SE515804C2 - Anordning för att tillföra gas till vätska - Google Patents

Description

25 30 35 (N ._...\ Cfl (D .04 2 matiskt i beroende av tryckförhållandena i det vätskelednings- system i vilket vätskan matas fram. I en särskild aspekt tar uppfinningen även sikte på att skapa en anordning som förmår tillföra gas till en kontinuerligt trycksatt vätska.

Enligt uppfinningen nås åtminstone det grundläggande syftet medelst de särdrag som är angivna i patentkravets 1 kännetecknande del. Fördelaktiga utföranden av uppfinningen är vidare definierade i de osjälvständiga patentkraven.

Kort beskrivning av bifogade ritningar På ritningarna är: Fig 1 en schematisk illustration av den uppfinningsenliga an- ordningen, varvid ett i anordningen ingående tryckkärl visas i ett vätsketomt tillstånd, Fig 2 en analog illustration visande tryckkärlet delvis fyllt med vätska, Fig 3 en partiell längdsektion genom en i anordningen ingående avstängningsventil visad i ett första funktionsläge, Fig 4 en motsvarande sektion visande samma ventil i ett annat funktionstillstånd, och Fig 5 en ändvy A-A i fig 3.

Detaljerad beskrivning av ett föredraget utförande av uppfin- ningen Ehuru uppfinningen är tillämpbar för tillförsel av vil- ken som helst gas till godtyckliga vätskor kommer densamma fortsättningsvis att beskrivas med hänvisning till tillförsel av luft till vatten.

I fig 1 betecknar l en huvudledning vilken ingår i ett vattenledningssystem och genom vilken vatten kan pumpas fram intermittent med hjälp av en pump 2. Exempelvis kan ledningen ingå i ett dricksvattenledningssystem i vilket trycket i led- ningssystemet kan ligga inom området 2-5 bar. I just dricks- vattenledningssystem kan i systemet även ingå ett filter (icke visat) för att befria vattnet från föroreningar, såsom järn, mangan och dylikt. Den uppfinningsenliga lufttillförselanord- ningen inbegriper dels ett tryckkärl 3, dels en grenledning 4 som kan kommunicera med tryckkärlet och som är ansluten till huvudledningen 1 i en punkt nedströms pumpen 2 och uppströms : n - | .- N U 20 25 30 35 Lfl ma U1 (Û CD . - - v o m 3 ett tryckfilter, där sådant förekommer. Nedtill är tryckkärlet 3 förbundet med en undre ventil 5, som i exemplet tänkes bestå av en magnetventil, men som även kan utgöras av annan typ av riktningsventil. En port till ventilen är ansluten till gren- ledningen 4, medan en annan är ansluten till tryckkärlet och en tredje är ansluten till en dräneringsledning 6.

Upptill uppvisar tryckkärlet 3 två ytterligare, övre ventiler 7, 8. Av dessa utgörs den ena av en funktionsmässigt enkel backventil 7, vilken i sitt praktiska utförande med för- del kan ha formen av en vakuumventil, som på känt sätt utmär- ker sig genom att ha ett lågt öppningstryck. Denna backventil 7 har till uppgift att vid återkommande tillfällen fylla på luft i kärlets 3 inre.

Den andra övre ventilen 8 utgörs av en speciellt utfor- mad avstängningsventil vars detaljutformning framgår av fig 3- 5, och vars funktion beskrivs närmare nedan.

I fig 1 visas tryckkärlet 3 i ett vätsketomt tillstånd.

I detta tillstånd håller ventilen 5 grenledningen 4 stängd samtidigt som dräneringsledningen 6 är öppen. Härjämte år backventilen 7 öppen så att luft utifrån kan strömma in i kär- lets 3 inre.

I fig 2 visas hurusom vatten 9 fyllts på i kärlet, var- vid ovanför vattnet bildats en trycksatt luftkudde 10.

Det skall vidare påpekas att magnetventilen 5 i det vi- sade utförandeexemplet är elektriskt kopplad till pumpen 2, närmare bestämt på så sätt att ventilens port mot grenledning- en 4 öppnas då pumpen startas resp. stängs då pumpen stoppas.

I grenledningen 4 kan med fördel vara anordnad en sil eller ett filter 11. Det må även nämnas att tryckkärlet 3 kan ha formen av en avlång, stående cylinder, såsom antyds i fig 1 och 2.

