DE1062507B

DE1062507B - Valve cone for control valves

Info

Publication number: DE1062507B
Application number: DES31294A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Klee
Original assignee: Samson Apparatebau AG
Current assignee: Samson Apparatebau AG
Priority date: 1952-11-29
Filing date: 1952-11-29
Publication date: 1959-07-30

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht sich auf einen Ventilkegel für Regelventile mit einem durch den Ventilsitz ragenden Rotationskörper, der sich nach seinem freien Ende hin verjüngt und mit sich nach dem freien Ende hin verbreiternden Ausnehmungen versehen ist.The invention relates to a valve cone for control valves with a valve seat protruding body of revolution, which tapers towards its free end and with itself towards the is provided towards the free end widening recesses.

Es sind zwecks Erzielung eines bestimmten, im allgemeinen nicht linearen Zusammenhanges zwischen dem Ventilhub und der das Regelventil durchströmenden Menge, ■ welche angenähert proportional der Querschnittsfreigabe gesetzt werden kann, im wesentlichen zwei grundsätzlich verschiedene Formgebungen für den. am Ventilkegel vorgesehenen Rotationskörper vorgeschlagen worden. Die eine Art besteht aus einem sich lediglich außen in Schließrichtung des Kegels verjüngenden Körper, der eine bestimmte, dem gewünschten Verhältnis zwischen Ventilhub und Querschnitt bzw. Menge entsprechende Randkurve hat. Die andere Art besteht aus einem zylindrischen Körper, der einen sich V-förmig in Schließrichtung des Kegels erweiternden, eingefrästeu Querschlitz aufweist, dessen Randkurvenform dem gewünschten mathematischen Zusammenhang entsprechend ausgebildet ist. Die sich lediglich außen verjüngenden Rotations- oder Drosselkörpcr haben den Nachteil, daß sie in der Schließnähe außerordentlich toleranzempfindlich sind. Bei den Drosselkörpern mit zylindrischer Außenform und V-förmigem Querschnitt darf zwar die Toleranz der eingefrästen Randkurve erheblich größer sein, aber dafür besteht bei diesen Körpern die Gefahr, daß sich die äußere Zylinderfläche leicht in dem Ventilsitz festsetzt.In order to achieve a specific, generally non-linear relationship between the valve lift and the amount flowing through the control valve, which is approximately proportional the cross-sectional clearance can be set, essentially two fundamentally different shapes for the. Rotary body provided on the valve cone has been proposed. One kind consists of a body that tapers only on the outside in the closing direction of the cone, the one certain corresponding to the desired ratio between valve lift and cross-section or quantity Edge curve has. The other type consists of a cylindrical body that is V-shaped into one Closing direction of the cone widening, has milling cut transverse slot, whose edge curve shape the desired mathematical relationship is designed accordingly. Which are only outside tapering rotary or throttle bodies have the disadvantage that they are extremely close in the vicinity are sensitive to tolerance. The throttle bodies have a cylindrical outer shape and a V-shaped one Cross-section, the tolerance of the milled edge curve may be considerably larger, but it does exist with these bodies there is a risk that the outer cylinder surface will easily get stuck in the valve seat.

Es sind auch Ventilverschlußkörper bekannt, die sich in Schließrichtung verjüngen und die mit eingefrästen Schlitzen versehen sind. Diese Schlitze verjungen sich aber ebenfalls in Schließrichtung. Es soll durch diese Ausbildung eine Verminderung der Zischgeräusche, aber nicht eine bestimmte Funktion zwischen dem Ventilhub und dem freien Ventilquerschnitt erzielt werden.Valve closure bodies are also known which taper in the closing direction and which are also milled in Slots are provided. However, these slots also taper in the closing direction. It should through this training a reduction of the hissing noises, but not a specific function between the valve lift and the free valve cross-section can be achieved.

