DE2846294A1

DE2846294A1 - LOW-NOISE BARRIER

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: JPS54140227A; GB2019532A

Description

HOFFMANN · iLITLE όα !PARTNjSRHOFFMANN · iLITLE όα ! PARTNjSR

PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) · DIPL-ING. W.EITLE · DR. RER. NAT.K. HOFFMANN · DIPL.-ING. W. LEHNDR. 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)DIPL.-ING. K. FDCHSTE DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE * {STERNHAUS). D-8000 MÖNCHEN 81 ■ TELEPHONE (089) 911087 · TELEX 05-29619 (PATHE)

- 5 - 31 262- 5 - 31 262

Crane Co·,
New York / USACrane Co ·,
New York / USA

Geräuscharmes AbsperrorganLow-noise shut-off device

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, trittThe invention relates to a low-noise pressure reducing valve, especially for use at high pressures and where there is a need for soft and smooth flow properties. Provided that special design features are provided, in order to gradually reduce the pressure in a liquid or in a steam system, several or different undesirable ones occur Conditions on · If the pressure of a liquid is suddenly reduced, the liquid may evaporate and cavitation may occur. Later, the liquid can condense back again, creating damaging shock waves and noises that are caused by a Excessive valve wear are accompanied · If, in the same way, the pressure of a gas is reduced, the gas will expand, causing the gas velocity increases · If the velocity of the expanding gas is not controlled to a level which is essentially below the speed of sound, occurs

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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.excessive wear and tear and excessive noise ment on · Therefore, it is desirable to dissipate flow energy while gradually reducing the pressure.

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 DichtungsringAn arrangement for reducing the flow pressure was at a variety of valves installed in series to gradually reduce the pressure · The installation of a However, a large number of valves connected in series is required for most applications unacceptably costly »Various other arrangements for reducing flow pressure and the development of noise make a division of the fluid flow into a plurality of relatively small flows. These methods essentially involve the insertion of pressure reducing plates in the flow line, the installation a multitude of curved or winding flow paths in order to destroy the flow energy or the installation a combination of a valve seat and a diffuser arranged concentrically to the valve closing devices. These However, the methods were not fully successful. · Replacing the perforated pressure reducing plates in the flow lines is time consuming and requires loosening the flow line. · When applying higher pressures, this requires Use of curved flow paths in the valve to make the desired pressure drop the use of relatively small ones Perforations that are often less than 1/8 inch (3.17 mm) in Diameter when a single step is used · In addition, results from the use of a single step Pressure reduction often causes excessive noise, erosion, valve damage and clogging of the cage perfor- with foreign bodies in the fluid. A multi-stage pressure reduction in a curved one The valve including the flow path has an enlarged valve body result, which is increasingly subject to contamination · The use of the seal seat-r ring and a diffuser existing combination requires the replacement of the diffuser every time the sealing ring

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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·must be replaced · The use of such a diffuser reduces the capacity of the valve and requires that the inlet and outlet have the same dimensional and pressure rating Has·

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·The use of conventional valve closing devices for low-noise valves with perforated cages is more conditional step-wise as a uniform flow change, since complete rows of perforations are simultaneously with the penetrating flow medium exposed to or preventing fluid from flowing through · This is especially true for valves that have one piston stroke, especially when there is a considerable distance between the adjacent rows of perforations

Daher besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein verbesserndes Druckreduzierventil zu schaffen, welches sowohl ruhig als auch betriebssicher und dauerhaft arbeitet·Therefore, the object of the invention is to provide an improving To create a pressure reducing valve that works quietly, reliably and permanently

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· This object is achieved by the features resulting from the patent claims. In particular, this object is achieved by a construction in which one or two diffusers are arranged in one of the valve channels.Conventional pressure-reducing circumferential cages can also be provided in the shut-off element in order to cause a further pressure drop.There, where circumferential cages are used, the ven - The valve piston or the slide of the shut-off element is preferably provided with a flow control surface in order to expose the perforations of the cage to the flow uniformly and gradually when the valve piston or the slide is raised, whereby a particularly smooth flow transition can be achieved with the desired properties claimed achieve the stated object a low-noise shut-off device is provided which is relatively inexpensive, easy to dismantle in the manufacture and for repair and maintenance, and in which the dimensional and pressure measurement in the inlet of which the outlet may vary · for ö & n ge During the entire operation, particularly smooth or soft flow conditions are created without a supersonic flow occurring.

