DE3002417C2 - Lamellenseparator für Flüssigkeiten - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Lamellenseparator für Flüssigkeiten gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Ein derartige Konstruktion ist durch die DE-AS 30 618 bei einem Schrägklärer bekannt. Dort sind kreiszylindrische Rohre aneinandergekoppelt oder Halbkreiszylinderschalen parallel zueinander angeordnet. Bei dieser Ausbildung ergibt sich jedoch kein befriedigendes Verhältnis zwischen benetzter Umfangsfläche und durchströmter Querschnittsfläche, so daß insgesamt noch keine optimalen hydraulischen Parameter erreicht sind und ein vergleichsweise hoher Raumbedarf entsteht Außerdem enthält die bekannte Bauform keine geschlossenen Zellen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Lamellenseparator der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem aus vorgefertigten, untereinander gleichen Lamellen eine dichtere Packung und damit ein geringeres erforderliches Volumen und entsprechend geringerer Raumbedarf erzielbar ist.

Diese Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale nach dem Hauptanspruch gelöst.

Durch die erfindungsgemäßen Merkmale wird die Größe der benetzten Fläche pro Raumeinheit erheblich erhöht, wobei die mit den: Erfindungsgegenstand erzielie niedrige Reynolds-Zahl wegen des kleinen hydraulischen Radius, der sich aus dem größeren Umfang ergibt, eine große Separationswirkung gewährt. Die Kreisbögen sind untereinander angeordnet, wobei erst jeder vierte Bogen wieder parallel zum ersten gekrümmt ist. Es ergeben sich geschlossene Zellen bzw. Strömungsquerschnitte und eine große benetzte Oberfläche, womit sehr günstige hydraulische Parameter, unter anderem eine niedrige Reynolds-Zahl erreicht werden können.

Darüber hinaus hat die erfindungsgemäße Lamellenkonstruktion einen sehr geringen Raumbedarf und läßt sich einfach aus vorgefertigten Elementen aufbauen, wobei dann die so erzielten fertigen Lamellenkonstruktionen nachträglich in vorhandene Vorrichtungen einbaubar sind.

Weitere zweckmäßige und vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Hiermit läßt sich unter anderem die zur Verfügung stehende Oberfläche noch vergrößern, es läßt sich die Oberflächenbeschaffenheit bestimmten Einsatzbedingungen anpassen und es lassen sich — gemäß Anspruch 4 — Querschnitte mit zahlreichen geschlossenen, spitzwinkligen Ecken in Form von Zellen erhalten, die den Absetzwirkungsgrad und die Kapazität der Vorrichtung erhöhen.

Die erfindungsgemäße Lamellenkonstruktion kann auf die oben genannten zahlreichen Arten vorteilhaft angewendet werden. In schräger Anordnung ist die Lamellenkonstruktion für ein Schwerkraftabsetzen schlammhaltiger Wässer gut geeignet.

Ein weiteres wichtiges Anwendungsgebiet ist die Flockulierungsklärung. Die Lamellenkonstruktion wird dabei zum Absetzen der in den flockulierten Trink- oder Abwässern befindlichen Flocken benutzt, ferner bei einerchemischen Reinigungsstufe.

Ein ebenfalls wichtiges Anwendungsgebiet sind die Flotationssysteme, bei denen zu der nach dem Flotieren erforderlichen Abtrennung die erfindungsgemäße Lamellenkonstruktion vorteilhaft verwendet werden kann. Zum Beispiel können Fette, Öle und Faserstoffe beispielsweise aus der Papierindustrie entfernt werden, weiterhin Stoffe, die spezifisch schwerer als Wasser sind, z. B. in den Induitrieabwässern der Metall- und Kohleaufarbeitung und Belebtschlamm.

Das schräg angeordnete Lamellensystem kann auch zum durch Gravitation erfolgenden Verdichten und Entwässern von Schlamm verwendet werden.

An senkrecht angeordneten Lamellenkonstruktionen fließt die Flüssigkeit in Form eines Films herunter, der mit der Luft in Berührung steht. In dieser Form ist die Lamellenkonstruktion zum Kontaktieren von Flüssigkeiten und Gasen, z. B. bei der biologischen Abwasserreinigung mit Tropfkörpern geeignet.

Ein weiteres Anwendungsgebiet ist das Entgasen von Flüssigkeiten. Die zu entgasende Flüssigkeit wird von oben auf das Lamellensystem aufgegeben und tropft durch die Wirkung der Gravitation gleichmäßig nach unten, wobei das Gas aus der Flüssigkeit austritt.

Ein weiteres wichtiges Anwendungsgebiet ist noch die Kühlung von technologischen Wässern, wo die erfindungsgemäße Lamellenkonstruktion infolge ihrer auf die Volumeneinheit bezogenen großen Oberfläche eine intensive Kühlung ermöglicht, da zwischen Flüssigkeit und Luft eine große Berührungsfläche besteht.

Einige Ausführungsformen sind im nachfolgenden anhand der Zeichnung im einze'nen erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine senkrecht stehende Lamellenkonstruktion schematisch;

F i g. 2 eine Querschnittsausgestaitung für die Lamellenkonstruktion gemäß F i g. 1;

F i g. 3 zwei geschlitzte Rohre, die zusammengesteckt eine Lamellenkonstruktion ergeben;

F i g. 4 und 5 Ausführungsformen der Trennelemente der Lamellenkonstruktion und

F i g. 6 Trennelemente, deren Oberflächen mit Erhebungen versehen sind.

