DE1250220B - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

F16k

Deutsche Kl.: 47 g - 35/01

Nummer: 1250220

Aktenzeichen: S 75003 XU/41 g Anmeldetag: 26. Juli 1961 Auslegetag: 14. September 1967

Die Erfindung bezieht sich auf ein Absperr- oder Drosselventil zur geräusch- und vibrationsarmen Drosselung strömender gasförmiger Medien, insbesondere zur Druckreduzierung von Dampf, unter Verwendung von mindestens einem Drosselkörper mit einer Mehrzahl, insbesondere Vielzahl von Durchbrechungen unmittelbar hinter dem Ventilsitz.

Es ist bereits ein Druckreduzierventil bekanntgeworden, bei dem eine Drosselstrecke, mit einer Siebplatte oder einer Anzahl von Siebplatten versehen, hinter dem Absperr- oder Drosselventil angebracht ist. Weiterhin gibt es Anordnungen, bei denen einzelne Siebplatten durch Übereinanderschichtung in einem konischen Rohr in geringerem Abstand voneinander und unter Versetzung der Durchtrittsöffnungen gegeneinander ein labyrinthartiges Verzweigungssystem bilden. Andere Anordnungen sehen einzelne Drosselscheiben mit Durchbrechungen in bestimmten Abständen hintereinander vor.

Auch bei dem Ventil nach der Erfindung wird von derartigen Einbauten Gebrauch gemacht. Bei einem bekannten Druckreduzierventil mit solchen Einbauten in Gestalt einer hinter dem Verschlußstück angeordneten Drosselstrecke wird diese durch ein labyrinthartiges Verzweigungssystem unmittelbar hinter dem Ventilsitz des Verschlußstückes gebildet. Dieser bekannten Anordnung liegen Erkenntnisse und Überlegungen zugrunde, die darauf beruhen, daß das Auftreten von Druckschwankungen, die beim ungeregelten Zerfall von Freistrahlen und beim Vermischungsvorgang erzeugt werden, Geräusche und Vibrationen hervorruft. In einem labyrinthartigen Verzweigungssystem soll das strömende Medium bei niedriger Geschwindigkeit unter ständigen Richtungs- und gegebenenfalls Geschwindigkeitsänderungen durch innere turbulente und molekulare Reibung auf einen vorgegebenen Enddruck entspannt werden.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Verbesserung einer solchen Anordnung im Sinne einer weiteren Reduzierung von Geräuschen und Vibrationen herbeizuführen, und vermeidet einerseits ebenfalls die dort weitgehend unterdrückte Störquelle des Entstehens von Hohlraumschwingungen bei ungünstigen Abmessungen von Hohlräumen im Abströmraum. Dies bedeutet also geringstmöglichen Abstand zwischen eingebautem Drosselkörper und Verschlußstück des Ventils. Andererseits geht es bei der Erfindung aber auch darum, die Bildung von Freistrahlen zu vermeiden, die bei Auflösung der Strömung in einzelne, den Durchbrechungen im

Ventil zur geräusch- und vibrationsannen Drosselung gasförmiger Mittel, insbesondere von Dampf

Anmelder:

Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München, Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Als Erfinder benannt: Richard Oertel, Erlangen

Drosselkörper entsprechende Teilströme hinter dem Austritt aus diesen öffnungen entstehen. Demgemäß besteht die Erfindung darin, daß der

ao dem Ventilsitz benachbarte Drosselkörper einerseits in an sich bekannter Weise eine im wesentlichen kegelförmige Oberfläche aufweist, dabei jedoch so gestaltet und ausgebildet ist, daß seine Kegelspitze unmittelbar an den Ventilkegel heranreicht, anderer seits mit in solcher Richtung, insbesondere in an sich bekannter Weise senkrecht zur Oberfläche verlaufenden Durchbrechungen versehen ist, daß die aus den Durchbrechungen austretenden Einzelströmungen sich gegenseitig stören und eine Ausbildung von Freistrahlen weitgehend verhindern. Das durchtretende Medium, welches dazu neigt, hinter dem Austritt aus jeder Durchbrechung einen Freistrahl zu bilden, wird jetzt in«der Weise beeinflußt, daß immer wieder Freistrahlen zusammenprallen, so daß damit eine Auflösung der gerichteten Strömungen stattfindet.

