DE3720380C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Regulierventil mit einem im Strömungsweg seines Ventilgehäuses mittels einer Betätigungswelle drehbar gelagerten plattenartigen Verschlußstück, wobei im Bereich der Umfangskante des beim Öffnen des Ventils in Strömungsrichtung bewegten Abschnittes des plattenartigen Verschlußstückes eine Einrichtung zur Geräuschverringerung vorgesehen ist.The invention relates to a regulating valve with a in the flow path of its valve housing by means of an actuating shaft rotatably mounted plate-like closure piece, wherein in the area of the peripheral edge when opening the valve in Flow direction moving section of the plate-like Closure piece a device for noise reduction is provided.
Fig. 7 stellt eine perspektivische Ansicht mit weggebrochenen Teilen eines bekannten Regulierventils dar, das im Maschinenbauhandbuch B1 der Japanischen Gesellschaft für Maschinenbauingenieure gezeigt wird. Das Regulierventil ist beispielsweise ein Drosselventil. In der Zeichnung ist ein Ventilgehäuse (1) dargestellt, das einen Strömungweg bildet und eine Betätigungswelle (2), die drehbar ein plattenähnliches Verschlußstück (3) hält. Fluid fließt aus einer (in der Zeichnung nicht dargestellten) an einem Ende des Ventilgehäuses angeschlossenen Leitung in das Ventilgehäuse (1) ein. Das Fluid gelangt anschließend durch den Spalt zwischen dem Ventilgehäuse (1) und dem Verschlußstück (3) und fließt aus einer (in der Zeichnung nicht dargestellten) Auslaßleitung ab, die mit dem anderen Ende des Ventilgehäuses (1) verbunden ist. Der Winkel des Verschlußstücks (3) gegenüber der Fluidströmung wird von außen mittels Betätigung der Betätigungswelle (2) zur Steuerung der Strömungsmenge des Fluids reguliert. Figure 7 is a perspective view, with portions broken away, of a known regulator valve shown in the Mechanical Engineering Manual B1 of the Japanese Society of Mechanical Engineers. The regulating valve is, for example, a throttle valve. The drawing shows a valve housing ( 1 ) which forms a flow path and an actuating shaft ( 2 ) which rotatably holds a plate-like closure piece ( 3 ). Fluid flows into the valve housing ( 1 ) from a line (not shown in the drawing) connected to one end of the valve housing. The fluid then passes through the gap between the valve housing ( 1 ) and the closure piece ( 3 ) and flows out of an outlet line (not shown in the drawing) which is connected to the other end of the valve housing ( 1 ). The angle of the closure piece ( 3 ) with respect to the fluid flow is regulated from the outside by actuating the actuating shaft ( 2 ) to control the flow rate of the fluid.
Im Hinblick auf den vorausgehend beschriebenen Aufbau des bekannten Regulierventiles wird die Fluidströmung zwischen dem Verschlußstück (3) und dem Ventilgehäuse (1) stark verengt, wenn das Ausmaß der Öffnung des Ventils nahezu Null ist. In diesem Falle wird die Fluidströmung nach dem Durchtritt des Fluids zwischen dem Verschlußstück (3) und dem Ventilgehäuse (1) stark erweitert. Aus diesem Grunde ist es wahrscheinlich, daß eine große Turbulenz abstromseitig des Verschlußstücks (3) ein Geräusch verursacht. Das Geräusch hat seinen maximalen Schalldruck bei einer bestimmten Frequenz, die vom Verhältnis zwischen dem Anströmdruck und dem Abströmdruck am Ventil abhängt, sowie vom Ausmaß der Öffnung des Ventils und dgl.In view of the construction of the known regulating valve described above, the fluid flow between the closure piece ( 3 ) and the valve housing ( 1 ) is greatly narrowed when the extent of the opening of the valve is almost zero. In this case, the fluid flow is greatly expanded after the fluid has passed between the closure piece ( 3 ) and the valve housing ( 1 ). For this reason, a large amount of turbulence downstream of the plug ( 3 ) is likely to cause noise. The noise has its maximum sound pressure at a certain frequency, which depends on the ratio between the inflow pressure and the outflow pressure at the valve, as well as the extent of the opening of the valve and the like.
Wird ein Karman-Ultraschallströmungsmesser, der Ultraschallwellen im Kilohertzbereich in einem an das Regulierventil angeschlossenen Strömungsweg montiert, so besteht die Schwierigkeit, daß das Geräusch des Ventils die Betriebsgenauigkeit des Strömungsmessers verringert, und die Durchflußrate kann durch den Strömungsmesser nicht gemessen werden, wenn die Geräuschfrequenz bei ihrem maximalen Schalldruck gleich jener der Ultraschallwellen ist.Becomes a Karman ultrasonic flow meter that Ultrasound waves in the kilohertz range in one at that Control valve connected flow path mounted, see above there is a problem that the noise of the valve the operational accuracy of the flow meter reduced, and the flow rate can be increased by the Flow meters cannot be measured when the Noise frequency at their maximum sound pressure equal is that of the ultrasonic waves.
