CN106461145B - 换向弯头 - Google Patents

Abstract

一种用于排出多相流动介质(S)、尤其是包含水、固体和空气的多相流动介质(S)的下流管(2)的换向弯头(1)包括：沿第一中心轴(M1)延伸的第一管段(3)，邻接该第一管段(3)、沿弯曲中线(M)延伸并且具有弯曲外侧(5)和弯曲内侧(6)的弯曲段(4)，和邻接弯曲段(4)并且沿第二中心轴(M2)延伸的第二管段(7)。利用内侧地布置在弯曲外侧(5)上的引导元件(8)，弯曲段(4)的横截面形状如此改变，使得能够抑制、尤其能够阻止流动介质(S)、特别是水和固体横向于流动方向的运动。

Description

换向弯头

技术领域

本发明涉及用于下流管的换向弯头。

背景技术

下流管用于排出废水并且基本竖直延伸地布置在建筑物中。但是，在许多下流管中还存在水平延伸或者稍微倾斜于水平方向(例如呈些许度数的角)延伸的段。为了从竖直到水平的换向，竖直延伸的段通过换向弯头连接到水平延伸的段。

此种换向弯头例如由EP 1 882 786已知。

在此，竖直延伸的段和水平延伸的段之间的过渡优选配置为使得以尽可能小的损耗使废水换向。因此，废水仍然以大能量进入水平延伸的段中，使得废水能够尽可能远距离地流过水平延伸的段。实践中倾向于设置通过直管件相互连接的两个45°弯头。这样就能够减小液压损失。然而，该解决方案具有需要大量安装空间的缺点。

发明内容

从该现有技术出发，本发明的目的在于限定一种将流损失保持得尽可能小的换向弯头。尤其是要实现良好的冲出性能。另外的目的在于限定一种所需的空间比较小的换向弯头。

据此，一种用于排出多相流动介质、尤其是包含水、固体和空气的多相流动介质的下流管的换向弯头包括沿第一中心轴延伸的第一管段，邻接该第一管段并且具有弯曲外侧和弯曲内侧的弯曲段，和邻接弯曲段并且沿第二中心轴延伸的第二管段。弯曲段沿弯曲中线延伸。换向弯头还包括内侧地或者管内侧地布置在弯曲外侧上的引导元件，利用所述引导元件，弯曲段的横截面形状如此改变，使得能够抑制、尤其是能够阻止流动介质、特别是水和固体横向于流动方向的运动。引导元件布置在换向弯头的内部空间中并且与流动介质接触。

引导元件阻止流动介质沿管壁横向于流动方向溢出，由此，换向弯头的性能以及因此的冲出性能能够得以提高。连接到第二管段并且处于水平方向的管线因而能够配置得更长。另外，在性能有所提高的情况下，换向弯头能够配置为具有较小的半径。此外，理想的换向确保了空气能够在水的旁边自由循环并且能够补偿任意的压力势。由此能够例如省略空气循环管线。

引导元件仅仅布置在弯曲外侧而非弯曲内侧上。弯曲外侧是弯曲段的具有最大弯曲半径的一侧，并且弯曲内侧是弯曲段的具有最小弯曲半径的一侧。

第二中心轴成角度地倾斜于第一中心轴。第一和第二中心轴之间的角度优选大于90°。特别优选地，所述角度位于91°到95°的范围内。

在第一优选实施例中，引导元件为设置在弯曲段的区域中的至少一个引导壁，其中引导壁基本定向在流动方向上。引导壁延伸进入弯曲段的横截面并且在弯曲外侧的区域中为流动介质提供对所述横向运动的阻碍。

优选地，引导元件或引导壁完全地在弯曲段之上延伸。换言之，引导元件或引导壁基本具有相当于弯曲段的长度的长度。可替代地，引导元件或引导壁部分地在弯曲段之上延伸。

无论引导元件或引导壁在弯曲段内的长度是多少，引导元件或引导壁都能够延伸进入一个或两个管段。特别优选地，引导元件或引导壁布置为使得其从弯曲段延伸到第二弯曲段中。

特别优选地，所述引导壁中的正好两个彼此间距地布置。流动介质然后被引导到两个引导壁之间或者在两个引导壁周围流动。

优选地，在流动方向上看，两个引导壁具有入口区域，在入口区域中，引导壁之间的距离在流动方向上看收窄。因此，入口区域能够以流体优化的方式来配置，使得入口、特别在两个引导壁之间具有低液压阻力。

