NL8000988A - Fluidum-menginrichting. - Google Patents

Description

* ‘ 1 Έ.0.28.777 ' ’

Elul dum-menginri cht ing

De uitvinding heeft betrekking op een fluidum-menginrichting en meer in het bijzonder op een fluldum-menginrichting die alleen functioneert onder invloed van de druk van een fluïdum opgewekt in de inrichting zelf waarbij de fluidum-mengverhouding op eenvoudige 5 wijze kan worden ingesteld.

In een bekende fluldum-menginrichting wordt een te mengen fluïdum door druk-genererende middelen zoals een pomp of iets dergelijks onder een hoge druk gebracht en via een instroomopening ingevoerd in een doorstroomkanaal. Een dergelijke conventionele 10 fluldum-menginrichting heeft niet alleen druk-genererende mxdelen nodig maar verder is het moeilijk om de mengverhouding te regelen en als gevolg daarvan worden de dimensies van de inrichting zelf tamelijk groot.

Een andere bekende conventionele fluldum-menginrichting past 1 5 geen druk-genererende middelen toe maar maakt gebruik van het zogenaamde venturi-effect, waarbij de druk in het doorstromingskanaal lager wordt gemaakt dan de atmosferische druk en een te mengen fluïdum door zuiging wordt ingevoerd in het doorstroomkanaal.

Dij deze conventionele inrichting treden problemen op bij de aan-20 zuiging indien de druk in het doorstroomkanaal hoger is. Als de smoorverhouding van de venturibuis relatief groot is dan kan het aanzuigen van het bij te mengen fluïdum op effectieve wijze worden uitgevoerd. In dit geval zal echter wanneer de doorstroomhoeveel-heid door de venturibuis relatief groot is ook de drukval relatief 25 groot zijn. Om dus de bekende inrichting op effectieve wijze te kunnen gebruiken moeten de optimale smoorverhouding en de afmetingen van de venturibuis in overeenstemming met de doorstroomhoeveelheid worden gewijzigd. Als de smoorverhouding van de venturibuis wordt gewijzigd in overeenstemming met de doorstroomhoeveelheid dan is 50 het optimale aanzuiggebied bij een venturibuis erg smal en wordt de aanzuigtoestand zelf instabiel terwijl verder de drukval door de venturibuis groter wordt buiten dit optimale aanzuiggebied.

Dat wil zeggen dat het gebied van de praktisch toepasbare door-stroomhoeveelheden beperkt is. Teneinde een bij te mengen fluïdum 55 onder variërende fluïdumdrukken en variërende doorstroomhoeveel-heden door middel van een venturibuis te introduceren moet een overbruggende pijpverbinding worden aangebracht bij de venturibuis 800 0 9 88 ά.

in de conventionele inrichting, waardoor het fluïdum wordt geïntroduceerd in de menginrichting met een doorstroomhoeveelheid die geschikt ia om door de venturibuis te worden aangezogen. In een dergelijke fluïdum-menginrichting moet echter een groot aantal kleppen 5 op hetzelfde moment worden geregeld om de mengtoestand te besturen en de afregeling van de doorstroomhoeveelheid en de mengverhouding is derhalve erg lastig terwijl de menginrichting zelf tamelijk gecompliceerd is. Verder is er een overbruggende pijpverbinding nodig, waardoor de afmetingen van de gehele inrichting toenemen en als ge-10 volg daarvan een grotere ruimte nodig is voor het installeren van de inrichting. Wanneer een inrichting gebaseerd op toepassing van een venturibuis en een overbruggende pijpverbinding wordt gebruikt voor het bijmengen van vloeibare kunstmest, bijvoorbeeld voor landbouwdoeleinden, dan wordt de menginrichting groter en wordt het 15 moeilijk om de inrichting te installeren en te bedrijven omdat de inrichting een grote ruimte in een plantenkas inneemt en voorzien is van een aantal kleppen.

Als resultaat van een uitgebreide bestudering van de problemen samenhangend met conventionele fluïdum-menginrichtingen levert de 20 uitvinding nu een fluïdum-menginrichting die klein is en licht van gewicht en geschikt is om een bij te mengen fluïdum door aanzuiging te introduceren in een passage binnen een brede reeks van doorstroom-hoeveelheden zelfs indien de druk in de passage hoog is terwijl de fluïdum-mengverhouding naar wens kan worden geregeld met een kleine 25 drukval en zonder dat er een overbruggende pijpverbinding nodig is.

De uitvinding verschaft daartoe een fluïdum-menginrichting voorzien van een menginrichtinglichaam met een fluïdum-instroomopening, een fluïdum-uitstroomopening en een aantal passages tussen de fluïdum-instroomopening en de fluïdum-uitstroomopening, waarbij ver-30 der een mechanisme aanwezig is in ten minste een van het aantal passages voor het naar wens wijzigen van het dwarsdoorsnedeoppervlak THi de passages en ten minste een instroomopening aanwezig is voor· het door middel van aanzuiging introduceren van een bij te mengen fluïdum in ten minste één van de andere passages.

35 De uitvinding zal in het onderstaande in detail worden be schreven aan de hand van de in de fig. weergegeven uitvoeringsvoor-beelden waartoe de uitvinding echter niet is beperkt.

Fig. 1 toont een verticale doorsnede door een fluïdum-menginrichting volgens een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding.

40 Fig. 2 toont een doorsnede volgens de lijn II-II in fig. 1.

800 0 9 88 3 *·' k

Fig. 3 toont een doorsnede volgens de lijn III - III in fig.1.

Fig. 4 toont een schematisch aanzicht van een inrichting voor het mengen van een vloeibare kunstmest voor toepassing in de landbouw uitgevoerd in overeenstemming met de uitvinding.

5 In fig. 1 is bet lichaam 1 van de menginrichting voorzien van een fluïdum-instroomopening 1a en een fluïdum-uitstroomopening 1b.

Ie passage door de menginrichting 1 is door middel van een scheidingswand 2 gescheiden in een variabel doorstroomkanaal 1c en een mengkanaal 1d. Een verticaal beweegbare klep 3 is aangebracht in 10 het variabele doorstroomkanaal 1c en de doorsnede van de doorstroom-opening van het kanaal 1c kan worden gewijzigd op de gewenste wijze door de klep 3 in ie verticale richting te bewegen.

Een instroom-opening 4 voor het inbrengen van een te mengen fluïdum in het mengkanaal 1d is aangebracht aan de zijkant van de 15 menginrichting 1 door middel van een kanaal 4a dat uitmondt in het mengkanaal 1 d.

Het via de fluïdum-instroomopening 1a ingevoerde fluïdum wordt door de scheidingswand 2 verdeeld en passeert het variabele doorstroomkanaal 1c en het mengkanaal 1d, welke kanalen worden geschei-20 den door de scheidingswand 2, en komen weer bij elkaar in de fluïdum-uitstroomopening 1b vanwaar ze uit het lichaam 1 van de menginrichting worden afgevoerd. Ie doorsnede van de doorstroomopening in het variabele kanaal 1c wordt bepaald door de verticale positie van de klep 3 die aangebracht is in het kanaal 1c, zodat de hoeveelheid fluïdum 25 die door het variabele doorstroomkanaal 1c stroomt kan worden gewijzigd met als gevolg daarvan dat ook de hoeveelheid fluïdum die door het mengkanaal 1d stroomt kan worden gewijzigd. loor de klep kan dus de doorstroomsnelheid in het mengkanaal 1d worden geregeld en daarbij ook de druk in het mengkanaal 1d worden gewijzigd. Met ande-30 re woorden de druk in het mengkanaal 1d wordt op een gewenste waarde geregeld zodanig dat een gewenst volume van het te mengen fluïdum door zuiging via de invoeropening 4a wordt ingevoerd.

Volgens de uitvinding kan de druk in het mengkanaal 1d op eenvoudige wijze worden afgeregeld op de druk die nodig is voor het 55 aanzuigen van het te mengen fluïdum door het regelen van de verticale positie van de klep 3 in het variabele stromingskanaal 1c ongeacht de hoeveelheid fluïdum die door de menginrichting stroomt en het te mengen fluïdum kan gemakkelijk door zuiging in het meng-kanaaühd worden geïntroduceerd. lat betekent dat de mengverhouding 40 van het te mengen fluidum op eenvoudige wijze kan worden geregeld 800 0 9 88 4 door alleen de in het variabele doorstroomkanaal 1c aanwezige klep 3 te bedienen.

In de fluïdum-menginrichting volgens de inrichting is verder het mengkanaal 1d waarin het te mengen fluïdum wordt ingevoerd 5 gescheiden van het variabele stromingskanaal 1c waarin de door-stroomhoeveelheid wordt geregeld zodat niet alleen de aanzuig-toestand kan worden gestabiliseerd maar tevens de mate van aanzuiging gemakkelijk binnen brede grenzen kan worden gevarieerd door het regelen van de doorstromingshoeveelheid door het variabele 10 stromingskanaal 1c. Verder kan daardoor de drukval in het terug-stroomgebied kleiner worden gemaakt.

In de fluïdum-menginrichting volgens de uitvinding kan de druk in het mengkanaal 1d op eenvoudige wijze worden geregeld en kan het te mengen fluïdum niet alleen worden ingevoerd in het meng-15 kanaal 1d door gebruik te maken van het drukverschil tussen de fluïdum-instroomopening 1a of de fluïdum-uitstroomopening 1b en het mengkanaal 1d, maar ook kan de druk in het mengkanaal 1d op een negatieve waarde worden gebracht (een lagere druk dan de atmosferische druk), zodat het te mengen fluïdum in het mengkanaal 1d kan worden 20 ingevoerd door aanzuiging alleen uitgaande van het drukverschil met de atmosferische druk zonder dat er verdere energiebronnen nodig zijn.

Verder kan het mengproces worden gerealiseerd zonder enige overbruggende pijpverbindingen in de fluïdum-menginrichting volgens 25 de uitvinding zodat de inrichting met kleinere dimensies en een lichter gewicht kan worden uitgevoerd en de installatie van de inrichting erg eenvoudig wordt.

Onder het fluïdum dat via de fluïdum-instroomopening 1a of via de instroomopening 4a in de menginrichting volgens de uitvinding 30 wordt toegevoerd kan worden verstaan een vloeistof, een gas, en een vloeistof of gas waarin fijnverdeelde vaste of vloeibare deeltjes aanwezig zijn.

In de fluïdum-menginrichting volgens de uitvinding kan met ten minste één variabel doorstroomkanaal 1c de gewenste vermenging wor-35 den bereikt maar het aantal variabele doorstroomkanalen 1c is niet beperkt, en in feite verdient een aantal van 1 tot 4 variabele doorstroomkanalen de voorkeur. Met 5 of meer variabele doorstroomkanalen kan het gewenste effect eveneens worden bereikt maar daarbij neemt wel het bedieningscomfort af.

40 Met ten minste één mengkanaal 1d en ten minste één instroom- 80 0 0 9 88 5 opening 4a kan het gewenste mengproces worden gerealiseerd maar het aantal mengkanalen 1d en instroomopeningen 4a kan op geschikte wijze worden geselecteerd afhankelijk van het aantal en de soorten fluïdum die bijgemengd moeten worden,Een hoeveelheid instroomopeningen 4a 5 kan in een enkel mengkanaal 1d worden aangebracht.

De vorm van de doorsnede van het mengkanaal 1d is niet tot een bepaalde uitvoeringsvorm beperkt maar een cirkelvormige doorsnede of een veelhoekige doorsnede als benadering van een cirkelvormige doorsnede, bijvoorbeeld een vierhoekige doorsnede verdient 10 de voorkeur voor de doorsnede van het mengkanaal.

In het bijzonder in het geval dat het bij het fluïdum gaat om een vloeistof kan met een recht buisvormig mengkanaal 1d een voldoende mengeffect worden bereikt, maar het verdient de voorkeur dat de doorsnede van het mengkanaal geleidelijk aan kleiner wordt vanaf 15 de instroomzijde van het mengkanaal totdat op een bepaalde positie in het mengkanaal een minimale doorsnede wordt bereikt ,s waarna de doorsnede geleidelijk aan groter wordt in de richting van het uit-stroomuiteinde van het mengkanaal, waarbij de sectie met minimale doorsnede bij voorkeur een over een bepaalde lengte rechte kanaal-20 sectie vormt, en de lengte van deze rechte kanaalsectie met minimale dwarsdoorsnede kleiner is dan tweemaal de diameter van een cirkel met hetzelfde oppervlak als het oppervlak van de minimale dwarsdoorsnede van het rechte gedeelte. Als de lengte van het rechte gedeelte met minimale dwarsdoorsnede groter is dan tweemaal de dia-25 meter van een cirkel met hetzelfde oppervlak als het oppervlak van de minimale dwarsdoorsnede van het rechte gedeelte dan neemt de drukval toe en neemt de mate van aanzuiging af. Het verdient de 2 voorkeur om de minimale doorsnede te kiezen tussen 5 - 100 mm 2

Onder 5 nmi is misschien het mengen nog wel mogelijk maar het aan- 2 30 zuigvolume is te klein en de drukval is te groot. Boven 100 mm wordt er geen aanzuiging bereikt als de fluïdumdoorstroomhoeveelheid te laag is.

De vorm van de doorsnede van de instroomopening 4a is niet op bepaalde wijze begrensd. Het verdient de voorkeur dat de doorsnede 35 van de instroomopening 4a gekozen wordt op 10 - 90 % van de doorsnede van het mengkanaal 1d of van de minimale doorsnede van het mengkanaal 1d indien het mengkanaal 1d is uitgevoerd met een ge-deel-rte met minimale doorsnede. Zelfs als de doorsnecle-oppervlakte van de instroomopening 4a minder bedraagt dan 10 % van de doorsnede-40 oppervlakte van het mengkanaal 1d, dan kan er aanzuiging worden be- 80 0 0 9 88 b reikt maar tiet mengvolume is kleiner en er kan geen hoge mengver-houding worden bereikt. Als het doorsnede-oppervlak van de instroom-opening 4a meer bedraagt dan 90 % van het doorsnasfe-oppervlak van het mengkanaal 1d dan staat dit gelijk met de situatie waarin het 5 doorsnede-oppervlak van het mengkanaal 1d aanzienlijk is toegenomen waarbij de doorstroomhoeveelheid in het mengkanaal 1d is verminderd en de menging door aanzuiging nauwelijks wordt bereikt.

Het variabele stromingskanaal 1c kan iedere willekeurige doorsnedevorm bezitten in zoverre dat het doorsnede-oppervlak naar 10 wens kan worden gevarieerd en het doorsnede-oppervlak van het variabele doorstroomkanaal 1c kan op iedere wijze worden gevarieerd, in zoverre dat het doorsnede-oppervlak continu of trapsgewijze naar wens kan worden gewijzigd. Er kan gebruik worden gemaakt van een schuif-afsluiterklep, een vlinderklep, een kraan, een schuifklep, 15 een naaldklep, enzovoorts of het dwarsdoorsnede-oppervlak kan worden gewijzigd bijvoorbeeld door het uitwisselen van secties met een verschillend dwarsdoorsnede-oppervlak.

