<Desc/Clms Page number 1>
" WERKWIJZE EN INRICHTING VOOR HET VERDELEN VAN MENGSELS
VAN DAMP EN VLOEISTOF ".
Prioriteit van een aanvrage om octrooi ingediend in de Vereenigde Staten van Amerika de 28 Juni 1948. in naam van James R. TURNER.
<Desc/Clms Page number 2>
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en inrichting voor het verdelen van mengsels van damp en vloeistof over verschillende uitlaatopeningen en betreft meer in het bijzonder de verdeling van dergelijke mengsels op een bewegend onderstel, bijvoorbeeld op voertuigen.
Ofschoon geenszins daartoe beperkt, leent de uitvinding zich in het bijzonder voor het verdelen van een mengsel van vloeibare en gasvormige, watervrije ammoniak over Verschil- lende pijpen van een apparaat, gemonteerd op een landbouw- tractor, aanhangswagen of ander voertuig, dat wordt ge- bruikt voor het injecteren van ammoniak in de bodem.
Bij het voor agrarische doeleinden injecteren van ammoniak in de bodem wordt in hoofdzaak vloeibare, watervrije ammoniak via een meettoestel uit een drukvat naar een verdeelkop of verdeler gevoerd, van waaruit men de ammoniak door afzonderlijke pijpen of slangen laat stromen naar de verschillende injectieorganen, bijvoor- beeld ploegscharen, cultivator- of eggetanden, die of hol zijn of voorzien zijn van buisjes waardoor de ammoniak onder de oppervlakte in de bodem wordt gespoten. Wisselen- de hoeveelheden vloeibaar ammoniak gaan in de opslagtank en/of het meettoestel en de verdeler tot damp over, ten gevolge van de bij stroming optredende drukverlaging.
Het is zeer moeilijk gebleken om een gelijkmatige verde- ling van de ammoniak over de verschillende injectoren te verkrijgen, daar bij een gewone, langgerekte verdeler de vloeibare ammoniak zich ophoopt aan de uiteinden daarvan, met het gevolg, dat de uitlaatopeningen aan de uiteinden voornamelijk vloeibare ammoniak toegevoerd krijgen, ter- wijl de uitlaatopeningen vlak bij de inlaatopening van de verdeelkop voornamelijk ammoniak in dampvorm krijgen. Dit verschijnsel treedt zelfs op wanneer de buis van de ver-
<Desc/Clms Page number 3>
deler horizontaal is, en kan wellicht worden verklaard door de levende kracht waarmede de vloeibare ammoniak naar de uiteinden van de buis stroomt.
Daar de vloeistof een veel hoger soortelijk gewicht bezit dan de dampen, krijgen de injectoren, die door de verst verwijderde uitlaatopenin- gen worden gevoed, een naar verhouding veel grotere toe- vloed van ammoniak, zulks ten koste van de tussenliggende injectoren, die overwegend dampen toegevoerd krijgen. Ook is het niet uitvoerbaar om bij tractoren e. d. alle uitlaat- stromen uit de verdeelkop of verdeler op hetzelfde niveau te houden, aangezien door de bewegingen van het voertuig en de gesteldheid van het te bewerken terrein de verdeler heen en weer wordt geschud en het hobbelen en stoten van de verdeler de ongelijkmatige verdeling van de ammoniak nog verergert.
Het is reeds bekend om bij stationnaire verhit- tings- en koelinstallaties gassen en vloeistoffen over verschillende uitlaatopeningen te verdelen met behulp van verdeelkoppen, waarbij door turbulentie, e. d. een mengsel van gas en damp wordt verkregen. De meeste van deze inrich- tingen zijn echter niet geschikt voor voertuigen voor agrarische doeleinden, daar men hiermede slechts dé beste resultaten verkrijgt wanneer zij op vaste onderstellen worden gebruikt, waarbij de onderlinge ligging van de uit- laatopeningen onveranderd blijft en omdat gelijkmatige verdeling van de vloeibare massa over de verschillende uitlaatopeningen niet altijd wordt bereikt, wanneer sommige van de uitlaatopeningen afgesloten zijn.
Voor agrarische doeleinden en vooral bij de injectie van ammoniak in de bodem, worden de verdelers echter heen en weer geschud en liggen niet altijd horizontaal, terwijl in verschillende gevallen een wisselend aantal uitlaatopeningen door één verdeler moet worden gevoed. Voor de injectie van ammoniak
<Desc/Clms Page number 4>
is bovendien de stroomsnelheid van de ammoniak bij gebruik van dezelfde inrichting vaak zeer verschillend en wordt de toevoer van ammoniak dikwijls afgesloten, bijvoorbeeld wan- neer het voertuig aan het einde van een veld omkeert. Ver- delers van het werveltype brengen bij schokbewegingen niet direct een gelijke verdeling teweeg. Het is echter wense- lijk, dat de verdeler, onmiddellijk nadat de ammoniak be- gint te stromen, zorgt voor een gelijkmatige verdeling van de ammoniak over de verschillende uitlaatopeningen.
