DE2031885B2

DE2031885B2 - Einrichtung zur steuerung der stroemung eines gasfoermigen mediums

Info

Publication number: DE2031885B2
Application number: DE19702031885
Authority: DE
Inventors: John Smith Reed Robert D Tulsa OkIa Zink (VStA), Schwanz, Robert E, 6000 Frankfurt
Original assignee: John Zink Co
Current assignee: Zinklahoma Inc
Priority date: 1969-07-31
Filing date: 1970-06-27
Publication date: 1977-08-25
Also published as: FR2053329A1; DE2031885A1; DE2031885C3; JPS5011618B1; GB1312512A; FR2053329B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Steuerung der Strömung eines gasförmigen Mediums, bestehend aus einem Flüssigkeitsbehälter, in den ein Gaszuführungsrohr mit einem perforierten Ende hineinragt, welches unterhalb des Flüssigkeitsspiegels mündet.

Eine derartige Einrichtung ist aus der US-PS 27 21 065 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung erstreckt sich ein zylindrisches Rohr unter den Flüssigkeitsspiegel eines Behälters und weist am unteren Ende Perforationen auf.

Gegenüber dieser bekannten Einrichtung liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Steuerung der Strömung des Gases derart zu ermöglichen, daß geringe Änderungen des gesteuerten Druckes, mit welchem das Gas eingeführt wird, bereits eine Steuerwirkung auslösen.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erzielt, daß das Ende des Rohres mit einem hohlen Eingabekopf ausgebildet ist, dessen die Perforierung tragende Bodenwand eine in bezug auf den Flüssigkeitsspiegel nach unten gerichtete Kegelstumpfform aufweist, daß ferner die Mantelfläche der kegelstumpfförmigen Bodenwand einen spitzen Winkel mit dem Flüssigkeitsspiegel im Flüssigkeitsbehälter bildet und daß an der tiefsten Stelle der Bodenwand eine weitere zentrale öffnung vorgesehen ist.

Dadurch gehen Veränderungen der Durchtrittsverhältnisse an der Perforationsfläche wegen deren Kegelstumpfform verfeinert vor sich.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Figuren der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Schnittansicht der Erfindung,

Fig.2 eine Schnittansicht des Eingabekopfes in vergrößertem Maßstab und

F i g. 3 eine Ansicht des Eingabekopfes, gesehen von der Linie 3-3 der F i g. 1 aus.

Die Einrichtung zur Steuerung der Strömung eines gasförmigen Mediums weist einen Flüssigkeitsbehälter 10 auf, der eine Flüssigkeitsmenge aufnehmen kann, die auf einer Spiegelhöhe 11 gehalten wird. Die Flüssigkeit kann in den Flüssigkeitsbehälter 10 über einen Rohranschluß 12 zugeführt werden, und ein von einem Schieber 16 gesteuertes Rohr 14 dient zum Ablassen der Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsbehälter 10. Der Flüssigkeitsbehälter 10 weist ferner einen Leitungsansatz 17 oberhalb des Flüssigkeitsspiegels U auf, der zum

Austritt des gasförmigen Mediums dient.

Ein Rohr 18 erstreckt sich in den Flüssigkeitsbehälter 10 hinein und wird vom Deckel 19 gehalten. Das Rohr 18 ist gegenüber dem Deckel 19 abgedichtet und dient zur Einführung eines gasförmigen Mediums in den Flüssigkeitsbehälter. Das Rohr 18 ist vorzugsweise längs der Achse des Flüssigkeitsbehältern 10 angeordnet. Das Rohr 18 erstreckt sich unter den Flüssigkeitsspiegel 11, wie es in F i g. 1 gezeigt ist.

Ein Abgabekopf 20 wird vom unteren Ende des Rohres 18 getragen und weist eine Kammer auf, in die das gasförmige Medium eingeführt wird. Der Eingabekopf 20 hat eine Bodenwand 21, die eine in bezug auf den Flüssigkeitsspiegel nach unten gerichtete Kegelstumpfform aufweist und deren Mantelfläche einen spitzen Winkel mit dem Flüssigkeitsspiegel U bildet. Eine Reihe von Austrittsöffnungen 22 ist innerhalb der kegelstumpfförmigen Bodenwand 21 angeordnet. Diese Austrittsöffnungen 22 sind in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordnet und sind symmetrisch um den Umfang des Eingabekopfes 20 herum angeordnet. Eine zweite Reihe von Austrittsöffnungen

23 ist in der kegelstumpfförmigen Bodenwand vorgesehen, und diese öffnungen sind ebenfalls symmetrisch um den Austrittskopf herum und in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordnet, wie es Fig.3 zeigt. Eine weitere Reihe von Austrittsöl'fnungen 24 ist in der kegelstumpfförmigen Bodenwand 21 vorgesehen, und diese sind ebenfalls symmetrisch um den Umfang des Kopfes herum angeordnet. Die Öffnungsreihen 22, 23,

24 bilden eine Perforation in der Bodenwand.

