DE2846294A1

DE2846294A1 - Geraeuscharmes absperrorgan

Info

Publication number: DE2846294A1
Application number: DE19782846294
Authority: DE
Inventors: Roy L Feiss
Original assignee: Crane Co
Current assignee: Crane Co
Priority date: 1978-04-19
Filing date: 1978-10-24
Publication date: 1979-10-31
Also published as: GB2019532A; JPS54140227A

Description

HOFFMANN · iLITLE όα !PARTNjSR

PATENTANWÄLTE DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) · DIPL-ING. W.EITLE · DR. RER. NAT.K. HOFFMANN · DIPL.-ING. W. LEHN

DIPL.-ING. K. FDCHStE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE * {STERNHAUS) . D-8000 MÖNCHEN 81 ■ TELEFON (089) 911087 · TELEX 05-29619 (PATHE)

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Crane Co·,
New York / USA

Geräuscharmes Absperrorgan

Die Erfindung bezieht sich auf ein geräuscharmes Druckreduzierventil, insbesondere für die Verwendung bei hohen Drücken und bei einem Erfordernis für weiche und glatte Strömungseigenschaften. Vorausgesetzt, daß besondere Gestaltungsmerkmale vorgesehen werdan, um graduell den Druck in einer Flüssigkeit oder in einem Dampfsystem zu reduzieren, treten mehrere bzw. unterschiedliche unerwünschte Bedingungen auf· Wenn der Druck einer Flüssigkeit plötzlich reduziert wird, kann die Flüssigkeit verdampfen und Kavitation auftreten. Später kann dann die Flüssigkeit wieder rückkondensieren, wodurch schädigende Stoßwellen und Geräusche erzeugt werden, die von einer übermäßigen Ventilabnutzung begleitet sind· Wenn auf gleiche Weise der Druck eines Gases reduziert wird, wird das Gas expandieren, wodurch die Gasgeschwindigkeit zunimmt· Wenn die Geschwindigkeit des expandierenden Gases nicht auf ein Niveau gesteuert v/ird, welches im wesentlichen unterhalb der Schallgeschwindigkeit liegt, tritt

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eine übermäßige Abnutzung und eine übermäßige Geräuschentwick— lung auf· Daher ist es wünschenswert, Strömungsenergie zu vernichten, während der Druck graduell reduziert wird.

Eine Anordnung zur Reduzierung des Strömungsdruckes Wurde bei einer Vielzahl von in Reihe geschalteten Ventile installiert, um den Druck stufenweise zu reduzieren· Die Installation einer Vielzahl von in Reihe geschalteten Ventilen ist jedoch für die meisten Anwendungen unannehmbar kostspielig» Verschiedene andere Anordnungen zur Reduzierung des Strömungsdruckes und der Geräuschentwicklung nehmen eine Aufteilung des Strömungsmittelstromes in eine Vielzahl von relativ kleinen Strömen vor. Diese Verfahren beinhalten im wesentlichen das Einsetzen von Druckreduzierplatten in die Strömungsleitung, die Installation einer Vielzahl von gekrümmten bzw· gewundenen Strömungswegen, um die Strömungsenergie zu vernichten oder die Installation einer Kombination aus einem Ventilsitz und einem konzentrisch zu den Ventilschließeinrichtungen angeordneten Diffusor. Diese Verfahren Waren jedoch nicht im vollen Umfang erfolgreich· Ein Ersetzen der perforierten Druckreduzierplatten in den Strömungsleitungen ist zeitaufwendig und erfordert das Lösen der Strömungsleitung· Bei der Aufbringung höherer Drücke erfordert die Verwendung von gekrümmten Strömungswegen ira Ventil zur Vornahme des gewünschten Druckabfalls die Verwendung von relativ kleinen Perforationen, die oft weniger als 3,17 mm (1/8 inch) im Durchmesser betragen, wenn eine einzelne Stufe verwendet wird· Darüberhinaus ergibt sich aus der Verwendung von einer einstufigen Druckreduzierung häufig eine übermäßige Geräuschentwicklung, Erosion, Ventilbeschädigung und ein Verstopfen der Käfigperfo— rierungen mit im Strömungsmittel befindlichen Fremdkörpern. Eine mehrstufige Druckreduzierung in einem einen gekrümmten Strömungsweg beinhaltenden Ventil hat einen vergrößerten Ventilkörper zur Folge, welcher in zunehmendem Maße einer Verschmutzung unterworfen ist· Die Verwendung der aus einem Dichtungssitz-r ring und einem Diffusor bestehenden Kombination erfordert das Ersetzen des Diffusors jedesmal dann, wenn der Dichtungsring

