DE1913355C - Geräuscharm arbeitendes Druckreduzierventil - Google Patents

Description

= S₀ ·

Die Erfindung betrifft ein geräuscharm arbeitendes entspricht, wobei die Wölbung der Querschnittsflächen ruckreduzierventil für gasförmige Medien mit einem S_{1) und S₀ derart ist, daß der kürzeste Abstand zwieinem rohrförmigen Abschniu angeordneten porö- 65 sehen zwei entsprechenden jeweils zwei benachbarten n Körper unterschiedlicher Dicke, der den ganzen Flächen gehörenden Punkten gleich dem Abstand rksamen Durchgangsquerschnitt im rohrförmigen dieser Flächen auf der Symmetrieachse des porösen asdiiiitt einnimmt und ScilenÜiiUien aufweist, deren Körpers ist.

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Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist ein ausgebildet ist. Einer der seitlichen Bereiche 12a des geräuscharmes Entspannen des das Druckreduzier- porösen Körpers 12 ist dicht abschließend mit der ventil durchströmenden Gases bei allen Durchsatz- Schulter 11 verbunden und umschließt diese bis zu mengen gewährleistet, die kleiner als der oder gleich deren Niederdruck-Außenseitella,
dem Nenndurchsatz sind, für den das Drückreduzier- 5 An der anderen Seitenfläche 126 des porösen ventil ausgelegt worden ist. Beim Durchströmen des Körpers 12 liegt eine Membran 13 an, deren Rand porösen Körpers, in Richtung von der Hochdruckseite zwischen dem niederdruckseitigen Ende der Seitenzur Niederdruckseite, findet das Gas stetig zunehmende fläche 12b und einem Halterungskörper, beispielsweise Isobaren-Durchströmquerschnitte vor, die der durch ein Schalenkörper 14, eingespannt ist, welcher zusamdie Gasentspannuog bewirkten Volumenvergrößerung io men mit der Membran Iß eine Kammer 15 bildet, die derart angepaßt sind, daß bei einem gegebenen Durch- über eine Leitung 16 mit einer nicht gezeigten Drucksatz, der gleich dem oder kleiner als der Nenndurchsatz mittelquelle in Verbindung steht, wobei die Anordnung ist, die mittlere Strömungsgeschwindigkeit des Gases an derart getroffen ist, daß das Druckmittel von der der allen Stellen des porösen Körpers im wesentlichen Zuleitung 5 gegenüberliegenden Seite her auf die Memgleich ist. Deshalb wird das Gas weder im Inneren, 15 bran 13 einwirkt. Das hochdruckseitig liegende sich noch an der niederdruckseitigen Austritisfläche des verjüngende Ende des porösen Körpers 12 ist in bezug porösen Körpers Schallgeschwindigkeit erreichen, auf die vordere Randkantenebene bzw. Niederdruckwenn die Strömungsgeschwindigkeit des Gases in den Außenseitella des Rohres8 etwas nach rückwärts Porenengstellen der hochdruckseitigen Schicht des versetzt, so daß sich die Membran 13 gegen diese porösen Körpers geringer als die Schallgeschwindigkeit ao Außenseite 11a anlegen und damit den porösen Körper gewählt wird. 12 hochdruckseitig vollständig abdichten kann.

Die durch die Gasentspannung in den Poreneng- Das Rohr 8, der poröse Körper 12 und der Schalenstellen bewirkte Zunahme der kinetischen Gasenergie körper 14 befinden sich in einer z. B. ringförmigen wird durch Viskositätswirkung und Reibung in den Kammer 17, deren Wandungen herzförmig gekrümmt Porenräumen des porösen Körpers zwischen den ver- 35 sind. Diese Kammer bildet dabei die niederdruckseitige schiedenen Engstellen in Wärme umgewandelt. Der Kammer des Druckreduzierventils und ist ihrerseits poröse Körper erfährt daher eine Erwärmung, weiche mit der niederdruckseitigen Ableitung 6 verbunden, die durch die Gasentspannung bewirkte Abkühlung Die gewölbte Austrittsfläche 12c des porösen Körpers mindert oder ausgleicht. 12 mündet in den oberen Teil 17a der Kammer 17, der

