DK150582B - Aggregat til regulering af straemningen i et ledningssystem - Google Patents

Description

i 150582

Opfindelsen angår et aggregat af den i krav l's indledning afgivne art.

Fra beskrivelserne til US patent nr. 4 206 783 og dansk patentansøgning nr. 5120/79 er det kendt at 5 bremse en væskestrøm ved at lede den tangentielt ind i et hus, der har i hovedsagen cirkulært tværsnit og danner et hvirvelkammer. Fælles for disse hvirvel-bremser er, at det er en forudsætning for hvirveldannelsen og hermed bremseeffekten, at tilløbet til 10 bremsehuset foregår tangentielt til dette, og samtidig i hovedsagen vinkelret på udløbsrétnihgen. Dog kan en afvigelse på op til ca. 60° fra vinkelret eller ned til en vinkel på 30° med aksen accepteres, når den væg, indløbet er rettet imod, ligger næsten vinkelret på 15 udløbsretningen.

Inden for området regulering af væskestrømme er der et stigende behov for en mere avanceret regulering og et mindre problematisk indbygningsprincip. Hed en mere avanceret regulering menes muligheden for at 20 variere bremsehusets bremseeffekt inden for et meget stort interval og samtidig bevare et stort gennemløbstværsnit ved regulering af små mængder. Ved et mindre problematisk indbygningsprincip forstås et, der tillader bremsehuset at indbygges i et lige 25 ledningsforløb.

Opfindelsen har til·formål at angive et aggregat af den omhandlede art, som imødekommer det nævnte behov.

Dette formål opnås ved, at aggregatet er udformet som angivet i krav l's kendetegnende del, idet den bevæge-30 lige ledeskovl gør det muligt at bøje den indkommende vandstrøm bort fra indstrømsretningen således, at vandet ved en vis trykhøjde ved indløbet bringes til at følge en hvirvelbane gennem huset med deraf føl- 150582 2 gende bremsevirkning. Afbøjningsgraden og dermed den trykhøjde, hvor hvirveldannelsen sætter ind, kan varieres ved indstilling af ledeskovlen. Denne indstilling foretages ved installationen under hensyn-5 tagen til de aktuelle strømningsforhold, men kan naturligvis altid korrigeres, når forholdene gør det ønskeligt, f.eks. i tilfælde af ændringer i det ledningssystem, aggregatet indgår i.

Når vandet sættes i rotation i huset af en tilstræk-10 kelig stor trykhøjde ved indløbet, vil det under påvirkning af centrifugalkraften blive slynget ud mod den krumme sidevæg og ved fortsat tilløb fortrænges ind mod husets midterakse, hvor omdrejningtallet stiger, fordi vandets vej pr. omdrejning bliver kortere 15 med aftagende radius. De indre vandpartikler med de store omdrejningstal vil forsøge at trække de nærmeste udenfor liggende vandpartikler med med samme omdrejningstal, hvilken virkning finder sted gennem hele vandmassen ud til periferien og resulterer i, at 20 de samlede centrifugaltryk mod husets krumme væg bliver meget stort og bremsevirkningen tilsvarende stor. Vandet vil under disse omstændigheder forlade udløbet som en rørformet, tyndvægget stråle.

Aggregatet ifølge opfindelsen kan i praksis have 25 form enten af en keglestub og være udformet som angivet i krav 2 eller af en flad cylinder og være udformet som angivet i krav 9.

Hensigtsmæssige enkeltheder ved de to former er angivet henholdsvis i krav 3-8 og i krav 10 og 11.

30 Opfindelsen skal forklares nærmere i det følgende under henvisning til tegningen, hvor 3 150582 fig. 1, 2 og 3 viser en udførelsesform for aggregatet ifølge opfindelsen set henholdsvis fra siden, fra oven og fra indløbsenden, fig. 4 i perspektivisk afbildning viser ledeskovlen 5 og en sektorplade, den er anbragt på, samt en del af huset, fig. 5 i perspektivisk afbildning viser en ændret udførelse af indløbstuden og en del af huset, fig. 6, 7 og 8 viser en anden udførelsesform for 10 aggregatet ifølge opfindelsen set henholdsvis fra indløbsenden, fra siden og fra fladen modsat udløbsåbningen.