Es wurde ein Versuch bei Verwendung eines derartigen üblichen Regulierventils durchgeführt, um dessen Geräusch zu messen. Das Ventilgehäuse des Regulierventils war ein Zylinder mit einem Innendurchmesser von 46 mm. Das Verschlußstück des Ventils war eine ellipsenförmige Platte. Der Winkel (beta) des Verschlußstücks (3) gegenüber der Achse des Ventilgehäuses (1) bei völlig geschlossenem Ventil betrug 85°. Eine Vakuumpumpe war an der Abstromseite des Regulierventils über einen geradlinigen Rohrabschnitt, ein Drosselventil und einen Beruhigungsbehälter angeschlossen, so daß die Luft durch die Saugkraft der Vakuumpumpe zum Durchströmen des Ventils veranlaßt wurde. Ein Karman-Ultraschallströmungsmesser war mit der Anströmseite des Regulierventils verbunden. Der abstromseitige Druck des Ventils wurde geändert, während das Ausmaß der Öffnung des Regulierventils, das ein Drosselventil war, festlag. Dabei wurde ein Luftgeräusch von einem Mikrofon in einer Entfernung von 45 mm von der Anströmseite des Ventils aufgenommen. Die Frequenz des Luftgeräuschs wurde analysiert.An attempt has been made to use such a conventional regulator valve to measure its noise. The valve body of the regulator valve was a cylinder with an inner diameter of 46 mm. The valve plug was an elliptical plate. The angle (beta) of the closure piece ( 3 ) with respect to the axis of the valve housing ( 1 ) when the valve was completely closed was 85 °. A vacuum pump was connected to the downstream side of the regulator valve through a straight pipe section, a throttle valve and a stilling tank, so that the suction force of the vacuum pump caused the air to flow through the valve. A Karman ultrasonic flow meter was connected to the upstream side of the regulator valve. The downstream pressure of the valve was changed while the amount of opening of the regulator valve, which was a throttle valve, was fixed. Air noise was recorded by a microphone at a distance of 45 mm from the upstream side of the valve. The frequency of the air noise was analyzed.
Fig. 8 zeigt Darstellungen, die die Ergebnisse der Analyse der Frequenz des Luftgeräusches angeben, für welches der Öffnungsgrad des Ventils 5° betrug, der Anströmdruck am Ventil 1 bar und der Abströmdruck beim Ventil 0,9 bar, 0,8 bar, 0,7 bar, 0,6 bar und 0,5 bar war. Die Abszisse in Fig. 8 zeigt die Frequenz (kHz) des Luftgeräusches an, während die Ordinate den Schalldruck (dB) des Luftgeräusches angibt. Der Scheitel (A) jeder Darstellung bei der Frequenz von 38,6 kHz gibt den Schalldruck der Ultraschallwellen für den Karman-Strömungsmesser an und nicht jenen des durch das Regulierventil erzeugten Luftgeräusches. Aus Fig. 8 ergibt sich, daß der Schalldruck des Luftgeräusches sehr niedrig war, wenn der Abströmdruck 0,9 bar oder 0,8 bar betrug, d. h., wenn die Geschwindigkeit der Luftströmung niedrig war, daß jedoch der Schalldruck des Luftgeräusches einen hohen Scheitel aufwies, wenn der Abströmdruck 0,6 bar oder 0,5 bar betrug, also die Geschwindigkeit der Luftströmung hoch war. War jedoch der Abströmdruck nicht höher als 0,4 bar, so stieg die Strömungsgeschwindigkeit der Luft nicht an und der Schalldruck des Luftgeräusches fiel erheblich ab, da die Geschwindigkeit der Luftströmung durch den Spalt zwischen dem Verschlußstück (3) und dem Ventilgehäuse (1) auf die Schallgeschwindigkeit festgelegt war. FIG. 8 shows diagrams indicating the results of the analysis of the frequency of air noise, for which the opening degree of the valve 5 °, was Anströmdruck of the valve 1 bar and the air bleed pressure at the valve 0.9 bar, 0.8 bar, 0, 7 bar, 0.6 bar and 0.5 bar. The abscissa in Fig. 8 indicates the frequency (kHz) of the air noise, while the ordinate indicates the sound pressure (dB) of the air noise. The vertex (A) of each plot at the frequency of 38.6 kHz indicates the sound pressure of the ultrasonic waves for the Karman flow meter and not that of the air noise generated by the regulator valve. From Fig. 8 it can be seen that the sound pressure of the air noise was very low when the discharge pressure was 0.9 bar or 0.8 bar, that is, when the speed of the air flow was low, but that the sound pressure of the air noise was high if the discharge pressure was 0.6 bar or 0.5 bar, i.e. the speed of the air flow was high. However, if the outflow pressure was not higher than 0.4 bar, the flow velocity of the air did not increase and the sound pressure of the air noise dropped considerably, since the speed of the air flow through the gap between the closure piece ( 3 ) and the valve housing ( 1 ) increased the speed of sound was fixed.