Schließlich ist es bei Kopfventilen zum Absperren und öffnen der Mündung von Erdölbohrlöchern bekannt, in eine Venturidüse einen Rotationskörper einzusetzen, der sich nach seinem freien Ende hin konisch verjüngt und der an seinem Umfang vier sich nach dem freien Ende hin verbreiternde Ausnehmungen hat. Diese Ausnehmungen dienen aber nicht zur Erzielung eines bestimmten mathematischen Zusammenhanges zwischen dem Ventilhub und dem Durchtrittsquerschnitt, sondern sie haben den Zweck, Sand und andere Verunreinigungen aus dem Ventil herauszuspülen, um dessen Lebensdauer zu verlängern.Finally, it is known in head valves for shutting off and opening the mouth of oil wells, to use a body of revolution in a Venturi nozzle, which is conical towards its free end tapered and the four recesses widening on its circumference towards the free end Has. However, these recesses are not used to achieve a specific mathematical relationship between the valve lift and the passage area, but their purpose is to sand and flush other contaminants out of the valve to extend its life.

Die Erfindung betrifft demgegenüber ein Regelventil und besteht im wesentlichen darin, daß der Ventilkegel für RegelventilThe invention relates to a control valve and consists essentially in that the Valve cone for control valve

Anmelder:
SAMSONApplicant:
SAMSON

Apparatebau-Aktien-Gesellschaft,
Frankfurt/M., Schielestr. 11-13Apparatebau-Aktien-Gesellschaft,
Frankfurt / M., Schielestr. 11-13

Gerhard Klee, Frankfurt/M.-Ginnheim,
ist als Erfinder genannt wordenGerhard Klee, Frankfurt / M.-Ginnheim,
has been named as the inventor

Rotationskörper des Ventilkegels von einem die Größe des Durchtrittsquerschnittes als Funktion der Ventilhubhöhe verändernden Drosselkörper gebildet wird und seine Ausnehmung ein etwa V-förmiger, quer durch den Rotationskörper durchgehender Schlitz ist, dessen symmetrisch zur Längsachse des Rotationskörpers konvergierende Randkurven entsprechend dem gewünschten Zusammenhang zwischen Ventilhub und Querschnittsfreigabe geformt sind.Rotary body of the valve cone of the size of the passage cross-section as a function of the valve lift changing throttle body is formed and its recess an approximately V-shaped, transversely is through the rotation body continuous slot, the symmetrical to the longitudinal axis of the rotation body converging edge curves corresponding to the desired relationship between valve lift and cross-sectional clearance are formed.

Durch die Erfindung wird auf einfache Weise die Herstellung eines Regelventils mit einem Drosselkörper ermöglicht, welcher die Größe des Durchtrittsquerschnittes als Funktion des Ventilhubes verändert und welcher den Vorteil einer geringen Toleranzempfindlichkeit mit dem Vorteil einer verringerten Gefahr des Festsetzens im Ventilsitz vereinigt. Trotzdem gestattet die Erfindung eine sehr genaue Bearbeitung des Drosselkörpers mit einfachen Mitteln und ohne Kopierdrehbank, vor allem bei Wahl einer einfachen Konusform. Der Drosselkörper kann z. B. mit dem V-förmigen Schlitz nach einem Metallmodell gegossen und dann auf einer einfachen Drehbank überdreht werden. Diese leichte und einfache Bearbeitungsmöglichkeit gestattet eine billige, Serien·, mäßige Erzeugung und damit den serienmäßigen Einbau dieser Ventilkegel in Regel ventile.The invention makes it easy to manufacture a control valve with a throttle body allows, which changes the size of the passage cross-section as a function of the valve lift and which has the advantage of a low tolerance sensitivity with the advantage of a reduced Combined risk of sticking in the valve seat. Nevertheless, the invention allows a very precise machining of the throttle body with simple means and without a copy lathe, especially when choosing a simple cone shape. The throttle body can, for. B. with the V-shaped slot cast according to a metal model and then on a simple lathe be turned over. This easy and simple processing option allows a cheap, series, moderate production and thus the serial installation of these valve cones in control valves.

