SE534896C2

SE534896C2 - Flödesrestriktor samt förfarande att reducera ett flödesmotstånd

Info

Publication number: SE534896C2
Application number: SE1050487A
Authority: SE
Inventors: Goeran Cewers
Original assignee: Mindray Medical Sweden Ab
Priority date: 2010-05-17
Filing date: 2010-05-17
Publication date: 2012-02-07
Also published as: CN102288233B; SE1050487A1; CN102288233A

Description

25 30 35 534 836 vätskor som gaser, t.ex. i flödesregulatorer till ventilatorer. Exempel på ventilatorapplikationer kan läsas i patent US 5,265,594 och SE 529,989.

I patent US 5,265,594 beskrivs hur en flödesrestriktor genom en gaskanal uppströms en reglerventil används för att mäta gasflödet.

I patent SE 529,989 beskrivs hur en flödesrestriktor genom en gaskanal nedströms en reglerventil används för att mäta gasflödet.

Flödesrestriktorer kan åstadkommas på flera olika sätt, t.ex. genom att fluiden får passera ett eller flera smala rör, olika typer av nät, sintrade fluidpermeabla rör eller spalter.

I patent US 4,006,634 beskrivs en flödesmätare som består av en differentialtryckmätare och en variabel flödesrestriktor som minskar med ökat flöde.

Flödesrestriktorn består i denna uppfinning av en folie med radiella slitsar så att dessa bildar ett antal cirkelsegmentsformade klaffar. Vid ett stort flöde böjs klaffarna, och flödesmotståndet minskar. Eftersom det är svårt att tillverka extremt tunna slitsar i en folie, medför detta att flödesmotståndet är relativt litet med en sådan här design, och att det därmed blir svårt att mäta låga flöden.

Ett syfte med föreliggande uppfinningen är att åstadkomma ett större initiellt flödesmotstånd än i en design som utnyttjar att klaffar böjs vid stora flöden som i patent US 4,006,634.

Ett annat syfte med uppfinningen är att åstadkomma en anordning med flödesrestriktion som har ett reducerat flödesmotstånd vid stora flöden. Detta är viktigt för att ta bort ökat flödesmotstånd orsakat av turbulens och för att öka den det dynamiska flödesområdet.

Genom att utforma geometrin i anordningen enligt uppfinningen för de nämnda geometrierna är det möjligt att göra en flödesrestriktor i enlighet med uppfinningen. 10 15 20 25 30 35 534 BEG Sammanfattning av uppfinning Dessa syften âstadkommes med hjälp av anordningen och förfarandet enligt de bifogade oberoende kraven, varvid särskilda utföringsformer behandlas i de beroende kraven.

Den föreliggande uppfinningen söker således framför allt motverka, förbättra eller eliminera en eller flera av ovan identifierade tillkortakommanden och nackdelar inom konventionell teknik, individuellt eller i någon kombination, och löser åtminstone delvis de ovan nämnda problem genom att erbjuda en utrustning enligt de vidlagda patentkraven.

Enligt en aspekt av uppfinningen tillhandahålls en variabel flödesrestriktor. Den variabla flödesrestriktorn uppvisar en flexibel folie med förflyttbara delar, och en fluidpermeabel kropp. Den flexibla folien är anordnad intilliggande mot den fluidpermeabla kroppen, där de förflyttbara delarna är förspända mot den fluidpermeabla såsom flexibla klaffar; kroppen så att ett variabelt fluidgenomsläpp genom flödesrestriktorn resulterar genom ökande förflyttning av de flexibla delarna med ökat flöde genom den fluidpermeabla kroppen och den flexibla folien.

För att åstadkomma ett reducerande flödesmotstånd vid ökat flöde så placeras en tunn flexibel folie med klaffar tätt intill den fluidpermeabla kroppen. Genom att klaffarna spänns skapas ett högt flödesmotstånd vid små flöden som sedan reduceras när flödet ökar. Företrädelsevis placeras den flexibla folien intill den fluidpermeabla kroppen genom att den böjs och placeras med sin konvexa sida mot den fluidpermeabla kroppen. Den flexibla folien kan vara utformad som en t ex kon, partiell kon eller som en cylinder. Hela konstruktionen har en rörgeometri vars tvärsnitt kan vara cirkelformad och eller ellipsformad och eller polygonformad.

Detta kan göras enligt en utföringsform genom att en folie med klaffar nedströms placeras intill en fast flödesrestriktor i form av ett nät eller annat fluidpermeabelt material. 10 15 20 25 30 35 534 896 En fördelaktig utformning av uppfinningen är att låta nämnda klaffar ligga förspända mot den fasta flödesrestriktorn. Genom detta förfarande säkerställs att flödesmotståndet är maximerat vid låga flöden. Ett fördelaktigt sätt att åstadkomma denna förspänning är att böja folien med klaffar, och att den konvexa sidan ligger mot flödesrestriktorn som har en matchande form. Klaffarna kommer då att ligga förspända mot flödesrestriktorn.

Böjningen på folien kan vara av godtycklig form, kon, sfär eller cylinder. t.ex. en En ytterligare fördelaktig utformning av uppfinningen är att flödesrestriktorn är försedd med hål eller förtunnat material där den täcks av nämnda klaffar.

I vissa utföranden av den variabla flödesrestriktorn har den fluidpermeabla kroppen fluidgenomsläppliga öppningar under klaffarna.

Genom att införa dessa öppningar eller pål, vilket även kan vara förtunningar av materialet, ökar effekten av den variabla flödesrestriktorn genom att flödesmotståndet reduceras mer vid stora flöden.

I vissa utföranden av den variabla flödesrestriktorn är en differentialtryckmätare ansluten uppströms den fluidpermeabla kroppen och nedströms den flexibla folien.

I en andra aspekt innefattar uppfinningen ett förfarande för att reducera flödesmotståndet vid ökat flöde i en flödesrestriktor. Förfarandet innefattar att förspänna förflyttbara delar såsom flexibla klaffar på en flexibel folie genom att placera den flexibla folien intill en fluidpermeabel kropp varvid en variabel flödesrestriktor skapas genom att de förflyttbara delarna förflyttas ökande vid ökat fluidflöde, som ger ett variabelt fluidgenomsläpp genom flödesrestriktorn.

Fördelarna med denna metod är som för ovan beskrivna utrustning. Att åstadkomma en flödesrestriktor som har ett reducerat flödesmotstånd vid ökat flöde. Detta är bl a lO 15 20 25 30 35 534 BBB viktigt för att ta bort ökat flödesmotstånd orsakat av turbulens och för att öka det dynamiska flödesområdet.

Med flödesmotstànd avses flödesresistansen till skillnad från tryckfall. Översiktlig beskrivning av ritningarna Dessa och andra aspekter, särdrag och fördelar som uppfinningen åtminstone partiellt innehar blir tydligare och specificerade genom följande beskrivning av utförandeformer av föreliggande uppfinning, där referens görs till de vidliggande figurerna, i vilka Figur 1 visar i en schematisk vy ett utförandeexempel en folie med utskurna klaffstrukturer 10; Figur 2-4 visar i en schematisk vy ett utförandeexempel en böjd folie 21 och en flödesrestriktor 20; och Figur 5 visar i en schematisk vy ett utförandeexempel där flödesrestriktorn 50 försetts med hål vid arean under klaffarna 52.

Beskrivning av utföranden Figur l visar i en schematisk vy en folie 1 med utskurna klaffstrukturer 10. Folien kan anbringas på en flödesrestriktor, vilket beskrivs nedan.

En flödesrestriktor har en viss genomsläpplighet för en fluid såsom en gas. En fast flödesrestriktor kan exempelvis tillhandahållas i form av ett nät, sintrad metall eller keramik med viss porstorlek eller cellstorlek, eller annat fluidpermeabelt material. Flödesrestriktorer används exempelvis i flödesmätare för att skapa ett tryckfall med önskad profil. Ett differentialtryck över flödesrestriktorn kan mätas och ger ett mått för flödet.

Figur 2 visar i en schematisk vy ett utförandeexempel med en del av en böjd folie 21 och en del av en flödesrestriktor 20 med en form passande ihop med foliens 21 kontur. I detta fall är flödesrestriktorn och folien cylinderformade. Här visas hur de radiellt utåt böjda 10 15 20 25 30 534 855 klaffarna 22 i oförspänt tillstånd ser ut innan flödesrestriktorn 20 monterats ihop med folien 21.

Figur 3 visar den böjda folien 21 och flödesrestriktorn 20 med en form passande ihop med foliens 21 kontur hopmonterade. Här visas de mot flödesrestriktorn 20 anliggande klaffarna 32 i förspänt tillstånd.