Fig. 9 zeigt Darstellungen, die den Schalldruck (dB) des Luftgeräusches gegenüber der Frequenz (kHz) desselben bei einem Öffnungsgrad des Regulierventils von 6°. Aus Fig. 9 ergibt sich auch, daß der Schalldruck bei niedrigem Abströmdruck einen hohen Scheitelwert aufwies, nämlich wenn die Geschwindigkeit der Luftströmung hoch ist. Fig. 9 shows graphs showing the sound pressure (dB) of the air noise versus the frequency (kHz) of the same at an opening degree of the regulating valve of 6 °. From Fig. 9 also follows that the sound pressure had a high peak value at low air bleed pressure, namely when the speed of the airflow is high.
Die Frequenz des Luftgeräusches am Scheitelwert des Schalldrucks desselben war gleich groß wie jene der Ultraschallwellen für den Karman-Strömungsmesser bei einem gewissen Öffnungsgrad des Regulierventils, so daß es unmöglich war, die Strömungsrate der Luft mit dem Karman-Strömungsmesser zu messen.The frequency of the air noise at the peak of the Sound pressure was the same as that of the Ultrasonic waves for the Karman flow meter a certain degree of opening of the regulating valve, so that it was impossible to measure the air flow rate with the Measure Karman flow meter.
Es ist auch ein Regulierventil mit einem im Strömungsweg seines Ventilgehäuses mittels einer Betätigungswelle drehbar gelagerten plattenartigen Verschlußstück bekannt (DE-OS 27 06 531), bei welchem im Strömungsweg unmittelbar hinter jedem Drehzapfen des plattenartigen Verschlußstückes eine segmentartige Leitungsverengung vorgesehen ist, die zwei diametral gegenüberliegende segmentartige Einzelteile aufweist, die sich über eine bestimmte Länge erstrecken. Durch die Leitungsverengung soll erreicht werden, Kavitationen in dem Ventil ohne Erhöhung der Druckverluste zu verringern. Hierzu sollen durch die Leitungsverengung die Strömungslinien entlang des plattenartigen Verschlußstückes und stromabwärts von diesem verändert werden, wobei insbesondere der Unterdruckbereich direkt stromabwärts hinter den Drehzapfen verkleinert werden soll, was dazu führen soll, daß Kavitation in diesem Bereich verringert oder sogar vollkommen unterdrückt wird, ohne daß es zu Druckverlusten kommt. It is also a regulator valve with one in the flow path its valve housing rotatable by means of an actuating shaft stored plate-like closure piece known (DE-OS 27 06 531), in which directly in the flow path behind each pivot of the plate-like closure piece a segment-like line constriction is provided is the two diametrically opposed segment-like Has items that are over a certain length extend. The pipe constriction is said to achieve cavitations in the valve without increasing the pressure losses to reduce. This is due to the line narrowing the flow lines along the plate-like Breech piece and changed downstream of this be, in particular the vacuum area directly be reduced downstream behind the pivot is supposed to lead to cavitation in this area is reduced or even completely suppressed, without pressure loss.
Es ist auch ein Regulierventil der einleitend genannten Art bekannt (US-PS 32 38 955), bei welchem die Einrichtung zur Geräuschverringerung eine bogenförmige Platte aufweist, die unmittelbar stromabwärts des plattenartigen Verschlußstückes an der Innenwand des Ventilgehäuses befestigt ist und eine Vielzahl von Reihen von Stiften trägt, die sich von der Platte radial nach innen erstrecken. Die Länge der Stifte vergrößert sich zunehmend, ausgehend von der dem plattenartigen Verschlußstück am nächsten liegenden Reihe bis zu der von dem plattenartigen Verschlußstück am weitesten entfernt liegenden Reihe. Durch diese Ausführung soll sich beim Öffnen des Ventils turbulentes Mischen des Fluids unmittelbar stromabwärts des Ventils ergeben, wodurch die Fluidströmung stabilisiert und das Auftreten von Resonanz wirksam ausgeschlossen werden soll. Gleichzeitig soll dadurch auch Geräuschverringerung erzielt werden. Das bekannte Regulierventil ist vergleichsweise kompliziert und aufwendig herzustellen, wobei das zuvor hergestellte Gebilde aus bogenförmiger Platte und der Vielzahl von Stiftreihen als getrennter Bauteil im Ventilgehäuse angebracht werden muß.It is also a regulating valve of the introductory type Kind known (US-PS 32 38 955), in which the device has an arcuate plate to reduce noise, the immediately downstream of the plate-like closure piece is attached to the inner wall of the valve housing and carries a variety of rows of pens that stand out extend radially inward from the plate. The length of the Pens are increasing in size starting from that plate-like closure piece in the closest row to the farthest from the plate-like closure piece distant row. Through this execution turbulent mixing of the fluid when opening the valve result immediately downstream of the valve, causing the Fluid flow stabilizes and the occurrence of resonance should be effectively excluded. At the same time thereby also noise reduction can be achieved. The known Regulating valve is comparatively complicated and complex to manufacture, the previously manufactured structure made of an arcuate plate and the multitude of rows of pins be installed as a separate component in the valve housing got to.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Regulierventil der einleitend angegebenen Art derart auszuführen, daß die Geräuschentwicklung verringert ist.The object of the invention is to introduce a regulating valve specified type so that the noise is reduced.
Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß die Einrichtung zur Geräuschverringerung aus einer am Umfangsrand der Abstromseite des abstromseitigen Abschnittes des Verschlußstückes vorgesehenen Leitfläche besteht und der Winkel zwischen der Außenfläche des mittigen Abschnittes der Leitfläche und der Innenfläche des Ventilgehäuses bei völlig geschlossenem Ventil 0° bis 15° beträgt. This object is achieved according to the invention in that the device for noise reduction from a on the peripheral edge the downstream side of the downstream section the baffle provided guide surface and the angle between the outer surface of the central section the guide surface and the inner surface of the valve housing with the valve completely closed is 0 ° to 15 °.
Bei einem Regulierventil gemäß der Erfindung kann die Leitfläche bequem mit dem plattenartigen Verschlußstück einheitlich oder einstückig ausgebildet werden. Hierzu ist lediglich ein einfacher Arbeitsvorgang erforderlich. Weiterhin erweitert sich der Fluidströmungsweg zwischen dem Verschlußstück und der Innenfläche des Ventilgehäuses nicht abrupt, sondern es ist eine allmähliche Erweiterung zwischen der Leitfläche und der Innenfläche des Ventilgehäuses vorhanden, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit zwischen der Leitfläche und der Innenfläche des Ventilgehäuses verringert wird, so daß Druck zurückgewonnen wird. Infolgedessen wird Turbulenz abstromseitig des Verschleißstückes unterdrückt, wodurch das Geräusch des Regulierventils verringert wird. Gleichzeitig wird durch den angegebenen Winkel zwischen der Außenfläche des mittigen Abschnittes der Leitfläche und der Innenfläche des Ventilgehäuses bei völlig geschlossenem Ventil eine Ablösung der Fluidströmung von der Leitfläche verhindert.In a regulating valve according to the invention, the baffle can conveniently uniform with the plate-like closure piece or be formed in one piece. This is just a simple operation required. Farther the fluid flow path widens between the Breech piece and the inner surface of the valve housing is not abruptly but there is a gradual expansion between the guide surface and the inner surface of the valve housing are present, causing the flow rate between the Guide surface and the inner surface of the valve housing is reduced so that pressure is recovered. Consequently turbulence is suppressed downstream of the wear piece, which reduces the noise of the regulator valve becomes. At the same time, the specified angle between the outer surface of the central portion of the guide surface and the inside surface of the valve body at completely closed valve a separation of the fluid flow from the guide surface prevented.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Further features of the invention are in the subclaims specified.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.The invention is described below with reference to the drawing, for example explained.
In der Zeichnung zeigtIn the drawing shows
Fig. 1(a) eine perspektivische Darstellung mit weggebrochenen Teilen eines Regulierventils gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, Fig. 1 (a) is a perspective view with parts broken away of a regulator valve according to an embodiment of the invention,
Fig. 1(b) eine Seitenansicht des Regulierventils mit weggebrochenen Teilen, Fig. 1 (b) is a side view of the regulator valve with parts broken away,
Fig. 2 und 3 Darstellungen, die den Schalldruck (dB) des Geräusches des Regulierventils über der Frequenz (kHz) des Geräusches angeben, Fig. 2 and 3 illustrations which indicate the sound pressure (dB) of the noise of the regulator valve to the frequency (kHz) of the sound,
Fig. 4(a), 5(a) und 6(a) perspektivische Darstellungen mit weggebrochenen Teilen von Regulierventilen gemäß weiteren Ausführungsformen der Erfindung, Fig. 4 (a), 5 (a) and 6 (a) are perspective views with parts broken away of control valves according to other embodiments of the invention,
Fig. 4(b), 5(b) und 6(b) Seitenansichten der Regulierventile mit weggebrochenen Teilen gemäß den Fig. 4(a), 5(a) und 6(a), Fig. 4 (b), 5 (b) and 6 (b) are side views with parts broken away of the regulating valves according to FIGS. 4 (a), 5 (a) and 6 (a),
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines bekannten Regulierventils, und Fig. 7 is a perspective view of a known regulator valve, and
Fig. 8 und 9 Darstellungen, die den Schalldruck (dB) des Geräusches des bekannten Regulierventils über der Frequenz (kHz) des Geräusches angeben. FIGS. 8 and 9 representations indicating the sound pressure (dB) of the noise of the known regulator valve about the frequency (kHz) of the sound.
