DE69530504T2

DE69530504T2 - In-line venturi

Info

Publication number: DE69530504T2
Application number: DE1995630504
Authority: DE
Inventors: Ernest Wayne CONRAD; Gerhard Helmut CONRAD; Stanley Richard PHILLIPS; Richard Andrew PHILLIPS; Earl Gerald BOWMAN; John Michael PRESTON
Original assignee: T I Properties Inc Los Angeles; T I Properties Inc
Current assignee: T I Properties Inc Los Angeles; T I Properties Inc
Priority date: 1994-11-04
Filing date: 1995-11-03
Publication date: 2004-03-25
Anticipated expiration: 2015-11-04
Also published as: US5676173A; AU706345B2; EP0789863A1; ATE238579T1; WO1996014611A1; DE69530504D1; EP0789863B1; EP0789863A4; US6250324B1; US5934328A; AU4144296A

Description

Verwandte Anmeldung:
Diese Anmeldung ist eine Teilfortführungsanmeldung der US-Anmeldung Serien-Nr. 08/336,065, eingereicht am 4. November 1994.
Gebiet der Erfindung:
Die Erfindung betrifft eine Venturi-Rohr-Vorrichtung.
Hintergrund:
Zum Einleiten eines zweiten Fluides in ein erstes Fluid sind in der Technik Venturi-Rohre bekannt. Typischerweise ist die Einlassöffnung des Venturi-Rohrs an einer Leitung für das erste Fluid angebracht, und das zweite Fluid wird durch eine zweite Einlassöffnung ein geleitet, nachfolgend Ansaugeinlassöffnung genannt, so dass das vereinigte Fluid durch die Auslassöffnung der Venturi-Vorrichtung austritt. Im Betrieb wird das einzuleitende Gas oder die einzuleitende Flüssigkeit durch die Ansaugeinlassöffnung in die Venturi-Vorrichtung gesaugt, wenn das Fluid durch das Venturi-Rohr fließt. Für ein gegebenes Venturi-Rohr hängt die Ansauggeschwindigkeit von der Durchflussgeschwindigkeit des Fluides, das durch die Venturi-Einlassöffnung hindurchgeht, und der Viskosität der Fluide ab.
Die US-A-3 188 055 ist auf eine Düngemittel-Mischvorrichtung gerichtet.
Eines der Hauptprobleme in Verbindung mit konventionellen Venturi-Rohren ist, dass ein einzelnes Rohr nur über einen schmalen Bereich von Fluiddurchflussgeschwindigkeiten arbeiten kann. Dies liegt zum Teil daran, dass der innerhalb der Venturi-Vorrichtung erzeugte Gegendruck mit der Fluiddurchflussgeschwindigkeit stark zunimmt. Bekanntermaßen kann dieses Problem überwunden werden, indem ein äußeres Umgehungssystem mit der Fluidleitung verbunden wird, parallel zu einem Venturi-Rohr, so dass ein Teil des durch die Leitung fließenden Fluidstroms die Venturi-Vorrichtung umgeht, indem er durch das Umgehungssystem fließt. Konventionelle Umgehungssysteme haben mehrere Einschränkungen einschließlich dessen, dass sie kostspielig und voluminös sind und komplizierte Klempnerarbeit erfordern, was leichte Installation in Verbindung mit einer vorhandenen Rohrleitung hindert.
Daher besteht Bedarf nach einer einfachen Venturi-Rohr-Vorrichtung, die einer vorhandenen Fluidförderleitung leicht hinzugefügt werden kann und die über einen breiteren Bereich von Fluidströmungsbedingungen arbeiten kann.
Die vorliegende Erfindung ist in dem unabhängigen Anspruch angegeben. In den davon abhängigen Ansprüchen sind einige optionale Merkmale angegeben.
Gemäß einer Ausführungsform wird eine Vorrichtung zur Einfügung eines Venturi-Rohrs direkt in einen Fluidstrom bereitgestellt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird eine Vorrichtung zur Anwendung innerhalb einer Leitung für einen Fluidstrom bereitgestellt, mit einem Venturi-Rohr mit einer Einlassöffnung, einer Ansaugeinlassöffnung und einer Auslassöffnung, und mit einem Stützmittel zum Stützen des Venturi-Rohrs innerhalb der Leitung auf eine Weise, dass das Venturi-Rohr axial in der Richtung des Fluidstroms ausgerichtet ist, wobei die Ansaugeinlassöffnung keinen Kontakt mit dem Fluidstrom hat.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird ein Fluidstromsteuerorgan bereitgestellt, das den Fluidstrom in einen ersten Strom unterteilt, der durch das Venturi-Rohr fließt, und einen zweiten Strom, der rund um das Venturi-Rohr fließt. Das Fluidstromsteuerorgan ist dafür eingerichtet, dass der Gegendruck innerhalb des Venturi-Rohrs (der zunimmt, wenn die Fluiddurchflussgeschwindigkeit zunimmt) erzwingen kann, dass ein zunehmendes Verhältnis des Stroms rund um das Venturi-Rohr fließt, um eine relativ konstante Ansauggeschwindigkeit innerhalb des Venturi-Rohrs aufrechtzuerhalten. Dies ermöglicht einen relativ konstanten und beständigen Betrieb des Venturi-Rohrs über einen breiteren Bereich von Fluiddurchflussgeschwindigkeiten, indem die Durchflussgeschwindigkeit des zweiten Stroms vergrößert wird und nicht die Durchflussgeschwindigkeit des ersten Stroms vergrößert wird, wenn die Geschwindigkeit des Fluidstroms zunimmt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird ein Organ zum Induzieren einer Wirbelbewegung im zweiten Strom bereitgestellt, vorzugsweise an oder in der Nähe der Venturi-Rohr-Auslassöffnung. Die induzierte Wirbelbewegung erzeugt eine überraschende Zunahme des Venturi-Effekts und vermindert den Gegendruck bei irgendeiner gegebenen Fluiddurchflussgeschwindigkeit. Zusätzlich vergrößert die Wirbelbewegung die Mischtätigkeit der ersten und zweiten Ströme. Die induzierte Wirbelbewegung ermöglicht konstantere Durchflussgeschwindigkeiten im ersten Strom und ergibt einen zufriedenstellenden Venturi-Effekt über einen breiteren Bereich von Fluiddurchflussgeschwindigkeiten.
Gemäß einer Ausführungsform wird eine Vorrichtung zum Vermindern des Drucks an der Venturi-Rohr-Auslassöffnung mittels eines vergrößerten Rohrdurchmessers an dieser Stelle relativ zum Durchmesser des Fluidstrom-Einlassrohrs geschaffen. Vorzugsweise besteht dieser vergrößerte Rohrdurchmesser über eine Distanz von ungefähr 1 bis ungefähr 4 Rohrdurchmessern von der Venturi-Auslassöffnung aus, noch mehr bevorzugt über eine Distanz von ungefähr 2 bis ungefähr 3 Rohrdurchmessern von dieser Stelle aus.
Gemäß noch einer Ausführungsform wird eine Ansaugeinlassöffnung geschaffen, die an ihrem Schnittpunkt mit dem Venturi-Rohr einen Durchmesser hat, der so gewählt wird, dass eine gewünschte Durchflussgeschwindigkeit (oder ein Bereich von Durchflussgeschwindigkeiten) erzielt wird, wenn das zweite Fluid in das erste Fluid eingeleitet wird. Vorzugsweise wird der Innendurchmesser der Ansaugeinlassöffnung so gewählt, dass in Verbindung mit den anderen Bestandteilen der Erfindung wie hierin beschrieben über mindestens einen Teil des Betriebsbereichs von Fluiddurchflussgeschwindigkeiten für ein gegebenes System hohe Durchflussgeschwindigkeiten erzielt werden, die Schall-, Unterschall- oder Überschallgeschwindigkeiten sein können.
Gemäß einer Ausführungsform wird eine In-Line-Venturi-Vorrichtung geschaffen, die ein Wirbelinduktionsorgan und einen vergrößerten Fluidstrom-Auslassdurchmesser relativ zum Fluidstrom-Auslassrohrdurchmesser aufweist. In einer besonders bevorzugten Ausführungs form wird das Seitenverhältnis so eingestellt, dass für optimale Wirbelbildung unter den speziellen Strömungsbedingungen des Systems gesorgt wird, und weist die Ansaugeinlassöffnung ein Ansaugrohr auf.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Stützmittel eine Platte oder Scheibe auf, die in die Leitung eingefügt ist (oder damit einstückig ist). Das Fluidstromsteuerorgan weist ein erstes Durchgangsorgan durch die Platte oder Scheibe auf, damit der erste Strom durch das Venturi-Rohr fließen kann, und ein zweites Durchgangsorgan, vorzugsweise in Form von mindestens einer Öffnung, durch die Platte oder Scheibe auf, damit der erste Strom fließen kann, auf. Die Ansauggeschwindigkeit des Venturi-Rohrs für eine gegebene Fluiddurchflussgeschwindigkeit ist durch die Querschnittsfläche des Venturi-Rohrs relativ zur Querschnittsfläche des zweiten Durchgangsorgans bestimmt. Der Querschnitt des zweiten Durchgangsorgans kann daher für ein gegebenes Venturi-Rohr voreingestellt werden, das innerhalb eines Fluidstroms mit einer gegebenen Durchflussgeschwindigkeit zu verwenden ist, um eine gewünschte Ansauggeschwindigkeit zu erzielen.
Vorzugsweise weist das Fluidstromsteuerorgan weiterhin ein Einstellmittel zum Einstellen der Durchflussgeschwindigkeit des zweiten Stroms auf, typischerweise durch einstellbares Blockieren (oder Freigeben) des zweiten Durchgangsorgans, um eine relativ konstante Durchflussgeschwindigkeit durch das Venturi-Rohr zu erzielen. Somit kann die gesamte Querschnittsfläche der mindestens einen Öffnung des zweiten Durchgangsorgans relativ zur Querschnittsfläche des Venturi-Rohrs eingestellt werden, indem das Ausmaß verändert wird, in dem die Öffnungen des zweiten Durchgangsorgans blockiert werden. Dies ermöglicht es, bei einem gegebenen Venturi-Rohr zur Erzeugung einer gewünschten Ansauggeschwindigkeit einen größeren Bereich von Durchflussgeschwindigkeiten zu verwenden.