De lengte van de scheidingswand voor het verdelen van de totale doorstroomopening is niet op bepaalde wijze begrensd maar het ver-20 dient de voorkeur dat de lengte kleiner is dan tweemaal de diameter van een cirkel met hetzelfde oppervlak als het doorsnede-oppervlak van de fluïdum-instroomopening 1a. Bij een lengte meer dan tweemaal de diameter zal de inrichting een voldoende effect opleveren maar de afmetingen van de inrichtingen worden groter.

25 In de fluldum-menginrichting volgens de uitvinding kan een stroomhoeveelheidsmeter zoals een stromingsmeter, of drukmeetmidde-len worden aangebracht aan het inlaatkanaal 4»zodat het aangezogen volume „.worden bepaald en de mengverhouding op eenvoudige wijze kan worden gedetecteerd en geregeld.

30 De fluldum-menginrichting volgens de uitvinding heeft een ge compliceerde vorm maar kan eenvoudig worden vervaardigd door machinale bewerkingen, gieten, spuitgieten, een matrijsvormmethode of op een andere geschikte wijze, maar met behulp van een spuit-gietproces of een matrijsvormproces kan de inrichting tegen lage 35 kosten en met goede nauwkeurigheid in massa worden vervaardigd.

De fluldum-menginrichting volgens de uitvinding kan effectief worden toegepast voor het mengen en verdunnen van vloeibare kunstmeststoffen en landbouwkundige chemicaliën, voor het mengen van een toevoegsel in een vloeibare brandstof zoals benzine, voor het mengen 40 en voorbereiden van smeerolie, voor het mengen van een toevoegsel 80 0 0 9 88 7 in een brandstofgas enzovoorts. De fluïdum-menginrichting is compact en eenvoudig af te regelen op de bedrijfsmengverhouding en zeer economisch in vergelijking tot de conventionele fluïdum-menginrich-tingen, omdat de fluïdum-menginrichting volgens de uitvinding alleen 5 functioneert op de druk die wordt opgewekt door het passerende fluïdum zonder dat er verdere druk-genererende middelen of overbruggende pijpverbindingen voor het mengen van het fluïdum nodig zijn.

Een bijzondere uitvoeringsvorm van de fluïdum-menginrichting volgens de uitvinding bestemd voor toepassing in de landbouw, zal, 10 in het onderstaande worcta beschreven waarbij wordt opgemerkt dat de uitvinding niet tot deze uitvoeringsvorm beperkt is.

Een fluïdum-menginrichting zoals getoond is in fig. 1 werd vervaardigd uit nylon volgens een normaal spuitgietproces en was bestemd als menginrichting voor vloeibare kunstmeststoffen in de 15 landbouw met een totale lengte van 200 mm. De afmetingen van de respectievelijke elementen in fig. 1 zijn samengevat in de onderstaande tabel.

Tabel 20 Elementen Afmetingen 1a diameter 50 mm 1b diameter 50 mm 1c lengte 50 mm 1d minimale diameter 6 mm 25 4a diameter 4 mm

Een schematisch aanzicht van de menginrichting voor vloeibare kunstmest is getoond in fig. 4» waarin 5 een pijpleiding is, 6 een menglichaam, 7 een handvat van een klep, 8 een stromingshoeveelheids-50 meter, 9 een vlotterelement, 10 een kraan, 11 een tank voor vloeibare kunstmest, 12 de vloeibare kunstmest, en 13 een slag voor het toevoeren van de vloeibare kunstmest door aanzuiging.

De regeling van de stromingshoeveelheid in het variabele door-stromingskanaal gebeurt met de klep en de stromingshoeveelheidsmeter 35 8 is, aangebracht om de door zuiging ingevoerde hoeveelheid vloeibare kunstmest te detecteren. De kraan 10 is aangebracht om de hoeveelheid door zuiging ingevoerde kunstmest te regelen.