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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:Further details, features and advantages of the invention result can be derived from the following description of an exemplary embodiment shown purely schematically in the accompanying drawings. Show it:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines Absperrorgans mit einer Leitvorrichtung entsprechend der Erfindung,Fig. 1 is a schematic sectional view of a shut-off device with a guide device accordingly the invention,

FFig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 der Fig« 1*FFig. 2 is a sectional view taken along line 2-2 of FIG 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. 3 is a schematic sectional view of one of FIGS and FIGS. 2 and 2 similar embodiment, but with a plurality of cages and a plurality of Guide devices or diffusers according to the invention,

Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht der Leitvorrichtung gemäß Fig. 3,FIG. 4 shows an enlarged view of the guide device according to FIG. 3,

Fig. 5, 6, 7 und 8 schematische Ansichten verschiedener Schieber von geräuscharmen Absperrorganen, die mit Umfangsltäfigen versehen sind,5, 6, 7 and 8 are schematic views of various slides of low-noise shut-off devices which are provided with circumferential cages,

Fig. 9 eine Teilansicht des Schiebers gemäß Fig. 5 imFIG. 9 is a partial view of the slide according to FIG. 5 in

Zusammenhang mit einem perforierten Umfangskäfig undConnection with a perforated circumferential cage and

Fig. 10 eine Teilansicht des Schiebers gemäß Fig. 7 im Zusammenhang mit einem perforierten Umfangskäfig·10 shows a partial view of the slide according to FIG. 7 in connection with a perforated circumferential cage.

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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 dieAccording to the illustration in FIGS. 1 and 2, a shut-off element IO has a shut-off element body 12 in which there are channels 14, 16 arranged at a distance from one another and a central flow path 18 located between them perpendicular to the central axis of the channel 16. A conventional cover 19 is fastened to the shut-off element body 12 by means of screws 22. A closing device 20 of the shut-off element comprises a slide 30 which is arranged to be movable to and fro within the central flow path 18, a slide rod 40 being fastened to the slide by means of screws 39. The slide rod 40 extends through a fixed to the slider hub 38. On the lid 18 is by means of screws 52 an actuator 50 attached · This actuator is by means of a clutch 54 for reciprocating B _e movement of the slide and the slide rod with the slide rod 4O connected · The slide 30 arranged in the central flow path 18 has a central slide part 31, an upper guide member 34 being located above the central part and a lower guide member 36 below the central part -Her movement of the slide in the central flow path · The lower guide member 36 is preferably provided with a flow control surface 32a which is located at the bottom of this guide member. This flow control surface is described in detail below. The slide 30 cooperates with a circumferential valve seat 60 which is arranged in the central flow path 18 in order to create a flow seal for the fluid flowing between the channels 14 and 16. The slide 30 is provided with bores 37 which extend over the length of the slide extend. Furthermore, the slide 30 is provided with a sliding seal 76, which is located in the upper guide member 34. The bores 37 equalize the fluid pressure that acts on the slide from above and below, while the

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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.Slide seal 76 prevents fluid leakage around the slide through the bores. This one with holes and slide valve 30 provided with sliding seal 76 is a conventional compensating or semi-compensating valve or piston to watch. Such a slide requires less actuating force than an unbalanced slide. Such balanced slides 30 are known in the art and are known in the art not part of the claimed invention. It should be noted that the actual invention also applies to such Shut-off devices that have unbalanced * pistons or slides can be used.

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-A flow line shown in broken lines is welded to the shut-off body 12, while a flange 28 is also shown in broken lines Flow line 26 is detachably attached to the outlet flange 27 of the shut-off body by means of screws (not shown). However, other conventional fasteners can be used to secure the flow lines 24 and 26 to the valve body 12 to connect. A cage arrangement, in particular a circumferential cage 70, has a large number of perforations 72 provided. This cage 70 is located in the central flow path 18 and concentrically surrounds the slide 30. Sealing means, A helically wound sealing ring 74 is located between the cage 70 and the cover 19 to provide fluid to avoid leakage around the lid. A diffuser or baffle 80 is located in channel 16 and protrudes into the flow line 26. The guide device 80 includes a flange 82, a cylindrical portion 84 extending from the flange goes out, and a hemispherical cap portion 86, which extends from the cylindrical portion. The cylindrical part and the cap part are provided with a multiplicity of openings 88. In the illustrated embodiment is located There is a seal 92 between the flange 82 and the valve seat 60. Between the flange 82 and the shut-off body 12 there is a seal 94. These seals

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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·prevent fluid leakage around the splash 82. While the guide device 80 has a cylindrical portion 84 and a hemispherical cap 86, the overall shape is the guiding device for a successful implementation the invention is not problematic. The design of the actuating device 50 is also not problematic.

