DE19717869A1 - Feinstschlammabscheider - mit Magnetfeldunterstützung, verbunden mit innenliegenden Schikanenleitblechen und zusätzlicher Siebfiltereinrichtung - geeignet für die Feinstschlamm-Entsorgung aus Heizwasserkreisläufen - Google Patents

Description

Heizwasser in Primär- oder Sekundärkreisläufen unterliegen einer unkontrollierbaren Sauerstoffzufuhr.

Diese erfolgt:

• - über Ausdehnungsbehälter, die sich bei gewissen Betriebszuständen belüften
• - über Zusatzwasser bei unzureichender thermischer Entgasung
• - über Druckproben eines Netzabschnittes mit Trinkwasser
• - über Neubefüllung mit Wasser eines ganzen Leitungssystems
• - über strömungsbedingte Unterdruckstellen des Kreislaufsystems (z. B.: an Wellendichtungen der Kreislaufpumpe)
• - über Diffusionen infolge Partialdruckabfall an Dichtungen, Kunststoffrohre, Kunststoffbauteile etc.

Ein Beweis für Sauerstoffansammlungen ist der notwendige Einbau von Entlüftungsventilen, die den Wasserkreislauf vor übermäßigen Sauerstoffansammlungen schützen sollen.

Der einbrechende Sauerstoff reagiert mit den Eiseninnenflächen des Kreislaufsystems zu feinsten dispersen Eisenoxiden (Fe₂ O₃).

Diese sind wegen ihrer mikronengroßen Körnung sehr schwer aus dem Umlaufwasser zu entfernen und stören den Wirkungsgrad einer Heizungsanlage sehr empfindlich.

Feinstdisperse Eisenoxide verhalten sich nicht nur wie ein Schleif­ mittel, sondern führen auch zwangsläufig zu Korrosionsprozessen im Kreislaufsystem. Dieses vermindert die Umlauffähigkeit des Wassers und stört:

• - Heizkörper
• - Wärmeübertrager
• - Plattenwärmetauscher
• - Stell- und Regeleinrichtungen
• - magnetische Kupplungen für Zählimpulse der Propellerdurchflußmesser
• - Abnutzung des gesamten Systems durch Korrosionserscheinungen.

Schon vorhandene Geräte, wie spezielle Kerzenfilter oder groß­ flächige Gewebefilter ergaben keine zufriedenstellende Lösungen. Kleiner Wirkungsgrad und anwachsende nicht rückspülbare Verschmutzung dieser Filter erwiesen als ungeeignet.

Verschiedene, andere Konstruktionen, teilweise auch mit Magnetunter­ stützung erreichen höchstens einen bekannten Wirkungsgrad, bezogen auf die Entschlammung, bis zu 0,01 mm Korngröße.

Bestehende Elektromagnetfilter, die nach dem Teilstrom-Aufbereitungs­ prinzip arbeiten, erreichen zwar hohe Abscheidungsraten von Schlamm, jedoch sehr hohe Anschaffungskosten und eine permanent benötigte Energie setzt diesen Konstruktionen ihre Einsatzgrenzen.

Das hier zur Patentanmeldung gebrachte und erfundene Gerät erreicht einen Wirkungsgrad bezogen auf die Entschlammung bis zu 0,001 mm Korngröße.

Die Forderung eines Feinstschlammabscheiders mit sehr hohem Wirkungs­ grad, geringen Betriebskosten und niedrigen Anschaffungskosten erfüllt sich hier durch 4 Wirkungsprinzipien:

• 1. Das Inertions-Sedimentationsverfahren
• 2. Die magnetische Wasserreinigung
• 3. Das Siebfilterverfahren
• 4. Wasseraufbereitung durch Magnetfeld.

Ein zusätzlicher Vorteil ist, daß durch das vorhandene magnetische Feld eine physikalische Behandlung der härtebildenden Wasserbestand­ teile erfolgt.

Die härtebildenden Stoffe im Wasser verlieren ihre Eigenschaften, Kesselstein in haftenden und harten Ansatzschichten entstehen zu lassen.

Der aufkommende Kesselstein kristallisiert an feinsten Keimen, die vorwiegend aus eisenhaltigen Korrosionsprodukten bestehen.

Dadurch sind die Voraussetzungen geschaffen, aufkommenden Kesselstein als feine schlammförmige Suspension aus dem Kreislaufwasser durch den Feinstschlammabscheider zu entfernen.

Der Feinstschlammabscheider bewirkt:

• - Korrosionserscheinungen werden erheblich vermindert
• - Kalkansatzbildung wird vermieden
• - Mikronengroße Teilchen bis zu 0,001 mm Körnung werden entschlammt
• - Geringe Siebfilterbeschlagung, dadurch sehr geringer Druckabfall
• - Verstopfungen und Betriebsausfälle werden erheblich vermindert
• - Entschlammung während des Betriebes der Anlage ohne Problem möglich.

Es ist zur Zeit nicht bekannt, daß eine industrielle Offerte eines Gerätes mit diesen in sich vereinten Vorzügen existiert.

Beschreibung des Feinstschlammabscheiders - außen

Der Feinstschlammabscheider besteht aus einer zylindrischen Kammer (1) mit 2 Anschlußstutzen (2 und 3) im oberen Drittel.