De onderhavige uitvinding heeft ten doel om een betere verdeling van een mengsel van damp en vloeistof te bewerkstelligen, meer in het bijzonder van een mengsel van ammoniakdamp en vloeistof, wanneer het apparaat op een voertuig is gemonteerd en het aantal uitlaatstromen af en toe wordt gewijzigd. De uitvinding beoogt verder een betere verdeelinrichting te verkrijgen, die eenvoudig van construc- tie is en zorgt voor een nagenoeg gelijke verdeling van de ammoniak naar een aantal injectoren zonder dat schokken en/of helling van het voertuig invloed daarop uitoefenen, welke verdeelinrichting, ook bij intermitterend gebruik, goed blijft functionneren, terwijl het mengsel van vloei- stof en damp nagenoeg gelijk wordt verdeeld, ongeacht het aantal uitlaatopeningen of de stroomsnelheid.
Volgens de uitvinding laat men het mengsel van damp en vloeistof, bijvoorbeeld een afgemeten stroom van gedeeltelijk dampvormige, watervrije ammoniak onder druk en met een snelheid, die turbulentie veroorzaakt, in den regel van boven naar beneden in een kamer of nauwbegrensde ruimte stromen, van waaruit het mengsel zijdelings naar buiten treedt door iets kleinere uitlaatopeningen, die horizontaal of opwaarts zijn gericht en die uitkomen in de ruimte vlak bij de bodem, d. w.z. op de bodem of iets daar- boven.
De ommekeer in de stroomrichting veroorzaakt een zodanige turbulentie, dat het mengsel van damp en vloeistof
A
<Desc/Clms Page number 5>
min of meer homogeen blijft, waardoor een nagenoeg gelijk- matige verdeling van het mengsel over de verschillende uit- laatopeningen wordt verkregen niettegenstaande geringe af- wijkingen in de helling van de verschillende uitlaatope- ningen en aanzienlijke verschillen in het aantal uitlaat- openingen.
De uitvinding zal nader worden uiteengezet aan de hand van bijgevoegde tekening, waarop bepaalde uitvoe- ringsvormen van inrichtingen volgens de uitvinding zijn aangegeven, die bijzondere voorkeur verdienen.
- Fig.l is een bovenaanzicht van een aanhangwagen, waarop een inrichting voor de injectie van ammoniak volgens de uitvinding is aangebracht; - Fig. 2 is een verticale dwarsdoorsnede van de ver- deelkop volgens lijn 2-2 van fig.3; - Fig. 3 is een bovenaanzicht van een horizontale doorsnede volgens lijn 3-3 van fig.2; - Fig.4 en 5 zijn verticale dwarsdoorsneden van verschillende constructies van de verdeelkop,en - Fig.6 is een bovenaanzicht van de in fig. 5 aange- geven verdeelkop.
Op de tekening geeft 1 een aanhangwagen aan met wielen 2 en een mechanisme (niet aangegeven op de tekening) om de stand van het frame en de dwarsstang 3 ten opzichte van de wielas 4 te verstellen. De aanhangwagen heeft een of meer opslagcylinders 5, waarin zich vloeibare, water- vrije ammoniak bevindt, terwijl elke cylinder een kraantje b heeft en verbonden is aan een meet- en een regelinrich- ting 7, waarvan een afsluiter wordt bediend door hefboom 8.
Een afgemeten mengsel van ammoniakdampen en vloeistof stroomt uit de regelaar door de hoofdtoevoerleiding 9. De pijp 9 is in de verdeelkop 10 geschroefd, van waaruit een aantal, bijvoorbeeld 4 a 12 uitlaatpijpjes 11 met ammoniak- dampen en vloeistof worden gevoed. De uitlaatpijpjes 11
<Desc/Clms Page number 6>
zijn door buigzame slangstukken 12 aangesloten aan injec- tietanden of pijpjes 13, die aan de dwarsstang 3 zijn be- vestigd en dienen om bij voortbeweging van het voertuig 1 ammoniak in de bodem te injecteren.
De verdeelkop 10, die in Fig. 2 en 3 meer in de- tail is aangegeven, bestaat uit een ronde plaat 14 met in het midden een gat 15, waardoor een turbulentiekamer ont- staat. De bodem van de kamer wordt afgesloten door een aan plaat 14 gelast schijfvormig deksel 16, terwijl een van in- wendige draad voorzien uitsteeksel 17, dat aan de bovenkant van de kamer gelast is, het mogelijk maakt de verbinding met de aanvoerleiding 9 tot stand te brengen. De kop wordt gemonteerd op voertuig 1 en wel zodanig, dat de turbulen- tiekamer 15 verticaal is, wanneer het voertuig op vlakke bodem staat. Plaat 14 heeft 12 horizontale uitlaatkanalen 18, die een geringe doorsnede hebben en op gelijke afstan- den van elkaar over de omtrek zijn verdeeld. De uiteinden van de uitlaatkanaaltjes 18 zijn verwijd en voorzien van inwendige draad om een schroefverbinding met de uitlaat- pijpjes 11 mogelijk te maken.
