DE1450569C

DE1450569C - Geräuschlos arbeitendes Druckreduzierventil

Info

Publication number: DE1450569C
Authority: DE
Inventors: Daniel Paris Souriau
Original assignee: Gaz de France SA
Current assignee: Engie SA
Publication date: 1972-01-20

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft ein geräuschlos vom gasförmigen Medium mit Höchstgeschwindigkeit arbeitendes Druckreduzierventil für gasförmige Me- durchströmt wird, die hier leicht die Schallgeschwindien, mit einem in einem rohrförmigen Abschnitt digkeit erreichen kann, wenn größere Gasdurchsätze angeordneten porösen Körper unterschiedlicher bei verhältnismäßig kleinem Strömungsquerschnitt Dicke, der den ganzen wirksamen Durchgangs- 5 im Druckreduzierventil verlangt werden. Die Isobare querschnitt im rohrförmigen Abschnitt einnimmt kleinsten Flächenausmaßes an der hochdruckseitigen und dessen hochdruckseitige Oberfläche durch ein Oberfläche des porösen Körpers wirkt als Schallbewegliches Verschlußorgan abdeckbar ist. quelle. Die abgegebenen Schall- bzw. Geräuschwel-

Ein bekanntes Druckreduzierventil dieser Art len werden in Richtung zur Niederdruckseite des (USA.-Patentschrift 3 042 078) gestattet eine Druck- io porösen Körpers meist nur unzulänglich gedämpft minderung des strömenden Mediums zwischen der und können sich auf jeden Fall in Richtung zum den Oberstrom- und Unterstromseiten des porösen Eingang des' Druckreduzierventils praktisch unge-Körpers in einer Größenordnung von etwa 10 mm dämpft fortpflanzen. Das bekannte Druckreduzier-Wassersäule. Dieses Ventil weist einen porösen Kör- ventil ermöglicht daher kein geräuschlos kritisches per auf, dessen Querschnitt, in Richtung der Me- 15 bzw. überkritisches Entspannen des gasförmigen diumströmung, eine trapezförmige Gestalt zeigt. Die Mediums, d. h. eine geräuschlose Druckminderung beiden parallelen Basen des Trapezes liegen abge- von mit Schall- bzw. Überschallgeschwindigkeit im dichtet an der Innenwand des rohrförmigen Ab- porösen Körper strömenden Gasen.
Schnitts an, in dem der poröse Körper angeordnet Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, die ist. Dabei ist der poröse Körper im rohrförmigen ao erwähnten Nachteile zu vermeiden und ein geräusch-Abschnitt so gelagert, daß seine hochdruckseitige los arbeitendes Druckreduzierventil der eingangs Oberfläche die längste Seite des trapezförmigen erwähnten Art zu schaffen, das gestattet, ein unter Querschnittprofils bildet. Die niederdruckseitige hohem Druck, z. B. 70 Bar, stehendes Gas auf Oberfläche des porösen Körpers ist durch ein ent- einen geringen Druckwert, z.B. zwischen 1 und lang dieser Oberfläche bewegliches Verschlußorgan »5 10 Bar, geräuschlos zu entspannen, an der Niederabdeckbar. Es ist naheliegend, das Verschlußorgan druckseite bei konstantem ausgesteuertem Druck auf der hochdruckseitigen Oberfläche des porösen veränderbare Durchflußmengen zu erhalten, und bei Körpers gemäß dem Vorschlag aus der deutschen gleichbleibendem Druck an der Niederdruckseite Patentschrift 551157 oder der USA.-Patentschrift eine gleichbleibende Durchflußmenge zu erzielen, 2 679 863 anzuordnen. 30 selbst wenn der Druck an der Hochdruckseite des

Die beim eingangs erwähnten Druckreduzierventil porösen Körpers bis auf einen Wert absinkt, der maximal zulässige Strömungsgeschwindigkeit des ^nu.^{r weni}g größer ist als jener an der Niederdruckgasförmigen Mediums liegt für Druckverluste im ^seite des porösen Körpers.

