AT395385B - Tauchrohr fuer vorrichtungen zum auftrennen von stoffgemengen - Google Patents
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Description
AT 395 385 B
Die Erfindung betrifft ein Tauchrohr für Vorrichtungen zum Auftrennen von Stoffgemengen aus wenigstens einem flüssigen oder gasförmigen Medium und wenigstens einem flüssigen oder festen Stoff, der ein höheres spezifisches Gewicht hat als das Medium, unter der Wirkung von Zentrifugalkräften, das in die Trennkammer der Vorrichtung tagt und durch welches das wenigstens teilweise vom Stoff befreite Medium aus der Vorrichtung S abgeführt wird, mit einer Leiteinrichtung am in der Trennkammer angeordneten Ende des Tauchrohres, wobei die
Leiteinrichtung aus wenigstens einem gekrümmten Leitblech besteht und wobei der Abstand des Leitbleches von der Achse des Tauchrohres in Drehrichtung des Mediums einen zunehmend kleineren Abstand auf weist.
Vorrichtungen zum Auftrennen von Gemengen aus wenigstens einem Stoff und einem Medium sindbeispielsweise aus der EP-A-398 864 bekannt. 10 Bei diesen bekannten Vorrichtungen sind für den Austritt des vom abzutrennenden Stoff oder den abzutrennenden
Stoffen wenigstens teilweise, vorzugsweise zur Gänze befreiten Mediums Tauchrohre vorgesehen, die in die Trennkammer ragen.
Aus der EP-A-398 864 ist es auch bekannt, zwischen den Tauchrohren Leiteinrichtungen in Form von Leitblechen vorzusehen, die in Richtung der Strömung von innen nach außen verlaufen und eine Umkehr der IS Strömungsrichtung des Mediums beim Übertrittaus dem Raum, in dem das Stoffgemenge in Drehung versetzt wird, in den Raum, in dem die eigentliche Trennung stattfindet, zu bewirken.
Im Stand der Technik (z. B. AT-PS 13036, GB-PS 245 636) sind weiters Leiteinrichtungen an Tauchrohren bekannt, die Leitbleche aufweisen, die jedoch ausschließlich um eine Achse gekrümmt sind, die parallel zur Tauchrohrachse ausgerichtet ist Dadurch ergibt sich eine ausschließlich radiale Beschleunigung, die zum Übertritt 20 des Mediums in das Tauchrohr jedoch nichts beiträgt
Weiters sind im Stand der Technik propellerartige Leiteinrichtungen mit mehreren Schaufeln am Eintrittsende des Tauchrohres bekannt, wobei die einzelnen Schaufeln so gerichtet sind, daß sie die Drehbewegung des in das Tauchrohreintretenden Mediums verringern oder zur Gänze beseitigen sollen. Diese Ausführungsformen haben sich jedoch in der Praxis wegen strömungstechnischer Probleme nicht durchgesetzt. Grund hiefür ist es, daß die 25 tatsächlichen Strömungsrichtungen im Bereich der Tauchrohrmündung nicht bekannt sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die an sich bekannten Tauchrohre in der Weise weiterzubilden, daß der Übertritt des Mediums aus der Trennkammer in das bzw. bei zwei einander koaxial gegenüberliegenden und in entgegengesetzte Richtung Medium abführenden Tauchrohren in die Tauchrohre verbessert wird. Insbesondere soll die erfindungsgemäße Ausführung der Tauchrohre für Trennvorrichtungen gemäß der EP-A-398 864 geeignet sein. 30 Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem Tauchrohr der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst, daß sich die Radien des Leitbleches in Abströmrichtung, d. h. auf die Mündung des Tauchrohres hin, vergrößern.