两个引导壁优选具有在其中引导壁之间的距离恒定的引导区域。引导区域优选邻接所述入口区域。

两个引导壁优选具有出口区域，在出口区域中，引导壁之间的距离在流动方向上看扩大。通过出口区域的该配置同样能够降低其液压阻力。出口区域优选邻接引导区域。

在一个特别优选的实施例中，两个相互间隔布置的引导壁包围所述入口区域，所述入口区域之后是所述引导区域。引导区域然后由所述出口区域所邻接。

至少一个引导壁至少在一些段中、尤其在引导区域中平行于延伸穿过第一中心轴和第二中心轴的平面。

特别优选地，引导壁在弯曲外侧的区域中由凹部从外部提供。凹部优选位于延伸穿过第一中心轴和第二中心轴的平面的两侧。

特别优选地，相互间隔的所述引导壁形成通道，其中通道具有通道底部，引导壁从通道底部开始在弯曲内侧的方向上延伸。通道在弯曲内侧的方向上在通道底部的相对处打开。从弯头段的管内侧看，通道与两个相互间隔的引导壁向外延伸。

优选地，在流动方向上看，在入口区域中，通道深度在通道的长度之上增加。在流动方向上看，通道深度在出口区域中减小。通道深度优选相当于管直径的10％到50％。特别优选地，通道深度相当于管直径的约35％。假定示例性的管直径为100mm，通道深度因此位于10mm到50mm的范围内，特别优选为大约35mm。

优选地，通道横截面面积在流动方向上看在入口区域中减小，并且在流动方向上看在出口区域中增大。

特别优选地，通道深度和/或通道横截面在引导区域中、尤其在入口区域和出口区域之间是恒定的。

优选地，在弯曲段的中线的横截面上看，通道底部凹形弯曲地配置。所述凹形弯曲的半径优选大于弯曲内侧的相对壁的半径。

在另一实施例中，引导元件为在弯曲段内彼此间隔地布置在弯曲外侧上的多个导道。导道定向在流动方向上。

优选地，导道完全地或者部分地在弯曲段之上延伸。

在全部实施例中的一个优选实施例中，弯曲段配置为在弯曲内侧上具有加宽部，利用所述加宽部可以使由于引导元件而造成的任意横截面变化得以补偿。

特别优选地，与换向弯头的中线呈直角的横截面的面积在换向弯头的整个长度之上恒定。

特别优选地，第一管段和/或第二管段具有圆柱形横截面。

优选地，弯曲段的中线具有可变的半径，其中所述半径在第一管段和第二管段之间连续增大。可替代地，弯曲段的中线具有恒定的半径。

换向弯头，即第一管段、弯曲段、第二管段以及引导元件优选配置为单件。特别优选地，换向弯头1由合成材料制成。

特别优选地，在第一管段中，在内侧布置有分流器，所述分流器用于打破流动介质、特别是水的薄膜流。借此确保流动介质以液压作用的方式冲击到引导元件上。

特别优选地，分流器布置为第一管段的内壁的凸起。

优选地，分流器布置为与弯曲外侧相对，使得能够将流动介质从弯曲内侧供给到弯曲外侧以及布置于此的引导元件。

优选地，分流器基本具有倒V形或者人字形顶部边缘。

优选地，分流器成型在壁上。优选地，分流器具有基本相当于薄膜流厚度的径向厚度，其中所述厚度优选小于约2cm。

附图说明

以下基于附图描述本发明的优选实施例，其仅用于说明而不应理解为限制。在附图中：

图1示出根据第一实施例的、不具有流动介质的根据本发明的换向弯头的立体图；

图2示出根据图1的、具有流动介质的换向弯头的立体图；

图3示出根据前述附图的换向弯头的正视图；

图4示出根据前述附图的换向弯头的侧视图；

图5示出经过根据前述附图的换向弯头的中线的剖视图；

图6示出根据前述附图的换向弯头的立体详图；和

图7、7a到7e示出根据前述附图的换向弯头的侧视图以及相关联的剖面示意图。

具体实施方式

图1中示出用于排出多相流动介质S的下流管2的换向弯头1。对于下流管2，示出了在换向弯头1的上部区域中的一小段。下流管2连接到换向弯头1。多相流动介质S理解为尤其包含水、固体和空气的流动介质。如图2所示，流动介质S下流到下流管2的区域中，并且在入口处作为壁流进入换向弯头1。水和固体基本沿着下流管2的内壁17流动，并且在中间形成空气芯。流动方向在图2中以F来标明。

