Einrichtung zur gleichmässigen Verteilung einer in einem Sammelraum befindlichen Flüssigkeit Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur gleich mässigen Verteilung einer in einem Sammelraum befindlichen Flüssigkeit auf mehrere Zweigleitungen unter Verwendung von je einer Zweigleitung zugeord neten Drosseln, deren .Strömungswiderstand grösser als derjenige der betreffenden Zweigleitung ist.
Es sind bereits verschiedene Ventile und Ein richtungen bekannt zur Verteilung von Flüssigkeiten. Schwierigkeiten entstehen dann, wenn eine Flüssig keit durch eine Mehrzahl von Verteilleitungen geführt werden soll, wobei die zulässigen Abweichungen nur in engen Grenzen liegen dürfen und über einen längeren Zeitraum aufrechterhalten werden müssen. Wenn zudem die Durchflussmenge pro Zeiteinheit relativ klein ist, d. h. einige Liter oder einige Dutzend Liter pro Stunde beträgt, ergeben sich enge Querschnitte, die leicht verstopfen.
Eine weitere Schwierigkeit ergibt sich daraus, dass gewisse Flüssig keiten, beispielsweise Schweröl, ihre Viskosität in Abhängigkeit ihrer Temperatur stark ändern, weshalb es notwendig ist, eine Anpassung der Drosselein richtung in Abhängigkeit der jeweiligen Flüssigkeits temperatur vornehmen zu können.
Mit der Erfindung sollen diese Nachteile behoben werden. Diese ist dadurch gekennzeichnet, dass @die Drosseln von einem gemeinsamen, mit Drosselka nälen versehenen metallenen Block zur guten Wärme leitung gebildet werden.
Dadurch gelingt es, in sehr einfacher Weise :eine Verteilung von Flüssigkeit in eine Mehrzahl von Ver- teilleitungen vorzunehmen, wobei die Durchfluss- menge pro Zeiteinheit auch verhältnismässig gering sein kann.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine schematische .erste Ausführungsform der Einrichtung gemäss der Erfindung.
Fig.lA einen Querschnitt nach der Linie IA-IA in Fig. 1, Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine schematische zweite Ausführungsform, Fig. 2A einen Querschnitt nach der Linie IL4-ILA in Fig. 2, Fig. 3 eine parspektivische Ansicht einer Durch flusskontrolle für eine Einrichtung gemäss Fig. 2 und 2A, Fig.4 eine Ansicht,
teilweise im Schnitt durch eine weitere Ausführungsform nach der Linie IV-IV in Fig. 5, Fig. 5 einen Querschnitt nach der Linie V-V in Fig. 4, Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsvariante, Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines Rohres gemäss Fig. 6, Fig. 8 eine perspektivische Ansicht einer Steuer stange zur Verwendung in der Ausführungsform gemäss Fig. 6,
Fig. 9 einen Längsschnitt durch ,eine weitere Ausführungsform, Fig. 10 einen Querschnitt nach der Linie X-X in Fig. 9.
In Fig. 1 ist eine einzige Zufuhrleitung 1 zur Zufuhr einer Flüssigkeit in ein Metallgehäuse vor handen, welches flüssigkeitsdicht ist und mit einem Verteiterkörper 2 durch Schrauben und Bolzen 3, 4 zusammengehalten wird. In diesem Körper 2 sind mehrere Verteilrohre 6 vorhanden, idiealle den glei chen Durchmesser haben und je mit Drosselöffnungen von unter sich ebenfalls gleichem Durchmesser im Körper verbunden sind.
In der Ausführungsform ge mäss Fig. 1A sind 9 derartige Bohrungen 5 vorhanden; diese Bohrungszahl kann je nach Wunsch variiert werden. Die Flüssigkeit gelangt somit von einem Flüssigkeitsvorratsbehälter (nicht dargestellt) in die Hauptleitung und wird sodann durch die Verteil. rohre 6 über die Bohrungen 5 verteilt.
Die Länge und der Durchmesser der Bohrung 5 sind -so gewählt, idass diese einen Flüssigkeits-Durch- flusswiderstand ergeben, welcher wesentlich höher ist als der Widerstand der Verteilrohre 6.