Dadurch, daß dem in Drehung versetzten Medium im Bereich der Mündung des Tauchrohres durch die erfindungsgemäße Leiteinrichtung nicht nur eine radiale, sondern auch eine axiale Beschleunigung, d. h. eine Beschleunigung in Abströmrichtung des Mediums durch das Tauchrohr erteilt wird, erfolgt der Übertritt des 35 Mediums aus der Trennkammer in das Tauchrohr bzw. die Tauchrohre, wenn zwei Tauchrohre vorgesehen sind, strömungsgünstig und bei geringem Energieverlust. - Dadurch, daß die Leiteinrichtung dem Medium in dem außerhalb der Mündung des Tauchrohres und innerhalb der Mantelfläche des Tauchrohres liegenden Raum gleichzeitig eine radial nach innen gerichtete und eine axiale Beschleunigung erteilt, wird der Überbitt in das Tauchrohr bzw. in die Tauchrohre verbessert. 40 Da die Leiteinrichtung bei der Erfindung aus wenigstens einem gekrümmten Leitblech besteht, das zur Achse des
Tauchrohres unter einem spitzen Winkel geneigt ist, wird durch das Bestreben des Mediums, sich mit konstantem Drehradius zu drehen, das Medium wegen der besonderen Form derLeitblecheder erfindungsgemäßenLeiteinrichtung gezwungen, in das Tauchrohr einzubeten und der durch die Leiteinrichtung am Tauchrohr dem abströmenden Medium erteilte Schub (Beschleunigung) wird verstärkt 45 Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßenTauchrohres istdadurch gekennzeichnet,daßdieLeiteinrichtung wenigstens ein teilkegelförmig, insbesondere teilkegelstumpfförmig gekrümmtes Leitblech aufweist dessen Krümmungsachse zur Achse des Tauchrohres vorzugsweise parallel verläuft und zu dieser Achse versetzt ist und dessen größter Krümmungsradius größer ist als der Radius des Tauchrohres und dessen kleinster Krümmungsradius kleiner ist als der Radius des Tauchrohres. SO In einer praktischen Verwirklichung dieser Ausführungsform kann gemäß der Erfindung vorgesehen sein, daß das Leitblech die Form eines Kegelstumpfmantels bzw. bei mehreren Leitblechen eines Teilkegelstumpfmantels besitzt dessen amEndemitdem größeren Radius liegender RandandasTauchrohr anschließt. Diese Ausfiihrungsform hat den Vorteil, daß das Leitblech abwickelbar ist
Eine konstruktiv einfache Ausführung des Tauchrohres mit seiner Leiteinrichtung ergibt sich, wenn gemäß einem 55 weiteren Vorschlag der Erfindung vorgesehen ist daß der Rand des Leitbleches mit dem Rand des Tauchrohres verbunden ist
Die günstige Beeinflussung der Sbömung des Mediums aus der Trennkammer in das Tauchrohr bzw. die Tauchrohre unter der Wirkung des Leitbleches, das gleichsam Schichten aus dem sich drehenden Medium abschält -2-
AT 395 385 B und in das Tauchrohr bzw. die Tauchrohre leitet, kann noch verbessert worden, wenn gemäß der Erfindung vorgesehen ist, daß zwei oder mehr identische Leitbleche, deren Krümmungsachsen zueinander und zur Achse des Tauchrohres vorzugsweise parallel verlaufen, vorgesehen sind.
Das erfindungsgemäße Tauchrohr kann sich noch dadurch anszeichnen, daß die Leiteinrichtung wenigstens ein S Leitblech besitzt, das auf das Medium über eine Umdrehung desselben, dieses axial und radial beschleunigend einwirkt, bzw. daß bei einer Leiteinrichtung mit mehr als einem Leitblech jedes Leitblech über den der Zahl der Leitbleche entsprechenden Bruchteil der Umdrehung des Mediums letzteres axial und radial beschleunigend, einwirkt
Bei allen Ausführungsformen - es können auch mehr als zwei identische Leitbleche vorgesehen sein - bewährt 10 es sich im Rahmen der Erfindung, wenn die Leitbleche einander bezüglich der Achse des Tauchrohres symmetrisch angeordnet sind.
