SE466364B - Vaetskedoseringsanordning - Google Patents

Description

466 364 10 15 20 =25 30 35 2 avsedda ytan är att låta det strömma ut intermittent.

Flödet blir då tillfälligt tillräckligt starkt för att fylla fördelningsrören helt med vatten, varvid i stort sett samma vattenmängd strömmar ut genom vart och ett av utloppshàlen. Detta kan åstadkommas t ex genom att en pump får tömma en uppsamlingsbehållare, eller genom att en uppsamlingshållare förses med en ventil, som öppnar och släpper ut vattnet när detta har stigit till en viss nivå. För en pump krävs emellertid elektriska installationer med ledningar förlagda i marken, och en pumpanordning ter sig knappast driftsäker över en tidsperiod om fler decennier. Ett ventilsystem som håller tätt och i övrigt är funktionssäkert under samma långa tid är inte heller lätt att åstadkomma.

Ett ändamål hos föreliggande uppfinning är därför att åstadkomma en vätskedoseringsanordning för ovan angivna ändamål, vilken anordning har få rörliga delar, har extremt hög driftsäkerhet och ej kräver användning av elektrisk utrustning eller elektriska anslutningar och vars funktion ej är beroende av en fullgod tätnings- funktion hos upprepat arbetande ventilorgan.

En tidigare känd vätskedoseringsanordning som upp- fyller vissa, men inte alla dessa krav, är känd från DE 121 358. Denna skrift beskriver en spolanordning innefattande en tank avsedd att upprepat vätskefyllas till en övre nivå, en flottör inrättad att stiga i tanken i takt med fyllningen och att, varje gång den övre nivån har uppnåtts, vätskefyllas helt eller delvis för att sjunka i tanken och därmed verksamgöra en tömningshävert för tömning av tanken till en undre nivå, samt en flottör- hävert med uppgift att tömma flottören, så att denna flyter igen när vätskenivån åter stiger efter avslutad tömning av tanken. I denna kända anordning är den höj- och sänkbara flottören fast förbunden med en i tömnings- häverten anordnad ventilkropp. Under fyllningen av tanken anligger denna ventilkropp tätande mot ett ventilsäte så att vattenutströmning genom häverten förhindras. 10 15 20 25 30 35 466 364 3 I slutet av fyllningen bringas flottören till anliggning mot ett övre stopp, så att den fortsatta fyllningen av tanken medför att vatten rinner över i flottören för att fylla denna. Flottören sjunker därvid, vilket i sin tur påverkar nämnda ventilkropp till att röra sig nedåt och bort från ventilsätet. Därmed öppnas och verksamgöres tömningshäverten och påbörjas tömningen av tanken.

Denna anordning, vilken för det första ej är avsedd för samma ändamål som föreliggande uppfinning, har visser- ligen få rörliga delar och har ej några elektriska kompo- nenter, men den har dock en allvarlig nackdel i det att den kräver användning av en ventilkropp och ett ventilsäte. Dessa delar torde ej fungera tillfredsstäl- lande under tidsperioder uppemot ett halvsekel. Härvid kan det också nämnas att det torde vara synnerligen besvärligt att byta dylika komponenter, då en doserings- anordning ofta är nedgrävd på ett förhållandevis stort djup.

En annan känd spolanordning beskrives i US 1 129 898.

Denna anordning arbetar i likhet med föreliggande upp- finning helt utan någon ventilkropp som måste anligga tätande mot ett ventilsäte. Denna kända anordning, vilken bygger på principen att den i tanken sjunkande flottören samtidigt sänker tömningshävertens övre "vändpunkt" ner under en i tömningshäverten inloppsskänkel uppnàdd vätskenivâ, kräver dock användning av ett speciellt vattenlås, som också torde äventyra driftsäkerheten hos anordningen under en längre tidsperiod.