porösen Körper von höchstens 10 mm Wassersäule Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch bei etwa 6 m/s. Wenn ein geräuschloses Arbeiten 35 gelöst, daß der poröse Körper in Durchströmrichdes bekannten Druckreduzierventils gewährleistet tung einen im wesentlichen dreieckigen Querschnitt werden soll, so müssen die obengenannten Werte für und einen sich einstückig daran anschließenden, den Druckverlust und die Strömungsgeschwindigkeit rechteckigen Querschnitt von geringerer Höhe als des gasförmigen Mediums im porösen Körper be- der des dreieckigen Querschnitts aufweist, wobei achtet werden. Das bekannte Druckreduzierventil 4° die hochdruckseitige, abdeckbare Oberfläche des kann also nicht zur geräuschlosen Erzielung größerer porösen Körpers aus der in Fluchtlinie miteinander Druckverluste z. B. zwischen 1 und 70 Bar von ins- liegenden längsten Seite des dreieckigen Querbesondere mit Schallgeschwindigkeit strömenden Schnitts und einer Längsseite des rechteckigen' Quer-Gasen eingesetzt werden, da die Schallgeschwindig- Schnitts besteht und die dem rechteckigen Querkeit bei Gasen in derPraxis immer zwischen 150 und 45 schnitt abgewandte Seite des dreieckigen Querschnitts 1500 m/s liegt und diese weit entfernt von der beim abgedichtet ist.

bekannten Druckreduzierventil höchst zulässigen Durch diese Maßnahmen kann das erfindungs-

Strömungsgeschwindigkeiten liegen. gemäße Druckreduzierventil sowohl zum unter- als

Betrachtet man die Strömungs- und Druckverhält- auch zum oberkritischen, geräuschlosen Entspannen nisse im porösen Körper des bekannten Druckredu- 5° von gasförmigen Medien verwendet werden, wobei zierventils, bei dem das bewegliche Verschlußorgan der Übergang vom unter- zum oberkritischen Entauf der hochdruckseitigen Oberfläche des porösen spannen stufenlos erfolgt. Das geräuschlose EntKörpers angeordnet ist, so stellt man fest, daß eine spannen von mit Schall- bzw. Überschallgeschwin-Geräuschentwicklung nicht verhindert werden kann. digkeit strömenden Gasen ist beim erfindungsge-Im Inneren und an den Oberflächen des porösen 55 mäßen Druckreduzierventil durch den besonderen Körpers bilden sich Isobaren aus, wenn der Körper Aufbau des porösen Körpers gewährleistet. Die den vom gasförmigen Medium durchsetzt wird. Für jede Engpaß und somit die Schallquelle bildende Isobare Teilabdeckung der hochdruckseitigen Oberfläche des kleinsten Flächenausmaßes wird nämlich durch die porösen Körpers mittels des Verschlußorgans bilden erfindungsgemäßen Maßnahmen in das Innere des sich im Inneren des Körpers Isobaren aus, deren 60 porösen Körpers verlegt, so daß die auftretenden Flächenausmaße von der hochdruckseitigen Ober- Schallwellen von den beiderseits an diese Isobarenfläche zur niederdruckseitigen Oberfläche hin zu- fläche grenzenden Massen des porösen Körpers nehmen. Die Isobare kleinsten Flächenausmaßes sofort gedämpft und schließlich unterdrückt werden, entsteht dabei an der hochdruckseitigen Oberfläche Zusätzliche Merkmale des Erfindungsgegenstandes und entspricht im wesentlichen dein durch das Ver- 65 sind aus den Unteransprüchen 2 bis 10 zu entnehschiußorgun nicht abgedeckten Flächenteil der hoch- men, die als echte Unteransprüche gelten,
druckseitigen Oberflüche des porösen Körpers. An Nachstehend werden mehrere Ausführungsbeidieser Stelle ist daher ein Engpaß vorhanden, der spiele des Erfindungsgegenstandes an Hand der

Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen die

F i g. 1 bis 3 Längsschnitte durch drei verschiedene Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Druckreduzierventils;

Fig. 4 zeigt in Draufsicht einen Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 3.