换向弯头1包括沿第一中心轴M1延伸的第一管段3、邻接第一管段3并且具有弯曲外侧5和弯曲内侧6的弯曲段4、和邻接弯曲段4并且沿第二中心轴M2延伸的第二管段7。弯曲段4沿弯曲中线M延伸，所述弯曲中线M居中地延伸穿过弯曲段4并且从几何结构上看连接第一中心轴M1和第二中心轴M2。第一中心轴M1成角度地倾斜于第二中心轴M2。第一中心轴M1和第二中心轴M2之间的角度优选大于90°，并且优选在91°到95°的范围内。第一管段3连接在下流管2上，并且第二管段7连接到排出管。下流管通常处于竖直方向，而排出管与水平方向呈1％到5％的小坡度。

在换向弯头2内部、即内侧或者管内侧，在弯曲外侧5上，换向弯头1包括引导元件8。引导元件8如此改变弯曲段4的横截面形状，使得能够抑制流动介质S、特别是水和固体横向于流动方向F的运动。特别优选地，引导元件8配置为使得能够阻止横向于流动方向进行的对流动介质S的控制。换言之，流动介质S横向于弯曲段4的中线M的运动受到抑制或者阻止。通过阻止流动介质S横向于流动方向的溢出，换向弯头的液压阻力得以减小，这导致更优的冲出性能。由此，流动介质以更大的能量流入排出管。

引导元件8在换向弯头1的内部空间22中、即管内侧地布置在弯曲外侧5上。弯曲内侧6在内部空间22中配置为无特殊布置的普通表面。

换向弯头1，即第一管段3、弯曲段4、第二管段7以及引导元件8优选配置为单件。特别优选地，换向弯头1由合成材料制成。

引导元件8能够以多种方式来配置。在附图中，引导元件以引导壁9的形式示出。在可替代实施例(未示出)中，引导元件8包括在弯曲段内彼此间隔地布置在弯曲外侧5的多个导道。引导元件8、特别是引导壁9和导道基本定向在流动方向F上。换言之，引导元件8在中线M的方向上延伸，所述中线M延伸穿过换向弯头，特别是穿过弯曲段4。

现在根据图3到6更详细地解释引导元件8的优选实施例。在所示实施例中，引导元件8包括彼此间隔布置的两个引导壁9。在此，引导壁9在其弯曲外侧5基本完全地在弯曲段4之上延伸。换言之，引导壁9的长度基本相当于弯曲段4的长度。

然而，引导壁9还能够至少部分地延伸到第一管段3和/或第二管段7中。在当前情况下示出的实施例中，引导壁9延伸到第二管段7中。

如上面已解释的，引导壁9布置为彼此间隔并且形成中间空间23，或者如下面更详细陈述的，引导壁为通道13。引导壁9具有入口区域10，其中引导壁9之间的横截面在流动方向上看收窄。在此是流体优化的入口区域10的情况，其横截面在引导壁9之间随流动方向的增加而减小。在流动方向F上看，在入口区域10之后是引导区域18，其中引导壁9具有彼此间基本恒定的间距并且彼此平行地延伸。然而，引导区域18还能够以不同的方式来配置，特别地只要考虑到两个引导壁9的平行路线即可。引导区域18由出口区域11所邻接，所述出口区域11在此邻接引导区域18。在出口区域11中，引导壁9之间的横截面在流动方向F上看扩大。这同样也是流体优化的出口区域11的情况。

引导壁9均匀地间隔于延伸穿过第一中心轴M1并且穿过第二中心轴M2的平面E。平面E示出于图3和4中。两个引导壁9与平面E之间的距离在此是相等的，使得能够产生包含两个引导壁9的对称引导元件8。特别优选地，引导壁9平行于平面E。

引导壁9或者两个引导壁9能够以多种方式来配置。例如，可以设想将引导壁9作为单独的元件插入弯曲段4中。附图中示出一个特别优选的实施例，其中引导壁9或者两个引导壁9在弯曲外侧5的区域中由凹部12从外部提供。在图6中能够特别清楚地识别出该凹部12。关于延伸穿过第一中心轴M1和第二中心轴M2的所述平面E，凹部12优选布置在平面E的两侧，使得能够布置正好两个引导壁9。凹部12具有的优点在于，在制造方面产生了特别优选的实施例并且能够通过较简单的吹塑工艺或者注塑工艺来制造换向弯头。

现在根据具有剖面示意图7a到7b的图7更详细地解释根据优选实施例的所述引导壁9的布置。

图7a、即沿图7的剖面线A-A的剖面示意图中示出入口区域10。引导壁9在入口区域10中流体优化地布置为具有相应的流入形状，在此为稍微呈圆形。

图7b、即沿图7的剖面线B-B的剖面示意图中示出引导区域18的第一部分，其邻接入口区域10。

所述引导壁9在此、特别是在引导区域18中形成通道13。通道13在侧向由引导壁9所界定，并且向下由通道底部14所界定。引导壁9在弯曲内侧6的方向上从通道底部14延伸。通道13在弯曲内侧6的方向上在通道底部14的相对处打开。换言之，在图7b中由虚线所示的流动介质S基本在通道13中流动。通过通道13的引导壁9，阻止了横向于流动方向F的溢出。

图7c中示出弯曲段4的另一剖面示意图。在横截面上看，通道13已经变得比图7b位置处的小。图7c中示出引导段18的区域，其在引导壁9之间具有恒定的距离。

然后，图7d和7e中示出，引导壁9在出口区域11的区域中还具有彼此相距较大的距离。在流动方向F上看，引导壁9之间的距离扩大。因此，能够在出口区域11中产生流体上有利的情况。

关于横截面，不仅通道13的宽度、即引导壁9之间的距离，还有通道13的深度也是影响参数。通道13的深度限定为从通道底部14直到引导壁9的顶部边缘19。优选地，在流动方向F上看，通道13的深度在通道13的长度之上从入口区域10开始增大，直到达到最大深度为止。在图7a和7b中示出凹部的增加。图7c中示出通道13的最大深度。另外，在出口区域11中，通道13的深度于是在通道13的长度之上变化，使得如基于图7d和7e所示出的，通道13的深度从最大深度开始减小。

通道13的两个引导壁9之间的距离以及通道13的深度对由这两个量确定的通道横截面面积有影响。在入口区域10中，通道横截面面积在通道13的长度之上增大。在引导区域18中，通道横截面面积优选保持恒定。在出口区域11中，通道横截面面积然后再次减小。

在关于弯曲段4的横截面上看，通道底部14凹形弯曲地配置。在横截面视图7a到7e中能够清楚识别出的凹形曲面24的半径至少在一些段中大于弯曲内侧的相对壁的半径。通过凹形曲面24能够实现进一步的流体优化。

弯曲段4能够配置为在弯曲内侧6上具有加宽部15。加宽部15是有利的，因为由于引导元件8而造成的任意横截面变化都可以得以补偿。因此确保了通过弯曲段4的总横截面相对于第一管段4的总横截面和第二管段7的总横截面没有变小。关于横截面面积，有利的是其在换向弯头1的整个长度之上保持恒定。

弯曲段4的中线M能够具有恒定的半径。在此优选的是具有恒定半径的90°弯头的情况。可替代地，如图所示，弯曲段4的中线M能够具有可变的半径。例如，从图4中示出中线M的半径在第一管段3和第二管段7之间连续增大。第一管段3和第二管段7之间的曲率因此变小。由此同样能够实现流体优化。

另外，在第一管段2中，在内侧上布置有分流器16。分流器16用于打破流动介质S沿内壁的壁流或者薄膜流。分流器16布置为凸起并且在此延伸自管段3的内壁17。

分流器16布置为与弯曲外侧5相对，使得能够将流动介质S从弯曲内侧6供给到弯曲外侧5以及布置于此的引导元件8。图2中示出分流器16的该效应。

分流器16能够是下流管2的一部分或者第一管段3的一部分。

分流器16能够以多种方式来配置。特别优选地，根据EP 1 882 786来配置分流器。

附图标记列表

1 换向弯头

2 下流管

3 第一管段

4 弯曲段

5 弯曲外侧

6 弯曲内侧

7 第二管段

8 引导元件

9 引导壁

10 入口区域

11 出口区域

12 凹部

13 通道

14 通道底部

15 加宽部

16 分流器

17 内壁

18 引导区域

19 顶部边缘

21 壁

22 内部空间

23 中间空间

24 凹形弯曲

M1 第一中心轴

M2 第二中心轴

M 中线

S 流动介质

Claims (16)

1.一种用于排出多相流动介质(S)的下流管(2)的换向弯头(1)，所述换向弯头(1)包括

第一管段(3)，其沿第一中心轴(M1)延伸，

弯曲段(4)，其邻接所述第一管段(3)、沿弯曲中线(M)延伸并且具有弯曲外侧(5)和弯曲内侧(6)，和

第二管段(7)，其邻接所述弯曲段(4)并且沿第二中心轴(M2)延伸，其中利用内侧地布置在所述弯曲外侧(5)上的引导元件(8)，所述弯曲段(4)的横截面形状如此改变，使得能够抑制所述流动介质(S)横向于流动方向的运动，其中

