SE535332C2 - Anordning för anslutning och fördelning av flöden - Google Patents

Abstract

Anordning för sammanslagning av vätske- eller gasflöden bestående av ett inloppsrör(l) för ett första flöde, ett anslutningsrör (2) för ett andra flöde och ett utloppsrör (3) för detsarnlade flödet av det första och andra flödet där anslutningsröret och inloppsröret bildar enspetsig vinkel med spetsen mot utloppsröret. Inloppsröret (1) sträcker sig delvis in i ellerframför anslutningsröret (2) så att en delvis avskärmande läpp eller fläns (4) bildas för anslutningsflödet. Läppen skjuter som mest in till centrum för anslutningsröret.

Description

25 30 535 332 flödena själva i stor utsträckning ombesörjer en ömsesidig likriktning utan stora kontakt- ytor mellan vatten och anordningen och anordningen uppvisar ett minimum av trånga strömningsutrymmen med ty åtföljande strömningsmotstånd och lokalt minskade ström- ningshastigheter.

När flödet i anslutningsröret (det andra flödet) når läppen som samtidigt är en del av det första inloppsrörets vägg, hindras den del av anslutningsflödet som träffar läppen från att tränga rakt in i flödet från inloppsröret och styrs i stället parallellt med inloppsröret och påverkar den delströmning i anslutningsröret som ej träffar läppen så att anslutnings- strömningen som helhet styrs in i utloppsröret med en liten hastighetskomponent in mot utloppsrörets centrum och väsentligen parallellt med strömningen från inloppsröret. Ett sarnmanförande av det första och andra flödet (anslutningsflödet) erhålles med minskad eller elirninerad turbulens, oljud, stötar och effektförluster. Även om uppñnningen är användbar vid rektangulära rör så är runda rör, som alltid, vanligast.

Inloppsrör och utloppsrör kan ha samma diameter altemativt kan med fördel diameter- proportionerna mellan dem motsvaras av resp. förväntade flöden.

När utloppsröret har en större diameter än inloppsröret för huvudtlödet kan man med fördel låta anslutningsröret ha samma diameter som utloppsröret och inloppsröret får sträcka sig genom ett hål i en krökt del av anslutningsröret och i linje med utloppsröret.

Med fördel har utloppsrör och inloppsrör sina generatriser längst bort från anslutnings- flödet i linje med varandra. lnloppsröret sträcker sig på sin mot anslutningsröret vända sida som mest in till anslutningsrörets centrumlinje. lnloppsröret kan vara vinkelrätt avskuret i sin innerände.

Alternativt kan i stället inloppsröret vara snett avskuret med sin största längd längst från anslutningsrörets inlopp. Härigenom kan man också minska inskjutet i det krökta röret relativt dettas centrumlinje. Med fördel är det raka röret inskjutningslängd i det krökta röret avtagande ut från det krökta rörets centrum, befrämj ande en likforrnig hastighet för flödet i det krökta röret runt det raka röret.

Anordningarna i enlighet med uppñnningen kan tillverkas utgående från raka rör och standardkrökar där man sågar eller klipper plåtrör, raka och/eller krökta och därefter löder samman delama. Tillverkningen ligger således väl inom ramen för vad fackmannen själv kan åstadkomma med enkla verktyg.

För ordningens skull kan noteras att en anslutning utan läpp ger mer turbulens och förluster än anordningen enligt uppñnningen. 10 15 20 25 30 535 332 Ytterligare fördelar och kännetecken på uppfinningen framgår av patentkraven, liksom av nedanstående beskrivningar av på bifogade ritningar visade utföringsexempel. Härvid visar fig. 1 ett första exempel på en anordning i enlighet med uppfinningen sedd från sidan, fig. 2 ett andra exempel, fig. 3 ett tredje exempel, fig. 4 ett fjärde exempel och fig. 5 ett femte exempel I fig. 1 visas en sammanslagning av två flöden från exempelvis stuprör och dagvatten- brunnar. Ett första inloppsrör 1 är avsett för vatten kommer från exempelvis en brunn som ligger före i strömningsriktningen, dvs. i normalfallet högre upp om anläggningen inte innefattar pumpar. Ett till detta första inloppsrör anslutande anslutningsrör innefattar en rätvinklig rörböj- eller krök 2 som på utloppssidan övergår i ett utloppsrör 3. Det första inloppsröret 1 skjuter in i rörkröken parallellt med utloppsröret och anliggande mot detta på motsatt sida mot anslutningsröret 2. Utloppsröret 3 har samma diameter som rörkröken 2 under det att det första inloppsröret 1 som leder ungefär lika mycket vatten som anslut- ningsröret har en mindre diameter och en tvärsnittsyta som är hälften av utloppsrörets tvärsnittyta. Det första, i inneränden rakt avskuma inloppsröret 1 sträcker sig med sin övre kant (dvs den som är vänd mot rörkrökens inlopp) in till skårningspurikten med centrum- linjen för rörkröken 2.