Bei einer bekannten Anordnung befindet sich zwar auf der Niederdruckseite eines Reduzienentils ein kegelförmiger Drosselkörper mit senkrecht zu seiner Oberfläche angeordneten Durchbrechungen. Diese Durchbrechungen werden aber von der Innenseite des Kegels nach außen hin durchströmt, so daß auch dort eine Störung der sich ausbildenden Freistrahlen nicht erfolgen kann.

Es ist an sich bereits bei Wasserhähnen bekanntgeworden, zur Geräuschdämpfung auf. der Hochdruckseite Drosseleinsätze mit Lochscheiben zu verwenden, wobei diese Lochplatten auch durch konische Scheiben gebildet sein können, deren Durch- brechungen in Strömungsrichtung parallel zueinander schräg nach innen oder nach außen gerichtet sein können.

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Wenn bei dieser bekannten Einrichtung Drosseleinsätze von konischer oder kugelschalenförmiger Gestaltung mit Ausbuchtung sowohl in Strömungsrichtung als auch entgegengesetzt zur Strömungsrichtung verwendbar sind, so stellen diese Formen untereinander als gleichwertig zu betrachtende, beliebig einsetzbare Lochscheiben dar. Bei beabsichtigtem Einbau eines solchen -kegelförmigen Drosselkörpers in ein Ventil, auf das sich die Erfindpng bezieht, würde man das Drosselorgan im Bestreben, es in der eingangs geschilderten Weise in geringstmöglichem Abstand vom engsten Querschnitt an der Stelle hinter dem Ventilsitz des Verschlußstückes anzuordnen, so einbauen, daß die-Kegelspitze in Abströmrichtung zu liegen käme, da nur so die geschilderte Bedingung erfüllt wäre. Demgegenüber sieht aber die Erfindung vor, den Drosselkörper mit kegelförmiger Oberfläche mit seiner Kegelspitze unmittelbar an den Ventilkegel heranreichen zu lassen. Dabei wird eine erst durch praktische Versuche gewonnene Erkenntnis ausgenutzt, die darin besteht, daß eine hervorragende Geräusch- und Vibrationsminderung in diesem Fall trotz Nichteinhaltung eines geringstmöglichen Abstandes zwischen dem engsten Querschnitt des Drosselkanals hinter dem Ventilsitz und dem Drosselkörper ermöglicht wird.

Andererseits wird aber dieser Abstand durch unmittelbares Heranreichen der Kegelspitze an den Ventilkegel des Verschlußstückes nicht so groß, daß ein zur Ausbildung störender Schallschwingungen geeigneter Resonanzraum hinter dem Ventilsitz entstehen könnte. Durch die im Querschnitt dachförmige Gestaltung des Drosselkörpers wird überdies seine Oberfläche vergrößert, so daß an dieser Stelle der Abströmraum des Ventils nicht übermäßig erweitert werden muß. Auch hinsichtlich der mechanischen Beanspruchung des Drosselkörpers ist eine derartige Gestaltung von Vorteil, da im Gegensatz zu ebenen Lochplatten eine größere Steifigkeit des Körpers erreichbar ist, so daß Eigenschwingungen kaum mehr aufzutreten vermögen und die Druckbeanspruchung auf den Außenrand günstiger gestaltet werden kann, wobei der Drosselkörper als Voll- oder Hohlkegel ausgebildet sein kann.

Die Erfindung gestattet, in an sich bekannter Weise mehrere Drosselkörper hintereinander anzubringen. Dadurch läßt sich stufenweise ein Druckabbau des strömenden Mediums ermöglichen. Wenn für die Einbauten statt einer Befestigung durch Einschweißen eine Flanschbefestigung gewählt wird, ist dadurch ein besonders leichter Ein- und Ausbau und somit eine jeweils von Fall zu Fall zu ermittelnde weitgehend optimale Anpassung an die Betriebsverhältnisse möglich.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht in der Ausbildung der unteren Fläche des Drosselkörpers als Hohlkegel. Weiterhin kann im Rahmen der Erfindung der Drosselkörper unmittelbar oder über Halteglieder in eine Passung in den Ventilsitzaustritt eingesetzt werden.

Die Erfindung eignet sich nicht nui für Eckventile, sondern bietet für Durchgangsventile noch besondere Vorteile. Bei Durchgangsventilen kann der Drosselkörper an der Vorderseite eines Rohrstückes angebracht sein oder die Vorderseite des Rohrstückes selbst bilden. Dieses Rohrstück kann dann unmittelbar in den Abströmraum des Durchgangsventils eingesetzt werden. Auchhierbei ist es von

Vorteil, in dem Ventilsitzaustritt eine Passung vorzusehen, in welche sich der Drosselkörper einlegt.

Wenn als Halterung für einen oder mehrere Drosselkörper ein im wesentlichen zylindrisches Rohr-5 ^f stück vorgesehen ist, so kann dieses mit'Durchbrechungen versehen sein, die so angebrächt und ausgebildet sind, daß sie zur geräuscharmen Drosselung beitragen.

Schließlich kann eine vorteilhafte Ausgestaltung

ίο der Erfindung auch noch darin bestehen, das Innere des Rohrstückes in an sich bekannter Weise mit einer Füllung zur Bildung eines Labyrinthes zwecks stetiger Richtungsumkehr und Änderung der Geschwindigkeit des strömenden Mediums zu versehen.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele in ihren für die Erfindung wesentlichen Teilen in stark vereinfachter Darstellung. Bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein Eckventil, bei den Fig. 2, 3 und 4 um Durchgangsventile. Gleiche oder einander entsprechende Teile sind in beiden Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel tritt der Dampf in Richtung des Pfeiles 1 in den Rahmen 2 oberhalb des Ventilkegels 3 ein. Hier kann es sich um ein Absperr- oder Drosselventil handeln; es ist aber auch möglich, zur gleichzeitigen Druckreduzierung und Kühlung von Dampf ein Dampfumformventil mit Wassereinspritzung zu verwenden, bei dem in geeigneter Weise Kanäle zur Zuführung des Kühlwassers vorgesehen sind. Für alle diese Ventile ist die Erfindung brauchbar. Im Abströmraum 4 des Ventils befindet sich mögliehst nahe an der Drosselstelle der Drosselkörper 5 mit kegelförmiger Oberfläche und einer Vielzahl von Durchbrechungen 6. Diese sind, wie die Figuren erkennen lassen, so angebracht, daß sich die aus dem Körper 5 austretenden Einzelstrahlen gegenseitig stören und eine Freistrahlbildung wirksam verhindern. Für stufenweise erfolgenden Druckabbau kann ein weiterer Drosselkörper 7 oder können noch zusätzliche Drosselkörper Verwendung finden.

Die Ventilwandung 8 ist zur Aufnahme des Drosselkörpers mit einer Ausnehmung 9 versehen, um eine einwandfreie Halterung des Drosselkörpers sicherzustellen. Bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Drosselkörper 5 und 7 an einem konischen Rohrstück 10 gehalten, welches in die Wandung 8 des Abströmraumes eingeschweißt ist. Der Dampf verläßt dann in Richtung des Pfeiles 11 weitgehend geräusch- und vibrationsfrei den Abströmraum.

Bei den in den F i g. 2, 3 und 4 dargestellten Ausführungsformen dient zur Halterung des Drosselkörpers 5 ein zylindrisches Rohrstück 12. Dieses sitzt einerseits in einer geeigneten Passung 13 unterhalb des Ventilsitzes und wird andererseits in der gegenüberliegenden Wandung 14 des Abströmraumes gehalten. Hier befindet sich meist ohnehin eine öffnung, die die Bearbeitung der Ventilbohrung unterhalb des Ventilsitzes gestattet. Diese öffnung kann so gestaltet werden, daß das zylindrische Rohrstück 12 einführbar ist. Eine Befestigung kann durch Verschrauben, Verschweißen oder in anderer Weise erfolgen. Es wäre auch denkbar, zur Erleichterung ' der Auswechselbarkeit das Rohrstück 12 lediglich einzuschieben und von unten her durch einen aufge-

Claims (6)

schraubten Deckel zu halten. Bei dem in F i g. 3 veranschaulichten Beispiel ist das Rohrstück mit einem Flansch 18 zur Befestigung mit Schrauben 19 und 20 versehen. Das Rohrstück 12 ist, wie Fig. 2 zeigt, mit Durchbrechungen 15 und 16 versehen, um den Dampf in den Abströmraum 17 austreten zu lassen. Diese öffnungen können ebenfalls in eine Vielzahl einzelner kleiner Durchbrechungen aufgelöst werden, um hier eine nochmalige Drosselung zur Geräuschverminderung zustande kommen zu lassen. Hierfür zeigt F i g. 4 ein Beispiel. Die Durchbrechungen sind mit 21 bezeichnet. Darüber hinaus kann auchjier Innenraum des Rohres 12_mit geeigneten körpern 22 solcherjGestaltung und Anordnung ausgefüllt sein, Haß sich "einj Uabynri"th~"bildet7 Zu Niesern "Zwecke können in an sich bereits bekannter Weise Kugelfüllungen oder Packungen aus regelmäßig "oder unregelmäßig geformten Körpern vorgesehen sein. rlPalSit^sprüche^^'

1. Absperr- oder Drosselventil zur geräusch- und vibrationsarmen Drosselung strömender gasförmiger Medien, insbesondere zur Druckreduzierung von Dampfunter Verwendung von mindestens einem Drosselkörper mit einer Mehrzahl, insbesondere Vielzahl von Durchbrechungen unmittelbar hinter dem Ventilsitz, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Ventilsitz benachbarte Drosselkörper (5, 7) einerseits in an sich bekannter Weise eine im wesentlichen kegelförmige Oberfläche aufweist, dabei jedoch so gestaltet und ausgebildet ist, daß seine Kegelspitze unmittelbar an den Ventilkegel (3) heranreicht, andererseits mit in solcher Richtung, insbesondere in an sich bekannter Weise senkrecht zur Oberfläche verlaufenden Durchbrechungen (6) versehen ist, daß die aus den Durchbrechungen austretenden Einzelströmungen sich gegenseitig stören und eine Ausbildung von Freistrahlen weitgehend verhindern.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Fläche des Drosselkörpers (5, 7) als Hohlkegel ausgebildet ist.

3. Ventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkörper (5, 7) unmittelbar oder mittels Haltegliedern (10, 12) in einer Passung in dem Ventilsitzaustritt (8, 9) eingesetzt ist.

4. Ventil nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß, insbesondere bei Verwendung eines Durchgangsventils, als Halterung für einen oder mehrere Drosselkörper (5) ein im wesentlichen zylindrisches Rohrstück (12) vorgesehen ist.

5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (12) mit Durchbrechungen (15, 16, 21) versehen ist, die so angebracht und ausgebildet sind, daß sie zur geräuscharmen Drosselung beitragen.

6. Ventil nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Innere des Rohrstückes

(12) in an sich bekannter Weise mit einer Füllung zur Bildung eines Labyrinthes (22) zwecks stetiger Richtungsumkehr und Änderung der Geschwindigkeit des strömenden Mediums versehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 270025, 1063432, 067 653;

schweizerische Patentschrift Nr. 199 135;
britische Patentschrift Nr. 736 486;

»Mitteilungen der V.G.B.«, H. 44, Oktober 1956, S. 349 bis 353.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

709 647/300 9.67 Q Bundesdruckerei Berlin