Nastaviteľný prúdový usmerňovač toku tekutín

Číslo patentu: U 7304

Dátum: 03.12.2015

Autori: Michal Martin, Žuffa Ladislav

Stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Technické riešenie sa dotýka nastaviteľného prúdového usmerňovača tekutín, t. j. plynov a kvapalín V potrubných systémoch.Problematika prúdenia tekutín V potrubných systémoch je značne zložitá a doteraz nie celkom teoreticky zvládnutá. V technickej praxi sú známe dva základné druhy prúdenia tekutín, laminárne a turbulentné. Prechod medzi týmito dvoma prúdeniami sa tiež uvádza ako prúdenie prechodové. Na dopravu tekutín V potrubiach je žiaduce laminárne prúdenie, kde jednotlivé vrstvy tekutiny klžu po sebe s najmenším trením, tzn. kladú pohybu tekutiny najmenší odpor. S nástupom turbulentného prúdenia dochádza k prenikavému zvýšeniu odporu prostredia, keďže V tekutine vznikajú turbulencie a víry. Následkom turbulentného prúdenia vzniká adekvátna potreba zvyšovania výkonu dopravných strojov na tekutiny (kompresorov a čerpadiel), čo značne predražuje dopravu tekutín. V prípade neustáleného turbulentného toku je Veľmi ťažké meranie dopravovaného množstva tekutín. Kontinuálne meracie zariadenia na meranie veľkých objemov pretekajúcich tekutín, zvlášť turbínové alebo ultrazvukové merače, vyžadujú laminárny tok s parabolickým profilom,na ktorý sú konštruované a pri ktorých výrobca zaručuje presnosť merania. Nepresné meranie pri Veľkých objemoch je prakticky neprijateľné, keďže by dochádzalo k nekorektnému predaju, čo by viedlo k veľkým ekonomickým stratám, či na strane nákupu, alebo predaja príslušnej komodity.Potrubné systémy, V ktorých sú nainštalované meracie trate na dopravovanie veľkých množstiev tekutín,ako sú plynovody, ropovody a iné produktovody, sú zvyčajne Veľmi komplikované, čo má rozhodujúci vplyv na profil prúdenia V potrubiach. Navyše tieto meracie trate sú inštalované V daných obmedzených priestorových podmienkach, čo obyčajne nedovoľuje ustálenie profilu toku dostatočnou dĺžkou potrubia.Na ustálenie a vyprofilovanie profilu toku V takýchto meracích tratiach zaradených do potrubných systémov sa používajú usmerňovače rôznej konštrukcie, zväčša typu mnohootvorovej clony, zväzku trubiek,a pod. Tieto usmerňovače sú súosové s osou potrubia, pevné, smerovo nenastaviteľné. Veľmi často sa stava,že ani tieto statické usmerňovače nie sú V stave dostatočne vyrovnať tokový profil. Zaradenie ďalšieho alebo účinnejšieho statického usmerňovača nie je možné z dôvodu Veľkej tlakovej straty, čo by malo za následok potrebné zvýšenie výkonu dopravných zariadení (kompresorov, čerpadiel). Preto aj prípadná korekcia nepraVidelného tokového profilu je veľmi ťažko realizovateľná.V praxi sa však stáva, najmä pri zložitých potrubných systémoch, že profil prúdu je vychýlený, prípadne posunutý vzhľadom na os potrubia, čo pevné usmerňovače nedokážu uspokojivo odstrániť. V prípade, že tekutina prechádza cez meradlo V takomto deformovanom profile, meranie je nepresné a chyba merania ďaleko presahuje výrobcom zaručené hodnoty. Pri meraní Veľkých prietokov, napr. zemného plynu na plynovodoch,ropy na ropovodoch a pod., môžu nepresné merania spôsobovať obrovské ekonomické straty.Tieto nedostatky do značnej miery odstraňuje nastaviteľný prúdový usmerňovač toku tekutín podľa tohto technického riešenia. Jeho podstata spočíva V tom, že pozostáva z pevného vonkajšieho člena, V ktorom je umiestnený usmerňovací člen, pričom usmerňovací člen je na jednej strane nastaviteľne uložený vnútri pevného člena pomocou najmenej jednej nastavovacej sústavy, ktorá je tvorená najmenej z jedného nastavovacieho člena pozostávajúceho z nastaviteľného elementu pôsobiaceho na usmerňovací člen a pevného elementu ukotveného V telese pevného člena.Na svojej druhej strane je usmerňovací člen uložený V pevnom člene - potrubí - výkyvne, V osi