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ausgetauscht werden muß· Die Verwendung eines derartigen Diffusors setzt die Kapazität des Ventils herab und erfordert, daß der Einlaß und der Auslaß die gleiche Dimensions- und Druckbemessung hat·

Die Verwendung von herkömmlichen Ventilschließeinrichtungen bei geräuscharmen Ventilen mit perforierten Käfigen bedingen eher stufenweise als gleichförmige Strömungswechsel, da vollständige Perforationsreihen gleichzeitig dem eindringenden Strömungsmedium ausgesetzt sind oder das Strömungsmittel am Durchfließen hindern· Dies trifft insbesondere für Ventile zu, welche mit einem Kolbenhub arbeiten, zumal wenn ein beträchtlicher Abstand zwischen den benachbarten Perforationsreihen besteht·

Daher besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein verbesserndes Druckreduzierventil zu schaffen, welches sowohl ruhig als auch betriebssicher und dauerhaft arbeitet·

Diese Aufgabe wird durch die sich aus den Patentansprüchen ergebenden Merkmale gelöst. Insbesondere wird diese Aufgabe durch eine Konstruktion gelöst, bei der ein oder zwei Diffusoren in einem der Ventilkanäle angeordnet ist· Herkömmliche Druckreduzier-Umfangskäfige können zusätzlich im Absperrorgankörper vorgesehen werden, um einen weiteren Druckabfall zu bewirken· Dort, wo Umfangskäfige verwendet werden, ist der Ven— tilkolben oder der Schieber des Absperrorgans vorzugsweise mit einer Strömungssteuerfläche versehen, um gleichförmig und graduell die Perforationen des Käfigs der Strömung auszusetzen, wenn der Ventilkolben oder der Schieber angehoben wird, wodurch ein besonders weicher Strömungsübergang «alt den gewünschten Eigenschaften erzielt werden kann· Mit der beanspruchten Lösung der gestellten Aufgabe wird ein geräuscharmes Absperrorgan geschaffen, welches relativ preiswert in der Herstellung und für Reparatur und Wartung leicht zu demontieren ist, und in dem die Dimensions- und Druckbemessung im Einlaß von denen des Auslasses unterschiedlich sein kann· Für ö&n gesamten Betrieb werden besonders glatte bzw· weiche Strömungsverhältnisse geschaffen, ohne daß eine Überschallströmung auftritt·

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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in den beigefügten Zeichnungen rein scheraatisch dargestellten Ausführungsbeispiels· Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines Absperrorgans mit einer Leitvorrichtung entsprechend der Erfindung,

FFig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 der Fig« 1*

Fig. 3 eine schematische Schnittansicht einer der Fig· I und 2 ähnlichen Ausführungsform, jedoch mit einer Vielzahl von Käfigen und einer Vielzahl von Leitvorrichtungen bzw. Diffusoren entsprechend der Erfindung,

Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht der Leitvorrichtung gemäß Fig. 3,

Fig. 5, 6, 7 und 8 schematische Ansichten verschiedener Schieber von geräuscharmen Absperrorganen, die mit Umfangsltäfigen versehen sind,

Fig. 9 eine Teilansicht des Schiebers gemäß Fig. 5 im

Zusammenhang mit einem perforierten Umfangskäfig und

Fig. 10 eine Teilansicht des Schiebers gemäß Fig. 7 im Zusammenhang mit einem perforierten Umfangskäfig·