Es wurde festgestellt, dass sich befriedigende Resultate ergeben, wenn der Durchflusswiderstand der Flüssigkeit in einer Bohrung 5 mindestens das 5fache ist, bezogen auf ein zugehöriges Verteilrohr. In der Praxis ist es wichtig, dass der Durchfluss durch die Bohrungen 5 bei im wesentlichen gleicher Temperatur erfolgt. Aus diesem Grunde wird der Körper 2 aus gut wärmeleitendem Material, beispielsweise Kupfer, Zink oder dergleichen gewählt.
Dadurch kann die Anwendung einer thermos'tatgesteuerten Wärmequelle zusammen mit der Einrichtung vermieden werden. Als Beispiel für eine Ausführungsform sei ein Metall block mit einer Länge von 200 mm, einer Breite vorn <B>100</B> mm und einer Höhe von 100 mm angenommen, in welchem sich 20 Durchflussbohrungen von 2 mm befinden, deren Länge 200 mm beträgt.
Dieser Block wird sodann an einem Ende an ;eine Flüssigk eitszu- fuhrleitung angeschlossen. Am: andern Ende werden die Bohrungen mit 20 Verteilleitungen von je 3 mm lichtem Durchmesser angeschlossen. Diese Verteillei- tungen hatten unterschiedliche Längen, die zwischen 1 und 3 m variierten.
Das dem Körper zugeführte Schweröl floss mit einer Durchflussmenge von 40 1 pro Std. hindurch, mit dem Resultat, dass die Ver teilungsungenauigkeit im Bereich von 2 % lag und sich über eine längere Zeitperiode nicht ver änderte.
Eine ähnliche Einrichtung ist auch anwendbar für Einrichtungen, bei welchen ein unterschiedlicher Flüssigkeitsdurchfluss durch die Verteilrohre notwen dig ist. In den Fig. 2 und 2A und 3 ist eine der artige Einrichtung ;dargestellt. Gemäss Fig. 2 ist eine Stange 7 für die Steuerung der Durchflussmenge der Flüssigkeit vorhanden. Diese Stange 7 ist verschiebbar in der Bohrung 5 gehalten und weist gemäss Fig. 3 eine Längsnut 8 auf, die sich über die ganze Stangenlänge erstreckt.
Dadurch ergibt sich zusam- nen mit der Bohrung 5 ein Durchflusskanal, welcher demjenigen der Bohrung 5 in den Fig. 1 und 1A entspricht.
Eine der Zufuhrleitung zugeführte Flüssigkeit wind durch eine Mehrzahl von Längsnuten 8 hin durchgeleitet, wobei die Flüssigkeit, welche durch diese öffungen hindurchfliesst und von den Ver- teilrohren 6 übernommen wird, proportional zur wirksamen Länge der Längsnuten ist.
Auf diese Weise kann der Flüssigkeitsanteil, welcher durch die Verteilrohre geleitet wird, in einfacher Weise durch Veränderung der jeweils wirksamen Länge der Längs nut 8 gesteuert werden, indem die Stange 7 mehr oder weniger tief in die Bohrung hineingesteckt w-*rd. Zu diesem Zweck sind am Umfang der Stange Markierungsstriche 9 vorhanden, welche ein Mass für die durchfliessende Flüssigkeit angeben und am besten auf empirischem Wege festgestellt werden. Anstelle der dargestellten Stange könnten natürlich auch entsprechend ausgebildete Rohre verwendet werden, vorausgesetzt, dass kein Temperaturgradient beim Durchfluss durch diese Rohre zu berücksichtigen ist.
In den Fig. 4 und 5 ist eine weitere Ausführungs variante dargestellt, bei welcher eine Steuerung der durchfliessenden Flüssigkeit möglich ist. Die Haupt leitung 1 mündet in den Körper 2 ein, in ,dessen Hohlraum sich zwei oder mehr Verbindungsrohre 5 von kreisförmiger Querschnittsform befindet, welche an der der Zuleitung abgewandten Seite des Körpers anliegen. Jedes dieser Rohre 5 ist an ihrer Peri pherie mit einem wendelförmigen Schlitz 10 ver sehen, der sich über einen Winkel von weniger als 360 erstreckt und deren Ende je an ein Verteil- rohr 6 angeschlossen ist.