potrubia,akýmkoľvek známym spôsobom napr. tvarovými vymedzovacími telieskami, guľovým stredovým čapom a pod. Takéto riešenie umožňuje nastavovanie usmerňovacieho člena V jednej rovine danej aXiálnou osou usmerňovača a osou nastavovacieho člena, čo dovoľuje korigovať vychýlenie tokového profilu práve V tejto rovine o uhol vychýlenia usmerňovacieho člena. Na zväčšenie uhla vychýlenia usmerňovača je možné vymedzovacie telieska umiestniť až do stredu dĺžky usmerňovača, čím sa dosiahne dvojnásobný uhol vychýlenia usmerňovača. Je zrejmé, že činný povrch vymedzovacích teliesok je časťou príslušného guľového povrchu.Pre požiadavku korekcie tokového profilu V priestorovom uhle je usmerňovač vybavený nastavovacou sústavou s dvoma výkyvnými nastavovacími členmi na jednej strane usmerňovača. Takéto kombinované uloženie umožňuje nastavovanie usmerňovacieho člena na strane nastavovacích členov V priestorovom uhle aXiálnej osi usmerňovača, čím je umožnené korigovať smer toku tekutiny o priestorový uhol vychýlenia usmerňovacieho člena daného rozdielom polomeru potrubia a usmerňovacieho člena.Priaznivejšie účinky korekcie sa dosahujú usmerňovačom, ktorý je vybavený nastavovacou sústavous troma nastavovacími členmi na jednej strane usmerňovača a vymedzovacími telieskami V strede dĺžky usmerňovacieho člena, ako je už opísané. Takéto kombinované uloženie umožňuje nastavovanie usmerňovacieho člena na strane nastavovacích členov v dvojnásobnom priestorovom uhle, čím je umožnené korigovat smer toku tekutiny o dvojnásobný priestorový uhol vychýlenia usmerňovacieho člena daného rozdielom polomeru potrubia a usmerňovacieho člena.Výhodnejšie je riešenie, keď usmerňovací člen je oboch stranách nastaviteľné uložený vnútri pevného člena pomocou nastavovacej sústavy, z ktorých každá je tvorená najmenej z troch nastavovacích členov uložených po obvode pevného člena. Takéto riešenie má viac stupňov slobody pohybu usmerňovacieho člena,umožňuje samostatne nastavovať nábehovú a výbehovú stranu usmerňovacieho člena. Keďže je možné celý usmerňovač vyosiť až o hodnotu rozdielu polovice priemeru potrubia a usmerňovača V celom priereze potrubia, tiež dovoľuje vykonávať aj väčšie korekcie tokového profilu tekutiny vnútri potrubia oproti riešeniu s jednou nastavovacou sústavou.Je samozrejmé, že nastavovacie členy môžu byt akejkoľvek známej konštrukcie, napr. skrutka - matica,excenter, vačka a pod., nastavované ručne alebo motoricky. Ako najvýhodnejšie sa javí nastavovací systém skrutka - matica z dôvodu jednoduchosti, jenmého nastavenia, ľahkej možnosti aretácie a pevnosti konštrukcie.Využitie tohto technického riešenia je zvlášť výhodné v prípade komplikovaných potrubných systémov,najmä pri meraní veľkých prietokov, kde jednoduché pevné usmerňovače z dôvodu komplikovaných tokových pomerov nie celkom uspokojujúco stabilizujú tok a z priestorových dôvodov nie je možné vybudovať dostatočne dlhé potrubie na stabilizáciu tokového profilu.Nastaviteľný prúdový usmerňovač toku tekutín podľa obrázka 1 pozostáva z vonkajšieho pevného člena l tvoreného potrubím, v ktorom je umiestnený usmerňovací člen g tvorený zväzkom trubiek, pričom usmerňovací člen g je na ľavej strane nastaviteľné uložený vnútri pevného člena l pomocou nastavovacej sústavy,ktorá je tvorená z jedného nastavovacieho člena à, ktorý je ukotvený v telese vonkajšieho pevného člena l. Nastavovací Člen à je tvorený systémom pozdĺžne stabilizovaná otočná slcrutka Q a nastaviteľná nakláňacia neotočná matica x, pričom matica je tvorená valčekom s vnútorným priečnym závitom uloženým v domčeku, ktorý je prichytený k usmerňovaciemu členu g. Otočná skrutka Q je proti svojmu pozdlžnemu pohybu ukotvená v telese vonkajšieho člena pomocou zabezpečovacieho osadenia. Na pravej strane je usmerňovací člen g vybavený vymedzovacími telieskami 4 umožňujúcimi naklápanie usmerňovacieho