In einer Ausführungsform ermöglicht das Einstellmittel eine Einstellung in dem Ausmaß, in dem das zweite Durchgangsorgan blockiert wird.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Einstellmittel ein Regulierungsmittel, das auf Änderungen der Fluiddurchflussgeschwindigkeit reagiert, um die Durchflussgeschwindigkeit des zweiten Stroms zu regeln. In einer solchen Ausführungsform weist das Regulierungs mittel ein Blockierungsmittel auf, das durch irgendein elastisches Organ gegen die Platte (oder Scheibe) vorgespannt ist, um das zweite Durchlassorgan zu blockieren. Das Blockierungsmittel wird durch den Fluidstrom gegen die Vorspannung des elastischen Organs vom zweiten Durchlassorgan weg bewegt, wenn die Durchflussgeschwindigkeit (und der resultierende Druck) zunimmt. Weiterhin können beide derartige Einstellmittel zusammen verwendet werden, wenn gewünscht.
In manchen Anwendungen (zum Beispiel in Fällen mit hohem Gegendruck stromabwärts des Venturi-Rohrs) ist es wünschenswert, den Druckabfall am Venturi-Rohr zu vergrößern. Dies bewirkt eine Zunahme der Ansauggeschwindigkeit des Venturi-Rohrs. Folglich liefert ein weiterer Aspekt der Erfindung ein optionales Einengungsorgan zum Vermindern des Drucks an der Venturi-Rohr-Auslassöffnung durch Beschränkung des Durchflusses des zweiten Stroms in der Nähe der Venturi-Rohr-Auslassöffnung.
In einer weiteren Ausführungsform ist ein Venturi-Stützkörper vorgesehen, der am Fluidzufluss-Ende eine konkave Stirnfläche aufweist, die bewirkt, dass der ankommende Fluidstrom zu einer zentralen Öffnung hin und dadurch hindurch in ein Venturi-Rohr gerichtet wird, dass teilweise in einem Stück mit dem Venturi-Stützkörper ist und teilweise ein separates Rohr ist, das in enger Anlage an eine Passfläche auf dem Venturi-Stützkörper gehalten wird, in welcher Ausführungsform das separate Venturi-Rohr weiterhin ein oder mehrere Strömungsrichtungsgeber aufweist, die die Ausbildung eines Wirbels in einem Teil des Fluidstroms, der durch eine Reihe von die zentrale Öffnung umgebenden Öffnungen abgelenkt wird, als Funktion des zunehmenden Gegendrucks innerhalb des Venturi-Rohrs bewirkt, und in der der Durchmesser des Fluidstrom-Auslassrohrs über eine an der Venturi-Rohr-Auslassöffnung beginnende Distanz von nicht weniger als zwischen ungefähr 2 und ungefähr 3 Auslassrohrdurchmessern größer als der Durchmesser des Fluidstrom-Einlassrohrs ist.
Es folgt eine Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung anhand von Beispielen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen:
1 ist eine Explosions-Perspektivansicht einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die Leitung teilweise geschnitten gezeigt ist.
2 ist eine Querschnittsansicht der zusammengebauten in 1 dargestellten Teile.
3 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 3-3 von 2.
4 ist eine Explosions-Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die Leitung teilweise geschnitten gezeigt ist.
5 ist eine Querschnittsansicht der zusammengebauten in 4 dargestellten Teile, wobei aber das Rohr 17 der Deutlichkeit halber weggelassen ist.
6 ist eine Explosions-Perspektivansicht einer Variante der in 4 und 5 gezeigten Ausführungsform, die ein alternatives Regulierungsmittel zeigt.
7 ist eine Querschnittsansicht der zusammengebauten in 6 dargestellten Teile, wobei aber das Rohr 17 der Deutlichkeit halber weggelassen ist.
8 ist eine Draufsicht von vorne auf das alternative Regulierungsmittel von 6 und 7.
9 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 9-9 von 8, wobei die Speichen 215 schemenhaft gezeigt sind.
10 ist eine Explosions-Querschnittsansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
11 ist eine Querschnittsansicht der zusammengebauten in 10 dargestellten Teile.
12 ist eine Perspektivansicht der in 10 und 11 gezeigten Ausführungsform, wobei die Strömungsrichtungsgeber 605 teilweise geschnitten gezeigt sind und das Einstellmittel 650 und die Leitung 500 der Deutlichkeit halber weggelassen sind.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen:
1 und 2 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, installiert innerhalb einer Leitung 20, durch die ein Fluid in einem Strom fließen kann. In dieser Ausführungsform weist ein Venturi-Stützkörper, allgemein bei 10 gezeigt, eine Scheibe 24 auf, die so bemessen ist, dass sie eng in die zylindrische Leitung 20 passt. Man kann irgendein Mittel zum Befestigen der Scheibe 24 in einer abdichtenden Beziehung innerhalb der Leitung 20 verwenden (z. B. einen geeigneten Klebstoff, eine Schulter, oder die Scheibe 24 und die Leitung 20 können als eine einstückige Einheit geformt sein). Das Befestigungsmittel sollte so fest sein, dass es die Drücke des Fluidstroms aushält und den Stützkörper in einer abdichtenden Beziehung mit der Leitung hält. In der in 1 und 2 gezeigten bevorzugten Ausführungsform verhindert ein innerer, an der Innenseite der Leitung 20 angebrachter Auflagering 300 eine Bewegung der Scheibe 24 stromabwärts, während er ein Abziehen der Einheit in der stromaufwärtigen Richtung ermöglicht, zur Wartung, falls nötig. Ein Keil 301, der an der Innenseite der Leitung 20 angebracht ist, passt durch eine Keilnut 302 in der Scheibe 24, um Drehung der Scheibe 24 zu verhindern.
Die dem Fluidstrom zugewandte Stirnfläche 23 der Scheibe 24 ist vorzugsweise konkav. Vorzugsweise befindet sich zentral innerhalb der Stirnfläche 23 eine Öffnung 25, die in ein Rohr 26 führt, das sich auf der von der Stirnfläche 23 entfernten Seite axial von der Scheibe 24 aus erstreckt. Das Rohr 26 kann mit der Scheibe 24 einstückig oder damit verbunden sein. Die Scheibe 24 weist außerdem Öffnungen 27 auf, die es dem Fluidstrom erlauben, durch die Scheibe 14 hindurchzugehen. Die Scheibe 24 hat die Wirkung, den Fluidstrom zu blockieren, so dass der ganze Durchfluss durch die Öffnungen 25 oder 27 hindurchgehen muss. In der gezeigten bevorzugten Ausführungsform sind die Öffnungen 27 kreisförmige Löcher durch die Scheibe 27, die in einem kreisförmigen Muster rund um die Öffnung 25 angeordnet sind. Die Öffnungen 27 können in Form, Größe und Orientierung variieren.
Vorzugsweise ist ein Einstellmittel enthalten, um die Durchflussgeschwindigkeit des zweiten Stroms (d. h. des Teils des Fluidstroms, der rund um das Venturi-Rohr fließt) durch einstellbares Blockieren (oder Freigeben) der Öffnungen 27 einzustellen. Dieses Einstellmittel kann entweder einstellbar, automatisch (d. h. auf Änderungen der Fluiddurchflussgeschwin digkeit reagierend) oder eine Kombination davon sein.
In der in 1 und 2 gezeigten bevorzugten Ausführungsform ermöglicht das Einstellmittel, allgemein bei 12 gezeigt, die äußere Einstellung des Ausmaßes, in dem die Öffnungen 27 blockiert werden. In dieser Ausführungsform weist das Einstellmittel 12 eine Scheibe 30 auf, die sich in Bezug auf die Scheibe 24 drehen kann, z. B. indem sie auf dem Rohr 26 drehbar gelagert ist. Die Scheibe 30 enthält eine zentrale Öffnung 35 zum Aufnehmen des Rohrs 26. Die Scheibe 30 weist außerdem Öffnungen 31 auf, die vorzugsweise ähnliche Größe und Abstände voneinander wie die Öffnungen 31 der Scheibe 24 haben. Die Scheibe 30 blockiert den Durchfluss des Fluidstroms durch die Öffnungen 27 mit Ausnahme des Durchflusses durch die Öffnungen 31, der von dem Ausmaß abhängt, in dem sich die Öffnungen 31 in axialer Ausrichtung auf die Öffnungen 27 befinden. Durch Drehen der Scheibe 30 in Bezug auf die Scheibe 24 wird das Ausmaß der axialen Ausrichtung der Öffnungen 31 in Bezug auf die Öffnungen 27 und somit das Ausmaß, in dem die Öffnungen 27 blockiert sind, eingestellt. 1, 2 und 3 zeigen eine Form eines Drehmittels zum Drehen der Scheibe 30. In dieser Ausführungsform enthält die Scheibe 30 ein Gewindeloch 40, das zur Aufnahme eines Stellgliedes 14 eingerichtet ist. Wie man in 3 erkennt, erstreckt sich das Stellglied 14 durch einen Schlitz 45 der Leitung 20, eine Dichtung 16b, eine Dichtung 16a und eine Unterlegscheibe 16c hindurch nach außen. Das Stellglied 14 weist eine Gewindeschraube zum Eingriff in das Gewindeloch 40, einen Griff, der als Hebel wirkt, und eine Schulter 14b zum Angreifen an der Dichtung 16b auf. Eine Keilnut 303 stellt sicher, dass die Scheibe 30 nicht von einem Keil 301 blockiert wird, wenn die Scheibe gedreht wird, oder während des Abziehens der Baugruppe.