Eine Steuerstange 7 weist eine Längsnut 8 an ihrem Mantel auf und .ist verschiebbar im Rohr 5 gehalten, wobei das untere Ende im wesentlichen bündig mit dem Rohrende ist. Die Stange 7 ist mit einem oberen Teil von verringertem Durchmesser versehen, welcher durch einen Stopfen 11 hindurch ragt und mittels eines Dichtungsringes 12 flüssig keitsdicht verschlossen ist. Dieser Stopfen 11 wird durch eine Kappe 13 gehalten, welche auf das obere Rohrende aufgewindet ist. Das obere Ende der Stange 7 ist mit einem Schraubenschlitz 14 oder einem Handgriff versehen, zur Verdrehung dieser Stange.
Ferner weist diese Stange 7 eine Umfangs nut 15 auf, und zwar auf mindestens angenähert gleicher Höhe wie das Verteilrohr 6. Sie dient dazu, zwischen der Längsnut 8 und dem Verteilrohr 6 eine Flüssigkeitsverbindung herzustellen.
Die Längsnut 8 im Innern der Stange 7 bildet somit den Teil mit dem verhältnismässig grossen Durchflusswiderstand, welcher vergleichsweise gross ist im Vergleich zum Verteilrohr 6.
Die Längsnut 8 steht mit dem wendelförmigen Schlitz des Rohres 5 in Verbindung, wobei die Relativlage der Stange bezüglich des Rohres die Länge bestimmt, durch welche die Flüssigkeit in der Nut fliesst.
Beim Betrieb fliesst das der Zufuhrleitung zu strömende Medium .in Idas Innare des Körpers 2 und gelangt von dort über .den Schlitz 10 und die Längsnut 8 in .das Verteilrohr 6. Da der Hohl körper 2, welcher die Rohre 5 umgibt, ein relativ grosses Flüssigkeitsvolumen hat, ist die Temperatur der Flüssigkeit, welche durch die Längsnut 8 fliesst, im wesentlichen gleich derjenigen im Innern des Körpers.
Der durchfliessende Flüssigkeitsanteil bleibt stän- dig konstant und wird im wesentlichen bestimmt durch die Länge der Längsnut 8, durch welche die Flüssigkeit wirklich strömt. Die Stange 7 kann mittels des Schraubenschlitzes 14 relativ zum Rohr 5 ver dreht werden, wodurch der Anteil der einzelnen Verteilrohre 6 verändert werden kann.
Am herausragenden Stangenende können sich Markierungen (nicht dargestellt) befinden, welche Angaben über die Durchflussmenge enthalten.
Falls sich in der zu verteilenden oder dosieren den Flüssigkeit feste Stoffe befinden, welche die Tendenz haben, sich an den verengten Stellen ab zusetzen, sind zu deren Entfernung besondere Mittel vorgesehen.
In :den Fig. 6-8 ist eine Ausführungsvariante dargestellt,welche diesem Zwecke dient.
Im Innern des Gehäuses 2 ist eine Mehrzahl von Rohren 5 vorhanden, die parallel nebeneinander liegen, und zwar in einer Ebene rechtwinklig zur Zeichnungsebene der Fig. 6.
Die äusseren Rohre 5a sind am einen Ende durch Gewinde mit dem Gehäuse 2 verbunden. Im Innern jedes Rohres 5a befindet sich ein weiteres Rohr 5b, das in das äussere Rohr eingepresst ist und einen Längsschlitz 8 aufweist, der ,sich von der einen Stirnseite her über die ganze Länge bis nahe an die andere Stirnseite hin erstreckt, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist.
In dieses Rohr Sb ragt eine Stange 7 hinein, welche im Innern idieses Rohres axialbeweglich ge halten ist und an ihrem Ende einen Nocken 16 trägt, der in den Längsschlitz 8 ,eingreift. Das andere Ende dieser Stange 7 ragt aus dem Gehäuse 2 heraus und :dient zu seiner manuellen Betätigung. Auf der dem Nocken 16 benachbarten Stirnseite ist eine Öffnung 17 vorhanden, welche zylindrisch ist und in eine Radialöffnung hinter dem Nocken 16 einmündet. Wenn sich die Stange 7 im Innern des Rohres 5b befindet, wird der Nocken 16 vom Schlitz 8 aufge nommen. während zugleich die Öffnung 17 mit dem Schlitz 8 in Verbindung steht.