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in 30 einerseits durch die Innenwandung dieser Kammer

den Unteransprüchen gekennzeichnet. und die Außenwand des Rohres 8 und andererseits

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Aus- durch die Austrittsfläche 12 c umschlossen wird. Der

führungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeich- Querschnitt dieser Kammer 17 nimmt mit zunehmen-

nungen näher erläutert. Es zeigt der Entfernung von der Achse des Druckreduzier-

F i g. leinen durch ein erfindungsgemäßes, geräusch- 35 ventils zu, d. h. also, es wird auf diese Weise der zu-

arm arbeitendes Druckreduzierventil gelegten Axial- nehmenden Vergrößerung des Gasvolumens Rechnung

schnitt, getragen, das an der niederdruckseitigen Austrittsfläche

F i g. 2 die Form des erfindungsgemäß ausgebildeten 12c des porösen Körpers austritt. Vom Rand der

porösen Körpers in einer Radialebene des Druck- Membran 13 ausgehend bis zur niederdruckseitigen

reduzierventils gesehen, 40 Ableitung 6 sind die verschiedenen Querschnitte dieser

F i g. 3 eine geometrische Konstruktion zur Bestim- Kammer 17 für den freien Gasdurchfluß der Obermung der Form des erfindungsgemäß ausgebildeten fläche der Austrittsfläche 12c des porösen Körpers proporösen Körpers und . portional. Der Schalenkörper 14 stützt sich an der

F i g. 4 eine graphische Darstellung der Beziehungen Innenwandung dieser Kammer 17 über Rippenelezwischen der Strömungsgeschwindigkeit des Gases im 45 mente 18 ab, welche mit dem Schalenkörper fest verporösen Körper, den Druckwerten und den Gasdurch- bunden sind,
satzwerten in diesem Körper. Nach einer bevorzugten Ausführungsform besitzt

Wie aus F i g. 1 hervorgeht, besitzt das Gehäuse 1 der poröse Körper 12 die Form eines Rotationskörpers des geräuscharm arbeitenden Druckreduzierventils eine und ist beispielsweise als Torus ausgebildet, der radial zylindrische Außenform und sitzt unter Zwischen- 50 im Schnitt gesehen eine etwa pilzförmige Gestalt beschallung von entsprechenden Dichtungen 2 zwischen sitzt, deren Basis sehr spitz zuläuft (s. auch F i g. 1). zwei Kupplungselementen 3, 4, an die sich jeweils eine Das hochdruckseitige Ende bzw. die hochdruckseitige hochdruckseitige Zuleitung 5 bzw. eine niederdruck- Mündung des porösen Körpers liegt dabei auf einem seitige Ableitung 6 anschließen. Die Befestigung und Kreis, dessen Durchmesser kleiner ist als der Durch-Halterung des Gehäuses 1 zwischen den beiden Kupp- 55 messer desjenigen Kreises, auf dem sich die Mittellinie lungsteilen 2,4 erfolgt mit Befestigungsbolzen 7. Die der Austrittsfläche 12c des porösen Körpers befindet, hochdruckseitige Zuleitung S mündet dabei in einem Bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel Halterungsrohr 8, das zur Leitung 5 koaxial in dem ist die Austrittsfläche 12c in der allgemeinen Strö-Gehäuse 1 des Druckreduzierventils angebracht ist. mungsrichtung / des Gases gesehen in bezug auf den An seinem hochdruckseitigen Ende ist dieses Rohr 8 6e> sich verjüngenden hochdruckseitigen Mündungsteil des dabei mittels eines Innengewindes 9 und einer Mutter porösen Körpers nach rückwärts versetzt. Bei einem 10 im Gehäuse 1 befestigt. An seinem anderen Ende anderen Ausführungsbeispiel ist dagegen die Anordbesitzt das Rohr 8 eine bogenförmig nach außen ge- nung derart getroffen, daß der sich verjüngende hrcbwölbte Schulter 11, die als Halterungs- und Dichtungs- druckseitige Mündungsteil und die Symmctrielinie der element für einen porösen Körper 12 dient, dessen 6.5 niederdrutkseitigen Aiistriltsfläche 12c in ein und derhodulruckseitig befindliches verjüngtes Ende an der selben F.bene senkrecht zur Hießrichtung / des Gases Sthulterll in der Nähe der Mündung des RohresS auf einer konischen Fläche liegen, deren Spit/e in I
ansetzt und dessen niederdruckseitiger Teil pilzförinig auf die Mündung sttömungsaufscitig liegt.

