Die Erfindung betrifft einen Pumpenschutzschieber mit einem aus einem speisepumpenseitigen und einem nutzstromseitigen Ventilgehäuseteil zusammengesetzten Gehäuse, in dem eine Ventilspindel axialverschieblich gelagert ist, an der abstromseitig ein Steuerkörper befestigt ist, der relativ zu einem gehäuseseitigen Steuerkörpersitz von einem Nutzstrom beaufschlagt stromab öffnet, und wobei die Ventilspindel zustromseitig einen Bypaßventilabschnitt aufweist, der von Steuerbohrungen durchsetzt ist, die abhängig von der Spindelstellung in einen Bypaßraum münden, der abgedichtet umschlossen ist und über eine Bypaßverbindung durch die Ventilgehäusewand zu einem Bypaßanschluß führt.

Ein derartiger Pumpenschutzschieber ist aus der FR-PS 849 319 vorbekannt. Dieser Schieber dient insbesondere zur Sicherstellung eines Mindestflusses von der eingangsseitig angeschlossenen Speisepumpe, wenn an dem gegenüberliegenden Verbraucheranschluß eine geringe oder keine NutzStromabnahme von Flüssigkeit, insbesondere Speisewasser, erfolgt, indem bei nur geringer NutzStromabnahme umgekehrt abhängig von dem Nutzstrom ein Bypaßventil geöffnet gesteuert wird, so daß ein Bypaßstrom seitlich aus dem Ventilgehäuse abfließt, der mit dem Nutzstrom zusammen jeweils einem vorgegebenen Mindeststrom entspricht. Hierzu befindet sich im Nutzstromweg ein ventilartiger Steuerkörper, der über eine zentral

angeordnete Spindel, die axialverschieblich in ihren beiden Endbereichen gelagert ist, mit einem Bypaßstromventil verbunden ist. Dieses besteht aus einer Axialbohrung in der Spindel, die mit Radialbohrungen zu einem Ringsammelraum in einem die Spindel umgebenden, gehäusefesten Ventilkörper, entsprechend der Achsialstellung gesteuert, verbunden sind. Der Ringsammelraum ist durch eine radiale Bypaßverbindung durch das Ventilgehäuse nach außen geführt, wo sich ein Anschlußstutzen oder Flansch zur Abnahme des Bypaßstroms befindet. Die Bypaßverbindung ist mit dem Ventilgehäuse und dem Ventilkörper gieß- oder schweißtechnisch verbunden, so daß beim Auftreten von Temperaturunterschieden eine radiale Belastung des Ventilkörpers und dadurch eine solche Klemmung der Spindel in ihren Führungen erfolgt, wodurch ein erhöhter Verschleiß und/oder Funktionsstörungen auftreten können. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Spindel in dem Ventilkörper so eng geführt ist, daß das Nebenstromventil in erwünschter Weise vollständig schließt, sobald der Nutzstrom die Größe des vorgegebenen Mindeststromes erreicht hat. Weiterhin ist das Auswechseln der zustromseitigen Dichtung des Nebenstromventils bei abstromseitig geöffnetem Ventilgehäuse schwierig, da die Dichtung von dort aus nicht unmittelbar zugänglich ist, sondern nur durch die Zwischenräume zwischen den Haltestreben der Ventilführungen erreichbar ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, das eingangs bezeichnete Mindeststromventil so zu verbessern, daß keine Querkräfte die Ventilspindelführung im Bypaßventilkorper belasten und eine leichte Montage und Ersatzbestückung der Ventildichtungen des Nebenstromventils möglich ist.