Det i fig. 1, 2 og 3 viste aggregat, der som helhed er betegnet med 10, har et liggende, keglestubformet 15 bremsehus 11 med en endevæg 12, i hvis nederste del er udformet en indløbsåbning 13, og med en udløbsåbning 14 i den smalle ende. Indløbsåbningen 13 og udløbsåbningen 14 er tilsluttet henholdsvis en indløbstud 15 og en udløbstud 16, som begge på alminde-20 lig kendt måde kan være udstyret med koblingsflange, indstiksmuffe og diverse former for ventiler, mængdestrømsmålere og fittings. I udløbstuden 16 er vist anbragt en kalibreringsring 17.

Udvendigt på endevæggen 12 er der anbragt afstiv-25 ninger 18 samt en med huset koaksial lejebøsning 19 for en gennemgående aksel 20. På den ydre ende af denne aksel er fastgjort en indstillingsarm eller et håndtag 21, som kan bevæges hen over en skalaplade 22.

Der kan endvidere findes ikke viste organer til fast-30 holdelse af armen 21 i en vilkårlig ønsket stilling.

4 150582 På den indvendige ende af akslen 20 er fastgjort en i hovedsagen sektorformet plade 23, som holdes tæt op til endevæggen 12 af en flange 27 forneden i huset, og hvis ene nedre hjørneparti er erstattet med 5 en ledeskovl, der som helhed er betegnet med 24, og som består af to plader 25 og 26, der skråner indad i huset fra sektorpladen 23 og er forbundet med hinanden langs en kant. Ved drejning af håndtaget 21 kan sektorpladen 23 og ledeskovlen 24 bevæges mel-10 lem en stilling, hvori sektorpladen lukker helt for indløbsåbningen 13, og en, hvori ledeskovlen befinder sig helt uden for indløbsåbningen. Endestillingerne kan være fastlagt af ikke viste stoporganer.

15 Foroven på bremsehuset 11 er anbragt et udluftnings-rør 28. I stedet for et sådant separat udluftningsrør kan der eventuelt anvendes et rørformet håndtag, som gennem en kanal i akslen 20 står i forbindelse med husets indre. I mange tilfælde er det imidlertid slet 20 ikke ønskeligt at have udluftning af huset, og det kan derfor være hensigtsmæssigt at fremstille aggregatet med opadtil lukket udluftningsrør, som så, når det ønskes, kan åbnes ved boring af et hul i den øverste ende.

25 Ved den i fig. 4 viste ændrede udførelse af ledeskovlen udgøres denne af en krum plade 29, som giver bedre strømningsforhold end den i fig. 1-3 viste.

Pladen 29 kan f.eks. have form af en del af en cylinderflade, hvis frembringer er rettet skråt ind i 30 huset 11.

Den i fig. 5 viste ændrede udførelse af indløbstuden 15 har ved indløbsåbningen 13 en sideværts rettet udvidelse, som begrænses af en krum plade 30, der 5 150582 f.eks. kan danne en del af en cylinderflade med en frembringer, der er i hovedsagen parallel med ledeskovlen 29's frembringer.

Når indstillingsarmen 21 drejes til den ved a i fig.

5 2 og 3 markerede position, vil sektorpladen 23 af spærre indløbet og således hindre gennemstrømning.

Når armen 21 drejes til position b, vil ledeskovlen 24 eller 29 ligge helt uden for gennemstrømningsprofilen, og der vil være frit gennemløb uden bremse-10 effekt. Når armen stilles i position c, vil ledeskovlen stå i bremseposition, og vandet vil ved moderat tilløb støde mod den fremstående del af ledeskovlen og foretage en drejning over i den modstående side af bremsehuset, hvorfra det igen glider tilbage 15 i bundløbet og forsvinder gennem udløbet. Ued trykstigning vil denne virkning forstærkes, så at vandet drejer helt rundt langs indersiden af huset, inden det forsvinder gennem udløbet, og til sidst vil hele luftmængden, bortset fra en luftsøjle midt op igennem 20 bremsehuset, fortrænges gennem udløbet under opnåelse af fuld bremseeffekt. Når vandtrykket igen falder, og vandet når ned omkring midten af bremsehuset, vil rotationen blive ustabil, og luft fra udløbsenden vil trænge tilbage i'husets top og bryde rotationen, så 23 at bremseeffekten ophører, og der sker en pludselig og kortvarig forøgelse af gennemstrømningen, som -hvirvler eventuelle bundfældede stoffer op i strømmen.

Ued andre mellemstillinger af ledeskovlen vil virkemåden i princippet være den samme, men bremseeffekten 30 og hermed gennemstrømningen forskellig. Jo større åbningen er, desto mindre er bremseeffekten, og jo mindre åbningen er, desto større er bremseeffekten. Karakteristikken for afløbets afhængighed af tryk-højden vil tendere i retning af et konstant afløb 6 150582 under stigende tryk på grund af stigende bremseeffekt, men aftagende afløb ved faldende tryk til det punkt, hvor luft trænger ind og bryder bremseeffekten.

