DE2324369A1

DE2324369A1 - Vorrichtung zur geraeuschminderung an dampfdrosselventilen

Info

Publication number: DE2324369A1
Application number: DE19732324369
Authority: DE
Inventors: Frank J Heymann
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1972-06-06
Filing date: 1973-05-14
Publication date: 1973-12-20
Also published as: IT993568B; CH567220A5

Description

11. MAI 1973

WESiL¹IiJu-HOUSE 8520 Erlangen, den

Electric Corporation Werner-von-Sieraens-Str.50

East Pittsburgh Pa. USA

Unser Zeichen: PA 72/8932 Me 8/Fl

Vorrichtung zur Geräuschminderung an Dampfdrosselventilen

(Es wird die Priorität der Voranmeldung in den USA, Serial No, 260 226 vom 6.6.1972, in Anspruch genommen)

Mit zunehmender Baugröße von Dampfturbinen und zunehmenden Dampfdrücken und -temperaturen müssen auch von den Turbinenregelventilen zunehmende Druckdifferenzen beherrscht werden. Dabei arbeiten diese Ventile über einen weiten Drosselbereich, wobei der Druckverlust etwa 2 $ des Dampfdruckes bei voll geöffnetem Ventil und 100 % bei geschlossenem Ventil beträgt. Druckdifferenzen von mehr als 50 Jo des Nenndruckes verursachen jedoch sehr intensive Geräusche und Vibrationen, so daß verschiedene Arten von Vorrichtungen zur Geräusch- und Vibrationsunterdrückung in herkömmlichen Ventilen eingebaut werden. Dadurch wird jedoch der Druckverlust bei voll geöffnetem Ventil noch erhöht.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, das Ventil selbst so auszubilden, daß Geräusche und Vibrationen weitgehend unterdrückt werden. Es wird dabei ausgegangen von einem Dampfdrosselventil mit einem axial im Ventilgehäuse geführten und von einer Spindel bewegten Ventilteller, der federbelastet auf seinen Ventilsitz gepreßt wird.

Die Erfindung besteht dabei darin, daß der Ventilteller auf seiner Abströmseite einen vorgezogenen, sich in Schließstellung über den Ventilsitz hinaus erstreckenden Rand aufweist, der an seiner Vorderkante mit mehreren radialen Einschnitten versehen ist.

Dabei können die einzelnen Einschnitte unterschiedliche Tiefe

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aufweisen und in unregelmäßiger] Abständen voneinander verlaufen.

Anhand einer sch.ematisch.en Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen:

Pig. 1 einen Längsschnitt durch ein Ventil nach der Erfindung und

Pig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt durch den Bereich des Ventiltellers nach Fig. 1.

Nach Pig. 1 weist das Dampfdrosselventil 1 einen Gehäusegrundkörper 3 auf, in den seitlich über den Einlaß 5 der Dampf eintritt und das Ventil axial über den Auslaß 7 wieder verläßt. Der Ventilteller 11, der nach dem dargestellten Ausführungsbeispiel als zylindrischer Kolben ausgeführt ist, weist eine ringförmige Sitzfläche 13 auf, die durch eine wulstförmige Verstärkung auf der Außenfläche des Kolbens 11 gebildet ist und genau auf die im Querschnitt gewölbte Oberfläche 15 des Sitzes 9 paßt.

Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, weist der Ventilkolben 11 im unteren Bereich eine quer zur Achse liegende Versteifung 17 im Inneren des Kolbens 11 auf. Diese Versteifung 17 ist leicht gewölbt, wobei die konvexe Oberfläche zur Abströmseite weist. Der Ventilkolben 11 ist erfindungsgemäß mit einem in Strömungsrichtung vorstehenden Rand 21 versehen, dessen Außenfläche 23 zylindrisch und dessen Innenfläche 25 ringförmig gewölbt ist. Dieser Rand 21 weist nunmehr mehrere unterschiedlich geformte Einschnitte 27 auf, die vom abströmseitigen Ende der zylindrischen Außenfläche 23 ausgehen. Es sind dabei etwa 20 Einschnitte vorgesehen, die regellos ta it jeweils unterschiedlichem Abstand voneinander angeordnet siL-d_y so daß sich eine Vielzahl von verschieden geformten und unterschiedlich gerichteten Strömungspassagen mit jeweils unter-

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schiedlichem Öffnungsquerschnitt ergibt. Dadurch werden an unterschiedlichen Stellen im Ventil unterschiedliche Stoßwellen und Druckstrukturen erzeugt. Dadurch werden Druckschwingungen vermieden, die für die Geräusche und die Vibrationen des Ventils verantwortlich sind und die durch die hohen Strömungsgeschwindigkeiten aufgrund des starken Druckabfalles entstehen.