Die Lösung besteht darin, daß die Bypaßverbindung ein Bypaßrohr ist, das im Ventilgehäuse mit mindestens einer Dichtung abgedichtet verschieblich gehalten ist, und der Byaßventilabschnitt, der die Steuerbohrungen trägt, und das Bypaßrohr einander einen seitlichen Führungsanschlag bieten oder an einer gemeinsamen gehäusefesten zustromseitigen Führung achsnah seitlich angeschlagen abgestützt oder axial geführt sind.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des verschieblichen Bypaßrohres erlaubt es, den Schutzschieber aus relativ einfachen Bauteilen zusammenzusetzen, die weitgehend auf Dreh- und Bohrwerken herstellbar sind. Außerdem ist es vorteilhaft möglich, aus einer Reihe von Einbauteilen unterschiedlichen bauseitig vorgegebenen Anforderungen zu entsprechen, was die Lagerhaltung und den Produktionsablauf vereinfacht. So kann insbesondere durch die Wahl einer geeigneten Stellfeder für die Rückstellung des Steuerkörpers, durch eine geeignete Wahl der Durchlaßcharakteristik des Steuerkörpers und durch eine vorgegebene Anordnung der Steuerbohrungen in der Spindel eine gewünschte Charakteristik hergestellt werden, wodurch ein weitgehend konstanter Mindeststrom des Pumpenstroms bei unterschiedlichem Nutzstrom garantiert ist. Bekanntlich bestehen unterschiedliche Anforderungen an das Regelverhalten des Ventils abhängig von der Charakteristik der Speisepumpe sowie des Verbrauchers. Aus sicherheitstechnischen Gründen ist es häufig erforderlich, einen relativ hohen Mindeststromanteil von bis zu 50% des Maximalstromes durchsetzen zu können. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung erlaubt derartige Querschnittsverhältnisse

für den Hauptstrom und den Bypaßstrom vorzusehen.

In einer ersten bevorzugten Ausgestaltung ist an dem Bypaßrohr einstückig ein Ventilkörper angeformt ist, der den Bypaßraum umgibt und durch den der rohrförmige Bypaßventilabschnitt der Ventilspindel zustromseitig in einer gehäusezentierten Führung geführt ist, an der der Ventilkörper nahe der Ventilspindel an einem Gegenanschlag in Richtung auf den Bypaßanschluß angeschlagen ist. In der Bohrung in dem Ventilgehäuse ist die Abdichtung des Bypaßrohres mit einem einfachen O-Ring vorgesehen, und im übrigen ist darin eine relativ enge Schiebepassung gegeben, die auf einem kurzen Bypaßrohrabschnitt eine zuverlässige Schiebeführung bildet. Der innere Ventilkörper ist des weiteren auf dem radial und axial durchbohrten Spindelabschnitt mit Dichtungsringen verschieblich gehalten. Mindestens der stromabseitige Dichtungsring ist vorzugsweise ein Glyd-Ring, der aus einem Dichtungs- und einem Anpreßteil besteht, und deshalb besonders geeignet ist, die Spindelwandung mit den radialen Steuerbohrungen abzudichten.

Der seitliche Anschlag des Ventilkörpers zur gehäusefesten Spindelführung ist vorzugsweise als ein Ringsegment von annähernd 180° ausgebildet, welcher mit einem Ringansatz an der stromaufliegenden Spindelführung so zusammenarbeitet, daß die Druckkraft der

Hochdruckflüssigkeit in Richtung auf die Nebenstromöffnung abgefangen wird.

Das Ringsegment das als Anschlag dient, ermöglicht das seitliche Verschieben und Herausnehmen des Bypaßrohres mit der Ventilkammer bei herausgezogener Spindel. Der Abstand des Ventilkörpers zur Wandung ist ausreichend bemessen,

daß das Bypaßrohr aus der Ventilkörperwand herausgezogen werden kann und somit dem Ventilgehäuse entnommen werden kann. Hierdurch ist ein müheloses Auswechseln der beiden Dichtungsringe möglich. Weiterhin lassen sich bei ausgebauter Spindel sehr einfach die radialen Steuerbohrungen an im Einzelfall vor Ort festgestellte Abweichungen der spezifizierten Pumpencharakteristik durch Aufbohren oder Einbringen von Ergänzungsbohrungen angleichen, so daß ein von der jeweiligen Größe des Hauptstromes unabhängiger konstanter Mindeststrom möglichst genau erbracht wird.

Die Anordnung des seitlichen Anschlages des Ventilkörpers läßt sich selbstverständlich auch in umgekehrter Anordnung auf der anderen Seite der Spindel vornehmen, oder es können beiderseits komplementär Segmente und zugehörige Ringansätze vorgesehen sein.