Es werden nunmehr bevorzugte Ausführungsformen in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen beschrieben.It is now preferred Embodiments in connection with the attached Described drawings.
Fig. 1(a) stellt eine perspektivische Darstellung mit weggebrochenem Teil eines Regulierventils gemäß einer der Ausführungsformen dar. Fig. 1 (a) illustrates a perspective view with part broken away, of a regulator valve according to one of the embodiments.
Fig. 1(b) stellt eine Seitenansicht mit weggebrochenen Teilen des Regulierventils dar. Das Ventil ist beispielsweise ein Drosselventil. Fig. 1 (b) shows a side view with parts of the regulating valve broken away. The valve is, for example, a throttle valve.
In den Zeichnungen wird mit (1) ein zylindrisches Ventilgehäuse bezeichnet dessen Innendurchmesser 46 mm beträgt. Ein plattenartiges Verschlußstück (3) wird drehbar im Ventilgehäuse (1) von einer Betätigungswelle (2) gehalten, wobei der Winkel (beta) zwischen dem Verschlußstück (3) und der Achse des Ventilgehäuses bei völlig geschlossenem Regulierventil etwa 85° beträgt. In the drawings, ( 1 ) denotes a cylindrical valve housing, the inside diameter of which is 46 mm. A plate-like closure piece ( 3 ) is rotatably held in the valve housing ( 1 ) by an actuating shaft ( 2 ), the angle (beta) between the closure piece ( 3 ) and the axis of the valve housing being approximately 85 ° when the regulating valve is completely closed.
Das Verschlußstück (3) ist eine ellipsenförmige Platte mit einer Stärke von etwa 1,5 mm. Eine Leitfläche (4) ist an der Umfangskante der Abstromseite des abstromseitigen Öffnungsabschnitts des Verschlußstücks (3) derart angeordnet, daß der Winkel (alpha), der zwischen der Außenfläche des zentralen Abschnitts der Leitfläche und der Innenseite des Ventilgehäuses (1) beim völligen Schließen eines Strömungswegs durch das Verschlußstück (3) 0° bis 15° beträgt und bei dieser Ausführungsform 5° beträgt. Die Leitfläche ist an der Abstromseite des Verschlußstücks (3) senkrecht zu dieser derart befestigt, daß sich die Leitfläche über einen Winkelbereich von ±60° bezüglich des Mittelpunkts des Verschlußstücks erstreckt. Die Leitfläche (4) hat eine Stärke von 1,5 mm und eine Breite von 6 mm. In Fig. 1(b) bezeichnet der Pfeil (A) die Richtung einer Fluidströmung, beispielsweise einer Luftströmung.The closure piece ( 3 ) is an elliptical plate with a thickness of approximately 1.5 mm. A guide surface ( 4 ) is arranged on the peripheral edge of the downstream side of the downstream opening section of the closure piece ( 3 ) such that the angle (alpha) between the outer surface of the central section of the guide surface and the inside of the valve housing ( 1 ) when a valve is completely closed Flow path through the closure piece ( 3 ) is 0 ° to 15 ° and is 5 ° in this embodiment. The guide surface is fastened on the downstream side of the closure piece ( 3 ) perpendicularly to it in such a way that the guide surface extends over an angular range of ± 60 ° with respect to the center of the closure piece. The guide surface ( 4 ) has a thickness of 1.5 mm and a width of 6 mm. In Fig. 1 (b), the arrow (A ) denotes the direction of a fluid flow, for example an air flow.
