DE3519916A1 - Umlauf-ventil - Google Patents

Description

• Umlauf-Ventil
• Die Erfindung betrifft ein Ventil zur Aufrechterhaltung eines Mindestdurchflusses in Kreiselpumpen zum Schutz vor Überhitzung der Förderflüssigkeit bei Schwachlast-ßetrieb. Solche Ventile sind unter der Bezeichnung "Freilauf-Rückschlagventile" seit langem bekannt.
• Die DE-Patentschriften 1 072 887, 1 078 445 und 1 155 338 betreffen derartige Ventile, die vor allem zum Schutze teurer Hochdruck-Kreiselpumpen im Einsatz sind. Bei Niederdruck-Kreiselpumpen kommen solche Ventile aus preislichen Gründen nur sehr wenig zum Einsatz.
• Die Erhitzung des Fördermediums bei Schwachlastbetrieb von Hiederdruck-Kreiselpumpen kann insbesondere bei der Förderung von Kohlenwasserstoffen und ähnlichen Flüssigkeiten mit geringer Wärmekapazität aber auch so groß werden, daß ein automatischer Eumpenschutz notwendig wird.
• Damit solche Pumpen geschützt werden können, muß ein entsprechendes Umlauf-Ventil relativ billig sein, und dies ist das Ziel der Erfindung.
• Zur Erfüllung dieser Erfindungsaufgabe wird die Konstruktion so gewählt, daß als Gehäuse das von gängigen Absperr-Ventilen verwendet wird. Solche Gehäuse werden in sehr großen Stückzahlen auf Fertigungsstraßen laufend hergestellt und sind deshalb in guter Qualität günstig zu beschaffen. Um diese Gehause ohne Nacharbeiten verwenden zu können, wird der Seitenauslaß mit seiner einfachen Mechanik im Gehäusedeckel untergebracht. Der Ventilkegel dient gleichzeitig als Regelventil für die Abführung der Umlaufmenge. Die sowieso vorhandene Schließfeder sorgt für stabile Hublagen des Systems.
• Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher Beschrieben: Fig. 1 zeiet im Schnitt das erfindungsgemäße Umlauf-Ventil in der Position, wie es auf den nach oben gerichteten Druckstutzen der zu schützenden Pumpe montiert werden kann. Das Gehäuse 1 hat die Form, wie sie die Fertigungsstraße ergibt. An der Eintrittseite ist der Flansch 3 mit der Nennweite der Pumpe (DNp) angeschweißt und an der Austrittseite der Flansch 5 mit der Nennweite der Rohrleitung (DNK). Mit dem Deckel 2 ist der Seitenstutzen 9 mit der Nennweite der Umlaufleitung (DNF) verbunden. Der Führungsschaft 4 trägt den Rückschlagkegel 7, der durch die Feder 6 belastet ist.
• Der Führungsschaft 4 hat zwei zylindrische Hohlräume zur Abführung der Umlaufflüssigkeit. Der Hohlraum der Eintrittseite hat eine Vielzahl von Löchern gemäß Einzelheit A (Fig. 2). Diese Löcher verengen ihren Querschnitt in Strömungsrichtung. Dies läßt sich einfach dadurch bewirken, daß zylindrische Löcher bohrt und diese dann nach Schwenken um etwa 150 nach links und rechts außermittig nachbohrt. Diese Löcher sind dann außen annähernd kreisförmig und innen annähernd eliptisch. Diese Löcher bilden gesunde gut ummantelte Einzelstrahlen aus, so daß die Strahlen beitr.
• Auftreffen auf die zylindrische Innenwand des Ventilkegels 7 keine Kavitationsschäden bewirken. Diese Strahlen sind wegen der perfekten Führung durch die düsenförmige Beschleunigung genau radial ausgerichtet, so daß ihr Gesamt-Impuls-Vektor Null ist. So wird jede störende Strömungskaft auf den Ventilkegel 7 vermieden. Der zylindrische Ringraum des Rückschlagkegels 7 ist hochdruckseitig durch den Dichtring 8 verschlossen. Eine Vielzahl radial angeordneter Bohrungen gemäß Einzelheit B (Fig. 3) leitet die Umlaufflüssigkeit als gut ummantelte Einzelstrahlen in den Austrittraum des Führungschaftes 4. Der Austrittquerschnitt des Führungschaftes 4 ist kleiner als die Nennweite DNF Zur Vermeidung von Druckaufbau soll das Flächenverhältnis 1: a sein.
• Zur Erzielung einer billigen Serienproduktion für die Tnnenteile ist vorgesehen, daß der Führungschaft 4 durch Distan+.ringe 10,11,12 bei der Montage in vorbestimmte Positionen gesetzt werden kann. Die Löcher im Bereich der Einzelheit A erhalten dadurch bestimmte Anfangs lagen in Bezug auf die Schließposition des Rückschlagkegels 7. Da die Kontur des Rückschlagkegels 7 in Verbindung mit der Feder 6 so zusammenwirkt, daß eine lineare Ventilerhebungskurve entsteht (Durchfluß nimmt linear mit dem Hub zu), wird der Verlauf der Kurve des Umlaufstromes ganz nach Bedarf parallel zu sich selbst verschoben. Das erfindungsgemäße Umlauf-Ventil kann demnach mit wenig Aufwand bei der Montage auf die richtige Umlauf-Kurve eingestellt wer den. Dies ermöglicht aber auch ein Justieren des Umlauf-Ventils in der Anlage. Wenn beispielsweise die Förderflüssigkeit bei der Förderung zu heiß wird, muß lediglich der Führungsschaft etwas ins Umlauf-Ventil hineinverschoben werden, wodurch Umlaufstrom und Schaltpunkt sich vergrößern.

Claims (4)

1. P a t e n t a n 5 p r ü c h e , Umlauf-Ventil zum Schutz von Kreiselpumpen bestehend aus: a) einem Gehäuse mit Ein- und Austritt, b) einem Austritt für die Umlaufflüssigkeit, c) einem Ventilkegel, d) einem Fuhrungsschaft für den Ventilkegel, e) einem Gehäusedeckel, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß 1.) der Austritt für die Umlaufflüssigkeit im Gehäusedeckel untergebracht ist, 2.) der Führungsschaft (4) mit dem Rückschlagkegel (7) und den Drossellöchern (A) und (B), sowie einer Führungsfläche des Rückschlagkegels (7) eine veränderliche Drosselstelle bildet, die den Umlauf mit anwachsendem Ventilhub annähernd linear verkleinert.
2. 2. Umlauf-Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossellöcher (A) und (B) radial in den Führungsschaft eingearbeitet sind und einen Querschnittsverlauf haben, der die Strömung beschleunigt.
3. 3. Umlauf-Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsschaft (4) mittels Distanzringen (1O, 11, 12) in verschiedenen Positionen fixiert werden kann.
4. 4. Umlauf-Ventil nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrittquerschnitt des Fü.hrungsschaftes (4) sich zum Querschnitt des Austrittstutzens (9) für den Umlauf wie 1 : W2 verhält.