Während des Normalbetriebs ist das Stellglied 14 in seine festgezogene Position heruntergeschraubt. Die Schulter 14b drückt gegen die Dichtungen 16b und 16a, die zur Abdichtung gegen Lecks durch die Scheibe 16c bzw. den Schlitz 45 dienen, und hält außerdem die Scheibe 30 durch Reibung in einer festen Position. Um die Scheibe 30 zu drehen, wird das Stellglied 14 außen so weit gelöst, dass es sich in Bezug auf die Leitung 20 frei bewegen kann, jedoch so, dass ein Teil davon innerhalb des Gewindelochs 40 bleibt. Danach wird das Stellglied 14 bewegt, wie durch Pfeile 47 in 3 gezeigt, um die Scheibe 30 zu drehen. Danach wird das Stellglied 14 wieder festgezogen, um weitere Drehung der Scheibe 30 in Bezug auf die Scheibe 24 zu verhindern. Man kann ein alternatives Drehmittel realisieren. Zum Beispiel kann die Scheibe 30 mit einem Teil eines Schneckenrades oder einer Kegelradanordnung (nicht gezeigt) versehen sein, mit der passenden Rad-Anordnung auf einem Glied (nicht gezeigt), das sich durch die Leitung 20 hindurch erstreckt. Durch Drehen des Gliedes von außerhalb der Leitung dreht die Rad-Anordnung somit die Scheibe 30.
Eine gegen eine Schulter 26 auf das Rohr 26 geschraubte Klemmmutter 13 hält die Scheibe 30 nahe an der Scheibe 24, jedoch mit einem genügenden Abstand, dass sich die Scheibe 30 drehen kann. Das Rohr 26 ist zum Beispiel mittels einer Gewindeverbindung und optionaler Klemmutter 304 mit der Einlassöffnung des Venturi-Rohrs 11 verbunden. In dieser Ausführungsform ist das Venturi-Rohr innerhalb der Leitung durch das Rohr 26 gestützt, das wiederum durch die Scheibe 24 gestützt ist, und die Öffnung 25 wirkt als ein Einlasskanal durch die Scheibe 24 hindurch, der zum Rohr 26 und daher zur Venturi-Rohr-Einlassöffnung führt. Die Klemmmutter 304 verhindert Drehung des Venturi-Rohrs in Bezug auf das Rohr 26. Man kann ein alternatives Stützmittel vorsehen und dabei innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung bleiben. Zum Beispiel kann das Venturi-Rohr 11 direkt in der Öffnung 25 der Scheibe 24 aufgenommen und abgedichtet sein, wobei die Scheibe 30 auf dem Venturi-Rohr 11 drehbar gelagert ist. Alternativ kann das Rohr 26 biegsam sein, und das Venturi-Rohr kann durch Distanzarme oder Streben gestützt werden, die sich davon her zur Leitungswand erstrecken.
Das Rohr 17, das zur Ansaugeinlassöffnung 18 des Venturi-Rohrs 11 führt, wird zum Einleiten von Gas oder Flüssigkeit in das Venturi-Rohr verwendet. Das Rohr 17 führt zu einer äußeren Quelle (nicht gezeigt) für das einzuleitende Gas oder die einzuleitende Flüssigkeit oder kann zusätzlich ein Druckmessgerät (nicht gezeigt) enthalten, wenn gewünscht. Je nach der Anwendung kann sich das Rohr 17 entweder direkt durch ein Bohrloch in der Leitung 20 erstrecken (nicht gezeigt) oder durch eine konventionelle Presspassung (nicht gezeigt) an einer passenden Stelle entlang der Leitung 20 durch die Wand der Leitung 20 hindurch eindringen.
Im Betrieb wird der Fluidstrom innerhalb der Leitung 20 durch die Stirnfläche 23 in den Einlasskanal 25 und die Öffnungen der Scheibe 24 umgeleitet. Vorzugsweise ist die Stirnfläche 23 konkav, um das Trichtern eines Teils des Fluidstroms (d. h. des ersten Stroms) durch den Einlasskanal 25 hindurch und folglich in das Venturi-Rohr 11 hinein mittels des Rohrs 26 zu unterstützen. Für eine gegebene Durchflussgeschwindigkeit des Fluidstroms hängen die Durchflussgeschwindigkeit des ersten Stroms und die Durchflussgeschwindigkeit des zweiten Stroms (d. h. der Teil, der durch die Öffnungen 27 fließt) von der relativen Querschnittsfläche der Öffnungen 27 verglichen mit der Querschnittsfläche des Venturi-Rohrs 11 und von dem innerhalb des Venturi-Rohrs 11 erzeugten Gegendruck ab. Wenn die Fluiddurchflussgeschwindigkeit zunimmt, nimmt der resultierende Gegendruck innerhalb des Venturi-Rohrs 11 zu, wodurch zwangsläufig ein größeres Verhältnis des Fluidstroms durch die Öffnungen 27 fließt (d. h. die Durchflussgeschwindigkeit des zweiten Stroms vergrößert) und nicht die Durchflussgeschwindigkeit durch das Venturi-Rohr 11 vergrößert wird. Daher ermöglicht die vorliegende Erfindung, obwohl ein irgendein gegebenes Venturi-Rohr nur für einen schmalen Bereich von Durchflussgeschwindigkeit wirkungsvoll arbeiten kann, einen Betrieb des Venturi-Rohrs über einen größeren Bereich von Fluidstrom-Durchflussgeschwindigkeiten als es mit dem Venturi-Rohr allein möglich wäre, indem die Durchflussgeschwindigkeit des ersten Stroms über den größeren Bereich hinweg relativ konstant gehalten wird.
Wenn die Durchflussgeschwindigkeit des Fluidstroms annähernd konstant ist, kann die Größe der Öffnungen 27 vorherbestimmt werden, um eine gewünschte Durchflussgeschwindigkeit durch das Venturi-Rohr 11 zu erzeugen.
Wenn jedoch die Durchflussgeschwindigkeit des Fluidstroms veränderlich ist, wird vorzugsweise ein optionales Einstellmittel 12 hinzugefügt, um die wirksame Querschnittsfläche der Öffnungen 27 (im Verhältnis zur Querschnittsfläche des Venturi-Rohrs 11) einzustellen. In der in 1 und 2 gezeigten bevorzugten Ausführungsform wird diese Einstellung durch Drehen der Scheibe 30 vorgenommen, wobei die axiale Ausrichtung der Öffnungen 31 und 27 geändert wird, wodurch das Ausmaß eingestellt wird, in dem die Öffnungen 27 durch die Scheibe 30 blockiert werden, wie vorher erörtert. Diese Einstellungen ändern die relative Querschnittsfläche der Öffnungen 27 im Verhältnis zur Querschnittsfläche des Venturi-Rohrs. Dies ändert dementsprechend die relativen Verhältnisse der ersten und zweiten Ströme für irgendeine konstante Durchflussgeschwindigkeit des Fluiddurchflusses. Daher kann für eine irgendeine gegebene Durchflussgeschwindigkeit, für einen gegebenen Satz von Fluiden, die Durchflussgeschwindigkeit des ersten Stroms und daher die Ansauggeschwindigkeit eingestellt werden, indem die Scheibe 30 passend gedreht wird. Weiterhin kann diese Ansauggeschwindigkeit mittels eines am Rohr 17 angeordneten Messgeräts (nicht gezeigt) überwacht werden, ohne Sichtzugang zum Inneren der Leitung und ohne die Venturi-Rohr-Baugruppe innerhalb der Leitung zu öffnen.
Bei manchen Anwendungen (zum Beispiel in Fällen von hohem Gegendruck stromabwärts des Venturi-Rohrs) ist es wünschenswert, die Durchflussgeschwindigkeit durch das Venturi-Rohr zu vergrößern. Folglich liefert ein weiterer Aspekt der Erfindung ein optionales Mittel zum Vermindern des Drucks an der Venturi-Rohr-Auslassöffnung durch Beschränkung des Durchflusses des zweiten Stroms in der Nähe der Venturi-Rohr-Auslassöffnung. Dies bewirkt eine Zunahme des Druckabfalls am Venturi-Rohr, so dass seine Ansauggeschwindigkeit vergrößert wird. Ein bevorzugtes Mittel zum Vermindern des Drucks an der Venturi-Rohr-Auslassöffnung ist in 1 und 2 als der optionale Durchflussteiler 15 gezeigt, der an der Auslassöffnung des Venturi-Rohrs befestigt ist. Der Durchflussteiler 15 verengt die wirksame Größe der Leitung 20 in der Nähe der Venturi-Rohr-Auslassöffnung. Der zweite Strom wird daher durch die Lücke zwischen dem Teiler 15 und der Leitung 20 gezwungen. Dies vergrößert die Durchflussgeschwindigkeit des zweiten Stroms, wenn der zweite Strom durch die Lücke zwischen dem Teiler 15 und der Leitung 20 fließt, so dass die Saugwirkung am Auslassende des Venturi-Rohrs vergrößert wird. Der Durchflussteiler 15 ist vorzugsweise kegelförmig, um den Widerstand auf den Fluidstrom zu vermindern. Man kann auch andere Mittel zum Vermindern der wirksamen Größe der Leitung in der Nähe der Venturi-Rohr-Auslassöffnung verwenden. Zum Beispiel kann man einen Ring verwenden, der sich vom Innenumfang der Leitung aus radial nach innen erstreckt (nicht gezeigt).
Ein zu der rotierenden Scheibe 30 alternativer, nicht gezeigter Einstellmechanismus ist ein Blockiermechanismus zum Blockieren der Öffnungen 27, der sich axial auf die Scheibe 24 zu oder davon weg bewegt. In dieser Ausführungsform wird nicht der Einstellmechanismus gedreht, sondern wird die wirksame Größe der Öffnungen 27 (im Verhältnis zum Durchmesser des Venturi-Rohrs 11) eingestellt, indem eine Reihe von Blockierelementen (für jede Öffnung 27 eines) von den Öffnungen 27 weg oder näher darauf zu bewegt werden. Jedes Blockierelement kann zum Beispiel kegelförmig und so bemessen sein, dass es jede Öffnung 27 vollständig versperrt, wenn es vollständig in die Öffnung 27 eingeführt ist, und die Öffnung 27 teilweise versperrt, wenn es teilweise zurückgezogen ist. Jedes Blockierelement kann konventionell zum Beispiel durch eine Speiche an einer zentralen Nabe befestigt sein, wie in 8 und 9 dargestellt. Die Nabe kann dann axial bewegt werden, um die Lücke zwischen den Blockierelementen und den Öffnungen und somit die wirksame Größe des zweiten Durchgangsorgans, durch das der zweite Strom fließen kann, zu verändern.