Zur Anzeige eines Flüssigkeitsdurchflusses durch jedes der Rohre 5 und somit durch die zugeordneten Verteilrohre 6 ist eine Düsenöffnung 18 in einem Hohlraum im Innern des Gehäuses 2 zwischen der Zuleitung 1 und ider stirnseitigen Eintrittsöffnung des Rohres 5 vorhanden, wobei sich beidseitig "der Drosselöffnung Leitungen für je ein Druckmess- instrument 19 befinden.
Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist im wesentlichen die gleiche wie diejenige in Iden Fig. 4 und 5. Mit Hilfe des Druckmessinstrumentes 19 lässt sich der Durchfluss bzw. der Staudruck der Flüssigkeit messen. Die Viskosität der Flüssigkeit, welche :durch die Drosselöffnung 18 fliesst, ist bei allen Verteilleitungen gleich, selbst wenn die Tempe ratur variiert. Aus diesem Grunde gibt das Druck messinstrument 19 stets seinen präzisen Wert über die Verteilung der Flüssigkeit, beispielsweise Schwer- öl, dessen Viskosität in hohem Masse temperaturab hängig ist.
Wenn sich Unreinigkeiten im Längsschlitz 8 ab setzen, zeigt das Druckmessinstrument 19 der Be dienungsperson dies an, worauf diese durch axiale Verschiebung der Stange den Schlitz 8 mit Hilfe des Nockens 16 reinigen kann. Durch diese Bewegung der Stange 7 werden die Rückstände oder dergleichen in das Verteilrohr 6 über die Öffnung 17 befördert. Nach einer solchen Reinigungsbewegung wird die Stange 6 wieder in die in Fig. -6 dargestellte .Lage zurückgestossen.
Wenn die Ausführung derart getroffen ist, idass :das Gehäuse 2 alle Rohre 5 umgibt, ist idie Flüssig keit, welche durch die Schlitze und .damit durch die Verteilrohre strömt, stets von im wesentlichen glei cher Temperatur.
In den Fig. 9 und 10 ist eine weitere Ausfüh rungsform dargestellt, bei welcher eine Zuleitung 1 und eine Mehrzahl von Verteilrohren 6 vorhanden ,sind, die an .ein Metallgehäuse 2 angeschlossen sind. Das Metallgehäuse 2 ist mit einer Querbohrung 20 von vergleichsweise grossem Durchmesser versehen.
Von dieser Querbohrung 20 ragen radiale Durch gangsöffnungen 21 ab, deren Achse im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene liegen. Diese Durch gangsöffnungen 21 münden auf der einen Seite in .die Querbohrung 20 ein, und auf der andern Seite sind sie mit den Verteilrohren 6 verbunden. Die den Verteilrohren 6 abgewandten Bohrungsenden sind durch Schrauben 23 flüssigkeitsdicht abgeschlossen.
Im Innern der Querbohrung 20 befindet sich ein zylindrischer Körper 24, welcher mit Schiebesitz in dieser Querbohrung 20 liegt und durch ein Handrad 28 drehbar ist. Die Lagerung dieses zylindrischen Körpers 24 .erfolgt durch Lagerflansche 27 auf beiden Seiten des Körpers 2. Der Körper 2 und/oder der zylindrische Körper 24 sollen aus gut wärmeleiten- dem Material hergestellt werden.
Zur Herstellung der Durchfluss-Verbindungen zwi schen der Öffnung 22 und den Durchgangsöffnungen 21 ist der zylindrische Körper 24 mit Umfangs nuten 8 versehen, wobei sich diese Umfangsnuten nur über einen Teil des Kreisumfanges erstrecken. Die Länge dieser Nuten wird so gewählt, idass eine Durchfluss-Verbindung zwischen der Öffnung 22 und der Durchgangsöffnung 21 über die Längsnut 8 entsteht. Jede der sich Sam Mantel des zylindrischen Körpers befindliche Nut 8 hat die gleiche Funktion wie die Bohrung 5 in der Ausführungsform gemäss Fig. 1.
