SE469898B

SE469898B - Anordning för flödesreglering av vätska

Info

Publication number: SE469898B
Application number: SE9103615A
Authority: SE
Inventors: Mats Persson
Original assignee: Mats Persson
Priority date: 1991-12-05
Filing date: 1991-12-05
Publication date: 1993-10-04
Also published as: SE9103615D0; SE9103615L; US5462075A; WO1993011313A1; EP0616659A1

Description

469 898* 10 15 20 25 30 anordningar, vilka utnyttjar virvelkammare, har tidigare använts för flödesbegränsning. Det är också möjligt att mekaniskt reglera öppningar eller skibordsöverfall manuellt eller med hjälp av motor. Ett exakt reglerat flöde från anordningar som fungerar på detta sätt med rör- eller lucköppning eller skibordsöverfall uppnås genom att öppningens area eller skibordets höjd varieras beroende på tillflödets statiska tryckhöjd. Detta är emellertid komplicerat och kräver komplicerade styranord- ningar. Också vid virvelkamare styrs utflödet genom den statiska tryckhöjden och det är inte möjligt att hålla utflödet konstant med varierande tryckhöjd.

Ett syfte med föreliggande uppfinning är att åstad- koma en anordning vid flödesreglering, varvid flödet regleras oberoende av tryckhöjden i flödestillförande ledningar. Flödesregleringen skall ske automatiskt i beroende av en vätskenivå utan hjälp av motorer eller liknande.

Detta syfte uppnås genom att uppfinningen erhållit de i den kännetecknande delen av patentkravet 1 angivna särdragen.

Ytterligare fördelar uppnås med de vidareutveck- lingar av uppfinningen som definieras i de osjälvständiga patentkraven.

Uppfinningen skall nn närmare beskrivas med hjälp av utföringsexempel under hänvisning till bifogade rit- ningar, på vilka FIG. 1 är en sidovy delvis i tvärsektion av anord- ningen enligt uppfinningen, FIG. 2 är en tvärsektionsvy från linjen II-II i FIG. 1, FIG. 3 är en tvärsektionsvy från linjen III-III i FIG. 1, 10 15 20 25 30 35 469 898 FIG. 4 är en sidovy delvis i sektion av anordningen enligt uppfinningen vid något förhöjd vattennivå i för- hållande till FIG. 1-3, _ FIG. 5 är en tvärsektionsvy från linjen V-V i FIG. 4: FIG. 6 är en tvärsektionsvy från linjen VI-VI i FIG. 4, FIG. 7 är en sidovy delvis i sektion av anordningen enligt uppfinningen med maximalt höjd vattennivå, FIG. 8 är en tvärsektionsvy från linjen VIII-VIII i FIG. 7, FIG. 9 är en tvärsektionsvy från linjen IX-IX i FIG. 10 är en förenklad sidovy av ett alternativt utförande enligt uppfinningen vid låg vattennivå, FIG. 11 är en förenklad tvärsektionsvy från linjen XI-XI I FIG. 10, FIG. 12 är en förenklad sidovy delvis i sektion enligt FIG. 10 vid något förhöjd vattennivå, FIG. 13 är en förenklad tvärsektionsvy från linjen XIII-XIII i FIG. 12, FIG. 14 är en förenklad sidovy delvis i sektion av anordningen enligt FIG. 10 vid maximalt höjd vattennivå, FIG. 15 är en förenklad tvärsektionsvy från linjen Xv-xv 1 FIF. 14, FIG. 16 är en sidovy delvis i sektion av ytterliga- re ett utförande av anordningen enligt uppfinningen, FIG. 17 är en tvärsektionsvy från linjen XVII-XVII i FIG. 16 och FIG. 18 är en tvärsektionsvy från linjen XVIII- XVIII i FIG. 16.

Som framgår av FIG. 1 innefattar anordningen enligt uppfinningen en brunn 10. Brunnen 10 är cylindrisk och anordnad liggande och innefattar en i cylinderns mantel- yta upptagen öppning 18, som möjliggör okulär besiktning 469 898* 10 15 20 25 30 35 och kontroll av den i brunnen befintliga anordningen.