Als de variabele doorstroomopening 1c geheel door de klep wordt afgesloten dan loopt er alleen water door het mengkanaal 1d en wordt 40 het aanzuigen van de vloeibare kunstmest gestart bij een waterstroom- 80 0 0 9 88 8 snelheid van 25 l/min waarbij alleen de slang 15 in de kunstmest-tank 11 wordt ingestoken en de maximale aanzuighoeveelheid van de vloeibare kunstmest is 2,5 l/min. Door het geleidelijk aan sluiten van de kraan 10 kan de aangezogen hoeveelheid worden geregeld op 5 een gewenste hoeveelheid onder de maximale aanzuighoeveelheid.

Anderzijds kan een grote hoeveelheid water door de variabele door-stroomopening passeren door het geleidelijk openen van de klep en in de compleet geopende toestand van de variabele doorstroomopening 1c bereikt het water een doorstroomhoeveelheid van 500 l/min, 10 maar de vloeibare kunstmest wordt nog steeds in het mengkanaal 1d in deze toestand geïntroduceerd waarbij een drukval optreedt van slechts 0,5 kg/cm .

Zoals uit het bovenstaande blijkt kan de vloeibare kunstmest worden geïntroduceerd in een gewenste mengverhouding binnen een 1 5 breed stromingsgebied alleen door het installeren van de meng-inrichting volgens de uitvinding in een hoofdwaterleiding, zodat dus de menginrichting volgens de uitvinding eenvoudig kan worden geïnstalleerd en bediend.

800 0 9 88

Claims (8)

9 " ’ -

1. Fluïdum-menginrichting voorzien van een lichaam, een fluïdum-ins troomopening, een fluïdum-uitstroomopening en een aantal doorstroompassages tussen de fluïdum-instroomopening en de fluïdum-5 uitstroomopening, met het kenmerk, dat in ten minste één van de genoemde passages een mechanisme is aangebracht waarmee het dwarsdoorsnede-oppervlak van de passage naar wens kan worden gewijzigd, en verder ten minste een instroomopening aanwezig is voor het door middel van aanzuiging introduceren van een bij te 10 mengen fluïdum in ten minste één van de andere passages.

2. Fluïdum-menginrichting volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de mengpassage die voorzien is van ten minste een instroomopening voor het door middel van aanzuiging introduceren van he-tjbij te mengen fluïdum dusdanig is uitgevoerd dat het door- 1. snede-oppervlak van de passage geleidelijk aan afneemt vanaf de fluïdum-instroomzijde in stroomafwaartse richting en een gebied met minimale dwarsdoorsnede bereikt op een bepaalde positie in de passage en vervolgens geleidelijk aan expandeert vanaf deze positie met minimale dwarsdoorsnede in de richting van de fluidum-uitstroom- 20 zijde, waarbij het gebied met minimale dwarsdoorsnede een oppervlak 2 heeft in de orde van 5 tot 100 mm .

3. Fluïdum-menginri chting volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat een stromingshoeveelheidsmeetinrichting is aangebracht voor het bepalen van de aanzuighoeveelheid. 25

4· Fluïdum-menginrichting volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat een schuifklep, een vlinderklep, een kraan, een schuif-afsluiterklep, of een naaldklep wordt gebruikt als mechanisme voor het wijzigen van het dwarsdoorsnede-oppervlak van de genoemde passage. 30

5· Fluïdum-menginrichting volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat het lichaam van de menginrichting wordt vervaardigd door injeotie-gieten, spuitgieten of matrijsvormen.

6. Fluïdum-menginrichting volgens conclusie 2, m e t het kenmerk, dat het dwarsdoorsnede-oppervlak van de instroom- 35 opening voor het introduceren van het bij te mengen fluïdum 10 tot 90 % bedraagt van het minimale doorsnede-oppervlak van de mengpassage.

7. Fluïdum-menginrichting volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat het fluïdum bestaat uit een vloeistof.

8. Fluïdum-menginrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de inrichting wordt toegepast voor het bijmengen van vloeibare kunstmest.