SE526921C2 - Statisk blandare för blandnng av två strömmande fluider - Google Patents

Description

20 25 30 35 526 921 a v u I nu ecco cs u o n o o n 0 0 OQO nu c a n nov som 0 0 anno 0 nu u 0 ; non 0 0 . n > o nun- 2 radiella strålarna i närheten av kanalens inlopp tenderar att verka i riktning uppströms, dvs strävar att motverka det försvagade huvudflödet genom kanalen.

Uppfinninqens syften och särdrag Föreliggande uppfinning tar sikte på att komma till rätta med ovannämnda ofullkomligheter och skapa en förbättrad blandare av ingressvis angivet slag. Ett grundläggande syfte med uppfinningen är sålunda att skapa en statisk blandare som förmår säkerställa en homogen inblandning av vatten i ett huvudvattenflöde även i de fall då detta är tillfälligt för- svagat i förhållande till det sekundära vattenflödet, allt under säkerställande av ett jämnt och stabilt flöde med ett kontinuerligt lågt tryckfall över fördelarhöljet.

Enligt uppfinningen nås ovannämnda syfte medelst de särdrag som är angivna i patentkravets l kännetecknande del.

Fördelaktiga utföranden av uppfinningen är vidare definierade i osjälvständiga patentkraven.

Kort beskrivning av bifogade ritningar På ritningarna är: Fig 1 en längdsektion genom en blandare enligt uppfinningen, Fig 2 en förstorad längdsektion genom enbart ett i blandaren ingående fördelarhölje, _ Fig 3 en planvy illustrerande ett enskilt hål ingående i en ß innervägg :in föraelarhöij et, “ Fig 4 en sektion A-A i fig 3, och Fig 5 en sektion B-B i fig 3.

Detaljerad beskrivning_av ett föredraget utförande av uppfin- ningen > Den i fig 1 visade blandaren innefattar två i rät vinkel mot varandra anordnade rör eller rörstycken 1, 2 av vilka det sistnämnda sticker in i det förstnämnda och bär ett i sin helhet med 3 betecknat fördelarhölje vid sin instickande ände. I röret l strömmar vatten eller annan fluid i ett huvudflöde H i riktning från vänster mot höger, samtidigt som ett via röret 2 inkommande sekundärt vattenflöde S passerar genom fördelarhöljet och blandas in i huvudflödet H. l I 000 QIO 0 10 15 20 25 30 576 921 3 Fördelarhöljet 3 inbegriper två ringformiga väggar 4, 5 vilka båda har generellt rotationssymmetrisk form. Närmare bestämt är den yttre väggen 4 i exemplet väsentligen cylindrisk, medan innerväggen 5 är partiellt konisk (divergerar bakåt). I innerväggen 5 är urtagna en mångfald små hål 6. Innerväggen 5 avgränsar en central kanal 7 som sträcker sig mellan ett främre eller uppströms beläget inlopp 8 och ett bakre eller nedströms beläget utlopp 9. De båda väggarna 4, 5 är i exemplet koncentriska med en geometrisk centrumaxel C för röret 1 (dock är det även tänkbart att placera fördelarhöljet något asymmetriskt i förhållande till rörets centrum). Vid inloppsänden övergår innerväggen 5 i ett mjukt rundat ändparti 10.

Så långt den visade blandaren hittills beskrivits är densamma i allt väsentligt tidigare känd genom SE 9301968-5.

Utmärkande för uppfinningen är att fördelarhöljet 3 vid sin utloppsände 9 inbegriper genomgående hål eller lopp 11, vilka är riktade bakåt och snett inåt mot den geometriska centrumaxeln C. Varje dylikt lopp 11 mynnar vid sin bakre ände i en ringformig, plan och konisk ändkantyta 12, medan loppets främre ände mynnar i det ringformiga hålrum 13 som avgränsas mellan väggarna 4 och 5. Då sekundärvattenflödet pressas in i hålrummet 13 och passerar genom hålen 6 kommer en viss del av -flödet även att pressas ut genom loppen ll och bilda strålar som är riktade snett inåt/bakåt och som åstadkommer en driv- kraft i huvudvattenflödet genom kanalen 7. I exemplet har det enskilda loppet 11 cylindrisk grundform, varvid den mot hål- rummet 13 vända inloppsmynningen avgränsas av en inåt sig vid- gande, konvext välvd begränsningsyta 14. Den geometriska cent- rumaxeln för varje lopp är snedställd mot centrumaxeln C i en vinkel som i exemplet uppgår till 18°. Denna vinkel kan vari- era såväl uppåt som nedåt, men bör i praktiken ligga inom om- rådet 15-25°, lämpligen 17-20°. Genom att loppen är riktade snett inåt undviks att de alstrade strålarna kommer i kontakt med insidan av röret 1 och den nedströms blandaren befintliga real-ledningen' (ej visad). i I detta sammanhang skall nämnas att blandaren, i det visade utförandet, ansluts till respektive rör i rörlednings- 10 15 20 25 30 F99 ,__1 i.) nn» nnn ao o n an nn nnn n n n n n I a n l n n n n n n nn nn n 4 systemet genom att ändytorna 15 svetsas mot analoga ändytor på de anslutande rören.

