DE3007819A1

DE3007819A1 - Hydrozyklon

Info

Publication number: DE3007819A1
Application number: DE19803007819
Authority: DE
Inventors: Ahmad Fakur Dipl I Abbassabadi; Manfred Ulz
Original assignee: Roehren und Pumpenwerk Bauer GmbH
Current assignee: Roehren und Pumpenwerk Bauer GmbH
Priority date: 1979-03-01
Filing date: 1980-02-29
Publication date: 1980-09-18
Also published as: AT359439B; ATA155879A; FR2450123A1; FR2450123B1; DE3007819C2

Description

Dipl.-Ing, H. MITSCHERLICH 30078 1

Dipl -lag· K. GtKISCHMANN. _·,_

rir rer. r.:i. V/.KÜR3ER
Ci-I-t*3 J. SCHMIDT-EVERS
Stelns-fcrfcir. 'ύ,ΐϊ. 3!.'UNCHEN 22

Röhren- und Pumpenwerk

Rudolf Bauer Gesellschaft m.b.H.

A-8570 Voitsberg, Steiermark / Österreich

Hydrozyklon

Die Erfindung betrifft einen Hydrozyklon zur Reinigung von Flüssigkeiten, insbesondere des Speiseviassers für hydraulische Antriebsmotoren von Beregnungsgeräten mit einem an ein trichterförmiges Gehäuse tangential angeschlossenen oberen Zulauf für die zu reinigende Flüssigkeit, einem in das Gehäuse zentral hineinragenden Überlauf für die gereinigte Flüssigkeit und einem an der engsten Stelle des Gehäuses angeschlossenen Absetzbehälter, der zur Aufnahme fester Bestandteile oder Verunreinigungen der Flüssigkeit dient und mit einer Entleerungsleitung versehen ist, deren Querschnitt kleiner ist als derjenige der an den Zulauf angeschlossenen Speiseleitung. Unter der Wirkung der Zentrifugalkraft der tangential eingeführten Flüssigkeit setzen sich die spezifisch schwereren Feststoffe an der trichterförmigen Gehäusewand ab und fallen nach unten, wogegen die spezifisch leichteren Teile der Flüssigkeit im mittleren Gehäusebereich verbleiben und von dort nach oben über den Überlauf ausgetragen werden.

Hydrozyklone mit geschlossenem Absetzbehälter werden Verbrauchern vorgeschaltet, deren Betrieb einen bestimmten Druck erfordert, wobei das Arbeitsmedium keine Verunreinigungen enthalten darf, da sonst die Funktion beeinträchtigt werden könnte.

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Verunreinigungen in der Flüssigkeit, deren spezifisches Gewicht größer als das des Trägermediums ist, werden in den unter dem Gehäuse angeordneten Absetzbehälter abgeschieden.

Ein Nachteil eines bekannten Hydrozyklons besteht darin, daß der Absetzbehälter, je nach Verschmutzungsgrad der Flüssigkeit, in kürzeren oder längeren Abständen entleert werden muß. Wird der Absetzbehälter nicht rechtzeitig entleert, erlischt seine Reinigungsfunktion und die ungereinigte Flüssigkeit gelangt zum Verbraucher, wodurch es zu Beschädigungen kommen kann.

Ein Anwendungsbeispiel für den Hydrozyklon ist der Antrieb von Beregnungsmaschinen durch einen druckwasserbetätigten Kolbenmotor. Das Antriebswasser wird dabei vom Beregnungswasser abgezweigt, welches je nach Gebiet mehr oder weniger verschmutzt ist. Die Verunreinigungen (z.B. Sand) werden durch den zwischengeschalteten Hydrozyklon abgeschieden. Eine Aufsichtsperson muß das Beregnungsgerät in bestimmten Abständen kontrollieren und den Absetzbehälter vom Hydrozyklon abnehmen und entleeren.

Aus der DE-OS 2 558 324 ist ein Hydrozyklon zur Entsandung und Faserentfernung bei der Behandlung von Abwasser vor der Zentrifugierung bekannt, wobei an den einen geneigten rohrförmigen Unterlaufauslaß ein Ventil angeschlossen ist, mit dessen Hilfe ein Sickerfluß erreicht werden kann. Das Ventil bedeutet jedoch einen zusätzlichen Materialaufwand und kann leicht zu Verstopfungen führen, sodaß der rohrförmige Unterlaufauslaß händisch vom Sand befreit werden muß.