Die Einschnitte 27 sind dabei so angeordnet, daß sie etwa von der Sitzfläche 13 des Ventiltellers 11 ausgehen und sind so geformt, daß ihre Tiefe unregelmäßig oder in unterschiedlicher Größe zunimmt, un.d zwar mit wachsendem Abstand vom Ventilsitz aus. Dadurch wird der Bereich, in dem die Drosselung des Dampfes stattfindet, vergrößert, so daß die hohen Geschwindigkeitskomponentengestreut und die Intensität der Turbulenz verringert werden, indem eine größere Menge der Strömungsmedien in diesem Bereich in die entstehende Turbulenz hereingezogen wird.

In Abströmrichtung des Ventilsitzes 15 ist der Abströmkanal 7 ebenfalls mit einer zylindrischen Oberfläche 29 versehen, der mit der zylindrischen Oberfläche 23 des vorgezogenen Randes 21 zusammenwirkt, um den Dampfstrom durch die Einschnitte zu lenken, wenn der Ventilteller von seinem Sitz abgehoben ist.

Das dargestellte Kolbenventil weist entsprechende Druckentlastungsbohrungen 31 in der Versteifung 17 auf, um den Druck auf beiden Seiten der Versteifung auszugleichen und somit die Kräfte zum Bewegen des Ventilkolbens zu reduzieren. Es ist jedoch im Rahmen der Erfindung möglich, die beschriebenen Einschnitte bei allen Arten von Drosselventilen zu verwenden, mit denen hohe Druckunterschiede beherrscht werden müssen, wobei die Geräusche und Vibrationen weitgehend verringert und gleichzeitig der Druckverlust bei geöffnetem. Ventil herabgesetzt wird.

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Claims

- 4 Patentansprüche PA 72/8932

1. Vorrichtung zur Geräuschminderung an Dampfdrosselventilen, die einen axial im Ventilgehäuse geführten und von einer Spindel bewegten Ventilteller aufweisen, der federbelastet auf seinen Ventilsitz gepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller (11) auf seiner Abströmseite einen vorgezogenen, sich in Schließstellung über den Ventilsitz (13) hinaus erstreckenden Rand (21) aufweist, der an seiner Vorderkante mit mehreren radialen Einschnitten (27) versehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Einschnitte (27) unterschiedliche Tiefe aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnitte (27) in unregelmäßigem Abstand voneinander verlaufen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnitte (27) von der Außenseite (23) des vorgezogenen Ra.ndes (21) her derart verlaufen, daß die Tiefe der Einschnitte (27) mit wachsendem Abstand vom Ventilsitz (9) zunimmt.

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Patentanspruch

Vorrichtung zur Geräuschminderung an Dampfdrosselventilen, die einen axial im Ventilgehäuse geführten und von einer Spindel bewegten Ventilteller aufweisen, der federbelastet auf seinen Ventilsitz gepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller (11) auf seiner Abströmseite einen vorgezogenen, sich in Schließstellung über den Ventilsitz (13) hinaus erstreckenden Rand (21) aufweist, der an seiner Vorderkante mit mehreren radialen Einschnitten (27) versehen ist

Unteransprüche

1. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Einschnitte (27) unterschiedliche l'iefe aufweisen.

2. Vorrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnitte (27) in unregelmäßigem Abstand voneinander verlaufen.

3. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnitte (27) von der Außenseite (23) des vorgezogenen Randes (21) her derart verlaufen, daß die liefe der Einschnitte (27) mit wachsendem Abstand vom Ventilsitz (9) zunimmt.

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