Genom väsentligen hela brunnens längdriktning sträcker sig ett inloppsrör 15 med en mynning 11, vilken i det i FIG. 1 visade utförandet är inrättad nära brunnens ut- loppsöppning 12 och vid brunnens botten. En långsträckt flytkropp 13 är anordnad ovanför inloppsröret 15. Flyt- kroppen har en invändig urtagning vars form väsentligen motsvarar inloppsrörets 15 form, så att inloppsröret 15 delvis upptages i urtagningen. Flytkroppens bottenyta är krökt till anpassning mot brunnens invändiga cylindriska form, vilket bäst framgår av FIG. 3. En slid 14 är via en långsträckt välvd arm 19 förbunden med flytkroppen 13, så att en trubbig vinkel bildas mellan flytkroppens 13 längdriktning och armens 19 längdriktning. Vinkeln är inställbar medelst en skruv 20. Flytkroppen 13 och armen 19 är tillsamman svängbara i ett vertikalplan i brunnens 10 längdriktning kring en i förbindelsepunkten mellan armen 19 och flytkroppen 13 anordnad svängningsaxel 16.

Sliden 17 är en väsentligen rektangulär, böjd platta, vars nedre sida är krökt med sama radie som brunnens 10 botten och vars konkava sida är vänd mot svängningsaxeln 16. Mynningen 11 hos inloppsröret 15 är utförd med mot- svarande form, så att sliden 14 vid armens 19 svängnings- rörelse kring svängningsaxeln 16 tätt anligger mot mynningen 11. Radien hos den konkava ytan 17 och hos mynningen 11 motsvarar avståndet mellan svängningsaxeln 16 och centrumpunkten i mynningen ll. Svängningsaxeln 16 är anordnad på centrumlinjen hos inloppsröret 15. I utförandet flödar vatten in i brunnen i pilens A riktning och ut ur brunnen i pilens B riktning. Om inloppsröret 15 är anordnat ovanför brunnens 10 botten , kan slidens 17 form väljas friare. Genom att den konkava ytan 17 är utförd som en cirkelsektor och dess radie överensstämer med avståndet mellan svängningsaxeln 16 och centrum- punkten i mynningen 11 säkerställas att ökat tryck i 10 15 20 25 30 469 898 inloppsröret leder till uppkomsten av en radiellt riktad kraft mot sliden 14, så att sliden 14 inte svänges. Armen 19 kan också utgöras av flera, t ex tre, rör eller stänger, och i stället för att vara välvd kan den vara utförd som ett vinkeljärn eller liknande.

Som framgår av FIG. 2 och 3 är vattennivån i brunnen 10 så låg att flytkroppen vilar mot brunnens 10 bottenyta och hela arean hos inloppsrörets mynning ll är tillgänglig för inflöde av vätska. Genom inställning av skruven 20 kan den trubbiga vinkeln mellan flytkroppen 13 och armen 19 regleras, så att karakteristikan för anord- ningen enligt uppfinningen blir den önskade.

FIG. 4-6 visar brunnen enligt FIG 1-3 med i för- hållande till de tidigare figurerna förhöjd vattennivå.

Som framgår särskilt av FIG. 6 har vattennivån stigit, så att flytkroppen 13 lyfts upp från sitt tidigare viloläge mot brunnens botten. Eftersom flytkroppen 13 är ledad kring svängningsaxeln 16 sker lyftningen av flytkroppen 13 i en svängningsrörelse kring axeln 16. Härvid med- följer armen 19 i svängningsrörelsen, så att sliden 17 föres nedåt över mynningen ll hos inloppsröret. Som framgår av FIG. 5 har ungefär halva arean hos inlopps- rörets mynning 11 täckts av sliden 14. Genom att inlopps- öppningens 11 area minskar, minskar också flödet in i brunnen på ett förutbestämt sätt.

Vid ytterligare förhöjd vattennivå i brunnen 10, vilket visas i FIG. 7-9, har flytkroppen 13 lyfts upp så högt att armen 19 svängts ner till sitt nedersta läge, i vilket sliden 14 helt täcker mynningen 11 hos inlopps- röret 15. Därmed förhindras ytterligare inflöde av vätska i brunnen 10, tills vattennivån åter sänkes till lägre nivå. Genom sättet och anordningen enligt uppfinningen säkerställes, att flödet ut ur brunnen aldrig överstiger aktuell kapacitet nedströms brunnen och att en stigande 469 898% 10 15 20 25 30 35 trycklinje uppströms brunnen 10 inte överföres till anläggningar nedströms brunnen 10.

FIG. 10 och ll visar ett alternativt utförande, enligt vilket en avslutande del av inloppsröret 15 medelst en elastisk hylsa 20 är förbunden med den resterande delen av inloppsröret 15. Ett ringelement 21, som övergår i en bygel 22, omger en ände hos den sista delen av inloppsröret 15. Bygeln 22 är med svängnings- axlar 16 förbunden med en motsvarande ring 23 hos den resterande delen av inloppsröret 15. Flytkroppen 13 är utförd med väsentligen samma form som i det tidigare beskrivna utförandet enligt FIG. 1-9 och är anordnat på sista delen av inloppsröret 15, vars mynning eller öppning 11 är utformad på samma sätt som i det tidigare beskrivna utförandet. I det i FIG. 10 och 11 visade utförandet är sliden 17 fast anordnad i förhållande till sista delen av inloppsröret 15. Sliden 17 är inställbar medelst inställningsskruvar 24 och utformad med en konkav yta 17 vänd mot sista delen av inloppsröret 15. Även i detta utföringsexempel är radien hos den konkava ytan 17 och hos mynningen 11 hos inloppsröret lika med avståndet mellan svängningsaxlarna 16 och centrumpunkten hos mynningen ll, och svängningsaxlarna 16 är anordnade i inloppsrörets 15 vågräta centrumlinje. Hylsan 23 är utförd av gummi, eller annat liknande elastiskt material, som kan utstå den miljö som är aktuell för respektive tillämpning. Bygeln 22 medverkar till att styra sväng- ningsrörelsen hos den sista delen av inloppsröret 15, så att svängningsrörelsen sker väsentligen i ett vertikalt plan.

FIG. 12 och 13 visar utföringsexemplet enligt FIG. 10 och 11 med något förhöjd vattennivå, vid vilken sista delen av inloppsröret 15 svängts upp kring svängnings- axlarna 16 till följd av flytkroppens 13 upplyftning.

Eftersom flytkroppen 13 är fast förbunden med inlopps- 10 15 20 25 30 469 898 röret 15 svänges även detta upp, varvid dess mynning ll delvis skjutes in över den fasta sliden 24. Mynningens area minskar därvid, så att inflödet av vätska till brunnen 10 minskar.

FIG. 14 och 15 avser sama utföringsexempel som FIG. 10-13 vid maximalt höjd vattennivå i brunnen 10.

Vattennivån är härvid så hög, att flytkroppen 13, och därmed inloppsröret 15 svängts upp till sådan nivå att inloppsrörets mynning 11 helt tillslutes av sliden 24.

Ytterligare vätska är därvid förhindrad att flyta in i tanken 10.

Ett tredje utförande av anordningen enligt upp- finningen visas på FIG. 16-18. I detta utföringsexempel är inloppsröret 15 utfört helt genomgående brunnen 10 i dess längdriktning. Inloppsröret 15 är dock upptill till ungefär hälften avskuret i dess utsträckning i brunnen 10. Sliden 17 är fäst i en arm 19, vilken är svängbar kring en svängningsaxel 16. Flytkroppen 13 är förbunden med armen 19 via en inställningsskruv 20 under bildande av en trubbig vinkel mellan flytkroppens 13 längdriktning och armens 19 längdriktning. Vid flytkroppens 13 upp- svängning till följd av stigande vattennivå i brunnen 10 svänges armen 19 ned i motsvarande grad, varvid sliden 17 gradvis tillsluter inloppsrörets 15 mynning 11. FIG. 17 och 18 är principiella tvärsektionsvyer av det i FIG 16 visade utförandet.