In einer weiteren Ausführung ist es vorgesehen, daß der Anschlag des Ventilkörpers und der Gegenanschlag am Gehäuse durch entsprechende Hinterschneidungen ineinandergreifen, so daß eine axiale Verschiebung des Ventilgehäuses verhindert wird, sobald die Spindel eingesetzt ist.

Die querkraftfreie Lagerung der Spindel in dem Ventilkörper erbringt eine definierte Dämpfung der regelnden Spindelverstellung durch die Reibung in den Dichtungsringen, die durch Turbulenzen in der Strömung angeregte Regelschwingungen abbaut, die auf jeden Fall zu vermeiden sind, da ggf. eine schwingende Flüssigkeitssäule eine erhebliche Zerstörungskraft besitzt und unzulässige Geräusche erzeugt.

Die Spindelführungen sind vorzugsweise als Drehteile mit

Durchbrüchen hergestellt und in entsprechende zylindrische Ausnehmungen ins Gehäuse eingesetzt, vorzugsweise ist die zustromseitige Spindelführung an dem Gehäuse durch Schweißen oder einen Sperring festgelegt. Die abstromseitige Spindelführung läßt sich auch in loser Passung in das Gehäuse einsetzen, da sie einen ständigen Gegenhalt durch die Druckfeder bekommt. Wenn die Passung des Spindelführungseinsatzes ein ausreichendes Spiel aufweist, ergibt sich eine Selbstzentrierung der Spindel in den übrigen auf ihr befindlichen Lagerstellen.

In einer vorteilhaften Ausführung hat das Gehäuse eine zwischen einen speisepumpenseitig angeordneten Flansch und einem diesem parallel gegenüberliegend, nutzstromseitig angeordneten Flansch herausnehmbar einschiebbare, einstückige Blockform. Die die Einlaß-, Auslaß- und Bypaßöffnungen einfassenden, ebenen Seitenwände dienen dabei als Abstützflachen für die entsprechenden Flansche, welche abdichtend und lösbar an diesen Seitenwänden festlegbar sind. Durch diese Konstruktion entfallen Stutzen mit Flanschen an dem Pumpenschutzschieber, wodurch eine wesentlich geringere Bauhöhe und -breite erzielt werden und Gewicht eingespart wird.

Außerdem entfällt ein Gehäuseflansch zum Zusammenhalten zweier Gehäuseteile. Es ist nur ein rudimentäres zweites Gehäuseteil in ringform abstromseitig eingesetzt, das die zentrierende Spindelführung axial festlegt und das Gehäuse abdichtet wenn der externe Rohrflansch vorgeschraubt ist.

In weiteren Ausführungen ist der Bypaßventilabschnitt der Steuerspindel mit einer Lochplatte oder mit einer gelochten Gabel bestückt. Hierbei findet die Lochplatte eine seitliche Abstützung durch Lagerrollen am

Bypaßstutzen, oder die gelochte Gabel ist in passenden Ausnehmungen am Bypaßrohr geführt. Bei dieser Ausführung ist das Bypaßrohr beidseitig in den Gehäusewänden abgedichtet gelagert, so daß es keine Axialkräfte aufzunehmen hat, und auch die Gabelführung ist fei von Axialkräften bezogen auf die Bypaßrohrachse.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Figuren 1 bis 8 dargestellt.

Fig. 1 zeigt einen axialen Querschnitt durch das Ventil in einer ersten Ausführung;

Fig. 2 zeigt eine Aufsicht auf den Ventilkörper mit dem Verbindungsrohr, ausgebaut von Fig. 1;

Fig. 3 zeigt ein Detail einer weiteren Ausführung des Anschlages und Gegenanschlages zu Fig. 1,

Fig. 4 zeigt einen senkrechten Schnitt durch eine zweite

Ausführungsform des Pumpenschutzschiebers mit einer über Rollen geführten Schieberplatte zur Steuerung des Bypaßstromes,

Fig. 5 zeigt eine Ansicht durch den Bypaßstutzen nach Fig. 4 gemäß Schnitt A - A,

Fig. 6 zeigt einen senkrechten Schnitt durch eine dritte Ausführungsform des Pumpenschutzschiebers mit zwei gabelartig angeordneten Schieberplatten zur Regulierung des Bypaßstromes,

Fig. 7 zeigt eine Seitenansicht der auf dem Bypaßrohr aufgesteckten Gabelschiebers mit Durchlaßöffnungen

Fig. 8 zeigt eine untere Ansicht auf das Bypaßrohr mit aufgesteckter Gabel.

Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch das Ventilgehäuse (2A, 2B) einer ersten Ausführung, das aus Gehäuseteilen besteht die abgedichtet zusammengeschraubt sind und endseitig jeweils einen Flansch tragen. In den beiden Ventilgehäuseteilen ist jeweils eine Spindelführung (12, 15) für eine koaxiale Führung einer Spindel (6) angeordnet.

Die Spindel (6) trägt mit ihr festverbunden einen Steuerkörper (5) welcher mit einem gehäuseseitigen Steuerkörpersitz (51) zusammenarbeitet, so daß abhängig vom Nutzstrom (N) eine mehr oder weniger große axiale Verschiebung des Steuerkörpers (5) aus dem Sitz (51) auftritt. Der Steuerkörper (5) erfährt bei einer Anordnung, wie dargestellt, eine Rückstellkraft durch sein Gewicht und das Spindelgewicht. Er ist vorzugsweise außerdem durch eine Druckfeder (7) gegen die Spindelführung (12) zur Rückstellung abgestützt. Die Druckfeder (7) ist an der Spindel (6) eng anliegend und reicht in eine zylindrische Ausnehmung (52) des Steuerkörpers (5) hinein, wodurch die Baulänge gering ist.

Der zustromseitige Teil der Spindel (6) ist Teil des Nebenstromventils. Er ist von einer axialen Bohrung (60) durchsetzt, welche mit umfang- und längenmäßig verteilten Steuerbohrungen (61), die beispielsweise entlang einer Wendel angeordnet sind, verbunden ist. Die radialen Steuerbohrungen (61) münden in einen Ringraum (80) eines inneren Ventilkörpers (8). Der Ringraum (80) ist obenendig durch eine Glyd-Ringdichtung (55) und untenendig durch eine O-Ring-Dichtung (56) gegen die Spindel (6) abgedichtet. Seitlich aus dem Ringraum (80) führt ein Bypaßrohr (10) welches in einer Gleitdichtung in einer Gehäusebohrung (20) in der Gehäusewand (2W) des

Ventilgehäuses (2B) gehalten ist. Die Gleitführung ist mit einer O-Ring-Dichtung (57)abgedichtet. An die Gehäusebohrung (10A) schließt sich ein Bypaßstutzen (13A) mit einem Bypaßanschlußflansch (13) an, der den Bypaßstrom (B) ableitet.

Das Bypaßrohr (10) ist mit einem Längenabschnitt in der Seitenwandung (2W) des Ventilgehäuses (2B) gelagert, der eine Länge (L) aufweist, die kürzer als der Abstand (A) der Ventilkörperwandung (8W) von der inneren Ventilgehäusewandung (2W) ist, wodurch das einfache Ein- und Ausbauen ermöglicht ist.

In der dargestellten unteren Position der Spindel (6), in der der Steuerkörper (5) an dem Steuerkörpersitz (51) seinen Anschlag findet, sind sämtliche Steuerbohrungen (61) in den Ringraum (80) geführt. Wird ein Nutzstrom (N) durch den angeschlossenen Verbraucher freigegeben, so öffnet sich der Steuerkörper (5) gegenüber dem Steuerkörpersitz (51), wobei gleichzeitig die stromabseitig liegenden Steuerbohrungen (61) gemäß der Axialverschiebung der Spindel (6) geschlossen werden, da sie in den Bereich der Ventilkörperwandung und der abstromseitigen Ventildichtung (55) des Ringraumes (80) eingezogen werden.

Der Ventilkörper (8) hat zustromseitig einen segmentförmigen Anschlag (82) der an dem Gegenanschlag (16) an der Spindelführung (15) einen formschlüssigen Halt findet, der die Seitenkraft des Druckwassers in Richtung des Bypaßstromes (B) abfängt.