Den i fig 1 visade anordningen har visat sig ge förvånande turbulensfria förhållande och låga effektförluster resulterande i en effektivare strömning , dvs i det beskrivna fallet med avledning av ytvatten, med högre hastighet för vattnet och därmed en snabbare bort- ledning och mindre risk för överbelastning av ledningssystemet.

Tvärsnittsarean för det krökta anslutningsröret 2 och utloppsröret 3 är dubbelt så stor som för det första inloppsröret l. Detta innebär att vid lika tillflöden genom inloppsröret 1 och rörkröken 2 får delströmmama vid blandningen eller kanske snarare efter ungefär samma hastighet vilket minskar förluster, vibrationer och oljud. Om tillflödena normalt är olika kan förhållandet mellan tvärsnittareoma för inloppsröret och utloppsröret varieras motsvarande. inloppsröret 1 skjuter med ett avsnitt 4 in i rörkröken 2. Detta avsnitt 4 hindrar den del av flödet som strömmar i rörkrökens radiellt yttre del, och som utan avsnittet 4 skulle vara den del som först skulle komma i kontakt med inloppsrörets strömning från att tryckas ner i flödet från inloppet 1, istället styrs detta flöde ut åt sidorna och framåt i strömnings- riktningen för att där inloppsröret 1 slutar omsluta flödet som strömmar ur inloppsröret 1.

Den radiellt inre delen av strömningen i rörkröken styrs sedan av detta redan framåt riktade 10 15 20 25 30 535 332 flöde också till en axiell riktning. Det omriktade radiellt yttre flödet i rörkröken bildar en skärm runt strömningen från inloppsröret 1 och minskar risken för turbulens.

Det via rörkröken anslutande vattnet strömmar från en vattenledning med samma diameter som anslutningsröret l via en kon 5 för att åstadkomma en turbulensfri övergång till rörkröken. Härigenom sänks hastigheten för vattnet i rörkröken vilket gör att dettas dynamiska tryck minskas så att den kraft som anslutningsvattnet trycker med in mot inloppsrörets l strömning minskar.

Vid högre strömningshastigheter kan man tänka sig att centrifugalkraften på det strömmande vattnet ger ett högre tryck vid ytterväggen och att avsnittet eller skärmen 4 hindrar just denna del av strömningen från att direkt träffa strömningen från inloppsröret 1.

I fig. 2 visas en alternativ utformning av det första inloppsröret 21 som är snett avskuret med sin kortaste sida vänd mot inloppet för rörkröken 22. Vid samma diameter- förhållande som i fig. l kommer liksom i fig. 1 om de två flödena har samma hastighet dessa relativt lugnt att sakta blandas till följd av det i rörkröken inskjutande inloppsrörets ände 24 så att turbulensen blir liten. Den ejektorverkan som erhålles mellan strömmama gör också att flödena försöker påverka varandra till en gemensam strömningshastighet vid blandningen.

Såsom framgår av fig. 3 behöver anslutningen inte vara rätvinklig utan den kan även vara flackare.

Vid en del tillfällen, såsom till exempel avloppsledningar för dagvatten är det inte ovanligt att flödet i en huvudledning är väsentligt mycket större än i anslutningar från exempelvis separata tomter. Vid dessa tillfällen kan man tänka sig en variant på uppfinningen som visas i fig. 4. Här har det till en inloppsledning 41 anslutande, ett mindre flöde förande, röret 42 väsentligt mindre diameter än utloppsröret 43, och till och med mindre diameter än den raka inloppsledningen 41 . Utloppsröret 43 är anordnat som en parallell förlängning av inloppsröret men med förskjuten centrumlinje relativt detta så att rören i princip har gemensamma bottengeneratriser. Utloppsröret 43 är i riktning mot inloppsröret 41 snett avskuret och tillslutet med en lutande gavel 46. Inloppsröret sträcker sig in genom denna gavel. Anslutningsröret 42 är rakt och påsvetsat på utloppsrörets ände, på dess ovansida, utan att sträcka sig in i detta och i detta fall med samma vinkel som utloppsrörets gavel 46. Det raka inloppsröret 41 sträcker sig på ovansidan med avsnittet 44 från gaveln in till centrumlinjen för anslutningsröret 42. Inloppsröret 41 är från ovansidan kapat vinkelrätt ner till utloppsrörets gavel där sedan kanten följer den sneda gaveln 46 för 10 l5 20 25 30 535 332 utloppsröret. Man kan även tänka sig att inloppsröret är avskuret parallellt med utloppsrörets gavel, alternativt närmar sig gaveln mot botten av utloppsröret Inloppsrörets 41 i utloppsröret 43 inskjutande avsnitt 44 bildar således en läpp, skärm eller skiljevägg mellan strömmarna i inloppsrör och anslutningsrör hindrande anslutnings- vattnet från att trycka med full kraft mot strömningen av vatten ur inloppsröret in i det aningen grövre utloppsröret. Även i detta fall är förluster och turbulens små. I det i fig. 4 visade fallet med en vinkel mellan anslutningsrör på 30 grader har det visat sig att en lämplig längd för läppen, eller skärmen är ca 80% av inloppsrörets diameter. Detta i sin tur innebär att inloppstvärsnittet för anslutningsvattnets inlopp blir ungefär 20 procent större än inloppsrörets tvärsnitt. Hastigheten för det anslutande vattnet minskas således något och därmed och inloppsvattnets tryck mot vattenströmmen ur inloppsröret.

