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DE2159963A1 - Ball container and device for controlling cavitation in liquids - Google Patents

Ball container and device for controlling cavitation in liquids

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DE2159963A1
DE2159963A1 DE19712159963 DE2159963A DE2159963A1 DE 2159963 A1 DE2159963 A1 DE 2159963A1 DE 19712159963 DE19712159963 DE 19712159963 DE 2159963 A DE2159963 A DE 2159963A DE 2159963 A1 DE2159963 A1 DE 2159963A1
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cavitation
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15DFLUID DYNAMICS, i.e. METHODS OR MEANS FOR INFLUENCING THE FLOW OF GASES OR LIQUIDS
    • F15D1/00Influencing flow of fluids
    • F15D1/02Influencing flow of fluids in pipes or conduits

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

Albert A. Webb, Riverside, Kalifornien, V«St*AB und J. Paul Tullis, Port Collins, Colorado, V,St.A.Albert A. Webb, Riverside, California, V «St * A B and J. Paul Tullis, Port Collins, Colorado, V, St.A.

Kugel-Behälter und Einrichtung zur Steuerung von Kavitation in FlüssigkeitenBall container and device for controlling cavitation in liquids

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Steuerung oder Unterdrückung von Kavitation in strömender Flüssigkeit und befaßt sich insbesondere mit einem Kugel-Behälter und darüber hinaus mit dessen Zusammenwirken mit einem Steuerventil in einem System mit strömender Flüssigkeit.The invention relates to a device for controlling or suppressing cavitation in flowing liquid and is concerned in particular with a ball container and also with its interaction with a control valve in a flowing liquid system.

Kavitation bezieht sich ganz allgemein auf die Entstehung, das Anwachsen und das Zusammenfallen von Dampfblasen oder -bläschen in Flüssigkeit, wenn der Druck während des Strömungszustandes bis in die Nähe oder unter den Dampfdruck der Flüssigkeit abgesenkt wird· Die zur Auslösung von Kavitation erforderliche Druckverminderung kann von einer Beschleunigung der Flüssigkeit oder von ungleichförmiger Strömung herrühren· Im letzteren Fall entstehen turbulente Wirbel, und die Druckverminderung im Zentrum der turbulenten Wirbel kann von hinreichender Größe sein, um Kavitation auch dann hervorzurufen, wenn der mittlere Drück im Flüssigkeitsstrom erheblich höher als der Dampfdruck der Flüssigkeit ist.Cavitation generally refers to the formation, growth and collapse of vapor bubbles or vesicles in liquid if the pressure during the flow state is close to or below the vapor pressure of the liquid is reduced · the pressure reduction required to initiate cavitation may result from an acceleration of the liquid or from a non-uniform flow · In the latter Fall, turbulent eddies arise, and the pressure reduction in the center of the turbulent eddy can be of sufficient size to cause cavitation even when the mean pressure in the liquid flow is significantly higher than the vapor pressure of the liquid.

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Das Auftreten und das Ausmaß von Kavitation in strömenden Flüssigkeiten wird durch eine große Zahl verschiedener Einflußgrößen bestimmt, jedoch kann ganz allgemein gesagt werden, gleichgültig ob es sich um Chemikalien, Öl, Benzin oder Wasser handelt, daß an einer gewählten Stelle innerhalb eines vorgegebenen Systems eine kritische Flüssigkeits- oder Strömungsgeschwindigkeit empirisch bestimmt werden kann, bei welcher bei einem gegebenen Druck Kavitation auftritt· In Abhängigkeit von der vorhandenen Energie und der Größe, um welche die kritische Geschwindigkeit überschritten ist, kann die Kavitation von leicht bis schwer und von feinblasig bis grobblasig sein, oder das System kann in Superkavitation übergehen, bei welcher der gesamte Flüssigkeitsstrom verdampft wird·The occurrence and extent of cavitation in flowing Liquids are determined by a large number of different influencing variables, but can be said in general terms regardless of whether it is chemicals, oil, gasoline or water, that at a chosen point within of a given system, a critical liquid or flow velocity is determined empirically at which cavitation occurs at a given pressure · Depending on the energy available and the size by which the critical speed is exceeded, cavitation can range from light to be heavy and from fine-bubble to coarse-bubble, or the system can go into supercavitation, in which the entire liquid flow is evaporated

Nach ihrer Bildung wandern die Dampfbläschen in Strömungsrichtung abwärts, werden unstabil und fallen zusammen, wobei die Implosion der Kavitationsbläschen extrem hohe örtliche Drücke erzeugt, die in der Größenordnung von 10 bisAfter their formation, the vapor bubbles migrate downwards in the direction of flow, become unstable and collapse, whereby the implosion of the cavitation bubbles creates extremely high local pressures, on the order of 10 to

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10 kp/cm liegen können. Der Bntstehungs- und Zusammenfallvorgang eines Dampfbläschens kann von sehr kurzer Dauer sein, so daß sich Kavitation innerhalb eines Ventils, einer Turbine oder anderer wertvoller Bauelemente bilden und auch wieder zusammenfallen kann, wodurch es zu einer Pitting-Bildung und Erosion des sie auslösenden Bauteils kommt· Andererseits können die Kavitationsbläschen in Abhängigkeit von den verschiedenen Einflußgrößen und dem Grad der Kavitation auch in der Strömung oder an einem anderen, in Strömungsrichtung abwärts gelegenen Bauteil zusammenfallen. Im Falle von Superkavitation kann sich die verdampfte none beispielsweise über eine größere Strecke in Stromungsrichtung abwärts erstrecken, bevor sie zusammenfällto10 kp / cm. The process of formation and collapse of a vapor bubble can be of a very short duration, so that cavitation occurs within a valve, a Turbine or other valuable components form and can also collapse again, causing pitting formation and erosion of the component triggering it comes · On the other hand, the cavitation bubbles can depend of the various influencing variables and the degree of cavitation also in the flow or on another, in the direction of flow downward component coincide. In the case of supercavitation, the vaporized may be none for example, extend downward for a greater distance in the direction of flow before they coincide o

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Die extrem hohen Zusamraenfalldrücke der Kavitationsbläschen, die von der im System vorhandenen Energie abhängig sind, können zu einer erheblichen und erderschütternden Zerstörungskraft führen, die im hydraulischen System und den Bauteilen zu Zerstörungen führt, wobei gleichzeitig Schall- und Schwingungswirkungen solcher Größe auftreten, daß der Aufenthalt in unmittelbarer Nachbarschaft des Systems fast unmöglich ist· Bei geringerer Größe der Kavitation kann eine langsam wirkende Erosionskraft auf die teure hydraulische Ausrüstng einwirken, jedoch kann das Phänomen auch zum Reinigen, Mischen und Homogenisieren von Flüssigkeit oder zum Zerkleinern oder zur Synthese von Chemikalien verwendet werden. Zusätzlich zu den zerstörenden Wirkungen kann das Vorhandensein von Kavitation unerwünschte Drücke und StrÖmungsänderungen hervorrufen und kann den Wirkungsgrad von Turbinen, Pumpen und Steuerventilen vermindern. Die Möglichkeit der Entstehung von schädlicher Kavitation in einem Plüssigkeitsströmungssystem stellt eine große Erschwerung für die Auslegung und Verwendbarkeit solcher Systeme dar. In vielen Fällen ist die Verwendung einer Vielzahl von großen und teuren hydraulischen Steuervorrichtungen erforderlich, wo andernfalls eine einfache und einzige Vorrichtung genügen würde, und selbst dann kann die Kavitation nur über einen sehr kleinen Druckanwendungsbereich und in begrenzten Strömungsbereichen verhindert werden· In manchen Fällen kann die Kavitation überhaupt nicht so weit unterdrückt werden, daß ernsthafte Erosionsschäden nicht auftreten, die einen Austausch der Teile erfordern· Es würde ideal sein, wenn die Kavitation durch eine einfache Einrichtung gesteuert oder begrenzt werden könnte, deren Größe relativ gering und deren Anwendbarkeit universell ist, so daß die Einrichtung in ihrer Auslegung leicht für die unterschiedlichsten Einbaufälle und Systemerfordernisse an-The extremely high collapse pressures of the cavitation bubbles, which are dependent on the energy present in the system can be significant and earth-shaking Lead destructive force, which leads to destruction in the hydraulic system and the components, at the same time Sound and vibration effects of such magnitude occur that staying in the immediate vicinity of the system is almost impossible · With a smaller size of the cavitation a slow acting erosion force can act on the expensive hydraulic equipment, but the phenomenon can also be used to clean, mix and homogenize Liquid or used for crushing or synthesis of chemicals. In addition to the destructive The presence of cavitation can cause undesirable pressures and flow changes and can cause the Reduce the efficiency of turbines, pumps and control valves. The possibility of the emergence of harmful Cavitation in a liquid flow system is a great impediment to the design and usability of such Systems. In many cases, the use of a Large number of large and expensive hydraulic control devices required where otherwise a simple and only one Apparatus would suffice, and even then the cavitation can only be applied over a very small pressure range and in limited flow areas can be prevented · In some cases, cavitation can not be at all be suppressed to such an extent that serious erosion damage does not occur, which requires replacement of the parts · Es would be ideal if the cavitation could be controlled or limited by a simple device whose Size is relatively small and its applicability is universal, so that the device is easy to design for different installation cases and system requirements

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paßbar ist, wobei auch der Kostenfaktor günstig sein sollte. Außerdem wäre es erwünscht, daß die Einrichtung nicht nur in neuen Systemen einsetzbar ist, sondern auch in bereits vorhandene hydraulische Systeme mit hinreichendem Platzangebot eingebaut werden kann.is adaptable, whereby the cost factor should also be favorable. Also, it would be desirable that the facility not can only be used in new systems, but also in existing hydraulic systems with sufficient Space can be installed.

Es wurde gefunden, daß dies mit einem Kugeln enthaltenden Behälter, der im folgenden Kugel-Behälter genannt wird, erreicht werden kann, wobei der Kugel-Behalter entweder allein oder in Zusammenwirken mit einem Steuerventil in der Lage ist, Kavitation unter den verschiedensten Systembedingungen zu steuern oder unterdrücken und ein erheblicher Druckabfall erreicht wird. Kugel-Behälter oder Kugel—Behältern ähnliche Vorrichtungen wurden bereits 1917 in Gas— systemen (z.B. britische Patentschrift Nr. 112 980) und bereits 1898 in Wassersystemen (z.B. britische Patentschrift Nr. 24 148) verwendet, jedoch bezogen sich diese Anwendungsfälle soweit bekannt ist, nicht auf das Phänomen der Kavitation in Piüssigkeitsstromungen und der Aufbau der vorgeschlagenen Kugel—Behälter war auch nicht für diesen Zweck geeignet ausgelegt.It has been found that this is achieved with a container containing balls, hereinafter referred to as the ball container can be, with the ball holder either alone or in cooperation with a control valve in the Is able to control or suppress cavitation under a wide variety of system conditions and a considerable Pressure drop is reached. Ball-Containers or Ball-Containers Similar devices were used in gas systems as early as 1917 (e.g. British Patent No. 112,980) and as early as 1917 1898 in water systems (e.g. British patent specification No. 24 148), but as far as is known, these applications did not relate to the phenomenon of Cavitation in fluid flows and the construction of the proposed spherical container were not suitable for this either Purpose designed suitably.