US 2 468 692 beskriver en regnmätare med automatisk tömning, vilken regnmätare innehåller en vätskedoserings- anordning, innefattande en tank avsedd upprepat vätske- fyllas till en övre nivå; en flottör inrättad att stiga i tanken i takt med fyllningen och att, varje gång den övre nivån har uppnåtts, vätskefyllas helt eller delvis för att sjunka i tanken; en tömningshävert, vilken är anordnad att verksamgöras av flottören, när denna sjunker, 466 364 10 15 20 25 30 35 4 för att tömma tanken till en undre nivå; en flottören medföljande flottörhävert med uppgift att tömma flottören, så att denna flyter igen när_vätskenivån åter stiger efter avslutad tömning av tanken; och en kammare, vilken står i förbindelse med tanken för att vätskefyllas under tankens fyllning och till vilken kammare är anslutet ett inlopp hos tömningshäverten; varvid flottören är anordnad att genom sin sjunkrörelse åstadkomma en in- tryckning av vätska i inloppet hos tömningshäverten för att verksamgöra denna.

Vid anläggningar för infiltration av avloppsvatten i marken eftersträvar man en så liten skillnad som möjligt mellan högsta och lägsta vattennivàn vid doseringsanord- ningen, eftersom denna vätskenivåskillnad motsvarar det större djup till vilket de från tömningsanordningen utgående fördelningsrören måste förläggas. Om man skall få en acceptabel skillnad mellan högsta och lägsta vatten- nivå i tömningsanordningen, är det inte möjligt att använda anordningen enligt US 2 468 692, eftersom flot- törens fallsträcka då inte skulle bli tillräcklig för att verksamgöra flottörhäverten.

Enligt föreliggande uppfinning åstadkommes en vätske- doseringsanordning av det slag som är tidigare känd genom nämnda US 2 468 692 och som vidare kännetecknas av att vätskedoseringsanordningen vidare innefattar en flottören medföljande vätskeförträngningskropp, som under flottörens sjunkrörelse upptager en successivt ökande del av kammarens volym för att åstadkomma en reduktion av kammarens vätskefyllda volym, och att flot- törhäverten har en utloppsskänkel, vilken sträcker sig genom vätskeförträngningskroppen och mynnar i kammaren.

Enligt uppfinningen kan skillnaden mellan högsta och lägsta vattennivå reduceras avsevärt med bibehållande av fullgod funktion hos flottörhäverten. Detta uppnås tack vare att flottörhävertens utloppsskänkel mynnar i kammaren. När flottören sjunker och vätskeutträngnings- kroppen successivt införes i kammaren, uppstår det i 10 15 20 25 30 35 466 564 5 den senare ett förhöjt statiskt tryck jämfört med trycket i tanken i övrigt. Detta statiska tryck bidrager effektivt till att driva ut den luft som finns i flottörhäverten, så att denna kan verksamgöras även om flottörens fall- sträcka är ringa.

Kammaren kan vara bildad i tankens nedre del genom inrättande av en skiljevägg i tanken, varvid en passage- öppning för förträngningskroppen är anordnad i denna skiljevägg.

Det är även tänkbart att anordna kammaren inuti ett separat aggregat, som kan ställas pá bottnen av en befintlig tank som man önskar omvandla till en upp- finningsenlig vätskedoseringsanordning.

En tredje tänkbar variant är att använda sig av någon typ av "ballong" som vätskefylles under fyllningen av tanken och som, när flottören sjunker, pressas samman för att trycka ut vatten in i flottörens inloppsskänkel.

Denna variant torde dock vara mindre fördelaktig i drift- säkerhetshänseende.

Vid användning av en skiljevägg av ovan angivna slag kan man, för åstadkommande av nämnda förbindelse mellan kammaren och tanken, anordna ventilorgan som dels medger vätskeströmning till kammaren från tanken under den senares fyllning, dels begränsar strömning i motsatt riktning under reduktionen av kammarens vätske- fyllda volym.

Ett synnerligen driftsäkert utförande av dessa ventilorgan innefattar en eller flera i förträngnings- kroppen anordnade urtagningar, vilka är så belägna i förträngningskroppen att de i dennas helt införda läge i kammaren ligger i nivå med skiljeväggens passageöppnxng för att därvid bilda nämnda vätskeförbindelse mellan tanken och kammaren. Dessa urtagningar är således overk- samma (dvs ventilorganen är stängda) i det moment när vätskeförträngningskroppen successivt införes i kammaren för att undantränga vatten från denna in i tömnings- häverten. Urtagningarna öppnar först förbindelsen när 466 364 10 15 20 25 30 35 6 förträngningskroppen är väsentligen helt införd i kam- maren, så att när tanken åter börjar fyllas efter avslutad tömning vatten kan rinna från skiljeväggens ovansida, genom passageöppningen via nämnda urtagningar och ner i kammaren.