Den i fig. 6, 7 og 8 viste udførelsesform for aggre-5 gatet ifølge opfindelsen, der som helhed er betegnet med 30, har et i hovedsagen som en flad cylinder udformet bremsehus 31 med en plan endevæg 32 og en lav, keglestubformet endevæg 33, i hvis midte er udformet en udløbsåbning 34, der er tilsluttet en 10 udløbstud 35. I den i hovedsagen cylindriske sidevæg har huset en rektangulær indløbsåbning 36, som er tilsluttet en indløbstud 37, der er vist udstyret med en koblingsflange 38. De tre sider af indløbstuden er plane; men den fjerde side 39 er cylinderflade-15 formet med cirkelbueformet tværsnit og med en akse, der er parallel med bremsehuset 31's akse.

På husets plane endevæg 32 og koaksialt med indløbs-tudens krumme væg 39 er fastgjort en lejebøsning 40 for en aksel 41, der går gennem endevæggen, og på 20 hvis ydre ende er fastgjort en indstillingsarm 42, som kan bevæges hen over en cirkelbueformet skalaplade 43. På den indvendige ende af akslen 41 er en ledeskovl 44 af form som et med akslen koaksialt cylinder-afsnit fastgjort ved hjælp af et øre 45, hvis plan er 25 parallel med den ene endeflade. Et tilsvarende øre på den anden endeflade af ledeskovlen 44 har en med akslen 41 koaksial, kort centreringstap 46, som går gennem et hul i den modstående side af indløbstuden 37.

Ued drejning af indstillingsarmen 42 mellem de med 30 a og b i fig. 8 markerede endestillinger drejes ledeskovlen 44 mellem en stilling, hvori den helt lukker indløbsåbningen 36, og en stilling, hvori dens plane inderside er parallel med den modstående 7 150582 sidevæg af indløbstuden 37 og således tillader fri indstrømning gennem indløbstuden.

I den viste udførelse har bremsehuset 31 yderligere to plane sidevægge 47, som fra hver sin side af ind-5 løbstuden strækker sig hen til husets i hovedsagen cylindriske sidevæg tangentielt dertil. Endvidere kan bremsehuset som vist være udstyret med et overløbs- eller ventilationsrør 48.

Når aggregatet 30 befinder sig i vandret stilling, 10 og indstillingsarmen 42 står i den ved c i fig. 8 markerede stilling, vil ledeskovlen 44 stå i bremse-position, og vandet vil ved indløbet blive drejet ud langs bremsehusets i hovedsagen cylindriske sidevæg, hvor det vil fortsætte helt rundt til indløbet. På 15 grund af fortsat indløb vil det her blive presset nærmere udløbsåbningen, hvilken virkning fortsætter, indtil bremsehuset er næsten vandfyldt, og vandet strømmer ud af udløbsåbningen som et tyndvægget rør, der spreder sig i vifteform på grund af den fra rota-20 tionen hidrørende centrifugalkraft. Inde i bremsehusets midte vil der være en luftsøjle, som løber an mod den plane væg 32 modsat udløbsåbningen. Denne virkning bliver desto mere udtalt, jo mere der lukkes.

Når aggregatet 30 befinder sig i lodret stilling, og 25 indstillingsarmen 42 er i position c, vil ledeskovlen 44 stå i bremseposition, og vandet vil løbe op i bremsehuset langs dettes i hovedsagen cylindriske sidevæg, hvorfra det vil falde tilbage over sig selv og fylde den nederste del op til udløbsåbningen og 30 derfra begynde at strømme ud. Ved moderat tilløb vil der være balance mellem indløb og udløb ved konstant vandspejlshøjde i bremsehuset. Ved stigende indløbs- 8 150582 hastighed vil vandet rejse sig i den side af bremse-huset, hvor det ledes op langs den krumme væg. Vandet vil da stille sig skråt ned mod udløbsåbningen, som på dette tidspunkt er fuldtløbende, og i sit fald 5 ned mod udløbsåbningen trække luftbobler med sig ud gennem udløbet, indtil hele luftmængden er fortrængt, og fuld bremseeffekt er opnået. Bremseeffekten vil stige med stigende tillukning af indløbstværsnittet med ledeskovlen 44. Når trykket og hermed indløbs-10 hastigheden falder, og vandspejlet udvendigt er nået et stykke ned på bremsehuset, vil rotationen blive ustabil, og der vil trænge luft ind fra afløbssiden og bryde bremseeffekten. Når aggregatet har et udluftningsrør 48, vil der opnås en lettere luftfor-15 trængning og genindtrængning med samme karakteristik ved stigende og faldende tryk. Uden udluftningsrør vil karakteristikken for afløbets afhængighed af trykhøjden tehdere i retning af et konstant afløb ved stigende tryk på grund af stigende bremseeffekt og 20 aftagende afløb ved faldende tryk indtil det punkt, hvor der atter trænger luft ind i bremsehuset, og afløbet pludselig og kortvarigt forøges.