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·3 and 4 show an embodiment similar to that of FIGS. 1 and 2, but with a pair of cages and a pair of guide devices · Parts identical to Figures 1 and 2 are provided with the same reference numerals. In this embodiment there is one provided with perforations 178 Cage 175 within the cage 170, which also has perforations 173 is provided · Both cages are inside of the central flow path 18 around the slide 30 · A guide device 180 comprises a cylindrical portion 181 and a hemispherical cap part 182 placed on the cylindrical portion. Both the cylindrical Partial area 181 as well as the hemispherical cap part 182 is provided with perforations 183 a cylindrical portion 186 and a hemispherical cap part 187 applied thereon. These two parts too are provided with perforations 188 and are located at a distance from the other cylindrical partial area or the other hemispherical cap part at a certain distance ^ and are fastened in the channel 16 by means of screws 190 and a spacer 189. Starting from this embodiment it is Understandably and clearly that additional cages or guiding devices can be provided if this is necessary for special pressure reduction requirements a particular system is dictated · In both embodiments, the cages, the guiding devices ,, the slide and the valve seats can be removed from the shut-off element body 12 when the cover 19 without loosening the valve body has been removed from the flow lines 24, 26

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t-*t- *

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. 8Figures 5 to 8 show four embodiments of a slide or Pistons in low-noise shut-off valves with perforated Cages including the embodiments shown and described in Figures 1 to 4 above can be used to to release individual perforations 72 within a row 73 of a cage to allow the fluid at different Distances between the slide 30 and the valve seat 60 can penetrate · All four embodiments of the slide work in essentially the same way. The difference lies in the design of the flow control surface 32 at the bottom of the lower guide member 36. If the parts of the The slide in FIGS. 5 to 8 correspond to those of the slide in FIGS. 1 to 4, the same reference numerals are used. The individual slides 30 and the flow control surfaces 32 differ in FIGS. 5 to 8 by an attached one small letters. While in Fig "5 to 8 slide 30 are shown, in which the bores 37 and the sliding seals 76 are to the required slide. ™ To reduce the operating force, pressure-unbalanced slides with flow control surfaces can also be used 5 to 8 are provided in accordance with FIGS. Fig. 5 shows the slide 30a with a flow control surface 32a, which is from a flat area 33a is formed in which there is a pocket 35a which gradually has perforations 72 within a or releases more rows 73 of cage 70 when the slide is raised. This is shown in detail in Fig. 9 ", The slide 30b, which is shown in FIG. 6, is essentially the same as the slide 30a according to FIG. 5, but has surfaces 32b with planar areas 33b with a plurality of therein located pockets 35b. Fig. 7 shows a slide 30c having a uniformly inclined surface 32c gradually forming a row perforations 72 in cage 70 for fluid flow releases when the slide is shown as shown in Fig. 10 is raised. Via slide 30d according to FIG. 8

~ 13 -~ 13 -

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ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

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.corresponds essentially to the embodiment according to FIG. 7, however, a pair of uniformly inclined surfaces 32d, 32d * are provided, the locations where the surfaces meet separated by 180.

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. 9 shows the manner in which the slider 30a of Fig. 5 gradually opens the perforations in one or more rows 73 of the cage 70 releases a fluid flow before all perforations in a row are entirely exposed · This results in an essentially uniform change in the flow rates through the valve when the slide 30a is moved back and forth.

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.10 shows in the same way the interaction of the slide 30c with the perforations 72 of the cage 70. Here, too, it can be seen that that the perforations 72 within a row 73 are gradually released for the penetration of the fluid when the slide 3Oc is raised. This results in an essentially smooth operation of the shut-off device o It is It will be understood that slides as shown in FIGS. 6 and 8 function in substantially the same manner as those shown in FIGS Slider.