Erfindungsgemäß wurde gefunden, daß in einem gegebenen Flüs— sigkeitsströmungssystem ein Kugel-Behälter geeigneten Aufbaus verwendet werden kann, der die Flüssigkeitsströmung hohen Drucks aufnimmt und den Flüssigkeitsstrom mit relativ niedrigem Druck abgibt, wobei Kavitation in der Flüssigkeit gesteuert oder unterdrückt wird. Ein solcher Behälter weist ganz allgemein ein mit einem Einlaß und einem Auslaß versehenes Gehäuse und eine Vielzahl -von das Gehäuse wenigstens entlang eines Längenabschnitts füllenden Kugeln und Einrichtungen zur Festlegung der Kugeln im Gehäuse auf. Die Kugeln sind relativ zum Durchmesser des Gehäu-According to the present invention, it has been found that in a given liquid flow system a spherical container of suitable construction can be used which receives the high pressure liquid flow and discharges the liquid flow at relatively low pressure, whereby cavitation in the liquid is controlled or suppressed. Such a container generally has a housing provided with an inlet and an outlet and a plurality of balls filling the housing at least along a length section and devices for fixing the balls in the housing. The balls are relative to the diameter of the housing

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ses relativ klein, so daß eine große Anzahl von Kugeln zur Füllung des Gehäusequerschnitts erforderlich sind, und der Gehäusedurchmesser und der mit den Kugeln gefüllte Längenabschnitt des Gehäuses sind so ausgelegt, daß das Auftreten von Kavitation in der durch die Kugelmenge strömenden Flüssigkeit bei der ausgelegten maximalen Strömungsmenge des Systems weitgehend begrenzt wird. Die Auslegung hängt von den Systembedingungen und dem gewünschten Ergebnis ab·ses relatively small, so that a large number of balls are required to fill the housing cross-section, and the Housing diameter and the length of the housing filled with the balls are designed so that the occurrence of cavitation in the liquid flowing through the set of balls at the designed maximum flow rate of the system is largely limited. The design depends on the system conditions and the desired result

In einer speziellen Ausführungsform der Erfindung weist das Behältergehäuse einen konischen Abschnitt auf, der sich in Richtung vom Einlaß zum Auslaß allmählich im Durchmesser erweitert, wobei die Kugeln im konischen Abschnitt dicht gepackt und in einer oder mehreren Schichten am strömungsseitig oberen Ende der Kugelmenge miteinander verschweißt sind· Es wurde gefunden, daß der konische Aufbau die durch jede Kugellage bewirkte Druckverminderung in Bezug auf die kritischen Kavitationsgeschwindigkeiten der Flüssigkeit bei örtlichen Drücken auf ein Maximum bringt, so daß die Anzahl der Kugeln und die Länge des Behälters erheblich verringert und sein Wirkungsgrad verbessert werden· Zur Erzielung eines maximalen Wirkungsgrades bei gleichzeitiger Unterdrückung von Kavitation wird der Durchmesser des Behältergehäuses am strömungsseitig oberen Ende der gepackten Kugeln hinreichend klein gemacht, so daß an der ersten Lage der gepackten Kugeln eine Flüssigkeitsgeschwindigkeit auftritt, die nahe der beginnenden Kavitationsgeschwindigkeit bei maximalem Durchfluß durch das System liegt«In a special embodiment of the invention has the container housing has a conical section which gradually increases in diameter in the direction from the inlet to the outlet expanded, with the balls tightly packed in the conical section and in one or more layers on the flow side upper end of the set of balls are welded together · It has been found that the conical structure the pressure reduction caused by each ball layer in relation to the critical cavitation speeds of the Bringing liquid to a maximum at local pressures, so that the number of balls and the length of the container can be significantly reduced and its efficiency improved · To achieve maximum efficiency at simultaneous suppression of cavitation is the diameter of the container housing at the upper end on the flow side of the packed spheres made sufficiently small that a liquid velocity at the first layer of the packed spheres occurs which is close to the incipient cavitation velocity at maximum flow through the system lies"

In erfindungsgemäßer Weiterbildung kann die Einrichtung ein Steuerventil aufweisen, das an der Hochdruckseite angeschlossen ist, und an dessen Auslaß oder strömungsseitigIn a further development according to the invention, the device can have a control valve which is connected to the high pressure side is, and at its outlet or on the flow side

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unterem Ende der Kugel-Behälter angeschlossen ist:· Der Gehäusedurchmesser und die Länge des die Kugelmenge enthaltenden Gehäuseabschnitts sind so ausgelegt, daß Kavitation am Steuerventil über einen Bereich von Mengenströmen weitgehend unterdrückt wird, der den maximalen Mengenstrom des Systems einschließt. In einer erfindungsgemäßen Weiterbildung weist das Steuerventil ein auf den hydraulischen Zustand des Systems ansprechendes Betätigungsglied und Einrichtungen zum Abtasten des hydraulischen Zustands in Strömungsrichtung hinter den gepackten Kugeln im Behälter auf·The lower end of the ball container is connected: · The housing diameter and the length of the housing portion containing the quantity of balls are designed so that cavitation is largely suppressed at the control valve over a range of flow rates that the maximum flow rate of the System includes. In a further development according to the invention, the control valve has a hydraulic state actuator and devices responsive to the system for scanning the hydraulic state in the direction of flow behind the packed balls in the container

Der erfindungsgemäße Kugel-Behälter und sein Zusammenwirken mit einem Steuerventil ist in der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt:The ball container according to the invention and its interaction with a control valve is in the following description of an embodiment in conjunction with the drawing explained in more detail, namely shows:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Hochdruck-Versuchsaufbaus in einem Wassersystem, in welcher der Kugel-Behälter mit einem Steuerventil zusammenwirkt;Fig. 1 is a side view of a high pressure test setup in a water system in which the ball container with a control valve cooperates;

Fig» 2 ein Diagramm, welches das Zusammenwirken des Kugel-Behälters und des Steuerventils bei unterschiedlich geöffnetem Ventil zeigt;FIG. 2 is a diagram showing the interaction of the ball container and the control valve shows when the valve is opened differently;

Fig. 3 ein Diagramm, welches die empirische Bestimmung von Kavitation in einem gegebenen System zeigt;Fig. 3 is a diagram showing the empirical determination of cavitation in a given system shows;

Fig. 4 einen abgewandelten Längsschnitt durch den Kugel-Behälter von Fig· I;FIG. 4 shows a modified longitudinal section through the ball container from FIG. 1; FIG.

Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie 5-5 in Fig. 4;Figure 5 is a sectional view taken along line 5-5 in Figure 4;

Fig. 6 eine Teilschnittansicht entlang der Linie 6-6 in Fig· 5; undFig. 6 is a partial sectional view taken along line 6-6 in Fig. 5; and

Fig. 7 eine Schnittansicht entlang der Linie 7-7 in Fig. 4.FIG. 7 is a sectional view taken along line 7-7 in FIG. 4.

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In Pig. 1 ist eine in ein Hochdruckwassersystem eingebaute Versuchsanordnung gezeigt, bei welcher eine 4 Zoll-Eingangsdruckleitung 10 in einem Betonfundament 12 verankert ist und zu einem von Hand betätigbaren Hahnschieber 14 führt· Eine 4 Zoll-Ausgangsdruckleitung 16 ist in einigem Abstand von der Eingangsdruckleitung 10 im Betonfundament verankert und an einen ähnlichen Hahnschieber 18 angeschlossen, so daß zu Versuchs- und Beobachtungszwecken verschiedene Apparaturen zwischen den Hahnschiebern 14 und 18 angeschlossen werden können· Die Hahnschieber dienen zum Abschalten und Öffnen des Systems und unterstützen, wenn erforderlich, die Drosselung der Leitung für Steuerzwecke· Der Auslaß des Hahnschiebers 14 an der den Hochdruck führenden Eingangsdruckleitung 10 ist über ein 4 ZoIl-2 Zoll Reduzierstück 20 am Einlaß 22 eines Steuerventils 24 angeschlossen, das von einem zweizeiligen f Roto-Disc1'-Ventil der Anmelderin gebildet wird, dessen Aufbau aus dem US—Patent 3 424 200 hervorgeht· Der Auslaß 26 des Steuerventils ist am Einlaß eines Kugel-Behälters 28 angeschlossen, dessen Auslaß seinerseits mittels eines vierzölligen, stählernen Rohrstücks 30 am Einlaß des Hahnschiebers 18 angeschlossen 1st» Von einem Paar einstellbarer Tragstützen 32 und 34 mit unter die gezeigten Flansche passend geformten Auflagern 36 bzw. 38 wird eine Zwischenabs tützung gebildet.In Pig. 1 shows a test arrangement built into a high pressure water system, in which a 4 inch inlet pressure line 10 is anchored in a concrete foundation 12 and leads to a manually operated valve 14.A 4 inch outlet pressure line 16 is at some distance from the inlet pressure line 10 in the concrete foundation anchored and connected to a similar valve valve 18 so that various apparatuses can be connected between the valve valves 14 and 18 for experimental and observation purposes The outlet of the valve 14 on the inlet pressure line 10 carrying the high pressure is connected via a 4-inch-2 inch reducer 20 to the inlet 22 of a control valve 24, which is formed by a two-line f Roto-Disc 1 'valve from the applicant, the structure of which is from U.S. Patent 3,424,200 · The Aus Let 26 of the control valve is connected to the inlet of a spherical container 28, the outlet of which in turn is connected to the inlet of the valve slide 18 by means of a four-inch steel pipe section 30 38 an intermediate support is formed.

Das Steuerventil 24 weist, wie in Pig· 1 gezeigt ist, ein elektrisches Betätigungsglied 40 auf. Bei der tatsächlichen Versuchsdurchführung im System wurde ein handbetätigtes elektrisches Betätigungsglied verwendet, jedoch stehen auch elektrische oder hydraulische Betätigungsglieder zur Verfügung, die in Abhängigkeit vom Zustand des Hydrauliksystems automatisch die Ventilöffnung steuern, und in Fig· IThe control valve 24, as shown in Pig * 1, has an electric actuator 40. At the actual The experiment in the system was manually operated electrical actuator used, but electrical or hydraulic actuators are also available Available, which automatically control the valve opening depending on the state of the hydraulic system, and in FIG

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ist deshalb eine den Wasserdruck signalisierende Leitung 42 gezeigt, die vom Betätigungsglied 40 zu einer in Strömungsrichtung hinter den Kugeln im Behälter liegenden Stelle führt und im vorliegenden Fall zu einem Druckanschluß an der Unterseite des Auslaßabschnitts des Behälters selbst geführt ist. Normalerweise wirkt Kavitation auf eine Druckoder Strömungsmessung hinter einem Steuerventil ein, und das vorliegende System bietet in dieser Hinsicht den Vorteil, daß Kavitation an dieser nahegelegenen Stelle unterdrückt wird·is therefore a line signaling the water pressure 42 shown, from the actuator 40 to a downstream leads behind the balls in the container and in the present case to a pressure connection is guided at the bottom of the outlet portion of the container itself. Usually cavitation acts on a pressure or Flow measurement behind a control valve, and the present system offers the advantage in this regard that cavitation is suppressed at this nearby point

Wenn der Druck in der Flüssigkeit genügend vermindert ist, diffundiert aus der Lösung Gas aus und sammelt sich in Blasen· Obwohl dieser Zustand direkt nichts mit Kavitation zu tun hat, ist dies im Hinblick auf eine hinter dem Behälter angeordnete Überwachungsvorrichtung, z.B. einen Strömungsmesser, wesentlich· Deshalb ist auf einem Gasdruckanschluß 48 auf der Oberseite des Behälters an einer strömungsseitig unterhalb der Kugeln liegenden Stelle ein übliches Gasentlüftungsventil 46 zum Entlüften solcher Gase vorgesehen*When the pressure in the liquid is sufficiently reduced, gas diffuses out of the solution and collects in bubbles Although this condition has nothing to do with cavitation directly, it is in terms of one behind the container arranged monitoring device, e.g. a flow meter, is essential · Therefore, on a gas pressure connection 48 on the top of the container at a point below the balls on the flow side is a common one Gas vent valve 46 provided for venting such gases *

Beim dargestellten System ist es wesentlich, daß der Kugel-Behälter hinter dem Steuerventil angeordnet ist, damit am Ventil eine maximale Strömungssteuerung unter gleichzeitiger Unterdrückung von Kavitation im Ventil erfolgen kann. Bei Anordnung des Behälters vor dem Ventil würde dieses nur eine sehr geringe Drosselfähigkeit haben, ohne daß Kavitation bei hohen Ströraungsmengen entsteht. Bei Anordnung des Behälters hinter dem Ventil erzeugt dieser bei hohen Durchflußmengen einen hinreichenden Rückdruck, so daß ein hoher Druckabfall am Ventil erzeugt werden kann, ohne daß das Ventil der Kavitation unterliegt. Die örtli-In the system shown, it is essential that the ball container is arranged behind the control valve, so that at the valve a maximum flow control with simultaneous Suppression of cavitation in the valve can be done. If the container were arranged in front of the valve, this would only have a very low throttling capability without cavitation occurring at high flow rates. When ordered of the container behind the valve, this generates sufficient back pressure at high flow rates, see above that a high pressure drop can be generated across the valve without the valve being subject to cavitation. The local

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ehe Entfernung des Behälters hinter dem Steuerventil kann ebenfalls wesentlich sein. Neben den offensichtlichen Vorteilen der Kompaktheit des Systems, der Bequemlichkeit der Bedienung und der erwünschten kurzen Signalleitung kann unter bestimmten Bedingungen eine unmittelbar anschließende Anordnung auch hinsichtlich der Kavitation von Vorteil sein. Falls am Ventil jedoch keine Kavitation zu erwarten ist, kann der Behälter bezüglich dieses Gesichtspunks in beliebigem Abstand hinter dem Ventil angeordnet werden. Wenn jedoch unter bestimmten Strömungsbedingungen bei bestimmten Größen der Ventilöffnung Kavitation zu erwarten ist, sollte der Behälter weit genug in Strömungsrichtung abwärts angeordnet werden» so daß die Kavitation vor dem Auftreffen auf die vorderste Schicht von Kugeln des Behälters zusammenbricht· Dieser Abstand ist abhängig von der Ventilöffnung und liegt zwischen zwei bis fünf mal dem Innendurchmesser des Auslasses 26 des Steuerventils, wobei diese Entfernung S vom abströmseitigen Ende des Halsabschnitts 50 des Ventils bis zum zuströmseitigen Ende der Kugeln im Behälter gemessen ist· Zu diesem Zweck wird als Ende des Halsabschnitts eines Ventils und als Anfang des Auslasses der Punkt angenommen, an dem die Halsabschnittseinschnürung in den rohrartigen Abschnitt übergeht, der bei üblichen Ventilen normalerweise als Auslaß vorgesehen ist« Andererseits erfordert ein relativ flaches Geschwindigkeitsprofil normalerweise wenigstens eine Entfernung von etwa fünf mal dem Durchmesser. Wenn also sehr schwere oder Superkavitation unter bestimmten Strömungsbedingungen und Ventilöffnungsgrößen auch nur vorübergehend zu erwarten steht, beispielsweise beim Öffnen oder Schließen des Ventils, sollte der Behälter so nahe am Ventil angeordnet werden, daß sich wegen der Kugeln in der Zwischenzone keine volle Kavitation entwickelnbefore removal of the container behind the control valve can also be essential. In addition to the obvious advantages of the compactness of the system, convenience operation and the desired short signal line can, under certain conditions, be followed by an immediately following Arrangement can also be advantageous in terms of cavitation. However, if there is no cavitation on the valve is to be expected, the container can be arranged at any distance behind the valve with respect to this point of view will. However, if under certain flow conditions at certain sizes of the valve opening cavitation is to be expected, the container should be positioned far enough downwards in the direction of flow so that the Cavitation before hitting the foremost layer of balls of the container collapses · This distance depends on the valve opening and is between two to five times the inner diameter of the outlet 26 of the Control valve, this distance S from the downstream end of the neck portion 50 of the valve to the upstream end The end of the balls in the container is measured · For this purpose it is called the end of the neck portion of a valve and the point at which the neck portion constriction into the tubular portion is assumed as the beginning of the outlet passes, which is normally provided as an outlet in conventional valves. On the other hand, a relative flat velocity profile typically at least a distance of about five times the diameter. if so only very heavy or super cavitation under certain flow conditions and valve opening sizes is to be expected temporarily, for example when opening or closing the valve, the container should do so be arranged close to the valve that no full cavitation develop because of the balls in the intermediate zone