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Entsprechend der Darstellung in Fig· 1 und 2 weist ein Absperrorgan IO einen Absperrorgankörper 12 auf, in dem sich im Abstand voneinander angeordnete Kanäle 14, 16 und ein dazwischen befindlicher zentraler Strömungsweg 18 befinden· Bei der dargestellten Ausführungsform liegt die Mittelachse des Kanals 14 im wesentlichen senkrecht zur Mittelachse des Kanals 16· Am Absperrorgankörper 12 ist mittels Schrauben 22 ein herkömmlicher Deckel 19 befestigt. Eine Verschließeinrichtung 20 des Absperrorgans umfaßt einen Schieber 30, welcher innerhalb des zentralen Strömungsweges 18 hin und her bewegbar angeordnet ist, wobei eine Schieberstange 40 mittels Schrauben 39 am Schieber befestigt ist. Die Schieberstange 40 ragt durch eine am Schieber befestigte Nabe 38. Auf dem Deckel 18 ist mittels Schrauben 52 eine Betätigungseinrichtung 50 befestigt· Diese Betätigungseinrichtung ist mittels einer Kupplung 54 für die Hin- und Her-B_ewegung des Schiebers und der Schieberstange mit der Schieberstange 4O verbunden· Der im zentralen Strömungsweg 18 angeordnete Schieber 30 weist einen zentralen Schieberteil 31 auf, wobei sich oberhalb des zentralen Teils ein oberes Führungsglied 34 und unterhalb des zentralen Teils ein unteres Führungsglied 36 befindet· Diese beiden Führungsglieder ermöglichen eine weiche, störungsfreie Hin-und-Her-Bewegung des Schiebers im zentralen Strömungsweg· Das untere Führungsglied 36 ist vorzugsweise mit einer Strömungssteuerfläche 32a versehen, die sich am Boden dieses Führungsgliedes befindet. Diese Strömungssteuerfläche wird nachfolgend noch im einzelnen beschrieben. Der Schieber 30 wirkt mit einem Umfangsventilsitz 60 zusammen, der im zentralen Strömungsweg 18 angeordnet ist, um eine Strömungsdichtung für das zwischen den Kanälen 14 und 16 strömende Strömungsmittel zu schaffen· Der Schieber 30 ist mit Bohrungen 37 versehen, die sich über die Länge des Schiebers erstrecken. Weiterhin ist der Schieber 30 mit einer Gleitdichtung 76 versehen, die sich im oberen Führungsglied 34 befindet· Die Bohrungen 37 gleichen den Strömungsmitteldruck aus, welcher von oben und von unten auf den Schieber wirken, während die

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Gleitdichtung 76 eine Strömungsmittelleckage um den Schieber herum durch die Bohrungen verhindert. Dieser mit Bohrungen und der Gleitdichtung 76 versehene Schieber 30 ist als ein üblicher Ausgleichs— oder Halbausgleichsschieber oder Kolben anzusehen. Ein derartiger Schieber erfordert eine geringere Betä^igungskraft als ein unausgeglichener Schieber. Derartige ausgeglichene Schieber 30 sind in der Technik bekannt und ist nicht Bestandteil der beanspruchten Erfindung. Es soll festgestellt werden, daß die eigentliche Erfindung auch auf solche Absperrorgane anwendbar ist, die unausgeglichene* Kolben oder Schieber aufweisen.