Das geräuschlos arbeitende Druckreduzierventil besitzt einen in den Fig. 1 bis 3 mit 1,2 oder 3 bezeichneten porösen Körper. Dieser Körper wird von einem unter Druck stehenden gasförmigen Medium in Richtung des Pfeiles F durchströmt.

Die Umrisse des porösen Körpers 1,2 oder 3 sind bei den drei Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 3 untereinander verschieden. Die Umrißform der hochdruckseitigen Oberfläche 4, 5 oder 6 des porösen Körpers 1,2 oder 3 kann eben, zylindrisch, sphärisch oder auch anders gestaltet sein, vorausgesetzt, daß die nachfolgend beschriebenen Mittel zur regelbaren Abdeckung dieser Oberfläche mit letzterer in enge Berührung gebracht werden können. Gemäß F i g. 1 zeigt die hochdruckseitige Oberfläche 4 Zylinderform und liegt außen, während die ebenfalls hochdruckseitige zylindrische Oberfläche 5 des porösen Körpers 2 innen liegt; nach Fig. 3 ist die hochdruckseitige Oberfläche 6 des porösen Körpers 3 eben.

Der poröse Körper besteht aus relativ großen zusammengesinterten Körnern (aus Kupfer, aus rostfreiem Stahl, aus Kunstharz oder anderem Material). 3» Die Abmessungen dieser Körner liegen zwischen 0,1 und 2 mm, wobei die größte Abmessung der Zwischenräume zwischen' den Körnern im Strömungsquerschnitt höchstens gleich 1 mm ist.

Im Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 ist der poröse Körperl rohr- bzw. zylinderförmig gestaltet, wobei die hochdruckseitige Oberfläche 4 außen liegt und zylindrisch ist. In Durchströmrichtung F des gasförmigen Mediums gesehen, zeigt der poröse Körper 1 einen im wesentlichen dreieckigen Querschnitt 7,13, an den sich einstückig ein rechteckförmiger Querschnitt 17 anschließt. Der Teil 17 mit rechteckförmigem Querschnitt hat eine geringere Höhe als der Teil 7,13 mit dreieckigem Querschnitt. Die Wandstärke des dreieckigen Querschnitts 7,13 ändert sich stetig von einem Maximalwert bis zu einem Minimalwert. Der poröse Körper 1 kann als ein Hohlzylinder betrachtet werden, dessen Wandstärke anschließend an einen konstanten Bereich, der dem Ausgang des Druckreduzierventils zunächst liegt, bis zu einem· Maximalwert zu- und dann bis auf den Wert Null abnimmt. Der durch den porösen Körper 1 begrenzte Hohlraum zwischen dem Maximalwert der Wandstärke und dem Wert Null ist mit einem Führungskörper 10 ausgefüllt, der dichtend am porösen Kör- per 1 anliegt. Die hochdruckseitige, abdeckbare Oberfläche 4 des porösen Körpers 1 wird, im Schnitt gesehen, aus der in Fluchtlinie miteinander liegenden längsten Seite des dreieckigen Querschnitts 7,13 und der äußeren Längsseite des rechteckigen Quer-Schnitts 16 gebildet. Die Innenfläche 19 des porösen Körpers 1 ist eine Drehfläche, bei der im Teil 16 mit rechteckförmigem Querschnitt die Wandstärke genau konstant ist und sich im Teil 13 mit dreieckförmigem Querschnitt stetig ändert. Der poröse Körper 1 weist eine querliegende innere Trennwand 20 auf, die zwischen den Teilen mit dreieckförmigem Querschnitt 13 und 7 liegt; der poröse Körper 1 wird beispielsweise während seiner Herstellung durch Sinterung mit einer profilierten Kappe 21 fest verbunden, die keine Unstetigkeiten an der Oberfläche aufweist und den vollen Führungskörper 10 bildet, der den im Querschnitt dreieckigen Teil 7 des porösen Körpers 1 begrenzt. Der Körperl ist an seinem anderen Ende an einer Hülse 22 angesintert, die durch ein geeignetes Mittel am Gehäuse bzw. der Rohrleitung 23 des Druckreduzierventils befestigt ist. Das Gehäuse 23 hat an beiden Enden je einen Außenflansch 24 und 25, die zur Verbindung mit Kanälen auf der Hochdruckseite und der Niederdruckseite bestimmt sind. Dieses Gehäuse 23 begrenzt eine um den porösen Körperl herum liegende Kammer 26, die durch den porösen Körper 1 hindurch mit einer inneren Leitung 27 verbindbar ist, die zum niederdruckseitigen Kanal führt, während die Kammer 26 mit dem hochdruckseitigen Kanal unmittelbar verbunden ist.