I det i fig. 5 visade exemplet är storleksskillnaden mellan det tillförda ytterligare anslutningsflödet och huvudflödet stor och man kan därför tänka sig att ha samma diameter för huvudflödets in- 51 och utloppsrör 53. Ett anslutningsrör 52 är anordnat vinklat 30 grader och sträcker sig inte in i det stora röret. Öppningen in i det större röret sträcker sig dock inte över hela det mindre rörets gavel utan på uppströmssidan sträcker sig såsom visas det större rörets vägg sig ett stycke in över det mindre anslutningsrörets öppning i form av en läpp eller skiljevägg 54. I det visade fallet sträcker sig skiljeväggen ej förbi anslutningsrörets 52 centrurnlinje. Detta ger en inledande parallell strömning för de bägge flödena med ty åtföljande ömsesidiga ejektorverkan. Huvudflödet kan successivt öka sin strömningshastighet till följd av vattentillskottet genom anslutningsledningen med ett minimum av turbulens.

Det större rörets som en läpp inskjutande skiljevägg 54 in i strömningsbanan för det mindre röret behöver inte vara helt tvär, dvs. som ett vinkelrätt snitt utan man kan tänka sig någon annan form, exempelvis en V-forrnad slits som sträcker sig i riktning mot flödet i huvudströmmen, eller att skärmen har formen av en tunga som kan släppa förbi lite vatten mellan kanterna och utloppsrörets innervägg. Det visade raka inloppsröret 52 för anslutningsflödet är kompletterat med en rörkrök 57 för att totalt sett få en rät vinkel mellan anslutningsflödet och huvudflödet.

Läppen eller skärmen är väsentlig men behöver inte vara så lång som in till centrum för anslutningsledningen och är lämpligen 80 procent av anslutningsrörets diameter.

Genom att anslutningsröret är rakt och röret för huvudflödet är rakt kan anslutningen tillverkas i plast med sedvanlig teknik och likaså kan framställning i plåt lätt ske med klippning (förslagsvis efter mall) och lödning. Såsom nämnts ovan är de låga förlusterna 10 15 20 25 30 535 332 bra vid avloppsrör. Vid transport av vätskor eller gaser möjliggör de minskade förlusterna besparingar, exempelvis inom processindustrin. Sarntidigt minskar tendensema till vibra- tioner och oljud.

Vid användning av uppfinningen i exempelvis dagvattenavlopp minskas vidare benägenheten för att vatten strömmar bakåt upp i dagvattenbrunnar, detta till följd av ej ektorverkan mellan flödena i rören.

Anordningen enligt uppfinningen kan användas vid pumpar, fläktar, efter cykloner, olje och gasledningar, avloppsnät, fjärrvärme íjärrkyla etc.

Vid dimensioneringen av läppen kan man i stället för att låta den sträcka sig in till ungefär centrumlinjen för anslutningsröret tänka sig att låta den skärma av utloppet ur anslutningsröret in i utloppsröret så pass mycket att den resterande utloppsarean från mot bakgrund av den förväntade anslutningsströmningen ger en så överensstämmande hastighet som möjligt när de inkommande strömmama möts alternativt en aningen lägre hastighet. I de visade exemplen är vinkeln mellan anslutningsröret och inloppsröret 30 grader, vilket motsvarar en fri utströmningsyta lika med tvärsnittsarean för anslutningsröret om vi antar lika hastigheter. Om vinkeln minskas kan läppen eller skärrnningen ökas och om strömningshastigheten är lägre i anslutningsröret kan läppen också få skjuta in längre. Med andra ord kan en utrustning i enlighet med fig. 1 eller 2 där inloppsrör och utloppsrör är förskjutbara inbördes användas för en individuell inställning av respektive anslutningar. I mer sofistikerade processanläggningar kan man till och med tänka sig en kontinuerlig styrning av läpplängden som en funktion av strömningshastighetema eller -mängdema för en kontinuerlig anpassning och minimerande av strömningsförluster.