4 und 5 stellen eine weitere Ausführungsform der Erfindung dar, wobei der in 1 und 2 gezeigten Ausführungsform ein automatisches Einstellmittel zum Regeln der Durchflussgeschwindigkeit des zweiten Stroms hinzugefügt ist, das auf Änderungen der Fluiddurchflussgeschwindigkeit reagiert. In der in 4 und 5 gezeigten Ausführungsform ist dieses Regulierungsmittel, allgemein bei 100 gezeigt, zum Gebrauch in Verbindung mit der von Hand drehbaren Scheibe 30 von 1 und 2 dargestellt. Man beachte, dass das Regulierungsmittel 100 auch ohne die Scheibe 30 verwendet werden kann. 4 und 5 zeigen im wesentlichen dieselbe Vorrichtung wie in 1 und 2 gezeigt, wobei die entsprechenden Teile mit denselben Nummern wie diejenigen von 1 und 2 beschriftet sind, mit Ausnahme einer Änderung an der Gewinde- und Schulteranordnung am Rohr 26, die Hinzufügung des automatischen Einstellmittels 100 und das Weglassen der Klemmmutter 13.
Ein Blockierring 60 ist für axiale Bewegung auf die Scheibe 30 zu und davon weg auf dem Rohr 26 montiert. Eine Schraubenfeder 70 und eine Klemmmutter 80 sind auf dem Rohr 26 montiert, wobei die Klemmmutter 80 an einer Rohrschulter 50 anliegt. Eine zweite, an der Klemmmutter 80 anliegende Klemmmutter 304 verhindert, dass sich das Venturi-Rohr 11 dreht. Die Feder 70, die durch die Klemmmutter 80 an Ort und Stelle gehalten wird, spannt den Blockierring 60 gegen die Scheibe 30 vor, so dass der Ring 60 die Öffnungen 31 blockiert. Der Druck des Fluidstroms innerhalb der Leitung 20 übt eine Kraft auf den Blockierring 60 gegen die Vorspannung der Feder 70 aus. Wenn der Druck zunimmt, nimmt auch die Kraft zu. Bei niedrigen Durchflussgeschwindigkeiten spannt daher die Feder 70 den Blockierring gegen die Scheibe 30 vor, wobei die Öffnungen 31 blockiert werden, so dass der Großteil des Stroms (oder der ganze Strom, wenn der Blockierring 60 die Öffnungen 31 vollständig versperrt) in das Venturi-Rohr getrieben wird. Wenn die Durchflussgeschwin digkeit des Stroms zunimmt, bewegt die resultierende Druckzunahme, die auf den Blockierring 60 wirkt, den Blockierring 60 gegen die Vorspannung der Feder 70 von den Öffnungen 31 weg, so dass Fluid durch die Öffnungen 31 fließen kann. Wenn daher der Druck zunimmt, nimmt das Verhältnis des durch die Öffnungen 31 fließenden Fluidstroms zu, bis sich der Blockierring 60 so weit vom Ring 30 weg bewegt hat, dass er dem Strom keinen wesentlichen Widerstand bietet.
In dieser Ausführungsform wird die Scheibe 30 gedreht, um die anfänglich wirksamen Größen der Öffnungen einzustellen, durch die der zweite Strom fließen kann. Der Blockierring 60 regelt dann den tatsächlichen Durchfluss durch die Öffnungen, ermöglicht vermehrten Durchfluss durch die Öffnungen, wenn die Durchflussgeschwindigkeit (und der resultierende Fluiddruck) zunimmt, und ermöglicht verminderten Durchfluss durch die Öffnungen, wenn die Durchflussgeschwindigkeit des Fluidstroms abnimmt. Wenn daher die Durchflussgeschwindigkeit zunimmt, bleibt der durch das Venturi-Rohr fließende Teil des Fluidstroms konstant, jedoch nimmt der zweite Strom zu. Wird die Scheibe 30 nicht verwendet, so wird der Blockierring 60 gegen die Scheibe 24 vorgespannt, um den Durchfluss durch die Öffnungen 27 zu regeln. Weiterhin kann die Feder 70 durch alternative Regulierungsmittel ersetzt werden.
Ein alternatives Regulierungsmittel, das den Blockierring 60 von 4 und 5 ersetzt, ist in 6, 7, 8 und 9 allgemein bei 200 gezeigt. Dieses alternative Regulierungsmittel 200 weist eine Reihe von Blockierelementen 220 auf, die bemessen und geformt sind, die Öffnungen 31 oder alternativ die Öffnungen 27, wenn die Scheibe 30 nicht verwendet wird, zu blockieren. Diese Blockierelemente werden von Speichen 215 gestützt, die sich von einer Nabe 210 aus radial nach außen erstrecken. Die Blockierelemente 220 werden durch ein elastisches Organ wie z. B. eine Schraubenfeder 70, wie in 6 und 7 gezeigt, elastisch gegen die Öffnungen 31 vorgespannt.
In dieser Ausführungsform ist ein Mittel erforderlich, um die Ausrichtung der Blockierelemente 220 auf die Öffnungen 31 aufrechtzuerhalten, wenn die Scheibe 30 gedreht wird. Wie man in 6 und 7 erkennt, ist die Scheibe 30 mit einer axial verlaufenden Hülse 330 versehen, die das Rohr 26 umgibt. Wie in 8 gezeigt, erstreckt sich ein Keil 205 von der Nabe 210 aus radial nach innen, für axiale Gleitbewegung innerhalb einer Keilnut 206 (wie in 7 gezeigt) der Hülse 330. Daher kann sich die Nabe 210 axial entlang der Hülse 330 bewegen, jedoch verhindert der Keil 205 innerhalb der Keilnut 206 eine Drehung der Nabe 210 in Bezug auf die Scheibe 30. Im Betrieb arbeitet das Regulierungsmittel 200 auf dieselbe Weise wie der Blockierring 60 in 4 und 5, ermöglicht aber leichteren Durchfluss des zweiten Stroms, sobald der Druck des Fluidstroms das Regulierungsmittel 200 von der Scheibe 30 weg bewegt hat. Alternativ kann die Nabe 210 an Ort und Stelle fixiert sein, wobei die Speichen 215 länger sind als gezeigt und aus einem genügend elastischen Material aufgebaut sind, um als ein Lebendgelenk zu wirken, wobei die Elastizität der Speichen 215 die Blockierelemente 220 vorspannt, um die Öffnungen 31 zu blockieren.
10, 11 und 12 zeigen eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform weist ein Venturi-Stützkörper, allgemein bei 400 gezeigt, eine Fluidstrom-Einlassöffnung 405 mit einem Durchmesser ungefähr gleich dem Durchmesser des Fluidzufuhr-Zuflussrohrs (nicht gezeigt) auf, wobei der Venturi-Stützkörper 400 mittels einer Standard-Presspassung unter Verwendung von Gewinden 410 abnehmbar und abdichtbar mit dem Fluidzufuhr-Zuflussrohr verbunden ist. Man kann irgendein geeignetes Mittel zum Befestigen des Venturi-Stützkörpers 400 in einer abdichtenden Beziehung mit dem Fluidzufuhr-Zuflussrohr verwenden. Zum Beispiel kann die Basis 415 des Venturi-Stützkörpers 400 eine konzentrische Rille aufweisen, die für Aufnahme eines O-Rings bemessen ist, der gegen eine geeignete Stirnfläche des Fluidzufuhr-Zuflussrohrs abdichtet (nicht gezeigt).
In der in 10 und 11 gezeigten bevorzugten Ausführungsform weist der Venturi-Stützkörper 400 eine Stirnfläche 420 auf, die dem Fluidstrom zugewandt ist und vorzugsweise konkav ist. Vorzugsweise liegt zentral innerhalb der Stirnfläche 420 eine Öffnung 425, deren Durchmesser ungefähr 0,001'' kleiner als der Einlassdurchmesser der Integral-Venturi-Vorrichtung 430 ist, zu der sie führt, was in einer Schulter 433 resultiert. Wie in 10 und 11 gezeigt, ist an der Schulter 433 beginnend die Integral-Venturi-Vorrichtung 430 an der Eintrittsstelle der Ansaugeinlassöffnung 440 und eine kurze Strecke weit über die Ansaugeinlassöffnung 440 hinaus zylindrisch und danach kegelstumpfförmig. Die Stirnfläche 420 weist außerdem Öffnungen 435 auf, die es dem Fluidstrom ermöglichen, durch den Venturi-Stützkörper 400 hindurchzugehen. Die Stirnfläche 420 dient dazu, den Fluidstrom zu versperren, so dass der ganze Durchfluss durch die Öffnungen 425 oder 435 hindurchgehen muss. In der gezeigten bevorzugten Ausführungsform sind die Öffnungen 435 kreisförmige Löcher durch den Venturi-Stützkörper 400 hindurch, die in einem kreisförmigen Muster rund um die Öffnung 425 angeordnet sind. Die Öffnungen 435 können in Form, Größe und Orientierung variieren. In der gezeigten bevorzugten Ausführungsform ist die Ansaugeinlassöffnung 440 für Aufnahme eines Ansaugrohrs 445 mittels einer Gewindeverbindung bemessen.
Der Venturi-Stützkörper 400 ist abdichtbar und abnehmbar mit der Leitung 500 verbunden. In der gezeigten bevorzugten Ausführungsform weist das abdichtbare, reversible Verbindungsmittel ein passendes Linksgewinde 450 auf dem Venturi-Stützkörper 400 und der Leitung 500 und eine Schulter 455 im Venturi-Stützkörper 400 auf, die einen O-Ring (nicht gezeigt) stützen kann, auf dem das Ende der Leitung 500 abdichtend lastet, wenn es gegen die Schulter 455 gezogen wird. Man kann irgendein geeignetes Abdichtmittel verwenden; zum Beispiel kann die Schulter 455 selbst als die Dichtfläche dienen, auf der das Einlassende 505 der Leitung 500 lasten kann, wenn die Leitung 500 auf den Venturi-Stützkörper 400 geschraubt ist. Das Gewinde 530 ermöglicht es, die Leitung 500 mittels einer Standard-Presspassung abdichtbar und abnehmbar mit dem Fluidzufuhr-Abflussrohr (nicht gezeigt) zu verbinden. Man kann irgendein Mittel zum Befestigen der Leitung 500 in einer abdichtenden Beziehung mit dem Fluidzufuhr-Abflussrohr verwenden. Zu diesem Zweck wird zum Beispiel das Auslassende 540 der Leitung 500 so bemessen, dass es zum Durchmesser des Fluidzufuhr-Abflussrohrs passt und eine konzentrische Rille aufweist, die für Aufnahme eines O-Rings (nicht gezeigt) bemessen ist, der gegen eine geeignete Fläche des Fluidzufuhr-Abflussrohrs abdichtet (nicht gezeigt). Die Fluidstrom-Auslassöffnung 520 der Leitung 500 hat einen Durchmesser, der in der gezeigten bevorzugten Ausführungsform größer ist als der Durchmesser der Fluidstrom-Einlassöffnung 405 des Venturi-Stützkörpers 400.
