist.Flow resistances, for example threads or the like, be provided so that a further increase in the stream resistance in the channels is provided. A valve piston can be moved up and down in front of the inlet of the channels 3 and h . In Fig. 3, the valve piston 5 is shown in. Such a position that fluid can flow through two channels of the first throttle stage and four channels 4 of the second throttle stage. Thus a substantially constant area relationship between the channels 3 and exist h remains, the valve piston 5 two orifice plates 5a and 5b, with an orifice plate '5 a, the inlets of the channels 3 and the other orifice plate 5b, the inlets of the channels can lock h . Regardless of the extent to which the valve is opened, the pressure in the constriction of the respective throttle point 1 or 2 is essentially the same, and the channels 3 and K should be dimensioned so that when the valve is maximally loaded or at the limit of Cavitation works, the pressure in the constriction assumes a value at or slightly above the critical pressure P, which corresponds to the vapor pressure if the flowing medium is a liquid.

In Fig. h ist ein weiteres eiftndungsgemäßes Ventil dargestellt, das mit drei Drosselstufen 6, 7 und 8 versehen ist und bei dem die erste Drosselstufe drei Durchlässe bzw. Kanäle, die zweite Drosselstufe fünf Durchlässe bzw. Kanäle und die dritte Drosselstufe neun Durchlässe bzw. Kanäle hat. Die gesamte Strömungsfläche der zweiten Drosselstufe 7 ist größer als die der ersten Drosselstufe 6", und die gesamte Strömungsfläche der dritten Drosselstufe 8 ist wiederum größer als die der zweiten Drosselstufe 7· Der Ventilkolben hat drei Drosselscheiben 5a> 5b und 5c, von denen jede eine Drosselstufe 6 bzw* 7 bzw. 8 schließen kann.In Fig. H , another valve according to the invention is shown, which is provided with three throttle stages 6, 7 and 8 and in which the first throttle stage has three passages or channels, the second throttle stage five passages or channels and the third throttle stage nine passages or channels. Has channels. The total flow area of the second throttle stage 7 is larger than that of the first throttle stage 6 ″, and the total flow area of the third throttle stage 8 is in turn larger than that of the second throttle stage 7. The valve piston has three throttle discs 5 a > 5 b and 5 c, each of which a throttle stage 6 or * 7 or 8 can close.

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In den Figuren 3 und U- ist dargestellt, wie die Strömungsflachen der verschiedenen Drosselstufen durch Erhöhung der Anzahl der Strömungskanäle vergrößert werden können; es liegt jedoch auf der Hand, daß die Erfindung in ihrer einfachsten Ausführungsform lediglich eine Strömungsöffnung für jede Drosselstufe haben kann und daß die Beziehung zwischen den Flächen der Strömungsöffnungen der verschiedenen Drosselstufen dadurch geändert werden kann, daß die Weite der Strömungsöffnung geändert wird. Dies kann jedoch auch auf beliebige andere, geeignete Weise erfolgen.FIGS. 3 and U show how the flow areas of the various throttle stages can be enlarged by increasing the number of flow channels; however, it is obvious that the invention in its simplest embodiment can have only one flow opening for each throttle stage and that the relationship between the areas of the flow openings of the various throttle stages can be changed by changing the width of the flow opening. However, this can also be done in any other suitable manner.

