SE519867C2 - Anordning för avskiljning av luft från en strömmande vätska, samt sätt att framställa anordningen - Google Patents

Description

25 30 35 . . . , . , , . . . , , , i 519 867 2 ningsorganet och gör kontakt med nämnda yta. Därvid gör ovannämnda mikrobubblor i vätskan kontakt med uppfång- ningsorganets yta och fastnar på detsamma. Mikrobubblorna som fastnar på uppfångningsorganet ansamlas därefter till större luftbubblor. När dessa större luftbubblors lyftkraft är tillräckligt stor, lossnar de från uppfångningsorganet och flyter uppåt i behållaren. I be- hållarens övre del evakueras sedan luften genom en ventil.

Behållare för avskiljning av luft placeras ofta på ställen i rörsystemet där vätskan har hög temperatur, eftersom luftbubblor som sagt kan frigöras vid temperaturhöjning.

Ett exempel på en luftavskiljare av ovannämnda slag visas i en av det svenska bolaget R.E. Thermoprodukter AB utgiven broschyr, publicerad 1991. Denna luftavskiljare marknadsförs under varumärket SPIROVENT®.

I SPIROVENT-avskiljaren består uppfångningsorganet av en eller flera långsträckta "borstviskor" av metall.

Varje borstviska har ett centralt rör som sträcker sig parallellt med uppfångningsorganets centrumaxel tvärs genomströmningsriktningen. På utsidan av detta rör sitter borstviskans "borst" som sträcker sig radiellt. Varje från röret. luftbubblor som lossnat från ett borst i uppfångningsorganets nedre borst sträcker sig väsentligen vinkelrätt bort Detta uppfångningsorgan har nackdelen att del och flyter upp mot behållarens övre del ej har fri flödesväg utan måste passera ett flertal andra borst, där luftbubblorna riskerar att fastna igen. Den zick-zack väg som luftbubblorna har att tillryggalägga uppåt i behålla- ren försvårar avledningen av luften.

En annan nackdel med denna kända luftavskiljare är att på grund av borstens placering kring det centrala röret minskar borstens täthet med avståndet radiellt ut från rörets mantelyta. Detta medför att luftbubblor i vätska som strömmar i borstviskans yttre omkretsparti ej fångas upp lika effektivt som luftbubblor i vätska som strömmar genom behållaren nära det centrala rörets man- telyta. 10 15 20 25 30 35 . « - . - v . 519 867 3 En annan känd avluftare finns beskriven i en av det svenska bolaget Tour & Andersson Svenska Försäljnings AB utgiven broschyr, publicerad 1991. nadsförs under beteckningen FLAMCOVENT. avskiljaren omfattar FLAMCOVENT-avluftaren en cylindrisk Denna avluftare mark- Liksom SPIROVENT- behållare som i sin övre del har en ventil för evakuering av luft. Uppfångningsorganet består i detta fall av ett stort antal små rörstycken, vilka ligger "huller om bul- ler" inuti behållaren. Varje rörstycke har flera slitsar, genom vilka vätskan strömmar.

I likhet med SPIROVENT-avskiljaren har FLAMCOVENT- avluftaren den nackdelen att luftbubblor som lossnar från rörstyckena i behållarens nedre del och som flyter upp mot behållarens övre del ej har fri flödesväg, utan måste pas- sera andra rörstycken, vilket försvårar avledningen av luft, såsom beskrivits tidigare.

En annan nackdel med FLAMCOVENT-avluftaren är att rörstyckena är så små att de riskerar att föras bort från behållaren av den strömmande vätskan. Detta kan medföra försämrad avskiljning av luft samt skador på andra kompo- nenter i rörsystemet, t ex pumpar. Särskilda arrangemang krävs för att de små rörstyckena skall hållas kvar i be- hållaren.

Eftersom rörstyckena ligger löst i behållaren, kan deras inbördes lägen lätt ändras, vilket medför att ström- ningsmotståndet över behållaren ändras. Detta ändrar tryckfallet, vilket är en olägenhet i sig. På grund av rörstyckenas förhållandevis komplicerade utformning är de dessutom relativt dyra att tillverka. Ändamål med uppfinningen Ändamålet med föreliggande uppfinning är att anvisa en lösning på ovannämnda problem, som är förknippade med känd teknik, dvs att åstadkomma en för avskiljning av luft avsedd anordning som på ett effektivt sätt fångar upp mik- robubblor ur vätskan och ansamlar dessa på lämpligt vis för avledning bort från behållaren. 10 15 20 25 30 35 , , . . ,. - . ~ . . . 1 - . . . 1 519 867 4 Uppfinningen har även till ändamål att, med undan- röjande av nämnda nackdelar, anvisa ett enkelt och till- förlitligt sätt att tillverka en effektiv luftavskilj- ningsanordning.

Sammanfattning av uppfinningen Dessa och andra ändamål, som kommer att framgå av efterföljande beskrivning, har nu uppnåtts genom uppfin- ningen medelst en anordning av det slag som definieras i efterföljande patentkrav l. Föredragna utföringsformer av anordningen anges i efterföljande underordnade patentkrav 2-9. Ändamålen uppnås även genom ett förfaringssätt i enlighet med efterföljande patentkrav 10.

Enligt en föredragen utföringsform avgränsar uppfång- vilka avleder luftbubblor, som ansamlats på uppfångningsorganet och därefter lossnat ningsorganet vertikala kanaler, från detsamma, upp mot behållarens övre del där luften evakueras genom ventilen.

Enligt en särskilt föredragen utföringsform utgörs uppfångningsorganet av ett nät som veckats och rullats till spiralform för att avgränsa ovannämnda kanaler, vil- ket medför enkel och billig tillverkning.

Anordningen enligt föreliggande uppfinning uppvisar ett flertal fördelar jämfört med känd teknik. Eftersom uppfångningsorganet innefattar flera skikt med små öpp- ningar som vätskan passerar när den strömmar genom be- hållaren, får uppfångningsorganet stor kontaktyta med vätskan. Genom att skikten fyller väsentligen hela tvär- snittet av behållaren i området för vätskegenomströmningen tvingas vätskan att strömma genom de öppningar där mikro- bubblorna skall fångas, vilket i sin tur innebär att luft- bubblorna kan ansamlas på ett effektivt sätt.

Kort beskrivning av ritningarna Uppfinningen beskrivs nedan i exemplifierande syfte med hänvisning till bifogade ritningar, som åskådliggör en anordning enligt en för närvarande föredragen utförings- form av uppfinningen. 10 15 20 25 30 35 . « . . . , 519 867 | | > | . 1 5 Fig 1 visar en sektion genom en anordning enligt upp- finningen.

Fig 2 visar en tvärsektion tagen längs linjen II-II i fig 1.

Fig 3-5 visar hur ett uppfàngningsorgan bildas av ett nät som veckas och rullas till spiralform.

Fig 6-8 visar hur det spiralformade nätet förs in i en behållare tillhörande anordningen.

Beskrivning av utföringsformer av uppfinningen Hänvisning görs först till fig 1 och fig 2 som visar en i enlighet med uppfinningen utformad anordning för av- skiljning av luft från en strömmande vätska. Anordningen benämns i det följande avluftare.

Avluftaren är monterad i ett rörsystem (ej visat) och innefattar en sluten behållare l som har cylindriskt tvär- snitt och har sin centrumaxel 2 väsentligen vertikalt in- riktad. Behållaren l har ett inlopp 3a och ett utlopp 3b, vilka på lämpligt sätt är anslutna till rörsystemet.

I behållaren l är anordnat ett uppfàngningsorgan, som generellt anges med hänvisningsbeteckningen 4. Uppfång- ningsorganet 4 utgörs av ett finmaskigt nät 5 (fig 3), som veckats (fig 4) och rullats till spiralform (fig 5). Det spiralrullade nätet 5 har en centrumaxel 6 (fig 5) som är parallell med vecken i nätet 5. Nätet 5 är anordnat i be- hållaren 1 på sådant sätt att dess centrumaxel 6 är pa- rallell med, och enligt den föredragna utföringsformen sammanfaller med behållarens 1 centrumaxel 2 (se fig 1-2). Det rullade nätet 5 bildar ett flertal veckade skikt 7 och upptar väsentligen hela tvärsnittet av behållaren 1 (fig 2). Det veckade, huvudsak belägna på avstånd från varandra och avgränsar spiralrullade nätets 5 skikt 7 är i ett flertal vertikala kanaler 8 som är parallella med nätets 5 centrumaxel 6. Veckens "toppar" kan vara i be- röring med varandra.

I behållarens övre del 9 finns en rörstuts 10, där en I behållarens nedre del 12 finns en annan rörstuts 13, där en nedre ventil 14 är mon- övre ventil ll är monterad. terad. 10 15 20 25 30 35 u» u; 1 . _. .Hu .- w - 1; | » . . .- f» . . < ~. . f | . ,.>, , , .m ».. . .. . . s » . -~ . . .

. I I å; kn J, '- 6 Vid drift strömmar vätska in i behållaren l genom inloppet 3a och passerar därefter genom ett stort antal små öppningar i det hoprullade nätet 5 i en genomström- ningsriktning väsentligen tvärs nätets 5 centrumaxel 6.

Vätskan passerar genom ett flertal av nätets 5 skikt 7 innan den strömmar ut ur behållaren 1 genom utloppet 3b.

När vätskan strömmar genom de små öppningarna i nätet 5, gör de s k mikrobubblorna i vätskan kontakt med och fastnar i nätmaskorna. Flera mikrobubblor ansamlas efter- hand till större luftbubblor på nätet 5. Så snart dessa ansamlade luftbubblor får tillräcklig luftkraft, lossnar de från nätet 5 och leds via kanalerna 8 upp mot behålla- rens 1 övre del 9 där luft evakueras genom ventilen ll.

Denna ventil ll kan vara av i och för sig känd typ och t ex innehålla ett flottörliknande organ.

Det må ånyo poängteras att behållarens 1 centrumaxel 2 och nätets 5 centrumaxel 6 bör sträcka sig väsentligen vertikalt för att ansamlade luftbubblor som lossnat från nätet 5 effektivt skall ledas via kanalerna 8 till den övre ventilen ll.

Ju fler öppningar i nätet 5 som vätskan passerar i behållaren l, bubblorna fastnar på och fångas upp av nätet 5. Därför desto större är sannolikheten att mikro- utformas nätet 5 på sådant sätt att skikten 7 fyller väsentligen hela tvärsnittet av behållaren l i det område av densamma som genomströmmas av vätskan. I Det är fördelaktigt, men ej nödvändigt, att uppfàng- ningsorganet 4 sträcker sig över större delen av behålla- rens 1 inre utrymme i höjdled. Härvid måste väsentligen hela vätskan passera flera skikt 7 samtidigt som kanalerna 8 leder luftbubblorna ända upp till behållarens l övre del 9.

Det är även fördelaktigt att nätet 5 är anordnat i behållaren l med förspänning mot behållarens 1 mantelyta, så att inte vätskan kan strömma vid behållarens 1 mantel- yta utan att göra kontakt med nätet 5. 10 15 20 25 30 35 . - - f ~ 1 519 867 7 Behållarens 1 tvärsnittsarea tvärs nämnda genomström- ningsriktning är större än in- och utloppens 3a, 3b tvär- snittsarea. Strömningshastigheten sjunker därmed på känt sätt i behållaren 1, vilket ökar nätets 5 förmåga att fånga de i den strömmande vätskan förekommande mikrobubb- lorna.

Nätet 5 och/eller den minskade strömningshastigheten genom behållaren 1 innebär att i vätskan förekommande tyngre partiklar (smuts) sjunker mot och ansamlas i be- hållarens 1 nedre del 12. Dessa partiklar kan avtappas genom att man öppnar ventilen 14 och eventuellt samtidigt trycker in vätska genom ventilen 11 så att denna vätska strömmar nedåt i behållaren 1 och ut genom ventilen 14, varvid partiklarna förs bort.

Vid ett sätt att tillverka en avluftare enligt upp- finningen (fig 3-8) veckas ett långsträckt, plant ämne, företrädesvis ett finmaskigt nät 5, för bildande av ett flertal tvärställda veck. Det veckade ämnet 5 rullas till spiralform och bildar ett paket motsvarande uppfàngnings- hålls med fördel Sedan skjuts paketet in i organet 4. Paketet, som är fjädrande, ihop av spännband 20 (fig 1). behållaren 1 och anordnas så, att dess centrumaxel 6 vä- sentligen sammanfaller med behållarens 1 centrumaxel 12 och vecken bildar kanalerna 8 som är väsentligen pa- rallella med nämnda axlar 2, 6. Slutligen tillsluts be- hållaren 1 av ett topplock 30 försett med den övre ven- tilen 11.

Om förspänning mot behàllarens 1 inre mantelyta öns- kas, tas spännbanden 20 bort så att det spiralrullade ämnet 5 spänns ut mot nämnda mantelyta. Ämnet 5 kan givetvis veckas till annan form, t ex sinusformade veck, i stället för den i figurerna visade sàgtandsformen. Vidare kan ämnet 5 alternativt utgöras av en perforerad metallplàt som veckas (ej visat).

Det är underförstått att fackmannen kan använda andra lämpliga medel än de ovan beskrivna för àstadkomman- de av samma tekniska effekt inom ramen för efterföljande H» i» 10 15 20 25 30 35 -x 1.1 519 867 8 patentkrav. Således kan uppfångningsorganet exempelvis innefatta flera parallella, på en stomme anordnade skikt som sträcker sig tvärs genomströmningsriktningen. Alter- nativt kan dessa skikt åstadkommas genom att man flera gånger viker ett nät eller dylikt på sådant sätt att parallella skikt tvärs genomströmningsriktningen åstadkom- mes. Om ett förspänt uppfångningsorgan används, behöver detta ej vara förspänt mot behållarens inre mantelyta, utan kan i stället vara förspänt mot en burkonstruktion eller distansorgan som är anordnade i anslutning till nämnda mantelyta. Vidare kan olika distansorgan vara inrättade mellan skikten.

Claims (10)

10 l5 20 25 30 b) Ul 519 867 PATENTKRAV

1. l. Anordning för avskiljning av luft från en ström- en behållare (1) ligen cylindriskt tvärsnitt och som har sin centrumaxel mande vätska, omfattande: som har väsent- (2) riktad väsentligen vertikalt; ett i behållaren (1) anordnat uppfångningsorgan (4) avsett att fånga i den genomströmmande vätskan förekommande mindre luftbubblor, s k mikrobubblor, större luftbubblor som har sådan lyftkraft att dessa är i och ansamla dessa mikrobubblor till stånd att flyta uppåt till och samlas i en övre del (9) av behållaren (1), varvid uppfàngningsorganet (4) har en geometriaxel (6) riktad väsentligen parallellt med nämnda centrumaxel (2)och omfattar ett flertal skikt (7) som är väsentligen parallella med nämnda geometriaxel (6) och som har ett stort antal små öppningar genom vilka vätskan strömmar för åstadkommande av nämnda uppfàngning av mikro- bubblor, sätt att vätskan är tvingad att strömma genom flera av varvid nämnda skikt (7) är anordnade på sådant dessa, k ä n n e t e c k n a d a v att den vidare omfattar en i behållarens (1) övre del (9) anordnad ventil (ll) organet för evakuering av luft uppfàngad av uppfàngnings- (4); att behållaren (1) genomströmmas av vätskan i en riktning väsentligen tvärs nämnda centrumaxel (2); att skikten (7) i huvudsak är belägna pà avstånd från varandra; och att uppfàngningsorganet (4) upptar väsent- ligen hela tvärsnittet av behållaren (1) i området för vätskegenomströmningen.

2. Anordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d a v att uppfàngningsorganet (4) är format av ett plant ämne (5).

3. Anordning enligt kravet 2, k ä n n e t e c k n a d a v att ämnet (5) är så format att det mellan skikten (7) avgränsar kanaler (8) som sträcker sig väsentligen p rallellt med behållarens (1) centrumaxel (6) och som tjänar till att leda de större ansamlade luftbubblorna till behållarens (1) övre del (9). 10 15 20 25 30 (L) UI 1 Q » < _ . 519 867 10

4. Anordning enligt kravet 2 eller 3, k ä n n e - t e c k n a d a v att ämnet (5) utgörs av ett finmaskigt nät, företrädesvis av metall.

5. Anordning enligt kravet 2 eller 3, k ä n n e - t e c k n a d a v att ämnet (5) utgörs av en perforerad skiva, företrädesvis en plåt av metall.

6. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n - n e t e c k n a d a v att uppfångningsorganet (4) är fjädrande anordnat med förspänning mot behållarens (1) inre mantelyta.

7. Anordning enligt något av kraven 2-6, k ä n n e - t e c k n a d a v att ämnet (5) är rullat till spiral- form för bildande av nämnda skikt (7).

8. Anordning enligt något av kraven 2-7, k ä n n e - t e c k n a d a v att ämnet (5) är veckat på så vis att vecken sträcker sig väsentligen parallellt med uppfäng- ningsorganets (4) geometriaxel (6).

9. Anordning enligt krav 3 och 8, k ä n n e t e c k - n a d a v att vecken avgränsar kanalerna (8).

10. Sätt att framställa en anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t a v åtgärderna: a)att ett långsträckt, plant ämne, företrädesvis ett finmaskigt nät eller en perforeras plåt, veckas för bildande av ett flertal tvärställda veck, b) att det veckade ämnet rullas till spiralform för bildande av ett paket motsvarande uppfångnings- organet, c)att det spiralrullade paketet skjuts in i behålla- ren, d)att paketet anordnas så i behållaren att dess centrumaxel väsentligen sammanfaller med behålla- rens centrumaxel och vecken bildar kanaler väsent- ligen parallella med nämnda axlar, och e) att behållaren tillsluts.