Zur Veränderung des Durchgangsquerschnitts des porösen Körpers 1 ist ein Verschlußorgan vorgesehen, das im dargestellten Beispiel durch einen Kolbenschieber 28 gebildet wird, der gleitbar einerseits in einer Bohrung 29 des Gehäuses 23 und andererseits auf dem porösen Körper 1 und seiner hülsenförmigen Verlängerung 22 montiert ist. Das freie Ende 30 des Kolbenschiebers 28 trennt in der Gehäusebohrung 29 die hochdruckseitige Kammer 26 von einer Steuerkammer 31, die über einen Anschluß mit einer Druckmittel- bzw. Hilfsarbeitsmittelquelle, z. B. unter Zwischenschaltung eines Steuerelements 32, verbunden ist. Zur Abdichtung des rohrförmigen Kolbenschiebers 28 sind ringförmige Dichtungen 33 vorgesehen. Diese sind am abgesetzten ringförmigen Ende 30 des Steuerkolbens 28 vorgesehen und liegen an der Bohrung 29 und dem porösen Körper 1 dichtend an, um Verluste des hochdruckseitigen gasförmigen Mediums und des Steuerdruckmittels zu vermeiden. Außerdem sind im Gehäuse 23 und in der Hülse 22 zwei weitere Ringdichtungen 33 vorgesehen, die am rohrförmigen Teil 34 des Kolbenschiebers 28 dichtend anliegen und Verluste am niederdruckseitigen Medium und am Steuerdruckmittel vermeiden.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 kann das Verschlußorgan auch durch ein dehnbares Rohr aus elastischem Material gebildet werden, das den porösen Körper 1 umgibt und dessen hochdruckseitiger Rand am Gehäuse 23 und dessen unterer Rand auf der Hülse 22 des porösen Körpers 1 befestigt sind. Bei dieser Variante hat der Druck des hochdruckseitigen Mediums die Tendenz, dieses dehnbare Rohr gegen die Bohrung 29 zu drücken und es vom porösen Körper 1 zu entfernen, während der Druck des Steuerdruckmittels bestrebt ist, das erwähnte Rohr gegen den porösen Körper 1 zu drücken. So kann man durch Variation des Druckes des Steuermittels mit Hilfe der Steuerzelle den Durchgangsquerschnitt des porösen Körpers 1 verändern.

Beim zweiten Ausführungsbeispiel, das an Hand von F i g. 2 erläutert wird, ist der poröse Körper 2 durch einen im wesentlichen rohr- bzw. zylinderförmigen Teil gebildet, dessen hochdruckseitige Oberfläche 5 innen liegt und durch eine zylindrische Wand begrenzt ist. Der poröse Körper 2 kann während seiner Herstellung durch Sinterung mit einem innen konischen, außen zylindrischen Ring 35 steti-

ger Oberfläche verbunden werden, der einen vollwandigen Fiihrungskörper 11 bildet und mit seiner konischen Innen-Oberfläche die dem rechteckigen Querschnitt 17 abgewandte Seite des dreieckigen Querschnitts 8,14 des porösen Körpers 2 abdichtet. Das freie Ende des Teils 17 mit rechteckigem Querschnitt sitzt oder liegt dicht auf einem Gegenflansch