Zur Anpassung der Charakteristik im Bypaßstromzweig ist es vorteilhaft, in dem Bypaßrohr (10) und/oder in der Gehäusebohrung (20) Drosselkörper (4) einzusetzen, die

beispielsweise aus einer jeweils wählbaren Anzahl von Lochplatten mit Abstandshaltern besten.

Figur 2 zeigt eine zustromseitige Aufsicht auf den Ventilkörper (8) mit dem Bypaßrohr (10). Man erkennt das Anschlagsegment (82), das sich auf der dem Bypaßrohr (10) gegenüberliegenden Seite befindet und einen Winkel von etwa 170° umfaßt, wodurch der Anschlag nach drei Seiten eine Zentrierwirkung hat.

Figur 3 zeigt einen Ausschnitt der Anschlagpaare (82*, 16*), die auf der Bypaßrohrseite der Spindel vorzusehen sind. Hierbei ist der Anschlag (82*) als Ringansatz und der gehäuseseitig bezogene Gegenanschlag (16*), an dem Spindelführungsteil (15) als Ringsegment ausgebildet.

Hierbei ist weiterhin vorgesehen, daß der ringförmige Anschlag (82*) und der ringsegmentförmige Gegenanschlag (16*), jeweils axial benachbart eine Hinterschneidung (83) hinter einem Ansatz (17) aufweisen, so daß sie in axialer Richtung den Ventilkörper (8) mittels einer hakenförmigen Verklammerung auch axial lagesichern. Auf diese Weise wird der Strömungsdruck von Seiten des Speisepumpenanschlusses (S) abgefangen, so daß er keine verkantenden Lagerkräfte in den Dichtungen (55, 56, 57) entstehen läßt.

Der Pumpenschutzschieber in einer zweiten Ausführung gemäß Fig. 4 besteht aus einem Gehäuse (1), welches eine speisepumpenseitige Einlaßöffnung (1A), eine nutzstromseitige Auslaßöffnung (IB) und eine nebenstromseitige Bypaßöffnung (IC) aufweist. In dem Gehäuse (1) ist eine Spindel (6A) in koaxialen, durchströmbaren Führungen (12, 15) axial verschiebbar gelagert. An der Spindel (6A) ist zustromseitig ein Steuerkörper (5) befestigt, der mit einem Steuerkörpersitz

(51) des Gehäuses (1) zum Öffnen und Schließen zusammenwirkt und vom Nutzstrom beaufschlagt stromab öffnet. Mit diesem Steuerkörper (5) wird gleichzeitig eine den Bypaßstrom in die Bypaßöffnung (IC) freigebende und/oder absperrende Vorrichtung betätigt.

Der Steuerkörper (5) erfährt eine Rückstellkraft durch sein Gewicht und das Gewicht der Spindel (6A). Er ist zusätzlich durch eine Druckfeder (7) gegen die Führung (12) zur Rückstellung abgestützt. Die Druckfeder (7) ist an der Spindel (6A) eng anliegend und reicht in eine zylindrische Ausnehmung (52) des Steuerkörpers (2A) hinein, wodurch die Baulänge gering ist.

Besonders vorteilhaft weist das Gehäuse (1) eine zwischen einem speisepumpenseitig angeordneten externen Flansch (12A) und einem diesem parallel gegenüberliegend, nutzstromseitig angeordneten externen Flansch (12B) einschiebbare, einstückige Blockform auf. Dabei dienen die die Einlaß-, Auslaß- und Bypaßöffnungen (1A, IB, IC) einfassenden Seitenwände (11A, 11B, 11C) als Abstützflächen und Gegenflansche für die entsprechenden externen Flansche (12A, 12, 12C), welche abdichtend und lösbar an diesen Seitenwänden (11A, 11B, 11C) festlegbar sind. Auf diese Weise läßt sich der Pumpenschutzschieber einfach montieren und demontieren. Da am

Pumpenschutzschieber selbst keine Flansche notwendig sind, wird die Gesamtbauhöhe deutlich reduziert und Gewicht eingespart. Das abstromseitige Gehäuseteil (2A*) ist als ein Einsatzring mit Ringdichtung ausgebildet und in das blockförmige Gehäuseteil (2B*) eingesetzt.