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.It is within the scope of the invention that either a conventional slide or a slide of the embodiments according to FIGS. 5 to 8 in the embodiment according to FIG Fig. 1 to 4 is used. It is also within the scope of the invention that valve pistons or slides, respectively 5 to 8 are used in known low-noise shut-off devices which have one or more cages 70, which surround the valve piston or the slide 30.

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-Referring to FIGS. 1 and 2, the fluid flows with the slide valve raised by the actuator 50 30 through the flow line 24 into the indicated by the arrow

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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.te direction and passes through the channel 14 into the central flow path 18 «The fluid then passes through the Perforations 72 of the cage 70 into the channel 60 and then through the perforations 88 of the guide device 80 into the flow line 26. The division of the fluid or the flow into a plurality of small streams by means of the perforations 72 in the cage 70 and the perforations 88 in the baffle 80 is effective to the effect that the energy occurring with the pressure drop is destroyed a relatively low-noise, pressure-reducing shut-off device. Conversely, fewer perforations are open for the flow passage as the spool 30 is closer to the valve seat 60 of the shut-off body 12 is moved, which results in a decrease in the flow rate. If any of the people in the Figs. 5 to 8 shown preferred slide in the embodiment 1 and 2 is used, the fluid flow becomes gradually reduced by each row 73 of the perforations 72 before each row is completely closed This results in essentially soft valve flow properties. However, conventional slide valves can in this embodiment can be used for low-noise pressure reduction.

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.In laboratory tests, a shut-off device as shown in FIGS. 1 and 2 was tested, which one at 30.2 mm (8 inches) and 408.2 kg (900 lb.) inlet and one at 76.2 mm (30 inch) and 68 kg (150 lb.) outlet for an amount of steam flow from nearly 272,160 kg / h (600,000 lb / h) from a pressure of 73.8 at (1050 psia) to a pressure of 1.03 at (14.7 psia) to reduce. The pressure drop across the cage 70 was nearly 254 kg (560 lb.) while the pressure drop through the diffuser or baffle 80 was approximately 215.5 kg (475 Ib.) Was. The noise level reduction was calculated to be almost 20 dBA compared to the noise level that was achieved with the Use of conventional single stage pressure reducing valves with a conventional trim was noted.

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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·According to Flg. 3 and 4, the fluid passes from the flow line 24 through the channel 14 into the central flow path IS, in the direction of the indicated arrow when the slide 3O of the shut-off element 10 is lifted from the valve seat 60 by means of the slide rod 4O cooperating with the actuating device 15. The fluid then passes through the perforations 173 of the cage 170 and the perforations 178 of the cage 175 into the channel 16. The fluid then flows through the perforations 183 of the guide device 180 and the perforations 188 of the guide device 185 before the fluid flows off in the flow line 26 · By repeatedly imposing a change in the direction of flow in the fluid, a pressure and noise reduction is achieved to a greater extent, as additional flow energy is destroyed. In this embodiment, this can be achieved in that the perforations 173 in the cage 170 are at least partially separated from the perforations 178 in the cage 175 and the perforations 183 in the diffuser 180 are separated from the perforations 188 in the diffuser 185. This spatial separation is of course to be understood in the direction transverse to the perforations. Typically, the pressure should be reduced by about 50% or less through each diffuser or cage to keep the flow rate subsonic

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.In both embodiments shown, the inlet port can Nal 14 have a smaller diameter than the outlet channel 16, while the outlet channel 16 for a lower pressure is dimensioned as the inlet channel 14 if suitable precautions are to be taken to build up pressure in the outlet channel to be avoided if, for example, a pressure reducing valve is installed in the outlet flow line.

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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.The gate valves shown in Figs. 5-8 can be used in low-noise valves with perforated cages such as those in Figs. 1 to 4, if the slide 30a is raised as shown in Figs. 5 and 9, the perforations 72 of adjacent rows 73 of the cage 70 are continuously exposed to the fluid through the surface 32a, from which a soft, smooth and trouble-free valve operation is possible. In the same way, according to the 7 and 10, the perforations 72 in one or more rows 73 of the cage 70 are continuous with the flow of fluid released by surface 32c when spool 30c is raised, thereby providing the aforesaid valve characteristics It will be understood that the slides according to FIGS. 6 and 8 are essentially those of FIG through 7 are equal · It is also evident that the amount of flow through the valve is substantially uniform decreases when the slide shown in FIGS. 5 to 8 is lowered in the shut-off element in the direction of the valve seat 60.