Enkelthederne ved de viste og beskrevne konstruktioner kan ændres på mange måder. Dette gælder f.eks. både ud-25 formningen og monteringen af ledeskovlen og dennes indstillingsorganer, som eventuelt kan være indrettet til at styres automatisk, f.eks. af en svømmer.

Claims (9)

9 150582 Patentkrav :

1. Aggregat til regulering af strømningen i et ledningssystem såsom et kloaksystem, hvilket aggregat (10) har et med en krum sidevæg udformet hus (11), der danner et hvirvelkammer og har en indløbsåbning (13) og 5 en udløbsåbning (14), kendetegnet ved, at der i eller ud for indløbsåbningen findes en indstillelig ledeskovl (24), som er således udformet og anbragt, at den kan bevæges mellem en yderstilling, hvori den befinder sig i hovedsagen uden for indstrømningsområdet, 10 og arbejdsstillinger, hvori den strækker sig mere eller mindre ind ον-er indløbsåbningen og bibringer den indstrømmende væske en hastighedskomposant, som danner en vinkel med retningen til udløbsåbningen.

2. Aggregat ifølge krav 1, og hvis hus har form af en 15 keglestub med udløbsåbningen (14), der er tilsluttet en udløbstud (16), i den smalle ende, kendetegnet ved, at indløbsåbningen (13), der er tilsluttet en indløbstud (15), er beliggende i den nederste del af den brede endeflade (12), og at indløbstuden (13) 20 og udløbstuden (16) er i hovedsagen vandrette og ko-aksiale med hinanden.

3. Aggregat ifølge krav 2 og med en i hovedsagen cirkulær indløbsåbning (13) i en plan endevæg (12), kendetegnet ved, at ledeskovlen (24) er 25 krum og anbragt eller udformet langs en kantdel af en plan plade (23), som er svingbart anbragt på indersiden af og tæt op mod endevæggen (12), hvilken kantdel i en arbejdsstilling af ledeskovlen (24) er i hovedsagen konform med og beliggende langs en del af 50 indløbsåbningens (13) omkreds. 150582 10

4. Aggregat ifølge krav 3 og med en cirkulær endevæg (12), der står vinkelret på det keglestub formede hus' (11) akse, kendetegnet ved, at den lede-skovlbærende plade (23) er i hovedsagen sektorformet 5 og er drejelig om husets (11) akse samt har en sådan udstrækning ved endevæggens (12) omkreds, at den i en vinkelstilling kan dække indløbsåbningen (13) helt.

5. Aggregat ifølge krav 4, kendetegnet ved, at ledeskovlen (24) består af to plader (25, 26), som 10 er samlet langs en kant, og som strækker sig ind i huset fra den ledeskovlbærende plade (23).

6. Aggregat ifølge krav 3, 4 eller 5, kendetegne t ved, at den ledeskovlbærende plade (23) er fast forbundet med et uden på huset anbragt håndtag (21), 15 som kan bevæges hen over en skala (22) til drejning af pladen (23).

7. Aggregat ifølge krav 6, kendetegnet ved, at håndtaget (21) er hult og danner et udluftningsrør.

8. Aggregat ifølge ethvert af kravene 2-7, kende- 20 tegnet ved, at indløbstudens (15) indløb i huset (11) omfatter en ensidig udvidelse således, at der dannes et indløbskammer, hvis ene side afgrænses af en krum væg (30), der er i hovedsagen parallel med lede-skovlen (29).

9. Aggregat ifølge krav 1, og hvis hus i hovedsagen har form som en flad lukket cylinder (31) med en udløbsåbning (34) i midten af den ene endevæg (32),·og hvor indløbsåbningen (36) er placeret i den cylindriske væg (31), kendetegnet ved, at der til indløbs-30 åbningen (36) er forbundet en i det væsentligste radialt rettet indløbstud (37), som omfatter en krum