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kann, so daß die Superkavitation zusammenbricht, bevor sie sich völlig ausbilden kann, und Schwingungen unterdrückt werden· Die für diesen Zustand erforderliche Distanz S beträgt etwa zwei mal dem Innendurchmesser des Ventilauslasses« Wenn unter bestimmten Bedingungen merkliche Kavitation zu erwarten ist, und insbesondere dann, v/enn die Entfernung S innerhalb einer Entfernung von fünf mal dem Durchmesser liegt, empfiehlt es sich, die erste und die nächsten zuströmseitigen Lagen von Kugeln aus einem hocherosionsbeständigen Material, ζ·Β· korrosionsbeständigem Stahl, herzustellen, wobei die Kugeln miteinander und dem Behältergehäuse verschweißt sind.can so that the supercavitation collapses before it can develop completely, and vibrations are suppressed · The distance S required for this state is about two times the inner diameter of the valve outlet «If under certain conditions there is noticeable cavitation is to be expected, and especially when the distance S is within a distance of five times the diameter, it is best to use the first and the next upstream layers of balls made of a highly erosion-resistant material, ζ · Β · corrosion-resistant Steel, with the balls welded to each other and to the container housing.

Unter Berücksichtigung aller Paktoren wurde gefunden, daß die optimale Entfernung bei etwa fünf bis zehn mal dem Durchmesser liegt.Taking all factors into account, it was found that the optimal distance is about five to ten times the diameter.

Wie Fig· 4 zu entnehmen ist, ist das Gehäuse des Kugel-Behälters eine geschweißte Stahlkonstruktion und besteht aus einem abnehmbaren Einlaßabschnitt 52, einem konischen oder kegelstumpfförmigen Abschnitt 54, einem zylindrischen Haiteabschnitt 56 und einem Auslaßabschnitt 58» wobei die Richtung des Flüssigkeitsstroms durch die in der Figur eingezeichneten Pfeile angegeben ist.As can be seen in Figure 4, the housing is the ball container is a welded steel structure and consists of a removable inlet section 52, a conical or frustoconical section 54, a cylindrical Haitabschnitt 56 and an outlet section 58 »wherein the The direction of the liquid flow is indicated by the arrows drawn in the figure.

Der abnehmbare Einlaßabschnitt 52 hat einen zuströmseitigen Befestigungsflansch 60, einen abflußseitigen Befestigungsflansch 62, einen glatten oder stromlinienförmigen Einlaß 64 von zwei Zoll Durchmesser und einen konischen Halsabschnitt 66, der sich glatt und stufenlos an das abströmseltige Ende des Einlasses 64 anschließt· Der HaIsabschnitt 66 des Einlaßabschnitts verläufb in Sfcrömungs~ richtung durch den Befestlgungsflanseh 62 und end*>t an sei*The detachable inlet section 52 has an upstream side Mounting flange 60, an outflow-side mounting flange 62, a smooth or streamlined inlet 64 two inches in diameter and a conical one Neck section 66, which is smooth and stepless to the outflow End of inlet 64 connects · The neck section 66 of the inlet section runs in Sfcrömungs ~ direction through the fastening flange 62 and end *> t to be *

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nem abströmseitigen Ende 69 am konischen Abschnitt 54 derart, daß ein weicher und kontinuierlicher Konus gebildet wird, dessen Durchmesser allmählich in Abströmrichtung wächst, wobei der Halsabschnitt 66 den abgestumpften Scheitel des Konus bildet.nem downstream end 69 at the conical section 54 in such a way that that a soft and continuous cone is formed, the diameter of which gradually increases in the downstream direction grows, with the neck portion 66 forming the truncated apex of the cone.

Der Halsabschnitt 66 des Einlaßabschnitts nimmt die ersten oder zuströmseitigen vier Lagen 71 einer Menge relativ kleiner Kugeln 70 auf, welche den konischen Abschnitt des Gehäuses füllen und die am zuströmseitigen Ende freiliegen· Diese ersten vier Kugellagen sind passend ineinander eingreifend und in Gehäusequerrichtung in Ebenen angeordnet, wobei die Mittellinie 72 der ersten Lage an einer Stelle im Halsabschnitt 66 angeordnet ist, an welcher der Innendurchmesser des Halsabschnitts Du einen vorbestimmten Wert hat, und wobei die vierte abströmseitige Schicht etwa mit der flachen, das abströmseitige Ende des Halsabschnitts bildenden Planschfläche 68 abschließt. Die Kugeln in den ersten vier Lagen sind miteinander und dem Gehäuse verschweißt oder verschmolzen, wobei im wesentlichen Punktberührung besteht, so daß keine wesentliche Durchlaßverengung durch die ineinandergreifenden Kugellagen erfolgt.The neck section 66 of the inlet section receives the first or upstream four layers 71 of a set of relatively small balls 70 which fill the conical section of the housing and which are exposed at the upstream end.These first four ball layers are matingly interlocking and arranged in planes in the transverse direction of the housing, wherein the center line 72 of the first layer is arranged at a point in the neck section 66 at which the inner diameter of the neck section D u has a predetermined value , and wherein the fourth downstream layer is approximately flush with the flat planar surface 68 which forms the downstream end of the neck section. The balls in the first four layers are welded or fused to one another and to the housing, whereby there is essentially point contact, so that there is no significant narrowing of the passage through the interlocking ball layers.

Beim Aufbau des Versuchsbehälters wurden Gußeisen-Schleifkugeln eines Durchmessers von etwa 12,7 mm verwendet, und für die vier ersten Lagen im Halsabschnitt des Einlaßabschnitts waren die Kugeln in einer Dicke von etwa 0,0128 mm mit Kupfer beschichtet und im Ofen so erwärmt, daß sie miteinander und der Wand des Halsabschnitts verschmolzen oder verschweißten. Gußeisen-Schleifkugeln sind, obwohl nicht ideal, relativ billig und leicht erhältlich und für viele Anwendungsfälle geeignet.Cast iron grinding balls were used in the construction of the test container a diameter of about 12.7 mm, and for the first four layers in the neck portion of the inlet portion the balls were coated with copper to a thickness of about 0.0128 mm and heated in the furnace so that they fused or welded to each other and the wall of the neck portion. Cast iron abrasive balls are there, though not ideal, relatively cheap and readily available, and suitable for many applications.

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Wie in Fig. 4 und 7 gezeigt ist, greifen die dichtgepackten Kugeln in polygonartigen Mustern ineinander ein und eine Lage von Kugeln steht nicht entlang aller Punkte ihres Durchmesser in Berührung mit einem Kreis, wodurch Randspalte verbleiben, wie sie beispielsweise bei 74 in Fig. 4 gezeigt sind· Eine verbesserte Leistung der kritischen vier ersten Lagen 71 kann erreicht werden, wenn die Kugeln zunächst in einer größeren zusammengepackten Konfiguration miteinander verschweißt werden und dann so abgedreht oder gefräst werden, daß sie genau in den Halsabschnitt 66 hineinpassen, wodurch ideale Lagen mit bestimmten am Umfang liegenden Teilkugeln (z.B. die Teilkugel 76) erhalten werden. Wenn erwünscht oder erforderlich kann die gesamte Kugelmenge im Behälter auf diese Weise aufgebaut werden.As shown in Figs. 4 and 7, the densely packed spheres are meshed with each other in polygon-like patterns a layer of spheres does not stand along all of their points Diameter in contact with a circle, leaving marginal gaps such as those shown at 74 in FIG. 4 · Improved performance of the critical four first layers 71 can be achieved when the balls are first be welded together in a larger packed configuration and then twisted off or so be milled so that they fit exactly into the neck section 66, whereby ideal positions with certain partial spheres lying on the circumference (e.g. partial sphere 76) are obtained. If desired or necessary, the entire amount of balls in the container can be built up in this way.

Der konische Gehäusesbschnitt 54 des Behälters geht in der gezeigten Weise passend in den konischen Halsabschnitt 66 des Einlaßabschnitts 52 über, so daß ein kontinuierlicher, abgestumpfter Konus gebildet wird. Der konische Abschnitt hat einen zuströmseitigen Befestigungsflansch 78, mit dem der abströmseitige Befestigungsflansch 62 des Einlaßabschnitts abnehmbar verschraubt ist, wobei zur Abdichtung zwischen den aneinander zur Anlage kommenden Flanschflächen eine Dichtung 80 eingelegt ist. Der konische Abschnitt 54 erweitert sich auf einen vorbestimmten Durchmesser D. am abflußseitigen Ende, so daß die Menge der Kugeln 70 zwischen den Mittellinien 72 und 82 der ersten und der letzten, in idealer Weise gepackten Kugellage eine Länge L hat. Bei vorgegebenen zuström- und abströmseitigen Durchmessern Du, D. ist der Winkel θ des Konus bestimmt durch die Länge L, die ihrerseits durch die Anzahl der aufeinander angeordneten Lagen von Kugeln und die Durchmesser der Kugeln bestimmt ist.The conical housing section 54 of the container merges with the conical neck section 66 of the inlet section 52 so that a continuous, truncated cone is formed. The conical section has an upstream fastening flange 78 to which the downstream fastening flange 62 of the inlet section is detachably screwed, a seal 80 being inserted between the flange surfaces that come into contact with one another for sealing purposes. The conical portion 54 widens to a predetermined diameter D. at the downstream end, so that the set of balls 70 between the center lines 72 and 82 of the first and last, ideally packed ball layer has a length L. With given inflow and outflow diameters D u , D. the angle θ of the cone is determined by the length L, which in turn is determined by the number of layers of balls arranged on top of one another and the diameter of the balls.