Dock kan det mellan förträngningskroppen och passage- öppningens periferikant, när ventilorganen är stängda, med fördel föreligga ett visst begränsat spel för för- hindrande av fastsättning av förträngningskroppen i passageöppningen.

Det är visserligen möjligt att tänka sig en variant där flottören via någon typ av länksystem eller liknande påverkar förträngningskroppen, som därvid kan bringas att röra sig i någon önskad riktning in i kammaren.

Enligt en idag föredragen utföringsvariant är förträng- ningskroppen dock fast förbunden med flottören för att medfölja denna i dess upp- och nedåtgående rörelse.

Andra fördelar och utföringsvarianter av uppfinningen kommer nu att framgå av efterföljande, detaljerade be- skrivning av uppfinningen, under hänvisning till med- följande ritningar.

Fig l och 2 visar från sidan i sektion respektive uppifrån användningen av en uppfinningsenlig vätske- doseringsanordning i en infiltrationsanläggning.

Fig 3 visar i sektion det inre hos en första utfö- ringsform av en uppfinningsenlig vätskedoseringsanordninq.

Fig 4A-4C svarar mot utföringsformen i fig 3 och visar arbetssättet hos denna.

Fig 5 visar en sektion av en flottör ingående i utföringsformen i fig 3.

Fig 6 åskådliggör schematiskt med tidsscheman a-e arbetssättet hos utföringsformen i fig 3.

Fig 7 visar en andra utföringsform av en uppfinnings- enlig vätskedoseringsanordning.

En i fig 1 och 2 visad infiltrationsanläggning är förlagd under markytan l och innefattar en s k tre- kammarbrunn 2, en doseringsanordning 3, påbyggnadsrör 10 15 20 25 30 35 466 364 7 4 (vilka medger inspektion av doseringsanordningen 2 även om den senare är förlagd till ett stort djup i marken) samt ett grenrör 5 anslutet till två fördelnings- rör 6, som på känt sätt i sin undersida har ett antal jämnt fördelade (ej visade) utloppshàl. Såsom visas schematiskt i fig 1 är fördelningsrören 6 förlagda i en bädd 7 av sand eller singel.

Doseringsanordningen 3, av vilka en första föredragen utföringsform nu skall beskrivas under hänvisning till fig 3, innafattar en tank 8 med en botten 9 och ett lock 10 med en ventilationsanordning ll. Tanken 8 är avdelad medelst en horisontell skiljevägg 12 för bildande av en kammare 13 i tankens 8 nedre del.

Tanken 8 har ett inloppsrör 14 vilket mynnar i tanken 8 ovanför skiljeväggen 12. I tanken är vidare anordnad en med 15 generellt betecknad tömningshävert med en inloppsskänkel 16, ett U-format rör 17 och en utloppsskänkel 18 ansluten till ett utloppsrörstycke 19. 20 anordnat i kammaren 13.

Såsom framgår av fig 3 är tömningshävertens l5 inlopp Kammarens 8 skiljevägg 12 har en central passage- öppning 21, som tillåter en förträngningskropp 22 att införas i varierande grad i kammaren 13. Förträngnings- kroppen 22 är väsentligen helt fylld med ett material 23 som har större densitet än den vätska som tanken 8 skall fyllas med, t ex betong. Vidare är förträng- ningskroppen 22 vid sin övre ände integrerat förbunden med en upptill öppen skålformad del 24. Denna skålformade del 24 och förträngningskroppen 22 bildar tillsammans en i tanken 8 höj- och sänkbar flottör vars flytförmåga kan varieras genom fyllning eller tömning av den skål- formade delen 24.

