DE1921411A1 - Richtungsempfindliche Stroemungsumlenkeinrichtung - Google Patents
Richtungsempfindliche StroemungsumlenkeinrichtungInfo
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- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
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- F15D—FLUID DYNAMICS, i.e. METHODS OR MEANS FOR INFLUENCING THE FLOW OF GASES OR LIQUIDS
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Description
THE PIESSEY COMPANY LIMITED
56 Vicarage Lane, Ilford, Essex, Grossbritannien
Richtungsempfindliche Strömungsumlenkeinrichtung
Schw/Ba
Die Erfindung betrifft eine automatisch arbeitende Strömungsumlenkeinrichtung, die so auf die Strömungsrichtung in einer verzweigten Leitung anspricht, dass
die Strömung in einer Richtung, die anschliessend Vorwärtsrichtung genannt wird, von einer ersten Zweigleitung aus
in einen gemeinsamen Leitungsabschnitt eindringen kann und dass die Strömung in eine zweite Zweigleitung umgelenkt
wird, wenn sie durch den gemeinsamen Abschnitt in der umgekehrten Richtung erfolgt.
Eine solche Einrichtung wird anschliessend als Rückwärtsströmungsweiche
bezeichnet.
Rückwärtsströmungsweichen können in einer Vielzahl von Anlagen angewendet werden. Ein Beispiel dafür ist ein
selbstreinigendes Filtersystem, bei dem eine zu filternde Flüssigkeit normalerweise durch eine Zweigleitung ankommt
und von dort aus durch den gemeinsamen Leitungsabschnitt zu einem Filter und weiter zu einer Benutzungs- oder
Speicherstelle strömen muss. Wenn die Reinigung des Filters nach einer bestimmten Benutzungszeit erwünscht
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ist, wird das Strömungsmittel in entgegengesetzter Richtung durch den Filter geschickt, so dass dieser
gereinigt und die daher verunreinigte Flüssigkeit veranlasst wird, durch den gemeinsamen Abschnitt der
verzweigten Leitung in der umgekehrten Richtung zu strömen. Die Flüssigkeit muss in diesem Fail so umgelenkt
werden, dass sie durch die zweite Zweigleitung strömt, wodurch eine zu starke Verschmuztmg derZweigleitung
vermieden wird, die während des Betriebs des Filters die Eingangsleitung bildet. Das Ziel der Erfindung ist
es, eine automatische Rückwärtsströmungsweiche zu schaffen, die als eine rein nach dem Strömung'sprinzip
arbeitende Vorrichtung wirken kann, ohne dass irgendwelche mechanisch bewegliehen Teile benötigt werden.
Die erfindungsgeraässe Rückwärtsströmungweiche ist so
ausgebildet, dass eine sich verzweigende Leitung einen gemeinsamen Hauptabschnitt besitzt, der in einer Richtung
von der Vorwärtsströmung und in der anderen Richtung von der Rückwärtsströmung durchströmt werden kann, dass eine
von zwei Zweigleitungen einen Vorwärtsströmungseingang bildet, dass die andere Zweigleitung einen Rückwärtsströmungsausgang
bildet, dass die zwei Zweigleitungen von.einem messerklingenartigen Teiler getrennt sind,
der die aneinander angrenzenden Wände der zwei Zweigleitungen bildet, dass die Seite des Teilers, die die
Wand der den Vorwärtsströmungseingang bildenden Zweigleitung darstellt, etwa in einer Linie mit einer Wand
des Hauptabschnitts, aber in die entgegengesetzte Richtung gerichtet, verläuft, dass sich an diese eine Wand der Hauptleitung
die andere Wand der Zweigleitung unter Bildung einer Stufe anschliesst, so dass die Vorwärtsströmung von der
den Eingang bildenden Zweigleitung gegen die andere Wand der Hauptleitung gelenkt wird, und dass die Querschnitt-
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fläche der Hauptleitung in einem flachen Winkel zur anderen Seite des Teilers hin gerichtet ist, so dass
die Rückwärtsströmung von der Hauptleitung in die zweite Zweigleitung gelenkt wird.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Rückwärtsströraungswerihe
geht die Aussenwand der den Rückwärt sströmungsausgang bildenden Zweigleitung ohne scharfe
Winkelabweichung in die entsprechende Seitenwand der Hauptleitung über, wahrend die Aussenwand der anderen, den
Vorwärtsströmungseingang bildenden Zweigleitung einen Abschnitt besitzt, der in einem beträchtlichen Winkel,
beispielsweise 45°, relativ zur Achse der Hauptleitung nach innen geneigt ist, damit sich die durch die zuletzt
genannte Zweigleitung ankommende Strömung an die entgegen^ gesetzte Wand der Hauptleitung anlegt, während ihre Strömungsrichtung eine ausreichend grosse Vorwärtskomponente beibehält,
damit unter normalen Druckbedingungen eine Strömungsumlenkung in die den Ausgang bildende Zweigleitung verhindert wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigen:
Fig.1 eine erfindungsgemässe Rückwärtsströmungsweiche im
Vorwärtsströmungszustand,
Fig.2 die Rückwärtsströmungsweiche im Rückwärtsströmungszustand,
Fig.3 eine vergrösserte Darstellung der Ströinungs.Linienanordnung
, von der man annimmt, dass sie beim Betrieb der.Weiche im Vorwärtsstromungszustand auftritt,
Fig.4 eine vergrösserte Darstellung der Ströniungslinienanordnung,
von der man aninnit, dass sie beim
Betrieb der Weiche im Rückwärtsströmungszustanä auftritt,
und
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BAD ORIGfNAL
BAD ORIGfNAL
Pig.5 eine weitere Ausführungsform.
