PL216052B1 - Stożkowy regulator przepływu cieczy - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest stożkowy regulator przepływu cieczy, znajdujący zastosowanie w inżynierii i ochronie środowiska wszędzie tam. gdzie występuje potrzeba ograniczania natężenia przepływu cieczy, zwłaszcza w systemach wodociągowych i kanalizacyjnych.

Tradycyjne urządzenia dławiące, takie jak rury o małych średnicach, kryzy, zwężki, zasuwy czy zawory, umożliwiają stosunkowo łatwą i tanią kontrolę parametrów przepływu w systemach wodociągowych i kanalizacyjnych, jednak kosztem najczęściej zmniejszenia przekroju poprzecznego przewodu, na którym są zamontowane. Dodatkowo, ruchome części mechaniczne obniżają niezawodność takich urządzeń. W rezultacie, wymagany do zdławienia objętości przepływu cieczy, czynny przekrój przepływowy takich regulatorów może powodować ich zatykanie, szczególnie w przypadku cieczy zanieczyszczonych, np. ścieków.

Znane są z literatury technicznej i stosowane hydrodynamiczne regulatory wirowe, o zasadzie działania opartej na dławieniu miejscowym. W tym ważną grupę stanowią regulatory stożkowe. Opisany w amerykańskim patencie nr US 4 206 783, regulator stożkowy ma pojedynczą komorę wirową i wyposażony jest w jeden lub dwa styczne do tworzącej stożka króćce dopływowe i otwór odpływowy w dnie stożka, które mają różne średnice. Natomiast stożkowy regulator wirowy opisany w patencie nr US 4889166 jest wyposażony również w pojedynczą komorę lecz zasilaną poprzez pojedynczy otwór trapezowy wycięty w płaszczu stożka z kierownicą na dopływie oraz z odpływem bezpośrednio do rurociągu. W regulatorze opisanym w patencie nr US 5052442 pojedyncza stożkowa komora wirowa zasilana jest poprzez pojedynczy króciec o przekroju kołowym umieszczony w dnie stożka oraz ma pojedynczy otwór odpływowy.

Stożkowy regulator przepływu cieczy według wynalazku, zawierający króciec dopływowy i otwór odpływowy oraz stożkową komorę wirową, wyposażony jest w stożkową pokrywę. Stożkowa pokrywa, przystosowana do rozłącznego zespalania z korpusem komory wirowej, w zależności od przeznaczenia jest wklęsła lub wypukła, a wysokość stożka pokrywy wklęsłej uzależniona jest od wysokości komory wirowej i nie może być większa od wysokości komory wirowej. W wariancie rozwiązania regulator ma dodatkową cylindryczną komorę wejściową, wyposażoną w króciec dopływowy, usytuowaną pomiędzy stożkową komorą wirową a pokrywą.

Korzystnie stożkowa pokrywa wyposażona jest w kołnierz z uszczelką do łączenia z korpusem komory przy pomocy połączeń śrubowych, a króciec dopływowy ma kształt kołowy lub prostokątny.

Stożkowa pokrywa przeznaczona jest do dyskretnego zwiększania lub zmniejszania całkowitego oporu hydraulicznego regulatora wirowego. Stożkowa pokrywa rozłącznie zespalana z korpusem komory, dostosowana jest do szybkiej wymiany na pokrywę o wymaganym kształcie stożka w zależności od oczekiwanej przepustowości regulatora. Dzięki zastosowaniu wymiennej pokrywy w regulatorze, modyfikacja parametrów pracy urządzenia, nawet po jego zamontowaniu w systemie stała się możliwa i prosta w obsłudze.

Stożkowy regulator przepływu cieczy według wynalazku cechuje prosta budowa oraz wysoka efektywność dławienia przepływu. Zasadniczą jego zaletą jest możliwość sterowania charakterystyką dławienia. Regulator przeznaczony jest do ograniczania przepływu cieczy w szczególności ścieków w obiektach kanalizacyjnych, a także do regulowania przepływu wody w obiektach wodociągowych oraz hydrotechnicznych.

Przedmiot wynalazku został uwidoczniony w przykładach realizacji na rysunku, na którym fig. 1a przedstawia regulator z pokrywą wklęsłą zasilany króćcem o przekroju kołowym - w widoku z boku, a fig. 1b - regulator z pokrywą wklęsłą zasilany króćcem o przekroju prostokątnym - w widoku z boku, fig. 2 - regulator z pokrywą wypukłą w widoku z boku, fig. 3 - regulator stożkowy wyposażony w cylindryczną komorę wejściową z pokrywą wypukłą.

