DE2305710A1 - Venturi-rieselturm mit veraenderlicher engstelle - Google Patents
Venturi-rieselturm mit veraenderlicher engstelleInfo
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Description
Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke
Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber
8 MÜNCHEN 86, DEN
POSTFACH 860 820
MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22
St/th
PMC CORPORATION, 1105 Coleman Avenue, San Jose,
California/USA
Venturi-Rieselturm mit veränderlicher Engstelle
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kontaktbehandlung von Gas und Flüssigkeit, insbesondere einen Venturi-Rieselturm,
der vor allem zum Entfernen von festen Teilchen aus einem Gasstrom großen Volumens verwendbar ist, wie er von Fossil-geheizten
Dampfkesseln oder dergleichen abgegeben wird.
Die US-PS 3 182 977 zeigt in Fig. 2 eine Kontaktbehandlungsvorrichtung
für Gas und Flüssigkeit mit einem rechtwinkeligen Querschnitt, die einen feststehenden, dreieckigen Block an einer
Seitenwand und einen einstellbaren, dreieckigen Block an der gegenüberliegenden Seitenwand aufweist. Die gegenüberliegenden
Seitenwände der Blöcke, die einen verringerten Querschnitt der Vorrichtung bilden,liegen nicht parallel, so daß lediglich eine
verringerte öffnung anstelle einer Rieselturm-Engsteile mit
konstantem Querschnittsbereich entsteht.
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Fig. 3 dieser PS zeigt ein Venturirohr mit kegelförmigen Seitenwänden
und einem doppelkegelförmigen, beweglichen Einsatz. Die besonderen relativen Abmessungen der Venturi-Engstelle und des
größeren Durchmessers des Einsatzes werden nicht angegeben, und da die Teile kegelförmig mit Kreisquerschnitt ausgebildet sind,
weist die entstehende Rieselturm-Engstelle eine konstant zunehmende Querschnittsfläche auf.
Die US-PS 3 556 489 zeigt einen Naßgasrieselt-urm mit einem Venturibereich
mit rechtwinkeligem Querschnitt, der eine verringerte Engstelle von erheblicher axialer Länge aufweist. In der Engstelle
ist ein elliptischer Verengungseinsatz veränderlicher Breite vorgesehen, jedoch sind die entstehenden Strömungsdurchlaßengstellen
im Querschnitt nicht konstant.
Die US-PS 3 556 489 zeigt einen nassen G-asrieselturm mit einem
im Querschnitt rechtwinkeligen Venturiabschnitt, der eine im
Querschnitt verringerte Engstelle erheblicher axialer Länge aufweist. In der Engstelle ist ein elliptischer, den Durchlaßquerschnitt
verringernder Einsatz veränderlicher Breite vorgesehen, jedoch sind die entstehenden Strömungsdurchlaß-Engstellen im
Querschnitt nicht konstante Wie aus den Fig. 8 und 9 dieser PSe hervorgeht, ist ein beträchtlicher, nicht zurückzugewinnender
Druckabfall erforderlich, um das Gas.durch diese Vorrichtung
hindurchzubewegen. Das beruht auf Unregelmäßigkeiten des Einsatzes in der Engstelle und entsprechenden Turbulenzverlusten. Der nic-ht
zurückzugewinnende Druckabfall bedeutet einen Energie verlust und erhöhte Leistungsanforderungen für den Ventilator oder das Gebläse,
das das Gas durch die Vorrichtung hindurchtreibt.
Die US-PS 3 544 086 beschreibt eine konvergierende, kegelförmige Düse, in der ein doppelkegelförmiger Einsatz einstellbar angebracht
ist. Die entstehende kegelförmige Engstelle verringert sich im Querschnitt, bis das Gas an der Engstelle in einer einfachen
Öffnung austritt«, Auf diese Weise tritt das Gas aus der kreisförmigen Engsteilen-Öffnung in eine Eiedergeschwindigkeitskammer
ein. Eine Aus dehnungs einri chtung und eine Rückgewinnung des Druckes mit Einsparungen in der erforderlichen eingebrachten
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Energie sind nicht vorgesehen.
Die US-PS 3 199 267 zeigt einen kegelförmigen Venturidurchlaß
mit einem doppelkegelförmigen Einsatz im Expansionsbereich des Durchlasses. Die Rieselturm-Engstelle weist einen progressiv anwachsenden
Querschnitt auf und eine Druckrückgewinnungszone an der Austrittsseite zur Einsparung von Leistung ist nicht vorgesehen.
Die US-PS 3 503 028 zeigt einen kegelförmigen Venturidurchlaß mit einer langen Engstelle verringerten Durchmessers und mit
einer offenen, kegelförmigen Einsatzschale. Die Schale befindet sich teilweise in dem Einlaß zu der Venturiengstelle und teilweise
in der Engstelle selbst, wenn sie sich in ihrer obersten
Stellung befindet. In der untersten Stellung strömt das Gas vor allem durch den Einsatz, der dadurch als einzige Öffnung wirkt.
In anderen Stellungen strömt das Gas sowohl durch als auch um den Einsatz herum, bevor es die Venturiengsteile erreicht, so
daß kein Durchlaß mit konstantem Querschnittsbereich gebildet wird.
Die US-PS 3 517 485 beschreibt einen kegelförmigen Venturidurchlaß
mit einer verengten Engstelle von beträchtlicher Länge, wobei ein Kegel im Auelaß-Durchlaß des Venturibereiches unterhalb
der EngBtelle vorgesehen ist. Wasser wird unter den Kegel eingespritzt.
Eine Lehre, wie eine Rieselturm-Engstelle von beträchtlicher Länge mit einem konstanten Querschnitt über die Länge zu
bilden ist, wird nicht gegeben. Vielmehr bilden das Ende des Kegels und die divergierende Venturiwand eine einfache öffnung.
Die US-PS 147 460 schließlich zeigt eine einstellbare Strömungsdüse für Ölbohrungen, bei der ein abgeschrägtes Drosselorgan in
einer entsprechend abgeschrägten Öffnung in einem Ölleitungseinsatz gleitet« Eine Beschreibung eines Venturi-Rieselturm-Aufbaus,
bei dem das Verhältnis von Breite der Rieselturm-Engstelle zu ihrer Länge über den Einstellbereich eines Einsatzes
in dem Venturiabschnitt konstant ist, wird nicht gegeben.
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Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung soll im Zusammenhang mit einer Einrichtung zum Berieseln von Rauch- oder Gichtgasen
oder dergleichen zum Entfernen und Sammeln von Teilchen wie Staub usw. aus dem Gasstrom unter Verwendung von Wasser in einem Gas-Flüssigkeits-Kontaktbehandlungssystem
beschrieben werden. Selbstverständlich können jedoch die allgemeinen Grundsätze der im
einzelnen zu beschreibenden Vorrichtung auf andere Gas-Flüssigkeit s-Kontaktbehandlungsvorrichtungen angewandt werden.