Es wird nunmehr der Betrieb des Regulierventils beschrieben. Das in das Ventilgehäuse (1) in Richtung des Pfeils (A) eingeströmte Fluid wird einmal durch das Verschlußstück (3) aufgehalten, so daß das Fluid abstromseitig durch den Spalt zwischen dem Verschlußstück und dem Ventilgehäuse austritt. Der Winkel des Verschlußstücks (3) wird von außen mittels der Betätigungswelle (2) zur Steuerung der Strömungsrate des Fluids reguliert. Obgleich der Querschnittsbereich des Spalts zwischen dem anstromseitigen Öffnungsabschnitt (dem oberen Halbabschnitt in Fig. 1(a) und 1(b)) des Verschlußstücks (3) und dem Ventilgehäuse (1) gleich groß wie jene des Spalts zwischen dem abstromseitigen Öffnungsabschnitt (dem unteren Halbabschnitt in Fig. 1(a) und 1(b)) des Verschlußstücks (3) und dem Ventilgehäuse (1) ist, ist die Effizienz der Strömung des Fluids durch den Spalt zwischen dem abstromseitigen Öffnungsabschnitt des Verschlußstücks (3) und dem Ventilgehäuse (1) größer als jene der Strömung des Fluids durch den Spalt zwischen dem anstromseitigen Öffnungsabschnitt des Verschlußstücks (3) und dem Ventilgehäuse (1) bedingt durch die Anwesenheit der Leitfläche (4), so daß mehr Fluid durch den Spalt zwischen dem abstromseitigen Öffnungsabschnitt des Verschlußstücks (3) und dem Ventilgehäuse (1) als durch den Spalt zwischen dem anstromseitigen Öffnungsabschnitt des Verschlußstücks (3) und dem Ventilgehäuse (1) strömt. Aus diesem Grunde wird die Strömungsrate des Fluids durch den Spalt zwischen dem anstromseitigen Öffnungsabschnitt des Verschlußstücks (3) und dem Ventilgehäuse (1) verringert, um das Geräusch des Regulierventils zu verringern. Obgleich die Strömungsrate des Fluids durch den Spalt zwischen dem abstromseitigen Öffnungsabschnitt des Verschlußstücks (3) und dem Ventilgehäuse (1) erhöht wird, wird die Turbulenz der Fluidströmung verkleinert, da die Strömung durch die Leitfläche (4) gleichgerichtet wird, so daß das Geräusch des Regulierventils am abstromseitigen Öffnungsabschnitt des Verschlußstücks (3) verringert wird.The operation of the regulator valve will now be described. The fluid flowing into the valve housing ( 1 ) in the direction of the arrow (A) is stopped once by the closure piece ( 3 ), so that the fluid emerges on the downstream side through the gap between the closure piece and the valve housing. The angle of the closure piece ( 3 ) is regulated from the outside by means of the actuating shaft ( 2 ) to control the flow rate of the fluid. Although the cross sectional area of the gap between the upstream opening portion (the upper half portion in Figs. 1 (a) and 1 (b)) of the shutter ( 3 ) and the valve housing ( 1 ) is the same as that of the gap between the downstream side portion (the lower half portion in Fig. 1 (a) and 1 (b)) of the closure piece (3) and the valve housing (1), the efficiency of the flow of the fluid through the gap between the downstream opening portion of the closing piece (3) and the valve housing ( 1 ) greater than that of the flow of fluid through the gap between the upstream opening portion of the plug ( 3 ) and the valve housing ( 1 ) due to the presence of the baffle ( 4 ), so that more fluid through the gap between the downstream opening portion of the plug ( 3 ) and the valve housing ( 1 ) than through the gap between the upstream opening portion of the closure piece s ( 3 ) and the valve housing ( 1 ) flows. For this reason, the flow rate of the fluid through the gap between the upstream opening portion of the plug ( 3 ) and the valve housing ( 1 ) is reduced to reduce the noise of the regulator valve. Although the flow rate of the fluid through the gap between the downstream opening portion of the plug ( 3 ) and the valve housing ( 1 ) is increased, the turbulence of the fluid flow is reduced because the flow through the baffle ( 4 ) is rectified, so that the noise of the Regulating valve on the downstream opening portion of the closure piece ( 3 ) is reduced.
Fig. 2 zeigt Darstellungen, die den Schalldruck (dB) des Geräusches des Regulierventils über der Frequenz (kHz) des Geräusches bei abstromseitigen Druckpegeln von 0,9 bar, 0,8 bar, 0,7 bar, 0,6 bar und 0,5 bar und einer Ventilöffnung von 5° bei einem Versuch angeben, der in gleicher Weise wie der vorausgehend beschriebene, durchgeführt wurde. (Die und alle folgenden Druckangaben basieren auf der näherungsweise gültigen Gleichsetzung 1 atm=1 bar). Fig. 2 shows diagrams of the sound pressure (dB) of the noise of the regulator valve to the frequency (kHz) of the noise in the downstream pressure levels of 0.9 bar, 0.8 bar, 0.7 bar, 0.6 bar and 0, Specify 5 bar and a valve opening of 5 ° in a test which was carried out in the same way as that described above. (The and all following pressure specifications are based on the approximately valid equation 1 atm = 1 bar).
Fig. 3 zeigt Darstellungen, die den Schalldruck (dB) des Geräusches des Regulierventils über der Frequenz (kHz) des Geräusches bei abstromseitigen Druckpegeln von 0,9 bar, 0,8 bar, 0,7 bar, 0,6 bar und 0,5 bar und einem Öffnungswinkel von 6° bei dem Versuch angeben. Fig. 3 shows diagrams the sound pressure (dB) of the noise of the regulator valve to the frequency (kHz) of the noise in the downstream pressure levels of 0.9 bar, 0.8 bar, 0.7 bar, 0.6 bar and 0, Specify 5 bar and an opening angle of 6 ° during the test.