Rörelsen hos flottören styres i sidled dels av ett antal styrlister 25, dels av passageöppningens 21 periferikant, varvid övre stoppklackar 26 begränsar flottörens rörelse uppåt på ett sådant sätt att en styr- ning mellan förträngningskroppen 22 och passageöppningens 21 periferikant alltid föreligger. 466 364 10 15 20 25 30 35 8 I flottören är anordnad en med streckade linjer markerad flottörhävert, som är generellt betecknad med 27. Denna flottörhävert 27 har en inloppsskänkel 28 mynnande i den skålformiga delen 24, en U-formig rörkrök 29 samt en utloppsskänkel 30, som sträcker sig ner genom för- trängningskroppen 22 och mynnar nedanför denna i kammaren 13.

Såsom visas med streckade linjer i fig 3 och i fig 5, som visar flottören ensam, är i övergången mellan flottörens två delar, dvs i övergången mellan den skål- formiga delen 24 och förträngningskroppen 22, anordnat fyra i omkretsled jämt fördelade kanaler 31, vilka utgör förbindelse mellan kammaren 13 och tankens övre del när förträngningskroppen 22 är helt nerförd i kammaren 13 och den skålformiga delens 24 botten vilar mot skilje- väggens 12 ovansida, såsom är fallet i fig 3.

Vidare är förträngningskroppens 22 tvärsektion något mindre än passageöppningens 21 tvärsektion, så att ett mellanrum eller ett spel 32 föreligger mellan förträngningskroppen 22 och passageöppningens 21 periferi- kant, när förträngningskroppen 22 befinner sig i ett högre läge än det i fig 3 visade. Detta förhindrar fast- sättning av flottören i passageöppningen 21.

Arbetssättet hos den i fig 3 beskrivna doserings- anordningen skall nu förklaras under hänvisning dels till fig 4A-4C, vilka i tur och ordning visar olika moment i anordningens arbetssätt, dels till tidsdiagrammen a-e i fig 6, som i tur och ordning, schematiskt åskådlig- gör tankens 8 vätskefyllnadsgrad, flottörens höjdläge, flottörens vätskefyllnadsgrad, tömningshävertens 15 funktion samt flottörhävertens 27 funktion.

Vid en tidpunkt tl ligger vätskenivån i tanken 8 på en förutbestämd undre nivå Nl, befinner sig flottören i sitt undre läge (den skålformade delens 24 botten vilar mot skiljeväggens 12 ovansida, är flottören tom och är både tömningshäverten 15 och flottörhäverten 27 overksamma. 10 15 20 25 30 35 466 564 9 Antag nu att vätska tillföres genom tankens 8 inlopps- rör 14 efter tidpunkten t1, Den i tankens övre del införda vätskan kommer då att via den av kanalerna 31 bildade förbindelsen strömma ner i kammaren 13 för att fylla denna, såsom åskådliggöres i fig 4A. Denna figur visar en fyllningsgrad som är otillräcklig för att lyfta flottören från dess nedre viloläge.

När vattennivån sedan stiger upp över skiljeväggen 12 i den övre delen av tanken 8, kommer den ej vätske- fyllda flottören att börja stiga vid en tidpunkt t2 i tanken.

I och med att flottören lyfter från skiljeväggen 12, avbrytes förbindelsen genom kanalerna 31, och vatten kan nu endast strömma via spalten 32.

Innan vätskenivån i tanken 8 har nått sin övre nivå N2 (vilket den gör vid en tidpunkt t4), kommer flottören att vid en tidpunkt t3 bringas till anliggning mot de övre stoppklackarna 26, så att flottören hindras från att fortsätta att stiga i tanken, såsom åskådliggöres i diagram 6b.

Vattennivån fortsätter efter tidpunkten t3 att stiga i tanken 8, och vid en tidpunkt t4 har nivàn i tanken stigit ända upp till skålens 24 övre kant. Detta tillstånd visas i fig 4B. Det skall speciellt noteras i fig 4B att tömningshävertens U-formiga rörkrök 17 ej är vätskefylld i detta läge.

När nu vätten fortsätter att strömma in i tanken 8 genom inloppet 14, medför detta att vattnet i stället för att stiga ytterligare i tanken 8 börjar rinna över skålens 24 övre kant ner i flottören för att vattenfylla denna. Inledningsvis kommer flottören fortfarande att flyta och anligga mot stoppklackarna 26, varvid den takt med vilken vätskenivån stiger i flottören är helt beroende av storleken på tillflödet genom inloppet 14.