Eines der Hauptmerkmale der vorliegenden Erfindung liegt darin,
ein Paar von relativ langen Berieselungsengstellen vorzusehen, in denen das Gas mit relativ hoher Geschwindigkeit in Gegenwart
von im wesentlichen versprühter Flüssigkeit, wie Wasser,strömt,
damit eine relativ lange und wirksame Kontaktbehandlungsbahn zwischen dem· Staub oder den anderen Teilchen und der Flüssigkeit
geschaffen wird, wodurch eine hohe Sammel- oder Reinigungs-(Berieselungs-)wirksamkeit
erreicht wird. Obwohl die erwähnten relativ langen Berieselungsengstellen divergieren, ist es ein
Merkmal der Erfindung, daß sie eine konstante Querschnittsfläche über ihre Länge aufweisen.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung liegt darin, daß ein einstellbarer
Venturieinsatz vorgesehen ist, der das erwähnte Paar der
relativ langen Engstellen mit konstanter Querschnittsfläche bildet. Diese Engstellen haben ein konstantes Verhältnis von
Breite zu länge über den Bereich der Einsatz-Einstellung. Es hat sich gezeigt, daß das Einhalten dieses Verhältnisses von
Breite zu länge auf einigen vorbestimmten Konstanten eine Konstruktion
erleichtert, bei der die Veränderungen der Reibungsverluste, die in den Engstellen bei verschiedenen Gasströmungsdurchsätzen
auftreten,auf ein Minimum gebracht werden, während optimale Berieselungsgeschwindigkeiten beibehalten werden.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung betrifft die Senkung der
Leistungsverluste in der Berieselungseinrichtung auf einen Mindestwert,
das heißt ein Absenken der für die Beschleunigung des Gasstromes durch die Berieselungsanlage erforderlichen Energiemenge,
über den Einstellbereich des erwähnten Einsatzes, während
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die Wirkung der Berieselung und Entfernung von Teilchen gegenüber herkömmlichen Vorrichtungen überlegen ist.
Kurz gesagt werden diese Merkmale und Vorteile erfindungsgemäß
durch einen Venturidurchlaß mit einem rechtwinkeligen Querschnitt verwirklicht. Dieser Durchlaß weist konvergierende und
divergierende Seitenwände auf, die sich an einer Engstelle mit kleinstem Querschnitt verbinden. Die Engstelle hat ebenfalls
einen rechtwinkeligen Querschnitt. Innerhalb des Venturidurchlasses
ist ein "doppel-rauten-förmiger" Einsatz vorgesehen, der
divergierende und konvergierende Seitenwände aufweist, die in einer rechtwinkeligen Grenzfläche verbunden sind, die den größten
Querschnitt des Einsatzes aufweist. Die anderen Wände des Einsatzes, die als Stirnwände bezeichnet werden sollen, sind flach
oder gerade und liegen gleitend an die Stirnwände des Venturidurchlasses an, so daß der Gasstrom zwischen den Seitenwänden des
Venturidurchlasses und des Einsatzes erfolgt.
Die Breite des größten Querschnittes des doppelrautenförmigen Einsatzes ist gleich der Breite der Engstelle des Venturidurchlasses,
und die letztere ist sehr gering und liegt vorzugsweise im wesentlichen in einer Ebene. Der Divergenzwinkel der divergierenden
Bereiche des Venturidurchlasses ist gleich dem Divergenzwinkel der divergierenden Seitenwände des Einsatzes, und der
letztere ist in dem divergierenden Durchlaßbereich des Venturidurchlasses angeordnet und bildet so zwei Engstellen mit parallelen
Wänden. Der zwischen den konvergierenden Seitenwänden des Einsatzes und den divergierenden Seitenwänden des Venturibereichs,
der als Expansionsbereich betrachtet werden kann, eingeschlossene Winkel bleibt derselbe über den gesamten Bereich der Einstellung
des Einsatzes ο
Lange Berieselungsengstellen mit maximaler Breite werden gebildet,
wenn der Einsatz in dem Venturidurchlaß derart angeordnet ist, daß die Spitze der divergierenden Wände in der Ebene
der Venturiengstelle liegte Dadurch entstehen zwei divergierende Berieselungsengstellen konstanter Breite und folglich mit konstantem
Querschnitt über ihre länge. Bei dieser Geometrie kann
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der Einsatz zur Anpassung an verschiedene Gasströmungsdurchsätze
"bei Aufrechterhaltung vorbestimmter Berieselungsgeschwindigkeiten
eingestellt werden. Bei dem größten Strömungsdurchsatz kann
der Einsatz in seine vollständig geöffnete Stellung abgesenkt werden. Ferner kann der Einsatz in eine Stellung angehoben werden,
die bei einem verringerten Strömungsdurchsatz wirksamer ist. Im
letzteren Falle wird der Einsatz angehoben, so daß sich.die Stelle maximalen Durchmessers der Venturiengstelle nähert. Bei
dieser Geometrie ist das Verhältnis von Breite jeder Berieselungsengstelle,
die durch den Einsatz gebildet wird, zu Tiefe der Engstelle über den gesamten Einstellungsbereich konstant,
und zwar unabhängig von der Stellung des Einsatzes innerhalb seiner Einstellgrenzen. Im Betrieb beschleunigt der konvergierende
Venturieinlaßbereich das Gas, wobei eine Leistung verbraucht
wird, deren größter Teil im Ausdehnungsbereich zurückgewonnen werden kann, und das Gas erreicht seine Maximalgeschwindigkeit
in dem divergierenden Paar der Berieselungs-Engstellen
mit konstantem Querschnitt, ohne daß leistungsverzehrende Turbulenzen außer denjenigen zürn Mischen von Flüssigkeit
und Gas, die aufgrund der hohen Geschwindigkeit in den Engstellen entstehen, gebildet werden«. Diese Engstellen bilden eine relativ
lange Bahn für die Wasserberührung und Sammlung der Teilchen.
Die Berieselungsflüssigkeit,'wie etwa Wasser, wird oberhalb der
Venturiengstelle eingeleitet und während des Durchgangs des
Gases durch die relativ langen, divergierenden Berieselungsengstellen mit konstantem Querschnitt zwischen den divergierenden
Wandbereichen des Einsatzes und den divergierenden Seitenwänden
des Ausgangsdurchlasses des Venturibereichs zerstäubt. Es hat sich
gezeigt, daß bei normalerweise im vorliegenden Zusammenhang verwendeten Strömungsdurchsätzen Flüssigkeitszerstäubungsdüsen an
den Flüssigkeitssprührohren nicht erforderlich sind. Es reicht aus, die Flüssigkeit lediglich in den relativ schnellen Luftstrom
im Einlaßbereich des Venturirohres einzuleiten, wodurch Tropfen
gebildet werden, ohne daß Hochdruckpumpen für die Flüssigkeit erforderlich sinde Einige der Flüssigkeitstropfen treffen auf die
Seitenwände des Venturi einlass es und den oberen Bereich des Einsatzes.