Die Schulter 510 der Leitung 500 lastet auf einem Venturi-Rohr 600, das wiederum in eng passende Flächen des Venturi-Stützkörpers 400 passt. In der gezeigten bevorzugten Ausführungsform weist das Venturi-Rohr 600 Strömungsrichtungsgeber 605 auf, die in Bezug auf die Richtung des zweiten Stroms (d. h. den durch die Öffnungen 435 fließenden Teil des Fluidstroms) winklig sind. Ein Einstellmittel 650 weist eine Scheibe 655 und eine Schraubenfeder 660 auf.
Die bevorzugte Ausführungsform von 10 ist in 11 zusammengebaut gezeigt. Der Venturi-Stützkörper 400 und die Leitung 500 sind mittels Linksgewinden 450 abdichtend zusammengezogen gezeigt. Die Schulter 510 treibt das Venturi-Rohr 600 in den Venturi-Stützkörper 400, so dass das Venturi-Rohr 600 eine Verlängerung der Integral-Venturi-Vorrichtung 430 bildet. Es ist nicht notwendig, dass das Venturi-Rohr 600 genau mit dem Venturi-Stützkörper 400 zusammenpasst, wie in 11 gezeigt; zum Beispiel, wenn ein O-Ring zwischen die Schulter 455 des Venturi-Stützkörpers 400 und das Einlassende 505 der Leitung 500 gelegt wird, um eine Abdichtung zu bewirken (nicht gezeigt), gibt es eine Lücke zwischen den Passflächen des Venturi-Stützkörpers 400 und des Venturi-Rohrs 600, die gleich groß ist wie der Durchmesser des zusammengepressten O-Rings, und so eine Lücke behindert den gewünschten Venturi-Effekt nicht. Die Schraubenfeder 660 spannt die Scheibe 655 gegen die Öffnungen 435 des Venturi-Stützkörpers 400 vor und spannt gleichzeitig das Venturi-Rohr 600 gegen die Schulter 510 der Leitung 500 vor.
Im Betrieb tritt der Fluidstrom aus dem Fluidzufuhr-Zuflussrohr in die Fluidstrom-Einlassöffnung 405 ein und wird durch die Stirnfläche 420 in die Öffnungen 425 und 435 umgeleitet. Die bevorzugte Konkavität der Stirnfläche 420 unterstützt das Trichtern eines Teils des Fluidstroms (d. h. des ersten Stroms) durch die Öffnung 425 hindurch und in die Venturi-Vorrichtung hinein, die durch die Integral-Venturi-Vorrichtung 430 und das Venturi-Rohr 600 gebildet wird. Bei einer gegebenen Fluidstrom-Durchflussgeschwindigkeit ist die Durchflussgeschwindigkeit des ersten Stroms und die Durchflussgeschwindigkeit des zweiten Stroms (d. h. die Durchflussgeschwindigkeit des durch die Öffnungen 435 fließenden Teils des Fluidstroms) eine Funktion des Verhältnisses zwischen der Gesamtquerschnittsfläche der Öffnungen 435 und der Querschnittsfläche der Öffnung 425 und dem innerhalb des Venturi-Rohrs erzeugten Gegendruck. Diese Werte werden typischerweise gewählt, um ein gewünschtes (vorzugsweise ein relativ konstantes) Ausmaß an Venturi-Zug oder -Saugwirkung über den erwarteten Betriebsbereich von Fluidstrom-Durchflussgeschwindigkeiten für das System zu erzielen.
In der Praxis wird die Querschnittsfläche der Öffnung 425 typischerweise gewählt, um den gewünschten Venturi-Zug am unteren Ende des Betriebsbereichs zu erzielen. Bei niedrigen Fluidstrom-Durchflussgeschwindigkeiten wird die Scheibe 655 durch die Schraubenfeder 660 gegen die Öffnungen 435 vorgespannt, mit dem Resultat, dass die Öffnungen 435 versperrt werden und im wesentlichen der ganze Fluidstrom durch die Öffnung 425 hindurchgeht. Wenn die Fluiddurchflussgeschwindigkeit zunimmt, treibt die Zunahme des Gegendrucks innerhalb des Venturi-Rohrs ein zunehmendes Verhältnis des Fluidstroms durch die Öffnungen 435, die fortschreitend geöffnet werden, wenn die Kraft des zweiten Stroms die von der Schraubenfeder 600 herrührende Vorspannung der Scheibe 655 gegen die Öffnungen 435 überwindet. Das Einstellmittel 650 bewirkt dann, dass eine relativ konstante Fluiddurchflussgeschwindigkeit des ersten Stroms über einen Bereich von Durchflussgeschwindigkeiten des zweiten Stroms aufrechterhalten wird. Ist daher der Bereich der Fluiddurchflussgeschwindigkeiten für ein gegebenes System bekannt, können die Kenngrößen der Schraubenfeder 660 so gewählt werden, dass das Einstellmittel 650 über diesen Bereich eine annehmbare Durchflussgeschwindigkeit des ersten Stroms durch das Venturi-Rohr erzeugt.
In der gezeigten Ausführungsform ist das Verhältnis der Querschnittsfläche der Öffnung 425 zur Gesamtquerschnittsfläche der Öffnungen 435 ungefähr 1 : 2, und es wird typischerweise so gewählt, dass die Durchflussgeschwindigkeit des ersten Stroms und die Durchflussgeschwindigkeit des zweiten Stroms über den Betriebsbereich im wesentlichen gleich sind.
Wie oben beschrieben, ist es häufig erwünscht, die Durchflussgeschwindigkeit durch das Venturi-Rohr zu erhöhen. In der in 10 bis 12 gezeigten bevorzugten Ausführungsform wird der Druck an der Venturi-Rohr-Auslassöffnung aufgrund des Umstandes vermindert, dass der Durchmesser der Fluidstrom-Auslassöffnung 520 größer als der Durchmesser der Fluidstrom-Einlassöffnung 405 ist. Eine Vergrößerung des Durchmessers der Fluidstrom-Auslassöffnung 520 über den Durchmesser der Fluidstrom-Einlassöffnung 405 erzeugt zwar eine vergrößerte Durchflussgeschwindigkeit durch das Venturi-Rohr, es wird aber bevorzugt, dass die Vergrößerung des Rohrdurchmessers zwischen ungefähr 25% und ungefähr 75%, noch mehr bevorzugt zwischen ungefähr 35% und ungefähr 65% und noch mehr bevorzugt ungefähr 50% beträgt. Die Länge des vergrößerten Rohrdurchmessers, gemessen von der Auslassöffnung des Venturi-Rohrs 600 (was in der gezeigten Ausfüh rungsform dem Ort der Schulter 510 entspricht) sollte minimal zwischen ungefähr 1 und ungefähr 4 Rohrdurchmessern, vorzugsweise zwischen ungefähr 2 und ungefähr 3 Rohrdurchmessern betragen. Größere Längen gehen natürlich auch.
Wie in 12 gezeigt, weist das Venturi-Rohr 600 Strömungsrichtungsgeber 605 auf, die in einem Winkel zu der Richtung des zweiten Stroms orientiert sind, wenn er aus den Öffnungen 435 herauskommt und durch die Scheibe 655 hindurchgeht. Wenn der zweite Strom durch die Strömungsrichtungsgeber 605 hindurchgeht, wird in dem Teil der Leitung 500 mit der Fluidstrom-Auslassöffnung 520 eine Wirbelbewegung erzeugt. Der Winkel, in den die Strömungsrichtungsgeber 605 die Richtung des zweiten Stroms schneiden, kann über einen weiten Bereich variiert werden, zum Beispiel zwischen ungefähr 5° und ungefähr 95°, vorzugsweise zwischen ungefähr 10° und ungefähr 90°, noch mehr bevorzugt zwischen ungefähr 15° und ungefähr 85°, noch mehr bevorzugt zwischen ungefähr 20° und ungefähr 80°, noch mehr bevorzugt zwischen ungefähr 25° und ungefähr 75°, noch mehr bevorzugt zwischen ungefähr 30° und ungefähr 70° oder zwischen ungefähr 35° und ungefähr 65° oder zwischen ungefähr 40° und ungefähr 60°, am meisten bevorzugt zwischen ungefähr 45° und ungefähr 55°, um eine zufriedenstellende Wirbelbewegung zu erzielen. In der gezeigten Ausführungsform beträgt der Winkel der Strömungsrichtungsgeber 605 ungefähr 45°. In der Praxis kann sich die von den Strömungsrichtungsgebern 605 im zweiten Strom ausgebildete Wirbelbewegung eine beträchtliche Strecke weit über das Auslassende 540 hinaus in das Fluidzufuhr-Abflussrohr (nicht gezeigt) hinein erstrecken.
Diese induzierte Wirbelbewegung erzeugt eine überraschende Vergrößerung des Venturi-Effekts und vermindert den Gegendruck bei irgendeiner gegebenen Fluiddurchflussgeschwindigkeit, und sie trägt zu dem unerwarteten und überraschend weiten Betriebsbereich der gezeigten Ausführungsform bei. Die Wirbelbewegung trägt außerdem zu einer verbesserten Vermischung des ersten Stroms mit dem zweiten Strom bei, wenn der erste Strom aus der Auslassöffnung des Venturi-Rohrs 600 herauskommt. Die Ausbildung einer optimalen Wirbelbewegung hängt von einer Anzahl von Faktoren ab, einschließlich des Winkels und der Querschnittsfläche der Strömungsrichtungsgeber und der Vergrößerung des Durchmessers der Fluidstrom-Auslassöffnung 520 über den Durchmesser der Fluidstrom-Einlassöffnung 405.