De olika lopp 11 som mynnar i ändytan 12 på fördelarhöljet år lämpligen ekvidistant åtskilda. Antalet hål f kan variera, men bör uppgå till 12 a 24. Loppens ll totala hålarea bör uppgå till 1/4-1/2, lämpligen ca 1/3, av hålens 6 totala hàlarea. I detta sammanhang skall påpekas att loppens diametrar ej nödvändigtvis behöver vara lika stora. Sålunda kan vissa lopp ha en annan diameter än andra. Exempelvis kan vartannat lopp ha en mindre diameter än övriga lopp. Därest diametern varierar kan den största diametern vara 1,2-2,0 gånger större än den minsta diametern. Genom att använda lopp med olika diametrar åstadkoms olika kraftiga strålar som deflekteras på olika sätt, närmare bestämt på så sätt att svagare strålar tenderar att träffa varandra på ett axiellt större avstånd från utloppet än de starkare strålarna. Med andra ord motverkas tendensen att närbelägna strålar kol- liderar med varandra och stör strömningsbilden. Denna effekt skulle även kunna nås genom att snedställa vissa lopp i en annan vinkel än övriga lopp.

En annan skillnad mellan den uppfinningsenliga blandaren och den genom SE 9301968-5 kända blandaren är att hålen 6 för de radiella strålarna är placerade på ett nytt och unikt sätt. Såsom framgår av fig 2 är hålen fördelade i ett flertal axiellt åtskilda radialplan, a, b, c, d och e. I varje dylikt radialplan ingår en mångfald lämpligen ekvidistant åtskilda hål, vilka bildar en periferisk rad eller ringformation som är orienterad i rät vinkel mot centrumaxeln C. Antalet hål i varje dylik ringformation kan variera, men bör ligga inom området 10-20, lämpligen 12-18. Såsom tydligt framgår av fig 2 är hålen i närbelägna radialplan vridvinkelmässigt förskjutna relativt varandra. På så sätt fördelas de i strömningsriktningen efter varandra följande hålen i snedställda och i praktiken skruvformiga hålsatser.

Utmed linjen G visas sålunda en dylik skruvformation bildad av fem efter varandra följande hål. Såsom ett exempel på två. vridvinkelmässigt förskjutna hål hänvisas till hålen 6a och 6b. Vridvinkelförskjutningen mellan dessa, liksom andra par av hål, kan variera, men uppgår i exemplet till ca 8°. Vidare 10 15 20 25 30 35 526 921 5 skall observeras att den första satsen av häl, nämligen hålen i radialplanet a är fjärmad ett påtagligt stycke från fördelarhöljets inloppsände 8. Avståndet E mellan inloppsänden och den första hàlsatsen bör i praktiken uppgå till minst 1/3 av fördelarhöljets totala längd L. Genom att den första hàlsatsen är påtagligt fjärmad från inloppsänden reduceras - i kombination med hàlens svagt bakátriktade orientering - risken att vattenstrålarna genom hålen tenderar att motverka inflödet av vatten genom inloppet. I detta sammanhang skall påpekas att den rundade formen hos inloppssektionen är uträknad för att ge optimala strömningskarakteristika. Sålunda är den välvda formen bestämd av tre olika, successivt allt större krökningsradier RU lg och R3. I det konkreta exemplet är Rü = 8 RQ = 24 mm och R3 = diameter D2 av 110 mm, medan fördelarhöljets ytterdiameter DI mm, 60 mm. Härvid har kanalen 7 en minsta har en diameter av 200 mm (samtidigt som längden L uppgår till 225 mm). I detta sammanhang skall även nämnas att fördelarhöljets ytterdiameter D1.bör uppgå till högst 85-90% av rörets 1 innerdiameter. Öppningsvinkeln hos den såsom diffusor tjänande konväggen 5 kan med fördel uppgå till 2x7°=14°.