In F i g. 1 ist eine Lamellenkonstruktion abgebildet, deren senkrecht verlaufende Kanäle 1 von kreisbogenförmigen Trennelementen 2 gebildet bzw. voneinander abgegrenzt werden.

Besonders gute Absetzeigenschaften ergeben sich bei der Ausbildung gemäß F i g. 2. Der dargestellte Querschnitt enthält viele spitzwinklige Ecken, an denen sich die Verunreinigungen besonders gut absetzen. Die Trennelemente 2 sind so aufgebaut, daß sich die einzelnen Kreisbogen schneiden und an Schnittstellen miteinander verbunden sind, wobei ferner die Mittelpunkte der Kreisbögen in jeden zweiten Knotenpunkt eines Quadrat- oder Rechtecknetzes 3 fallen.

Die Radien r der Trennelemente 2 sind vorzugsweise identisch. Die Teilung t des Quadrat- oder Rechtecknetzes 3 ist zweckmäßig größer als der Radius r, jedoch (bei Quadratnetzen) kleiner als das Produkt r ■ j/2. Wäre nämlich die Teilung / kleiner als der Radius r, so wurden sich schwer herstellbare, komplizierte Querschnitte ergeben. Bei t>r ■ j/2 berühren die Kreisbogen einander nicht mehr, und die erwähnten spitzen Ecken entstehen nicht.

Bei einer günstigen Ausführungsform ist die Lamellenkonstruktion auf die in Fig.3 gezeigte Weise aus Rohren 5 zusammengefügt. Im Mantel der Rohre 5 sind in Richtung der Mantellinie Schlitze 6 ausgebildet, die sich bis zur halben Länge des Rohres erstrecken. Mittels dieser Schlitze können die Rohre zusammengefügt werden.

Die Lamellenkonstruktion kann auch aus den in F i g. 4 gezeigten bogenförmigen Trennelementen 2 bestehen. Es handelt sich hier um Halbkreisbögen, die ent- J5 lang ihrer äußeren Mantellinie zu einem zusammenhängenden System miteinander befestigt sind. Auf diese Weise entsteht ein wellenförmiges Element, das mit einem weiteren, ebensolchen Element so zusammengefügt wird, daß die Bogenränder des ersten Elementes gegenüber der Mitte des zweiten Elementes angeordnet sind. Die Elemente bestehen zweckmäßig aus vakuumgeformtem Kunststoff oder einem anderen, gegenüber der zu behandelnden Flüssigkeit indifferenten Material. Die Elemente können durch Verbindungselemente, durch Kleben oder durch Schweißen miteinander verbunden sein.

Bei der in F i g. 5 gezeigten Lösung sind die einzelnen

Halbkreisbogen unter Zwischenschaltung von ebenen Platten 7 miteinander verbunden. Die Halbkreisbögen und die ebenen Platten 7 bilden ein zusammenhängendes Bauteil.

In Fig.6 ist eine aus den Elementen gemäß Fig.5 aufgebaute Lamellenkonstruktion gezeigt, bei der zwischen den Trennelementen 2, vorzugsweise in den Linien des Quadrat- oder Rechtecknetzes 3. ebene Trennelemente 8 angeordnet sind. Eine weitere Vergrößerung der spezifischen Oberfläche wird durch die auf den kreisbogenförmigen Trennelementen 2 und/oder den ebenen Trennelementen 8 ausgebildeten Erhebungen 9 erreicht.

An den Rändern der Lamellenkonstruktion gemäß Fig. 1 befinden sich abschließende Trennelemente 10 von kreisförmigem Querschnitt, die entlang einer einzigen Mantellinie aufgeschlitzt sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Lamellenseparator für Flüssigkeiten mit zueinander parallelen Kanälen, deren als Trennelemente ausgebildete Wände in einem Schnitt senkrecht zur Hauptströmungsrichtung einen Kreisbogenquerschnitt aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß sich die einzelnen Kreisbögen schneiden und an Schnittstellen miteinander verbunden sind, und daß die Mittelpunkte der Kreisbögen in jeden zweiten Knotenpunkt eines Quadrat- oder Rechtecknetzes (3) fallen.

2. Lamellenseparator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilung (t) des Quadrat- oder Rechtecknetzes (3) größer ist als der Radius (r) der Kreisbögen.

3. Lamellenseparator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellenkonstruktion aus Trennelementen (2) mit halbkreisbogenförmigem Querschnitt aufgebaut ist

4. Lamelienseparator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennelemente (2) Rohre (S) sind, deren Mäntel entlang von Mantellinien bis zur halben Rohrlänge aufgeschlitzt sind, und daß die einzelnen Rohre (5) durch Zusammenstecken der Schlitze (6) zusammengefügt sind

5. Lamellenseparator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennelemente (2) entlang ihrer äußeren Mantellinien miteinander befestigt sind und ein zusammenhängendes Bauteil bilden.

6. Lamellenseparator sach ei;:2m der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennelemente (2) unter Zwischenschalti -.g ebener Platten (7) entlang ihrer äußeren Mantellinien aneinander befestigt sind und ein zusammenhängendes Bauteil bilden.

7. Lamellenseparator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Trennelementen (2) — zweckmäßig auf den Linien des Quadrat- oder Rechtecknetzes (3) — auch ebene Trennelemente (8) angeordnet sind.

8. Lameüenseparator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisbogenförmigen Trennelemente (2) und/oder die ebenen Trennelemente (8) mit Erhebungen (9) versehen sind.

9. Lamellenseparator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an ihrem Rand einen Vollkreisquerschnitt aufweisende abschließende Trennelemente (10) vorhanden sind, deren Mantel entlang einer einzigen Mantellinie aufgeschlitzt ist.