In der in 12 gezeigten Ausführungsform sind die Strömungsrichtungsgeber 605 eine Reihe von radialen Rippen, die in einem Winkel von ungefähr 45% zur Richtung des zweiten Stroms, wenn er aus den Öffnungen 435 herauskommt, ausgebildet sind und in einem kreisförmigen Muster rund um die Auslassöffnung des Venturi-Rohrs 600 angeordnet sind. Die Größe und Form der Strömungsrichtungsgeber 605 kann variiert werden. Die Gesamtquerschnittsfläche der Strömungsrichtungsgeber 605 kann kleiner, größer oder gleich groß sein wie diejenige der Öffnungen 435. Die Wahl der Strömungsrichtungsgebergröße und -form, aber insbesondere die Größe, beeinflusst die Kenngrößen der im zweiten Strom, wenn er aus den Öffnungen 435 herauskommt, induzierten Wirbelbewegung. Vorzugsweise ist die Gesamtquerschnittsfläche der Strömungsrichtungsgeber 605 nicht größer wie diejenige der Öffnungen 435; noch mehr bevorzugt ist die Gesamtquerschnittsfläche der Strömungsrichtungsgeber 605 gleich groß wie oder am meisten bevorzugt etwas kleiner wie diejenige der Öffnungen 435. Die Strömungsrichtungsgeber 605 können kreisförmige winklige Löcher aufweisen. Alternativ können die Strömungsrichtungsgeber 605 die Form der in dem Schnittbild in 12 gezeigten radialen Rippen annehmen, die sich die ganze Strecke bis zur Innenwand der Leitung 500 erstrecken und direkt auf der Schulter 510 aufliegen, so dass die Außenwand der Strömungsrichtungsgeber 605 wirksam durch die Innenwand der Leitung 500 ausgebildet wird, statt ein einstückiges Teil des Venturi-Rohrs 600 zu sein, wie in 12 gezeigt.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist auf eine Ansaugeinlassöffnung gerichtet, die an ihrem Schnittpunkt mit dem Venturi-Rohr einen Durchmesser hat, der so gewählt wird, dass hohe Durchflussgeschwindigkeiten erzielt werden, wenn das zweite Fluid in das erste Fluid eingeleitet wird. Vorzugsweise wird der Innendurchmesser der Ansaugeinlassöffnung so gewählt, dass über mindestens einen Teil des Betriebsbereichs von Fluiddurchflussgeschwindigkeiten für ein gegebenes System Schall-, Unterschall- oder Überschall-Durchflussgeschwindigkeiten erzielt werden.
Die Wahl des Innendurchmessers der Ansaugeinlassöffnung wird in Abhängigkeit von den Fluiddurchflussgeschwindigkeiten variiert, für die ein gegebenes System ausgelegt ist, um eine gewünschte Durchflussgeschwindigkeit der Einleitung des zweiten Fluides über den Betriebsbereich zu erzielen. Die Durchflussgeschwindigkeit, mit der das zweite Fluid in das erste Fluid eingeleitet wird, beeinflusst das Ausmaß, in dem das zweite Fluid (sowohl das erste als auch das zweite Fluid kann ein Gas oder eine Flüssigkeit aufweisen) in das erste Fluid eingegliedert wird, und kann dann variiert werden, um einen gewünschtes Ausmaß an Eingliederung zu erzielen.
Zum Beispiel, wenn das erste Fluid eine Flüssigkeit wie z. B. Wasser ist und das zweite Fluid ein Gas wie z. B. Ozon ist, können die Wahl des Innendurchmessers der Ansaugeinlassöffnung und außerdem andere Variablen der Gestaltung der Vorrichtung wie hierin beschrieben so festgelegt werden, dass die Eingliederung von Ozon in das Wasser maximiert wird, wodurch nicht eingegliedertes Ozonabgas minimiert wird. Ähnlich, wenn ein gelöster Stoff in das erste Fluid eingeleitet werden soll, variiert die Wahl der Strömungsgeschwindigkeit und somit des Innendurchmessers der Ansaugeinlassöffnung in Abhängigkeit von der Natur und den Eigenschaften des gelösten Stoffs. Daher können weniger lösliche gelöste Stoffe höhere Durchflussgeschwindigkeiten erfordern, um in einer gewünschten Konzentration in ein erstes Fluid eingegliedert zu werden.
In der in 10 bis 12 gezeigten bevorzugten Ausführungsform weist der Venturi-Rohr-Stützkörper 400 eine einstückige Ansaugeinlassöffnung 440 auf. Da die Ansaugeinlassöffnung 440 ein einstückiges Teil des Venturi-Rohr-Stützkörpers 400 ist, kommt sie mit dem zweiten Fluidstrom nicht in Kontakt. In der gezeigten Ausführungsform ist die Ansaugein lassöffnung 440 so ausgebildet, dass die Schulter 433 ununterbrochen ist; es wird auch bevorzugt, die Ansaugeinlassöffnung 440 vollständig durch den Venturi-Rohr-Stützkörper 400 hindurch auszubilden, so dass die Schulter 433 unterbrochen ist (nicht gezeigt). Die Ansaugeinlassöffnung 440 ist bemessen, das Ansaugrohr 445 mittels einer Gewindeverbindung aufzunehmen. Das Ansaugrohr 445, das austauschbar ist, wird aus einem Material mit ausreichender Zugfestigkeit hergestellt, um den Kräften standzuhalten, die im Betrieb auf die Ansaugspitze 448 ausgeübt werden, wo sie in die Integral-Venturi-Vorrichtung 430 eintritt; ein bevorzugtes Material mit passenden Eigenschaften für diesen Zweck ist Edelstahl. Es wird bevorzugt, dass die Ansaugspitze 448 eine darin ausgebildete leicht kegelförmige Vertiefung aufweist, wie gezeigt, und dass sie im Betrieb etwas unterhalb der Oberfläche der Integral-Venturi-Vorrichtung 430 liegt. Ist das zweite Fluid Ozongas, so wird das Ansaugrohr 445 vorzugsweise aus 316-Edelstahl hergestellt. Man erkennt, dass das Ansaugrohr 445 der gezeigten Ausführungsform leicht und wirtschaftlich ausgetauscht werden kann, sollte es verschlissen sein oder um die Vorrichtung für ein spezielles erstes Fluid, zweites Fluid oder beide zu optimieren.
Der Innendurchmesser des Ansaugrohrs 445 kann variiert werden, wie hierin beschrieben. In der gezeigten Ausführungsform beträgt der Innendurchmesser des Ansaugrohrs 445 ungefähr 0,25'' am Einlassende und wird auf ungefähr 0,046'' an der Ansaugspitze 448 vermindert. Die gezeigte Ausführungsform war ausgelegt für beständigen Zug zwischen ungefähr 15 Kubikfuß/Std. und ungefähr 17 Kubikfuß/Std. bei Durchflussgeschwindigkeiten des ersten Fluides von 40 Gallonen/Min. oder mehr. Es hat sich gezeigt, dass man innerhalb dieser Spezifikationen mit 120 Gallonen/Min. großen Durchflussgeschwindigkeiten des ersten Fluides ziehen kann, was einen überraschend weiten Betriebsbereich von mindestens 80 Gallonen/Min. liefert. Auf Basis der Ergebnisse der bis jetzt durchgeführten Tests wird erwartet, dass diese Ausführungsform innerhalb dieser Spezifikationen auch noch mit Durchflussgeschwindigkeiten des ersten Fluides von mehr als 120 Gallonen/Min. zieht. Weiterhin hat die gezeigte Ausführungsform bewiesen, in der Nähe der Spezifikationen mit 35 Gallonen/Min. kleinen Durchflussgeschwindigkeiten des ersten Fluides zu ziehen und auch noch mit 18 bis 20 Gallonen/Min. kleinen Durchflussgeschwindigkeiten des ersten Fluides zu ziehen. Die gezeigte Ausführungsform hat einen Durchmesser der Fluidstrom-Einlassöffnung 405 von ungefähr 2,0'', einen Durchmesser der Fluidstrom-Auslassöffnung 510 von ungefähr 2,5'' und einen Durchmesser der Öffnung 425 von ungefähr 0,625''.
Die in 10 bis 12 gezeigte bevorzugte Ausführungsform eignet sich besonders gut zum Einleiten eines zweiten Fluides, das Ozongas aufweist, in ein erstes Fluid, das Wasser aufweist. Im Betrieb dieser Ausführungsform wurde unerwartete und überraschend starke Eingliederung von Ozon in Wasser beobachtet. Und ohne an eine bestimmte Theorie gebunden zu sein wollen, wird geglaubt, dass die im Betrieb dieser Ausführungsform an der Ansaugspitze 448 erzielten Durchflussgeschwindigkeiten eine chemische Änderung im Ozon bewirken, wenn es in das Wasser eingegliedert wird, was möglicherweise die Umwandlung von Ozon in Hydroxylradikale einschließt. Diese Ausführungsform ist besonders nützlich für die Reinigung von Wasser durch Ozon.
Die obigen Ausführungsformen können für Fluide verwendet werden, die bei einer konventionellen Venturi-Vorrichtung verwendet werden können. Wie in der Technik bekannt ist, müssen die Fluide so viskos sein, dass sie angesaugt werden. Zum Beispiel kann die Erfindung als Ozonisierer zum Einleiten von Ozon in Wasser verwendet werden. Vorzugsweise werden die verschiedenen Teile der oben erwähnten Ausführungsformen durch Spritzgießen eines geeigneten Thermoplastkunststoffs ausgebildet, der in Bezug auf die verwendeten Fluide chemisch inert ist. Die oben beschriebenen Ausführungsformen sind für Einbau in vorhandene Leitungen ausgelegt. Um so einen Einbau zu erleichtern, kann die Vorrichtung in einem Schnitt einer Leitung vorinstalliert werden, wobei der genannte Schnitt der Leitung nachfolgend in eine vorhandene Leitung eingesetzt wird.