In der Zeichnung ist die Erfindung in verschiedeneu Ausführungsformen beispielsweise veranschaulicht.In the drawing, the invention is illustrated in various embodiments, for example.

Fig. 1 zeigt schematisch im Längsschnitt einen Ventilkörper mit einem Ventilkegel bekannter Art;Fig. 1 shows schematically in longitudinal section a valve body with a valve cone of a known type;

Fig. 2 zeigt schematisch eine weitere bekannte Aus · führung;2 schematically shows a further known embodiment;

Fig. 3 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung der mathematischen Zusammenhänge, und3 shows a diagram to illustrate the mathematical relationships, and

Fig. 4, 5, 6 und 7 zeigen schematisch vier verschiedene Ausführungsformen von Ventilkegeln gemäß der Erfindung.Figures 4, 5, 6 and 7 schematically show four different ones Embodiments of valve cones according to the invention.

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In der Zeichnung sind die Ventilgehäuse 1 nur schematisch bzw. andeutungsweise dargestellt worden. Der Ventildurchgang 2 arbeitet jeweils mit einem Ventilkegel 3 zusammen, welcher an einer Ventilstange 4_; befestigt und mit einem durch die Ventildurchtrittsöffnung 2 ragenden Drosselkörper versehen 'istT ;·. Γ ;. -In the drawing, the valve housings 1 have only been shown schematically or as a hint. The valve passage 2 cooperates with a valve cone 3, which is attached to a valve rod 4 _; is attached and provided with a throttle body protruding through the valve passage opening 2 'T; ·. Γ;. -

Bei der obenerwähnten, in Fig. 1 dargestellten bekannten Art soldier Ventilkegel besitzt der Drosselkörper 5 eine sich verjüngende-Außenform mit einer bestimmten Randkurve, die-bei'-den .Hin- und Herbewegungen des Ventilkegels den ^;-geforderten mathematischen· Zusammenhang zwischen¹ Ventilhub und freigegebenem ; Querschnitt bzw. durchströmender Menge verwirklicht. Fig. 2 stellt eine zweite bekannte Art dar,_:bei welcher a.n' dem Ventilkegel 3 ein zylindrischer Drosselkörper 6 mit einer schlitzförmigen Einfräsung 7 angeordnet ist, deren Randkurve der gewünschten mathematischen Funktion entsprechend geformt ist. Die Nachteile beider Ausführungen sind oben erläutert worden.In the above-mentioned known type of valve cone shown in FIG. 1, the throttle body 5 has a tapering outer shape with a certain edge curve, the two-way movements of the valve cone ^; -required mathematical · relationship between ¹ valve lift and released; Realized cross-section or through-flowing quantity. Fig. 2 shows a second known type _: in which a cylindrical throttle body 6 with a slot-shaped milled recess 7 is arranged on the valve cone 3, the edge curve of which is shaped according to the desired mathematical function. The disadvantages of both designs have been explained above.

Der bei Regelventilen gewünschte Zusammenhang zwischen Hub und' Menge ist im allgemeinen nicht linear. Beispielsweise wird gefordert, daß sich die Durchflußmenge mit dem Ventilhub quadratisch ändern soll, oder häufiger noch soll sich die Menge mit dem Hub exponentiell ändern. Man kann hierbei in erster.Annäherung die Querschnittsfreigabe proportional der Durchflußmenge setzen. Wenn man gemäß Fig. 3 in einem Diagramm als Ordinate den Ventilhub und als Abszisse den freien Veiitilquerschnitt zwischen Sitz und Kegel aufträgt, so erhält man eine Kurve mit der allgemeinen Funktion O=/ (Ji). Diese Kurve soll im allgemeinen keine gerade Linie sein.The relationship between the stroke and the quantity required for control valves is generally not linear. For example, it is required that the flow rate should change quadratically with the valve lift, or more often the rate should change exponentially with the lift. As a first approximation, you can set the cross-sectional clearance proportional to the flow rate. If, as shown in FIG. 3, the valve lift is plotted as the ordinate and the free valve cross section between the seat and the cone as the abscissa, a curve with the general function O = / (Ji) is obtained. In general, this curve should not be a straight line.