Der Eingabekopf 20 steht in offener Verbindung mit dem Rohr 18, so daß das gasförmige Medium der Kammer 26 zugeführt wird. Eine zentrale öffnung 27 ist an der tiefsten Stelle der kegelstumpfförmigen Bodenwand 21 vorgesehen und bildet einen Austritt für das gasförmige Medium, falls die Austrittsöffnungen verstopft oder verdeckt sind, und dadurch wird für das gasförmige Medium ein Notaustritt unterhalb des Flüssigkeitsspiegels geschaffen.

Wenn im Betrieb der Druck, mit dem das gasförmige Medium in das Rohr 18 eingeführt wird, zunimmt und größer ist als der Druck der Flüssigkeitssäule oberhalb der obersten Reihe der öffnungen 22, so wird die Abgabe des Gases eingeleitet und das Gas strömt bläschenförmig durch die Flüssigkeit nach oben. Die öffnungen 22 sind im Abschnitt mit dem größten Durchmesser des Eingabekopfes 20 angeordnet, und die Abgabe des gasförmigen Mediums durch die öffnungen 22 erfolgt in Bereichen, die voneinander um die größte Strecke getrennt sind. Wenn die Strömung des gasförmigen Mediums infolge eines Druckanstieges zunimmt, so stellt sich ein Zustand ein, bei dem Flüssigkeit aus der Kammer 26 verdrängt wird, und zwar unter den Spiegel des obersten Teiles der öffnungen 23, so daß das gasförmige Medium dann auch durch diese öffnungen austritt und ebenfalls durch die öffnungen 22. Aus der F i g. 2 ist zu entnehmen, daß ein sehr geringer senkrechter Abstand H zwischen dem obersten Teil der Austrittsöffnungen 22 und dem obersten Teil der Austrittsöffnungen 23 vorhanden ist. Eine weitere Zunahme der Strömung des gasförmigen Mediums verdrängt mehr Flüssigkeit aus der Kammer 26, so daß das Gas dann auch aus den öffnungen 24 austritt Es ist ein ähnlicher geringer senkrechter Abstand zwischen dem obersten Abschnitt der Austrittsöffnungen 23 und dem obersten Abschnitt der Austrittsöffnungen 24 vorgesehen. Falls die Austrittsöff-

nungen verdeckt oder verstopft werden sollten, so ist noch die zentrale öffnung 27 für eine Notabgabe des Gases in die Flüssigkeit offen.

Eine Zunahme der Zuströmung des Gases bewirkt, daß Flüssigkeit vom Abgabekopf verdrängt wird und s daß das Gas aus Austrittsöffnungen austritt und in Bläschenform sich nach oben durch die Flüssigkeit hindurch bewegt. Die Einrichtung verhindert eine Rückströmung des Gases, da eine derartige Bewegung des Gases die Flüssigkeit in der Einrichtung stromauf drückt, um eine Flüssigkeitssäule zu bilder, die überwunden werden muß, ehe das Gas rückwärts strömen kann.

Die kegelstumpfförmige Bodenwand 21 weist genügend Platz auf, um öffnungen aufzunehmen, die in Umfangsrichtung um verhältnismäßig große Strecken voneinander getrennt sind. Die kegelstumpfförmige Bodenwand bildet zusammen mit den Austrittsöffnungen eine Vorrichtung, die die Abgabe eines großen Gasvolumens bei verhältnismäßig geringen Änderungen der Druckhöhe erlaubt. Es ist also möglich, eine bläschenförmige Gasströmung nach aufwärts durch die Flüssigkeit zu erzeugen, wobei das Gas durch den Leitungsansatz 17 austritt. Es treten nur minimale Druckstöße an der stromauf gelegenen Seite der Einrichtung und an der stromab gelegenen Seiie der Einrichtung auf, da niemals ein Zustand einer Zweiphasenströmung auftritt, noch ein synchronisierter Rückschlag einer Flüssigkeitsgegenströmung gegen die Gasströmung.

Falls der Druck des Gases, welches dem Rohr 18 zugeführt wird, abnimmt und falls der Druck innerhalb des Flüssigkeitsbehälters zunimmt, so wird Flüssigkeit in dem Rohr 18 nach oben bewegt und es wird eine Flüssigkeitssäule gebildet, die überwunden werden muß, ehe irgendeine Gasrückströmung durch die Vorrichtung hindurch erfolgen kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

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Patentanspruch:

Einrichtung zur Steuerung der Strömung eines gasförmigen Mediums, bestehend aus einem Flüssigkeitsbehälter, in den ein Gaszuführungsrohr mit einem perforierten Ende hineinragt, welches unterhalb des Flüssigkeitsspiegels mündet, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Rohres (18) mit einem hohlen Eingabekopf (20) ausgebildet ist, dessen die Perforierung tragende Bodenwand (21) eine in Bezug auf den Flüssigkeitsspiegel (11) nach unten gerichtete Kegelstumpfform aufweist, daß ferner die Mantelfläche der kegelstumpfförmigen Bodenwand einen spitzen Winkel mit dem Flüssigkeitsspiegel (11) im Flüssigkeitsbehälter (10) bildet und daß an der tiefsten Stelle der Bodenwand eine weitere zentrale öffnung (27) vorgesehen ist.