Det har visat sig att de i figurerna l - 4 visade anordningama även lämpar sig väl för fördelande eller avgrenande av gas- eller vätskeströmmar, varvid det dock har visat sig att läpparna eller skärmarna kan utelämnas utan olägenhet. Vid den i fig. 1 visade variantens användning för flödesdelning får avgreningsröret en stor diameter som sedan kan dras ihop med en konisk strömningsdel. Vid den i fig. 5 visade varianten styrs flödet vid fördelningen mot den sneda gaveln och av denna upp mot avgreningsröret som har samma lutning som gaveln. Genom att avgreningsröret är lutat blir den tillgängliga öppningen in i avgreningsröret lång nog för att medge en mjuk överföring från inloppsröret till avgreningsröret så att turbulens och förluster minskas.

Claims (9)

535 332 PATENTKRAV

1. l. Anordning för samling av vätske- eller gasflöden , exempelvis parallellt anordnade pumpar, fläktar efter cykloner eller filter i kolkraftverk eller ventilationsanläggningar, ledningsnät för dagvatten, olje- och gasledningar, avloppsnät, fjärrvärme, fjärrkyla etc, bestående av ett inloppsrör för ett första flöde, ett anslutningsrör för ett andra flöde och ett utloppsrör för samlingsflödet av det första och andra flödet, kännetecknad av att utloppsrör (3) och inloppsrör (l) har sina generatriser längst bort från anslutningsflödet i linje med varandra, att inloppsröret sträcker sig delvis in i eller framför anslutningsröret så att en delvis avskännande läpp (4) eller fläns bildas för det andra anslutande flödet, och att anslutningsrörets läpp och inloppsröret bildar en mot utloppsröret vänd trubbig vinkel i förbindningspunkten mitt emot den gemensamma generatrisen, och att läppen sträcker sig som mest ungefärligen till anslutningsrörets centrumlinje.

2. Anordning enligt krav 1, kännetecknad av att vinkeln mellan inloppsrör och anslutningsrör är 30 grader.

3. Anordning enligt krav 1, kännetecknad av att läppen är dimensionerad så att den täcker så stor del av anslutningsrörets sneda utloppsyta att hastigheten för delströmmarna som skall blandas väsentligen överensstämmer, alternativt att anslutningsrörets utloppsyta är aningen större än detta värde.

4. Anordning enligt krav 5, kännetecknad av att läppens, i eller framför anslutnings- röret utskjutande längd är varierbar.

5. Anordning enligt något eller några av föregående krav, kännetecknar! av att anslutningsröret (2) är krökt och har samma tvärsnitt som utloppsröret (3) och tangentiellt ansluter till detta.

6. Anordning enligt krav l, kännetecknad av att utloppsröret är snett avskuret och avslutat med en gavel (46) i sin mot inloppsröret vända ände, att inloppsröret (41) i 535 332 8 den läpp (44) som skjuter in framför anslutningsröret (42) är avskuren så att den minskar till sin bredd från anslutningsröret, och att anslutningsröret är anslutet till utloppsröret (43) vid dettas gavel.

7.Anordning enligt krav 6, kännetecknad av att anslutningsrörets 42) symmetrilinje har samma vinkel relativt utloppsröret (43) som utloppsrörets gavel.

8.Anordning enligt krav 1 eller 2, kännetecknad av att in- (31) och utloppsrör (33) har samma diameter.

9. Anordning för avgrening eller fördelning av gas- eller vätskeströmmar, känne- tecknad av att den innefattar ett inloppsrör och ett utloppsrör med en strömningsriktning väsentligen överensstämmande med inloppsrörets, varvid inloppsröretet har större diameter än utloppsröret som är anordnat med sin mynning inskj utande i en inloppsröret avslutande lutad gavel, varvid det utloppröret är anordnat som en parallell förlängning av inloppsröret men med förskjuten centrumlinje relativt detta så att rören i princip har gemensamma generatriser, där inloppsröret är som kortast och att ett avgreningsrör är anordnat på inloppsrörets motsatta sida och lutat framåt i strömningsriktningen och med sin i riktning från inloppsröret främsta generatris parallell med och övergående i inloppsrörets lutade gavel, och utloppsröret sträcker sig in till det ställe där det skär avgreningsrörets centrumlinje.