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Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel kann der V_n die als Maximalgeschwindigkeit gewählte

poröse Körper aus mehreren nebeneinander angeord- Nenngeschwindigkeit des Gases, die zwai

neten porösen Teilkörpern zusammengesetzt sein, die unterhalb der Schallgeschwindigkeit liegt

jeweils pilzförmig ausgebildet und am Rande ihrer dieser aber sehr nahe kommt,
niederdruckseitigen, nach zwei zueinander senkrechten 5

Richtungen gewölbten Austrittsflächen miteinander An Hand der Darstellung der F i g. 2 wird deutlich verbunden und ringförmig angeordnet sind. Die zwi- daß sich das Gas dank der besonderen Form des porösehen den verschiedenen »Pilzelementen oder Teil- sen Körpers 12, insbesondere der Seitenflächen 12a. körpern« befindlichen Zwischenräume werden dabei 126 und der AuslriUsfläche 12c desselben, im gesamter durch die Masse der Schulter 11 ausgefüllt, die ihrer- io porösen Körper gleichmäßig entspannt und ein EIeseits fest mit dem Rohr 8 verbunden ist, so daß die mentarvolumen des Gases Oberall auf den gleicher Membran 13 abwechselnd an der freien Seitenfläche minimalen Strömungswiderstand trifft, wie dies durch 12b der verschiedenen porösen Pilzelemente und an der die Pfeile /₃ angedeutet ist, die senkrecht zu der gedie Zwischenräume ausfüllenden Masse der Schulter 11 wölbten Querschnittsiiäche S(*> verlaufen,
anliegt. Auf diese Weise kann die Austrittsfläche 12c 15 Würde man nur die geraden Querschnitts- oder Plandes porösen Körpers 12 auch bei einem vorgegebenen flächen S(x> in Betracht ziehen, die mit ihren Rändern Durchmesser der Schulter 11 noch vergrößert werden. die Seitenflächen 12a und 126 begrenzen, so wäre die Zur Erzielung der sich sehr stark verjüngenden hoch- vorstehend erwähnte Bedingung nicht erfüllt. Aus diedruckseitigen Mündungen kann der poröse Körper aus sem Grunde wird vorgeschlagen, die einzelnen gerader mindestens zwei Arten von Kugeln unterschiedlicher ao bzw. ebenen Querschnittsflächen, für die das Flächen-Durchmesser gebildet werden, wobei die Kugeln mit verhältnis zweier benachbarter Querschnittsflächer dem kleineren Durchmesser im Bereich der nieder- durch die vorstehend angegebene exponentielle Verdruckseitigen Mündung des Rohres 8, d. h. der hoch- hältnisgleichung bestimmt ist, derart zu verformen, druckseitigen Mündung des Körpers 12, und die Kugeln daß die Krümmung der so gewölbten Querschnittsmit dem größeren Durchmesser im Bereich der nieder- 25 fläche S& in bezug auf die benachbarte hochdruckdruckseitigen Austrittsfläche des porösen Körpers an- seitige gewölbte Querschäuttsfläche S(^-1) mit der Umgeordnet sind. hüllenden E für alle Halbkreise C mit dem Radius / Die F i g. 2 veranschaulicht in schematischer Dar- zusammenfällt, deren Mittelpunkte auf dieser benachstellung einen Axialschnitt durch einen porösen Körper harten Querschnittsfläche S<j-d Hegen. Der Radius / 12, dessen eine, der Membran 13 abgewandte Seiten- 30 ist dabei gleich dem Abstand zwischen zwei benachbarfläche 12a vollständig abgedichtet ist, während dessen ten Querschnittsflächen in Richtung der Achse X geandere Seitenfläche 126 entweder ganz oder teilweise sehen.

