DE2130601C3 - Gasdruckregler - Google Patents

Description

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Gasdruckregler zum Einbau zwischen der Hochdruck- und Niederdruckstrecke einer Gasleitung mit einem Gehäuse, einem im Gehäuse befindlichen dornförmigen Ventilsitz, der an einem Ende Drosselöffnungen für den Gasdurchtritt besitzt und am anderen Ende einen bewegbaren Steuerschieber aufweist. Ein solcher Gasdruckregler ist aus dem UdSSR-Erfinderschein 183 550 bekannt.

Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet von solchen Gasdruckreglern ist das Drosseln von feuchten Gasen, wobei der Regler unmittelbar in die Hauptgasleitung eingebaut wird. Dabei können Ausscheidungen von Kristallhydraten auftreten, was zu Schwierigkeiten, insbesondere wegen der Erschwerung der Bewegung des Steuerschiebers führt.

Bei iem bekannten Gasdruckregler wird versucht, dadurch Abhilfe zu schaffen, daß an der Verbindungsstelle zwischen Regleraustrittsstutzen und der Gasleitung eine thermische Isolierung vorgesehen wird, die den Ventilsitz vom Rohr trennt. In der Praxis zeigt es sich jedoch, daß allein eine thermische Isolierung nicht ausreicht, um die notwendigen Temperaturverhältnisse zu gewährleisten. Die Kristallhydratausscheidungen können nicht völlig verhindert werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Gasdruckregler anzugeben, bei dem Kristallhydratausscheidungen zuverlässig verhindert werden. Dabei wird Gebrauch gemacht von einer Beheizung, wie sie aus der DTPS 334970 allgemein zur Entfernung von Naphthalin aus Gasleitungen an sich bekannt ist

Ausgehend von einem Gasdruckregler der eingangs beschriebenen Art wird zur Lösung der gestellten Aufgabe erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß zum Verhindern von Kristallhydratausscheidungen aus dem strömenden Gas der Ventilsitz hohl ausgeführt ist und daß dieser Hohlraum mit einer Heizmittelquelle verbunden

Es ist dabei besonders zweckmäßig, als Heizmittelquelle ein Wirbelrohr zu verwenden, welches an die Hochdruckstrecke der Gasleitung angeschlossen wird und dessen Heißgasaustritt mit dem Hohlraum des Reglers verbunden wird, während sein Kaltgasaustritt in die Niederdruckstrecke mündet

Durch die vorgeschlagene Verwendung eines Wirbelrohres ergibt sich die Möglichkeit der Reglerheizung mit geringstem apparativen Aufwand und ohne jede zusätzliche Energiequelle. Die Druckenergie des aus der Hochdruckstrecke abgezapften und dem Wirbelrohr zugeführten Teilstroms des Gases wird in Wärmeenergie umgewandelt die das aus dem Wirbelrohr austretende Heizgas enthält welches zum Heizen des Reglers dient

Bei Verwendung eines Wirbelrohres als Heizmittelquelle ist es weiterhin zweckmäßig, daß im Hohlraum des Ventilsitzes des Reglers ein Einsatz untergebracht ist und das Heißgas in den Raum zwischen Ventilsitz und Einsatz zuströmt, während es durch einen im Einsatz vorgesehenen Kanal, welcher direkt in die Niederdruckstrecke mündet ausströmt

Auf diese Weise werden Strömungsverhältnisse erreicht, die den gesamten kondensationsgefährdeten Bereich zuverlässig heizen und vor Kristallhydratausscheidungen schützen. Es ist hierfür weiterhin noch zweckmäßig, daß der Abströmkanal des Heißgases und der gedrosselte Hauptgasstrom auf gleicher Höhe in die Niederdruckstrecke mündet wobei der gedrosselte Hauptstrom durch einen zwischen Ausströmkanal und Wand des Einsatzes gebildeten Ringkanal ausströmt.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines Ausführungsbeispiels, welches in den Zeichnungen dargestellt ist weiter erläutert. Es zeigt

F i g. 1 den erfindungsgemäßen Gasdruckregler im

Längsschnitt

F i g. 2 den Schnitt H-II der F i g. 1,

F i g. 3 das Schaltschema des Gasdruckreglers an der Gasleitung und an der Heizmittelquelle.