Fig. 5 zeigt .einen Querschnitt durch ein zweistufiges ,Ventil mit einem Ventilgehäuse 9» das eine Einlaßkammer 10 und eine Auslaßkammer 11 aufweist. Das Ventilgehäuse 9 ist mit einer inneren, zylindrischen Ventilkolbenkammer 12 versehen, in der ein Ventilkolben 13 mittels eines Ventilschaftes 14 auf und ab bewegt werden kann. Die Ventilkü-benkammer 12 wird an der Unterseite des Ventils von einer Bodenplatte 15 und an der Oberseite von einer Kopfplatte 16 abgeschlossen, durch die der Ventilschaft 14 hindurchgeht. Zur Einstellung des Ventilkolbens wird in der Regel eine äußere Einstelleinrichtung benutzt, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Die Einlaßkammer 10 und die Auslaßkammer 11 sind in herkömmlicher Weise in S-Konfiguration angeordnet, und in der-Auslaßkammer 11 ist eine Büchse 17 so montiert, daß sie einerseits an einer Wand 18 zwischen der Einlaßkammer 10 und der Auslaßkammer 11 und andererseits am Boden des Ventils und der Bodenplatte 15 dichtet. Die Auslaßkammer 11 umfaßt eine Ringkammer 19 um die Büchse 17» und in ähnlicher Weise befindet sich eine Ringkammer 20 um den Ventilkolben 13· Der Ventilkolben 13 ist in der Büchse 17 bewegbar, und zwischen beiden dichtet ein Dichtring 21.Fig. 5 shows a cross section through a two-stage valve with a valve housing 9 'which has an inlet chamber 10 and an outlet chamber 11. The valve housing 9 is with an inner, cylindrical valve piston chamber 12, in which a valve piston 13 is provided by means of a valve stem 14 can be moved up and down. The valve piston chamber 12 is closed at the bottom of the valve by a base plate 15 and at the top by a head plate 16 which the valve stem 14 passes through. For setting the valve piston an external adjustment device, which is not shown in the drawing, is generally used. The inlet chamber 10 and the outlet chamber 11 are conventional Way arranged in S-configuration, and in the outlet chamber 11 a sleeve 17 is mounted so that they on the one hand on a wall 18 between the inlet chamber 10 and the outlet chamber 11 and on the other hand at the bottom of the valve and the bottom plate 15 seals. The outlet chamber 11 comprises an annular chamber 19 around the sleeve 17 »and, in a similar manner, an annular chamber 20 around the valve piston 13 · The Valve piston 13 is movable in the sleeve 17, and between a sealing ring 21 seals both.

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Der Ventilkolben 13 ist als Buchse ausgebildet, die sowohl oben als auch unten offen ist, so daß Druck innerhalb des Ventilkolbens in gleicher Weise sowohl in der Kammer oberhalb des Ventilkolbens als auch in der Kammer unterhalb des Ventilkolbens wirkt. Dadurch werden Axialkräfte auf den Kolben aufgehoben, die andernfalls eine Einstellung des Ventilkolbens erschweren würden oder sogar eine unbeabsichtigte Selbsteinstellung des Ventilkolbens hervorrufen würden. In einem axialen Abschnitt, der im wesentlichen der Höhe der Ringkammer 20 am ,Einlaßende entspricht, weist der Ventilkolben mehrere Einlaßkanäle 22 auf, durch die das einströmende ,Fluid in das Innere der den Ventilkolben bildenden Buchse eintritt. Dieses wird durch die Büchse 17 nach unten geführt. In einem axialen Abschnitt der Büchse, der im wesentlichen der Höhe der auslaßseitigen Ringkammer 19 entspricht, weist die Büchse in entsprechender Weise mehrere Auslaßkanäle 23 auf, durch die das Fluid zur Auslaßkammer 11 austritt.The valve piston 13 is designed as a socket which both is open at the top as well as at the bottom, so that pressure within the valve piston is in the same way both in the chamber above of the valve piston as well as in the chamber below the valve piston. This will cause axial forces on the Pistons lifted, which would otherwise make adjustment of the valve piston difficult or even unintentional Would cause self-adjustment of the valve piston. In an axial section that is essentially the The height of the annular chamber 20 corresponds to the inlet end Valve piston has a plurality of inlet channels 22 through which the inflowing fluid into the interior of the valve piston forming Socket enters. This is passed through the sleeve 17 downwards. In an axial section of the sleeve, which corresponds essentially to the height of the outlet-side annular chamber 19, has the sleeve in a corresponding manner a plurality of outlet channels 23 through which the fluid exits to the outlet chamber 11.

Wie zuvor in Verbindung mit den Figuren 2 und 3 erläutert wurde, übersteigt die gesamte Ströraungsfläche der Auslaßkanäle 23 die Gesamtfläche der Einlaßkanäle 22. Die Beziehung zwischen diesen Flächen ist im wesentlichen konstant, und zwar unabhängig vom Ausmaß der Öffnung des Ventils. In Fig. ist das Ventil in seiner vollständig geöffneten Stellung dargestellt, bei der sich der Ventilkolben in seiner oberen Lage nahe der Kopfplatte 16 befindet. Wenn der Ventilkolben abwärts bewegt wird, schließt die Büchse 17 nacheinander die Einlaßkanäle 22 des Ventilkolbens 13» und in entsprechender Weise schließt ein unterer Abschnitt 24 des Ventilkolbens nacheinander die Auslaßkanäle 23· Die Beziehung zwischen den Flächen der Auslaßkanäle 23 und der Einlaßkanäle 22 ist so gewählt, daß der statische Druck des strömenden Mediums inAs previously explained in connection with FIGS. 2 and 3 becomes, the total flow area of the outlet channels 23 exceeds the total area of the inlet channels 22. The relationship between these areas is essentially constant, regardless of the extent to which the valve is opened. In Fig. the valve is shown in its fully open position with the valve piston in its upper position Location near the top plate 16 is located. When the valve piston is moved downwards, the sleeve 17 closes the inlet channels 22 of the valve piston 13 'one after the other and in a corresponding manner Thus, a lower portion 24 of the valve piston sequentially closes the outlet channels 23 · The relationship between the Areas of the outlet channels 23 and the inlet channels 22 is like this chosen that the static pressure of the flowing medium in