Eine in unterbrochenen Linien dargestellte Strömungsleitung ist mit dem Absperrorgankorper 12 verschweißt, während ein Flansch 28 einer ebenfalls in unterbrochenen Linien dargestellten Strömungsleitung 26 abnehmbar mittels nicht dargestellten Schrauben am Auslaßflansch 27 des Absperrkörpers befestigt ist. Jedoch können andere herkömmliche Befestigungsmittel verwendet werden, um die Strömungsleitungen 24 und 26 mit dem Absperrorgankorper 12 zu verbinden. Eine Käfiganordnung, insbesondere ein Umfangskäfig 70 ist mit einer Vielzahl von Perforationen 72 versehen. Dieser Käfig 70 befindet sich im zentralen Strömungsweg 18 und umgibt konzentrisch den Schieber 30. Dichtungsmittel, tfie ein spiralförmig gewundener Dichtring 74 befindet sich zwischen dem Käfig 70 und dem Deckel 19, um eine Strömungsmittel leckage um den Deckel herum zu vermeiden. Ein Diffusor oder eine Leitvorrichtung 80 befindet sich im Kanal 16 und ragt in die Strömungsleitung 26. Die Leitvorrichtung 80 umfaßt einen Flansch 82, einen zylindrischen Teilbereich 84, der vom Flansch ausgeht, und ein halbsphärisches Kappenteil 86, welches vom zylindrischen Teilbereich ausgeht. Der zylindrische Teilbereich und der Kappenteil sind mit einer Vielzahl von Durchbrechungen 88 versehen. Bei der dargestellten Ausführungsform befindet sich eine Dichtung 92 zwischen dem Flansch 82 und dem Ventilsitz 60. Zwischen dem Flansch 82 und dem Absperrorgankorper 12 befindet sich eine Dichtung 94. Diese Dichtungen ver-

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hindern eine Strömungsmittelleckage um den Plansch 82 herum. Während die Leitvorrichtung 80 einen zylindrischen Teilbereich 84 und eine halbsphärische Kappe 86 aufweist, ist die Gesamtform der Leitvorrichtung für eine erfolgreiche Durchführung der Erfindung nicht problematisch. Ebenso ist die Gestaltung der Betätigungseinrichtung 50 nicht problematisch·

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine der Fig· 1 und 2 ähnliche Ausführungsform, allerdings mit einem Paar von Käfigen und einem Paar von Leitvorrichtungen· Mit Fig· I und 2 gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Bei dieser Ausführungsform befindet sich ein mit Perforationen 178 versehener Käfig 175 innerhalb des Käfigs 170, welcher ebenfalls mit Perforationen 173 versehen ist· Beide Käfige befinden sich innerhalb des zentralen Strömungsweges 18 um den Schieber 30 herum· Eine Leitvorrichtung 180 umfaßt einen zylindrischen Teilbereich 181 und einen auf den zylindrischen Teilbereich aufgesetzten halbsphärischen Kappenteil 182· Sowohl der zylindrische Teilbereich 181 als auch der halbsphärische Kappenteil 182 ist mit Perforationen 183 versehen· Die Leitvorrichtung 185 weist einen zylindrischen Teilbereich 186 und einen darauf aufgebrachten halbsphärischen Kappenteil 187 auf· Auch diese beiden Teile sind mit Perforationen 188 versehen und befinden sich im Abstand zu dem anderen zylindrischen Teilbereich bzw· dem anderen halbsphärischen Kappenteil in einem bestimmten Abstand^ und sind im Kanal 16 mittels Schrauben 190 und einem Abstandhalter 189 befestigt. Ausgehend von dieser Ausführungsform ist es verständlich und klar, daß zusätzliche Käfige oder Leitvorrichtungen vorgesehen sein können, wenn dies für besondere Druekminderungserfordernisse eines bestimmten Systems diktiert wird· Bei beiden Ausführungsformen sind die Käfige, die Leitvorrichtungen,, die Schieber und die Ventilsitze aus dem Absperrorgankörper 12 entnehmbar, wenn der Deckel 19 ohne Lösen des Ventilkörpers von den Strömungsleitungen 24, 26 entfernt wurde·