Die Flüssigkeit wird weiter zerstäubt und an der Venturi-
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engstelle und entlang den divergierenden Berieselungsengstellen mit konstantem Querschnitt abgeschert. Dieses Versprühen der
Flüssigkeit zusammen mit der relativ großen Länge der Berieselungaengsteilen
und der daraus folgenden relativ großen Länge des turbulenten Mischbereiches führt zu einer hohen Sammlungswirksamkeit.
Wenn das Gas die divergierenden Berieselungsengstellen verläßt, tritt es in zwei sich nach und nach erweiternde
Durchlässe ein, so daß der Druck zurückgewonnen wird, während die Geschwindigkeit nach und nach abnimmt. Dadurch wird der Energiebedarf
zum Durchleiten des Gases durch die Berieselungsanlage auf ein Minimum gebracht.
Die Vorteile der Erfindung können für eine bestimmte Einrichtung dadurch erzielt werden, daß die Gesamtabmessungen des Venturibereiches
und des Einsatzes zur Erzielung eines gewünschten feststehenden Strömungsdurchsatzes durch die Berieselungsengstellen
mit konstantem Querschnitt ausgewählt werden. Andererseits ermöglicht der Aufbau eine Einstellung des Einsatzes innerhalb des
Venturidurchlasses zur Anpassung der Vorrichtung an verschiedene Veränderungen der verwendeten ursprünglichen Strömungsdurchsätze.
Diese Einstellungen wirken nicht auf die Sammlungswirksamkeit ein und erhöhen die Reibungsverluste in den Berieselungsengstellen
nicht. Sie erhöhen auch nicht die Turbulenzverluste, die in dem Ausdehnungsbereich auftreten können. Wenn eine Einrichtung für
eine wirksame Behandlung eines sehr großen Strömungsdurchsatzes weit offen ausgeführt ist und ein geringerer Strömungsdurchsatz
verwendet werden soll, führt eine Schließung des Einsatzes für eine optimale Berieselung zu einer Absenkung der Reibverluste
aufgrund des Aufbaus und der Grundsätze der Vorrichtung.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung liegt darin, daß sie zeigt, wie ein praktisches Verhältnis zwischen der Breite der länglichen
Berieselungsengstellen und ihrer Tiefe bestimmt werden kann,
wodurch ein guter Kompromiß zwischen der Verringerung der Reibverluste,
der Sicherung einer angemessenen Zerstäubung und einer Berieselungswirkung durch das in die Vorrichtung eingeleitete
Wasser geschaffen wird, ohne daß eine Vorrichtung entsteht, die
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allzu eng und tief ist. Erfindungsgemäß ändert sich dieses Verhältnis
von Engstellentiefe zu Engstellenbreit-e zwischen einem
Wert, der nicht wesentlich kleiner als eins ist? "bis zu einem
Normalwert von vier, jedoch kann die'ses Verhältnis acht oder mehr betragen. Bei Verhältnissen wesentlich über'acht (gemessen
bei vollständig geöffnetem Einsatz) entsteht eine sehr enge und tiefe Vorrichtungj die einen komplizierteren Übergang zu den
herkömmlichen Einlaß- und Auslaßleitungen mit angenähertem quadratischen oder· anderweitigen rechtwinkeligen Querschnitt
erforderlich macht.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung.
Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht des. erfindungsgemäßen Berieselungssystems
;
Pig. 2 zeigt eine entsprechende Draufsicht;
Fig. 3 ist eine Seitenansicht der Venturianordnung der vorliegenden
Erfindung, wobei einige Teile fortgebrochen sind;
Pig. 4 bis 7 zeigen Schnitte entsprechend den Angaben in Pig. 3;
Pig. 8 ist eine schematische perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Venturi-Anordnung, wobei der Einsatz in durchgezogenen
Linien in seiner oberen Stellung und in gestrichelten Linien in seiner geöffneten Stellung gezeigt ist;
Pig. 9 bis 11 sind Schemazeichnungen zur Veranschaulichung
der geometrischen Prinzipien der Erfindung;
Pig. 12 ist eine schematische Skizze der erfindungsgemäßen
Anordnung einschließlich der Paktoren für verschiedene Konstruktionsgleichungen mit drei repräsentativen Formen der Venturieinrichtung.
Pig. 1 und 2 veranschaulichen in Form eines Beispiels ein Berieselungssystem
für Rauchgase und dergleichen gemäß-der vorliegenden Erfindung. In diesen Zeichnungen ist die erfindungs-
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gemäße Ventur!anordnung allgemein mit 10 bezeichnet und umfaßt
einen Venturidurchlaß 12 mit einem doppelrautenförmigen Einsatz 14 in dem Durchlaß. Der Aufbau der Venturianordnung 10 ist am
besten in den Pig. 3 bis 8 gezeigt und soll anhand dieser Figuren beschrieben werden.
Gemäß der Gesamtdarstellung der Erfindung in Fig. 1 und 2 treten
die zu berieselnden Gase in ein Rohr 16 ein, das mit dem Venturidurchlaß 12 verschraubt ist. Perforierte Rohre 30 (Fig. 3 und 8)
leiten das Berieselungswasser ein. Der Auslaß des Venturi-Durchlasses 12 richtet die Gase, die nunmehr das Wasser einschließen,
das in den Venturidurchlaß eingeleitet worden ist und das Teilchen aus Staub oder dergleichen aufgenommen hat,
durch ein Auslaßrohr 18 zu dem Zyklonabscheider 20. Der Zyklonabscheider
20 weist in herkömmlicher und bekannter Weise einen tangentialen Einlaß auf. Auf die Einzelheiten dieser Einrichtung
kommt es hier nicht an. Die berieselten Gase verlassen den Zyklonabscheider 20 durch,ein Auslaßrohr 22, und die Gase werden
durch ein Gebläse 24 herkömmlicher Art durch das System gefördert.
Das Gebläse bläst die gereinigten Gase durch ein Auslaßrohr 26 aus, normalerweise in die Atmosphäre.
Wie erwähnt wurde, wird Wasser in den Einlaßbereich des Venturidurchlasses
v'12 mit Hilfe von Sprüh-Rohren 30 (Fig. 8) eingespritzt,
die mit einem Wasserzufuhrrohr 32 (Fig. 4) verbunden
sind, das von einer Pumpe 36 ausgeht. Die Pumpe 36 zieht das
Wasser von einem Sammeltank 38 ab.