36, der mittels Schraubenbolzen 50 an einem Flansch 37 des Ventilgehäuses 38 befestigt ist und den porösen Körper 2 über den Ring 35 gegen eine Innenschulter 39 des Gehäuses 38 hält. Ein Dichtungsring 40 ist zwischen der Innenwand des Gehäuses 38 und der zylindrischen Außen-Oberfläche des Führungskörpers 11 vorgesehen. Das Ventilgehäuse 38 weist außerdem zwei andere Flansche 41 und 42 auf, von denen der eine (41) zur Verbindung einer in den porösen Körper 2 einmündenden Leitung 43 mit einem hochdruckseitigen Kanal und der andere (42) zur Verbindung einer ringförmigen den porösen Körper 2 teilweise umgebenden Kammer 44 dient, die an einen niedcrdruckseitigen Kanal angeschlossen ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird die innere zylindrische Oberfläche 5 von dem zu entspannenden und in Richtung des Pfeils F strömenden Gas beaufschlagt. Auch hier zeigt der Teil 17 des porösen Körpers 2 einen Bereich konstanter Wandstärke am niederdruckseitigen Ende des Gehäuses 38. An diesen Teil 17 schließt sich einstückig der Teil 8,14 an, dessen Wandstärke in Richtung auf das dem Führungskörper 11 benachbarte Ende des porösen Körpers 2 zuerst etwas schwach exponential bis zu einem Maximalwert anwächst und dann linear auf den Wert Null an dem Führungskörper 11 zugeordneten Ende des porösen Körpers 2 abnimmt.

Das Verschlußorgan des porösen Körpers 2 könnte wie vorstehend erwähnt durch einen Kolbenschieber gebildet werden; beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist es aber beispielsweise durch eine rohrförmige Hülse bzw. Membran 45 aus elastischem Material gebildet, die innerhalb des porösen Körpers 2 angeordnet und nach Art eines Handschuhfingers einwärts gestülpt ist. An einem ihrer als Ringwulst 46 ausgebildeten Enden ist die Hülse 45 in der Nähe des Teiles 17 mit rechteckigem Querschnitt zwischen dem Gegenflansch 36 und einem Flansch 47 eines dichten Gehäuses gehalten, dessen Innenraum über eine Rohrleitung 49 mit der Hochdruckseite des Ventils verbunden ist. Die Flanschen

37, 36 und 47 sind mittels der Bolzen 50 aneinandergeschraubt, wobei eine Dichtungsscheibe 51 zwischen den Flanschen 37 und 36 eingefügt ist, um die ringförmige niederdruckseitige Kammer 44 nach außen abzudichten. An ihrem anderen, innen liegenden Ende ist die rohrförmige Stülphülse bzw. Membran 45 durch einen Deckel 52 abgeschlossen, der durch ein geeignetes Mittel mit einem Steuergestänge 53 gekuppelt ist. Dieses durchquert abgedichtet den Boden des Gehäuses 48 und wird in an sich bekannter Weise durch ein Steuerorgan betätigt. Der nicht zurückgebogene Teil 45 α und der zurückgebogene Teil 45 b der Hülse bzw. Membran 45 werden durch eine Schraubenfeder unter Spannung gehalten, die am Boden des Gehäuses 48 und am umgestülpten Ende 45 c, das die Hülsenteile 45 a und 45 b verbindet, abgestützt ist. Die Rückstellfeder kann durch einen Überdruck im Gehäuse 48 in bezug auf den hochdruckseitigen Druck ersetzt werden. In jedem Fall ist der nicht rückgeführte Teil 45 α der Hülse 45 fest gegen die innere Oberfläche 5 des porösen Körpers 2 gedrückt, denn der Druck im Gehäuse 48 (der gleich oder hoher als der hochdruckseitige Druck sein kann) überwiegt zur Zeit seiner Einwirkung auf den Teil 45 α gegenüber dem, der auf der Hochdruckseite im Hohlraum 43 des porösen Körpers 2 herrscht.