durch die Membran 13 abgedeckt werden kann. Die Die F i g. 3 zeigt einen Axialschnitt durch den porö-Strömungsrichtung des auf der Seitenfläche 126 in den sen Körper 12 und veranschaulicht außerdem verporösen Körper Ϊ2 eintretenden und diesen durch- 35 srhiedene horizontale Linien, die jeweils den auf die strömenden Strömungsmittels ist durch die Pfeile/j,/j Achse X senkrecht stehenden Querschnitten S₁', und /₃ angezeigt. S₂'... S\_x-_lh S'_(I) entsprechen, deren Oberfläche durch Bei der in F i g. 2 gezeigten Form des porösen Kör- die vorstehend angegebene Verhältnisgleichung bepers 12 ist einerseits der Durchsatz des durch den porö- stimmt wird. Di? Kurve C, welche die Enden P₁, P₂', sen Körper 12 hindurchströmenden Gases zu der von 40 Ρ'_ΧΛ dieser Linien bzw. ebenen Querschnitte S₁', der Membran 13 freigegebenen Eintrittsfläche SE nicht S₂' — S'tr-i) miteinander verbindet, ist eine exproportional, und andererseits ist die mittlere Ge- ponentielle Kurve.

schwindigkeit des Gases im Inneren de£ porösen Kör- Zur Bestimmung der tatsächlich vorhandenen End-

pers bei gegebenem Durchsatz annähernd konstant. Zu fläche, welche die niederdruckseilige Austrittsfläche

diesem Zweck wird die Form des porösen Körpers 12 45 12 c des porösen Körpers 12 bildet, wird in der bleichen

derart bestimmt, daß das Verhältnis zwischen zwei ge- vorbeschriebenen Weise vorgegangen, indem beispiels-

wölbten Querschnittsflächen S₀, S_(I), die im Inneren weise von dem Querschnitt S₁' ausgegangen wird, der

des porösen Körpers senkrecht zur Symmetrieachse X sich in der Nähe des Ursprungs 0 der Achse X befindet

stehen, eine exponentielle Funktion darstellt: und der mit der technisch erzielbaren hochdruck -

50 seitigen Spitze des porösen Körpers 12 zusammenfällt.

m„V„² Aus der Fig. 3 geht hervor, daß die ebenen Quer-

-- a₀ · e ~--_p - · K^₁-A₀). schnitte S₂' und S₃' praktisch mit den entsprechend

. , " gewölbten oder gekrümmten Querschnitten S₂ und S₃

Uaoei sind zusammenfallen, deren Enden P_t und P₃ in bezug auf

AO und X₁ der Abstand der gewölbten Querschnitts- 55 die Punkte P₂' und P₃' nur ganz schwach nach unten

flächen S₀ und S, vom Ursprung 0 der verschoben sind.

Achse X, der gleichzeitig mit dem hoch- Demgegenüber hat die gewölbte Querschnittsfläche druckscitigcn Ende des porösen Körpers S(x) bzw. die Umhüllende E der Halbkreise mit dem zusammenfällt; Radiusr. deren Mittelpunkte sich auf der gewölbten D der Durchmesser der den porösen Körper ^6o Querschnittsfläche S_1x^ befinden, bereits einen Verbildenden Kugeln; ^lau'' ^{dcr SIC}" ^von demjenigen der entsprechenden α der Schult- oder Schichtungskocffizient der **?^ncn Q^ch'iitlsflächc S'_(I) wesentlich unlci sclici-_Kl|ßc|_n. ^dcl< "nd ihr äußerster Punkt P_x isl in bezug auf Jen ,. '.,. ... . „ entsprechenden Punkt P_x' ganz wesentlich verschoben. m_n die spezifische Masse des Gases unter nor- e_s Wird nun jeweils ahschniUwcisc in der sochen bemalen BcdHTgungcn; schricbcncn Weise vorgegangen, so wird" damit die /'„ «lcr Gasdruck Unter normalen Bcdmr>iin- Außcnform des porösen Körpers 12. d. Ii. einersrils die J'¹"»; Form der nic<lcMliticksciligcn Aiisfrillsflächc 12< inuJ