In dem Zyklonabscheider 20 werden das Wasser und die mitgenommenen
Teilchen von den Gasen getrennt, die durch den Zyklonabscheider hindurchströmen, und tropfen durch den Boden des
Zyklon aus. Das Wasser wird auf herkömmliche Art durch einen Zwischentank 40 (Fig. 1) aufgefangen, und der Schlamm aus Wasser
und Teilchen wird aus dem Zwischentank mit Hilfe einer Pumpe 42 (Fig. 1) durch ein Rohr 44 direkt zurück zu dem Venturidurchlaß
oder zu einem Sammeltank 38 (Fig. 2) gepumpt, in dem eine chemische Behandlung durchgeführt oder zusätzliche Teilchen entfernt
werden können. Mit Hilfe bekannter Einrichtungen läßt man
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die Teilchen sich aus dem Wasser in dem Zwischen- land dem
Sammeltank absetzen Auf diese Weise wird gesäubertes Wasser mit
Hilfe der Pumpe 36 zurück in die Sprüh-Rohre 30' geleitet, wie
zuvor beschrieben wurdeβ
Eine Steuer- und Anzeigetafel 46 ist in FigB 1 und 2 gezeigt,
jedoch sind die Leitungen und Instrumente nicht dargestellt, da diese bei derartigen Einrichtungen üblich sinde Diese Instrumente
umfassen verschiedene Strömungsmesser und Druckmeßeinrich-,
tungen, die mit den verschiedenen Teilen der Einrichtung verbunden
sind und deren Betriebsweise anzeigeno Die verschiedenen
Rohre usw., die in Figo 1 und 2 gezeigt sind, treten in Wirklichkeit
in die Steuer- und Anzeigetafel zu Steuer— und Meßzwecken ein. Diese Einzelheiten entsprechen jedoch herkömmlicher
Technik und sind für die Erfindung nicht von Bedeutung.
Nunmehr wird auf Figo 3 bis 8 Bezug genommene Die Venturi-Anordnung
10 der vorliegenden Erfindung umfaßt einen im Querschnitt rechtwinkeligen Venturi-Durchlaß 12 mit divergierenden bzw.
konvergierenden Seitenwänden, die sich an einer Engstelle mit kleinstem Querschnitt treffen,, Ein rechtwinkeligers doppelrautenförmiger
Einsatz 14 mit komplementärer Fprin ist einstellbar
in dem Venturi-Durchlaß 12 angeordnet,, Wie Fig* 6 zeigt,
weist der Venturi-Durchlaß 12 einen Einlaßbereich 50 mit konvergierenden
Seitenwanden 52 und einen Auslaßbereich (Ausdehnungsbereich) 54 mit divergierenden Seitenwänden 56 auf. Die flachen
oder geraden Stirnwände 58 des Venturi—Durchlasses sind mit den
konvergierend-divergierenden Seitenwänden 52, 56 verschweißt
und bilden mit diesen einen rechtwinkeligen Venturidurchlaß. Die
geraden Stirnwände 58 sind am besten in Figo 3 und 8 zu erkennen.
Die zuvor genannten Wassersprüh—Rohre 30 ragen in den Venturi-Durchlaß
unmittelbar oberhalb des Einlaßbereiches 50 vor, wie Fig. 3 und 8 zeigen0 Zur Herstellung einer Verbindung mit dem
Einlaß-Rohr 16 (Fig0 3 und 7) divergieren die Stirnwände 58 des
Venturi—Durchlasses 12 bei 58a (Figo 3)a
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Die konvergierenden Seitenwände 52 und die divergierenden Seitenwände
56 des Venturi-Durchlasses treffen sich zur Bildung einer
rechtwinkeligen Engstelle 60 (Fig. 6 und 8). Biese Engstelle ist sehr kurz und liegt bei der bevorzugten Ausführungsform in einer
Ebene.
Der Einsatz 14, der als "doppelrautenförmiger" Einsatz bezeichnet worden ist, weist erfindungsgemäß eine "besondere geometrische
Form in Bezug auf die Abmessungen des Venturi-Durchlasses 12 auf. Der Einsatz ist im Querschnitt rechtwinkelig und gleitend zwischen
den geraden Stirnwänden 58 des Venturidurchlasses angeordnet,
wie am besten aus Fig. 3 und 4 hervorgeht.
Der Einsatz weist divergierende, Strömungsteilende Seitenwände 62 (Fig. 6) auf, die durch eine Kappe 63 verbunden sind, die
die glatte Fortsetzung bis zu der oberen Kante des Einsatzes bildet. Der Einsatz weist stromabwärts konvergierende Seitenwände
64 auf, die durch eine Kappe 65 verschlossen sind. Die Seitenwände 64. müssen nicht bis zu einer linienförmigen Verbindung
fortgesetzt werden, wie es bei den Strömungsteilenden Seitenwänden 62 der Fall ist, da zu dem Zeitpunkt, in dem die
Gase das untere Ende des Einsatzes erreicht haben, ihre Geschwindigkeit
so gering ist, daß eine weitere gesteuerte Expansion nicht erforderlich ist.
Der Einsatz weist einen rechtwinkeligen Querschnitt über seine gesamte Länge auf und ist an seinen Enden geschlossen durch gerade
Stirnwände 66, die am besten in Fig. 3 und 8 zu erkennen sind.
Die divergierenden Seitenwände 62 des Einsatzes treffen auf die konvergierenden Seitenwände 64 zur Bildung einer rechtwinkeligen,
mit 70 bezeichneten Verbindungsstelle größter Breite. Die Stirnwände 66 des Einsatzes liegen gleitend gegen die Stirnwände
des Venturidurchlasses an, so daß im wesentlichen alles Gas zwischen den Seitenwänden des Venturidurchlasses und den Seitenwänden
des Einsatzes hindurchströmt. Wie am besten aus Fig. 6 und aus Fig. 12 hervorgeht, liegen die divergierenden Seiten-
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wände 62 des Einsatzes parallel zu. den divergierenden Seitenv/änden
56 des Venturi durchlass es und "bilden auf diese Weise ein
Paar von divergierenden Engstellen 72, 72a mit konstantem Querschnitt. Aus anschließend im einzelnen angegebenen Gründen
stimmt die Breite der Verbindungsstelle 70 des Einsatzes mit der Breite der Engstelle 60 überein, die die Engstelle des Venturidurchlasses
12 bildet.
Nunmehr soll der Einstellmechanismus des Einsatzes 14 beschrieben werden. Der Einsatz 14 ist in dem Venturidurchlaß 12
zwischen einer höchsten Stellung, in der die Verbindungsstelle 70 des Einsatzes der Venturi-Engsteile 60 angenähert ist (strichpunktierte
Linien in !Fig. 9) und einer tiefsten oder vollständig geöffneten Stellung, in der die Spitze des Einsatzes in der
Ebene der Venturi-Engstelle 60 liegt (strichpunktierte Linien in Pig. 8 und Fig. 12), einstellbar.