ίο Somit wird bei Verstellung des Steuergestänges 53 die Länge des eingestülpten Teiles 45 b verändert, und zwar im selben Maße und in entgegengesetzter Richtung wie die Längenänderung des nicht eingestülpten Teiles 45 a. Infolgedessen kann man durch dieses Mittel den Durchströmquerschnitt des porösen Körpers 2 regeln.

In dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4 hat der poröse Körper 3 die Grundrißform einer genau rechteckigen Scheidewand, deren hochdruckseitige Oberfläche 6 eben und rechtwinklig zur Strömungsrichtung F. angeordnet ist. Die poröse Scheidewand 3 kann, wie in den vorangegangenen Beispielen, während ihrer Herstellung durch Sinterung mit einer an der Einbaustelle des porösen Kör-

s5 pers 3 durchbrochenen Platte 12,54 fest verbunden werden, die zwischen den Flanschen 55 und 56 der hochdruck- bzw. niederdruckseitigen Kanäle angeordnet ist.

Wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen weist auch hier der poröse Körper 3 einen Teil 9, 15 mit im wesentlichen dreieckigem Querschnitt und einen sich daran einstückig anschließenden Teil 18 mit rechteckigem Querschnitt auf, der von geringerer Höhe als der Teil 9,15 mit dreieckigem Querschnitt ist. Die von einem Verschlußorgan 57 abdeckbare, hochdruckseitige Oberfläche 6 des porösen Körpers 3 besteht ebenfalls bei diesem Ausführungsbeispiel aus der in Fluchtlinie miteinander liegenden längsten Seite des dreieckigen Querschnitts 9,15 und einer Längsseite des rechteckigen Querschnitts 18, wobei die dem rechteckigen Querschnitt 18 abgewandte Seite des dreieckigen Querschnitts 9,15 und die kurze Seite des rechteckigen Querschnitts durch die Innenwand der Ausnehmung in der Platte 54 abgedichtet sind.

Das Verschlußorgan wird durch eine biegsame Materialbahn bzw. abrollbare Membran 57 aus elastischem Material gebildet, die an der hochdruckseitigen Oberfläche 6 unter der Einwirkung des dort herrschenden Drucks abgestützt ist und in Richtung der Breite etwas über diese hinausragt. In Fig. 4 ist die Materialbahn 57 vom porösen Körper 3 abgehoben dargestellt. An einem ihrer Enden 58 ist die Materialbahn oder Membran 57 durch ein geeignetes Mittel auf der Platte 12, 54 befestigt, und zwar in der Nähe des Teils 18 mit rechteckigem Querschnitt.

Um die Eintrittsfläche in den porösen KörperS

zu verändern, die diese Materialbahn 57 mehr oder weniger freigibt, kann man das freie Ende 60 der Materialbahn um sich selbst zurückrollen oder abwickeln. Zu diesem Zweck ist das freie Ende 60 der Materialbahn 57 mittels eines Bügels 61 mit einer Steuerstange 62 verbunden. Die Materialbahn 57 bildet in der Zone, welche den gegen die Oberfläche 6 abgestützten Teil mit dem nicht abgestützten Teil verbindet, eine abgerundete umgeschlagene Falte 63, welche das Abheben der Materialbahn 57 von der Oberfläche 6 erleichtert.

In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 und 4 wird das Gehäuse des Druckreduzierventils durch drei Platten 54,64 und 65 gebildet, die zwischen den mit Klemmen versehenen Flanschen 55 und 56 gegeneinandcrgedrückl werden. Die Platte 64 besitzt eine Aussparung 66 geeigneter Form zur Aufnahme und Abwicklung der Materialbahn oder Membran 57. Das Steuergestänge 62 erstreckt sich in die Aussparung 66 und kann-an dem Steuerorgan befestigt werden. Dieses Gestänge 62 kann außerdem mittels der Leisten 67 geführt werden. Die Materialbahn 57 kann durch ein selektiv arbeitendes Verschlußorgan, beispielsweise durch einen Steuerschieber, ersetzt werden, der unter der Wirkung des Druckes des Strömungsmediums gegen die Scheidewand 3 gedrückt wird, wobei der Reibungskoeffizient dieses Schiebers so gering wie möglich sein muß, damit die durch das Steuerorgan ausgeübte Verstellkraft vermindert wird.

Die Verschiebung des Verschlußorgans 28, 45, 57,20 erfolgt immer so, daß zuerst der dreieckige Querschnitte (7,13; 8,14;9,15) des porösen Körpers 1,2,3 und erst nachher sein rechteckiger Querschnitt 16, 17, 18 abgedeckt wird. Soll das Strömungsmedium unter hoher Geschwindigkeit stark entspannt werden, so wird nur der dreieckige Querschnitt (7, 13; 8, 14; 9,15) des porösen Körpers 1, 2, 3 abgedeckt bzw. freigegeben. Die Durchströmung des porösen Körpers 1,2,3 mit einem gasförmigen Medium führt im porösen Körper zum Aufbau von Isobarenflächen, die alle von der freien Randzone des Verschlußorgans ausgehend zur abgedichteten Seite des dreieckigen Querschnitts führen. Dabei bildet sich die Isobarenfläche geringsten Ausmaßes im Inneren des porösen Körpers, genauer gesagt, des dreieckigen Querschnitts aus. Diese Isobarenfläche geringsten Ausmaßes stellt einen Engpaß für das Strömungsmedium dar, so daß an dieser Stelle das Medium gegebenenfalls mit Schall- bzw. Überschallgeschwindigkeit fließt. Dadurch entsteht eine örtlich begrenzte Schallquelle. Da diese im Inneren des porösen Körpers liegt, werden die von ihr ausgehenden Schallwellen durch die benachbarten Schichten des porösen Körpers zuerst gedämpft und schließlich ganz unterdrückt, so daß das Druckreduzierventil wirklich geräuschlos arbeitet.

Soll das Strömungsmedium unter geringer Geschwindigkeit nur wenig entspannt werden, so wird auch der rechteckige Querschnitt 16,17,18 des porösen Körpers 1. 2. 3 vom Verschlußorgan 28. 45, 57 abgedeckt bzw. freigegeben. Dabei durchströmt das Medium vorzugsweise den rechteckigen Querschnitt des porösen Körpers, weil der dreieckige Querschnitt dem Medium infolge seiner größeren Wandstärke einen höheren Widerstand entgegensetzt. Durch Veränderung der Stellung des Verschlußorgans im Bereich des rechteckigen Querschnitts kann die Durchflußmenge des Mediums geregelt werden, ohne daß dabei seine Entspannung wesentlich beeinflußt wird. Der Bereich zur Regelung der Entspannung und der Durchflußmenge des Strömungsmediums liegt in der Übergangszone zwischen dem dreieckigen und dem rechteckigen Querschnitt des porösen Körpers. Im Bereich der abgedichteten Seite des dreieckigen Querschnitts ist wiederum nur eine Durchflußmengenregelung möglich, wobei hier allerdings das Medium stark entspannt.

Claims

Patentansprüche:

1. Geräuschlos arbeitendes Druckreduzierventil für gasförmige Medien mit einem in einem rohrförmigen Abschnitt angeordneten porösen Körper unterschiedlicher Dicke, der den ganzen Durchgangsquerschnitt im rohrförmigen Abschnitt einnimmt und dessen hochdruckseitige Oberfläche durch ein bewegliches Verschlußorgan abdeckbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der poröse Körper (1; 2; 3) in Durchströmrichtung einen im wesentlichen dreieckigen Querschnitt (7, 13; 8,14; 9,15) und einen sich einstückig daran anschließenden, rechteckigen Querschnitt (16; 17; 18) von geringerer Höhe als der des dreieckigen Querschnitts aufweist, wobei die hochdruckseitige, abdeckbare Oberfläche (4; 5; 6) des porösen Körpers aus der in Fluchtlinie miteinander liegenden längsten Seite des dreieckigen Querschnitts und einer Längsseite des rechteckigen Querschnitts besteht und die dem rechteckigen Querschnitt abgewandte Seite, des dreieckigen Querschnitts abgedichtet ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der poröse Körper (1; 2; 3) eine von einem Maximalwert zu einem Minimalwert sich stetig ändernde Wandstärke aufweist und auf der Hochdruckseite mit einem bewegbaren Verschlußorgan (28; 45; 57) an sich bekannter Art versehen ist, das mit einem selbsttätigen Steuerelement (32; 53; 62) verbunden ist.

3. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der poröse Körper (1) äußerlich die Gestalt eines Zylinders aufweist, der gleichachsig mit der vom gasförmigen Arbeitsmittel durchströmten Rohrleitung (23) angeordnet ist und dessen äußere Oberfläche (4) von dem zu entspannenden Gas beaufschlagt wird, wobei die Zylinderwandstärke anschließend an einem konstanten Bereich (16) bis zu einem Maximalwert zu- und dann bis auf den Wert Null abnimmt, und das Innere des Zylinders zwischen dem Maximalwert der Wandstärke und dem Wert Null mit einem Führungskörper (10) ausgefüllt ist.

4. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der poröse Körper (2) innen zylindrisch gestaltet ist, wobei die innere Oberfläche (5) von dem zu entspannenden Gas beaufschlagt wird und die Wandstärke von einem konstanten Bereich (17) am einen Ende des Zylinders bis zu einem Maximalwert anwächst und dann linear bis auf den Wert Null am anderen Ende des Zylinders abnimmt, wobei an diesem Ende eine konische Außen-Oberfläche vorgesehen ist, die von einem nicht porösen, beliebigen Körper (11) bedeckt ist.

5. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der poröse Körper (3) aus einer Zwischenwand besteht, die in der Leitung für das gasförmige Arbeitsmittel angebracht ist, und eine auf der Hochdruckseite ebene Oberfläche (6) sowie eine veränderliche Wandstärke besitzt, die längs eines bestimmten Durchmessers der Leitung von einem konstanten Bereich (18) bis zu einem Maximalwert zu- und dann linear bis auf den Wert Null abnimmt, wobei sich eine schräge Fläche ergibt, die mit einem beliebigen, nicht porösen Körper (12) abgedeckt ist.

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6. Ventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußorgan (28; 45; 57) aus einem Schieber besteht, der hochdruckseitig gegenüber der Oberfläche (4; 5; 6) des porösen Körpers (1; 2; 3) verschiebbar ist.

7. Ventil nach den Ansprüchen 1, 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußorgan aus einem Kolbenschieber (28) besteht, der gleitbar zwischen der äußeren zylindrischen Oberfläche (4) des porösen Körpers (1) und der Bohrung (29) des Gehäuses (23) angeordnet und mittels eines unter Druck stehenden Hilfs-Arbeitsmittels betätigbar ist.

8. Ventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußorgan aus einer Membran (45,57) aus elastischem Werkstoff besteht, die hochdruckseitig an der Oberfläche (4, 5, 6) des porösen Körpers (1, 2, 3)

anliegt, und durch ein Steuerorgan (53, 62) von ihr abgehoben werden kann.

9. Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Membran aus einer rohrförmigen Hülse (45) besteht, deren eines Ende (46) in der Nähe des Teils des porösen Körpers (2) mit konstanter Wandstärke (17) befestigt und deren anderes Ende (45 b) einwärts stülpbar ist und unter der Einwirkung eines Steuerorgans (53) steht.

10. Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Membran aus einer biegsamen Materialbahn (57) besteht, deren eines Ende (58) in der Nähe des konstanten Wandstärkenbereichs (18) des porösen Körpers (3) befestigt und deren anderes Ende (60) mittels eines Steuerorgans (62) in Abdeckrichtung zurückrollbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen