DK155769B - Anlaeg med sluttet vaeskekredsloebssektion indeholdende et venturiroer - Google Patents

Description

DK 155769 B

i

Opfindelsen angår et anlæg omfattende en sluttet væskekredsløbssektion, der har en pumpe, som er forsynet med en indløbs-og en udløbsåbning, og som holder væsken i cirkulation i kreds-5 løbssektionen, en ekspansionsbeholder, hvori væsken kan opsam les under atmosfærisk tryk samt et mellem væskekredsløbssektionen og ekspansionsbeholderen indskudt venturirør.

I alle væskekredsløbssektioner må der findes organer til at 2q kompensere for udvidelsen og sammentrækningen af væsken i kredsløbet. Som sådanne organer anvendes der traditionelt tryksatte ekspansionsbeholdere, der tilsluttes kredsløbssektionen på en sådan måde, at når væsken udvides, ledes en del af den ud i ekspansionsbeholderen, hvorved man undgår util-25 ladelige trykstigninger i kredsløbssektionen. Ekspansions- beholderen forsyner også kredsløbssektionen med væske, når væsken i sektionen afkøles, og forhindrer derved luft i at trænge ind i kredsløbet, hvorved der opretholdes en mere ensartet varmeoverføring. Til sådanne kredsløbssektioner, hvor 2ø væsken var under tryk, krævedes tidligere også ekspansions beholdere, hvor væsken var under tryk. Kravet om trykbeholdere har forøget prisen og har gjort sådanne væskekredsløbssektioner mere komplicerede og har forøget kravene til vedligeholdelse på grund af nødvendigheden af at inspicere tryk-25 beholderen og dens tilhørende dele.

Brugen af en venturi-indretning i et vandkredsløb er kendt og er specielt vist i Berman's US-patent nr. 2.265.108. I dette patent benyttes venturi-indretningen imidlertid som 3q en forbindelse mellem en ekspansionsbeholder, en varmegiver og en forsyning af tilgangsvand på en sådan måde, at tilgangsvandets passage gennem venturi-røret skaber et område med undertryk yed venturirørets hals, hvilket benyttes til at fremkalde en vandstrømning fra ekspansionsbeholderen til kreds-35 løbet. Berman benytter således venturi-indretningen som en strålepumpe for at støtte vandcirkulationen inden for kredsløbet.

DK 155769B

2

Brugen af ejektor eller strålepumpe til at cirkulere vand i et kredsløb med eller til at støtte en sådan cirkulation med er velkendt og er vist i følgende US patenter: nr. 566.904 g (Gold), 1.418.583 (Lincke), 2.404.114 (Waterman), 2.843.142 (Gardner), 3.274.065 (Kierulf og andre) og 3.730.646 (Affri og andre). Imidlertid er der ikke i nogen af disse patentskrifter nævnt, at en venturi-indretning kan anbringes mellem en åben ekspansionsbeholder og et tryksat væskekredsløb på en sådan måde, at man ved at lade væskecirkulationsorganerne føre en del af væsken igennem venturirøret kan regulere ind- og udløbet af væske mellem det tryksatte kredsløb og den åbne ekspansionsbeholder under atmosfærisk tryk.

25 Det er også kendt i et væskekredsløb at benytte en ekspansions beholder, der står i åben forbindelse med det atmosfæriske tryk, som vist i US patent nr. 3.554.441 (Malmstrom). Ekspansionsbeholderen er her forbundet med væskekredsløbet på en sådan måde, at vandet kan strømme ind i og ud af kredsløbet, 2Q afhængigt af trykforskellen mellem kredsløbet og ekspansions beholderen. Overløb fra denne ekspansionsbeholder er undgået ved at forbinde den med en anden ekspansionsbeholder, der er anbragt i lavere højde.

25 Fra US patentskrift nr. 667.559 kendes brugen af et venturi- rør i forbindelse med indføring af tilsætningsmidler til en fødeledning til en kedel. Venturirøret er her indskudt i en omløbsledning omkring pumpen i fødeledningen, således at ven-turirørets hals er forbundet med en beholder med det pågæl-3q dende tilsætningsmiddel, hvorved en delstrøm af fødevandet sendes gennem venturirøret, når pumpen kører, således at tilsætningsmidlet indsuges i fødeledningen gennem venturirøret.

Formålet med opfindelsen er at anvise et anlæg med en tryksat 35 væskekredsløbssektion, hvor den tryksatte ekspansionsbeholder er erstattet med en ekspansionsbeholder under atmosfærisk tryk, og hvor trykket i væskekredsløbssektionen reguleres ved automatisk indføring eller udtagning af væske fra sektionen.

3

DK 155769B

Anlægget ifølge opfindelsen er ejendommeligt ved, at venturi-røret er således indrettet og anbragt, at en del af væsken fra pumpeudløbet kan føres gennem venturirørets dyse, hals 5 og diffusor og returneres til kredsløbssektionen foran ind løbet til pumpen, hvorhos ekspansionsbeholderen er tilsluttet venturirøret ved dettes hals. Herved opnås en automatisk regulering af væskestrømmen mellem ekspansionsbeholderen og væskekredsløbssektionen baseret på trykket inden i væskekredsløbs-sektionen. En lille del af væskestrømmen fra pumpeudløbet cirkulerer gennem venturien og tilbage til pumpeindløbet.

Den mængde, der cirkulerer gennem venturien, er relativt lille og forstyrrer ikke den hensigtsmæssige funktion af resten af væskekredsløbet. Under normale driftsforhold har venturiens ^ hals samme tryk som ekspansionsbeholderen (plus et eventuelt hydrostatisk tryk som følge af højdeforskelle), således at der under disse forhold ingen strømning finder sted mellem ekspansionsbeholderen og kredsløbssektionen. Trykforskellen mellem væsken ved venturiens indløbsside foran dysen og ved 20 venturiens hals er fastlagt ved udformningen af venturien.

Derfor vil, hvis trykket i kredsløbet og følgelig ved venturiens indløbsside foran dysen forøges, også trykket i venturiens hals forøges, så at der opretholdes en konstant trykforskel. Når venturihalstrykket stiger over det atmosfæriske 25 tryk (plus et eventuelt hydrostatisk tryk som følge af højde forskelle mellem ekspansionsbeholderen og venturien), vil en del af væsken blive presset fra kredsløbet gennem venturi-halsen og ud i ekspansionsbeholderen, som er i åben forbindelse med det atmosfæriske tryk. Omvendt, hvis væsketrykket 30 i kredsløbet falder, falder trykket i venturihalsen også under atmosfæretrykket og tvinger derved væske til at strømme fra ekspansionsbeholderen ind i venturihalsen og videre ind i kredsløbet.

3g Det ses således, at man ved et passende valg af venturiudform- ning kan opnå et anlæg, hvor venturiens placering gør, at den virker som et simpelt og pålideligt organ til automatisk regulering af væskestrømmen mellem ekspansionsbeholderen og

DK 155769 B

4 væskekredsløbssektionen baseret på trykket inden i sektionen.

5 Fordelagtigt kan venturirøret være anbragt inden i pumpehuset, f.eks. i en kanal, der er udformet ud i ét med pumpehuset.

Ifølge opfindelsen kan anlægget yderligere omfatte afspærringsorganer til regulering af den væskemængde, der passerer 10 gennem venturirøret, hvorved man yderligere kan regulere tryk forskellen mellem kredsløbssektionen og ekspansionsbeholderen.

I den forbindelse kan afspærringsorganerne fordelagtigt være anbragt inden i et hus for venturirøret.

Opfindelsen beskrives i det følgende nærmere under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser et skematisk diagram over en væskekredsløbssektion med venturirøret ifølge opfindelsen, 20 fig. 2 en grafisk fremstilling af trykket på forskellige steder langs længdeaksen af det venturirør, der er vist i fig.

1, 25 fig. 3 et længdesnit gennem venturirøret, vist i fig. 1, og fig. 4 et delvist snit i et pumpehus med venturirøret fra fig. 3.

30 I fig. 1 er skematisk vist et diagram over en væskekredsløbs sektion med et venturirør ifølge opfindelsen. Den omfatter en pumpe eller andre cirkulationsorganer 10, der ved sin indløbsside er forbundet med en returledning 12 og ved sin udløbsside står i forbindelse med en fremløbsledning 14, samt 35 et venturirør 20, hvis indløbsside 20a er forbundet med pum pens udløbsside 14, og hvis udløbsside 20c er forbundet med pumpens indløbsside 12. Med henblik på forklaring af opfindelsen kan det antages, at væskekredsløbssektionen er et væskevarmeanlæg, hvori der benyttes vand som cirkulerende medium.

DK 155769B

5

Det skal imidlertid understreges, at denne antagelse kun er af hensyn til forklaringen, og at venturirøret ifølge opfindelsen kan benyttes i forbindelse med en hvilken som helst sluttet g væskekredsløbssektion.

Fremløbsledningen 14 overfører vand fra pumpen 10 til en kedel 16, i hvilken vandet bliver opvarmet og derefter via ledningen 18 føres til resten af sektionen, der ikke er vist, 2Q men som kan være en serie af varmeafgivende organer, der over fører varme fra væsken til et omgivende rum. Efter at have afgivet sin varme recirkuleres vandet til pumpen via returledningen 12.

^g Venturirøret 20 har et indløb 20a, en hals 20b og et udløb 20c og er forbundet med væskekredsløbssektionen 12,14,16,18 via ledninger 22 og 24 på en sådan måde, at en lille del af det vand, der forlader pumpens udløb, føres ind i indløbet 20a, medens den væske, der træder ud af udløbet 20c, vender 20 tilbage til pumpen 10 via ledningen 24. Halsen 20b er forbundet med ekspansionsbeholderen 26 via en ledning 28. Eftersom ekspansionsbeholderen 26 står i åben forbindelse med den frie atmosfæres tryk, er trykket i venturihalsen også lig med atmosfærens tryk, bortset fra et eventuelt hydrostatisk tryk 25 som følge af højdeforskelle mellem ekspansionsbeholderens og venturirørets placering, så at der under normale driftsforhold ikke finder nogen væskeoverføring sted mellem ekspansionsbeholderen og kredsløbssektionen. Udformningen af venturirøret er foretaget sådan, at der under drift er en konstant 30 trykforskel mellem væsketrykket ved indløbet 20a og væske trykket ved halsen 20b.

Trykkene ved venturirørets indløb, hals og udløb, som kaldes henholdsvis P^, P2 og P^, er vist skematisk i fig. 2. Forskellen 35 mellem trykkene P^ og P^ skyldes friktionstab, medens væsken passerer gennem venturirøret. Forskellen mellem trykket P^ og trykket P2 forbliver konstant, således, at hvis trykket P^ i kredsløbssektionen enten stiger eller falder, vil tryk-

DK 155769B

6 ket P2 i venturihalsen stige eller falde tilsvarende. Hvis trykket i væskekredsløbssektionen således stiger på grund af forøget temperatur eller forskellige andre faktorer, vil 5 trykket i venturihalsen 20b stige tilsvarende. Denne stigning i trykket P2 skaber en trykforskel mellem venturihalsen 20b og ekspansionsbeholderen 26, som forbliver under atmosfærisk tryk. Denne trykforskel forårsager, at vand føres fra kredsløbssektionen ud i ekspansionsbeholderen 26 via ledningen •j^q 28. Dette giver det nødvendige udløb fra væskekreds løbs sek tionen, der skal til for at forhindre en trykopbygning, som kan forårsage funktionsforstyrrelser og i værste fald brud på væskekredsløbssektionen.

En lignende virkning indtræffer, når trykket i væskekredsløbssektionen falder, siden det tilsvarende fald i venturi-halsens tryk P2 forårsager, at venturihalsens tryk falder under dets normale tryk i forhold til trykket i ekspansionsbeholderen 26. Vand fra ekspansionsbeholderen presses følgelig 20 ind i systemet via ledningen 28, venturirøret 20 og ledningen 24. Dette giver det automatiske tilskud af vand til væskekredsløbssektionen, der skal til for at undgå beskadigelse eller driftsforstyrrelser.

25 Venturirøret er vist i detaljer i fig. 3 og omfatter et hus 30, der har et filter 32, som er fastgjort ved husets indløbsende. Indeholdt i huset 30 findes en dyse 34 og en diffusor 36, hvor arealet mellem dysen 34 og diffusoren 36 danner halsdelen 20b i venturirøret. Halsdelen 20b står i forbindelse 3Q med ledningen 28 via et antal åbninger 38 i huset 30. Huset 30 har også to udløbsporte 40, der står i forbindelse med væskekredsløbssektionen via ledningen 24 og muliggør, at væsken kan strømme tilbage og ind i pumpeindløbet. Afspærringsorganer, der generelt er betegnet med 42, er anbragt i nærheden af 35 venturirørets udløbsende med henblik på at kontrollere mængden af væske, der strømmer gennem venturirøret. Afspærringsorganerne omfatter også to porte 43, der, når de er anbragt på linie med de to udløbsporte 40 i huset 30, tillader maksimalt gennem-

Claims (5)

45. Tætningsorganer i form af gummi "0"-ringe 46 er anbragt i forbindelse med afspærringsorganerne 42. 10 Venturirøret, der er vist i fig. 3, kan være placeret uden for væskekredsløbssektionen og være forbundet med denne via separate ledninger 22 og 24, som vist i det skematiske diagram i fig. 1, eller den kan være anbragt ud i ét med pumpehuset 15 som vist i fig. 4. I dette tilfælde er pumpehuset 47 fremstil let med en indvendig kanal 48, som ved den ene ende står i forbindelse med pumpens udløbsåbning 49, og som i eller nær ved dens modsatte ende står i forbindelse med pumpeindløbsåbningen 50. Huset 30, der indeholder de elementer, som tid-20 ligere er beskrevet med henvisning til fig. 3, er anbragt i denne kanal, og vendt i den retning, som det er vist i fig.

1. Anlæg omfattende en sluttet væskekredsløbssektion (12,14,16, 35 18), der har en pumpe (10), som er forsynet med en indløbs- og en udløbsåbning, og som holder væsken i cirkulation i kredsløbssektionen, en ekspansionsbeholder (26), hvori væsken kan opsamles under atmosfærisk tryk, samt et mellem væskekredsløbs- DK 155769B sektionen og ekspansionsbeholderen indskudt venturirør (20), kendetegnet ved, at venturirøret (20) er således indrettet og anbragt, at en del af væsken fra pumpeudløbet 5 (14) kan føres gennem venturirørets dyse (20a), hals (20b) og diffusor (20c) og returneres til kredsløbssektionen foran indløbet til pumpen (10), hvorhos ekspansionsbeholderen (26) er tilsluttet venturirøret (20) ved dettes hals (20b). 2Q

2. Anlæg ifølge krav 1, kendetegnet ved, at venturi røret (20) er anbragt inden i pumpehuset (47).

3. Anlæg ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at venturirøret er anbragt i en kanal (48), der er udformet ud i ét med pumpehuset.

4. Anlæg ifølge krav 1,2 eller 3, kendetegnet ved, at det yderligere omfatter afspærringsorganer (42) til regulering af den væskemængde, der passerer gennem venturirøret 20 (20>·

4. Denne installation giver en kompakt pumpe- og reguleringsindretning uden krav til udvendigt rørarbejde. Skønt der er vist en særlig placering af venturirøret i fig. 4, er det 25 klart, at en hvilken som helst placering, som er praktisk, og som muliggør, at venturirørets indløbsdel står i forbindelse med pumpens udløbsdel, og at venturirørets udløbsdel står i forbindelse med pumpens indløbsdel er omfattet af formålet med denne opfindelse. 30 Patentkrav.

5. Anlæg ifølge krav 4, kendetegnet ved, at afspærringsorganerne (42) er anbragt inden i et hus (30) for venturirøret (20). 25 30 35