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Der zylindrische Halteabschnitt 56 ist am abströmseitigen Ende des konischen Gehäuseabschnitts 54 durch Schweißung angeschlossen und mit einer Menge von dicht gepackten, größeren Haitekugein 84 gefüllt, die an der letzten oder abströmseitigen Lage der relativ kleinen Kugeln 70 anliegen. Wie auch in den Fig. 5 und 6 gezeigt ist, weisen die Haltekugeln 84 eine abströmseitige oder Endkugellage 86 auf, welche die Basis eines pyramidenförmigen Stapels 88 von Haltekugeln bildet, der miteinander verschweißt ist, mittig innerhalb der Haitekugelmenge liegt und in Zuströmrichtung v/eist. An der abströmseitigen Lage 86 der Haltekugeln liegt eine Halteplatte 90 mit einer mittigen hexagonalen Öffnung 92 an· Eine Anzahl von Rippen 94 ist in die Öffnung geschweißt und verlaufen mit Abstand parallel voneinander über die Öffnung, so daß diese in eine Vielzahl von Öffnungen unterteilt ist. Die Haltekugeln in der Endlage 86 sind dicht aneinanderliegend angeordnet und in einem Muster festgelegt, welches Reihen benachbarter Kugeln derart aufweist, daß ihre Mittellinien mit den Rippen fluchten, wie bei 96 gezeigt ist, wobei die Kugeln der Reihen in Punktberührung mit den Rippen stehen und an diesen festgeschweißt sind· Hierdurch wird eine stabile Abstützung für die letzte Lage 86 des pyramidenförmigen Stapels 88 der Haltekugeln 84 geschaffen, während die Flüssigkeitsströmung nur minimal behindert wird, weil so ein Einsetzen von Kugeln in die Öffnungen zwischen den Rippen verhindert wird·The cylindrical holding section 56 is at the downstream end of the conical housing section 54 by welding connected and filled with a lot of tightly packed, larger Haitekugein 84 attached to the last or The position of the relatively small balls 70 on the downstream side are in contact. As also shown in FIGS. 5 and 6, the Retaining balls 84 have a downstream or end ball position 86 which forms the base of a pyramidal stack 88 of retaining balls which are welded together, is centrally located within the Haitekugel quantity and in the direction of the inflow v / eist. A retaining plate 90 with a central hexagonal is located on the downstream layer 86 of the retaining balls Opening 92 on · A number of ribs 94 are welded into the opening and run parallel and spaced apart from each other across the opening, so that it is divided into a plurality of openings. The retaining balls in the End positions 86 are arranged close to one another and in a pattern set which has rows of adjacent balls such that their center lines with the ribs are aligned as shown at 96 with the balls of the rows in point contact with and against the ribs are welded in place · This provides stable support for the last layer 86 of the pyramidal stack 88 of the retaining balls 84 created, while the flow of liquid is only minimally obstructed, because such a Insertion of balls into the openings between the ribs is prevented

Als Hilfsmittel für die Herstellung und als weitere kräftige Abstützung ist zuströmseitig eine Schulterplatte 98 an der Halteplatte 90 angelegt und mit ihr verschweißt. Die Schulterplatte 98 weist eine hexagonale Öffnung 100 auf, die größer als die mit ihr fluchtende hexagonale Öffnung 92 in der Halteplatte 90 ist, so daß eine zuströmsei-A shoulder plate 98 is provided on the inflow side as an aid for production and as a further strong support applied to the holding plate 90 and welded to it. The shoulder plate 98 has a hexagonal opening 100 on, which is larger than the aligned hexagonal opening 92 in the holding plate 90, so that an inflow

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tig auf der Halteplatte liegende, den Umfang der hexagonalen Öffnung 92 umgebende ümfangsschulter 102 gebildet ist· Die Endlage 06 der HaLtekugeln ist in einem solchen Muster zusammengasbellt, daß 'sie genau in die hexagonale Öffnung 100 in der Schulfcerplafcte 98 einpaßt* Auf dle.se V/ei;;e bildet die Kombination d^r SchuLterplathe und der Halteplatte 90 ein vertieftes Gitter, welches mit der Endlage 86 der Haltekugeln zusammenpaßt- Bei der Herstellung des Versuchsbehälters wurden Gußeisen-Schielfkugeln eines Durchmessers von 3,175 cm als Haltekugeln verwendet. Dar pyramidenförmige Stapel 88 wurde gebildet und an der Schulter und der Halteplatte 90 angeschweißt, indem die Kugeln in einer Dicke von 0,0127 mm mit Kupfer beschichtet und im Ofen miteinander und mit der Schulterplatte und der Halteplatte verlötet wurden· tig lying on the holding plate, the circumference of the hexagonal The circumferential shoulder 102 surrounding the opening 92 is formed The end position 06 of the retaining balls is in such a pattern gasp barks, that 'it exactly in the hexagonal opening 100 fits into the Schulfcerplafcte 98 * on dle.se V / ei ;; e forms the combination of the shoulder plate and the holding plate 90 a recessed grid which fits together with the end position 86 of the retaining balls. In the manufacture of the test container, cast iron squint balls of one diameter were used 3.175 cm used as retaining balls. The pyramidal stack 88 was formed and on the shoulder and retaining plate 90 welded by the balls in a thickness of 0.0127 mm coated with copper and in the furnace together and soldered to the shoulder plate and the retaining plate

Wie leicht einzusehen ist, muß die Haltekonstruktion sehr stabil ausgebildet sein, um zu verhindern, daß irgendeine Kugel in der abströmenden Flüssigkeit mitgenommen wird, wobei sie gleichzeitig den Flüssigkeitsstrom nur minimal oder in bekannter Größe behindern soll. Die gezeigte Haltekonstruktion stützt das abströmseitige Ende der Menge von kleinen Kugeln 70 ab und gibt auf diese Weise ein Verfahren an die Hand, durch welches eine Halteplatte mit einer Vielzahl von Öffnungen verwendet werden kann, ohne daß das Problem auftritt, daß die kleinen Kugeln sich in die Öffnungen setzen oder sie verstopfen und dadurch die Durchflußeigenschaften verändern, wie dies bei bekannten Behälterkonstruktionen der Fall ist· Durch die Festlegung mittels der Haltekugeln in punktförmiger Berührung wird die Strömung durch die letzte Lage der kleinen Kugeln nicht wesentlich gehemmt, und keine der Kugeln kann eine der Öffnungen in der Halteplatte erreichen.As is easy to see, the support structure must be made very stable in order to prevent any Ball is entrained in the flowing liquid, while at the same time the liquid flow is minimal or to hinder in known size. The support structure shown supports the downstream end of the set of small balls 70 and is in this way a method to the hand by which a holding plate with a A multiplicity of openings can be used without the problem of the small balls getting into the Set openings or block them and thereby change the flow properties, as is the case with known container designs the case is · By fixing by means of the retaining balls in point-like contact, the Flow is not significantly inhibited by the last layer of the small balls, and neither of the balls can be either of the Reach openings in the retaining plate.

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Der Auslaßabschnitt umfaßt ein schüsseiförmiges Endstück 104, das am abströtseitigen Ende des zylindrischen Halteabschnitts 56 angeschweißt ist. Ein Auslaßstutzen 106 mit einem Innendurchmesser von 4 Zoll ist mittig auf dem Endstück aufgeschweißt und trägt einen mit dessen abströmseitigen Ende abschließenden Befestigungsflansch 108·The outlet section comprises a bowl-shaped end piece 104 which is attached to the abströtseiten end of the cylindrical holding section 56 is welded on. An outlet port 106 with an inside diameter of 4 inches is centered on the end piece welded on and carries one with its downstream side End of final mounting flange 108

Wie am besten aus Fig. 4 hervorgeht, kann der Behälter mit einem Druckanschluß 110 versehen sein, der in Strömungsrichtung vor der ersten Lage von Kugeln liegt und mit dem Inneren des Einlasses 64 des Einlaßabschnitts in Verbindung steht, Ein ähnlicher Druckanschluß 112 liegt unmittelbar hinter der letzten Lage der relativ kleinen Kugeln. Der weitere Druckanschluß 44 ist an der Unterseite des Auslaßabschnitts 58 angeordnet und steht mit dem Inneren des schüsseiförmigen Endstücks 104 in Verbindung, und der Druckgasanschluß 48 ist in der gleichen Stellung, jedoch an der gegenüberliegenden Seite des Behälters angeordnet, wobei diese im Betrieb die Oberseite des Behälters sein sollte, da die Gasblasen das Bestreben haben, sich an der Oberseite zu sammeln. Die Druckanschlüsse dJ.enen in Verbindung mit (nicht gezeigten) Druckmeßgeräten zur überwachung von Drücken an den wesentlichen Stellen des Behälters während des Betriebs, um die Leistung des Behälters unter unterschiedlichen Strömungsbedingungen au ermitteln, oder, im Fall des abströmseitigen Druckanschlusses 44f können sie Steuerfunktionen haben, wenn sie an hydraulische Steuervorrichtungen, z.B. über die Signalleitung 42 an das Betätigungsglied 40 des Steuerventils angeschlossen sind· Der Druckanschluß 44 an der Unterseite dient auch als Ablaß des Behälters. Bei Nichtgebrauch sind die Drudcanfichlüsse und der Gasdruckanschluß mit Stopfen verschlossen, wie dies beispielsweise in Fig. 4 geseigt istoAs best seen in Fig. 4, the container may be provided with a pressure port 110 which is upstream of the first layer of balls and communicates with the interior of the inlet 64 of the inlet section. A similar pressure port 112 is immediately behind last location of the relatively small balls. The further pressure connection 44 is arranged on the underside of the outlet section 58 and is in communication with the interior of the bowl-shaped end piece 104, and the pressure gas connection 48 is arranged in the same position, but on the opposite side of the container, which in operation is the top of the The container should be, as the gas bubbles tend to collect at the top. The pressure connections dJ.enen in connection with (not shown) pressure gauges for monitoring pressures at the essential points of the container during operation in order to determine the performance of the container under different flow conditions or, in the case of the downstream pressure connection 44 f , they can have control functions if they are connected to hydraulic control devices, for example via the signal line 42 to the actuating element 40 of the control valve. The pressure connection 44 on the underside also serves as a drain of the container. When not in use, the drainage pipes and the gas pressure connection are closed with stoppers, as shown, for example, in FIG

? 0 9 8 2 7 / 0 G 0 ?? 0 9 8 2 7/0 G 0?

Beim Einsetzen der losen Haltekugeln 113 in den Behälter werden diese durch das zuströmseitige Ende 69 des konischen Abschnitts 54 eingefüllt, und sie umgeben den pyramidenförmigen Stapel 88· Das Behältergehäuse wird dann geschüttelt oder solange mit einem Hammer geschlagen, bis die Haltekugeln dicht gepackt sind und nicht weiter verschoben werden können. Nachdem der zylindrische Abschnitt 54 etwa bis an sein zuströmseitiges Ende aufgefüllt ist, werden die Kugeln 70 von 12,7 ran Durchmesser in das offene Ende des konischen Gehäuseabschnitts 54 eingefüllt und das Gehäuse wird wiederum in Schwingung versetzt oder mit dem Hammer solange geschlagen, bis diese Kugeln sich an den größeren Haltekugeln anlegen und so dicht gepackt sind, daß sie sich nicht weiter verschieben. Kugeln des Durchmessers 12,7 mm werden dann solange zugefüllt, bis der konische Gehäuseabschnitt 54 bis etwa eben an sein zuströmseitiges Ende gefüllt ist, worauf der abnehmbare Einlaßabschnitt 52 mit den ersten vier Lagen von miteinander verschweißten Kugeln am konischen Abschnitt befestigt wird, indem sein abströmseitiger Befestigungsflansch mit dem zuströmseitigen Befestigungsflansch des konischen Abschnitts 54 verschraubt wird. Die relativ großen Haltekugeln 84 und die relativ kleinen Kugeln 70 werden, wie zu erwarten, nicht genau die in Fig. 4 gezeigten Stapellagen einnehmen, die nur zu Illustrationszwecken so dargestellt sind, es sei denn, die Kugeln sind miteinander verschweißt· Die kleinen und die großen Kugeln werden in einige der freibleibenden Räume entlang des Umfangs der Lagen in Fig. 4 eindringen oder die Lagen werden sich ausbreiten, um einige dieser freien Räume zu füllen, und einige der kleinen Kugeln können in bestimmte benachbarte freie Gebiete in der Menge der größeren Kugeln eindringen, wie beispielsweise bei 116 und 118 gezeigt ist. Auf jeden Fall liegen sowohl die Kugeln im konischen alsWhen inserting the loose retaining balls 113 into the container these are filled through the upstream end 69 of the conical section 54, and they surround the pyramidal Stack 88 · The container body is then shaken or pounded with a hammer until the retaining balls are tightly packed and cannot be moved any further. After the cylindrical section 54 is approximately up to its upstream end is filled, the balls become 70 of 12.7 ran in diameter into the open end of the conical Housing section 54 is filled and the housing is again caused to vibrate or hit with a hammer until until these balls lie against the larger retaining balls and are packed so tightly that they cannot move any further move. Balls with a diameter of 12.7 mm are then filled in until the conical housing section 54 is filled to about even at its inflow end, whereupon the removable inlet section 52 with the first four layers of balls welded together is attached to the conical section by being downstream Fastening flange is screwed to the upstream fastening flange of the conical section 54. the The relatively large retaining balls 84 and the relatively small balls 70 will not, as expected, be exactly those in FIG. 4 occupy the stacking layers shown, which are shown as such for illustration purposes only, unless the balls are welded together · The small and the large balls will be in some of the free spaces along the Perimeter of the layers in Fig. 4 penetrate or the layers will spread out to fill some of these free spaces, and some of the small balls can be in certain adjacent free areas in the set of larger balls as shown at 116 and 118, for example. In any case, both the balls are in the conical and

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auch die Kugeln im Halteabschnitt etwa in Lagen und sind dicht gepaekt und unverschiebbar·the balls in the holding section are approximately in positions and are closely matched and immovable

Die den konischen Abschnitt des Behälters füllenden, relativ kleinen Kugeln müssen einen Durchmesser haben, der im Vergleich zum Durchmesser des Gehäuses relativ klein ist, so daß eine große Zahl von Kugeln zur Bildung einer gegebenen, einen Querschnitt des Gehäuses füllenden Lage erforderlich ist. Sieben aneinanderliegende Kugeln einer Schicht wurden ausreichen, jedoch wurden im Testbehälter neunzehn Kugeln für die einströmseitige Schicht an der Stelle verwendet, wo der Gehäusedurchmesser Du 6,86 cm betrug. Eine Wahl der Kugeln mit möglichst kleinem Durchmesser erscheint vorteilhaft, jedoch muß der Durchmesser mindestens so groß gewählt werden, daß die Kugeln nicht als Filter wirken, so daß die Durchlässe zwischen ihnen zur Verstopfung infolge von Ablagerungen aus dem sie durchströmenden flüssigen Medium neigen, und der Konuswinkel θ sollte klein gehalten werden.The relatively small balls filling the conical portion of the container must have a diameter which is relatively small compared to the diameter of the housing so that a large number of balls are required to form a given layer filling a cross section of the housing. Seven adjacent balls of one layer were sufficient, but nineteen balls were used in the test container for the upstream layer at the point where the housing diameter D u was 6.86 cm. A choice of the balls with the smallest possible diameter appears advantageous, but the diameter must be chosen at least large enough that the balls do not act as a filter, so that the passages between them tend to clog as a result of deposits from the liquid medium flowing through them, and the The cone angle θ should be kept small.

Es ist erforderlich, den Konuswinkel θ relativ klein zu halten, um eine gleichförmige Strömung durch den Eintrittsabschnitt des Gehäuses sicherzustellen, ohne daß Grenzablösungen an den Stellen auftreten, an denen der Konus sich vom Einlaß 64 aus aufweitet. Beim Versuchsbehälter wurden zufriedenstellende Ergebnisse mit einem Winkel θ von etwa 15,5° erzielt, jedoch kann dieser Winkel vergrößert werden, wobei jedoch die Beibehaltung der Leistung ungewiß ist. Eine Verminderung der Durchmesser der Kugeln von 12,7 mm auf 6,35 mm würde den Konuswinkel für die gleiche Zahl von Kugellagen erheblich vergrößern. Unter Berücksichtigung der vorstehenden* Erwägungen wurde gefunden, daß die Kugeln einen Mindestdurchmesser von etwa 12,7 mm haben sollten,It is necessary to keep the cone angle θ relatively small in order to ensure a uniform flow through the inlet portion of the housing without delimitation occur at the points where the cone widens from the inlet 64. When the test containers were obtained satisfactory results with an angle θ of about 15.5 °, but this angle can be increased however, performance retention is uncertain. A reduction in the diameter of the balls by 12.7 mm to 6.35 mm would considerably increase the cone angle for the same number of ball layers. Considering the above * considerations it was found that the balls should have a minimum diameter of about 12.7 mm,

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während in Verbindung mit entsprechendem Gehäusedurchmesser größere Kugeln verwendet werden können, wodurch die Länge der Menge der Kugeln 70 im Gehäuse entsprechend vergrössert wird.while larger balls can be used in conjunction with the corresponding housing diameter, thereby increasing the length the number of balls 70 in the housing is increased accordingly.

Es ist zwar möglich, die Abmessungen der Kugeln veränderlich auszubilden« so daß das Spaltverhältnis allmählich zum zuströmseitigen Abschnitt des Behälters abnimmt, jedoch wird diese Ausgestaltung nicht als zufriedenstellender Ersatz für einen konischen Behälter angesehen, weil sie schwierig herzustellen und zu steuern ist, ihre Arbeitsweise nur schwer vorausgesagt werden kann und der Behälter dazu neigt, als Filter zu wirken und sich zuzusetzen.It is possible to make the dimensions of the balls variable, so that the gap ratio gradually increases towards the upstream side Portion of the container decreases, however, this design is not a satisfactory replacement considered a conical container because it is difficult to manufacture and control, its operation only difficult to predict and the container tends to act as a filter and clog.

Die kleinen Kugeln 70 sollten ebenso wie die Haltekugeln wenigstens annähernd kugelig sein und im Idealfall sollten sie aus einem sehr harten Material bestehen, welches gegen Erosions- und Korrosionsangriff durch das flüssige Medium hoch widerstandsfähig ist· Während der Versuche wurden wegen ihrer leichten Verfügbarkeit und den niedrigen Kosten Gußeisen-Schleifkugeln verwendet, und mit diesen Kugeln wurde in einer Anzahl von Anwendungsfällen von Flüssigkeitssystemen hinsichtlich der Kosten annehmbare Leistungen erzielt, jedoch stehen auch bessere Kugeln, z.B, Ausschußkugellagerkugeln oder keramische Schleifkugeln zur Verfügung, für die Verfahren zum Verschweißen oder Verlöten miteinander und mit dem Gehäuse ohne wesentliche Verringerung des Durchlasses durch die Kugelgebiete gegeben sind.The small balls 70, like the retaining balls, should be at least approximately spherical and ideally should they are made of a very hard material that protects against erosion and corrosion attack by the liquid medium is highly resistant · During the trials were because of its easy availability and low cost Cast iron grinding balls were used, and with these balls was made performs reasonably cost-effectively in a number of fluid system applications; However, better balls are also available, e.g. rejected ball bearing balls or ceramic grinding balls, for the methods of welding or soldering to one another and to the housing without significant reduction the passage through the spherical areas are given.

Es gibt selbstverständlich eine große Vielzahl von Flüssigkeitsströmungssystemen, in denen die Strömungsgeschwindigkeiten oder die Druckunterschiede genügend hoch sind, um den neuen Kugel-Behälter mit Vorteil einzusetzen, und inThere are of course a wide variety of fluid flow systems that in which the flow velocities or the pressure differences are high enough to to use the new ball container with advantage, and in

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jedem vorgegebenen System existiert eine große Zahl von Variablen, welche die Kavitation beeinflussen. Einige dieser Variablen sind beispielsweise der Rohrdurchmesser, der einströmseitige Druck, der abströmseitige Druck, die Eigenschaften des flüssigen Mediums, z.B. seine Dichte und Viskosität, die Umgebungstemperatur und der Dampfdruck der Flüssigkeit bei dieser Temperatur, der Luftdruck, der Gasgehalt der Flüssigkeit, die allgemeine Abmessung und Fcrm eines Hindernisses, Verengungen oder Biegungen der Strömungsbahn im System, z.B. die Abmessung und die Form einer Steuerventilöffnung bei verschiedenen Offnungszuständen des Ventils u.dgl. Glücklicherweise hat bei den meisten Systemen eine große Zahl dieser Variablen einen bekannten Wert und bleibt konstant oder im wesentlichen konstant, so daß für Auslegungszwecke ein Mittelwert von vielen Variablen verwendet werden kann· Für ein gegebenes System mit gegebener Flüssigkeit, in welches der Behälter an einer Stelle eingesetzt werden soll» an der die Umgebungsbedingungen bekannt sind, sind die Hauptvariablen die Druckänderungen und die Strömungsmengenänderungen und, wenn ein gegebenes Steuerventil in Verbindung mit dem Behälter verwendet wird, Änderungen in der GröBe der Ventilöffnung. Normalerweise ist der einströmseitige Druck bekannt und etwa konstant, und das System ist so aufgebaut, daß es einen maximalen Volumenstrom bei erheblich geringerem abströmseitigen Druck liefert, wobei Kavitation gesteuert oder unterdrückt wird.every given system has a large number of variables, which affect cavitation. Some of these variables are, for example, the pipe diameter, the upstream side Pressure, the downstream pressure, the properties of the liquid medium, e.g. its density and viscosity, the ambient temperature and the vapor pressure of the liquid at this temperature, the air pressure, the gas content the liquid, the general size and shape of an obstruction, constrictions or bends in the flow path in the system, e.g., the size and shape of a control valve opening with various opening states of the valve, etc. Fortunately, in most systems a large number of these variables have a known value and remain constant or essentially constant, so that for For design purposes an average of many variables can be used · For a given system with given Liquid in which the container is to be inserted at a point where the ambient conditions are known the main variables are the pressure changes and the flow rate changes and, if a given control valve Used in conjunction with the container, changes in the size of the valve opening. Usually is the upstream pressure is known and roughly constant, and that The system is designed in such a way that it delivers a maximum volume flow at a considerably lower downstream pressure, whereby Cavitation is controlled or suppressed.

Bei der Auslegung des Behälters für den Versuch im in Fig. 1 gezeigten Wassersystem wurde ein maximaler Mengenstrom von ca. 3.000 ltr./Min. bei einem im wesentlichen konstanten zuströmseitigen Druck Pu von 46,4 kp/cm (660 psig) angenommen, wobei diese Werte sich durch den Druck in der Eingangsdruckleitung 10 in Verbindung mit einem voll geöffnetenWhen designing the container for the experiment in the water system shown in FIG. 1, a maximum flow rate of approx. 3,000 l / min. at an essentially constant upstream pressure P u of 46.4 kp / cm (660 psig), these values being determined by the pressure in the inlet pressure line 10 in connection with a fully open

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Hahnschieber 14 einstellten· Es wurde angestrebt, dieses Wasser über einen großen Mengenstrombereich mittels des Steuerventils 50 auf einen im wesentlichen konstanten abflußseitigen Druck Pd von 1,41 kp/cm zu steuern. Unter Zugrundelegung der Tatsache, daß die Strömungsgeschwindigkeit gleich dem Mengenstrom dividiert durch die Fläche des Flüssigkeitsstromes ist, ergab sich, daß sich bei einem Rohr von 2 Zoll Innendurchmesser eine Strömungsgeschwindigkeit von knapp 25 m/sec einstellte, wobei eine hohe Geschwindigkeit nicht zu Kavitation führen sollte, die lediglich durch Beschleunigung des Wassers in gleichmäßiger Strömung beim örtlichen Druck verursacht wird.The aim was to control this water over a large volume flow range by means of the control valve 50 to an essentially constant discharge-side pressure P d of 1.41 kp / cm. Based on the fact that the flow rate is equal to the flow rate divided by the area of the liquid flow, it was found that a pipe with an internal diameter of 2 inches resulted in a flow rate of just under 25 m / sec, whereby a high velocity should not lead to cavitation caused only by the acceleration of the water in a steady flow at local pressure.

Wenn der Behälter in einem ein Steuerventil strömungsseitig vor dem Behälter aufweisenden System verwendet wird, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, muß bei der Auslegung als nächstes ein Steuerventil derart ausgewählt werden, daß alle seine Bestandteile bezüglich des maximalen Arbeitsdrucks mit einem Sicherheitsfaktor in angemessener Weise bemessen sind, wobei das Ventil auf hohe Geschwindigkeiten ausgelegt sein soll, um die erforderliche Größe des Ventils für die maximale Durchflußmenge möglichst klein zu halten, wodurch normalerweise die Kosten des Ventils und seines Zubehörs verringert werden· Es gibt nicht viele Ventile, die bei einer Wasser geschwindigkeit von etwa 25 m/sec arbeiten können. Ventile oder Schieber vom "Durchgangs- oder Freiflußtyp" sind normalerweise am besten geeignet. Dabei wird der Ausdruck "Freifluß" auf solche Ventiltypen angewandt, bei denen die Strömung nicht gewunden, sondern im wesentlichen geradlinig durch das Ventil verläuft, und bei denen das Ventil bei voller Öffnung im wesentlichen keine Verengung aufweist und dem Innendurchmesser der Leitung entspricht. Auch ein Freifluß-Ventil läßt im allgemeinen beiIf the container is in a control valve on the flow side is used before the container-having system, as shown in Fig. 1, must be designed next a control valve can be selected so that all of its components with respect to the maximum working pressure are dimensioned with a safety factor in an appropriate manner, the valve being designed for high speeds should be in order to keep the required size of the valve for the maximum flow rate as small as possible, whereby Usually the cost of the valve and its accessories are reduced · There are not many valves that come with work at a water speed of about 25 m / sec can. "Straight or free flow" type valves or gate valves are usually best. It will the term "free flow" is applied to such types of valves where the flow is not tortuous but essentially straight through the valve, and where the valve has essentially no constriction when fully open and corresponds to the inner diameter of the conduit. A free-flow valve also generally allows

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gegebenem Arbeitsdruck höhere Flüssigkeitsgeschwindigkeiten ohne Kavitation zu· Ein gutes Beispiel für solch ein Ventil ist das in Fig. 1 gezeigte flRoto-Disc"-Ventil der Anmelderin, mit einem Halsabschnitt 50 mit 2 Zoll Innendurchmesser, welches in voll geöffnetem Zustand dem Leitungsdurchmesser entspricht.A good example of such a valve is the applicant's fl Roto-Disc "valve shown in FIG. 1, with a neck section 50 with an inner diameter of 2 inches, which corresponds to the line diameter when fully open.

Ein weiterer Grund für die Wahl des Ventiltyps und eine Gr össe, welche den gewünschten Mengenstrom bei hoher Geschwindigkeit ermöglicht, liegt darin, daß die Strömungsgeschwindigkeit im Ventilauslaß in der Nähe der kritischen Kavitationsgeschwindigkeit der Flüssigkeit beim Betriebsdruck an der ersten Kugellage im Behälter liegen sollte, um den vollen Vorteil der maximalen von der ersten Lage der Kugeln ohne Kavitation verteilbaren Energie zu erhalten, so daß ein Minimum von Verminderungen oder Vergrößerungen im Innendurchmesser des Einlaßabschnitts des Behälters oder anderer Leitungen vor der ersten Kugellage erforderlich ist, um diese Geschwindigkeit zu erhalten.Another reason for choosing the valve type and size which enables the desired mass flow at high speed is that the flow rate in the valve outlet near the critical cavitation velocity of the liquid at the operating pressure should be in the first ball position in the container in order to ensure that it is full Take advantage of the maximum energy that can be distributed from the first layer of the balls without cavitation, so that a minimum of reductions or increases in the inside diameter of the inlet portion of the container or others Lines in front of the first ball layer is required to maintain this speed.