Der Einstellmechanismus der dargestellten Ausführungsform umfaßt einen außen angebrachten pneumatischen oder hydraulischen
Zylinder,'der mit einer Hubstange verbunden ist, die in den Mittelbereich
des Einsatzes 14 durch einen Schlitz in einer der Stirnwände 58 des Venturidurchlasses 12 eintritt.
Einzelheiten des Einstellmechanismus sind- in den lig. 3 bis 7
gezeigt. Das Innere des Einsatzes umfaßt obere und untere Platten 80, 81 und zwei Paare von Hubstangen-Montageplatten 82, 85
(Pig. 6). Eine der Stirnwände 66 des Einsatzes ist bei 66a zur Aufnahme einer Hubstange 84 geöffnet, wie am besten aus Fig. 5
hervorgeht. Wie erwähnt wurde, ist eine der Stirnwände 58 des Venturidurchlasses bei 86 geschlitzt (Fig. 4 und 5) und auf diese
Weise an senkrechte Bewegungen der Einsatz-Hubstange 84 angepaßt. Führungen 87, 88 (Fig. 4 und 5) sind gegen die geschlitzte
Venturi-Stirnwand 58 zur genauen Ausrichtung und Zentrierung des Einsatzes in dem Venturi-Durchlaß in allen Einstellpositionen
des Einsatzes geschraubt. '
Die Einsatz-Hubstange 84 wird durch ein linear wirkendes Betätigungsorgan
in Form einer Fluid-Kolben- und Zylindereinheit 90
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betätigt, die am besten in Fig. 7 erkennbar ist. Sie umfaßt Anschlüsse
91» 92 zum Anheben und Absenken des Kolbens. Diese Anschlüsse leiten Druckfluid ein und werden durch geeignete, nicht
gezeigte Ventile und Strömungssteuereinrichtungen gesteuert, die es ermöglichen, den Einsatz 14 in einer ausgewählten senkrechten
Stellung innerhalb des Venturidurchlasses zu halten.
Die Kolbenstange 94 der Kolben- und Zylindereinheit 90 ist bei 96 mit dem vorspringenden Ende der Einsatz-Hubstange 84 klemmverbunden.
Diese Klemmverbindung geht am besten aus Fig. 3 und hervor. Der Hubmechanismus ist gegenüber dem Inneren des Venturidurchlasses
mit Hilfe eines Kastens 98 abgedichtet, der an der Stirnwand 58 des Venturidurchlasses (Fig. 3 und 4) befestigt
und durch eine Deckelplatte 99 verschlossen ist. Der Kasten weist eine Führung 100 auf, die eine Fluiddichtung für
das untere Ende der Kolbenstange 94 umfaßt. Ein Schutzrohr 101
umgibt die Kolbenstange in ihrer unteren Stellung und verhindert eine Verletzung des Bedienungspersonals. Die obere Stellung der
Hubstange 84- ist in Fig. 3 in durchgezogenen Linien und die unterste Stellung in strichpunktierten Linien gezeigt.
Auf diese Weise wird der Einsatz durch Steuerung des an einen der Anschlüsse 91, 92 der Kolben- und Zylindereinheit 90 abgegebenen
Fluids innerhalb des Venturidurchlasses eingestellt, wobei die Einsatzachse mit der Venturiachse genau ausgerichtet
bleibt. Daher weisen die Engstellen 72, 72a (Fig. 6) dieselbe Größe auf und sind geometrisch kongruent.
Nunmehr soll die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben werden. Neben dem Merkmal der erfindungsgemäßen
Venturianordnung, bei der die Engstellen 72, 72a (Fig. 6) einen konstanten Querschnitt über ihre gesamte Länge aufweisen, wenn
der Einsatz entsprechend der bevorzugten Ausführungsform einstellbar
ist, bleiben die Querschnittsflächen über ihre gesamte Länge in jeder Betriebsstellung des Einsatzes konstant, obwohl
der Querschnitt der Engstellen mit Bewegung des Einsatzes verändert wird.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung liegt in einer "bestimmten
Dimensions "be Ziehung jeder Engstelle 72, 72a ifber den gesamten
Bereich der Einstellung des Einsatzes. Zur Erläuterung soll zunächst
auf das Diagramm in Fig. 12 Bezug genommen werden. Der
Divergenzwinkel E der divergierenden Seitenwände 62 des Einsatzes, bezogen auf dessen Achse, ist gleich dem Divergenzwinkel
der Seitenwände 56 des Auslaßbereiches des Venturidurehlasses.
Anders ausgedrückt heißt das, daß die Seitenwände des Einsatzes und des Venturidurchlasses über die gesamte Länge der Engstellen
72, 72a parallel sind. Wie zuvor festgestellt wurde, ist es von Bedeutung, daß die Verbindungsstelle 70 des Einsatzes 14
dieselben Abmessungen wie die Engstelle 60 des Venturidurchlasses 12 aufweist. Diese Konstruktion zusammen mit den zuvor
genannten gleichen Winkeln ist ein Merkmal, das zu den in Fig.9
gezeigten Beziehungen führt.
In Fig. 9 ist der Einsatz 14 in der untersten Stellung in durchgezogenen
Linien und in einer höheren Stellung in strichpunktierten Linien gezeigt. Weiterhin ist eine der Engstellen
(72) gezeigt. Die Länge der Berieselungs-Engstelle 72 im Sinne
der in Fig. 9 angedeuteten Messung wird mit "g" bezeichnet und
gibt den Abstand entlang der Seitenwand des Venturidurchlasses
zwischen der Engstelle 60 und der Verbindungsstelle 70 des Einsatzes
wieder. Die Breite "f" der Engstelle 72, gemessen entsprechend
Fig. 9, ist der Abstand senkrecht zu der Seitenwand 56 und ist für zwei Stellungen des Einsatzes angegeben. Bei der
erfindungsgemäßen Gestaltung der Teile, wobei die Abmessungen
der Engstelle 60 und der .Verbindungsstelle 70 übereinstimmen, läßt sich zeigen, daß das Verhältnis der Engstellenlänge "g"
und der Engstellenbreite "f" bei allen verwendbaren Stellungen
des Einsatzes konstant ist« Dieses Merkmal ist insoweit von Bedeutung, als es vorgewählte Betriebsbedingungen bei allen Einstellungen
des Einsatzes beibehält, wobei die Einstellungen vorgenommen werden*, um eine vorbestimmte Geschwindigkeit in den
Engstellen 72, 72a für verschiedene Strömungsdurchsätze der in die Berieselungsanlage eingeleiteten Gase zu erzielen,
Pig. 10 ist eine schematische Darstellung ähnlich Fig. 9 und veranschaulicht eine Bedingung, bei der die Verbindungsstelle
des Einsatzes gegenüber den Grundsätzen der Erfindung in Bezug auf die Venturi-Engsteile 60 zu breit ist. In diesem Falle nähert
sich das Verhältnis von Engstellenlänge "g" zu Engstellenbreite
"f" beim Anheben des Einsatzes aus der geöffneten in die geschlossene
Stellung dem Wert Unendlich, so daß unterschiedliche Betriebsbedingungen entstehen, anstatt daß vorbestimmte Betriebsbedingungen
in den Engstellen 72, 72a ermöglicht werden*
Die Schemadarstellung der Fig. 11 entspricht wiederum denjenigen
der Fig. 9 und 10, jedoch ist gemäß Fig. 11 die Verbindungsstelle 70 des Einsatzes zu schmal in Bezug auf die Venturiengstelle
60. Wenn in diesem Falle der Einsatz aus der offenen in die geschlossene Stellung angehoben wird, nähert sich das Verhältnis
der Engstellenlänge "g" zu der Engstellenbreite Hf" dem
Wert Null. Daher kann nur eine Venturianordnung, die erfindungsgemäß
gestaltet ist und in Fig. 9 im Grundsatz wiedergegeben
wird, ein konstantes Verhältnis von Engstellenlänge zu Eng- · stellenbreite liefern, das ein wesentliches Merkmal der Erfindung
bei der Gestaltung eines einstellbaren Einsatzes ist.