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Fig· 5 bis 8 zeigen vier Ausführungsformen eines Schiebers oder Kolbens, die in geräuscharmen Absperrorganen mit perforierten Käfigen einschließlich der in Fig. 1 bis 4 zuvor gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen verwendet werden können, um individuelle Perforationen 72 innerhalb einer Reihe 73 eines Käfigs freizugeben, damit das Strömungsmittel bei unterschiedlichen Abständen zwischen dem Schieber 30 und dem Ventilsitz 60 eindringen kann· Alle vier Ausführungsformen des Schiebers arbeiten auf im wesentlichen gleiche Art und Weise. Der Unterschied liegt in der Gestaltung der Strömungssteuerfläche 32 am Boden des unteren Führungsgliedes 36. Sofern die Teile des Schiebers in den Fig. 5 bis 8 mit denen des Schiebers in den Fig. 1 bis 4 übereinstimmen, werden gleiche Bezugszeichen verwendet« Die einzelnen Schieber 30 und die Strömungssteuerflächen 32 unterschieden sich in den Fig· 5 bis 8 durch einen angehängten kleinen Buchstaben. Während in Fig„ 5 bis 8 Schieber 30 dargestellt sind, in denen sich die Bohrungen 37 und die Gleitdichtungen 76 befinden, um die erforderliche Schieberbe.™ tätigungskraft zu reduzieren, so können ebenso druckunausgeglichene Schieber verwendet werden, die mit Strömungssteuerflächen entsprechend Fig. 5 bis 8 versehen sind. Fig. 5 zeigt den Schieber 30a mit einer Strömungssteuerfläche 32a, die von einem ebenen Bereich 33a gebildet ist, in dem sich eine Tasche 35a befindet, die graduell Perforationen 72 innerhalb einer oder mehrerer Reihe 73 des Käfigs 70 freigibt, wenn der Schieber angehoben wird. Dies ist im einseinen in Fig« 9 dargestellt«, Der Schieber 30b, welcher in Fig. 6 dargestellt ist, gleicht im wesentlichen dem Schieber 30a gemäß Fig. 5, hat jedoch Flächen 32b mit ebenen Bereichen 33b mit einer Vielzahl von darin befindlichen Taschen 35b. Fig. 7 zeigt einen Schieber 30c mit einer gleichförmig geneigten Fläche 32c, die graduell eine Reihe von Perforationen 72 im Käfig 70 für einen Strömungsmittelfluß freigibt, wenn der Schieber entsprechend der Darsteilung in Fig. 10 angehoben wird. Per Schieber 3Od entsprechend Fig. 8

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entspricht im wesentlichen der Ausführungsform gemäß Fig. 7, jedoch ist ein Paar von gleichförmig geneigten Flächen 32d, 32d* vorgesehen, wobei die Orte, an denen die Flächen zusammenstoßen um 180 voneinander getrennt sind.

Fig. 9 zeigt die Art und Weise, in der der Schieber 30a der Fig. 5 graduell die Perforationen in einer oder mehreren Reihen 73 des Käfigs 70 für einen Strömungsmittel luß freigibt, bevor alle Perforationen in einer Reihe insgesamt freiliegen· Daraus resultiert ein im wesentlichen gleichförmiger Wechsel der Strömungsmengen durch das Absperrorgan, wenn der Schieber 30a hin und her bewegt wird.

Fig. 10 zeigt auf gleiche Weise das Zusammenwirken des Schiebers 30c mit den Perforationen 72 des Käfigs 70. Auch hier ist ersichtlich, daß die Perforationen 72 innerhalb einer Reihe 73 graduell für das Eindringen des Strömungsmittels freigegeben werden, wenn der Schieber 3Oc angehoben wird. Daraus resultiert ein im wesentlichen weicher Betrieb des Absperrorgansο Es ist klar, daß Schieber entsprechend Fig. 6 und 8 im wesentlichen auf gleiche Weise funktionieren, wie die in Fig. 5 und 7 dargestellten Schieber.