Der Gasdruckregler 1 (Fig. 1) wird zwischen der Hochdruckstrecke 2 und der Niederdruckstrecke 3 der Gasleitung eingebaut und enthält zunächst ein Gehäuse 4 (F i g. 1, 2), in dem sich ein dornförmiger hohler Ventilsitz 5 befindet. Der Ventilsitz ist an der Stirnwand des Gehäuses an der Seite der Niederdruckstrecke 3 befestigt und besitzt an seinem einen Ende Drosselfenster 6 für Gasdurchtritt. An dem anderen Ende des Ventilsitzes sitzt ein Schieber 7. Zwischen dem Schieber und dem Ventilsitz besteht eine nachgiebige Verbindung durch eine RückstellTeder 8, die sich im Raum 9 zwischen dem Boden des Schiebers 7 und Ventilsitz 5 befindet. Die nachgiebige Verbindung des Schiebers mit dem Ventilsitz kann auch durch ein Gaspolster im Raum 9 erreicht werden.

Kunststoff-Ringe 10 dichten den Schieber 7 gegen den Ventilsitz 5 ab.

Für diesen Zweck eignen sich auch andere Dich-

tungsstoffe mit geringem Reibungsfaktor.

Der Schieber 7 deckt die Drosselfester ab. Seine Verstellung erfolgt durch Druckänderung im Raum 9. Hierzu ist der Raum 9 durch den Kanal 12 im Ventilsitz 5 mit dem Steuerorgan 11 verbunden. Als Hilfsenergie dient das Hochdruckgas, welches aus der Gasleitung abgenommen und durch das Rohr 13 dem Steuerorgan zugeleitet wird. Die Kanäle 14 und 15 verbinden das Steuerorgan 11 mit der Niederdruckstrecke 3 der Gasleitung. Der Kanal 14 dient zur Druckübefwachung in der Niederdruckstrecke 3. Steigt der Druck über den vorgegebenen Wert, so deckt das Steuerorgan 11 den Kanal 12 ab und unterbricht den Hochdruckgaszutritt zum Raum 9. Dabei wird der Schieber durch die in den Regler 1 ankommende Hochdruckströmung v;rschcben und deckt die Drosselfenster 6 ab. Das überflüssige Hochdruckgas wird bei Abdeckung des Kanals 12 vom Steuerorgan 11 durch den Kanal 15 abgeleitet

Der Drosselschieber kann auch innerhalb des Ventilsitzes angeordnet werden.

Im Hohlraum des Ventilsitzes 5 ist ein Einsatz 16 vorhanden. Er hat eine solche Gestaltung, daß zwischen ihm und der Innenwandung des Ventilsitzes 5 eine vom gedrosselten Gas getrennte Kammer 17 vorhanden bleibt. Durch diese Kammer wird ein Heizmittel zur Ventilsitzvorwärmung geleitet. Konstruktiv stellt der Einsatz 16 einen koaxial im Ventilsitzhohlraum angeordneten Zylinder mit Angüssen 18 an den Fenstern dar. Diese Angüsse trennen die Kammer 17 von dem durch die Fenster 6 strömenden Fördergas. Der Kanal 19 im Ventilsitz 5 verbindet die Kammer 17 mit einer Heißgasquelle 20 (F i g. 3) und der Kanal 21 im Ventilsitzeinsatz 16 mit der Niederdruckstrecke 3 der Gasleitung. Der Kanal 21 dient zur Ableitung des Heizmittels.

Das durch die Fenster 6 einströmende gedrosselte Gas wird durch den Ringspalt abgeleitet, der zwischen der Außenwandung des Kanals 21 und der Innenwandung des Einsatzes 16 gebildet wird.

Die unmittelbare Verbindung der Heizkammer 17 mit der Gasleitungstrecke 3 ist nur in den Fällen vorteilhaft, wenn zur Ventilbeheizung ein Teil des aus der Hochdruckstrecke 2 abgezweigten Stromes benutzt wird.

Werden andere Heizmittel verwendet, so trennt man die Heizkammer von der Niederdruckstrecke und sieht besondere Ableitkanäle für das Heizmittel im Ventilsitz vor.

Bei der in den Zeichnungen wiedergegebenen Ausführungsvariante dient ein Wirbelrohr 20 (F i g. 3) als Heizmittelquelle. Es ist mit dem Rohr 22 an der Hochdruckstrecke 2 der Gasleitung angeschlossen. Im Wirbelrohr vollzieht sich die energetische Trennung eines abgezweigten Hochdruckgasstromes in zwei Teilströme mit verschiedener Temperatur, wobei das Heißgas zur Ventilsitzbeheizung benutzt wird.