In der zweiten Ausführungsform ist die die Bypaßöffnung (IC) freigebende und/oder absperrende Vorrichtung von

einer Schieberplatte (64) gebildet, die zwischen Haltevorsprüngen (65) der Spindel (6A) gehalten ist. Bei einer Verschiebung des Steuerkörpers (5) wird die Schieberplatte (64) vor einer Eintrittsöffnung (80A) eines Bypaßrohres (10A) verschoben und rollt dabei über am Bypaßrohrstutzen (10A) angeordnete Rollen (70) ab. Die Schieberplatte (64) besteht aus einem Steueröffnungen (62) aufweisenden, gelochten Abschnitt und einem geschlossenen Abschnitt. In der geschlossenen Stellung des Steuerkörpers (5) liegen die Steueröffnungen (62) vor der Eintrittsöffnung (80A); in der vollständig geöffneten Stellung des Steuerkörpers (5) sperrt der geschlossene Abschnitt der Schieberplatte (64) die Eintrittsöffnung (80A) über ein Dichtungssystem dicht ab. Diese Ausführungsform ist besonders für Einsätze im Hochdruckbereich, d.h. bei einem Druck von 50 bar und mehr, geeignet, da die Schieberplatte (64) sich zur Entlastung der Dichtung (58) auf den beiden parallelen Rollen (70) gleichmäßig abstützt, wie Fig. 5 verdeutlicht.

In einer dritten Ausführungsform, gemäß Fig. 6, ist die die Bypaßöffnung (IC) freigebende und/oder absperrende Vorrichtung von einer mit dem Steuerkörper (5) verbundenen Gabel (9) , bestehend aus zwei parallelen Schieberplatten (9A, 9B), gebildet, wie Fig. 7 und 8 im Detail zeigen. Diese Gabel (9) ist über ein senkrecht zur Spindel (6B) verlaufendes, beidendseitig mit O-Ringen (57) im Gehäuse (1) abdichtend gehaltenes Bypaßrohr (10B) in Spindel- Längsrichtung verschiebbar gesteckt. Der Innendurchmesser des Bypaßrohres (10B) ist zu seinem der Bypaßöffnung (IC) •gegenüberliegenden Ende hin verringert. Dieses Bypaßrohr (10B) ist im Bereich der Gabel (9) parallel zu den Gabelflächen und zu beiden Seiten angeschnitten und weist

dadurch dort Einströmöffnungen (8OB) auf, wie auch Fig. 7 verdeutlicht. Die Schieberplatten (9A, 9B) der Gabel (9) bestehen jeweils aus einem Steueröffnungen (63) aufweisenden, gelochten Bereich und einem geschlossenen Bereich. In der geschlossenen Stellung des Steuerkörpers (5) befinden sich die Steueröffnungen (63) jeweils vor den Einströmöffnungen (80B) des Bypaßrohres (10B); in der vollständig geöffneten Stellung des Steuerkörpers (5) sperren die geschlossenen Bereiche der Schieberplatten (9A, 9B) die Einströmöffnungen (80B) dicht ab. Dazu ist die Gabel (9) zu beiden Seiten passgenau in den Ausnehmungen des Bypaßrohres (10B) geführt.

Das Bypaßrohr (10B) oder der Bypaßrohrstutzen (10A) sind mit Dichtungen (57) in der Gehäusewandung (11C) gehalten. In ihm können ein oder mehrere Drosselkörper (4A) angeordnet sein. Das Bypaßrohr (10A), Fig. 6, ist in das Gehäuse (1) vom Innenraum aus seitlich herausnehmbar eingesetzt. Ebenso sind die Spindel (6A, 6B), die nutzstromseitig angeordneten Führungen (12) für die Spindel (6A, 6B), der Steuerkörper (5) mit der Schieberplatte (64) oder der Gabel (9) und der Bypaßrohrstutzen (10A) nutzstromseitig in das Gehäuse (1) herausnehmbar einzusetzen. Damit ist eine einfache und sichere Montage und Wartung möglich.

In den Seitenwänden (11A, 11B, 11C) des Gehäuses (1) sind Gewindebohrungen (14) zur Aufnahme von Schrauben zur Befestigung der Flansche (12A, 12B, 12C) angeordnet.