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andererseits die Form der Seitenfläche 126 bestimmt, progressiv vom hochdruckseitigen Ende in Richtung die die Punkte P₁, P_s... P_x-_U P_x und Pi₊₁ miteinander zur Austrittsfläche 12 c ab, wobei gegebenenfalls die verbindet, mit der Membran 13 zusammenwirkt, und Nominalgeschwindigkeit am hochdruckseitigen Beim Längsschnitt im wesentlichen die Form einer reich des porösen Körpers auftreten kann, ohne daß logarithmischen Spirale zeigt. 5 sie an irgendeiner Stelle des porösen Körpers über-

Die F i g. 4 zeigt eine graphische Darstellung inner- schritten wird. Daher findet die Gasentspannung vollhalb eines Koordinatensystems, bei dem auf der Ab- ständig im Inneren des porösen Körpers statt, und die szisse der Abstand Y in beliebigen Einheiten von der Gasströmungsgeschwindigkeit kann an keiner Stelle Austrittsfläche 12c bis zu einem beliebigen im Inneren des porösen Körpers Schallgeschwindigkeit erreichen, des porösen Körpers befindlichen Punkt angezeigt ist, io wenn die Nominalströmungsgeschwindigkeit, für die während auf der Ordinate das Verhältnis der Gasströ- der poröse Körper ausgelegt wurde, derart gewählt mungsgeschwindigkeiten zwischen einer Nennge- worden ist, daß sie geringer als Schallgeschwindigkeit schwindigkeit V_n, für die das Druckreduzierventil ist.

ausgelegt ist, und den tatsächlichen Gasströmungs- Für den Fall, daß der hochdruckseitig vom porösen geschwindigkeiten V_x aufgezeigt ist, wobei die Nenn- 15 Körper herrschende Druck im wesentlichen gering und geschwindigkeit die maximale zulässige Strömungs- konstant ist, ändert sich überraschenderweise die Gegeschwindigkeit der Gase für das Druckreduzierventil schwindigkeit des in den porösen Körper einströmendarstellt und noch unterhalb der Schallgeschwindigkeit den Gases nicht wesentlich, wenn der Durchsatz gering liegt. Die in voll ausgezogenen Linien dargestellten ist; vielmehr ergibt sich ein Geschwindigkeitswert, der Kurven d bis k entsprechen dabei den Linien für einen ao stets unterhalb des Nennwertes V_n liegt (s. die Kurgleichmäßigen Durchsatz für ein zwischen einem ven /,/, k). Wenn hingegen an der Hochdruckseite des Nominaldurchsatz und den tatsächlichen Durchsatz- porösen Körpers höhere Druckwerte vorliegen, so werten des Gases gegebenes Durchsatzverhältnis, und liegt die Grenze für die Eintrittsgesjhwindigkeit des die in gestrichelten Linien gezeichneten Kurven I Gases in dem porösen Körper bei einer Annäherung zeigen die Isobaren an, wobei es sich bei den angezeig- 35 des Durchsatzes an den Wert Null noch immer sehr ten Druckwerten um die in bar angegebenen Relativ- nahe bei der Nenngeschwindigkeit. Es besteht somit werte handelt, welche für einen niederdruckseitig keinerlei Gefahr, daß es an der hochdruckseitigen Eingegebenen Druck von 1 bar absolut errechnet wur- trittsfläche des porösen Körpers zu einer Geräuschden. bildung kommt, wenn die Nenngeschwindigkeit derart

Aus der graphischen Darstellung ist ersichtlich, daß 30 gewählt wurde, daß sie unterhalb des Wertes der Schall-

um die horizontale Gerade d, welche der an allen geschwindigkeit liegt.