Die in Fig. 4 bis 7 dargestellten Ausf ührungs formen der Erfindung zeigen jeweils die Kombination eines sich in Schließrichtung verjüngenden Rotationskörpers mit einem V-förmigen Schlitz. Gemäß Fig. 4 besteht der Drosselkörper 8 aus einem Kegelstumpf, der mit einem sich in Schließrichtung des Kegels verbreiternden Querschlitz 9 versehen ist. Der Querschlitz verwirklicht mit seiner Randkurve den gewünschten mathematischen Zusammenhang zwischen Ventilhub und Querschnittsfreigabe.The embodiments of the invention shown in Fig. 4 to 7 each show the combination a body of revolution which tapers in the closing direction and has a V-shaped slot. According to FIG. 4, the throttle body 8 consists of a truncated cone, which extends with a in the closing direction of the cone widening transverse slot 9 is provided. The transverse slot is realized with its edge curve the desired mathematical relationship between valve lift and cross-sectional clearance.

Gemäß Fig. 5 besteht der Drosselkörper 10 aus einer Kugelkalotte, in die ein V-förmiger Querschlitz eingeformt ist.According to FIG. 5, the throttle body 10 consists of a spherical cap into which a V-shaped transverse slot is molded.

Die in Fig. 6 und 7 veranschaulichten Ausf ührungs formen verwenden eine an sich bekannte Kegelform, bei der die Kalotte oder . der Kegel an einen zylindrischen Teil des Verschluß Stückes angeschlossen ist. Gemäß Fig. 6 ist ein mit einem Querschlitz 11 versehener kugelkalottenförmiger Körper 12The embodiments illustrated in FIGS. 6 and 7 use one which is known per se Cone shape in which the dome or. the cone connected to a cylindrical part of the closure piece is. According to FIG. 6, a spherical cap-shaped body 12 provided with a transverse slot 11 is shown

ίο auf ein kurzes, in Schließnähe befindliches zylindrisches Stück 13 aufgesetzt. In ähnlicher Weise ist gemäß Fig. 7 ein mit einem Querschlitz 9 versehener Kegelstumpf 14 auf das in Schließnähe, d. h. an das Verschlußstück 3 anschließende kurze Zylinderstück-13 aufgesetzt. Ein solcher kleiner zylindrischer Ansatz beeinträchtigt die Funktion des \'^rentils nicht, kann aber gegebenenfalls vorteilhaft sein.ίο placed on a short, cylindrical piece 13 located in the vicinity of the closure. In a similar manner, according to FIG. 7, a truncated cone 14 provided with a transverse slot 9 is placed on the short cylinder piece 13 adjoining the closure piece 3 in the vicinity of the closure. Such a small cylindrical projection does not affect the function of the \ ^'r entils, but may optionally be advantageous.

Die vorstehend beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen zeigen Grundformen der Erfindung, die je nach den gestellten Forderungen und den vorliegenden-Verhältnissen in verschiedener Weise abgewandelt werden können.The embodiments described above and shown in the drawing show basic forms of the invention, depending on the requirements and the present circumstances in different Way can be modified.

Claims

Claim:

Valve cone for control valves with a valve ^{seat protruding through the A A} , tapering towards its free end, with recesses widening towards the free end, characterized in that the rotation body consists of a throttle body which changes the size of the passage cross section as a function of the valve lift height and its recess is an approximately V-shaped slot running transversely through the rotating body, the edge curves of which converging symmetrically to the longitudinal axis of the rotating body are shaped according to the desired relationship between valve lift and cross-sectional release.

Considered publications:
German Patent Nos. 851 294, 69 711;
Swiss Patent No. 284 555;
French Patent No. 947,471;
British Patent No. 423,921;
U.S. Patent Nos. 2,014,314, 1,595,786.

1 sheet of drawings