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der Einschnürung der Einlaßkanäle 22 und in der Einschnürung der Auslaßkanäle 23 im wesentlichen den gleichen ¥ert annimmt. Ferner sind diese Flächen so gewählt, daß dann, •wenn das Ventil bis zur Grenze der Kavitation belastet ist und es sich beim Strömungsmedium um eine Flüssigkeit handelt, der statische Druck der zwei Kanalsysteme 22 und 23 einen Wert hat, der beim oder etwas oberhalb des kritischen Drucks liegt. Bei der beschriebenen Ausführungsform sind die Einlaßkanäle 22 im Ventilkolben 13 und die Auslaßkanäle 23 in einem Teil des Ventilgehäuses ausgebildet; es liegt Jedoch für den Fachmann auf der Hand, daß die Einlaßkanäle und die Auslaßkanäle auf beliebige andere, geeignete Weise im Ventilkolben oder dem Ventilgehäuse ausgebildet sein können, sofern die Einlaßkanäle 22 und die Auslaßkanäle 23 parallel zueinander gedrosselt werden, so daß die gewünschte Beziehung zwischen den Flächen der Kanäle unabhängig vom Ausmaß der Öffnung des Ventils beibehalten wird. Für den Fachmann liegt ferner auf der Hand, daß das Ventil mit drei oder noch mehr Drosselstellen versehen sein kann, wobei die gesamte Strömungsfläche für jede folgende Drosselstelle, durch die das Fluid hindurchströmt, größer als die der vorhergehenden Drosselstelle ist.the constriction of the inlet channels 22 and in the constriction of the outlet channels 23 essentially assume the same ¥ ert. Furthermore, these areas are chosen so that, • when the valve is loaded to the limit of cavitation and the flow medium is a liquid, the static pressure of the two channel systems 22 and 23 has a value that is at or slightly above the critical pressure. In the embodiment described, the inlet channels 22 are formed in the valve piston 13 and the outlet channels 23 are formed in a part of the valve housing; However, it is obvious to those skilled in the art that the inlet channels and the outlet channels can be formed in any other suitable manner in the valve piston or the valve housing, provided that the inlet channels 22 and the outlet channels 23 are throttled parallel to one another, so that the desired relationship between the areas of the channels is maintained regardless of the degree of opening of the valve. It is also obvious to a person skilled in the art that the valve can be provided with three or more throttling points, the total flow area for each subsequent throttling point through which the fluid flows being greater than that of the preceding throttling point.

In den Figuren 6 und 7 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die im Vergleich mit der in Verbindung mit Fig. beschriebenen Ausführungsform etwas abgewandelt ist. In der folgenden Beschreibung werden für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen benutzt.In FIGS. 6 and 7, an embodiment of the invention is shown which is somewhat modified in comparison with the embodiment described in connection with FIG. In the following description, the same reference numerals are used for the same parts.

Das Ventilgehäuse 9 hat einen Einlaß bzw. eine Einlaßkammer 10 und einen Auslaß bzw. eine Auslaßkammer 11. Eine geneigte Wand 18 verläuft in üblicher Weise durch das Ventil, und durch diese Wand geht ein Loch 18a, das einen VentilkolbenThe valve housing 9 has an inlet or an inlet chamber 10 and an outlet or an outlet chamber 11. An inclined wall 18 extends in a conventional manner through the valve, and A hole 18a, which has a valve piston, goes through this wall

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aufnehmen kann. Der Ventilkolben 13 ist jedoch nicht direkt in diesem Loch angeordnet, sondern das Loch 18a hat eine Büchse 17» die weiter unten beschrieben werden wird und in die der Venfcilkolben 13 verschiebbar eingesetzt ist. Die Büchse 17 ist fest in das Ventil eingebaut und mittels Dichtungen 17a gegenüber den verschiedenen Teilen des Ventilgehäuses 9 abgedichtet.can accommodate. The valve piston 13, however, is not arranged directly in this hole, but the hole 18a has a bush 17 which will be described further below and into which the valve piston 13 is slidably inserted. The sleeve 17 is permanently installed in the valve and is sealed off from the various parts of the valve housing 9 by means of seals 17 a.