Aus dem Vergleich der Darstellungen der Fig. 2 und 3 mit jenen der Fig. 8 und 9 zeigt sich, daß das Geräusch des erfindungsgemäßen Regulierventils sehr stark verringert ist. Die sehr starke Geräuschverringerung kann darauf zurückgeführt werden, daß die Strömung des Fluids, das durch den Spalt zwischen dem Verschlußstück (3) und dem Ventilgehäuse (1) hindurchgetreten ist, infolge der Anwesenheit der Leitfläche (4) nicht abrupt erweitert wird, sondern zwischen der Außenfläche der Leitfläche (4) und der Innenfläche des Ventilgehäuses (1) allmählich erweitert wird, um die Geschwindigkeit der Fluidströmung zu verringern und Druck rückzugewinnen, um eine Turbulenz abstromseitig des Verschlußstücks (3) zu unterdrücken, so lange der zwischen der Außenfläche des mittigen Abschnitts der Leitfläche (4) und der Innenfläche des Ventilgehäuses (1) bei völligem Abschluß des Fluidwegs mittels des Verschlußstücks (3) gebildete Winkel (alpha) gleich 0° bis 15° ist. Wäre der Winkel (alpha) größer als 15°, so würde sich die Fluidströmung von der Leitfläche (4) ablösen.A comparison of the representations of FIGS. 2 and 3 with those of FIGS. 8 and 9 shows that the noise of the regulating valve according to the invention is very much reduced. The very strong noise reduction can be attributed to the fact that the flow of the fluid that has passed through the gap between the closure piece ( 3 ) and the valve housing ( 1 ) is not abruptly expanded due to the presence of the guide surface ( 4 ), but between the The outer surface of the guide surface ( 4 ) and the inner surface of the valve housing ( 1 ) is gradually expanded to reduce the speed of the fluid flow and to recover pressure to suppress turbulence downstream of the plug ( 3 ) as long as that between the outer surface of the central portion the guide surface ( 4 ) and the inner surface of the valve housing ( 1 ) when the fluid path is completely closed by means of the closure piece ( 3 ), the angle (alpha) is equal to 0 ° to 15 °. If the angle (alpha) were greater than 15 °, the fluid flow would detach from the guide surface ( 4 ).
Die Breite der Leitfläche (4) ist nicht auf jene der vorausgehend beschriebenen Ausführungsform beschränkt. Jedoch ist insbesondere die Breite des zentralen bzw. mittigen Abschnitts der Leitfläche (4) nicht geringer als etwa 15% des maximalen Abstands zwischen der Drehachse des Verschlußstücks (3) und der Innenfläche des Ventilgehäuses (1). Wäre die Breite geringer als etwa 15% des maximalen Abstands, so wäre die Wirkung nicht ausreichend. The width of the guide surface ( 4 ) is not limited to that of the previously described embodiment. However, in particular the width of the central or central section of the guide surface ( 4 ) is not less than about 15% of the maximum distance between the axis of rotation of the closure piece ( 3 ) and the inner surface of the valve housing ( 1 ). If the width were less than about 15% of the maximum distance, the effect would not be sufficient.
Bei der vorausgehend beschriebenen Ausführungsform ist die Breite der Leitfläche (4) etwa 25% des maximalen Abstands.In the embodiment described above, the width of the guide surface ( 4 ) is approximately 25% of the maximum distance.
Obgleich bei der vorausgehend beschriebenen Ausführungsform die Leitfläche (4) an einem ellipsenförmigen plattenartigen Verschlußstück (3) befestigt ist, können die Leitfläche (4) und das Verschlußstück (3) durch Pressen, Beschneiden oder dgl., einstückig ausgeführt sein.Although the guide surface (4) is secured to an elliptical plate-like closure member (3) In the above-described embodiment, the guide surface (4) and the closure piece (3) by pressing, cutting or the like can., Be made in one piece.