De niet als uitlaat gebruik- te kanaaltjes worden voorzien van afdichtpluggen 19.
Wanneer de inrichting in werking is gesteld, stromen de damp en vloeistof uit cylinders 5 met de gewenste snelheid door de meetinrichting 7 en de toevoerleiding 9 van boven naar beneden in de verdeelkop 10. Het toegevoerde mengsel wordt in kamer 15 in turbulentie gehouden en met een tamelijk hoge snelheid door de uitlaatkanaaltjes 18 afgevoerd, waarbij de dampen de vloeistof meevoeren.
Aan- gezien het mengsel van damp en vloeistof aan de kanaaltjes 18 wordt toegevoerd vanaf een dicht bij de bodem van kamer 15 gelegen plaats, d. w.z. een plaats die op een tamelijke afstand van de top van het turbulente mengsel is gelegen, zullen de door de uitlaatkanaaltjes stromende mengsels
<Desc/Clms Page number 7>
nagenoeg dezelfde samenstelling hebben, ongeacht de afwij- king uit de verticale stand - mits niet te groot - van de verdeelkop, veroorzaakt door hellend of ongelijk terrein.
Het mengsel stroomt vervolgens via de uitlaatbuizen 11 uit de verdeelkop naar de injectie-tanden. Aangezien door de bijzondere constructie van de verdeelkop een gelijkmatige verdeling van het mengsel over de buizen wordt verkregen, kunnen deze zo groot worden gemaakt, dat het doorstromen van maximale hoeveelheden geen overmatige drukval teweeg brengt, terwijl bij geringe hoeveelheden toch nog een ge- lijkmatige verdeling van het mengsel gewaarborgd is.
Het is gebleken, dat door de in de tekening aan- gegeven ligging van de buizen een nagenoeg gelijke verde- ling van ammoniak over de verschillende pijpen van het toedieningsapparaat kan worden verkregen, hetgeen gewoon- lijk met voldoende zekerheid kan worden vastgesteld aan de hand van de gelijke mate van ijsafzetting op de verschil- lende slangverbindingen 12,. Bij deze inrichting treedt in kamer 15 een aanzienlijke drukval op, veroorzaakt door de turbulentie, waardoor de vloeibare ammoniak gedeeltelijk in dampvorm overgaat. De stroomsnelheid in de radiale uit- laatopeningen 18 is nu zodanig, dat vloeibare ammoniak wordt meegevoerd, ofschoon het gezamenlijke oppervlak van de verschillende kanaaltjes 18 groter kan zijn dan dat van de aanvoerleiding 9.
Wanneer aan het einde van de voor het voertuig moet omkeren en de injectie-inrichting voor een ogenblik wordt uitgeschakeld, blijft een geringe hoeveelheid vloei- baar ammoniak op de bodem van kamer 15 achter. Indien nu de injectie-inrichting weer in werking wordt gesteld voor- dat alle vloeistof in dampvorm is overgegaan, zal de over- gebleven vloeistof onmiddellijk in turbulentie worden ge- bracht, waardoor een gelijke verdeling van het mengsel
<Desc/Clms Page number 8>
wordt verkregen.
Fig. 4 is een gewijzigde vorm van de verdeelkop 10, die gemaakt is uit één stuk metaal met een verticale holte in het midden, die van boven voorzien is van draad ten einde aansluiting op de toevoerleiding 9 mogelijk te maken. Een aantal, bijvoorbeeld 12 straalsgewijze en naar boven gerichte uitlaatkanaaltjes 21, is in het lichaam aangebracht en ontmoet de centrale holte 20 bij de bodem.
Deze verdeelkop functionneert op dezelfde wijze als die van fig. 2 en 3, waarbij de holte 20 dienst doet als turbulen- tiekamer. Bij deze uitvoeringsvorm kan men de vernauwde uitlaatkanaaltjes 21 dichter bij de bodem op de turbulen- tiekamer aansluiten, omdat daarin aanwezige vloeistof de neiging vertoont om in de centrale holte terug te lopen, wanneer de inrichting tijdelijk buiten werking wordt ge- steld.
Fig. 5 laat een andere uitvoeringsvorm zien, waarin het verdeellichaam ook uit één stuk bestaat en een centrale holte 22 heeft, aansluitende op 6 straalsgewijze en naar boven gerichte uitlaatkanaaltjes 23, terwijl alle kanaaltjes naar buiten toe verwijd zijn en van draad zijn voorzien ter verkrijging van schroefverbindingen. De cen- trale holte 22 heeft aan het benedeneinde een kleinere diameter, waardoor een schouder gevormd wordt, waarop een smoorschijfje 24 rust. Hierdoor wordt de dwarsdoorsnede van het inlaatkanaal kleiner en stroomt de ammoniak met grotere snelheid in het onderste gedeelte van de holle ruimte. Dit onderste gedeelte vormt de turbulentiekamer, waarin de turbulentie door de hogere invoersnelheid van het mengsel groter is. De verdeelkop functionneert overigens op dezelfde manier als bij de eerder genoemde uitvoeringsvor- men.