Eine mittels Schrauben gesicherte Kopfplatte 16 schließt den Raum ab, in den die Büchse 17 eingeführt ist. Die Kopfplatte 16 steht über eine Dichtung i6a in Berührung mit dem Ventilgehäus e und umfaßt eine Lagerabstützung i6b für den Ventilschaft i4.A head plate 16 secured by means of screws closes from the space into which the sleeve 17 is inserted. The top plate 16 is in contact with via a seal i6a the valve housing e and includes a bearing support i6b for the valve stem i4.

Für die Funktion des Ventils ist es ohne Bedeutung, wie die Kraft vom Ventilschaft 14 zum Ventilkolben 13 übertragen wird. Der Ventilkolben kann so ausgebildet sein, daß mittels des Ventilschaftes lediglich der Vstilkolben bewegt wird; das Ventil kann jedoch auch als Ventil mit ausfahrendem Ventilschaft oder als Ventil mit nicht ausfahrendem Ventilschaft ausgebildet sein. Es ist lediglich von Bedeutung, daß der Ventilkolben in Axialrichtung bewegt wird, wobei es unerheblich ist, ob diese Bewegung mit einer gleichzeitigen Drehbewegung kombiniert ist. Aus Gründen der Einfachheit besteht die Kraftübertragung zwischen dem Ventilschaft 14 und dem Ventilkolben 13 bei der Ausführungsform gemäß Fig. aus einem Stift 13a» der durch den Ventilkolben 13 geht, und einer Lagerbuchse 13h» in der der Ventilschaft i4 montiert ist.For the function of the valve, it is of no importance how the force is transmitted from the valve stem 14 to the valve piston 13. The valve piston can be designed so that only the valve piston is moved by means of the valve stem; however, the valve can also be designed as a valve with an extending valve stem or as a valve with a non-extending valve stem. It is only important that the valve piston is moved in the axial direction, it being irrelevant whether this movement is combined with a simultaneous rotary movement. For the sake of simplicity, the power transmission between the valve stem 14 and the valve piston 13 in the embodiment is shown in FIG. Of a pin 13 a "which passes through the valve piston 13, and a bearing bush 13h" in which the valve stem is mounted i4.

In der Büchse 17 befinden sich zwei Sätze von Löchern, und zwar ein Satz von Löchern 22, die mit der Einlaßkammer 10 in Verbindung stehen, und ein weiterer Satz von Löchern 23,There are two sets of holes in the sleeve 17, one set of holes 22 that communicate with the inlet chamber 10 communicating, and another set of holes 23,

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die mit der Auslaßkammer 11 in Verbindung stehen. Diese Löcher können irgendeine spezielle Form haben, damit das Ventil irgendeine besondere Charakteristik erhält. So sind die Einlaßlöcher 22 in der Büchse 17 des Ventils als im wesentlichen Y-förmig dargestellt, wobei die Hauptachse parallel zum Ventilschaft verläuft. Bei Bedarf können auch die Auslaßöffnungen 23 irgendeine spezielle Form haben; in der Regel reicht es jedoch zur Erzielung der gewünschten Fluidcharakteristik, daß ein Satz Löcher, d.h. die Löcher 22 oder die Löcher 23> die erwähnte spezielle Form haben.which are in communication with the outlet chamber 11. These Holes can be of any particular shape to give the valve any particular characteristic. So are the inlet holes 22 in the sleeve 17 of the valve are shown as being substantially Y-shaped, with the major axis runs parallel to the valve stem. If necessary, can also the outlet openings 23 have any particular shape; however, it is usually sufficient to achieve the desired results Fluid characteristic that a set of holes, i.e. the holes 22 or the holes 23> have the aforementioned special shape.

Wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform der Erfindung ist die Gesamtfläche der Einlaßlöcher 22 kleiner als die Gesamtfläche der Auslaßlöcher 23, und die Beziehung zwischen diesen Flächen ist so gewählt, daß sowohl für die Einlaßlöcher 22 als auch die Auslaßlöcher 23 in der Einschnürung der gleiche Druckwert erreicht wird. Ferner sind die Fläche und die Form der Löcher so gewählt, daß der niedrigste Druck in der Einschnürung sowohl bei den Einlaßlöchern als auch bei den Auslaßlöchern gleich dem oder etwas höher als der kritische Druck des Ventils ist, wenn dieses im Falle einer Flüssigkeit bis zur Grenze der Kavitation belastet ist.As with the previously described embodiment of the invention, the total area of the inlet holes 22 is smaller than the total area of the outlet holes 23, and the relationship between these areas is chosen so that for both the Inlet holes 22 and outlet holes 23 in the constriction the same pressure value is achieved. Furthermore are the area and the shape of the holes chosen so that the lowest pressure in the constriction both at the inlet holes and at the outlet holes equal to or is slightly higher than the critical pressure of the valve, if this is in the case of a liquid up to the limit of cavitation is burdened.

Das Ventil gemäß Fig. 6 ist in seiner geschlossenen Stellung dargestellt. Der untere Rand 28 des Ventilkolbens 13 liegt dabei tiefer als der tiefste Punkt irgendeines der Löcher 22, und der Ventilkolben umfaßt eine Dichtung 21 , damit keine Fluidleckage auftritt. Der Ventilkolben 12 umfaßt mehrere solcher Dichtungen. Vor der Brücke der Hülse 17, die zwischen deren Sätzen von Löchern 22 und 23 besteht, weist der Ventilkolben 13 ehe Anzahl von Öffnungen 26. auf, zwischen denen sich Stege 27 befinden, die den unteren TeilThe valve according to FIG. 6 is shown in its closed position. The lower edge 28 of the valve piston 13 lies thereby deeper than the lowest point of any of the holes 22, and the valve piston includes a seal 21 therewith no fluid leakage occurs. The valve piston 12 comprises several such seals. Before the bridge of the sleeve 17, which exists between its sets of holes 22 and 23, if the valve piston 13 has a number of openings 26., between which there are webs 27, which the lower part

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13' und den oberen Teil 13" des Ventilkolbens zusammenhalten. Wie bereits erwähnt wurde, ist der Ventilkolben 13 rohrförmig, so daß eine freie Verbindung zwischen der oberen Ventilkammer 12a und der unteren Ventilkammer 12b besteht.13 'and the upper part 13 "of the valve piston together. As already mentioned, the valve piston 13 is tubular, so that there is a free connection between the upper valve chamber 12a and the lower valve chamber 12b.

Das beschriebene, erfindungsgemäße Ventil arbeitet in folgender Weise: Das Ventil wird durch Hochziehen des.Ventilschaftes 14 geöffnet, wodurch der Ventilschaft aufgrund der Verbindung an der Halterung und dem Stift 13a den Ventilkolben nach oben bewegt. Sobald der untere Rand 28 des Ventxlkolbens auf eine Linie mit den untersten Teilen der Löcher 22 kommt, wird eine zuvor geschlossene Verbindung zwischen der Einlaßkammer 10 und der unteren Ventilkammer 12b geöffnet. Es ist zu beachten, daß die Einlaßkammer 10 durch eine Ringkammer 20 fortgesetzt wird, die vollständig um die Büchse 17 herumläuft. Daher besteht an allen Einlaßbzw. Drosselkanälen 22 des Satzes dieser Kanäle im wesentlichen der gleiche Druck. Im wesentlichen zur gleichen Zeit, zu der diese Verbxndungsmöglichkeit geöffnet wird, werden die oberen Ränder der Öffnungen 2.6 des Ventilkoltens 13 in eine Stellung oberhalb der unteren Ränder des Satzes von Löchern 23 der Büchse bewegt, wodurch eine Verbindung von der Kammer im Innern des Ventxlkolbens 13 zur Ringkammer 19 hergestellt wird, die eine Fortsetzung der Auslaßkammer 11 ist. In dieser Stellung erfolgt eine gesteuerte Strömung des vom Ventil gesteuerten Mediums. Es liegt auf der Hand, daß durch weiteres-Hochziehen des Ventxlkolbens 13 mittels des ¥entilschaftes Ik die Durchlaßkanäle vergrößert bzw. vermehrt werden. Es dürfte ferner klar sein, daß das Ventil mit jeder gewünschten Steuercharakteristik versehen werden kann, indem dem einen oder anderen Satz von Löchern 22 bzw. 23 der Büchse 17 irgendeine besondere Form gegeben wird.The valve according to the invention described works in the following way: The valve is opened by pulling up des.Ventilschaftes 14, whereby the valve stem moves the valve piston upwards due to the connection to the holder and the pin 13 a. As soon as the lower edge 28 of the valve piston comes into line with the lowermost parts of the holes 22, a previously closed connection between the inlet chamber 10 and the lower valve chamber 12b is opened. It should be noted that the inlet chamber 10 is continued by an annular chamber 20 which extends completely around the sleeve 17. Therefore, there is at all inlet and Throttle channels 22 of the set of these channels have essentially the same pressure. At substantially the same time that this connection is opened, the upper edges of the openings 2.6 of the valve piston 13 are moved to a position above the lower edges of the set of holes 23 of the liner, thereby establishing a connection from the chamber inside the valve piston 13 to the annular chamber 19, which is a continuation of the outlet chamber 11. In this position there is a controlled flow of the medium controlled by the valve. It is obvious that by further pulling up the valve piston 13 by means of the valve shaft Ik, the passage channels are enlarged or increased. It should also be clear that the valve can be provided with any desired control characteristic by giving some particular shape to one or the other set of holes 22 and 23, respectively, of the sleeve 17.