I ett ej visat utförande sträcker sig inloppsrörets 15 avskärning över endast flytkroppens längd och endast en slits är urtagen i inloppsröret 15 för upptagning av sliden 17. Det är också möjligt att istället för avskär- ning av inloppsröret 15 utföra perforeringar i inlopps- röret för insläppning av vätska till brunnen, när ut- flödet är för lågt och trycklinjen stiger, så att flyt- kroppen lyfts upp. 10 15 20 898 Inom ramen för uppfinningen, sådan den är defi- nierad genom efterföljande patentkrav, inryms även alter- nativa kombinationer av fast/rörlig slid och fast/rörligt inloppsrör. Det är t ex möjligt att flytkroppen 13 är anordnad för en upp- och nergående rörelse under med- bringande av en rörlig slid. Flytkroppen 13 kan också ha en annan utformning och t ex sträcka sig endast över en mindre del av inloppsröret. Därtill kan flytkroppen 13 vara försedd med organ för reglering av dess massa för inställning av dess lyftförmåga. I ett ej visat utförande är flytkroppen 13 försett med ett hålrum, i vilket fylles vätska av sådan volym att önskad karakteristika uppnås.

Det är också lämpligt att sliden 17 är försedd med inställningsorgan, så att önskad tätning mellan slid och inloppsrör uppnås. Även slidens form kan variera i beroende av tillämpning och önskad karakteristika hos anordningen. Som t ex framgår av FIG. ll kan den plana sliden 17 vara utförd med en halvcirkulär urtagning av väsentligen samma diameter som inloppsröret 15. I utförandet enligt FIG. 18 är den rörliga sliden 17 utförd med ett avslutande delcirkelformat parti med samma diameter som inloppsröret 15, som vid höjning av vatten- nivån i brunnen 10 sänkes ned i det avskurna inloppsröret 15.

Claims

10 15 20 25 30 35 469 898 PATENTKRAV

1. Anordning för flödesreglering av vätska, att att att att att k ä n n e t e c k n a d av en brunn (10) med åtminstone ett med en inlopps- öppning (11) avslutat inloppsrör (15) och åtminstone en utloppsöppning (12), en i brunnen (10) vertikalt rörlig flytkropp (13) och en i brunnen (10) framför utloppsöppningen (12) in- rättad slid (14), och sliden (14) är justerbart fixerad i brunnen (10), åtminstone en mot sliden (14) vänd del av inlopps- röret (15) är inrättad rörlig och operativt förbunden med flytkroppen (13), flytkroppen (13) och den mot sliden (14) vända delen av inloppsröret (15) är inrättade rörliga kring en svängningsaxel (16), en mot inloppsrörets (15) inloppsöppning (11) vänd yta (17) hos sliden (14) är utförd med en krökning, vars radie motsvarar avståndet mellan ytan (17) och svängningsaxeln (16) och inloppsöppningen (11) är utförd med en krökning, vars radie motsvarar avståndet mellan ytan (17) och svängningsaxeln (16), varigenom uppkomande tryck i inloppsöppningen förorsakar en mot sliden (14) radiellt riktad kraft.

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att en avslutande del av inloppsröret (15) medelst en elastisk hylsa (20) är förbunden med den resterande delen av inloppsröret (15).

3. Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att den avslutande delen av inloppsröret (15) mot den mot den elastiska hylsan (20) vända änden är omgiven av ett i en bygel (22) övergående ringele- 469 898% 10 15 10 ment (21), varvid bygeln (22) via svängningsaxeln (16) är förbunden med en motsvarande ring (23) hos den resterande delen av inloppsröret (15).

4. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att brunnen (10) är långsträckt och att inloppsröret (15) sträcker sig genom väsentligen hela brunnens (10) längdriktning.

5. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att inloppsröret (15) är anordnat utmed en bottenvägg hos brunnen (10).

6; Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att flytkroppen (13) har en invändig urtagning, vars form väsentligen motsvarar inloppsrörets (15) form, så att inloppsröret delvis upptages i flytkroppens (13) urtagning.

7. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att brunnen (10) är utförd som en liggande cylinder och att en bottenyta hos flytkroppen (13) är krökt till anpassning mot brunnens (10) cylinderform. 's