Die sich im Wirbelrobr vollziehende energetische Trennung des Gasstromes besteht darin, daß das durch das Rohr 22 unter hohem Druck zugeleitete und in einer Düse bis zur kritischen Geschwindigkeit beschleunigte Gas zunächst in das Wirbelrohr tangential einströmt und sich infolge auftretender Drallbewegung in zwei Teilströme trennt, wobei sich die heiUere Außenströmung in der Pfeilrichtung A und die kältere Innenströmung in der Pfeilrichtung B bewegt Das bei diesem Vorgang anfallende Heißgas wird als Heizmitte] durch das Rohr 23 und den Kanal 19 der Heizkammer 17 zugeleitet

Der Heizgasdruck kann beträchtlich höher als der Druck an der Niederdruckstrecke 3 der Gasleitung gewählt sein. In diesem Falle entfällt der Kanal 21 zwischen der Heizkammer 17 und der Niederdruckstrecke 3, da die beiden Gase unmittelbar an den Drosselfenstern 6 gemischt werden.

Das am anderen Wirbelrohraustritt 20 abgenommene Kaltgas wird durch das Rohr 24 direkt in die Niederdruckstrecke 3 abgeführt.

Eine weitere Temperaturerhöhung des Heißgases kann durch einen Ejektor (in der Zeichnung nicht angedeutet) erreicht werden, den man in das Rohr 24 vor dem Anschluß an der Strecke 3 einbaut.

Der beschriebene Gasdruckregler hat folgende Wirkungsweise: Das aus dem Wirbelrohr austretende Heißgas hat eine Temperatur von 30 bis 8O⁰C und gibt seine Wärme an die Wände des Ventilsitzes 5 und des Einsatzes 16 ab. Bei Durchströmung der Drosselfenster steigt die Gasgeschwindigkeit, sinken der Gasdruck und die Gastemperatur. Infolge der Temperaturabsenkung scheiden die Kristallhydrate an der Außenfläche des Ventilsitzes 5 und des Schiebers 7 aus. Da aber der Ventilsitz 5 durch das vom Wirbelrohr 20 ankommende Heißgas beheizt wird, ist die Haftkraft zwischen den anfallenden Kristallen und den Reglerteilen 5 und 7 verhältnismäßig gering, und die anfallenden Kristalle werden von der Strömung mitgerissen.

Die Ventilsitzbeheizung im Bereich der Drosselfenster verhindert also die Verklemmung des Schiebers 7 bei Bewegung auf dem Ventilsitz im laufenden Betrieb.

Ein erfindungsgemäß ausgebildeter Regler hat sich seit einem Jahr als Druckregler in der Gasleitung einer Gasregelstation als zuverlässig bewährt. Während dieser Betriebszeit wurde keine Kristallhydratablagerung am Ventilsitz und am Schieber festgestellt. Die Heißgastemperatur betrug während des Betriebs etwa 5O⁰C und die Temperatur, bei der die Kristallhydratausscheidung beginnt, schwankte zwischen —2 und -0,5° C bei einem Druck von etwa 40 kp/cm².

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Gasdruckregler zum Einbau zwischen der Hochdruck- und Niederdruckstrecke einer Gasleitung mit einem Gehäuse, einem im Gehäuse befindlichen dornförmigen Ventilsitz, der an einem Ende Drosselöffnungen für den Gasdurchtritt besitzt und am anderen Ende einen bewegbaren Steuerschieber aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verhindern von Kristallhydratausscheidungen aus dem strömenden Gas der Ventilsitz (5) hohl ausgeführt ist und daß dieser Hohlraum (17) mit einer Heizmittelquelle (20) verbunden ist

2. Gasdruckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizmittelquelle ein an der Hochdruckstrecke (2) der Gasleitung angeschlossenes Wirbelrohr (20) ist wobei der Austrittskanal (23) des Wirbelrohrs für Heißgas mit dem Hohlraum (17) des Reglers (I) verbunden und der Austrittskanal (24) für Kaltgas an der Niederdruckstrekke (3) der Gasleitung angeschlossen ist

3. Gasdruckregler nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet daß im Hohlraum (17) ein Einsatz (16) untergebracht ist und das Heißgas in den Raum zwischen Ventilsitz (5) und Einsatz (16) zuströmt und durch einen im Einsatz (16) vorgesehenen Kanal (21), welcher direkt in die Niederdruckstrecke (3) mündet ausströmt.

4. Gasdruckregler nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß der Ausströmkanal (21) des Heißgases und der gedrosselte Hauptgasstrom auf gleicher Höhe in die Niederdruckstrecke (3) münden, wobei der gedrosselte Hauptstrom durch einen zwischen Ausströmkanal (21) und Wand des Einsatzes (16) gebildeten Ringkanal ausströmt.