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Im folgenden wird gleichzeitig auf Fig. 2 Bezug genommen. Es dürfte klar sein, daß in der Einlaßkammer 10 ein Druck herrscht, der dem Druck P1 entspricht, daß in der Kammer im Inneren des Ventilkolbens ein Druck herrscht, der dem Zwischendruck P entspricht, und daß in der Auslaßkammer 11 ein Druck herrscht, der dem Auslaßdruck Pp entspricht. Der Zwischendruck P„, der im Inneren des Ventilkolbens herrscht, hat keine axiale Komponente, da der Ventilkolben sowohl oben als auch unten offen ist. Daher wirkt diesem Druck einerseits das Ventilgehäuse 9 und andererseits die Kopfplatte 16 des Ventils entgegen, wobei jedoch der Ventilkolben 13 in Axialrichtung nicht beaufschlagt wird. Dagegen wirkt jedoch selbstverständlich auf den Ventilkörper ein radialer Druck; da jedoch angenommen wird, daß der Vettilkörper einen kreisförmigen Querschnitt hat, erfolgt ein vollständiger Ausgleich der verschiedenen Komponenten dieses radialen Druckes.Reference is made to FIG. 2 at the same time. It should be clear that there is a pressure in the inlet chamber 10 which corresponds to the pressure P 1 , that in the chamber inside the valve piston there is a pressure which corresponds to the intermediate pressure P and that in the outlet chamber 11 there is a pressure which corresponds to the outlet pressure P p. The intermediate pressure P ″, which prevails inside the valve piston, has no axial component, since the valve piston is open both at the top and at the bottom. Therefore, on the one hand, the valve housing 9 and, on the other hand, the head plate 16 of the valve counteract this pressure, but the valve piston 13 is not acted upon in the axial direction. On the other hand, of course, a radial pressure acts on the valve body; however, since the vettile body is believed to have a circular cross-section, there is a complete balance of the various components of this radial pressure.

Dies ist bei automatischer Steuerung des Ventils von großer Bedeutung. Auf den Ventilkolben wirken keinerlei Druckkräfte, die durch eine Steuereinrichtung überwunden werden müssen, die über den Ventilschaft 14 wirkt. Allerdings wirken Reibungskräfte zwischen dem Ventilkolben und der Büchse, die jedoch vernachlässigbar klein sind. Daher ist es auch bei kleinen Kräften auf den Ventilschaft möglich, für eine Bewegung des Ventilkolbens während vollständig ausgeglichener Zustände'und mit einem hohen Maß von Genauigkeit zu sorgen. Durch Unterteilung der Drosselung in zuvor beschriebener Weise auf zwei oder mehr aufeinanderfolgende Schritte bzw. Stufen ist es möglich, eine optimale Drosselung des Strömungsmediums zu erreichen, ohne daß die Gefahr von Kavitation, Geräuschen, Schwingungen oder Beschädigungen durch Erosion besteht. Indem vorgesehen wird, - -wie dies in denThis is of great importance in automatic control of the valve. There are no pressure forces acting on the valve piston, which have to be overcome by a control device which acts via the valve stem 14. However frictional forces act between the valve piston and the Cans, but they are negligibly small. Therefore, it is possible for the valve stem to act even with small forces movement of the valve piston during fully balanced conditions and with a high degree of accuracy to care. By dividing the throttling into two or more consecutive ones in the manner previously described Steps or stages it is possible to achieve an optimal throttling of the flow medium without the danger cavitation, noise, vibrations or damage caused by erosion. By providing - -as this in the