Stellen des porösen Körpers gleichen Geschwindig- Bei dem beschriebenen Druckreduzierventil findet

keit V_n des Gases bei Nominaldurchsatz entspricht, die Entspannung des Gases vollständig innerhalb des

die anderen Gasströmungsgeschwindigkeiten bzw. an- porösen Körpers statt, ohne daß es dabei zu irgend-

deren Durchsätzen entsprechenden Kurven e,f,g,h, 35 einer Geräuschbildung kommt; da das Gas infolge der

i,j,k,o,p,q und s sämtlich in Richtung auf diese Reibungswärme in den Porenräumen bei seiner Ent-Geraderf zu verlaufen, wenn man sich von der Aus-' spannung nur sehr geringfügig abkühlt, wird die Gefahr

trittsfläche 12 c in Richtung auf das hochdruckseitige ausgeschaltet, daß es entweder im porösen Körper

Ende des porösen Körpers entfernt, d. h., wenn sich selbst oder aber, in Strömungsrichtung gesehen, nach

dieser Abstand X zum Ursprung 0 vergrößert. Die 40 diesem zur Bildung einer flüssigen oder sogar einer

Kurven e bh k für unter dem Nenndurchsatz liegende festen Phase kommt. Dieses Phänomen ist allgemein Gasgeschwindigkeiten lassen erkennen, daß die tat- als sogenannte »Vereisung« von Druckreduzierventilen

sächliche Gasgeschwindigkeit im porösen Körper die bekannt

Nenngeschwindigkeit V_n nur im Bereich des hoch- Einem bekannten Druckreduzierventil mit Entdruckseitigen Endes erreichen kann, während die Gas- 45 spannungsdüse wurde ein Naturgas mit einem absolu· geschwindigkeit an der Austrittsfläche 12c (Abstand X ten Druckwert von 4 bar und einer Temperatur von ist gleich 0) immer geringer als die Nenngeschwindig- H⁰C zugeführt und auf 1,020 bar entspannt, wobei die keit ist Wird hingegen der tatsächliche Durchsatz Temperatur des entspannten Gases bei 0⁰C lag. Dieser größer als der Nominaldurchsatz (s. die Kurven o, p, q Temperaturwert liegt zwischen dem Temperaturwert und s), d. h. also, die tatsächliche Strömungsgeschwin- 50 von —67⁰C, der bei einer isentropischen Entspannung digkeit des Gases ist größer als die Nominalgeschwin- erhalten worden wäre, und dem Temperaturwert von digkeit V_n, so nehmen die Strömungsgeschwindigkei- 9,6°C, der sich bei einer isenthalpischen Entspannung ten des Gases innerhalb des porösen Körpers von der ergeben hätte. Der durch das bekannte Druckreduzier-Austrittsfläche 12 c ausgehend im Körperinneren zur ventil gebildete Schallgeber hatte somit einen Wirkungs-Hochdruckseite hin rasch ab, so daß ausschließlich der 55 grad von 12%. Bei einem Druckreduzierventil mit im Bereich dieser Austrittsfläche vorhandene Teil des einem porösen Körper der vorstehend beschriebenen porösen Körpers wirksam zur Entspannung des Gases Fonn hingegen und unter den gleichen Ausgangsbeiträgt, wie dies aus den eng nebeneinanderliegenden bedingungen tritt das Gas mit einer Temperatur von Isobarenkurven I oberhalb der- Geraden d ersichtlich 10⁰C aus; das an den Porenengstellen entspannte Gas ist. Es muß somit der oberhalb der Geraden d befind- 60 wird abgekühlt, und infolge innerer Reibung in den liehe Geschwindigkeitsbereich vermieden werden, Porenräumen wird das Gas anschließend wieder erwenn eine geräuscharme Entspannung erreicht werden wärmt Es kommt dabei zu einer Erwärmung des posoll, und es darf auf keinen Fall die Gerade V über- rösen Körpers und des Gases. Dieser Effekt wird dam schritten werden, welche der Schallgeschwindigkeit vorstehend beschriebenen Phänomen überlagert, so entspricht 65 daß die Kühlwirkung der Entspannung wieder aufge-