Nu hänvisas till fig 3-5 som åskådliggör beskaffenheten hos den övre ventilen 8. Denna ventil inbegriper ett hus 12 med ett genomgående lopp 13 vars ena mynning 14 är vänd mot grenledningen 4 och vars motsatta mynning 15 är vänd mot tryckkärlet 3. Medelst gängor 16, 16' kan ventilhuset anslutas till nipplar på grenledningen 4 resp. tryckkärlet 3. I det genomgående loppet 13 är anordnad en ventilkropp 17 i form av en kula, vilken samverkar med en tätningsring 18 i anslutning ~ » . « n. 10 15 20 25 30 (H -A É QflÅ !'.r".'.: ulvv-r :~:_;¿ 4 till en ansats i husets inre. Kulan 17 är axiellt rörlig mot och från tätningsringen 18 och placerad i ett med 13' beteck- nat parti av loppet som har i huvudsak samma diameter som kulan 17. format ett eller flera axiella spår 19.

I anslutning till detta parti 13' av loppet är ut- I exemplet är tre dylika spår 19 ekvidistant placerade kring loppets centrum. Då vattnet i grenledningen 4 är trycksatt hålls ventilkulan 17 automatiskt anpressad mot tätningsringen 18. Då kulan 17 fjär- mas från tätningsringen kan luft dock passera genom spåren 19.

I fig 5 antyds vid 20 ett stopporgan, t ex i form av en stukning, med vars hjälp kulan kan hållas kvar i loppets parti l3'.

EJ. lïil I tillståndet enligt fig 1 är pumpen 2 inaktiv. I detta tillstånd håller ventilen 5 grenledningen 4 stängd samtidigt som dräneringsledningen 6 är öppen. Detta innebär att tryck- kärlet 3 är vätsketomt i och med att tidigare förekommande vatten i kärlet kan rinna ut genom dräneringsledningen 6.

Vidare är backventilen 7 öppen för att medge påfyllning av luft i kårlets inre. I tillståndet enligt fig 1 är vidare ven- tilen 8 stängd såtillvida att ventilkulan 17 hålls ansatt mot tätningsringen 18 medelst vattnet i grenledningen 4.

Då pumpen 2 startas trycksätts vattnet i såväl huvudled- ningen 1 som grenledningen 4, t ex inom området 2-5 bar. Sam- tidigt omställs magnetventilen 5 genom impuls från pumpen, varigenom ventilens port mot tryckkärlet öppnas och porten mot dräneringsledningen 6 stängs. På så sätt kan det med 9 beteck- nade vattnet pumpas in i kärlet. Efterhand som vattennivån i kärlet stiger komprimeras luftkudden 10 ovanför vattnet, var- vid trycket i denna luftkudde successivt ökar. Under denna stegring av lufttrycket, dvs under hela den vattenpåfyllnings- operation som visas i fig 2, är backventilen 7 stängd. Så länge trycket i luftkudden 10 är lägre än vattentrycket i grenledningen 4 hålls även ventilen 8 stängd, närmare bestämt genom att ventilkulan 17 hålls anpressad mot tätningsringen 18 med en kraft som svarar mot tryckdifferensen. Så snart luft- trycket i kudden 10 och vätsketrycket i grenledningen 4 når upphör emellertid ett jämviktsläge (trycken blir lika stora) W 20 25 30 CH _A- (H CO CD 4: | - | . 1 . 5 vattnets anpressande verkan mot ventilkulan 17, som då kan fjärma sig från tätningsringen 18. Så snart sagda jämviktsläge nåtts uppstår dock, till följd av den vattenpelare som svarar mot luftkuddens 10 höjd, en liten tryckskillnad som innebär att lufttrycket något överskrider vattentrycket i grenled- ningen 4. Denna tryckskillnad medför att kulan 7 fjärmas från tätningsringen 18. Detta får till följd att den trycksatta, syrehaltiga luften från kärlets inre kan passera i begränsade delflöden via spåren 19 och diffundera in i vattnet i grenled- ningen 4 och den med denna kommunicerande huvudledningen 1, närmare bestämt i form av små finfördelade bubblor; något som säkerställer en homogen, effektiv inblandning av luften i vattnet.

Ehuru den uppfinningsenliga anordningen ovan beskrivits i samband med en vätskematarledning som trycksätts intermit- tent genom att en pump startas, är densamma även användbar för tillförsel av luft eller gas till vätskor som är kontinuerligt trycksatta. För detta ändamål kan kärlets undre riktningsven- til styras av exempelvis en timer, som vid återkommande till- fällen kastar om riktningsventilen i syfte att växelvis fylla på gas i kärlet resp. pressa in gasen i den trycksatta vätskan på ovan beskrivet sätt.

En grundläggande fördel med den uppfinningsenliga anord- ningen är att densamma är konstruktivt enkel och billig att tillverka. För sin funktion är anordningen ej heller beroende av nämnvärd energitillförsel utifrån; något som borgar för en ekonomisk drift av anordningen. Vid små och medelstora dricks- vattenanläggningar, t ex för vattensamfälligheter och kommu- ner, kan den uppfinningsenliga anordningen med fördel ersätta befintliga kompressorer. I nya anläggningar kan anordningen installeras tillsammans med filter som fungerar utan kemika- lietillsatser, där tidigare valts kemikaliebaserade filter på grund av att goda tekniska lösningar tidigare saknats. Åvenle- des kan anordningen användas såsom syredoserare för enskilda hushåll med egen Vattenförsörjning. Det är även möjligt att använda anordningen för exempelvis luftpåfyllning i hydrofo- rer. En särskild fördel med uppfinningen är att densamma möj- liggör tillförsel av gas till kontinuerligt trycksatt vätska. 10 117 ...a in IX, 'CD 45 Tänkbara modifikationer av uppfinningen Uppfinningen är ej begränsad blott till det ovan be- skrivna och på ritningarna visade utförandeexemplet. Såsom in- ledningsvis påpekats kan anordningen utnyttjas icke blott för finfördelad tillförsel av just luft till vatten, utan även för tillförsel av vilka som helst gaser till godtyckliga vätskor.

Vidare skall påpekas att anordningens undre avstängningsventil ej nödvändigtvis mäste fungera i beroende av en pump för mat- ning av den aktuella vätskan. Exempelvis kan ventilen styras av en timer med pulserande funktion, vilken kan inställas på valfritt sätt. I stället för just magnetventiler kan andra typer av riktningsventiler komma i fråga.

Claims (4)

15 25 (H ...s (fl Cß CD .Ià . . . , .u

1. Anordning för att tillföra gas till vätska, som pumpas med visst tryck genom en huvudledning (1), k ä n n e t e c k n a d av ett till huvudledningen (1) via en grenledning (4) anslut- bart tryckkärl (3), vilket nedtill är anslutet till en undre ventil (5), som å ena sidan, i ett öppnande läge, medger in- flöde av trycksatt vätska (9) från grenledningen (4) till kär- lets (3) inre under komprimering av en ovanför vätskan i kär- let befintlig gaskudde (10), och å andra sidan, i ett stäng- ande tillstånd, medger dränering av vätska ur kärlet, och vil- ket upptill är förbundet med två övre ventiler (7, 8) av vilka en första utgörs av en backventil (7), som automatiskt stängs då gaskudden (10) börjar komprimeras samt öppnas då vätskan (9) dräneras ur kärlet och gastrycket sjunker mot noll för att på så sätt fylla på gas i kärlet, och den andra utgörs av en avstängningsventil (8), som hålls stängd så länge vätske- trycket i grenledningen överstiger gastrycket i kärlets inre, men som tillåter ett partiellt gasflöde in i den i grenled- ningen (4) befintliga vätskan i samband med att jämvikt nås mellan gastrycket inuti kärlet och vätsketrycket i grenled- ningen för att på så sätt föra in gas i form av små bubblor i vätskan i grenledningen och därmed även huvudledningen.

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att avstängningsventilen (8) innefattar en ventilkropp (17), vilken är axiellt rörlig fram och åter i ett lopp (13) i anslutning till vilket är utformat ett eller flera bypass-spår (19), varvid ventilkroppen å ena sidan hålls ansatt mot en tätning (18) så länge vätsketrycket i grenledningen (4) över- stiger gastrycket i kärlets (3) inre, och å andra sidan fjär- mas från tätningen sedan sagda vätske- och gastryck nått ett likavärde, varvid gas kan passera genom spåren (19) ut i väts- kan i grenledningen.

3. Anordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att sagda undre ventil utgörs av en magnetventil (5), som är anordnad att aktiveras då en pump (2) för pumpning av | » | | a. 4; 8 vätskan genom huvudledningen (1) startar, och som inaktiveras då pumpens drift avbryts.

4. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a d därav, att backventilen (7) utgörs av en vakuumventil med lågt öppningstryck.