Denna inledande vätskefyllning av flottören åskådliggöres i diagram 6c mellan tidpunkterna t4 och t5. Under detta 466 364 10 15 20 25 30 35 10 tidsintervall ligger vattennivån i tanken 8 således på nämnda förutbestämda, övre nivån NZ samtidigt som flottören ligger stilla i anliggning mot stoppklackarna 26.

Tömningshäverten 15 är hittills overksam utan att åstadkomma någon tömmande hävertfunktion. Även flottör- häverten 27 är hittills overksam. Detta åskádliggöres i diagram 6d respektive 6e.

Vid en tidpunkt ts har vätskenivån i flottörens skålformade del 24 stigit så mycket att flottören ej längre flyter. Flottören börjar således att sjunka, först långsamt, såsom åskádliggöres i diagram 6b, för att därefter sjunka snabbt till följd av den av sjunk- rörelsen orsakade, kraftiga vätskefyllningen av flottör- skålen 24, såsom åskádliggöres i diagram 6c.

Genom att flottören sjunker kommer vätskeförträng- ningskroppen 22 att införas i den vätskefyllda kammaren 13 för att undantränga en motsvarande vätskemängd från denna. Det från kammaren 13 undanträngda vattnet kan lämna kammaren 13 via tre vägar, nämligen genom tömnings- hävertens 15 inlopp 20, genom spalten 32 och genom flot- törhäverten 27. Hur mycket vatten som kommer att strömma i var och en av dessa vägar är beroende av arean hos varje väg. Det för funktionen viktiga är att tömnings- häverten 15 vattenfylles åtminstone förbi sin övre U- rörkrök 17 så att hävertverkan uppstår och tanken 8 börjar tömmas genom utloppsrörstycket 19. Detta åskåd- liggöres i diägram 6a och 6d efter tidpunkten t6.

Tanken 8 kommer nu att tömmas ner till en förutbestämd undre nivå Nl vid vilken tömningshäverten automatiskt overksamgöres på känt sätt. Denna tömning åskádliggöres i fig 4a. 2.. I A För att anordningen skall kunna arbeta automatiskt och upprepat måste flottören nu tömmas inför nästa fyll- ning. Detta sker automatiskt med hjälp av flottörhäverten 27. Man kan konstatera att flottörhäverten 27 vatten- fylles helt ungefär samtidigt med tömningshäverten l5, 10 15 20 25 30 466 564 ll när flottören sjunker i tanken under intervallet t5-t6.

Flottörhäverten 27 ställes därigenom i ett "beredskaps- läge" för att påbörja sin hävertfunktion så snart vätske- nivån i tanken 8 har sjunkit nedanför den skålformiga delens 24 övre kant. Detta sker vid en tidpunkt t7 i fig 6, som i diagram e åskådliggör att flottörhäverten 27 är aktiv under en tidsperiod t7-t8.

I det visade utförandet fortsätter tömningen av tanken 8 medelst tömningshäverten 15 även efter tömningen av flottören är avslutad vid t8. Vid en tidpunkt tg har tanken 8 tömts till sin nedre nivå N1, varvid situa- tionen är densamma som vid tidpunkten tl och förloppet kan upprepas.

Vad gäller tidsdiagrammen i fig 6 skall det fram- hållas att det inbördes avståndet mellan tidpunkterna tl, t2, ..., tg samt utseendet/lutningen hos kurvorna i verkligheten kan avvika från vad som visas i fig 6, vars enda syfte är att schematiskt åskådliggöra det principiella arbetssättet hos en utföringsform av upp- finningen.

I fig 7 âskådliggöres en andra utföringsform av en uppfinningsenlig vätskedoseringsanordning. varianten i fig 7 fungerar principiellt på samma sätt som varianten i fig 3, men här utgår man i stället från en befintlig tank 8 med ett inlopp 14, varvid man pá bottnen 9 hos denna tank 8 anbringar ett som en enhet utfört aggregat innefattande kammaren 13, flottörens skålformiga del 24, förträngningskroppen 22 flottörhäverten 27 och töm- ningshäverten 15. I den i fig 7 visade utföringsformen saknas kanalerna 31 och àstadkommes denna vätskeför- bindelse i stället via en eller flera öppningar 34 i den nedre delen av tömningshävertens 15 inloppsskänkel 16.