Figur 4 visar den böjda folien 21 och flödesrestriktorn 20 med en form passande ihop med foliens 21 kontur när ett flöde, 4, passerar genom flödesrestriktorn 20 och den nedströms anordnade folien 21. Här visas hur de nu radiell inåt böjda klaffarna 42 böjs av ett stort flöde, Figur 5 visar i en schematisk vy ett utförandeexempel där flödesrestriktorn 50 försetts med hål 53 vid arean illustrerat genom pilarna i Fig. visat av pilarna. under klaffarna 52 enligt en princip av uppfinningen. Här visas hur klaffarna 52 i böjs av ett stort flöde, passerande hålen i flödesrestriktorn 50, visat av pilarna.

Ett exempel på en anordning i figur 5 i enlighet med uppfinningen erhålles genom att ett fluidflöde illustrerat med pilar strömmar igenom en flödesrestriktor 50 och vidare vars klaffar 52, som är en integrerad del av folien 50 vid stora flöden böjs medströms och på så sätt öppnar upp arean på flödesrestriktorn 50 så att flödesmotståndet reduceras.

Alternativt till, kan flödesrestriktorn vara utformat med förtunnat material eller större porstorlek eller cellstorlek eller filtertäthet där den täcks av nämnda klaffar. nedströms igenom en folie 21, eller i kombination med hålen 53,

Claims

10 15 20 25 30 35 534 896 7 PATENTKRAV

1. Variabel flödesrestriktor, som innefattar - en flexibel folie (21) med förflyttbara delar såsom flexibla klaffar (22, 32, 42, 52); - en fluidpermeabel kropp (20, 50); - varvid den flexibla folien (21) år anordnad intilliggande mot den fluidpermeabla kroppen (20, 50), där den flexibla folien (21) år böjd och har en konvex sida , och där den flexibla folien (21) är placerad med sin konvexa sida mot den fluidpermeabla kroppen (20, 50), varvid de förflyttbara delarna är förspända mot den fluidpermeabla kroppen (20, 50) så att ett variabelt fluidgenomsläpp genom flödesrestriktorn uppnås genom ökande förflyttning av de förflyttbara delarna med ökat flöde genom den fluidpermeabla kroppen (20, 50) och den flexibla folien (21). . Flödesrestriktorn enligt krav 1, där folien (21) är placerad nedströms den fluidpermeabla kroppen. Flödesrestriktorn enligt något av kraven 1-2, där den flexibla folien (21) är formad som en kon. Flödesrestriktorn enligt något av kraven 1-2, där den flexibla folien (21) är formad som en partiell kon. Flödesrestriktorn enligt något av kraven 1-2, där den flexibla folien (21) är formad som en cylinder. . Flödesrestriktorn enligt något av kraven 1-5, där den fluidpermeabla kroppen (20, 50) har 10 15 20 25 30 35 10. ll. 534 895 fluidgenomslâppliga öppningar (53) intill foliens (21) förflyttbara delar. Flödesrestriktorn enligt något av kraven 1-5, där den fluidpermeabla kroppen (20, 50) uppvisar förtunnat material eller större porstorlek eller cellstorlek eller filtertäthet intill förflyttbara delarna. . Flödesrestriktorn enligt något av kraven l-7, där konstruktionen har ett rörgeometriskt tvärsnitt som är cirkelformad, polygonformad eller ellipsformad. Flödesrestriktorn enligt något av kraven 1-7, där konstruktionen har ett rörgeometriskt tvärsnitt som år en kombination av cirkelformad och/eller ellipsformad och/eller polygonformad. Flödesrestriktorn enligt något av kraven 1-9, där en differentialtryckmåtare âr ansluten uppströms den fluidpermeabla kroppen (20, 50) och nedströms den flexibla folien (21). Förfarande för att reducera ett flödesmotstånd vid ett ökat flöde i en flödesrestriktor, som innefattar att förspânna förflyttbara delar såsom flexibla klaffar (22, 32, 42, 52) på en flexibel folie (21); detta uppnås genom att böja den flexibla folien (21) så att en kovex sida skapas och att placera den flexibla folien (21) med dess konvexa sida intill en fluidpermeabel kropp (20,50) varvid en variabel flödesrestriktor skapas genom att de förflyttbara delarna förflyttas ökande vid ökat fluidflöde, som ger ett variabelt fluidgenomsläpp genom flödesrestriktorn.