Zahlreiche Abänderungen der beschriebenen Ausführungsformen des Absperrorgans und der Schieber sind möglich, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.Numerous modifications of the described embodiments of the shut-off element and the slide are possible without the area to leave the invention.

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ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

Claims

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DR. ING. E. HOFFMANN {1930-1976) - D tPL.-lN GWEITLE - D R. R ER. NAT. K. HOFFMANN DI PL.-ING. W. LEH N

DIPL.-ING. K. FOCHSLE - DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELIASTRASSE 4 (STERN HAUS) D-8000 MDNCHEN 81 - TELEFON (089) 9Π087. TELEX 05-29619 (PATH E)

31 262

Crane Co ·,
New York / USA

Low-noise shut-off device

Claims

Shut-off device for installation in a flow system with a Fluid line to regulate the flow rate and to reduce the noise that occurs thereby characterized in that a shut-off body (12), a pair of spaced apart channels (14, 16) and a central flow path (18) located therebetween, wherein a channel (16) with a flow line (26) is in connection and is suitable for receiving a diffuser (80) that the diffuser (80) in one (16) of the channels is arranged and protrudes into a flow line (26), wherein through the diffuser (80) the flow medium flow through the Channel (16) and the fluid line (26) in a plurality of small streams to reduce noise is aufteilbsr and that in the central flow path (18) to

§09844/0583§09844 / 0583

Regulation of the fluid flow through this one gate valve closure device (20) is movably arranged so that the movement of the closing device (20) Fluid flow from one channel (14) to the other channel (16) through the central flow path (18) and the diffuser (8O) is controllable.

2 shut-off device according to claim 1, characterized in that that in the central flow path (18) a circumferential cage (70) is arranged and provided with a plurality of perforations (72), whereby the fluid flow can be divided into a multitude of small flows through the perforations from one channel (141 to the other channel (16)) is to reduce the noises occurring in the flow.

3 · shut-off device according to claims 1 and / or 2, characterized characterized in that in the central flow path (18) for contact with a slide, (30) ssur regulation the flow through the central flow path (18) a valve seat (60) is arranged, and that the slide (30) and is arranged to be movable in the central flow path (18) and can be placed against the valve seat (6O) and with a Flow control surface (32) is provided with which the perforations (72 J 178) of the circumferential cage (70; 175) are gradually exposed to the flow, whereby the movement of the slide (30) away from the valve seat (6O) gradually the fluid flow through from one channel (14) to the other channel (16) the perforations (72j 178) of the circumferential cage (70; 175) increases.

4. Shut-off element according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the flow control surface (32) has a flat area (33a), Ln of which a pocket (35a) is formed, and that the perforations (72; 178) in rows (73) arranged in the circumferential cage (70; 175)

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are, whereby the flat area (33a) and the pocket (35a) to that effect with the circumferential cage C7O; 175) cooperates, that individual perforations, within a row (73) dem flow flow through the central flow path exposed to different distances between the slide (30) and the valve seat (60)

5 »shut-off device according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the flow control surface (32) has a uniformly inclined surface (32c), and that the perforations (72; 178) in the circumferential cage (70j 175) in rows (73) are arranged, whereby the flow control surface (Ζ2οΤ cooperates with the circumferential cage (70; 1755) that within a row (73) individual perforations allow the flow through the central flow valve (18) at different distances between the slide (30) and the valve seat (6Oi are exposed·

6. Shut-off device according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the diffuser (80) has a flange (82) arranged in the channel (16), a cylindrical part region ( 84 Ϊ and a semi-spherical cap extending from the cylindrical portion (84), the cylindrical portion (84) and the hemispherical cap are provided with a plurality of perforations (88) through which the flow through the central flow path (18) from the one channel (14) to the other channel (16) is divided into a large number of small streams, whereby the noise level occurring with the flow is reduced *

7. shut-off device according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that the guide device (180) consists of a plurality of diffusers which are interleaved that the perforations of a

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each diffuser are offset from the perforations of the adjacent diffuser, whereby d4.e flow through the central flow path (18) from one channel (14) to the other channel (16) a multiple change of direction is subjected to from one diffuser to the neighboring one Diffuser to arrive.

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