In der gleichen Ebene wie die Nuten 8 be- finden sich Diametrai#bohrungen 25, die an beiden Enden des zylindrischen Körpers geöffnet sind.
Neben der Öffnung 22 befindet sich ein winkel förmiges Reinigungsstück 26, das starr mit dem Ge häuse 2 verbunden ist und in das Innere der Nut 8 hineinragt. Es wäre auch denkbar, dass dieses Rei nigungsstück 26 - gegenüber der gezeichneten Dar stellung - am andern Ende der Nut angeordnet würde. Zur Feststellung des Durchflusses :
ist ein Druck messer 30 vorhanden, und ,zwar zwischen der Ein lassleitung 1 hinter der Nut 8 und vor dem Ver- teilrohr 6. Ein weiterer Druckmesser 29 befindet sich zwischen der Einlassleitung 1 und der Öffnung 22.
Wenn sich ein Unterbruch im Durchfluss zwischen der Zuleitung 1 und dem Verteilrohr 6 ergibt, wird dies durch den Druckmesser 30 angezeigt, der einen Druckabfall gegenüber dem Druckmesser 29 fest stellt, wobei ider Druck beim letzteren ansteigt. Um die Verstopfung zu beheben, kann die Bedienungsper son das Handrad 28 drehen, wodurch mit Hilfe des in die Nut 8 hineinragenden Reinigungsstückes 26 diese Nut gereinigt wird. Hierauf wird das Hand rad 28 wieder in die Ursprungslage zurückverdreht.
Wenn die Durchflussmenge pro Zeiteinheit bei den Verteilrohren 6 unterschiedlich ist, wird dies durch die Druckmesser angezeigt, worauf das Hand rad 28 in eine solche Lage gedreht wird, idass die Diametralbohrung 25 in L7bereinstimmung mit der Durchgangsöffnung 21 liegt, worauf die Schraube 23 entfernt werden kann und die Reinigung durchge führt werden kann. Hernach wird die Schraube 23 wieder eingesetzt und das Handrad in die Ursprungs lage zurückgedreht.
Der zylindrische Körper 24 könnte auch durch einen konischen Körper oder einen halbzylindrischen Körper ersetzt werden, wobei .die Querbohrung 20 eine entsprechende Formgebung erhält. Durch eine derartige Form ist es möglich, zu verhindern, dass sich Flüssigkeit von der einen Nut 8 zur andern ergiessen kann, wenn der Körper 24 im Laufe des Betriebes abgenützt wird, da er leicht nachgestellt werden kann.
Durch diese Einrichtung gelingt es, über einen verengten Durchgang eine Zuleitung mit einer Mehr- zahl von Verteilleitungen zu verbinden und ferner die Möglichkeit zu schaffen, allfällige Ablagerungen, welche von der Flüssigkeit mitgeführt werden, zu entfernen.
Diese Einrichtung ist ferner geeignet, eine beliebige Flüssigkeitsverteilung unabhängig vom Aus mass der Verteilmenge vorzunehmen und ist insbe sondere geeignet zur Verteilung von Flüssigkeit in relativ geringer Menge in eine grosse Anzahl von Verteilleitungen. Aus diesem Grunde ist idie Ein richtung besonders geeignet für Kalzinierungs-Öfen, Brennöfen,
Schmelzöfen oder Ölbrenner, da viele Düsen bzw. Brenner bei solchen Öfen fortlaufend mit flüssigem Brennstoff in einer genau vorbestimmten Menge versorgt werden müssen, welche ein hohes Mass an Zuverlässigkeit erforderlich machen und die Verteilung über einen langen Zeitraum aufrecht erhalten werden muss. Durch die beschriebenen Ein- richtengen kann der Betrieb solcher Öfen wesentlich vereinfacht werden.
Es- sind Ausführungsbeispiele möglich, bei welk chen die Merkmale des Patentanspruches mit den Merkmalen beliebiger Unteransprüche einzeln oder gruppenweise kombiniert sind, soweit sich die Merk male nicht gegenseitig widersprechen.