Opis patentowy opublikowano: 88 08 31 143 996 Int Cl.4 F16K 47/02 Twórcy wynalazku: Bogdan Marian Niewczas, Wiktor Stojanowski, Adam Troszok Uprawniony z patentu: Akademia Górniczo-Hutnicza inu Stanislawa Staszica, Kraków /Polska/ ' zawBr do rozprezania gaz&w Przodmiotem wynalazku jest zawór do rozprezania gazów znajdujacy zastosowanie przy redukcji cisnienia gazów oraz przy upustach gazów do atmosfery* Znany z opisu patentowego RFN nr 2 224 269 na gniazdo w ksztalcie perforowanej tulei oto¬ czone tuleja z otworami przeplywowymi. Pomiedzy gniazdem, a otaczajaca tuleja jest pozosta¬ wiona szczelina takf ze gaz.wyplywa promieniowo kanalem labiryntowym z otworów w gniezdzie, szczeliny miedzy tulejami oraz z otworów w tulei otaczajacej gniazdo.Wada opisanego zaworu jest wysoki koszt wykonania elementów o zlozonym ksztalcie oraz nieciagly charakter procesu dlawienia. Dlawienie odbywa sie etapowo i intensywnosc dlawienia wzrasta podczas przeplywu gazu otworami w tulejach wskutek istnienia wysokich predkosci gazu wyplywajacego z otworów. Istnienie stref wysokich predkosci przeplywu jest podstawowa przy¬ czyna wytwarzania halasu i dlatego nie moze byc stosowany do redukcji wysokich cisnien.Znany z opisu patentowego RFN nr 2 623 078 zawór ma korpus z otworami dolotowymi i odlo¬ towymi, w którym od strony dolotowej strumienia umieszczona jest centralnie cylindryczna perforowana tuleja z elementem zamykajacym i urzadzeniem do jego przemieszczania. Wnetrze komory wokól tulei cylindrycznej oraz pomiedzy dolotem i odlotem gazu wypelnione jest luznymi elementami rury o sciankach perforowanych otworami trójkatnymi. Gaz doprowadzony do perfo¬ rowanej tulei rozpreza sie przeplywajac promieniowo przez obszar wypelniony elementami dla¬ wiacymi i wyplywa przez króciec odlotowy.Opisany zawór posiada trzy podatawowe wady. Pierwsza z nich to koniecznosc wykonania z duza dokladnoscia wspólpracujacych powierzchni gniazda i elementu zamykajacego przeplyw, czyli tulei i tloka tak, aby zapewnic szczelnosc na styku tych powierzchni, i niedopuscic do zacierania sie tych elementów. Biorac pod uwage warunki w jakich elementy te pracuja a wiec wysokie cisnienie, wysoka temperatura i niejednokrotnie srodowisko agresywne chemicz¬ ne, wymóg takiej dokladnosci wykonania podwyzsza znacznie koszty i skraca czas eksploatacji zaworu w stanie pelnosprawnym.2 143 996 Druga wada opisanego zaworu jest istnienie po stronie wylotu w perforowanej cylindrycznej tulei, strefy przeplywu o kierunku promieniowym. Doswiadczenia wykazuja, ze dlawienie gazu w tego typu przeplywie jest malo efektywne i w rzeczywistosci wieksza czesc wymaganego dla¬ wienia jest realizowana w warstwie przylegajacej do wielootworowej tarczy zamykajacej otwór w króccu odlotowym* Konsekwencja tego jest szybkie zuzycie elementów dlawiacych polozonych w poblizu krócca odlotowego w wyniku intensywnego procesu ich scierania przez gaz* Trzecia podstawowa wada omawianego rozwiazania jest niedopasowanie oporu warstwy dlawia¬ cej do wymaganego spadku cisnienia w procesie dlawienia przy malym stopniu otwarcia zaworu* 'H przypadku gdy wydatek gazu jest maly wówczas opór warstwy stawiany przeplywowy jest rów¬ niez niewielki co powoduje* ze w otworach wlotowych do przestrzeni wypelnionej elementami dlawiacymi gaz osiagnie wysokie naddzwiekowe predkosci generujace Intensywny halas* Celem wynalazku jest skonstruowanie zaworu pozwalajacego dlawic gaz o 100 bar i wiecej przy czym predkosc przeplywajacego gazu nie przekraczalaby wartosci* przy których wystepuje nadmierny halas* Istota zaworu, wedlug wynalazku* polega na tym* ze perforowane sciany gniazda maja ksztalt perforowanej kopuly tak uksztaltowanej* ze w stanie zamknietym zaworu pomiedzy grzybkiem a sciana gniazda jest utworzona szczelina* sciana gniazda jest tak usytuowana wzgledem kor¬ pusu zaworu* ze powierzchnia gniazda od strony odlotu i powierzchnia korpusu tworza kanal przeplywowy o wzrastajacym polu przekroju poprzecznego* !f kanale tym sa umieszczone prosto¬ padle do glównego kierunku przeplywu* przegrody z otworami przepuszczajacymi gaz* Dzieki zastosowaniu osiowego przeplywu gazu nastepuje intensywne dlawienie gazu* a przy¬ rost powierzchni w przekroju kanalu przeplywowego zapewnia równomierne dlawienie na calej jego dlugosci* Taki proces dlawienia gazu zapewnia równomierne zuzycie wszystkich elementów materialu dlawiacego* Szczelina pomiedzy perforowana sciana gniazda a grzybkiem umozliwia intensywne