Bei allen Ausführungsformen mit mehr als einem Leitblech kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß die Krümmungsachsen der Leitbleche von der Achse des Tauchrohres gleich große Abstände haben, und einander bezüglich der Achse des Tauchrohres diametral bzw. auf Lücke gegenüberliegen. Bei dieser Ausführungsform ergibt 15 sich eine räumlich günstige Anordnung und eine besonders vorteilhafte Wirkung der Leiteinrichtung, wenn die etwa in Richtung der Achse des Tauchrohres verlaufenden Ränder der Leitbleche vorzugsweise gerade ausgebildet sind und bei zwei Leitblechen in einerEbene liegen, in der auch die Krümmungsachsen der Leitbleche und die Achse des Tauchrohres liegen bzw. bei mehr als zwei Leitblechen in einem Zylindermantel liegen, der zur Achse des Tauchrohres konzentrisch ist 20 Weiters kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, daß die von den im wesentlichen achsparallel ausgerichteten Rändern der Leitbleche bzw. der Kante des Tauchrohres begrenzten Öffnungen in Drehrichtung des Mediums offen sind. Alternativ kann auch vorgesehen sein, daß die von den im wesentlichen achsparallel ausgerichteten Rändern der Leitbleche bzw. der Kante des Tauchrohres begrenzten Öffnungen entgegen der Drehrichtung des Mediums offen sind. 25 Wie bereits erwähnt kann die Erfindung mit besonderem Vorteil, jedoch nicht ausschließlich, bei Vorrichtungen angewendet werden, wie sie aus der EP-A-398 864 bekannt sind.
Die Erfindung erstreckt sich daher auch auf eine Vorrichtung zum Abtrennen von wenigstens einem Stoff aus einem flüssigenoder gasförmigen Medium durchZentrifugalkräfte,welcher Stoff ein vomMedium unterschiedliches spezifisches Gewicht oder Masse hat, insbesondere zum Abtrennen von spezifisch schwereren Stoffen aus einem 30 Flüssigkeits- oder Gasstrom, mit einem Gehäuse, mit Einrichtungen zum Erzeugen einer Drehbewegung des Gemenges aus Stoff undMedium in einem sich um die Achseder Drehbewegung des Gemenges erstreckenden Raum und mit einer Trennkammer, in der Austrittsöffnungen für das wenigstens teilweise vom Stoff befreite Medium und für den abgetrennten Stoff vorgesehen sind, wobei die Austrittsöffnung für das gereinigte Medium von wenigstens einem in die Trennkammer ragenden Tauchrohr gebildet ist. Die Vorrichtung zeichnet sich erfindungsgemäß 35 dadurch aus, daß dem in der Trennkammer angeordneten Ende des Tauchrohres eine Leiteinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 zugeordnet ist.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles. Es zeigt: Fig. 1 das in einer Trennkammer angeordnete Ende eines Tauchrohres mit einer Leiteinrichtung in Ansicht, Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie (Π-Π) in Fig. 1, Fig. 3 40 das in den Fig. 1 und 2 gezeigte Tauchrohr mit Leiteinrichtung in Schrägansicht, Fig. 4 einen Zuschnitt für die Leitbleche der Leiteinrichtung, Fig. 5 eine Abwicklung des mit der Leiteinrichtung versehenen, in der Trennkammer angeordneten Endes eines Tauchrohres und Fig. 6 eine Ausführungsform mit drei Leitblechen.
Ein Tauchrohr (1), das in einer Trennkammer einer nicht weiter gezeigten Trennvorrichtung, die beispielsweise, jedoch bevorzugt eine der aus der EP-A-398 864 bekannten Konstruktionen besitzen kann, trägt an seinem Ende eine 45 Leiteinrichtung (2) aus vorzugsweise ein bis drei identisch ausgebildeten Leitblechen (3). Die Leitbleche (3) sind im gezeigten Ausführungsbeispiel kegelstumpfmantelförmig gekrümmt, wobei ihre Krümmungsachsen (4) zur Achse (5) des Tauchrohres (1) parallel ausgerichtet sind.
Wie Fig. 1 und 2 zeigen, sind die Krümmungsachsen (4) der Leitbleche (3) im Abstand von der Achse (5) des Tauchrohres (1) angeordnet. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß beide Krümmungsachsen (4) der Leitbleche 50 (3) von der Achse (5) des Tauchrohres (1) den gleichen Abstand (a) besitzen.
Die Leitbleche (3) besitzen an ihren freien Rändern (6) den Krümmungsradius (r) und sind an ihrem Ende mit dem größeren Krümmungsradius (R) mit dem Rand (7) des in die Trennkammer ragenden Endes des Tauchrohres (1) verbunden. Im Übergangsbereich zwischen dem Tauchrohr (1) und den beiden Leitblechen (3) ergibt sich dadurch eine nach zwei Richtungen gekrümmte und in der Draufsicht (entsprechend der Schnittdarstellung von Fig. 2) 55 halbkreisförmige Kante (7), die von den Rändern der Leitbleche (3) und dem Rand (17) des Tauchrohres (1) gebildet wird. Diese Kante (7) gibt ungefähr die Strömungsbahn des Mediums im Bereich der beiden Leitbleche (3) an, bevor dieses in das Tauchrohr (1) eintritt. -3-
Claims (12)
- AT 395 385 B Aus der Schnittdarstellung von Fig. 2 ist noch ersichtlich, daß die etwa in Richtung der Krümmungsachsen (4) verlaufenden, geraden Ränder (8) und (9) jedes Leitbleches (3) in der Ebene (10) liegen, in der auch die beiden Krümmungsachsen (4) der Leitbleche (3) und die Achse (5) des Tauchrohres (1) liegen. Durch die beschriebene Anordnung und Ausbildung der beiden Leitbleche (3) ergibt sich, daß sich diese in 5 Drehrichtung des Mediums (sh. Pfeil (11) in Fig. 2) der Achse (5) des Tauchrohres (1) zunehmend annähem und daß dieErzeugenden des Teilkegelstumpfmantels der Leitbleche (3) zur Achse (5) desTauchrohres (1) unter einem spitzen Winkel geneigt sind. Durch die beschriebene Ausführung der beiden Leitbleche (3) der Leiteinrichtung (2) ergeben sich zusätzlich zu der zur Achse (5) senkrechten Mündung (13) zwei Einlaufschlitze (12), die jeweils von benachbarten Rändern (8) 10 und (9) der beiden Leitbleche (3) und von der Kante (14) - diese Kante (14) verläuft parallel zur Achse (5) des Tauchrohres (1) - am Ende des Tauchrohres (1) begrenzt werden. Am freien Ende der Leiteinrichtung (2) gehen die Schlitze (12) in die Öffnung (13) über. Die Fig. 4 zeigt eines der Leitbleche (3) der Leiteinrichtung (2) in abgewickeltem, ebenem Zustand, d. h. dessen Zuschnitt. 15 Die Fig. 5 zeigt eine Abwicklung des Endes des Tauchrohres (1), an dem die Leiteinrichtung (2) aus den beiden Leitblechen (3) angeordnet und mit der Randkante (17) verbunden ist. Dabei ist zu beachten, daß ein Teil der Kante (15) die Kante (14), die den Schlitz (12) begrenzt, bildet. Der übrige Teil der Kante (15) grenzt an die am anderen Ende der Abwinklung liegende Kante (16) an, wenn das Tauchrohr (1) geschlossen ist Bei der beschriebenen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Leiteinrichtung (2) mit zwei Leitblechen (3) 20 wirkt jedes Leitblech (3) über eine halbe Umdrehung des Mediums bz w. über den halben Umfang der Trennkammer auf das Medium ein. Wenn mehr als zwei Leitbleche (3) vorgesehen sind, wirkt jedes derselben über den der Zahl der Leitbleche entsprechenden Bruchteil (beispielsweise ein Drittel, ein Viertel usf.) der Umdrehung des Mediums auf dieses ein. DieerfindungsgemäßeLeiteinrichtung (2) mit ihren in der Regel zwei, aber bei bestimmten Konstruktionen auch 25 drei (vgl. Fig. 6) oder vier Leitblechen (3), kann auch als „Schraubdiffuser“ angesprochen werden. Ein Unterschied zwischen der erfindungsgemäßen Leiteinrichtung (2) und den Leiteinrichtungen des Standes der Technik besteht noch darin, daß letztere einerseits in der Ebene durch das Ende des Tauchrohres definiert ist, oder in einer Zylinderfläche, die durch die Mantelfläche des Tauchrohres definiert ist, wirken. Dagegen wirkt die erfindungsgemäße Leiteinrichtung in dem Raum zwischen den beiden genannten Flächen (Mündungsebene und 30 gedachte Verlängerung Mantelfläche des Tauchrohres). Durch die erfindungsgemäße Ausführung der Leiteinrichtung (2) am mündungsseitigen Ende des Tauchrohres (1) wird die Umfangsgeschwindigkeit bzw. die Drehbewegung des Mediumssofort nach Eintritt in den Bereich der Leitbleche (3) in eine Axialbewegung umgesetzt. Dadurch wird, unterstützt durch die Formgebung der erfindungsgemäßen Leiteinrichtungen auch verhindert, daß im Bereich der Leitfoleche ausschließlich radiale Bewegungen des 35 Mediums stattfinden. Vielmehr tritt gleichzeitig eine axiale Abströmbewegung des Mediums auf. Damit wird verhindert, daß im Bereich des mündungsseitigen Endes des Tauchrohres eine reine Drehbewegung des Mediums stattfindet. Die Achsen (4) der Leitbleche (3) sind nicht zwingend parallel zur Achse (5) des Tauchrohres (1) ausgerichtet. Durch die ebenfalls mögliche Verwendung von Leitblechen (3) mit der Form des Teilmantels eines schiefen 40 Kegels, mit zur Achse des Tauchrohres nicht paralleler Kegelachse werden ebenfalls die oben geschilderten Effekte erzielt Durch den schiefen Kegel mit schräggestellter Achse ergibt sich auch eine sehr steile Verschneidungslinie (Kante (7)) zwischen dem bzw. den Leitblechen (3) und dem Mantel des Tauchrohres (1). Im Prinzip sind auch Leitbleche (3) mit der Form eines Teilmantels eines schiefen Kegels mit zur Achse (5) des Tauchrohres (1) paralleler Achse denkbar. 45 PATENTANSPRÜCHE 50 1. Tauchrohr für Vorrichtungen zum Auftrennen von Stoffgemengen aus wenigstens einem flüssigen oder 55 gasförmigen Medium und wenigstens einem flüssigen oder festen Stoff, der ein höheres spezifisches Gewichthat als das Medium, unter der Wirkung von Zentrifugalkräften, das in die Trennkammer der Vorrichtung ragt und durch welches das wenigstens teilweise vom Stoff befreite Medium aus der Vorrichtung abgeführt wird, mit einer -4- AT395 385 B Leiteinrichtung am in der Trennkammer angeordneten Ende des Tauchrohres, wobei die Leiteinrichtung aus wenigstens einem gekrümmten Leitblech besteht und wobei der Abstand des Leitbleches von der Achse des Tauchrohres in Drehrichtung des Mediums einen zunehmend kleineren Abstand aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Radien des Leitbleches (3) in Abströmrichtung, d. h. auf die Mündung des Tauchrohres (1) hin, 5 vergrößern.
- 2. Tauchrohr nach Anspruch l,dadurchgekennzeichnet,daßdieLeiteinrichtung(2)wenigstens ein teilkegelförmig, insbesondere teilkegelstumpfförmig gekrümmtes Leitblech (3) aufweist, dessen Krümmungsachse (4) zur Achse (5) des Tauchrohres (1) vorzugsweise parallel verläuft und zu dieser Achse (5) versetzt ist und dessen größter 10 Krümmungsradius (R) größer ist als der Radius des Tauchrohres (1) und dessen kleinster Krümmungsradius (r) kleiner ist als der Radius des Tauchrohres (1).
