PL216054B1 - Urządzenie do ograniczania przepływu mediów - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do ograniczania przepływu mediów, znajdujące zastosowanie w· inżynierii i ochronie środowiska wszędzie tam, gdzie występuje potrzeba ograniczania natężenia przepływu mediów, zwłaszcza w systemach wodociągowych i kanalizacyjnych.

Tradycyjne urządzenia dławiące, takie jak rury o małych średnicach, kryzy, zwężki, zasuwy czy zawory, umożliwiają stosunkowo łatwą i tanią kontrolę parametrów przepływu w systemach wodociągowych i kanalizacyjnych. jednak kosztem najczęściej zmniejszenia przekroju poprzecznego przewodu, na którym są zamontowane. Dodatkowo, ruchome części mechaniczne obniżają niezawodność takich urządzeń. W rezultacie, wymagany do zdławienia objętości przepływu cieczy, czynny przekrój przepływowy takich regulatorów może powodować ich zatykanie, szczególnie w przypadku cieczy zanieczyszczonych, np. ścieków.

Znane są z literatury technicznej i stosowane hydrodynamiczne regulatory wirowe, o zasadzie działania opartej na dławieniu miejscowym. W tym ważną grupę stanowią regulatory stożkowe. Opisany w amerykańskim patencie nr US 4 206 783, regulator stożkowy ma pojedynczą komorę wirową i wyposażony jest w jeden lub dwa styczne do tworzącej stożka króćce dopływowe i otwór odpływowy w dnie stożka, które mają różne średnice. Otwór odpływowy wyposażony jest w króćce, poprzedzone wymiennymi asymetrycznymi kryzami, opcjonalnie zaś w dysze o kącie rozwarcia ok. 4°. Natomiast stożkowy regulator wirowy opisany w patencie nr US 4889166 jest wyposażony również w pojedynczą komorę lecz zasilaną poprzez pojedynczy otwór trapezowy wycięty w płaszczu stożka z kierownicą na dopływie oraz z odpływem bezpośrednio do rurociągu. W regulatorze opisanym w patencie nr US 5052442 pojedyncza stożkowa komora wirowa zasilana jest poprzez pojedynczy króciec o przekroju kołowym umieszczony w dnie stożka oraz ma pojedynczy otwór odpływowy.

Urządzenie do ograniczania przepływu mediów, według wynalazku, zawiera zespolone dwie komory wirowe o kształcie ściętego stożka, działające współprądowo, z których każda ma otwór odpływowy, zlokalizowany w wierzchołku stożka. Przy czym komory łączą się ze sobą podstawami, a pomiędzy nimi umieszczony jest cylinder, do którego jest umocowany wspólny dla obu komór króciec dopływowy zasilającego medium, o przekroju prostokątnym lub kołowym. Ponadto wspólny króciec dopływowy, jest usytuowany stycznie do tworzących ścian cylindra, łączącego obie komory wirowe. Korzystnie komory mają kształt asymetrycznego ściętego stożka.

W wariancie rozwiązania komory asymetrycznego ściętego stożka są pochylone do przodu względem kierunku dopływu medium lub do tyłu względem kierunku dopływu medium.

W wariancie urządzenie ma dwie komory o różnych wysokościach stożków. W innym wariancie otwory odpływowe w komorach różnią się wymiarami. Wymiar króćca dopływowego, o przekroju kołowym lub prostokątnym, jest równy lub mniejszy od średnicy otworu odpływowego. Korzystnie dno zespolonych stożkowych komór wirowych jest zlokalizowane poziomo, w celu umożliwienia całkowitego samoodwadniania się urządzenia.

W urządzeniu przepływ odbywa się współprądowo, a strumień zasilającego medium dzielony jest w cylindrze na wlocie do komór wirowych.

Urządzenie do ograniczania przepływu mediów według wynalazku ma kompaktową i prostą budowę, przy znacznie zwiększonej przepustowości, w porównaniu do tradycyjnego jednokomorowego regulatora stożkowego. Rozwiązanie według wynalazku pozwala uzyskać lepsze efekty dławienia niż dla przepływu przez pojedynczą komorę wirową, przy tej samej wysokości naporu oraz przy zachowaniu warunków wolnego przelotu kuli i samoodwadniania się urządzenia.

Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładach realizacji na rysunku, na którym fig. 1a przedstawia urządzenie zasilane króćcem o przekroju kołowym w widoku z góry, a fig. 1b przedstawia urządzenie zasilane króćcem o przekroju prostokątnym w widoku z boku, fig. 2 - urządzenie z dwoma komorami o różnych wysokościach asymetrycznych stożków w widoku z boku, fig. 3 - urządzenie z dwoma komorami o równych wysokościach asymetrycznych pochyłych do przodu stożków - względem kierunku dopływu medium, w widoku z góry, fig. 4 - urządzenie z dwoma komorami o równych wysokościach asymetrycznych stożków pochyłych do tyłu - względem kierunku dopływu medium, w widoku z góry.

P r z y k ł a d I

Urządzenie do ograniczania przepływu mediów, zawiera dwie zespolone podstawami, komory w kształcie asymetrycznych stożków 1, przedzielone cylindrem 2, do którego podłączony jest wspólny dla obu komór króciec dopływowych 3. Króciec dopływowy 3 usytuowany jest stycznie do tworzących

PL 216 054 B1 ścian cylindra 2, łączącego obie komory wirowe 1. Stożkowe komory wirowe 1 mają jednakowe wysokości, a każda wyposażona jest w otwór odpływowy 4 o tym samym wymiarze średnicy, zlokalizowany w wierzchołku stożka każdej komory wirowej 1.

P r z y k l a d II

Urządzenie, jak w przykładzie I, z tą różnicą, że dwie zespolone komory wirowe 1 różnią się wysokościami h-ι i h₂ stożków.

P r z y k l a d III

Urządzenie, jak w przykładzie I, z tą różnicą, że asymetryczne komory 1 są pochylone do przodu - względem kierunku dopływu medium.

P r z y k l a d IV

Urządzenie, jak w przykładzie I, z tą różnicą, że asymetryczne komory wirowe 1 są pochylone do tyłu - względem kierunku dopływu medium.

Działanie urządzenia polega na tym, że ciecz dopływa do komór przez wspólny króciec dopływowy 3, styczny do tworzących ścian cylindra 2, łączącego obie stożkowe komory 1, dzięki czemu nadawany jest jej ruch wirowy, który utrzymuje się na całej wysokości komór 1, aż do otworów odpływowych 4 zlokalizowanych w wierzchołku stożka każdej komory wirowej 1. Urządzenie do ograniczania przepływu mediów według wynalazku działa współprądowo, a zasadniczy efekt dławiący osiągany jest przez wymuszenie w urządzeniu przepływu wirowego cieczy. Bezciśnieniowy i bezwirowy przepływ cieczy przez zespolony regulator wirowy ograniczony jest przez przepustowość króćca dopływowego i otworów odpływowych. W miarę wzrostu ciśnienia i prędkości dopływającej cieczy, przepływ ze swobodnym zwierciadłem ulega zamianie na ciśnieniowy i wirowy.

Claims (9)

1. Urządzenie do ograniczania przepływni mediów, wyposażone w wirową komorę stożkową, króciec dopływowy i otwór odpływowy, znamienne tym, że zawiera zespolone dwie stożkowe komory wirowe (1) działające współprądowo, z których każda ma otwór odpływowym (4), zlokalizowany w wierzchołku stożka, przy czym komory łączą się ze sobą podstawami, a pomiędzy nimi umieszczony jest cylinder (2), do którego jest umocowany wspólny dla obu komór króciec dopływowy (3).

2. Urządzenie, według zastrz. 1, znamienne tym, że króciec dopływowy (3), jest usytuowany stycznie do tworzących ścian cylindra (2), łączącego obie komory wirowe (1).

3. Urządzenie, według zastrz. 1, znamienne tym, że komory (1) mają kształt asymetrycznego ściętego stożka.

4. Urządzenie, według zastrz. 1, znamienne tym, że komory (1) mają kształt asymetrycznego ściętego - pochylonego stożka.

5. Urządzenie, według zastrz. 1, znamienne tym, że komory (1) mają różne wysokości stożków.

6. Urządzenie, według zastrz. 1, znamienne tym, że króciec dopływowy (3) zasilającego medium, ma przekrój kołowy.

7. Urządzenie, według zastrz. 1, znamienne tym, że króciec dopływowy (3) zasilającego medium, ma przekrój prostokątny.

8. Urządzenie, według zastrz. 1, znamienne tym, że otwory odpływowe (4) w komorach (1) mają różne wymiary.

9. Urządzenie, według zastrz. 1, znamienne tym, że dno zespolonych komór wirowych (1) jest zlokalizowane poziomo.