dlawienie w poczatkowej fazie otwarcia zaworu* Przeplyw szczelina* ze wzgledu na istnienie otworów w scianie gniazda* ma charakter przeplywu kanalem labiryntowym* a wiec z silnym dlawieniem* Dlawienie to pozwala obnizyc predkosc gazu w strefie dolotu do warstwy dlawiacej* a tym samym obnizyc halas wytwarzany podczas poczatkowej fazy otwarcia zaworu* Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykladzie wykonania na rysunku* na którym fig* 1 - przedstawia zawór w przekroju osiowym, a fig* 2 - fragment zaworu w przekroju osio¬ wym* uwidaczniajacy szczeliny pomiedzy grzybkiem a perforowana sciana gniazda zaworu w stanie zamkniecia zaworu* Zawór* wedlug wynalazku, ma sciane gniazda 1 w ksztalcie perforowanej kopuly tak uksztaltowane, ze w stanie zamknietym zaworu pomiedzy grzybkiem 2 a sciana gniazda 1 jest utworzona szczelina 3 silnie dlawiaca gaz w poczatkowej fazie otwierania zaworu* sciany gniazda 1 sa tak usytuowane wzgledem korpusu 4 zaworu, ze powierzchnia gniazda 1 od strony odlotu i powierzchnia korpusu 4 tworza kanal przeplywowy 5 o wzrastajacym polu prze¬ kroju poprzecznego* Kanal przeplywowy 5 jest calkowicie wypelniony materialem dlawiacym w postaci stalowych granulek 6* Kanal 5 ma przegrode 7 z otworami przepuszczajacymi gaz* Przegroda7 jest usytuowana prostopadle do glównego kierunku przeplywu gazu* W plaszczyznie przegrody 7 korpus 4 zaworu jest dzielony* Zawór wyposazony jest ponadto w znane uklady uszczelnien wrzeciona grzybka 2 oraz w uklady jego napedu* Ha wylocie z kanalu 5 jest usy¬ tuowana przegroda 8* Gaz doprowadzony króccem dolotowym 9 do wnetrza korpusu 4 wplywa do szczeliny 3 utworzo¬ nej miedzy grzybkiem 2 a sciana gniazda 1* W poczatkowej fazie wzniosu grzybka 2 w szczeli¬ nie 3 gaz jest silnie dlawiony dzieki labiryntowemu charakterowi przeplywu* W miare zwie¬ kszania otwarcia zaworu Intensywnosc dlawienia w szczelinie 3 maleje* Gaz ze szczeliny 3 przeplywa otworami gniazda 1 do warstwy* utworzonej z stalowych granulek 6, w której opór przeplywu wzrasta wraz z przyrostem wydatku gazu. Rozprezony gaz wyplywa z zaworu przez otwory przegrody 8 umieszczonej na wylocie krócca odlotowego 10 korpusu k.H3996 - 3 PLThe patent description has been published: 88 08 31 143 996 Int Cl. 4 F16K 47/02 Inventors: Bogdan Marian Niewczas, Wiktor Stojanowski, Adam Troszok Authorized by the patent: AGH University of Science and Technology inu Stanisław Staszic, Kraków / Poland / 'ZawBr for gas distribution The subject of the invention is a gas expansion valve for use in reducing the pressure of gases and for venting gases into the atmosphere. Known from the German Patent Specification No. 2,224,269 for a seat in the shape of a perforated sleeve, surrounded by a sleeve with flow openings. A gas gap is left between the seat and the surrounding sleeve. It flows radially through the labyrinth channel from the holes in the seat, the gaps between the sleeves and from the holes in the sleeve surrounding the seat. The disadvantage of the described valve is the high cost of complex-shaped components and the discontinuous nature of the process choking. Throttling takes place in stages and the intensity of the throttling increases as gas flows through the holes in the sleeves due to the high velocities of gas exiting the holes. The existence of zones of high flow velocity is the main reason for the production of noise and therefore cannot be used to reduce high pressures. The valve known from the German patent specification No. 2,623,078 has a body with inlet and outlet openings, in which from the inlet side of the stream there is is a centrally cylindrical perforated sleeve with a closure member and a device for its displacement. The inside of the chamber around the cylindrical sleeve and between the gas inlet and outlet is filled with loose pipe elements with walls perforated with triangular holes. The gas fed to the perforated sleeve expands as it flows radially through the area filled with the forcing elements and flows out through the outlet port. The described valve has three main drawbacks. The first one is the necessity to make the mating surfaces of the seat and the flow closing element, i.e. the sleeve and the piston, with great accuracy, so as to ensure tightness at the contact of these surfaces and prevent these elements from seizing up. Considering the conditions in which these elements operate, i.e. high pressure, high temperature and often aggressive chemical