Die Weiche nach Fig.1 und 2 kann aus einem aus Kunststoff
hergestellten Block 1 bestehen, in dem ein Leitungssystem eingraviert ist, das einen gemeinsamen, eine Hauptleitung B
"bildenden Leitungsabschnitt enthält, an dessen linkes Ende
sich zwei Zweigleitungen A und C anschliessen, die durch einen keilförmigen Strömungsteiler 2 getrennt werden. Das
Leitungssystem ist mit einer Deckplatte abgeschlossen, die aus einer ebenen Platte 3 aus durchsichtigem Material
bestehen kann. Die Zweigleitung A soll als Eingangsleitung dienen, durch die beim Betrieb im normalen Vorwärtsströmungszustand
nach Fig.1 Strömungsmittel eingeführt wird, wobei die Strömungsrichtung durch Pfeile 4 angezeigt
ist. Man kann erkennen, dass die Aussenwand 5 der Zweigleitung A, d.h. die dem Strömungsteiler 2 gegenüberliegende
Wand, in Richtung der Hauptleitung B, aber seitlich gegen die entsprechende Wand dieser Hauptleitung etwa
um die Breite der Zweigleitung versetzt verläuft, so dass die Messerschneide 6 und die Fläche des Strömungsteilers 2, die die Innenwand der Zweigleitung A bildet,
etwa in der gleichen Ebene wie diese Wand der Hauptleitung B liegen. Jenseits der Messerklinge 6 ist die
Aussenwand 5 der Zweigleitung A etwa um 45° abgewinkelt, so dass ein Winkelwandabschnitt 7 gebildet wird, ehe sich
die entsprechende Wand der Hauptleitung B anschliesst- Die andere Zweigleitung C, die den Rückwärtsströmungsausgang
bildet, entfernt sich von der den Eingang bildenden Zweigleitung A in einem kleinen Winkel zur Richtung
der Hauptleitung B. Die Aussenwand 8 der Zweitleitung C erstreckt sich geradlinig bis dicht zu ihren
Überschneidungspunkten 9 mit der Führungslinie der
entsprechenden Wand der Hauptleitung B. Die Überschnei-Gungszone
ist vorzugsweise abgerundet, damit der Coanda-Effekt unterstützt wird, durch den die Rückwärtsströmung
in Kontakt mit der Aussenwand 8 gehalten wird,
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BAD ORIGINAL.
während der Winkelwandabschnitt 7 auf der an die Zweigleitung A angrenzenden Seite der Hauptleitung B das
Lösen der Rückwärtsströmung von der Leitungswand erleichtert, wodurch die Neigung der von den Pfeilen 10 in Fig.2
angegebenen Rückwärtsströmung, in den Zweigkanal A einzudringen, entgegengewirkt wird.
In Fig.3 und 4 sind die S"trömungslinienmuster dargestellt,
von denen man erwartet, dass sie während der Vorwärtsbzw, der Rückwärtsströmung in dieser Ausführungsform entstehen.
In dem in Pig.3 dargestellten. Vorwärtsströmungszustand wird die durch die Zweigleitung A ankommende
Strömung in einem vom Winkelwandabschnitt 7 der Aussenwand gebildeten Beschleunigungsbereich beschleunigt, wie durch
den engeren Abstand der Strömungslinien zuerkennen ist. Die resultierende kinetische Energie bewirkt im Zusammenhang
mit dem relativ scharfen Ablenkungswinkel zwischen dem
Winkelwandabschnitt 7 und der Wand 12 der Hauptleitung B eine Loslösung der Vorwärtsströmung von dieser Wand der
Leitung und die Bildung einer Wirbelzone 11 bei der angrenzenden Wand 12 der Hauptleitung. Gleichzeitig wird
die Strömung infolge ihrer Trägheit daran gehindert, in die Zweigleitung 0 einzudringen, was einem Strömungslinienverlauf
mit fast vollständiger Richtungsumkehr entsprechen würde. Das Ergebnis ist eine fast ausschliessliche
Strömung von der Zweigleitung A in die Hauptleitung B, möglicherweise· mit einer leichten Saugwirkung, durch die
eine geringe Strömungsmittelmenge aus der Zweigleitung G mitgeführt wird.
Bei dem in Fig.4 dargestellten Rückwärtsströmungszustand
ermöglicht der im wesentlichen kontinuierliche Vorlauf der Aussenwand 8 der Zweigleitung C mit der entsprechenden
Wand 13 der Hauptleitung B, dass durch den Coanda-Effekt die Anlehnung der Strömung an die Wand 8 der Zweigleitung G
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BAD
aufrechterhalten wird, während die Strömung an der anderen.
Wand 12 der Hauptleitung infolge ihrer Trägheit quer über die Öffnung des angrenzenden Teils der Zweigleitung A,
dessen Winkelwandabschnitt 7 einen relativ-grossen Winkel
zur Strömungsrichtung bildet, auf der Seite des Strömungsteilers 3 ankommt, der zur Zweigleitung C führt. Durch
diese Erscheinung wird die Bildung von Wirbeln 14 auf ein Minimum reduziert, so dass in der Jrraxis bei geeigneten
Geschwindigkeits- undDruckbedingungen die gesamte Strömung von der Hauptleitung B in die den Ausgang bildende Zweigleitung
G gelang^, wobei das Strömungsmittel in der Zweigleitung A im wesentlichen stilLstehend verharrt, und nur
einer leichten Strömungsmitführung ausgesetzt ist, xvie
durch die· gestrichelten Pfeile 15 angegeben ist.
Pig.5 ist eine der Ansicht von Pig.1 ähnliche Ansicht
einer Rückwartsströmungsweiche nach der Erfindung, die zwar allgemein der in Eig.1 dargestellten Ausführungs-=
form gleicht, aber mit einer Anzahl von Änderungen versehen ist, die dazu beitragen, dass die Umlenkwirkung
sicherer eintritt. Die Hauptleitung und die Zweigleitungen
tragen die gleichen Bezugszeichen B bzw. A und C wie in Fig.1, doch sind die Bezugszeichen der entsprechenden Teile
gegenüber den in Pig.1 verwendeten Teilen um den Wert 20
vergrössert worden. Im Vergleich zu Pig.1 sind folgende
Änderungen durchgeführt worden. JDer in Pig.1 dargestellte
Winkelwandabschnitt 7 ist durch einen gekrümmten Wandabschnitt 27 ersetzt worden, so dass ein etwas stärkerer
Richtungswechsel von der den Eingang bildenden Zweigleitung A zur Hauptleitung B entsteht, während die
Strömung durch die Hauptleitung B in der umgekehrten Richtung eine grössere Ablenkung als in Pig.1 von
der Richtung umfasst, der jedes Teilchen folgen muss, um die als· Ausgang dienende Zweigleitung G zu erreichen^
wod-urch die Strömung in der unerwünschten Richtung weiter reduziert wird. Eine weitere Reduzierung einer solchen
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Strömung wird durch, die zusätzliche Anbringung einer
Schöpfleitung 33 erzielt, längs der während des Rückwärtsströmungszustandes
etwas Flüssigkeit aus der Hauptleitung B durch eine Öffnung in der Viand 32 der Hauptleitung
B strömen kann. Die durch, die Schöpf leitung von der Hauptleitung abgezweigte Flüssigkeit wird infolge der
Krümmung dieser Schöpfleitung so abgeleitet, dass sie am Ende des Hauptkanals dicht beim Strömungsteiler 22 mit einer
merklichen Kraftkomponente in Richtung der Zweigleitung C wieder in die Strömung eintritt, wodurch die Neigung der
Rückwärtsströmung Tergrössert wird, an dieser Stelle in die
Zweigleitung C und nicht in die als Eingang dienende Zweigleitung A zu strömen. Damit diese Neigung noch weiter
vergfössert wird, ist in der anderen^ Wand der Hauptleitung B
und des angrenzenden Endes der Zweigleitung C eine Ausnehmung 29 angebracht, so dass diese Wand in einem scharfen Winkel,
beispielsweise mit 90°, von der glatten Wandflache der
Hauptleitung 3 zurückweicht, während der Boden der Ausnehmung 29 eine glatte Fortsetzung der Aussenwand 28 der Zweigleitung C
bildet, und nur einen kleinen Winkel mit dieser Zweigleitung einschliesst. Man kann leicht erkennen, dass diese Anordnung
insbesondere zusammen mit der Wirkung der Schöpfleitung dazu beiträgt, dass die durch die Hauptleitung B erfolgende
Rückwärtsströmung eine Kraftkomponente annimmt, die die
Strömung rundum die scharfe Kante der Stufe gegen die Zweigleitungen C zu lenken versucht.
Während des Yorwärtsströmungszustandes erzeugt der anstelle
des Winkelwandabschnitts 7 von Fig.1 verwendete gekrümmte
".Vandabschnitt 27 eine leichte Kraftkomponente in Richtung
der Zweigleitung C, die der Entstehung einer Saugwirkung der Hauptstromung in Verbindungsbereich da: zwei Zweigleitungen
und so einer Mitführungsströmung aus.der Zweigxeitung
A entgegenwirkt.
Patentansprüche 909846/0727
BAD ORfGtNAL
Claims (3)
- PatentansprücheRückwärtsströmungsweiche für ein in einer leitung strömendendes Strömungsmittel, dadurch gekennzeichnet, dass eine sich verzweigende Leitung einen gemeinsamen Hauptabschnitt besitzt, der in einer Richtung von der Vorwärtsströmung und in der anderen Richtung von der Rückwärtsströmung durchströmt werden kann, dass eine von zwei Zweigleitungen einen Vorwärtsströmungseingang bildet, dass die andere Zweigleitung einen Rückwärtsströmungsausgang bildet, dass die zwei Zweigleitungen von einem messerklingenartigen Teiler getrennt sind, der die aneinander angrenzenäen Wände d.er zwei Zweigleitungen bildet, dass die Seite des Teilers, die die Wand der den Vorwärtsströmungseingang bildenden Zweigleitung darstellt, etwa, in einer Linie mit einer Wand des Hauptabschnitts, aber in die entgegengesetzte Richtung ' gerichtet, verläuft, dss sich an diese eine Wand der Hauptleitung die andere Wand der Zweigleitung unter Bildung einer Stufe anschliesst, so dass die Vorwärtsströmüng von der den Eingang bildenden Zweigleitung gegen die andere Wand der Hauptleitung gelenkt wird, und dass die Querschnittfläche der Hauptleitung in einem flachen Winkel zur anderen Seite des Teilers hin gerichtex ist, so dass die Rückwärtsströmung von der Hauptleitung in die zweite Zweigleitung gelenkt wird.
- 2. Rückwärtsströmungsweiche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die von der entgegengesetzten Wand der den Eingang darstellenden Zweigleitung gebildete Stufe einen Ablenkungsabschnitt mit mittlerer Neigung besitzt.
- 3. Rückwärtsströmungsweiche nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenwand der den Ausgang darstellenden Zweigleitung an ihrem Verbindungspunkt mit .der Hauptleitung mit einer Ausnehmung versehen9 0-9 846/0727BAD ORIGINAList, die eine zu dieser Zweigleitung hin gerichtete Stufe bildet.4» Rückwärtsströmungsweiche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptleitung mit einer Abzweigung versehen ist, die im wesentlichen an der Verbindungsstelle der Hauptleitung mit der den Eingang bildenden Zweigleitung wieder in die Hauptleitung in einer Richtung eintritt, die zu der den Ausgang bildenden Zweigleitung hin geneigt ist.909846/0727Leerseite
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---|---|---|---|---|
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-
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- 1969-04-29 FR FR6913548A patent/FR2007208A1/fr not_active Withdrawn
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---|---|---|---|---|
DE4238830A1 (de) * | 1992-11-17 | 1994-05-19 | Anton Felder | Verfahren zum hydraulischen Verzweigen einer offenen Strömung sowie hydraulisch arbeitende Kanalverzweigung |
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FR2007208A1 (de) | 1970-01-02 |
GB1260306A (en) | 1972-01-12 |
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Date | Code | Title | Description |
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: THE PLESSEY CO. PLC., ILFORD, ESSEX, GB |