Man erkennt, dass man viele weitere Änderungen an den Ausführungsbeispielen vornehmen kann, die in den Schutzbereich der Erfindung fallen, und all diese Änderungen sollen durch die beigefügten Ansprüche abgedeckt sein.

Claims

Vorrichtung zur Anwendung innerhalb einer Leitung (20) für einen Fluidstrom, welche aufweist: ein Venturi-Rohr (11) mit einer Einlassöffnung (25), einer Ansaugeinlassöffnung (18) und einer Auslassöffnung; ein Stützmittel (10) zum Stützen des Venturi-Rohrs innerhalb der Leitung auf eine Weise, dass das Venturi-Rohr axial in der Richtung des Fluidstroms ausgerichtet ist; und ein Fluidstromsteuerorgan (24), das ein erstes Durchgangsorgan (25), damit ein erster Strom fließen kann, und ein zweites Durchgangsorgan (27), damit ein zweiter Strom fließen kann, aufweist; dadurch gekennzeichnet, dass das Fluidstromsteuerorgan dazu dient, den Fluidstrom in einen ersten Strom zu unterteilen, der durch das Venturi-Rohr fließt, und in einen zweiten Strom, der axial rund um das Venturi-Rohr fließt; wobei die Vorrichtung weiters aufweist: ein Wirbelinduktionsorgan (605) im zweiten Durchgangsorgan, um eine axial symmetrische Wirbelbewegung im Fluidstrom zu induzieren.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Wirbel an oder in der Nähe der Auslassöffnung induziert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Wirbelinduktionsorgan ein oder mehrere Strömungsrichtungsgeber (605) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der eine oder die mehreren Strömungsrichtungsgeber (605) in einem Winkel zur Richtung des Fluidstroms ausgerichtet ist bzw. sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Winkel des einen oder der mehreren Strömungsrichtungsgeber (605) zwischen etwa 5° und etwa 95° liegt; und wobei vorzugsweise der Winkel des einen oder der mehreren Strömungsrichtungsgeber (605) zwischen etwa 10° und etwa 90° liegt; und wobei vorzugsweise der Winkel des einen oder der mehreren Strömungsrichtungsgeber (605) zwischen etwa 15° und etwa 85° liegt; und wobei vorzugsweise der Winkel des einen oder der mehreren Strömungsrichtungsgeber (605) zwischen etwa 20° und etwa 80° liegt; und wobei vorzugsweise der Winkel des einen oder der mehreren Strömungsrichtungsgeber (605) zwischen etwa 25° und etwa 75° liegt; und wobei vorzugsweise der Winkel des einen oder der mehreren Strömungsrichtungsgeber (605) zwischen etwa 30° und etwa 70° liegt; und wobei vorzugsweise der Winkel des einen oder der mehreren Strömungsrichtungsgeber (605) zwischen etwa 35° und etwa 65° liegt; und wobei vorzugsweise der Winkel des einen oder der mehreren Strömungsrichtungsgeber (605) zwischen etwa 40° und etwa 60° liegt; und wobei vorzugsweise der Winkel des einen oder der mehreren Strömungsrichtungsgeber (605) zwischen etwa 45° und etwa 55° liegt; und wobei vorzugsweise der Winkel des einen oder mehreren Strömungsrichtungsgeber (605) etwa 45° trägt.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der eine oder die mehreren Strömungsrichtungsgeber (605) eine oder mehrere radiale Rippen aufweisen, wie dies in 12 dargestellt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, welche weiters ein Fluidstromsteuerorgan zur Unterteilung des Fluidstroms in einen ersten Strom, der durch das Venturi-Rohr fließt, und einen zweiten Strom, der rund um das Venturi-Rohr fließt, aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei das Fluidstromsteuerorgan ein erstes Durchgangsorgan durch das Venturi-Stützmittel, damit der erste Strom fließen kann; und ein zweites Durchgangsorgan durch das Venturi-Stützmittel, damit der zweite Strom fließen kann, aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei das erste Durchgangsorgan mindestens eine erste Öffnung (25) durch das Stützmittel hindurch aufweist, und wobei das zweite Durchgangsorgan mindestens eine zweite Öffnung (27) durch das Stützmittel hindurch aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Querschnittsfläche des einen oder der mehreren Strömungsrichtungsgeber (605) gleich wie oder kleiner als die Querschnittsfläche der mindestens einen zweiten Öffnung (27) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei das Verhältnis zwischen der Querschnittsfläche der mindestens einen ersten Öffnung und der Querschnittsfläche der mindestens zweiten Öffnung 1 : 2 ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Durchmesser der Leitung an der Auslassöffnung des Venturi-Rohrs größer ist als der Durchmesser der Röhre an der Einlassöffnung des Venturi-Rohrs.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Durchmesser der Leitung an der Auslassöffnung des Venturi-Rohrs um zwischen etwa 25% und etwa 75% größer ist als der Durchmesser der Röhre an der Einlassöffnung des Venturi-Rohrs.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Durchmesser der Leitung an der Auslassöffnung des Venturi-Rohrs um zwischen etwa 35% und etwa 65% größer ist als der Durchmesser der Röhre an der Einlassöffnung des Venturi-Rohrs.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Durchmesser der Leitung an der Auslassöffnung des Venturi-Rohrs um etwa 50% größer ist als der Durchmesser der Leitung an der Einlassöffnung des Venturi-Rohrs.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12, 13, 14, oder 15, wobei der Durchmesser der Leitung an der Auslassöffnung des Venturi-Rohrs größer ist als der Durchmesser der Leitung an der Einlassöffnung des Venturi-Rohrs über einen Abstand, der nicht geringer ist als zwischen etwa 1 und etwa 4 Rohrdurchmessern über die Auslassöffnung des Venturi-Rohrs hinaus.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei der Durchmesser der Leitung an der Auslassöffnung des Venturi-Rohrs größer ist als der Durchmesser der Leitung an der Einlassöffnung des Venturi-Rohrs über einen Abstand, der nicht kleiner ist als zwischen etwa 2 und etwa 3 Rohrdurchmessern über die Auslassöffnung des Venturi-Rohrs hinaus.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Scheibe (24) innerhalb der Leitung gegeneinander abdichtend angeordnet ist, wobei die Scheibe eine erste Öffnung (25) besitzt, welche in Kommunikation mit der Venturi-Einlassöffnung steht, und eine Vielzahl an zweiten Öffnungen (27) besitzt, welche nicht in Kommunikation mit der Venturi-Einlassöffnung stehen, wobei die zweiten Öffnungen kreisförmig rund um die erste Öffnung angeordnet sind, wobei die Scheibe eine konkave Fläche (23) besitzt, welche den Fluidstrom in einen ersten Strom unterteilt, der durch die erste Öffnung fließt, und in einen zweiten Strom, der durch die zweiten Öffnungen fließt.
Vorrichtung nach Anspruch 18, welche weiters ein Einengungsorgan zur Verringerung des Drucks an der Auslassöffnung des Venturi-Rohrs durch Beschränkung des Durchflusses des Fluidstroms aufweist, der rund um das Venturi-Rohr durch die zweiten Öffnungen in der Nähe der Auslassöffnung des Venturi-Rohrs geflossen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 18, welche weiters ein Einstellmittel (12) zum Einstellen der Durchflussgeschwindigkeit des zweiten Stroms aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 20, welche weiters ein erstes Verriegelungsmittel (301), um eine Drehung der Scheibe innerhalb der Röhre zu verhindern, und ein zweites Verriegelungsmittel (300), um eine stromabwärts gerichtete Bewegung der Scheibe innerhalb der Röhre zu verhindern, aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Stützmittel weiters am Fluideintrittsende eine konkave Stirnfläche (23) aufweist, die dazu dient, einen eintretenden Fluidstrom zu einer zentralen Öffnung (25) und durch diese hindurch in ein Venturi-Rohr (11) zu leiten, welches teilweise einstückig mit dem Venturi-Stützkörper ausgebildet und teilweise ein separates Rohr ist, das in enger Anlage an eine Passfläche am Venturi-Stützkörper gehalten wird, wobei das separate Venturi-Rohr weiters ein oder mehrere Strömungsrichtungsgeber aufweist, die eine Ausbildung eines Wirbels in einem Abschnitt des Fluidstroms bewirken, der durch eine Reihe von Öffnungen (27) geteilt wird, welche die zentrale Öffnung (25) umgeben, und zwar als Funktion des zunehmenden Gegendrucks innerhalb des Venturi-Rohrs, und wobei der Durchmesser des Fluidstromauslassrohrs größer ist als der Durchmesser des Fluidstromeinlassrohrs über eine Distanz, die nicht kleiner ist als zwischen etwa 2 und etwa 3 Auslassrohrdurchmesser, beginnend an der Auslassöffnung des Venturi-Rohrs.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Stützmittel aufweist: eine Fluidstromeinlassöffnung mit einem Durchmesser, der ungefähr gleich groß ist wie der Durchmesser des Fluidstromeintrittsrohrs, wobei der Venturi-Stützkörper abnehmbar und abdichtend mit dem Fluidstromeintrittsrohr verbunden ist; eine konkave Stirnfläche (23), die zum Fluidstrom gerichtet ist und eine zentrale Öffnung (25) aufweist, wobei die zentrale Öffnung einen Durchmesser besitzt, der ungefähr 0,100'' kleiner ist als der Einlassdurchmesser eines einstückigen Venturi-Rohrs (11), zu welchem die zentrale Öffnung führt; und radiale Öffnungen (27) aufweist, durch welche der Fluidstrom durch den Venturi-Stützkörper hindurch treten kann; wobei der Venturi-Stützkörper abdichtend und abnehmbar mit einer Leitung verbunden ist, wobei die Leitung einen Durchmesser besitzt, der größer ist als der Durchmesser der Fluideinlassöffnung; wobei der Venturi-Stützkörper das Venturi-Rohr abnehmbar stützt, wobei die Störungsrichtungsgeber (605) am Venturi-Rohr im Hinblick auf die Richtung des Abschnitts des Fluidstroms abgewinkelt sind, der durch die radialen Öffnungen fließt; und wobei der Venturi-Stützkörper weiters ein Einstellmittel (12) aufweist, das eine Scheibe (30) enthält, die gegen die radialen Öffnungen durch eine Schraubenfeder (70) vorgespannt ist, wobei die Schraubenfeder auch das Venturi-Rohr gegen eine Schulter an der Leitung vorspannt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Stützmittel (10) eine Platte aufweist, welche innerhalb der Leitung abdichtend angeordnet ist, wobei das Fluidstromsteuermittel aufweist: ein erstes Durchgangsorgan durch die Platte, damit der erste Strom fließen kann; und ein zweites Durchgangsorgan durch die Platte, damit der zweite Strom fließen kann; ein Einstellmittel (12) zum Einstellen der Fließgeschwindigkeit des zweiten Stroms; ein Einengungsorgan zum Verringern des Drucks an der Auslassöffnung des Venturi-Rohrs durch Beschränkung des Durchflusses des zweiten Stroms in der Nähe der Auslassöffnung des Venturi-Rohrs; wobei das Einengungsorgan einen konisch geformten Durchflussteiler (15) aufweist, der an der Auslassöffnung des Venturi-Rohrs befestigt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Stützmittel (10) eine Platte aufweist, die innerhalb der Leitung abdichtend angeordnet ist, wobei das Fluidstromsteuermittel aufweist: ein erstes Durchgangsorgan durch die Platte, damit der erste Strom fließen kann; und ein zweites Durhgangsorgan durch die Platte, damit der zweite Strom fließen kann; ein Einstellmittel zum Einstellen der Fließgeschwindigkeit des zweiten Stroms; wobei das zweite Durchgangsorgan mindestens eine Öffnung durch die Platte aufweist und das Einstellmittel aufweist: eine zweite Platte, die relativ zur ersten Platte drehbar ist, wobei die zweite Platte mindestens eine Öffnung besitzt, die axial zu der mindestens einen Öffnung der ersten Platte ausgerichtet ist; und ein Mittel zum Drehen der zweiten Platte, um das Ausmaß zu verändern, in dem die mindestens eine Öffnung der zweiten Platte axial zu der mindestens einen Öffnung der ersten Platte ausgerichtet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 25, wobei das Einstellmittel weiters ein Regulierungsmittel (100) aufweist, welches auf Änderungen der Fließgeschwindigkeit reagiert, um den Durchfluss durch die mindestens eine Öffnung der zweiten Platte zu regeln, damit der Strom durch die mindestens eine Öffnung zunehmen kann, wenn die Fließgeschwindigkeit des Fluidstroms ansteigt, und abnehmen kann, wenn die Fließgeschwindigkeit des Fluidstroms abnimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 26, wobei das Regulierungsmittel aufweist: ein Blockierungsmittel zum Blockieren der mindestens einen Öffnung der zweiten Platte; ein elastisches Organ (70) zum Vorspannen des Blockierungsmittels gegen die mindestens eine Öffnung der zweiten Platte.