所述弯曲段(4)的所述中线具有可变的半径，其中所述半径在所述第一管段(3)和所述第二管段(7)之间连续增大，

其中，所述引导元件(8)为设置在所述弯曲段(4)的区域中的至少一个引导壁(9)，其中所述引导壁(9)定向在流动方向上，

其中，所述引导元件(8)或者所述引导壁(9)完全地在所述弯曲段(4)上延伸，或者所述引导元件(8)或者所述引导壁(9)部分地在所述弯曲段(4)上延伸，

其中，所述第二中心轴成角度地倾斜于所述第一中心轴，其中所述第一中心轴和所述第二中心轴之间的角度大于90°。

2.如权利要求1所述的换向弯头(1)，其特征在于，所述引导壁(9)中的正好两个引导壁彼此间距地布置。

3.如权利要求2所述的换向弯头(1)，其特征在于，所述两个引导壁(9)在流动方向上看具有入口区域(10)，在所述入口区域(10)中，所述引导壁(9)之间的距离在流动方向上看收窄，和/或所述两个引导壁(9)具有引导区域，在所述引导区域中，所述引导壁(9)之间的距离恒定，和/或所述两个引导壁(9)在流动方向上看具有出口区域(11)，在所述出口区域(11)中，所述距离在流动方向上看扩大。

4.如权利要求1所述的换向弯头(1)，其特征在于，所述至少一个引导壁(9)至少部分地平行于延伸穿过所述第一中心轴(M1)和所述第二中心轴(M2)的平面(E)。

5.如权利要求1所述的换向弯头(1)，其特征在于，所述引导壁(9)在所述弯曲外侧(5)的区域中由凹部(12)从外部提供，其中所述凹部(12)位于延伸穿过所述第一中心轴(M1)和所述第二中心轴(M2)的平面(E)的两侧。

6.如权利要求1所述的换向弯头(1)，其特征在于，所述引导壁(9)形成通道(13)，其中所述通道(13)具有通道底部(14)，所述引导壁(9)从所述通道底部(14)在弯曲内侧(6)的方向上延伸，并且其中所述通道(13)在弯曲内侧(6)的方向上在所述通道底部(14)的相对处打开。

7.如权利要求6所述的换向弯头(1)，其特征在于，所述通道的深度在流动方向上看在入口区域(10)中在所述通道(13)的长度之上增加，并且在流动方向上看在出口区域(11)中减小，和/或

所述通道的横截面面积在流动方向上看在入口区域(10)中在所述通道(13)的长度之上增大，并且在流动方向上看在出口区域(11)中减小。

8.如权利要求6所述的换向弯头(1)，其特征在于，在所述弯曲段(4)的中线的横截面上看，所述通道底部(14)凹形弯曲地配置，其中所述凹形弯曲的半径大于所述弯曲内侧(6)的相对壁(21)的半径。

9.如权利要求1所述的换向弯头，其特征在于，所述引导元件(8)为在所述弯曲段内彼此间隔地布置在所述弯曲外侧上的多个导道，所述导道定向在流动方向上。

10.如权利要求1所述的换向弯头(1)，其特征在于，所述弯曲段(4)配置为在所述弯曲内侧(6)上具有加宽部(15)，利用所述加宽部(15)能够使由于所述引导元件(8)而造成的任意横截面变化得以补偿。

11.如权利要求1所述的换向弯头(1)，其特征在于，所述第一管段(3)和/或所述第二管段(7)具有圆柱形横截面。

12.如权利要求1所述的换向弯头(1)，其特征在于，在所述第一管段中，在内侧上布置有分流器(16)，所述分流器(16)用于打破所述流动介质的薄膜流。

13.如权利要求12所述的换向弯头(1)，其特征在于，所述分流器(16)布置为所述第一管段(3)的内壁(17)的凸起，和/或所述分流器(16)布置为与所述弯曲外侧(5)相对，使得能够将所述流动介质(S)从所述弯曲内侧(6)供给到所述弯曲外侧(5)以及布置于此的所述引导元件(8)。

14.如权利要求1所述的换向弯头(1)，其特征在于，所述多相流动介质(S)包含水、固体和空气。

15.如权利要求1所述的换向弯头(1)，其特征在于，利用内侧地布置在所述弯曲外侧(5)上的引导元件(8)，所述弯曲段(4)的横截面形状如此改变，使得能够阻止所述流动介质(S)横向于流动方向的运动。

16.如权利要求12所述的换向弯头(1)，其特征在于，所述分流器(16)用于打破水的薄膜流。