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Figuren 5 bis 7 dargestellt ist -, daß der Druck im oberen Teil der Ventilkolbenkammer 12 im wesentlichen gleich dem Druck in deren unterem Teil ist, können die erforderlichen Stellkräfte für den Ventilkolben auf ein Minimum vermindert werden. Innerhalb der Einlaßkanäle 22 des Ventilkolbens 13 und/oder vor den Auslaßkanälen 23 der Büchse 17 kann eine Einrichtung zur Geschwindigkeit sangleichung, beispielsweise eine Einrichtung 25» angebracht sein, wodurch die Geschwindigkeit des Ehuds in unterschiedlichen Abschnitten der Ventilkolbenkammer 12 vergleichmäßigt wird, so daß das Fluid nach Durchströmen der Einlaßkanäle 22 seine Geschwindigkeit nicht unbehindert erhöhen kann, wodurch die X) -Werte für das Ventil weiter verbessert werden können. Die Einrichtung 25 zur Geschwindigkeit sangleichung hat ferner die Wirkung, daß die Strömung des Fluids gleichmäßig auf die Auslaßkanäle 23 verteilt wird, so daß kein Teil der Büchse 17 stärker als ein anderer Teil belastet wird.Figures 5 to 7 - that the pressure in the upper part of the valve piston chamber 12 is essentially equal to the pressure in its lower part, the required actuating forces for the valve piston can be reduced to a minimum. Within the inlet channels 22 of the valve piston 13 and / or in front of the outlet channels 23 of the sleeve 17, a device for speed equalization, for example a device 25 ', can be attached, whereby the speed of the Ehuds is made uniform in different sections of the valve piston chamber 12, so that the fluid after flowing through the inlet channels 22, its speed cannot increase unhindered, as a result of which the X) values for the valve can be further improved. The device 25 for speed equalization also has the effect that the flow of the fluid is evenly distributed to the outlet channels 23, so that no part of the sleeve 17 is more heavily loaded than another part.

Patentansprüche:Patent claims:

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Claims (12)