Die Schemadarstellung der Fig. 12 und die in diesem Zusammenhang gegebenen Daten zeigen die geometrischen Eigenschaften der
erfindungsgemäßen Venturianordnung, die zuvor im Zusammenhang mit Fig. 9 beschrieben wurde, und geben außerdem Merkmale und Betriebseigenschaften
der Vorrichtung wieder. Der allgemein mit 50 bezeichnete Venturi-Einlaßbereich soll eine Breite Y und
eine Tiefe X aufweisen. Diese Abmessungen müssen an das Rohr angepaßt sein, das mit dem Venturi-Durchlaß 12 verbunden ist. In
der Darstellung entspricht die Tiefe Z der Venturi-Engstelle der Tiefe X des Einlaßbereiches 50, jedoch ist dies nicht für
den gesamten Einlaßbereich 50 erforderlich. Die Breite w der Engstellen 72, 72a sei diejenige Breite bei der vollständig geöffneten
Stellung des Einsatzes 14, wobei die Spitze des Einsatzes in der Ebene der Venturiengsteile 60 liegt. Beim Anheben
des Einsatzes durch die Venturi-Engstelle 60 nimmt die Breite w nach und nach ab. Die Länge L der Engstellen 72, 72a wird in
30985ü/0323
Fig. 12 entlang der Achse der Teile gemessen. Bei der Gestaltung
der Venturi-Anordnung 10 der vorliegenden Erfindung entsprechend
den angegebenen Grundsätzen muß eine Entscheidung über ein vorbestimmtes Verhältnis zwischen der Tiefe Z und der Breite w der
Engstelle getroffen werden. Dieses Verhältnis werde als Verhältnis "a" bezeichnet. Eine wesentliche Überlegung bei der Gestaltung
von Venturi-Rieselanlagen ist die Reduzierung der
Reibungs- und TurbulenzVerluste, die den RieselVorgang nicht
fördern, auf ein Mindestmaß, und zwar einschließlich der Reibungsverluste in den Engstellen 72, 72a« Eine weitere wesentliche
Überlegung besteht darin, daß bei einer einstellbaren Venturi-Engsteile die zuvor erwähnten Verluste nicht vergrößert
werden, wenn die Engstelle geschlossen wird. Erfindungsgemäß
sind die Verluste gering, und die Geometrie- der Teile ist derart gewählt, daß sie gleichmäßig etwas verringert werden, wenn die
Querschnittsflächen der Engstellen 72, 72a durch Schließen des Einsatzes verringert werden.
Im Bereich der normalen Betriebsbedingungen sind die Reibungsverluste
in den Engstellen 72, 72a direkt proportional zu der dimensionslosen Zahl 'Dj1, die durch Division der Engstellenlänge
L durch'den "hydraulischen Durchmesser" D, entsteht. Der Wert Dj1
entspricht dem Vierfachen des Engstellenquerschnitts, dividiert durch den befeuchteten Umfang der Engstelle, und diese Angaben
sind in der Formel für D-, in Fig« 12 gezeigt. Bei richtiger Gestaltung
überschreiten die Reibungsverluste in den rechtwinkeligen Engstellen diejenigen von idealen kreisförmigen Engstellen,
bei denen der "hydraulische Durchmesser" gleich dem Durchmesser
der kreisförmigen Engstelle ist, nicht wesentlich«
Wie in Fig. 12 angegeben ist, ist die Tiefe Z des Venturidurchlas
ses (und des Einsatzes) - da das Verhältnis "a" dem Wert z/w
gleicht - gleich dem Verhältnis "a" multipliziert mit der Engstellenbreite
w. Ebenfalls kann die Engstellenlänge Ir bei einem gegebenen Winkel E und einer gegebenen Breite w ausgedrückt
werden als Funktion der Engstellenbreite w und des Kotangents des
Winkels E, das heißt einer Eonstanten multipliziert mit der
Breite w.
.309 85 0/0 323
Die Reibungsverluste in den Engstellen 72, 72a sind direkt proportional
zu der Engstellenlänge L, dividiert durch den hydraulischen
Durchmesser D^. Wie in Pig. 12 gezeigt ist, ist der zuvor
genannte Ausdruck gleich dem Produkt aus der Konstanten K/2 mit (a+1)/a, wobei "a" das'zuvor erwähnte Verhältnis z/w ist. Auf
diese Weise werden die Reibverluste bei einer gegebenen Gestaltung grundsätzlich durch das zuvor erwähnte Verhältnis a der
Engstellentiefe zu der Engstellenbreite bestimmt. Wenn sich der Einsatz in einer feststehenden, vollständig abgesenkten Stellung
befindet, wie sie in Pig. 12 gezeigt ist, ändern sich die Reibverluste nicht bei einem gegebenen Strömungsdurchsatz. Wenn jedoch
andererseits der Einsatz bei der einstellbaren Ausführungsform der Erfindung angehoben wird, wird dadurch nach und nach die
Engstellenbreite verringert und folglich das Verhältnis "a" erhöht.
Das kleinste praktische Verhältnis "a" ist bei einer quadratischen
Engstelle 72, 72a gegeben, wobei w gleich Z ist, so daß das Verhältnis a gleich 1:1 beträgt. Wenn das Verhältnis a geringer
als 1:1 ist, treten Schwierigkeiten beim wirksamen Verteilen des Wassers über die befeuchteten Oberflächen der Engstellen
zum optimalen Versprühen des Wassers auf.
Aus der Betrachtung, der Formeln geht hervor, daß bei Erhöhung
des Verhältnisses "a" die Reibungsverluste proportional zu L/D^
abnehmen, da der Ausdruck L/D-^ ^ (a + 1 )/a von einem Wert für
K für eine quadratische Engstelle (a = 1) zu einem Wert in der Nähe von K/2 bei Annäherung des Verhältnisses "a" an Unendlich
verändert wird. Daher sollte eine schmale, tiefe Form gewählt werden.