Der nächste bei der Auslegung normalerweise durchzuführende Schritt ist die Bestimmung der Größe der zu verwendenden Kugeln und der Größe des die Kugeln aufnehmenden Behälterabschnitts· Die Kugelgröße wurde bereits diskutiert; ausgehend von der Verwendung einer Kugel eines Durchmessers von 12,7 mm im Versuchsbehälter mußte also der Durchmesser Du der zuströmseitigen Lage der Kugeln, der Durchmesser D^ der abströmseitigen Lage der Kugeln und die zur Erzielung der gewünschten Druckverminderung bei maximaler Durchflußmenge erforderliche Länge L berechnet werden.The next step in the design process is to determine the size of the balls to be used and the size of the container section that will receive the balls. The size of the balls has already been discussed; Based on the use of a ball with a diameter of 12.7 mm in the test container, the diameter D u of the upstream position of the balls, the diameter D ^ of the downstream position of the balls and the length L required to achieve the desired pressure reduction at maximum flow rate had to be calculated will.

Zur Berechnung der zustrcmseitigen und abströmseitigen Durchmesser Du und D. werden Laboratoriumsraessungen durchgeführt,Laboratory measurements are carried out to calculate the upstream and downstream diameters D u and D.

209827/0607209827/0607

27599632759963

um die kritische Kavitationsgeschwindigkeit V bei verschiedenen Betriebsdrücken festzustellen. Fig. 3 zeigt im wesentlichen solch eine Laboratoriumsbestiiranung· Wenn ein Meßgerät, ZtBa ein Beschleunigungsmeßgerät an die Außenseite einer zu untersuchenden Öffnung angeschlossen wird, steigt die Größe des Meßausgangs, wenn die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit bei konstantem Druck ansteigt. Die Messung wird normalerweise durch Messung der Flüssigkeitsgeschwindigkeit in Strömungsrichtung vor der Öffnung bei konstantem zuströmseitigen Druck durchgeführt, wobei Änderungen der Strömungsgeschwindigkeit durch Einstellung des abströmsei tigen Drucks erhalten werden, obgleich die Messung auch - wenigstens zum Zweck der Bestimmung von beginnender Kavitation - in umgekehrter Weise durchgeführt werden kann·the critical cavitation speed V at different Determine operating pressures. Fig. 3 essentially shows such a laboratory fixture. ZtBa an accelerometer on the outside is connected to an opening to be examined, the size of the measurement output increases when the flow velocity the liquid increases at constant pressure. The measurement is usually made by measuring the velocity of the liquid carried out in the direction of flow upstream of the opening at constant upstream pressure, with changes the flow rate can be obtained by adjusting the downstream pressure, although the measurement also - at least for the purpose of determining the onset of cavitation - can be carried out in reverse

Wenn die Geschwindigkeit bei konstantem Druck ansteigt, steigt zunächst allmählich auch der Wert der Meßgröße wegen des ansteigenden Strömungsgeräuschs, bis ein Punkt erreicht ist, an dem der Meßwert plötzlich steigt, wobei dieser als kritische Kavitationsgeschwindigkeit V bezeichnete Punkt der Punkt beginnender Kavitation ist, wie aus der in Fig. 3 gezeigten Kurve hervorgeht. Eine weitere Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit führt zu schneller Zunahme der Kavitation und schließlich, wenn genügend Energie im System enthalten ist, zu Superkavitation, bei welcher der Meßwert, wenn die Kavitation in einiger Entfernung in Strömungsrichtung abwärts zusammenbricht, etwas zurückgehen kann und dies oft auch tut, da er vom Zusammenbruchsgebiet weiter entfernt ist. Die kritische Kavitationsgeschwindigkeit ändert sich mit dem Druck, und es wurde gefunden, daß der Punkt beginnender Kavitation bei niedrigeren Geschwindigkeiten auftrittt wenn der örtliche Druck vermindert wird·When the speed increases at constant pressure, Initially, the value of the measured variable also increases gradually because of the increasing flow noise, until it reaches a point at which the measured value suddenly rises, this point being referred to as the critical cavitation velocity V. is the point of incipient cavitation, as can be seen from the curve shown in FIG. Another increase in the flow rate leads to faster increase in cavitation and eventually when enough energy is contained in the system is, to supercavitation, at which the measured value when the cavitation is some distance in the direction of flow collapses downwards, can and often does, as it continues from the collapse area away. The critical cavitation velocity changes with pressure and it has been found that the Point of incipient cavitation at lower speeds occurs when the local pressure is reduced

2OM27/0SQ72OM27 / 0SQ7

2Ί599632Ί59963

Bei der Auslegung des Versuchsbehälters wurde die kritische Kavitationsgeschwindigkeit aufgrund früherer Versuchsergebnisse bei einem örtlichen Druck von etwa 46,4 kp/cm (660 psig) mit 12,5 m/sec angenommen. Für die abflußseitige Schicht der Kugeln an der Halteeinrichtung wurde die kritische Kavitationsgeschwindigkeit mit etwa 2,2 m/sec gemessen im aus der letzten Lage bei einem angenommenen örtlichen Druck von 1,41 kp/cm (20 psig) austretenden Strom angenommen. Unter Anwendung des erwähnten Zusammenhangs zwischen Durchflußmenge und Fläche wurde berechnet, daß der zuströmsei tige Durchmesser D etwa 6,86 cm und der abströmseitige Durchmesser D^ etwa 17 cm betragen mußte.When designing the test container, the critical cavitation speed was based on previous test results Assumed 12.5 m / sec at a local pressure of about 46.4 kp / cm (660 psig). For the outflow side Layer of the balls on the holding device, the critical cavitation speed was measured at about 2.2 m / sec from the last position at an assumed local Assume a pressure of 1.41 kgf / cm (20 psig) exiting stream. Using the aforementioned relationship between flow rate and area, it was calculated that the inflow term diameter D about 6.86 cm and the downstream side Diameter D ^ had to be about 17 cm.

Bezüglich des abflußseitigen Durchmessers D^ wurde jedoch, um einen Sicherheitsfaktor zu haben, ein Wert von 25,4 cm angewandt, wobei die Konstruktion der Halteeinrichtung berücksichtigt wurde und von der Theorie ausgegangen wurde, daß im ungünstigsten Fall die Halteeinrichtung als Vorrichtung angesehen werden kann, die einen Teil der Fläche der letzten Lage der kleinen Kugeln blockiert. Dies wird als Grund dafür angesehen, daß die gesamte von der gitterartigen Öffnung 92 in der abflußseitigen Halteplatte 90 gebildete freie Fläche in der Fläche etwa gleich einem Kreis von ungefährt 17 cm Durchmesser gemacht wurde, wie ursprünglich für die abflußseitige Schicht der kleinen Kugeln bei D^ berechnet wurde.With regard to the outlet-side diameter D ^, however, to have a safety factor, a value of 10 inches was used, taking into account the design of the holding device was and was based on the theory that in the worst case, the holding device as a device can be seen that blocked part of the area of the last layer of the small balls. This is called Reason considered that the entire of the grid-like opening 92 formed in the holding plate 90 on the drain side free area in the area was made roughly equal to a circle about 17 cm in diameter, as originally calculated for the downstream layer of the small spheres at D ^ became.

Mit den auf 6,86 cm und 25,4 cm festgelegten zufluß- und abflußseitigen Durchmessern Du und D^ des Konus wurde dann die Länge L der Kugelmenge festgestellt, die erforderlich ist, um den notwendigen Druckabfall zu verwirklichen, wobei die folgende Energiegleichung verwendet wurde, deren linke Seite in kp/cm2 χ 0,0703 (psig) die Energie im Was-With the inflow and outflow diameters D u and D ^ of the cone fixed at 6.86 cm and 25.4 cm, the length L of the amount of spheres required to achieve the necessary pressure drop was then determined using the following energy equation whose left side is the energy in the water in kp / cm 2 χ 0.0703 (psig)

209827/0607209827/0607

sersystem zuströmseitig abzüglich der Energie des Systems abstromseitig angibt, während die rechte Seite in kp/cm χ Oι0703 (psig) die Summe der in den jeweiligen Lagen der Kugeln in der Kugelmenge vernichteten Energien angibt:upstream system minus the energy of the system the downstream side, while the right side in kp / cm χ Oι0703 (psig) the sum of the in the respective positions of the Spheres in the set of spheres of annihilated energies:

148,8 Of Γ? * Pvc148.8 Of Γ? * P vc

ζ n γ*\ Γ ,(D
η = 1 L
ζ n γ * \ Γ , (D
η = 1 L

0,8660.866

Die folgenden Werte treten in der Energiegleichung auf: Q « Volumenstrom in Ο./min)χ 3,79 (Gallonen/min)The following values appear in the energy equation: Q «Volume flow in Ο. / Min) χ 3.79 (gallons / min)

D - Innendurchmesser des Konus an der Mittellinie der zuströmseitigen Lage der kleinen Kugeln in cm χ 2,54 (Zoll)D - inner diameter of the cone at the center line the upstream position of the small balls in cm χ 2.54 (inches)

D^ - Innendurchmesser des Konus an der Mittellinie der letzten Lage von kleinen Kugeln in cm χ 2,54 (Zoll)D ^ - Inner diameter of the cone at the center line of the last layer of small balls in cm χ 2.54 (inches)

Pvc * Zuströraseitiger Druck am Behältereinlaß in (kp/cm2) χ 7,03 χ 10~2 (psi)P vc * Pressure on the inlet side at the tank inlet in (kp / cm 2 ) χ 7.03 χ 10 ~ 2 (psi)

P^ m Abströmseitiger Druck aus dem Behälter in (kp/cm2) χ 7,03 χ 10~2 (psi)P ^ m Downstream pressure from the container in (kp / cm 2 ) χ 7.03 χ 10 ~ 2 (psi)

dB = Durchmesser der kleinen Kugeln in cm χ 2,54 (Zoll)d B = diameter of the small balls in cm χ 2.54 (inches)

N β Anzahl der Lagen von kleinen Kugeln, gleich L : 0,866 dß N β number of layers of small spheres, equal to L: 0.866 d ß

209827/0807209827/0807

2Ί599632Ί59963

L » Abstand zwischen den Mittellinien der ersten und der letzten Lage der kleinen Kugeln in cm χ 2,54 (Zoll)L »Distance between the center lines of the first and last layer of the small balls in cm χ 2.54 (inch)

K„ β Kugelkonstante, die für Kugeln mit einem Durchmesser von etwa 12,7 mm den Wert 0,0157 hat»K „β constant of the sphere, which is used for spheres with a Diameter of about 12.7 mm has the value 0.0157 »

Durch Einsetzen der Werte Q « 3»000 1tr/min, D ■ 6,86 cm,By inserting the values Q «3» 000 1tr / min, D ■ 6.86 cm,

2 22 2

D, « 25,4 cm, P « 46,4 kp/cm und P. β 1,41 kp/cm in die linke Seite ergibt die Energiegleichung einen Druckabfall von ungefährt 46 kp/cm über das Volumen der kleinen Kugeln im Behälter. Die Summation wurde durch Iteration mit der Annahme verschiedener Werte für L, die einen ganzzahligen Wert für die Anzahl N der Kugellagen ergaben, gelöst, wobei die Iteration solange wiederholt wurde, bis ein korrekter Wert gefunden wurde, bei dem die Summation der Druckabfälle über die aufeinanderfolgenden Lagen sich zu 46 kp/cm addierte, wenn die auf der linken Seite der Gleichung angegebene Kugelmenge berechnet wurde. Es ergab sich, daß dies bei einer Länge L von ungefähr 33 cm der Fall war, so daß der Wert N sich zu 30 Lagen ergab, wobei die Berechnung einen Druckabfall an der ersten Lage von Kugeln von etwa 13,3 kp/cm ergab, während die Druckabfälle an den nachfolgenden Lagen schnell soweit geringer wurden, bis sie an der letzten oder 30. Lage in der Größenordnung von etwa 0,07D, «25.4 cm, P« 46.4 kg / cm and P. β 1.41 kg / cm in the On the left, the energy equation gives a pressure drop of approximately 46 kp / cm over the volume of the small spheres in the container. The summation was made by iteration with the assumption of different values for L that are an integer Value for the number N of ball layers was solved, the iteration being repeated until a correct one A value was found at which the summation of the pressure drops over the successive layers added up to 46 kp / cm, when the number of balls given on the left side of the equation has been calculated. It turned out to be this was the case with a length L of about 33 cm, so that the value N resulted in 30 plies, the calculation resulted in a pressure drop on the first layer of spheres of about 13.3 kgf / cm, while the pressure drops on the subsequent ones Layers quickly decreased until they were on the order of about 0.07 at the last or 30th position

2
kp/cm lagen.
2
kp / cm.