Pat entansprüchePatent claims . Fluiddrosseleinrichtung, gekennzeichnet durch zwei oder mehr aufeinanderfolgende Drosselstufen (1, 2; 6, 7> 8) ι wobei die Strömungsflache für jede Drosselstufe größer ist als die Strömungs£S.che der vorhergehenden Drosselstufe.. Fluid throttle device, characterized by two or more successive throttle stages (1, 2; 6, 7> 8) ι where the flow area for each throttle stage is greater than that Flow rate of the previous throttle stage. 2. Fluiddrosseleinrichtung nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß die GesamtStrömungsflächen der verschiedenen Drosselstufen (1, 2; 6r 7» 8) in solchem Verhältnis zueinander stehen,' daß der statische Druck in der Einschnürung (vena contracta) jeder Drossel stufe im wesentlichen den gleichen Wert hat.2. Fluid throttle device according to claim. 1, characterized in that the total flow areas of the various throttle stages (1, 2; 6 r 7 »8) are in such a relationship that the static pressure in the constriction (vena contracta) of each throttle stage has essentially the same value. 3» Pluiddrosseleinrichtung gemäß Anspruch 2 für ein Steuerventil, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsfläche jeder Drosselstufe geändert wird, wenn die Ventilstellung geändert wird, und daß die verschiedenen Drosselstufen ihr gegenseitiges Verhältnis unabhängig vom Ausmaß der Öffnung des Ventils beibehalten.3 »Pluiddhrottle device according to claim 2 for a control valve, characterized in that the flow area of each throttle stage is changed when the valve position is changed, and that the different throttle stages their mutual relationship regardless of the extent of the opening of the valve. k* Fluiddrosseleinrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsflächen der verschiedenen Drosselstufen (i, 2; 6, 7» 8) derart sind, daß der statische Druck in der Einschnürung bei jeder Drosselstufe einen Wert annimmt, der dem kritischen Druckwert entspricht oder etwas über diesem liegt, wenn das Ventil bis zur Grenze seines kritischen Druckabfalls oder im Falle einer Flüssigkeit bis zur Grenze der Kavitation belastet ist. k * Fluid throttle device according to claim 3 »characterized in that the flow areas of the different throttle stages (i, 2; 6, 7» 8) are such that the static pressure in the constriction assumes a value at each throttle stage which corresponds to the critical pressure value or is slightly above this when the valve is loaded to the limit of its critical pressure drop or, in the case of a liquid, to the limit of cavitation. 5. Fluiddrosseleinrichtung gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch5. Fluid throttle device according to claim 3 or 4, characterized 509829/0675509829/0675 gekennzeichnet, daß die steuerbare Drosseleinrichtung die Strömungsöffnungen jeder Drosselstufe (1, 2; 6, 7» 8) parallel zueinander drosselt.characterized in that the controllable throttle device the Flow openings of each throttle stage (1, 2; 6, 7 »8) throttled parallel to one another. 6. FluiddrosseIeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß jede Drosselstufe mehrere parallele Löcher (3, k; 22, 23) aufweist, die wesentlich langer als ihr Durchmesser sind.6. Fluid throttle device according to one of claims 1 to 5 »characterized in that each throttle stage has a plurality of parallel holes (3, k; 22, 23) which are significantly longer than their diameter. 7« FluiddrosseIeinrichtung nach Anspruch 6,dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (3, 4; 22, 23) gerillt oder mit Gewinde versehen oder auf andere Weise mit rreibungserhöhenden Oberflächen versehen sind.7 «fluid throttle device according to claim 6, characterized in that that the holes (3, 4; 22, 23) are grooved or threaded or otherwise with friction-increasing Surfaces are provided. 8. Fluiddrosseleinrichtung nach einem der Ansprüche.3 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die steuerbare Drosseleinrichtung (5) so ausgebildet ist, daß sie nur eine axiale Drosselbewegung ausführen kann, daß sie eine drehende Drosselbewegung ausfüllen kann oder daß sie eine kombinierte axiale und drehende Drosselbewegung ausführen kann.8. Fluid throttle device according to one of claims. 3 to 7 » characterized in that the controllable throttle device (5) is designed so that it only has an axial Throttle movement can cause it to rotate Throttle movement can fill in or that it is a combined one can perform axial and rotary throttle movement. 9· Fluiddrosseleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 für ein Ventil mit einem Ventilgehäuse, das einen axial bewegbaren Ventilkolben hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstufen im Ventilkolben (13) vorgesehen sind.9 · Fluid throttle device according to one of Claims 1 to 8 for a valve with a valve housing which has an axially movable valve piston, characterized in that the Throttle stages are provided in the valve piston (13). 10. FluiddrosseIeinrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß eine Drosse.lstufe im Ventilkolben (13) und eine weitere Drosselstufe im Ventilgehäuse (9) oder einem beliebigen anderen Teil (I7) vorgesehen ist, das darin montiert ist.10. Fluid throttle device according to claim 9 »characterized in that that a throttle stage in the valve piston (13) and a further throttle stage in the valve housing (9) or a any other part (I7) is provided therein is mounted. 11. Fluiddrosseleinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8,11. Fluid throttle device according to one of claims 3 to 8, ■ dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Drosselstufen in einem■ characterized in that all throttle stages in one 509829/0675509829/0675 fest montierten Teil der Drossel einrichtung vorgesehen sind.permanently mounted part of the throttle device provided are. 12. Fluiddrosseleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,daß eine Einrichtung (25) zur Geschwindigkeitsangleichung in Form eines dichtmaschigen Netzes oder einer Drosselplatte zwischen,· vor oder hinter den Drosselstufen vorgesehen ist.12. Fluid throttle device according to one of claims 1 to 11, characterized in that a device (25) for Speed adjustment in the form of a close-knit Network or a throttle plate between, · in front of or behind the throttle stages. 509829/0675509829/0675
DE19752500723 1974-01-11 1975-01-10 FLUID THROTTLE DEVICE Pending DE2500723A1 (en)

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SE7400334A SE379410B (en) 1974-01-11 1974-01-11
SE7415208 1974-12-04

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