- 3. Tauchrohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitblech (3) die Form eines Kegelstumpfmantels bzw. bei mehreren Leitblechen (3) eines Teilkegelstumpfmantels besitzt, dessen am Ende mit dem größeren Radius 15 (R) liegender Rand (7) an das Tauchrohr (1) anschließt.
- 4. Tauchrohr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (7) des Leitbleches (3) mit dem Rand (17) des Tauchrohres (1) verbunden ist.
- 5. Tauchrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr identische Leitbleche (3), deren Krümmungsachsen (4) zueinander und zur Achse (5) des Tauchrohres (1) vorzugsweise parallel verlaufen, vorgesehen sind.
- 6. Tauchrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiteinrichtung (2) wenigstens 25 ein Leitblech (3) besitzt, das auf das Medium über eine Umdrehung desselben, dieses axial undradial beschleunigend einwiikt, bzw. daß bei einer Leiteinrichtung (2) mit mehr als einem Leitblech (3), jedes Leitblech (3) über den der Zahl der Leitbleche (3) entsprechenden Bruchteil der Umdrehung des Mediums letzteres axial und radial beschleunigend, einwirkt.
- 7. Tauchrohr nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitbleche (3) zur Achse (5) des Tauch rohres (1) symmetrisch angeordnet sind.
- 8. Tauchrohr nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmungsachsen (4) der Leitbleche (3) von der Achse (5) des Tauchrohres (1) gleich große Abstände (a) haben und einander bezüglich der Achse (5) 35 des Tauchrohres (1) diametral bzw. auf Lücke gegenüberliegen.
- 9. Tauchrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die etwa in Richtung der Achse (5) desTauchrohres(l)verlaufendenRänder(8,9)derLeitbleche(3) vorzugsweise gerade ausgebildetsind und beizwei Leitblechen (3) in einer Ebene (10) liegen, in der auch die Krümmungsachsen (4) der Leitbleche (3) und die Achse 40 (5) des Tauchrohres (1) liegen bzw. bei mehr als zwei Leitblechen (3) in einem Zylindermantel liegen, der zur Achse (5) des Tauchrohres (1) konzentrisch ist.
- 10. Tauchrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die von den im wesentlichen achsparallel ausgerichteten Rändern (8,9) der Leitbleche (3) bzw. der Kante (14) des Tauchrohres (1) begrenzten 45 Öffnungen (12) in Drehrichtung (Pfeil (11)) des Mediums offen sind.
- 11. Tauchrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die von den im wesentlichen achsparallel ausgerichteten Rändern (8,9) der Leitbleche (3) bzw. der Kante (14) des Tauchrohres (1) begrenzten Öffnungen (12) entgegen der Drehrichtung (Pfeil (11)) des Mediums offen sind. 50
- 12. Vorrichtung zum Abtrennen von wenigstens einem Stoff aus einem flüssigen oder gasförmigen Medium durch Zentrifugalkräfte, welcher Stoff ein vom Medium unterschiedliches spezifisches Gewichtoder Masse hat, insbesondere zum Abtrennen von spezifisch schwereren Stoffen aus einem Flüssigkeits- oder Gasstrom, mit einem Gehäuse, mit Einrichtungen zum Erzeugen einer Drehbewegung des Gemenges aus Stoff und Medium in einem sich um die Achse 55 der Drehbewegung des Gemenges erstreckenden Raum und mit einer Trennkammer, in der Austrittsöffnungen für das wenigstens teilweise vom Stoff befreite Medium und für den abgetrennten Stoff vorgesehen sind, wobei die -5- AT 395 385 B Austrittsöffnung für das gereinigte Medium von wenigstens einem in die Trennkammer ragenden Tauchrohr gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem in der Trennkammer angeordneten Ende des Tauchrohres (1) eine Leiteinrichtung (2) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 zugeordnet ist. Hiezu 4 Blatt Zeichnungen -6-
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