Der Versuchsbehälter wurde nach den vorstehenden Berechnungen ausgelegt, und er arbeitete bemerkenswert gut, wenn berücksichtigt wurde, daß der Druckabfall an der Halteeinrichtung und im Auslaßabschnitt des Behälters vernachlässigt wurde, der auf der rechten Seite der Energiegleichung zugefügt werden sollte, um die gesamte Behälterbetriebswei-The experimental vessel was designed according to the above calculations and it performed remarkably well when taken into account that the pressure drop across the holding means and in the outlet portion of the container has been neglected which should be added on the right hand side of the energy equation in order to

209827/0607209827/0607

se zu berechnen· Bei der Messung betrug dieser DruckabfallTo calculate se · During the measurement, this pressure drop was

etwa 1,76 kp/cm · Die Leistung war auch aus anderen Gründen bemerkenswert, da nämlich die kritischen Kavitationsgeschwindigkeiten von früheren Versuchsergebnissen übernommen wurden und nicht erneut im Labor ermittelt wurden· Pabout 1.76 kgf / cm · The performance was also due to other reasons remarkable because the critical cavitation velocities were taken from earlier test results and have not been re-determined in the laboratory · P

2 und P„_ wurden beide konstant mit 46,4 kp/cm angenommen,2 and P "_ were both assumed to be constant at 46.4 kp / cm,

VCVC

wenn das Steuerventil voll geöffnet war· P variierte tat-when the control valve was fully openP varied actual-

2 22 2

sächlich von 50,6 kp/cm bis 47,3 kp/cm bei einer Ventilöffnung von 5 % bis 100 %, wobei P. entsprechend von 1,41mainly from 50.6 kp / cm to 47.3 kp / cm with a valve opening of 5 % to 100%, with P. correspondingly from 1.41

P 2P 2

kp/cm bis 1,69 kp/cm verändert wurde· Der Wert für die Kugelkonstante Kß wurde aus Messungen ermittelt, die an in einem Zylinder eines Durchmessers von 10,16 cm in dichter Packung angeordneten Gußeisen-Schleifkugeln eines Durchmessers von 12,7 mm durchgeführt wurden· Ss ist unklar, ob die Kugelkonstante in Abhängigkeit vom Durchmesser der Kugeln und vom Durchmesser des Behälters an der betreffenden Lage sich ändert· Selbstverständlich können diese Paktoren ebenfalls noch durch den Versuch ermittelt werden, jedoch wurden solche Versuche im vorliegenden Fall nicht gefahren·kp / cm was changed to 1.69 kp / cm · The value for the ball constant K ß was determined from measurements on cast iron grinding balls with a diameter of 12.7 cm arranged in close packing in a cylinder with a diameter of 10.16 cm It is unclear whether the spherical constant changes depending on the diameter of the spheres and the diameter of the container at the relevant layer ·

Zur Berechnung von K„ wurde die folgende Kugelkonstanten— Gleichung verwendet, wobei die Meßwerte der Strömung durch einen dicht mit Kugeln eines Durchmessers von 12,7 mm gefüllten Behälter eingesetzt wurden:For the calculation of K "the following spherical constant - Equation used, the readings of the flow through a densely filled with balls of a diameter of 12.7 mm Containers were used:

(p(p u * Pd} °»866 db °4 u * P d } ° » 866 d b ° 4

n * 5n * 5

B LQ2 B LQ 2

In der Kugelkonstanten-Gleichung war der zuströmseitige Druck Pu 37,9 kp/cm , der abströmseitige Druck Pd 3,54 kp/ cm , der Kugeldurchmesser d^ 12,7 mm, der Gehäusedurchmesser D 10,16 mm, die Länge L des Kugelvolumens 43,2 cm und der Volumenstrom Q betrug ungefährt 1.710 ltr/min,In the spherical constant equation, the upstream pressure P u was 37.9 kp / cm, the downstream pressure P d was 3.54 kp / cm, the ball diameter d ^ 12.7 mm, the housing diameter D 10.16 mm, the length L. of the sphere volume 43.2 cm and the volume flow Q was approximately 1,710 ltr / min,

209827/0607209827/0607

Wie aus den Energiegleichungsrechnungen zu ersehen ist, bei denen der Druckabfall an der letzten Lage der kleinen Kugeln in der Größenordnung von 0,07 kp/cm lag, würde bei Verwendung eines zylindrischen Behälters anstelle eines konischen Behälters eine Lagenzahl von 600 bis 700 Kugellagen erforderlich sein, um denselben Druckabfall zu erzielen, während bein konischen Behälter lediglich 30 Lagen erforderlich sind, wenn beide bei gleich starker Kavitation arbeiten·As can be seen from the energy equation calculations, in which the pressure drop at the last layer of the small spheres was in the order of magnitude of 0.07 kp / cm, would be Using a cylindrical container instead of a conical container, a number of layers from 600 to 700 ball layers be required to achieve the same pressure drop, while conical containers only require 30 layers if both work with equally strong cavitation

Fig· 2 zeigt ein Diagramm, welches den tatsächlich gemessenen Druckwert Ργ bei verschiedenen Ventiloffnungen zeigt« P„_ wurde an der in Fig« I gezeigten Stelle gemessen und entsprach deshalb de» abströmseitigen Druck des Ventils oder de« zuströnseitigen Druck des Behälters, die beide gleich waren· Weiter sind auch die gemessenen Volumenoder Mengenströee in (Itr/min) χ 3,79 (Gallonen/min) angegeben, die den in der Zeichnung angegebenen verschiedenen Kurvenpunkten entsprechen. Der Druckunterschied am Ventil CP- Pvc> und der Druckunterschied am Behälter (Pvc - Pd)2 shows a diagram which shows the actually measured pressure value Ρ γ at different valve openings. "P" was measured at the point shown in FIG both were the same · The measured volume or volume flows are also given in (ltr / min) χ 3.79 (gallons / min), which correspond to the various curve points indicated in the drawing. The pressure difference at the valve CP- P vc > and the pressure difference at the container (P vc - P d ) sind der FIg* nur annähernd zu entnehmen, weil geringe Abweichungen der suströaseitigen und abströmseitigen Drücke nicht berücksichtigt sind.can only be taken approximately from the FIg * because there are minor deviations in the upstream and downstream pressures are not taken into account.

Das in Fig· 1 gezeigte System war mit (nicht gezeigten) Be schleunlgungsaessern und an verschiedenen Stellen einschließlich der bei Pu, Pvc und P^ angezeigten Stellen mit (nicht gezeigten) Druckmeßgeräten ausgerüstet. Die Strömungsmessungen wurden in Strömungsrichtung hinter dem Behälter vorgen..The system shown in Fig. 1 was equipped with speed gauges (not shown) and pressure gauges (not shown) at various locations including those indicated at P u , P vc and P ^. The flow measurements were made in the direction of flow behind the container.

Bei den Versuchen blieb die BeschleunigungsmesseranzeigeDuring the trials, the accelerometer readout stayed

2 22 2

im Bereich von 254 «/see bis 508 m/sec von Scheitelwertin the range from 254 m / sec to 508 m / sec from the peak value

209827/0607209827/0607

ssu Scheitel wert, mit der Ausnahme des Bereichs von 20 bis 25 % Ventilöffnung, in dem einige Messungen 1.270 m/secssu apex, with the exception of the 20 to 25 % valve opening range, where some measurements are 1,270 m / sec

2
bis 2.540 m/sec ergaben. Dies war etwa die prozentuale Ventilöffnung, bei welcher etwa der halbe Druckabfall im System am Behälter erreicht wurde, was das mögliche Vorhandensein einer gewissen feinblasigen Kavitation am Ventil anzeigt- Durch den Gasdruckanschluß 48 wurden auch größere Mengen von Luft entfernt·
2
up to 2,540 m / sec. This was about the percentage valve opening at which about half the pressure drop in the system at the container was reached, which indicates the possible presence of a certain fine-bubble cavitation on the valve - the gas pressure connection 48 also removed larger amounts of air.

Zm Gegensatz hierzu wäre das System sonst ein Strömungssystem mit Superkavitation gewesen. Bei entferntem Behälter wurden im sonst gleichen System bei einem zuströmseitigen Druck von etwa 49,2 kp/cm Drücke am Ventilauslaß gemessen, die von einem Vakuum von 288,6 mm Hg bei 15 %iger Ventil-Öffnung bis zu einem Vakuum von 432 mm Hg bei 40 %iger Ventilöffnung variierten, wobei die Volumenströme von 1.685 ltr/rain bis 1.923 1tr/min bei den entsprechenden Ventilöffnungen lagen· Ohne den Behälter war das Schwingungs- und Lärmniveau in unmittelbarer Nähe so groß, daß es nicht als vertretbar oder erwünscht angesehen wurde, die Ventilöffnung bei 40 % zu halten oder das Ventil noch weiter zu öffnen· In contrast to this, the system would otherwise have been a flow system with supercavitation. With the container removed, in otherwise the same system at an upstream pressure of about 49.2 kp / cm, pressures at the valve outlet were measured, ranging from a vacuum of 288.6 mm Hg at 15% valve opening to a vacuum of 432 mm Hg at 40% valve opening varied, with the volume flows ranging from 1,685 ltr / rain to 1,923 ltr / min at the corresponding valve openings.Without the container, the vibration and noise level in the immediate vicinity was so great that it was not considered acceptable or desirable to keep the valve opening at 40 % or to open the valve further

Möglicherweise trat auch bei Ventilöffnungen im Bereich von 10 % und darunter eine geringe Kavitation auf, jedoch war der Versuchsaufbau eine so starke Stahlkonstruktion und die Strömungsgeräusche waren so groß, daß unabhängig von etwa vorhandener Kavitation keine genügende Energiehöhe zur Verfügung stand, die sich in den Messungen ausdrückte. A slight cavitation may also have occurred with valve openings in the range of 10 % and below, but the test setup was such a strong steel construction and the flow noises were so great that, regardless of any cavitation present, there was no sufficient energy level available for the measurements expressed.

Aus Fig. 2 geht auch hervor, daß bei einer Ausgestaltung, bei welcher der Volumenstrom bei erheblich geringeren Ven-From Fig. 2 it can also be seen that in an embodiment in which the volume flow at considerably lower valves

209827/0607209827/0607

tilöffnungen als bei 100 %iger Ventilöffnung erreicht wird, ZeB. bei 30 %iger Öffnung, und bei entsprechender Auslegung des Behälters das Ventil auf 100 % geöffnet werden kann und dann eine hinreichend erhöhte Strömungsgeschwindigkeit und ein Druckabfall am Behälter auftreten, so daß Kavitation im Behälter auftritt, die für eine Entfernung von Niederschlagen und Ablagerungen, d.h. zur Reinigung verwendet werden kann. Dies erscheint praktisch, well, wie im Diagramm nach Fig. 2 gezeigt 1st, die maximale Strömung bei einem Ventil bei Ventilöffnungen unterhalb von 40 % auftritt.valve openings than is achieved with 100% valve opening, ZeB. at 30% opening, and with a suitable design of the container, the valve can be opened to 100% and then a sufficiently increased flow rate and a pressure drop across the container occur, so that cavitation occurs in the container, which is necessary for the removal of deposits and deposits, ie can be used for cleaning. This appears practical because, as shown in the diagram according to FIG. 2, the maximum flow occurs in a valve with valve openings below 40 % .

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Claims (1)

PatentansprücheClaims Iy Anlage zur Lieferung einer Flüssigkeit mit relativ niedrigem Druck aus einem Flussigkeitsvorrat hohen Drucks unter Verhinderung des Auftretens von Kavitation, dadurch gekennzeichnet» daß die Anlage einen Kugel-Behälter (28) aufweist« dessen mit einem Ein» und einem Auslaß (64,106) versehenes Gehäuse (52,54,56,58) wenigstens über einen Teil seiner Längenerstreckung mit einem Volumen von Kugeln (70) gefüllt ist, und daß Einrichtungen (84-100) zur Festlegung der Kugeln (70) im Gehäuse (52,54,56,58) vorgesehen sind, wobei der Durchmesser und die Länge des kugelgefüllten Gehäuseabschnitts so ausgelegt sind, daß Kavitation in der Anlage in wesentlichem Ausmaß unterdrückt wird·Iy plant for supplying a liquid with relative low pressure from a high pressure liquid supply preventing the occurrence of cavitation, characterized in that the system has a spherical container (28) has «its with an inlet» and an outlet (64,106) provided housing (52,54,56,58) at least over one Part of its length is filled with a volume of balls (70), and that means (84-100) for fixing of the balls (70) in the housing (52,54,56,58) are provided, the diameter and the length of the ball-filled Housing section are designed in such a way that cavitation in the system is suppressed to a significant extent 2« Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuerventil (24) vorgesehen ist, dessen Einlaß an den Flüssigkeitsvorrat hohen Drucks und dessen Auslaß (26) an den Einlaß (64) des Kugel-Behälters (28) angeschlossen ist, und daß der Durchmesser und die Länge des kugelgefüllten Gehäuseabschnitts so ausgelegt sind, daß die Kavitation über einen Bereich von Mengenströmen unterdrückt wird, der den maximalen Nennmengenstrom der Anlage einschließt·2 «Plant according to claim 1, characterized in that a control valve (24) is provided, the inlet of which is connected to the High pressure liquid supply and the outlet (26) of which is connected to the inlet (64) of the spherical container (28), and that the diameter and length of the ball-filled Housing section are designed so that the cavitation is suppressed over a range of flow rates, the includes the maximum nominal flow rate of the system 3· Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (Du) des Behältergehäuses (52,54,56, 58) so klein gehalten ist, daß sich bei maximalem Nennmengenstrom der Anlage eine Strömungsgeschwindigkeit in der Nähe der Geschwindigkeit der beginnenden Kavitation an dieser Stelle einstellt, und daß das Behältergehäuse sich in Abflußrichtung im Durchmesser erweitert·3 · Plant according to claim 1 or 2, characterized in that the diameter (D u ) of the container housing (52, 54, 56, 58) is kept so small that at the maximum nominal flow rate of the plant, a flow rate close to the speed of the cavitation begins at this point, and that the container housing widens in diameter in the direction of the discharge 209827/0607209827/0607 4, Anlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage so ausgelegt ist, daß der maximale Nennmengenstrom erreicht wird, wenn das Steuerventil (24) nur teilweise geöffnet ist, so daß das Steuerventil (24) zur Erzeugung einer bewußten Kavitation im Behälter (52,54,56,58) und dadurch zur Reinigung der Kugeln (70) weiter geöffnet werden kann·4, system according to claim 2 or 3, characterized in that the system is designed so that the maximum nominal flow rate is reached when the control valve (24) is only partially open, so that the control valve (24) to generate a conscious cavitation in the Container (52,54,56,58) and can thus be opened further to clean the balls (70) 5· Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (84-100) zur Festlegung der Kugeln (70) im Gehäuse (52,54,56,58) mit einer Viel- ^5 · Plant according to one of claims 1 to 4, characterized in that the devices (84-100) for fixing the balls (70) in the housing (52,54,56,58) with a multi- ^ zahl von Öffnungen versehen sind, deren Gesamtfläche wenigstens etwa gleich der am abströmseitigen Ende des Volumens der Kugeln C70) erforderlichen Querschnittsfläche ist, so daß die Anlage bei dem relativ niedrigen Druck und dem maximalen Nennmengenstrom bei oder in der Nähe beginnender Kavitation arbeitet.number of openings are provided, the total area at least approximately equal to that at the downstream end of the volume of the balls C70) is the required cross-sectional area, so that the system starts at the relatively low pressure and the maximum nominal flow rate at or in the vicinity Cavitation works. 6· Anlage nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (24) ein auf den hydraulischen Zustand der Anlage ansprechendes Betätigungsglied (40) und eine Einrichtung (z.B. 42) zum Abtasten des hydraulischen Zustande in Strömungsrichtung hinter dem Volumen der Kugeln (70) la Behälter (28) aufweist· |j6. System according to one of claims 2 to 5, characterized in that the control valve (24) is an actuating element which responds to the hydraulic state of the system (40) and a device (e.g. 42) for sensing the hydraulic state in the direction of flow behind the volume of the balls (70) la container (28) · | j 7· Anlage nach Anspruch 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zuströmseitige Ende des Volumens der Kugeln (70) in Ströwungsrichtung in einer Entfernung, die etwa gleich zwei- bis fünfmal den Innendurchmesser des Auslasses (26) des Steuerventils entspricht, hinter dem Durchlaß (66) des Steuerventils (24) angeordnet ist·7. Plant according to claim 2 to 6, characterized in that the inflow-side end of the volume of the balls (70) in the direction of flow at a distance that is approximately the same corresponds to two to five times the inner diameter of the outlet (26) of the control valve, behind the passage (66) of the Control valve (24) is arranged 8* Kugel-Behälter für die Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit Kugeln (70) gefüllte Abschnitt8 * ball container for the system according to claim 1, characterized characterized in that the portion filled with balls (70) 209827/0607209827/0607 des Behälters (28) mit In Abströmrichtung zunehmendem Durchmesser konisch ausgebildet ist·of the container (28) with an increasing diameter in the outflow direction is conical 9. Kugel-Behälter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Gehäuses (52,54,56,58) des Behälters (28) am zuströmseitigen Ende des Volumens der Kugeln (70) so klein ausgebildet ist, daß sich an dieser Stelle bei maximalem Nennmengenstrom der Anlage eine Strömungsgeschwindigkeit in der Nähe der Geschwindigkeit der beginnenden Kavitation einstellt·9. ball container according to claim 8, characterized in that that the diameter of the housing (52,54,56,58) of the container (28) at the upstream end of the volume of the balls (70) is so small that there is a flow velocity at this point at the maximum nominal flow rate of the system sets close to the speed of the onset of cavitation 10. Kugel-Behälter nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Gehäuses (52,54,56, 58) am abströmseitigen Ende des Volumens der Kugeln (70) so bemessen ist, daß sich an dieser Stelle bei maximalem Nennmengenstrom der Anlage eine Strömungsgeschwindigkeit in der Nähe der beginnenden Kavitation einstellt.10. ball container according to claim 8 or 9, characterized in that that the diameter of the housing (52,54,56, 58) at the downstream end of the volume of the balls (70) is dimensioned so that there is a flow velocity at this point at the maximum nominal flow rate of the system sets in the vicinity of the incipient cavitation. 11. Kugel-Behälter nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (28) einen mit dem Inneren des Gehäuses (52,54,56,58) verbundenen Gasdruckanschluß (48) auf der Oberseite und an einer in Strömungsrichtung hinter dem Volumen der Kugeln (70) gelegenen Stelle des Gehäuses aufweist, und daß am Gasdruckanschluß (48) ein Gasentlüftungsventil (46) angeschlossen ist.11. ball container according to one of claims 8 to 10, characterized characterized in that the container (28) has a gas pressure connection connected to the interior of the housing (52,54,56,58) (48) on the upper side and at a point located in the direction of flow behind the volume of the balls (70) of the housing, and that the gas pressure connection (48) a gas vent valve (46) is connected. 12· Kugel—Behälter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (52,54,56,58) einen konischen Abschnitt mit in Richtung vom Einlaß (64) auf den Auslaß (106) allmählich zunehmendem Durchmesser und einen abnehmbaren Einlaßabschnitt (52) aufweist, und daß der Einlaßabschnitt (52) einen das zuströmseitlge Ende des konischen Abschnitts des Gehäuses bildenden Halsabschnitt (66) aufweist·12 · spherical container according to claim 8, characterized in that that the housing (52,54,56,58) has a conical section with in the direction from the inlet (64) to the outlet (106) gradually increasing diameter and a removable inlet section (52), and that the inlet section (52) has a neck section (66) forming the inflow end of the conical section of the housing 209827/0607209827/0607 13· Kugel-Behälter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln (70) im Halsabschnitt (66) eine Lage von miteinander verschweißten Kugeln (70) aufweist, die im wesentlichen eben mit dem abströmseitigen Ende des Halsabschnitts (66) angeordnet ist.13 · Ball container according to claim 12, characterized in that that the balls (70) in the neck portion (66) has a layer of balls (70) welded together, which in the is arranged substantially level with the downstream end of the neck portion (66). 14. Kugel-Behälter nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Halsabschnitt (66) eine Vielzahl von aneinander anliegend gestapelten und miteinander verschweißten Lagen von Kugeln (70) enthalten ist·14. Ball container according to claim 12 or 13, characterized in that that in the neck portion (66) a plurality of adjacent stacked and welded together Layers of balls (70) is included 15. Kugel-Behälter nach einem der Ansprüche 12 bis 14, da- ^ durch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Pestlegen der Kugeln (70) eine Vielzahl von im Gehäuse (52,54,56,58) abflußseitig hinter den kleinen Kugeln (70) angeordneten und sich an diese anlegenden relativ große Kugeln (84) aufweist, und daß Einrichtungen zum Festlegen der relativ grossen Kugeln im Gehäuse (52,54,56,58) vorgesehen sind·15. ball container according to one of claims 12 to 14, da- ^ characterized in that the devices for plaguing the balls (70) have a plurality of in the housing (52,54,56,58) has relatively large balls (84) arranged on the outflow side behind the small balls (70) and resting against them, and that devices for fixing the relatively large balls in the housing (52,54,56,58) are provided. 16· Kugel-Behälter nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl der relativ großen Kugeln (84) miteinander verschweißt ist·16 · ball container according to claim 15, characterized in that a plurality of the relatively large balls (84) with one another is welded 17· Kugel-Behälter nach Anspruch 15 oder 16, dadurch ge- .m kennzeichnet, daß die relativ großen Kugeln (84) eine abströmseitige Lage (86) und einen pyramidenförmigen Stapel (88) von miteinander verschweißten Kugeln (84) aufweist, wobei die abströmseitige Lage (86) von Kugeln (84) die Basis des pyramidenförmigen Stapels (88) bildet·17 · ball container according to claim 15 or 16, characterized denotes overall .m that the relatively large balls (84) has a downstream location (86) and a pyramid-shaped stack (88) of welded-together beads (84), wherein the The downstream layer (86) of balls (84) forms the base of the pyramidal stack (88) 18. Kugel-Behälter nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Festlegung der relativ großen Kugeln (84) im Gehäuse (52,54,18. Ball container according to one of claims 15 to 17, characterized in that the devices for fixing the relatively large balls (84) in the housing (52,54, 209827/0607209827/0607 56,58) eine mit einer Öffnung (92) versehene Halteplatte (90) und eine Vielzahl von sich mit Abstand voneinander über die Öffnung erstreckende Rippen (94) aufweisen.56,58) a holding plate provided with an opening (92) (90) and a plurality of spaced apart ribs (94) extending across the opening. 19. Kugel-Behälter nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die über die Öffnung (92) verlaufenden Rippen (94) parallel zueinander angeordnet sind, daß die großen Kugeln (84) in der abströmseitigen Lage (86) dicht aneinander anliegend in einem Muster gepackt sind, welches Reihen von nebeneinanderliegenden Kugeln umfaßt, die so mit den Rippen (94) fluchten, daß die Kugeln (84) nicht in den zwischen Rippen gebildeten Öffnungen sitzen, und daß die Kugeln (84) in diesem Muster festgelegt sind·19. Ball container according to one of claims 15 to 18, characterized characterized in that the ribs (94) extending over the opening (92) are arranged parallel to one another, that the large balls (84) in the downstream position (86) are packed tightly together in a pattern comprising rows of adjacent spheres, which are aligned with the ribs (94) that the balls (84) do not sit in the openings formed between ribs, and that the balls (84) are fixed in this pattern 20. Kugel-Behälter nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang der abströmseitigen Lage (86) von relativ großen Kugeln (84) eine polygonale Konfiguration hat, und daß die Öffnung (92) in der abströmseitigen Halteplatte (90) eine ähnliche polygonale Form hat und zuströmseitig um den Umfang der Öffnung (92) der Halteplatte eine Schulter (102) gebildet ist, die sich an die Kugeln (84) im Umfang der abströmseitigen Lage ("86) anlegt·20. Ball container according to claim 19, characterized in that the circumference of the downstream layer (86) of relative large balls (84) has a polygonal configuration, and that the opening (92) in the downstream retaining plate (90) has a similar polygonal shape and is upstream a shoulder (102) is formed around the circumference of the opening (92) of the holding plate, which is attached to the balls (84) in the circumference the downstream position ("86) applies 21. Kugel-Behälter nach einem der Ansprüche 8 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der kleinen Kugeln (70) miteinander verschweißt ist·21. Ball container according to one of claims 8 to 20, characterized characterized that at least some of the small Balls (70) are welded together 22· Kugel-Behälter nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Gehäuses (52,54,56,58) um ein Vielfaches größer als der Durchmesser der Kugeln (70) ist, und daß die Kugeln (70) wenigstens annähernd kugelförmig sind und einen Durchmesser von wenigstens etwa 12,7 mm haben. 22 · Ball container according to claim 21, characterized in that that the diameter of the housing (52,54,56,58) is many times larger than the diameter of the balls (70), and that the balls (70) are at least approximately spherical and have a diameter of at least about 12.7 mm. 209827/0607209827/0607 2Ί599632Ί59963 23. Kugel-BehSlfcer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln (70> In dichter Packung und im Gehäuse (52, 54,56*58) unbeweglich angeordnet sind, daß der Durchmesser des Gehäuses um ein Mehrfaches größer als der Durchmesser der Kugeln (70) ist, und daß die erste oder zuströmseitige Lage (71) der Kugeln (70) in ihrer Lage festgeschweißt ist· 23. Ball BehSlfcer according to claim 8, characterized in that the balls (70> in close packing and in the housing (52, 54,56 * 58) are immovably arranged that the diameter of the housing is several times greater than the diameter of the Balls (70), and that the first or inflow-side layer (71) of the balls (70) is welded in place 24· Kugel-Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln (70) einen relativ geringen Durchmesser haben, so daß eine große Zahl von Kugeln zur Füllung der Querschnittsfläche des Gehäuses (52, 54r56r58) nötig ist, und daß das Volumen der Kugeln (70) am zuströmseitigen Ende freiliegt·24 · Ball container according to one of the preceding claims, characterized in that the balls (70) have a relatively small diameter, so that a large number of balls is necessary to fill the cross-sectional area of the housing (52, 54 r 56 r 58) , and that the volume of the balls (70) is exposed at the upstream end 209827/0607209827/0607 toto LeerseiteBlank page
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