Es liegt innerhalb des Schutzumfanges der Erfindung, daß entweder ein herkömmlicher Schieber oder ein Schieber der Ausführungsformen gemäß Fig. 5 bis 8 bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis 4 verwendet wird. Es liegt ebenfalls innerhalb des Schutzumfanges der Erfindung, daß Ventilkolben bzw· Schieber entsprechend Fig· 5 bis 8 in bekannten geräuscharmen Absperrorganen verwendet werden, die einen oder mehrere Käfige 70 aufweisen, welche den Ventilkolben oder den Schieber 30 umgeben.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 strömt das Strömungsmittel bei mittels der Betätigungseinrichtung 50 angehobenem Schieber 30 durch die Strömungsleitung 24 in die durch den Pfeil angeüe-ig-

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te Richtung und gelangt durch den Kanal 14 in den zentralen Strömungsweg 18« Das Strömungsmittel gelangt dann durch die Perforationen 72 dea Käfigs 70 in den Kanal 60 und dann durch die Perforationen 88 der Leitvorrichtung 80 in die Strömungsleitung 26. Die Aufteilung des Strömungsmittels bzw. der Strömung in eine Vielzahl von kleinen Strömen mittels der Perforationen 72 im Käfig 70 und der Perforationen 88 in der Leitvorrichtung 80 wird dahingehend wirksam, daß die mit dem Druckabfall auftretende Energie vernichtet wird· Dadurch ergibt sich ein relativ geräuscharmes druckreduzierendes Absperrorgan. Entgegengesetzt sind weniger Perforationen für den Strömungsdurchgang offen, wenn der Schieber 30 näher an den Ventilsitz 60 des Absperrorgankörpers 12 bewegt wird, wodurch sich eine Abnahme der Strömungsmenge ergibt. Wenn irgend ein der in den Fig. 5 bis 8 dargestellten bevorzugten Schieber bei der Ausführungsform gemäß Fig· 1 und 2 verwendet wird, wird der Strömungsmittelfluß durch jede Reihe 73 der Perforationen 72 graduell reduziert, bevor jede Reihe vollständig geschlossen ist· Daraus resultieren im wesentlichen weiche Ventilströmungseigenschaften· Herkömmliche Schieber können jedoch bei dieser Ausführungsform für geräuscharme Druckreduzierung verwendet werden.

In Laborteste wurde ein Absperrorgan gemäß Fig. 1 und 2 getestet, welches einen auf 30,2 mm (8 inch) und 408,2 kg (900 Ib.) gemessenen Einlaß und einen auf 76,2 mm (30 inch) und 68 kg (150 Ib.) bemessenen Auslaß aufweist, um eine Dampfströmungsmenge von nahezu 272 160 kg/h (600 000 lb/h) von einem Druck von 73,8 at (1O5O psia) auf einen Druck von 1,03 at (14,7 psia) zu reduzieren. Der Druckabfall durch den Käfig 70 betrug nahezu 254 kg (560 Ib.), während der Druckabfall durch den Diffusor oder die Leitvorrichtung 80 ungefähr 215,5 kg (475 Ib.) betrug. Die Geräuschpegelreduzierung wurde auf nahezu 20 dBA gegenüber dem Geräuschpegel berechnet, welcher bei der Verwendung von herkömmlichen einstufigen Druckreduzierventilen mit einem herkömmlichen Trimm festgestellt wurde.

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Entsprechend Flg. 3 und 4 gelangt das Strömungsmittel von der Strömungsleitung 24 durch den Kanal 14 in den zentralen Strömungsweg IS, und zwar in Richtung des angegebenen Pfeiles, wenn der Schieber 3O des Absperrorgans 10 vom Ventilsitz 60 mittels der mit der Betätigungseinrichtung 15 zusammenwirkenden Schieberstange 4O angehoben wird. Sodann gelangt das Strömungsmittel durch die Perforationen 173 des Käfigs 170 und die Perforationen 178 des Käfigs 175 in den Kanal 16. Daraufhin strömt das Strömungsmedium durch die Perforationen 183 der Leitvorrichtung 180 und die Perforationen 188 der Leitvorrichtung 185, bevor das Strömungsmittel in der Strömungsleitung 26 abfließt· Dadurch, daß im Strömungsmittel wiederholt ein Wechsel der Strömungsrichtung aufgezwungen wird, wird in erhöhtem Maße eine Druck— und Geräuschreduzierung erreicht, indem zusätzliche Strömungsenergie vernichtet wird. Dies kann bei dieser Ausfuhrungsform dadurch erzielt werden, daß die Perforationen 173 im Käfig 170 zumindest teilweise von den Perforationen 178 im Käfig 175 abgesetzt sind und daß die Perforationen 183 im Diffusor 180 von den Perforationen 188 im Diffusor 185 abgesetzt sind. Dieses räumliche Absetzen ist natürlich in Richtung quer zu den Perforationen zu verstehen. Normalerweise sollte der Druck um ungefähr 50 % oder weniger durch jeden Diffusor oder Käfig reduziert werden, um die Strömungsgeschwindigkeit im Unterschallbereich zu belassen·