Claims (7)

466 364 10 15 20 25 30 12 PATENTKRAV

1. Vätskedoseringsanordning, innefattande en tank (8) avsedd att upprepat vätskefyllas till en övre nivå (N2); en flottör (22, 24) inrättad att stiga i tanken (8) i takt med fyllningen och att, varje gång den övre nivån (N2) har uppnåtts, vätskefyllas helt eller delvis för att sjunka i tanken (8); en tömningshävert (15), vilken är anordnad att verksamgöras av flottören (22, 24), när denna sjunker, för att tömma tanken (8) till en undre nivå (N1); en flottören (22, 24) medföljande flottörhävert (27) med uppgift att tömma flottören (22, 24), så att denna flyter igen när vätskenivån åter sti- ger efter avslutad tömning av tanken (8); och en kammare (13), vilken står i förbindelse (31; 34) med tanken (8) för att vätskefyllas under tankens fyllning och till vilken kammare (13) är anslutet ett inlopp (20) hos töm- ningshäverten (15); varvid flottören är anordnad att ge- nom sin sjunkrörelse åstadkomma en intryckning av vätska i inloppet (20) hos tömningshäverten (15) för att verk- samgöra denna, k ä n n e t e c k n a d av att vätskedo- seringsanordningen vidare innefattar en flottören med- följande vätskeförträngningskropp (22), som under flottörens sjunkrörelse upptager en successivt ökande del av kammarens (13) volym för att åstadkomma en reduk- tion av kammarens (13) vätskefyllda volym, och att flottörhäverten (27) har en utloppsskänkel (30), vilken sträcker sig genom vätskeförträngningskroppen (22) och mynnar i kammaren (13).

2. Anordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k - n a d av att kammaren (13) är bildad i tankens (8) nedre del genom inrättande av en i tanken (8) anordnad skiljevägg (12) med en passageöppning (21) för förträng- ningskroppen (22). 10 15 20 25 30 35 466 564 13

3. Anordning enligt kravet 2, k ä n n e t e c k - n a d av att det vid skiljeväggen (12), för åstadkom- mande av nämnda förbindelse mellan kammaren (13) och tanken (8), är anordnat ventilorgan (31) inrättade dels att medge vätskeströmning till kammaren (13) från tanken (8) under den senares fyllning, dels att begränsa ström- ning i motsatt riktning under reduktionen av kammarens (13) vätskefyllda volym.

4. Anordning enligt kravet 3, k ä n n e t e c k - n a d av att ventilorganen (31) innefattar en eller flera i förträngningskroppen (22) anordnade urtagningar (31), vilka är så belägna i förträngningskroppen (22) att de i dennas helt införda läge i kammaren (13) ligger i nivå med skiljeväggens (12) passageöppning för att därvid bilda nämnda vätskeförbindelse mellan kammaren (13) och tanken (8).

5. Anordning enligt kravet 4, k ä n n e t e c k - n a d av at det mellan förträngningskroppen (22) och passageöppningens (21) periferikant, när ventilorganen (31) är stängda, föreligger ett visst begränsat spel (32) för förhindrande av fastsättning av förträngnings- kroppen i passageöppningen.

6. Anordning enligt något av kraven 1-5, k ä n - n e t e c k n a d av att kombinationen av flottören (22, 24) och förträngningskroppen (22) innefattar dels en övre skålformad del (24), vilken är avsedd att upprepat vätskefyllas och tömmas, dels en vid den skålformade delens (24) botten fästad, nerskjutande undre del, vilken utgör förträngningskroppen (22) och vilken dessutom har en specifik vikt överstigande den specifika vikten hos den vätska som tanken (8) är avsedd att fyllas med. p

7. Anordning enligt kravet 6 i kombination med kra- vet 5, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda urtag- ningar (31) i förträngningskroppen (22) ansluter till 466 364 14 ett motsvarande antal spår (31) i bottnen hos nämnda skålformade del (24).