Liegen dagegen die Durchsatzwerte unterhalb des hoben wird. Nominaldurchsatzes, so nimmt bei einem gegebenen Die direkte Entspannung eines Gases von 30 bar mit Durchsatzwert die entsprechende Geschwindigkeit einer bekannten, eine Düse aufweisenden Druck-

reduziervorrichtung müßte zu einer Temperatur von etwa—30°Cführen, während bei Verwendung des vorstehend beschriebenen Druckreduzierventils die erhaltene Temperatur nicht unterhalb eines Wertes von 0⁰C liegt. Es ist also mit Hilfe des beschriebenen Druckreduzierventils möglich, ein mit 30 bar gespanntes Gas mittels einer einzigen Stufe auf fast atmosphärischen

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Druck zu entspannen, ohne daß das Gas erhitzt werden muß, gleichgültig was für ein Durchsatz angestrebt wird. Auf diese Weise werden die für derartige Vorgänge erforderlichen Anlagen ganz wesentlich vereinfacht, und es werden ganz erhebliche Energieersparnisse erzielt, die beispielsweise bis zu 75 kW für 10 000 Nm^a/h erreichen können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

eine mit einem Halterungselement gasdicht und" fest Patentansprüche: verbunden ist, während die andere Seitenfläche mit einer hochdruckseitig angeordneten, beweglichen Mem-

1. Geräuscharm arbeitendes Druckreduzierventil bran zusammenwirkt, die mit einem Halterungskörper für gasförmige Medien mit einem in einem rohr- 5 eine Kammer bildet, welche ihrerseits mit einer Steuerförmigen Abschnitt angeordneten porösen Körper druckmittelquelie in Verbindung steht, unterschiedlicher Dicke, der den ganzen wirksamen Bei einem bekannten Druckreduzierventil dieser Art Durchgangsquerschnitt im rohrförmigen Abschnitt ist der Durchsatz des durch den porösen Körper hineinnimmt und Seitenflächen aufweist, deren eine durchströmenden Gases proportional der strömungsmit einem Halterungselement gasdicht und fest ver- io aufseitig gelegenen freien Eintrittsfläche des porösen bunden ist, während die andere Seitenfläche mit Körpers, der z. B. einen trapezförmigen Längsschnitt einer hochdruckseitig angeordneten, beweglichen zeigt. Durch diese Form des porösen Körpers wird Membran zusammenwirkt, die mit einem Halte- zwar die Isobarenfläche kleinsten Ausmaßes ins Innere rungskörper eine Kammer bildet, welche ihrerseits des porösen Körpers verlegt, so daß die an dieser Stelle mit einer Steuerdruckmittelquelle in Verbindung »5 durch das mit Höchstgeschwindigkeit strömendem Gas steht, dadurch gekennzeichnet, daß, erzeugten Geräusche von der diese Isobarenfläche umim Längsschnitt in Strömungsrichtung gesehen, der gebenden Materie des porösen Körpers hinreichend poröse Körper (12) von seinem hochdruckseitigen gedämpft werden; im Falle von größeren Durchsatzz«gespit7ten Ende ausgehend sich stetig bis zu mengen wandert jedoch diese Isobarenfläche kleinsten seinem niederdruckseitigen Ende erweitert und am ao Ausmaßes in Richtung des strömungsabseitig gelegenen niederdruckseitigen Ende eine stark nach außen Oberflächenbereiches, in dem die Geräuschdämpfung gewölbte Austrittsfläche (12 c) aufweist, die sich von durch die zu Verfügung stehende Materie des porösen der durch das Halterungselement (11) abgedichteten Körpers nur unzureichend ist und so durch dieStrö-Seitenfläche bis zu der mit der Membran (13) zu- mungsgeschwindigkeit der Gase ein störendes Geräusch sammenwirkenden Seitenfläche des porösen Kör- as erzeugt wird. Soll bei einem derartigen Druckreduzierpers erstreckt, und daß der poröse Körper derart ventil eine übermäßige Geräuschentwicklung verhinbemessen ist, daß das Flächenverhältnis zwischen dert werden, so darf jeweils nur eine mäßige Druckden gewölbten Querschnittsflächen S_(I), von denen entspannung bewirkt werden, was wiederum zur Folge nur die letzte tatsächlich vorhanden ist und der hat, daß eine Anzahl von mehreren derartigen Druckniederdruckseitigen Austrittsfläche (12c) entspricht, 30 reduzierventilen einander nachgeschaltet werden müs- und der jeweils benachbarten hochdruckseitig sen, falls der Gasdruck von einem hohen Ausgangsliegenden gewölbten Querschnittsfläche S₀ der druckwert auf einen bestimmten niedrigeren Druck-Exponentialgleichung S(D = S, · e*·* entspricht, wo- wert gemindert werden soll.