environment, the requirement of such precision of workmanship increases significantly the costs and shortens the service life of the valve in a fully operational condition.2 143 996 The second disadvantage of the described valve is the existence of outlet side in a perforated cylindrical sleeve, radial flow zone. Experience has shown that gas throttling in this type of flow is ineffective and in fact most of the required choke is carried out in the layer adjacent to the multi-hole disc closing the opening in the outlet port * The consequence of this is the rapid wear of the choke elements located near the exhaust port the process of their abrasion by gas. The third basic disadvantage of the discussed solution is the mismatch between the throttling layer resistance and the required pressure drop in the throttling process with a low degree of valve opening * 'H, when the gas flow is low, then the flow resistance of the layer is also small as causes * that in the inlet openings to the space filled with gas throttling elements it will achieve high supersonic speeds generating Intense noise * The purpose of the invention is to design a valve that allows gas to be choked by 100 bar and more, while the speed of flowing gas would not exceed the value of and * in which there is excessive noise * The essence of the valve, according to the invention * consists in the fact that the perforated seat walls have the shape of a perforated dome shaped in such a way that when the valve is closed, a gap is formed between the valve plug and the seat wall * the seat wall is positioned with respect to the cortex The flush of the valve * with the surface of the seat on the outlet side and the surface of the body form a flow channel with an increasing cross-sectional area *! F this channel are positioned perpendicular to the main flow direction * baffles with gas-permeable holes * Due to the use of axial gas flow, intense throttling occurs * and the growth of the surface in the flow channel cross-section ensures even throttling over its entire length * This process of gas throttling ensures even wear of all elements of the throttling material * The gap between the perforated wall of the seat and the plug enables intense throttling in the initial phase of valve opening * P The slit flow * due to the existence of holes in the seat wall * is a flow through a labyrinth channel * and therefore with a strong throttling * This throttling allows to reduce the gas velocity in the area of the inlet to the throttle layer * and thus reduce the noise generated during the initial phase of valve opening * Item The invention is shown in an example of an embodiment in the drawing * in which fig * 1 - shows the valve in an axial section, and fig * 2 - a fragment of the valve in an axial section * showing the gaps between the plug and the perforated wall of the valve seat when the valve is closed. According to the invention, the seat wall 1 has the shape of a perforated dome shaped in such a way that, in the closed state of the valve, a gap 3 is formed between the seat 2 and the seat wall 1, strongly choking the gas in the initial phase of valve opening * seat walls 1 are positioned in relation to the valve body 4, with the outlet surface 1 on the outlet side and the body surface 4 forming the flow channel 5 with increasing cross-sectional area * Flow channel 5 is completely filled with choking material in the form of steel granules 6 * Channel 5 has a baffle 7 with gas-permeable openings * The baffle 7 is perpendicular to the main direction of gas flow * In the plane of the baffle 7 valve body 4 is divided * The valve is also equipped with the known systems of seals of the spindle of the plug 2 and its drive systems * H and the outlet from the channel 5 is fitted with a baffle 8 * The gas led through the inlet port 9 to the inside of the body 4 flows into the gap 3 formed between the plug 2 a wall of seat 1 * In the initial phase of the lift of the plug 2 in the slot 3, the gas is strongly choked due to the labyrinthine nature of the flow * As the valve opening increases, the throttle intensity in slot 3 decreases * The gas from slot 3 flows through the holes of the seat 1 to the layer * made of steel granules 6, in which the flow resistance increases with increasing gas flow. The decompressed gas flows from the valve through the openings of the partition 8 located at the exit of the exhaust port 10 of the body k.H3996 - 3 PL