Bei beiden dargestellten Ausführungsformen kann der Einlaßka— nal 14 einen geringeren Durchmesser aufweisen als der Auslaßkanal 16, während der Auslaßkanal 16 für einen geringeren Druck bemessen ist als der Einlaßkanal 14, wenn geeignete Vorkehrungen getroffen werden sollen, um einen Druckaufbau im Auslaßkanal zu vermeiden, wenn beispielsweise in der Auslaßströmungsleitung ein Druckminderventil eingebaut wird.

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Die in Fig. 5 bis 8 gezeigten Schieber können in geräuscharmen Ventilen mit perforierten Käfigen, wie beispielsweise solche in Fig· 1 bis 4, verwendet werden· Wenn entsprechend der Darstellung in Fig. 5 und 9 der Schieber 30a angehoben wird, werden die Perforationen 72 benachbarter Reihen 73 des Käfigs 70 kontinuierlich durch die Fläche 32a dem Strömungsmittel freigegeben, woraus ein weicher, glatter und störungsfreier Ventilbetrieb möglich ist. In gleicher Weise werden entsprechend der Darstellung in Fig· 7 und 10 die Perforationen 72 in einer oder mehreren Reihen 73 des Käfigs 70 kontinuierlich dem Strömungsmittelfluß durch die Fläche 32c freigegeben, wenn der Schieber 30c angehoben wird, wodurch die vorgenannten Ventilcharakteristiken erzielt werden· Es ist verständlich, daß die Schieber gemäß Fig. 6 und 8 im wesentlichen denen der Fig. 5 bis 7 gleich sind· Es ist ebenso offensichtlich, daß die Strömungsmenge durch das Absperrorgan im wesentlichen gleichförmig abnimmt, wenn die in Fig. 5 bis 8 dargestellten Schieber im Absperrorgan in Richtung auf den Ventilsitz 60 abgesenkt werden.

Zahlreiche Abänderungen der beschriebenen Ausführungsformen des Absperrorgans und der Schieber sind möglich, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.

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Claims

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New York / USA

Geräuscharmes Absperrorgan

Patentansprüche

Absperrorgan zur Anbringung in einem Strömungssystem mit einer Strömungsmittelleitung zur Regulierung der Strömungsmenge und zur Reduzierung des dabei auftretenden Geräusches, dadurch gekennzeichnet , daß ein Absperrorgan Körper (12), ein Paar von im Abstand voneinander angeordneten Kanälen (14, 16) und einen dazwischen befindlichen zentralen Strömungsweg (18) aufweist, wobei ein Kanal (16) mit einer Strömungsleitung (26) in Verbindung steht und zur Aufnahme eines Diffusors (80) geeignet ist, daß der Diffusor (80) in einem (16) der Kanäle angeordnet ist und in eine strömungsleitung (26) ragt, wobei durch den Diffusor (80) die Strcnuangsmittelströmung durch den Kanal (16) und die Strömungsmittelleitung (26) in eine Vielzahl von kleinen Strömen zur Reduzierung der Geräuschentwicklung aufteilbsr ist und daß in dem zentralen Strömungsweg (18) zur

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Regulierung des Strömungsmittelstromes durch diesen eins Absperrorgan-Schließeinrichtung (20) bewegbar angeordnet ist, so daß durch die Bewegung der Schließeinrichtung (20) der Strömungsmittelfluß von einem Kanal (14) zum anderen Kanal (16) durch den zentralen Strömungsweg (18) und dea Diffusor (8O) steuerbar ist.

2· Absperrorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den zentralen Strömungsweg (18) ein Umfangskäfig (70) angeordnet und mit einer Vielzahl von Perforationen (72) versehen ist, wodurch die Strömungsmittelströmung durch die Perforationen von einem Kanal (141 zum anderen Kanal (16) in eine Vielzahl von kleinen Strömungen aufteilbar ist, um die bei der Strömung auftretenden Geräusche zu reduzieren.

3· Absperrorgan nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zentralen Strömungsweg (18) zur Anlage mit einem Schieber, (30) ssur Regulierung der Strömung durch den zentralen Strömungsweg (18) ein Ventilsitz (60) angeordnet ist, und daß der Schieber (30) hin und her beweglich in dem zentralen Strömungsweg (18) angeordnet und an den Ventilsitz (6O) anlegbar ist und mit einer Strömungssteuerfläche (32) versehen ist, mit der die Perforationen (72 J 178) des Umfangskäfigs (70; 175) graduell für die Strömung freilegbar sind, wodurch die Bewegung des Schiebers (30) weg vom Ventilsitz (6O) graduell den Strömungsmittelfluß von einem Kanal (14) zum anderen Kanal (16) durch die Perforationen (72j 178) des Ümfangskäfigs (70; 175) zunimmt.

4. Absperrorgan nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ströaiungssteuerflache (32) einen ebenen Bereich (33a) aufweist, Ln der eine Tasche (35a) ausgebildet ist, und daß die Perforationen (72; 178) in Reihen (73) im Umfangskäfig (70; 175) angeordnet

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sind, wodurch der ebene Bereich (33a) und die Tasche (35a) dahingehend mit dem Umfangskäfig C7O; 175) zusammenwirkt, daß einzelne Perforationen, innerhalb einer Reihe (73) dem durch den zentralen Strömungsweg verlaufenden Strömungsfluß bei unterschiedlichen Abständen zwischen dem Schieber (30) und dem Ventilsitz (60) ausgesetzt sind·

5» Absperrorgan nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Strömungssteuerfläche (32) eine gleichförmig geneigte Fläche (32c) aufweist, und daß die Perforationen (72; 178) im Umfangskäfig (70j 175) in Reihen (73) angeordnet sind, wodurch die Strömungssteuerfläche (Ζ2οΤ derart mit dem Umfangskäfig (70; 1755 zusammenwirkt, daß innerhalb einer Reihe (73) einzelne Perforationen dem Strömungsfluß durch den zentralen Strömungsvreg (18) bei unterschiedlichen Abständen zwischen dem Schieber (30) und dem Ventilsitz (6Oi ausgesetzt sind·

6· Absperrorgan nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Diffusor (80) einen im Kanal (16) angeordneten Flansch (82), einen von diesem Flansch (82) in die Strömungsleitung (86) ragenden zylindrischen Teilbereich (84Ϊ und eine vom zylindrischen Teilbereich (84) ausgehende halbsphärische Kappe aufweist, wobei der zylindrische Teilbereich (84) und die halbsphärische Kappe mit einer Vielzahl von Perforierungen (88) versehen sind, durch die die Strömung durch den zentralen Strömungsweg (18) von dem einen Kanal (14) zu dem anderen Kanal (16) in eine Vielzahl von kleinen Strömen aufgeteilt wird, wodurch der mit der Strömung auftretende Geräuschpegel reduziert wird*

7. Absperrorgan nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitvorrichtung (180) aus einer Vielzahl von Diffusoren besteht, die miteinander verschachtelt sind, daß die Perforationen eines

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jeden Diffusors gegenüber den Perforationen des benachbarten Diffusors versetzt angeordnet sind, wodurch d4.e Strömung durch den zentralen Strömungsweg (18) von dem einen Kanal (14) zu dem anderen Kanal (16) einem vielfachen Richtungswechsel unterworfen ist, um von einem Diffusor zu dem benachbarten Diffusor zu gelangen.

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