bei die Wölbung der Querschnittsflächen S_(I> und Mit der Erfindung sollen die vorstehend erläuterten

S₀ derart ist, daß der kürzeste Abstand zwischen 35 Mangel ausgeschaltet und ein geräuscharm arbeitendes zwei entsprechenden, jeweils zu benachbarten Druckreduzierventil geschaffen werden, das gestattet, Flächen gehörenden Punkten gleich dem Abstand den Gasdruck bzw. die Gasspannung jeweils in einem dieser Flächen auf der Symmetrieachse des porösen ganz beträchtlichen Verhältnis bei im Inneren des po-Körpers ist. rösen Körpers im wesentlichen gleichbleibenden Gas-

2. Geräuscharm arbeitendes Druckreduzierventil 40 Strömungsgeschwindigkeiten herabzusetzen, wobei die nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erzielten Gasdurchsatzmengen in etwa dem Nennporöse Körper (12) ein Rotationskörper ist, der durchsatz entsprechen.

durch Drehung des längsgeschnittenen Körper- Zu diesem Zweck ist das Druckreduzierventil derart profils um eine solche zur Strömungsrichtung paral- ausgebildet, daß im Längsschnitt in Strömungsrichtung lele Achse bestimmt ist, daß das hochdruckseitige 45 gesehen, der poröse Körper von seinem hochdruckverjüngte Ende des porösen Körpers (12) näher der seitigen zugespitzten Ende ausgehend sich stetig bis zu Drehachse des Körpers (12) liegt als die Mittellinie seinem niederdruckseitigen Ende erweitert und am der niederdruckseitigen Austrittsfläche (12c). niederdruckseitigen Ende eine stark nach außen ge-

3. Geräuscharm arbeitendes Druck reduzier- wölbte Austrittsfläche aufweist, die sich von der durch ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- 50 das Halterungselement abgedichteten Seitenfläche bis zeichnet, daß die niederdruckseitige Austrittsfläche zu der mit der Membran zusammenwirkenden Seiten-(12c) zum Eingang und die hochdruckseitige Ein- fläche des porösen Körpers erstreckt, und daß der trittsfläche (126) zum Aurgang des Druckreduzier- poröse Körper derart bemessen ist, daß das Flächenventils gerichtet sind und daß die Membran (13) mit verhältnis zwischen den gewölbten Querschnittsder hochdruckseitigen Eintrittsfläche und der daran ₅₅ flächen S_w, von denen nur die letzte tatsächlich voranschließenden Fläche (lie) des Halterungsele- handen ist und der niederdruckseitigen Austrittsfläche ments (11) eine Umlenkkammer begrenzen, die entspricht, und der jeweils benachbarten hochdruckdurch ein Rohr (8) mit dem Eingang des Druck- seitig liegenden gewölbten Querschnittslläche S₀ der reduzierventils verbunden ist. Exponentialgleichung