Praktische Überlegungen begrenzen jedoch das Verhältnis "a"
(bei weit geöffnetem Einsatz), damit die Reibungsverluste proportional zu dem Faktor Ii/D^ verringert werden. Die drei Schemadarstellungen
auf der Unterseite von Fig. 12 sind als Beispiele zu verstehen. Die erste Zeichnung zeigt eine quadratische Engstelle,
das heißt a = 1, wobei die Engstellenbreite w der Engstellentiefe Z gleicht. Für einen Divergenzwinkel E von 10
309850/0323
nimmt die Konstante K in der Formel den Wert 5,67 ein. Bei einem
Wert a = 1 ist der Reibungsverlustwert L/Dj, proportional zu 5,67ο
Die entstehende Form der Engstelle 60 ist rechtwinkelig, jedoch
ist ihre Längsabmessung etwas zu groß für eine Verbindung mit herkömmlichen Einlaßrohren. Die divergierenden Seitenwände 52
verstärken die Rechteckigkeit der Einlaßabmessungen X, Y. Ferner können bei dieser Gestaltung Wasserverteilungsprobleme
auftreten.
Im nächsten Beispiel ist das Verhältnis "a" gleich 2:1. Zur Vereinfachung
des Vergleiches ist dieses Beispiel so gezeichnet, daß die Engstellen 72, 72a dieselben Flächen wir die Engstellen 72,
72a des ersten Beispiels aufweisen. In diesem Falle ist die Engstelle 60 stärker an ein Quadrat angenähert, jedoch eher rechteckig
am Einlaß X,Y, da die Seitenwände 52 gegenüber der Abmessung
Z auseinandergehen.Diese Konstruktion ist jedoch für die Anschlußleitung besser geeignet als diejenige des ersten
Beispiels. Bei diesem zweiten Beispiel und einem Verhältnis a gleich 2:1 ist die Engstellenbreite w halb so lang wie die Tiefe
Z* der Engstelle. Da die Flächen aller Beispiele als gleich angenommen
werden, ist die Tiefe Z" im zweiten Beispiel das 1,4-fache
der Tiefe Z des ersten Beispieles, wobei die Fläche der Engstelle 60 zur Sichtbarmachung des Vergleiches gleich bleibt.
Im zweiten Beispiel beträgt der Reibungsverlustfaktor l/B. 4,25
und ist daher etwas geringer als bei den quadratischen Engstellenformen.
Im dritten Beispiel ist a.= 4:1· Dabei entsteht eine wesentlich flachere und tiefere Venturiengsteile 60 bei derselben Engstellenfläche.
Wegen der Divergenz der Seitenwände 52 ist jedoch die Rohranschlußfläche X, Y fast quadratisch. Bei diesem Beispiel
ist der Reibungsverlustfaktor noch weiter reduziert und beträgt annähernd 3»55.
Wenn das Verhältnis a weiter vergrößert wird, wird die Vorrichtung
tiefer und flacher und ergibt eine Engstellenfläche, die
vom praktischen Standpunkt her zu einer komplizierten Verbindung des Venturieinlasses bei X, Y mit einem normalen quadratischen
3098SOV0323 ^^}f
oder anderweitig rechteckigen Einlaßrohr führt. Daher ist für praktische Zwecke ein Viert a = 8:1 der normalerweise in Betracht
kommende Höchstwert.
Es ist üblich, die Fläche des Venturi-Einlaßbereiches 50, die auf
der Oberseite in Fig. 12 gezeigt ist, von etwa 2 zu 1 zu verringern. Bei einer Divergenz der Venturieinlaß-Seitenwände 52
entsprechend einer Querschnittsflächenverringerung von 2 zu 1 und bei einem Verhältnis a von 4:1 nähert sich das Abmessungsverhältnis
von X zu Y dem Wert 1. Dadurch wird die Verbindung mit dem Anschlußrohr erleichtert. Jedoch sind rechteckige Rohre ebenfalls
üblich und können ohne weiteres mit Venturianschlüssen von
a = 4:1 verbunden werden. Größere Verhältnisse von a machen lediglich kompliziertere Übergangsstücke zu den rechteckig geformten
Leitungen oder Rohren erforderlich.
Wie zuvor erwähnt wurde, zeigt das Diagramm in Fig. 12 die Bedingungen
bei vollständig geöffnetem Einsatz. Bei jeder Ausführungsform vergrößert sich das Verhältnis a, wenn der Einsatz 'geschlossen
wird und damit die Breite w der Engstellen 72, 72a und die Reibungsverluste in den Engstellen verringert werden.
Im Betrieb der erfindungsgemäßen Venturianordnung wird das Gas
durch den Einlaßbereich 50 mit Hilfe des Gebläses 24 (Fig. 1) angezogen, und da die Seitenwände 52 des Einlaßbereiches konvergieren,
erhöht sich die Gasgeschwindigkeit nach und nach und erreicht ihren Maximalwert in der Venturi-Engsteile 60· Hinter der
Engstelle 60 gelangt das Gas in den Engstellen 72, 72a zwischen die parallelen Venturi-Seitenwärtde 56 und die Seitenwände 62 des
Einsatzes. Das Wasser, das durch die perforierten Rohre 30 eingeleitet worden ist und nicht durch diese Rohre zerstäubt werden
muß, fällt auf die Seitenwände 52 und 62 des Venturiabschnittes und des Einsatzes und gelangt in die Engstelle 60. In der Engstelle
60 wird das Wasser von den Seitenwänden und dem Einsatz durch die beschleunigten Gasmassen abgerissen und in den Engstellen
72, 72a zurstäubt, so daß das Wasser Staub und andere Teilchen erfaßt. Die Tatsache, daß diese Engstellen 72, 72a eine
beträchtliche Länge aufweisen, gewährt eine ausreichende Zeit zum
309850/0323
Vermischen, und Berieseln sowie Niederschlagen« In den Engstellen
72, 72a sind keine scharfen Kanten oder Konturen vorgesehen, die einen zusätzlichen Leistungsbedarf für das Gebläse, das das Gas
durch die Anordnung treibt, erforderlich machen -würden.
Bach dem Verlassen der Engstellen 72, 72a gelangen die Gase in
die allmählich wirkenden Ausdehnungskammern, die durch die konvergierenden
Seitenwände 64 des Einsatzes und die divergierenden Seitenwände 56 des Venturi!) er ei ehe s gebildet werden, die einen
Winkel von nicht mehr als 20° einschließen, so daß die Geschwindigkeit
des Gases und der von dem Wasser mitgenommenen Teilchen nach und nach reduziert wird und die potentielle Energie
des Gases zurückgewonnen wird. Wie zuvor erwähnt wurde, stört die untere Kappe 65 des Einsatzes die gleichmäßige Expansion während
des Austritts des Gases aus dem Venturibereich nicht, da die Geschwindigkeit in dieser Zone bereits im wesentlichen auf diejenige
des Hauptaustritts reduziert ist.