Ritningstekniskt skall påpekas att hålen 6 för enkelhets skull ej visats i den genomskurna delen av innerväggen 5. Hålens generella form visas dock i fig 3-5. I anslutning till väggens 5 insida 5a är varje hål 6 väsentligen cylindriskt, men vidgar sig därefter successivt i riktning mot innerväggens utsida 5b. Närmare bestämt vidgar sig hålet genom att avgränsas av tvenne konvext välvda delytor med olika krökningsradier R1 och Rs, av vilka den förstnämnda är större än den sistnämnda. Innerväggens 5 tjocklek T kan uppgå till 9 mm, varvid hålets 6 diameter HD vid utloppsänden uppgår till 10 mm. Den genuint cylinderformade delen av hålet kan då ha ett djup F av 1,5 mm. I praktiken bör hålets diameter HD ej vara väsentligt större än väggtjockleken T för att erhålla en stabil_strömning genom hålet.

Med hänvisning till fig 1 skall även påpekas att det sekundära röret 2 är utformat med två delsektioner 21 och 22, vilka är åtskilda av en ringformig spalt 23. Den första del- sektionen 21 är förenad med en radiellt utstickande rörstuts 24 på det första röret 1 via en första svets 25, medan den Q f' TO Ö\ \;Ö R) .på andra delsektionen 22 är förbunden med fördelarhöljet 3 via en andra svets 26. På detta sätt undviks varje svetsförband i omedelbar närhet av rörets 1 insida i den punkt där sekundärröret skjuter in i rörets l inre.

I praktiken bör fördelarhöljets 3 längd vara ungefär lika stor som rörets 1 innerdiameter. Det må även nämnas att de båda motsatta partier av röret 1 som sticker ut från det tvärgáende röret 2 bör vara lika långa trots det högra ändpartiet i fig 1 visats något kortare än det vänstra av ritningstekniska skäl.

Claims (6)

(TI k) 'xO Patentkrav

1. Statisk blandare för blandning av två strömmande fluider, (1, 2) av vilka det ena (2) vid en i det andra röret instickande ände innefattande två i vinkel mot varandra anordnade rör bär ett fördelarhölje (3) med två ringformiga väggar (4, 5) av vilka en inre (5) avgränsar en genomgående kanal (7) genom vilken huvudfluidflöde (H) kan passera från en främre, uppströms belägen inloppsände (8) av fördelarhöljet till en bakre, nedströms belägen utloppsände (9) , varvid sagda inre vägg (5) inbegriper en mångfald hål (6) genom vilka ett sekundärt fluidflöde (S) mångfald väsentligen radiella strålar för att blandas in i huvudfluidflödet (H) , k ä n n e t e c k n a d därav, att fördelarhöljet (3) vid sin utloppsände (9) uppvisar ett flertal, kan passera och fördelas i en genomgående lopp (11), vilka är riktade bakåt och snett inåt mot en geometrisk centrumaxel (C) genom kanalen (7).

2. Blandare enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att antalet lopp (11) uppgår till 12-30, lämpligen 16-24.

3. Blandare enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att vissa lopp (11) , t ex vartannat, har en annan dia- meter än andra.

4. Blandare enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a d därav, att hålen (6) för de radiella strålarna är arrangerade i ett flertal axiellt åtskilda radialplan (a, b, c, d och e) , varvid hålen i närbelägna radialplan är vrid- vinkelmässigt förskjutna relativt varandra under bildande av skruvformiga hålformationer (G) utmed innervâggen (5) .

5. Blandare enligt något av föregående krav, k ä n n e- t e c k n a d därav, att innervâggen (5) från den främre inloppsänden (8) , som har mjukt rundad form, divergerar 526 921 8 2' -. : : koniskt mot den motsatta utloppsänden (9) , och att en första sats hål i ett radialplan (a) närmast inloppsänden (8) är tjârmad från denna med ett avstånd (E) som upp- går till åtminstone 1/3 av fördelarhöljets längd (L) .

6. Blandare enligt något av föregående krav, k å n n e - t e c k n a d därav, att det enskilda hålet (6) avgränsas av en hålkantyta som från en minsta hålarea (HD) i anslutning till innervâggens insida (Sa) divergerar i riktning mot väg- gens utsida (5b) .