Zwar sind die Leitfläche (4) und die Abstromseite des Verschlußstücks (3) bei der vorausgehend beschriebenen Ausführungsform senkrecht zueinander angeordnet, doch können Leitfläche (4) und Verschlußstück (3) eine gemeinsame glatte Fläche bzw. Begrenzungsfläche aufweisen, die sich von der Drehachse des Verschlußstücks (3) oder von einer Stelle in der Nähe der Achse gemäß Fig. 4 zum Scheitel der Leitfläche (4) erstreckt. Bei dieser Anordnung gemäß Fig. 4 wird bezüglich der Geräuschverringerung die gleiche Wirkung wie bei der vorausgehend beschriebenen Ausführungsform erzielt, und die Widerstand gegenüber der Fluidströmung bei völliger Öffnung des Regulierventils wird verringert.Although the guide surface (4) and the downstream side of the closing piece (3) is perpendicular in the embodiment described above are arranged to each other, but the guide surface (4) and closing piece (3) may have a common smooth surface or boundary surface, which is of the axis of rotation Closure piece ( 3 ) or from a location near the axis of FIG. 4 to the apex of the guide surface ( 4 ). With this arrangement according to FIG. 4, the same effect as in the previously described embodiment is achieved with regard to noise reduction, and the resistance to the fluid flow when the regulating valve is fully opened is reduced.
Der zwischen der Außenseite der Leitfläche (4) und der Innenfläche des Ventilgehäuses (1) bei völligem Schließen des Regulierventils gebildete Winkel (alpha) kann sich vom mittigen Abschnitt der Leitfläche (4) gegen deren beide Enden hin verringern, um in natürlicher Weise die Fluidströmung zum mittigen Abschnitt der Leitfläche (4) hin zu sammeln und das Geräusch des Regulierventils stärker zu verringern. The angle (alpha) formed between the outside of the guide surface ( 4 ) and the inner surface of the valve housing ( 1 ) when the regulating valve is completely closed can decrease from the central portion of the guide surface ( 4 ) towards both ends thereof in order to naturally reduce the fluid flow collect towards the central section of the guide surface ( 4 ) and reduce the noise of the regulating valve more.
Der Winkel (alpha) kann sich, ausgehend vom mittigen Abschnitt der Leitfläche (4), gegen deren beide Enden hin verringern, um die Fluidströmung zu den beiden Enden des mittigen Abschnitts hin aufzuteilen und das Geräusch des Regulierventils zu verringern.The angle (alpha) may decrease from the central portion of the baffle ( 4 ) toward both ends thereof to divide the fluid flow toward the two ends of the central portion and reduce the noise of the regulator valve.
Gemäß Fig. 5 können die Anstromseite des Verschlußstücks (3) und die Außenseite der Leitfläche (4) eine gemeinsame glatte ineinander übergehende Oberfläche haben, die sich zum Scheitel der Leitfläche (4) erstreckt. In diesem Falle wird die Strömung des Fluids durch den Spalt zwischen der Leitfläche (4) und dem Ventilgehäuse (1) geglättet, so daß das Geräusch des Regulierventils weiter verringert wird. Ferner wird der zwischen dem Scheitel der Leitfläche (4) und der Anstrom- und Abstromseite derselben gebildete Winkel als spitzer Winkel ausgeführt, so daß das Zusammenfließen der durch den Spalt am Verschlußstück (3) hindurchgetretenen Fluidströmung und eines Anschlußwirbels, der abstromseitig des Verschlußstücks (3) bei nahezu völlig geschlossenem Ventil erzeugt wird, geglättet wird, um das Geräusch des Regulierventils weiter zu verringern.Referring to FIG. 5, the upstream side of the closing piece (3) and the outer side of the guide surface (4) may share a common smooth surface merging into one another, extending to the vertex of the guide surface (4). In this case, the flow of the fluid through the gap between the guide surface ( 4 ) and the valve housing ( 1 ) is smoothed, so that the noise of the regulating valve is further reduced. Furthermore, the angle formed between the apex of the guide surface ( 4 ) and the upstream and downstream sides thereof is designed as an acute angle, so that the confluence of the fluid flow that has passed through the gap on the closure piece ( 3 ) and a connecting vortex, the downstream side of the closure piece ( 3 ) is generated with the valve almost completely closed, smoothed to further reduce the noise of the regulating valve.
Wie aus Fig. 6 hervorgeht, braucht die Breite der Leitfläche (4) nicht konstant zu sein, sondern kann sich vom mittigen Abschnitt der Leitfläche (4) gegen deren beide Enden hin verringern. In diesem Falle wird die gleiche Wirkung wie bei der vorausgehend beschriebenen Ausführungsform erreicht, und der Wirkstoff der Leitfläche (4) kann wirtschaftlich eingesetzt werden.As is apparent from Fig. 6, the width of the guide surface ( 4 ) need not be constant, but can decrease from the central portion of the guide surface ( 4 ) towards the two ends thereof. In this case, the same effect is achieved as in the embodiment described above, and the active ingredient of the guide surface ( 4 ) can be used economically.
Obgleich die vorausgehend beschriebene Ausführungsform ein Drosselventil darstellt, ist die Erfindung nicht auf ein solches beschränkt, sondern kann als andere Ventilbauart realisiert werden, beispielsweise als Schwenkventil.Although the embodiment described above represents a throttle valve, the invention is not based on such is limited, but can be different Valve type can be realized, for example as Swing valve.
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