Wenn der Einsatz bei einem gegebenen Gaseintritt angehoben wird,
wird die Geschwindigkeit in den Engstellen 72, 72a entsprechend
erhöht, während die erforderliche Energieeingabe und die Berieselungswirksamkeit
ebenfalls steigto Üblicherweise wird jedoch
der Einsatz nur angehoben, wenn der Luftströmungsdurchsatz gesenkt
wirdj und umgekehrt.
Ausführungsfoeispiel
In Form eines Beispiels sollen nunmehr die wesentlichen Abmessungen
und Faktoren für eine typische, jedoch relativ kleine Venturi-Rieselturnianordnung gemäß der vorliegenden Erfindung
wiedergegeben werden»
9850/032
Luftströmungsdurchsatz:
Sprühflüssigkeitsdurchsatz:
Druckabfall:
Geschwindigkeit in den Engstellen 72, 72a:
99»1 m /min maximal
67-405 1/100 m5 Luft
Veränderlich zwischen etwa 25 und 178 cm Wassersäule gegenüber
der Atmosphäre in der Venturiengsteile, je nach Stellung
des Einsatzes"
Veränderlich zwischen etwa 30 und 135 m/sec.
(vgl. Pig. 12:)
Engstellentiefe Z:
Engstellenbreite und Einsatzbreite w:
Verhältnis at
Divergenzwinkel E:
Divergenzwinkel E:
Gesamtdivergenzwinkel P (Fig. 12):
Länge der Engstellen 72, 72a:
22,9 cm
5,1 cm
5,1 cm
4,5 Ms 1,0
14
etwa 10,2 bis 28 cm, je nach Stellung des Einsatzes.
Aus der detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung geht hervor, daß eine Rieselanlage geschaffen
wird, die eine optimale Gestaltung über einen weiten Bereich von Strömungsdurchsätzen ermöglicht, die die Veränderungen der
Reibungsverluste in den Rieselengstellen auf ein Minimum bringt und die die Turbulenzverluste reduziert und damit die Leistungsanforderungen zum Durchleiten des Gases durch die Venturianordnung
auf ein Mindestmaß zurückführt. Es ist ebenfalls gezeigt worden, wie die verschiedenen Gestaltungs- und geometrischen
Faktoren der Anordnung zur Erzielung der zuvor erwähten optimalen
Ergebnisse in allen Bereichen bei einer Einrichtung mit einstellbarem Einsatz zusammenhängen, wobei die praktischen Gegebenheiten
hinsichtlich des Verbindens der Einrichtung mit herkömmlichen Einlaß- und Auslaßrohren berücksichtigt wurden.
Es kann ebenfalls eine umgekehrte Konstruktion verwendet werden, bei der die Berieselungsengstellen mit konstantem Querschnitt
309850/0323
entsprechend der hauptsächlichen.und bevorzugten, zuvor beschriebenen
Ausführungsform vorgesehen sind, die jedoch verschiedene Nachteile aufweist. Der Hauptnachteil liegt in einer
verringerten Energierückgewinnung im Expansionsbereich des Venturidurchlasses, Bei der umgekehrten Anordnung ist der Einsatz
hauptsächlich im Einlaßbereich des Venturiteiles, und nicht im Auslaß- oder Expansionsbereich vorgesehen. Diese Lösung kann
durch einfaches Umdrehen der gesamten Anordnung und durch Umkehren der G-asströmungsrichtung erreicht werden.
309 850/0323
Claims (3)
- Patentansprüchef 1 .Iventuri-Gasberieselungsvorrichtung mit einem in einer Gasleitung vorgesehenen Venturi-Durchlaß, der konvergierende Wände zur Bildung eines Einlaßbereiches und divergierende Wände zur Bildung eines Auslaßbereiches aufweist, wobei die Verbindungsstelle von Ein- und Auslaßbereich eine in Axialrichtung kurze Venturi-Engsteile mit kleinstem Querschnitt bildet, und wobei ein Einsatz mit divergierenden und konvergierenden Seitenwänden in dem Venturi-Durchlaß vorgesehen ist, welche Seitenwände in einer im Normalfalle stromabwärts der Venturi-Engstelle befindlichen Verbindungsstelle mit maximalem Durchmesser zusammenlaufen, und mit Einrichtungen zum Einleiten einer Berieselungsflüssigkeit in den Venturidurchlaß, dadurch gekennzeichnet, daß der Venturi-Durchlaß (12) einen rechteckigen Querschnitt aufweist und flache, konvergierende und divergierende Seitenwände (52, 56) sowie gerade Stirnwände (58) umfaßt, daß der Einsatz (14)' ebenfalls einen rechteckigen Querschnitt aufweist und flache, divergierende und konvergierende Seitenwände (62, 64) umfaßt, die sich an einer Verbindungsstelle (70) maximaler Breite treffen, daß die Seitenwände (.62, 64) des Einsatzes (14) den Abstand zwischen den Stirnwänden (58) des Venturi-Durchlasses Überbrücken, daß die Breite der Venturi-Engstelle (60) und der Verbindungsstelle (70) des Einsatzes im wesentlichen gleich sind, daß der Divergenzwinkel der Seitenwände (56) des Venturi-Durchlasses (12) dem Divergenzwinkel der Seitenwände (62) gleicht und die Seitenwände (52, 62) zwei Engstellen (72, 72a) mit über deren Länge konstantem Querschnitt bilden, und daß .auf diese Engstellen (72, 72a) zwei sich allmählich erweiternde Auslässe folgen.
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (14) zwei flache Stirnwände (66) aufweist, die gleitend durch die flachen Stirnwände (58) des Venturi-Durchlasses (12) gehalten werden.309850/0323
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η ζ ei chne t, daß. die Berieselungs—Engstellen (72, .72a) ein im wesentlichen konstantes Verhältnis von Breite zu Länge bei verschiedenen Stellungen des Einsatzes . (14) in dem Venturi-Durchlaß (12) aufweisen«4· Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Länge jeder Berieselungs-Engstelle (72, 72a) (gemessen entlang einer Seitenwand) zu Breite jeder Engstelle im Bereich von etwa 8 "bis 1 liegt, wenn der Einsatz (14) in seiner vollständig geöffneten Stellung steht und der Schnürt" der divergierenden Seitenwände,(62) des Einsatzes im Bereich der Engstelle (60) des Venturidurchlasses (12) liegt.5» Vorrichtung nach Anspruch 3S dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Tiefe zu Breite der Engstellen (72, 72a) bei"etwa 4 Ms 5 ι 1 liegt»309850/0323Leerseite
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