Die Anschlußstutzen dienen zum Einlaß (2) des Wassers sowie zu dessen Auslaß (3).

Der untere Abschluß des Zylinders besteht aus einer muldenförmigen Schale (4), die mit einem in der Mitte angebrachten Ablaufstutzen (5) zur Abführung des sich ansammelnden Schlammes versehen ist.

Am oberen Ende des Zylinders ist kreisförmig ein Flansch (6) ange­ bracht, mit kreisförmig geführter Nute zur Einlegung eines Dichtringes aus Kunststoff (7), welcher eine mehrmalige Benutzung durch Öffnungen des Feinstschlammabscheiders zuläßt.

In dem Flansch (6) sind geeignete Schraublöcher gebohrt, um die darauf zu legende Abschlußplatte (8) geeignet zu verschrauben.

Die obere Abschlußplatte (8) ist mit einem Stutzen (9) versehen, der zur Entlüftung dient.

• 6 Ansprüche:
• 1. Zylindrische Kammer (1)
• 2. Ein- und Auslaufstutzen am oberen Drittel des Zylinders (2 und 3)
• 3. Muldenförmige untere Schale mit mittigem Ablaufstutzen (4 und 5)
• 4. Oberer, runder Flansch mit kreisförmiger Nutführung (6)
• 5. Kreisförmiger Kunststoffdichtring zur mehrmaligen Verwendung (7)
• 6. Abschlußplatte mit geeigneter Verschraubung und speziell angebrachten Entlüftungsstutzen (8 und 9).

Beschreibung des Feinstschlammabscheiders - innen

Im Innern des Zylinders ist unter bestimmter Anordnung ein Schikanenblech (10) lose eingebaut, welches aber durch seine passende Bauart zum Gerät in fertigem Zustand unverrückbar ist.

An den Schikanenblechen (10) sind flache Dauermagnete (11) angebracht in der Anordnung, daß durch das vertikal fließende Wasser das Magnetfeld horizontal wirkt.

Zwischen dem mit den Magneten versehenen Schikanenblech (10+11) und der unten angebrachten muldenförmigen Schale (4) ist ein gelochtes Bodenblech (12) eingebaut.

Diese Anordnung ist so gewählt, daß zwischen Schikanenblech (10) und gelochtem Bodenblech (12) je nach Bauartgröße des Feinstschlamm­ abscheiders ein geeigneter Abstand eingehalten wird.

Vor dem Auslaufstutzen (3) ist ein Siebfilter (13) in doppelwandiger Ausführung eingebaut.

Claims (12)

1. Anordnung der Schikanenbleche (10).

2. Anordnung der Dauermagnete an dem Schikanenblech, daß ein horizontal wirkendes Magnetfeld zum vertikal fließenden Wasserstrom besteht (11).

3. Anordnung des gelochten Bodenbleches, zwischen Unterkante des Schikanenbleches und unten angebaut er Mulde, mit bauartgroßem bedingten Abstand zum Schikanenblech (12).

4. Anordnung des doppelwandigen Siebfilters vor dem Auslaufstutzen (13).

5. Die Verbindung von Magnetfeldern und Siebfilter in einem Gerät.

6. Die in dieser Bauart gegebene Möglichkeit, während des Betriebes der Heizungsanlage die Entschlammung vorzunehmen.

7. Der mit Feinstschlammteilchen versehene Wasserstrom dringt durch den Zulaufstutzen in die zylindrische Kammer des Gerätes ein. Durch die spezielle Anordnung des Schikanenbleches wird das ankommende Wasser in zwei Teilströme geteilt und wird zwangsweise mäander­ ähnlich durch das bestehende Dauermagnetfeld geführt.

8. Die Dauermagnete sind so gewählt, daß sie eine Temperatur von 150° Celsius ohne meßbaren Leistungsverlust aushalten.

9. Der Wasserdurchfluß zwischen den Schikanenblechen ergibt, daß die Wassergeschwindigkeit in den senkrechten Ecken der Schikanenbleche nahe Null ist, und die dort infolge der Inertionskraft gelangten größeren Feststoffteilchen langsam durch das gelochte Bodenblech in die untere Auffangmulde sedimentieren.

10. Feinere Feststoffteilchen, die aus paramagnetischen Stoffen bestehen, werden von den Dauermagneten festgehalten und bauen sich im Laufe des Betriebes zu größeren Agglomeraten auf. Bei dem Erreichen einer bestimmten Größe werden diese Agglomerate durch den Wasaerstrom von den Dauermagneten abgetrennt.

11. Nach der Abtrennung zerfällt das Agglomerat durch die magnetische Aufladung nicht in die ursprüngliche Feindispersion zurück, sondern es behält seine Größe bei, und sedimentiert durch das gelochte Bodenblech in die unten angebrachte Mulde. Durch das Ablaßventil kann der angesammelte Feinstschlamm nach Aufkommen und Bedarf ohne Unterbrechung des Betriebes der Anlage herausgelassen werden.

12. Der doppelwandige Siebfilter verhindert eine Fortspülung von mitgerissenem Schlamm, der durch eventuelle Leistungsdruckturbulenzen auftreten könnte. Der konstruktionsbedingte Abstand zwischen Boden- und Schikanenblech verhindert eine Fortspülung des angesammelten Schlamms aus der Mulde.