Vorrichtung nach Anspruch 27, wobei das Stützmittel weiters ein Rohr (26) aufweist, das sich axial stromabwärts von der ersten Platte erstreckt, wobei das Venturi-Rohr axial vom Rohr gehalten wird, wobei das Rohr einen Kanal vom ersten Durchgangsorgan zur Venturi-Einlassöffnung bildet; wobei die zweite Platte (20) am Rohr gelagert ist; und wobei das Blockierungsmittel einen Blockierring (60) aufweist, der am Rohr zwischen der zweiten Platte und dem Venturi-Rohr befestigt ist, um eine axiale Gleitbewegung am Rohr zur zweiten Platte hin und von dieser weg durchführen zu können.
Vorrichtung nach Anspruch 27, wobei das Stützmittel weiters ein Rohr (26) aufweist, das sich axial stromabwärts von der ersten Platte erstreckt, wobei das Venturi-Rohr axial vom Rohr gestützt wird, wobei das Rohr einen Kanal vom ersten Durchgangsorgan zur Venturi-Einlassöffnung bildet; wobei die zweite Platte am Rohr gelagert ist; und wobei das Blockierungsmittel eine Anzahl von Blockiereinrichtungen (220) umfasst, welche der Anzahl an Öffnungen in der zweiten Platte entspricht, wobei Größe und Form jeder Blockiervorrichtung so ausgelegt sind, dass jeweils eine Öffnung blockiert wird, wobei jede Blockiervorrichtung von einer Speiche (215) gehalten wird, die sich radial von einer Nabe (210) weg erstreckt, und ein Mittel (70) zur Befestigung der Nabe am Rohr vorgesehen ist, damit eine axiale Bewegung der Nabe ermöglicht wird, aber eine Drehung der Nabe relativ zur zweiten Platte verhindert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Stützmittel (10) eine Platte aufweist, die innerhalb der Leitung abdichtend dazu angeordnet ist, wobei das Fluidstromsteuerorgan aufweist: ein erstes Durchgangsorgan durch die Platte, damit der erste Strom fließen kann; und ein zweites Durchgangsorgan durch die Platte, damit der zweite Strom fließen kann; ein Einstellmittel (12) zum Einstellen der Fließgeschwindigkeit des zweiten Stroms; wobei das Einstellmittel ein Regulierungsmittel (100) umfasst, welches auf Änderungen der Fließgeschwindigkeit reagiert, um den Durchfluss durch das zweite Durchgangsorgan zu regeln, damit der Strom durch das zweite Durchgangsorgan zunehmen kann, wenn sich die Fließgeschwindigkeit des Fluidstroms erhöht, und abnehmen kann, wenn sich die Fließgeschwindigkeit des Fluidstroms verringert; wobei das Regulierungsmittel (200) aufweist: ein Blockierungsmittel zum Blockieren des zweiten Durchgangsorgans; ein elastisches Organ (70) zum Vorspannen des Blockierungsmittels gegen die zweite Durchtrittsöffnung; wobei das Stützmittel weiters ein Rohr aufweist, das sich axial stromabwärts von der ersten Platte erstreckt, wobei das Venturi-Rohr axial durch das Rohr gehalten ist, wobei das Rohr einen Kanal vom ersten Durchgangskanal zur Venturi-Einlassöffnung bildet; und wobei das Blockierungsmittel einen Blockierring (60) aufweist, der am Rohr zwischen der Platte und dem Venturi-Rohr befestigt ist, um eine axiale Gleitbewegung am Rohr zur Platte hin und von der Platte weg durchführen zu können.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Stützmittel (10) eine Platte aufweist, die innerhalb der Leitung abdichtend dazu angeordnet ist, wobei das Fluidstromsteuerorgan umfasst: ein erstes Durchgangsorgan durch die Platte, damit der erste Strom fließen kann; und ein zweites Durchgangsorgan durch die Platte, damit der zweite Strom fließen kann; ein Einstellmittel (12) zum Einstellen der Fließgeschwindigkeit des zweiten Stroms; wobei das Einstellmittel ein Regulierungsmittel (100) umfasst, welches auf Änderungen der Fließgeschwindigkeit reagiert, um den Durchfluss durch das zweite Durchgangsorgan zu regeln, damit der Strom durch das zweite Durchgangsorgan zunehmen kann, wenn sich die Fließgeschwindigkeit des Fluidstroms erhöht, und abnehmen kann, wenn sich die Fließgeschwindigkeit des Fluidstroms verringert; wobei das Regulierungsmittel (200) aufweist: ein Blockierungsmittel zum Blockieren des zweiten Durchgangsorgans; ein elastisches Organ (70) zum Vorspannen des Blockierungsmittels gegen die zweite Durchtrittsöffnung; wobei das zweite Durchgangsorgan mindestens eine Öffnung durch die Platte aufweist; wobei das Stützmittel weiters ein Rohr aufweist, das sich axial stromabwärts von der ersten Platte erstreckt, wobei das Venturi-Rohr axial vom Rohr gehalten wird, wobei das Rohr einen Kanal vom ersten Durchgangsorgan zur Venturi-Einlassöffnung bildet; und wobei das Blockierungsmittel eine Anzahl von Blockiervorrichtungen (220) umfasst, welche der Anzahl an Öffnungen im zweiten Durchgangsorgan entspricht, wobei Größe und Form jeder Blockiervorrichtung so ausgelegt sind, dass jeweils eine Öffnung blockiert wird, wobei jede Blockiervorrichtung von einer Speiche (215) gehalten wird, die sich radial von einer Nabe (210) weg erstreckt, wobei die Nabe am Rohr zwischen der Platte und dem Venturi-Rohr befestigt ist, damit eine axiale Gleitbewegung am Rohr zur Platte hin und von der Platte weg ermöglicht wird.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Stützmittel eine Platte aufweist, die innerhalb der Röhre abdichtend angeordnet ist, wobei das Fluidstromsteuerorgan aufweist: ein erstes Durchgangsorgan durch die Platte, damit der erste Strom fließen kann; und ein zweites Durchgangsorgan durch die Platte, damit der zweite Strom fließen kann.
Vorrichtung nach Anspruch 32, welche weiters ein Einstellmittel zum Einstellen der Fließgeschwindigkeit des zweiten Stroms aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 33, welche weiten ein Einengungsorgan zum Verringern des Drucks an der Auslassöffnung des Venturi-Rohrs durch Beschränkung des Durchflusses des zweiten Stroms in der Nähe der Auslassöffnung des Venturi-Rohrs aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 33 oder Anspruch 34, wobei das zweite Durchgangsorgan mindestens eine Öffnung durch die Platte aufweist und das Einstellmittel ein Mittel zum Verändern der Querschnittsfläche der mindestens einen Öffnung durch verstellbare Blockierung der mindestens einen Öffnung aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 33, wobei das Einstellmittel ein Regulierungsmittel aufweist; welches auf Änderungen der Fließgeschwindigkeit anspricht, um den Durchfluss durch das zweite Durchgangsorgan zu regeln, damit der Strom durch das zweite Durchgangsorgan zunehmen kann, wenn die Fließgeschwindigkeit des Fluidstroms ansteigt, und abnehmen kann, wenn die Fließgeschwindigkeit des Fluidstroms abnimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 36, wobei das Regulierungsmittel aufweist: ein Blockierungsmittel zum Blockieren des zweiten Durchgangsorgans; und ein elastisches Organ (70) zum Vorspannen des Blockierungsmittels gegen das zweite Durchgangsorgan.