DE507715C - Druckminderventil - Google Patents

Description

Bei den gebräuchlichen Druckminderern, Reduzierventilen u. dgl. wird die Druckminderung dadurch bewirkt, daß ein Ventilkegel oder ein Schieber abhängig von der Niederdruckspannung mehr oder weniger geöffnet wird, so daß der Dampf oder ein anderes Medium, dessen Druck reduziert werden soll, nur durch einen engen Spalt hindurchströmen kann und dadurch einen Teil seiner Druckenergie in Geschwindigkeit umsetzt, wodurch dann der gewünschte Druckabfall erreicht wird.

Wenn bei solchen Reduzierventilen eine nennenswerte Druckerniedrigung erzielt wer-

»5 den soll, so dürfen besonders bei Dämpfen und Gasen die Steuerorgane nur um einen ganz engen Spalt geöffnet sein, damit bei den entstehenden hohen Geschwindigkeiten nicht mehr hindurchströmt als verarbeitet werden kann. Infolge der sehr kleinen Ventilöffnung ist es unmöglich, einen gleichmäßigen Niederdruck zu erzielen, da die geringste Bewegung des Ventilkegels schon den Durchströmungsquerschnitt wesentlich verändert und dadurch eine starke Druckänderung bewirkt. Beträgt nach Erreichen des richtigen Niederdruckes der Ventilhub z. B. etwa 2 mm, so genügt die geringe Bewegung des Ventilkegels um 1 mm, um die Menge des durchströmenden Mediums um 50% zu verändern. Derartig geringe Ventilbewegungen lassen sich aber praktisch gar nicht vermeiden, besonders dort nicht, wo Erschütterungen auftreten.

Außer diesen Ungenauigkeiten in der Regelung des Druckes treten noch Störungen dadurch auf, daß der mit hoher Geschwindigkeit strömende Dampfstrahl die Dichtungsflächen außerordentlich stark angreift und ein dichtes Abschließen unmöglicht macht.

Man hat schon versucht, diese Nachteile dadurch zu beseitigen, daß man die Drosselung nicht durch den Ventilkegel allein, sondern durch einen siebartigen Widerstand bietenden Drosselkörper bewirkte. Derartige siebartige Drosselkörper haben jedoch den Nachteil, daß die einzelnen Öffnungen der siebartigen Vorrichtung' sehr klein sein müssen infolge der bei der Drosselung entstehenden sehr hohen Geschwindigkeiten von etwa 400 bis 500 m/sek. Diese feinen öffnungen von nur Bruchteilen eines Millimeters im Durchmesser verstopfen sehr leicht, so daß Dampfmangel eintritt. Auch läßt sich mit einem derartigen Drosselkörper bei Druckminderungen mit unterkritischem Druckgefälle die Drosselung nur bis zum kritischen Druck herunter bewirken, da bei einer einfachen Öffnung die Druckenergie nur bis zur Schallgeschwindigkeit in Geschwindigkeitsenergie umgesetzt werden kann. Dement- sprechend läßt sich der Druck auch nur bis zu dem der Schallgeschwindigkeit entsprechenden Druck (kritischer Druck) drosseln. Ist eine weitergehende Drosselung erforderlich, so muß diese von dem Ventilkegel bewirkt werden, wobei dann infolge der Nach-

expansion hinter dem Austritt Druckstöße und Druckschwingungen entstehen.

Um diese Nachteile zu vermeiden, wird bei der Druckminderungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung an Stelle des siebartigen Drosselkörpers eine Düse verwendet und diese mit einem normalen Regelventil zusammengeschaltet. Die Düse bewirkt dann die eigentliche Drosselung, während der ίο Steuerkegel des Regelventils die Schwankungen ausgleicht, wozu ihm der ganze Hub zur Verfügung steht, da er ja nicht zu drosseln braucht. Da bei der Düse das Strömungsmedium nur durch einen engen Querschnitt zu strömen braucht, so ist der engste Durchmesser genügend groß, um die Gefahr von Verstopfungen auszuschließen. Durch geeignete Ausbildung dieser Düse, und zwar erfindungsgemäß in Form einer De-Laval-Düse

ao mit erweiterter . Austrittsöffnung, läßt sich jedes auch unterkritisches Druckgefälle einwandfrei verarbeiten, ohne daß der Steuerkegel des Regelventils zur Drosselung mitwirken muß. Hierdurch wird dieser Ventilkegel sehr geschont, so daß er bei Aufhören der Entnahme auch tatsächlich dicht abschließen kann.

In dem Ausführungsbeispiel Abb. 1 ist gezeigt, wie die Düse beispielsweise mit dem Regelventil zusammengeschaltet werden kann. In dieser beispielsweisen Ausführung ist auch eine Stauplatte b vor der Mündung der Düse a vorgesehen. Eine derartige Stauplatte dient erfindungsgemäß dazu, um bei starken Druckminderungen den mit hoher Geschwindigkeit ausströmenden Dampfstrahl von den Innenteilen des Regelventils abzulenken und diese dadurch vor Beschädigungen zu schützen. Des weiteren verhindert diese Stauplatte auch, daß sich ein Teil der Geschwindigkeitsenergie durch die Querschnittserweiterung hinter der Düse wieder in Druck umsetzt.

In solchen Fällen, wo eine sehr stark schwankende Dampfmenge reguliert werden muß, ist es vorteilhaft, wenn der Querschnitt der Düse in gewissen Grenzen veränderlich ist und jeweils der Dampf menge angepaßt wird. Dieses läßt sich, wie in dem Ausführungsbeispiel der Abb. 2 gezeigt, dadurch erreichen, daß erfindungsgemäß in die Düse c ein Dorn d hineinreicht, welcher mit dem eigentlichen Steuerorgan e verbunden ist und entsprechend der Stellung des Steuerorgans den Querschnitt der Düse mehr oder weniger verengt. Ein vollständiger Abschluß soll durch diesen Dorn jedoch nicht bewirkt werden, da der Abschluß nur durch die Steuerorgane des Regelventils erfolgt. Bei dem in Abb. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel dient der Steuerkegel gleichzeitig als Stauplatte und fängt den Strom auf, ohne daß dieser die Dichtungsflächen der Steuerorgane beschädigen kann.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Druckminderventil mit vorgeschaltetem Drosselkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkörper in Form einer Einlochdüse ausgebildet ist, welche so geformt und mit dem Regelventil verbunden ist, daß in dieser Düse das Druckgefälle in Geschwindigkeitsenergie umgesetzt und diese Geschwindigkeitsenergie durch Wirbelung an der Rückbildung in Druckenergie verhindert wird.

2. Druckminderventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei überkritischem Druckgefälle die Düse in Form einer De-Laval-Düse mit erweiterter Austrittsmündung ausgebildet ist.

3. Druckminderventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenmündung so nahe an unempfindliche Flächen des Steuerventils herangerückt ist, daß der Strom gegen diese Flächen prallt und durch die entstehenden Wirbel die Geschwindigkeitsenergie an der Rückbildung in Druckenergie gehindert wird.

4. Druckminderventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen- go mündung mit einer Staufläche versehen ist, gegen welche der Strom anprallt und dadurch die Rückbildung der Geschwindigkeitsenergie in Druckenergie verhindert wird unter gleichzeitiger Schonung der Steuerorgane.

5. Druckminderventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die engste Düsenöffnung in gewissen Grenzen durch einen Dorn verstellt werden kann, ohne jedoch einen gänzlichen Abschluß der Düsenöffnung zu ermöglichen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen