DE1921411A1 - Richtungsempfindliche Stroemungsumlenkeinrichtung - Google Patents

Description

Unser Zeichen: P 2023

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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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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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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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 A_nordnung 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)

1. Patentansprüche

   Rückwärtsströmungsweiche 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. 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. 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 versehen

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   ist, 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.

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