P r z y k ł a d I

Stożkowy regulator przepływu cieczy zawiera stożkową komorę wirową 1, zaopatrzoną w króciec dopływowy 2, usytuowany stycznie do ścian komory wirowej 1 oraz w otwór odpływowy 3, usytuowany centralnie w dnie stożkowej komory. Komora wirowa 1 wyposażona jest w pokrywę w kształcie stożka wklęsłego 4 o wysokości h_k, mniejszej od wysokości komory wirowej h_s. Stożkowa pokrywa 4 ma kołnierz i uszczelkę do zespalania ze stożkowym korpusem kom ory. A króciec dopływowy 2 ma przekrój kołowy.

PL 216 052 B1

P r z y k ł a d II

Regulator jak w przykładzie I, z tą różnicą, że króciec dopływowy 2 ma przekrój kwadratowy.

P r z y k ł a d III

Regulator jak w przykładzie I, z tą różnicą, że stożkowa komora wirowa 1 wyposażona jest w pokrywę w kształcie stożka wypukłego 5, o wysokości h_k i też ma kołnierz i uszczelkę do zespalania ze stożkowym korpusem komory.

P r z y k ł a d IV

Regulator jak w przykładzie I, z tą różnicą, że stożkowa komora wirowa 1 wyposażona jest w pokrywę w kształcie stożka wypukłego 5, o wysokości h_k.

P r z y k ł a d V

Regulator jak w przykładzie I, z tą różnicą, że zawiera cylindryczną komorę wejściową 6, usytuowaną pomiędzy stożkową komorą wirową (1) a pokrywą (5) w kształcie stożka wypukłego, ponadto króciec dopływowy (2) jest połączony z cylindryczną komorę wejściową 6.

Działanie regulatora z wklęsłą pokrywą polega na tym, że ciecz dopływa do regulatora przez króciec dopływowy 2, styczny do tworzącej ścian stożkowej komory wirowej 1, dzięki czemu nadawany jest jej ruch wirowy, który utrzymuje się na całej szerokości komory, aż do otworu odpływowego 3. Pokrywa wklęsła 4, pozwala na zwiększenie efektu dławienia, mierzonego wartością współczynnika oporów miejscowych (ζ), jednocześnie zmniejszając przepustowość regulatora wirowego, w porównaniu do dotychczas stosowanych regulatorów stożkowych z płaską pokrywą.

Działanie regulatora z pokrywą wypukłą polega na tym, że ciecz dopływa do regulatora przez króciec dopływowy 2, styczny do tworzącej ścian stożkowej komory wirowej 1, dzięki czemu nadawany jest jej ruch wirowy, który utrzymuje się na całej szerokości komory, aż do otworu odpływowego 3. Pokrywa wypukła 5, w kształcie stożka wypukłego, pozwala na zmniejszenie wartości współczynnika oporów miejscowych, jednocześnie zwiększając przepustowość regulatora wirowego, w porównaniu do dotychczas stosowanych regulatorów stożkowych z płaską pokrywą.

Claims (6)

1. Stożkowy regulator przepływu cieczy, zaopatrzony w stożkową komorę wirową, króciec dopływowy i otwór odpływowy, znamienny tym, że zawiera króciec dopływowy (2) i jeden otwór odpływowy (3) oraz stożkową komorę wirową (1), wyposażoną w wymienną stożkową pokrywę wklęsłą (4) lub wypukłą (5).

2. Regulator, według zastrz. 1, znamienny tym, że wysokość stożka pokrywy wklęsłej (4) nie może być większa od wysokości komory wirowej (1).

3. Regulator, według zastrz. 1, znamienny tym, że króciec dopływowy (2) ma przekrój kołowy.

4. Regulator, według zastrz. 1, znamienny tym, że króciec dopływowy (2) ma przekrój prostokątny.

5. Regulator, według zastrz. 1, znamienny tym, że ma dodatkową cylindryczną komorę wejściową (6), wyposażoną w króciec dopływowy (2), usytuowaną pomiędzy stożkową komorą wirową (1) a pokrywą (5).

6. Regulator, według zastrz. 1, znamienny tym, że stożkowa pokrywą (4 lub 5) wyposażona jest w kołnierz do łączenia z korpusem komory (1).