člena g v potrubí. Otočná skrutka je v prechodovom mieste cez potrubie vybavená tesnením.Nastaviteľný prúdový usmerňovač toku tekutín podľa obrázka 2 pozostáva z vonkajšieho člena l tvoreného potrubím, v ktorom je umiestnený usmerňovací člen g tvorený zväzkom trubiek, pričom usmerňovací člen g je na ľavej strane nastaviteľné uložený vnútri pevného člena l pomocou nastavovacej sústavy, ktorá je tvorená z dvoch nastavovacích členov à, ktoré sú ukotvené v telese pevného člena l. Nastavovacie členy à sú tvorené systémom nastaviteľná pohyblivá skrutka Q, pevná nakláňacia matica Q, pričom matica je tvorená guľovým čapom s vnútorným závitom uloženým v domčeku, ktorý je pripevnený k vonkaj šiemu členu l potrubiu. Na pravej strane je usmerňovací člen g vybavený guľovým čapom, ktorý umožňuje naklápanie usmerňovacieho člena g v potrubí. Návarky a závity sú vybavené tesnením.Nastaviteľný prúdový usmerňovač toku tekutín podľa obrázka 3 pozostáva z vonkajšieho člena l tvoreného potrubím, v ktorom je umiestnený usmerňovací člen g tvorený zväzkom trubiek, pričom usmerňovací člen g je na ľavej strane nastaviteľné uložený vnútri pevného člena l pomocou nastavovacej sústavy, ktorá je tvorená z troch nastavovacích členov à, ktoré sú ukotvené po obvode v telese pevného člena l pod uhlami 120. Nastavovacie členy â sú tvorené systémom nastaviteľná pohyblivá skrutka E, pevná matica Q, pričom matica je tvorená návarkom s vnútorným závitom privareným k vonkajšiemu členu l - potrubiu. V polovici dĺžky usmerňovača je usmerňovací člen g vybavený vymedzovacími telieskami 4 umožňujúcimi naklápanie usmerňovacieho člena g v potrubí o dvojnásobný priestorový uhol. Návarky a závity sú vybavené tesnením.Nastaviteľný prúdový usmerňovač toku tekutín podľa obrázka 4 pozostáva z vonkajšieho člena l tvoreného potrubím, v ktorom je umiestnený usmerňovací člen g tvorený zväzkom trubiek, pričom usmerňovací člen g je na oboch stranách nastaviteľné uložený vnútri pevného člena l pomocou dvoch nastavovacích sús 10tav uložených za sebou, z ktorých každá je tvorená z troch nastavovacích členov ž, ktoré sú ukotvené po obvode V telese pevného člena l pod uhlami 120 °. Nastavovacie členy Q sú tvorené systémom nastaviteľná pohyblivá skmtka x, pevná matica x, pričom matica je tvorená návarkom s vnútorným závitom privareným k vonkaj šiemu členu l - potrubiu. Návarky a závity sú vybavené tesnením.Nastaviteľný prúdový usmerňovač toku tekutín podľa tohto technického riešenia je možné priemyselne vyrábať v každej strojárskej prevádzke vybavenej príslušným strojným zariadením a je ho možné využiť v potrubných systémoch na dopravu plynov a kvapalín.l. Nastaviteľný prúdový usmerňovač toku tekutín pozostávajúci z vonkajšieho pevného člena a vnútorného usmerňovacieho člena, V y z n a č u j ú c i s a t ý m , že usmerňovací člen (2) je nastaviteľné uložený vnútri pevného člena (1) pomocou najmenej jednej nastavovacej sústavy, ktorá je tvorená najmenej jedným nastavovacím Členom (3) pozostávajúcim z nastaviteľného elementu (3 a) pôsobiaceho na usmerňovací člen (2) a pevného elementu (3 b) ukotveného v telese pevného člena (l).Z. Nastaviteľný prúdový usmerňovač toku tekutín pozostávajúci z vonkajšieho pevného člena a vnútorného usmerňovacieho člena podľa nároku 1, V y z n a č u j ú c i s a t ý m , že usmerňovací člen (2) je nastaviteľné uložený vnútri pevného člena (l) pomocou dvoch nastavovacích sústav uložených za sebou,z ktorých každá je tvorená najmenej z troch nastavovacích členov (3) ukotvených po obvode v telese pevného člena (l).

MPK / Značky

MPK: F15D 1/02

Značky: nastavitelný, usmerňovač, tekutin, prúdový

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/8-u7304-nastavitelny-prudovy-usmernovac-toku-tekutin.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Nastaviteľný prúdový usmerňovač toku tekutín</a>

Podobne patenty