Anderseits ist in dem Buch "Grundoperationen chemischer Verfahrenstechnik" (1978), Abb. 67, bei einem Multihydrozyklon ein verengtes Ausflußrohr dargestellt. Da dessen lichte Weite etwa halb so groß wie die der Speiseleitung ist, muß mit einem empfindlichen Wasserverlust bei diesem Zyklon gerechnet werden, der dort keine Rolle spielen mag, bei einem Zyklon aber, der mit einem hydraulischen Antriebsmotor für Beregnungsgeräte zusammenarbeitet, untragbar wäre.

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Aufgabe der Erfindung ist es daher, den eingangs erwähnten Hydrozyklon so weiter auszugestalten, daß ein allzu großer Wasserverlust hintangehalten und die allenfalls erforderlichen Entleerungsintervalle wesentlich vergrößert werden. -

Die Erfindung löst diese Aufgabe in erster Linie dadurch, daß das Querschnittsverhältnis zwischen Speiseleitung und Entleerungsleitung etwa 70 bis 120 : 1 ist und daß die Entleerungsleitung an die Auspuffleitung eines Verbrauchers, z.B. eines hydraulisch angetriebenen Kolbenmotors eines Beregnungsgerätes angeschlossen ist, wobei der Verbraucher, d.h. der Kolbenmotor, mit Druckwasser vom Überlauf des Kydrozyklons über eine Leitung versorgt ist. Über die so beschaffene Entleerungsleitung ist während des Einsatzes des Hydrozyklons eine stetige Abfuhr von Verunreinigungen aus der durchgeschleusten Flüssigkeit möglich, wobei der dabei auftretende Flüssigkeitsverlust kaum ins Gewicht fällt.

Durch den Anschluß der Entleerungsleitung an die Auspuffleitung des Verbrauchers ergibt sich infolge des in der Auspuffleitung noch immer vorhandenen Druckes der abzuführenden Flüssigkeit eine gewisse Bremswirkung auf die die Verunreinigungen enthaltende Flüssigkeit in der Entleerungsleitung, wodurch eine weitere Reduktion des Flüssigkeitsverlustes erzielbar ist.

Erfindungsgemäß ist es auch möglich, daß die Entleerungsleitung im Absetzbehälter durch ein Sieb mit einer Maschenweite oder Lochgröße angeschlossen ist, die etwa der kleinsten lichten Weite der Entleerungsleitung entspricht. Damit ist sichergestellt, daß alle Verunreinigungen, welche die Entleerungsleitung passieren können, abgeführt werden, wodaß nur größere Feststoffteile im Absetzbehälter verbleiben, dessen händische Entleerung nur in großen Zeitabständen durchgeführt werden muß.

Ein anderer erfindungsgemäßer Vorschlag ist dadurch gekennzeichnet, daß im Boden des Absetzbehälters ein Ansatzrohrstück für die Entleerungsleitung befestigt ist, daß auf das Ansatzrohrstück im Absetzbehälter eine Siebwendel (Schraubenfeder) aufgesteckt oder aufgeschraubt ist und daß die Siebwendel oben mit einer Kappe verschlossen ist und einen

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Windungsabstand, aufweist, der etwa der kleinsten lichten Weite der Entleerungsleitung entspricht. Die Schraubenfeder ersetzt das zuerst genannte Sieb mit der vorteilhaften Wirkung, daß in die Entleerungsleitung nur Peststoffe einer bestimmten Größe gelangen, sodaß eine Verstopfung der Leitung vermieden wird. Anderseits werden Feststoffteilchen ₃ die zwischen den Schraubenwindungen eingeklemmt worden sind, durch ständige Bewegungen der Schraubenfeder infolge der im Absetzbehälter vorhandenen Turbulenz von selbst wieder befreit und fallen in letzteren zurück.

Die Erfindung besteht ferner darin, daß die Windungsrichtung der Siebwendel - in Strömungsrichtung gesehen entgegengesetzt zur Wirbelrichtung der Flüssigkeit im Absetzbehälter verläuft. Durch diese einfache Maßnahme wird das Herausspülen von Teilchen, z.B. Sandkörnern, aus den WindungsZwischenräumen wesentlich erleichtert.

Schließlich besteht die Erfindung auch darin, daß der Absetzbehälter an der Unterseite des Hydrozyklons durch Verschraubung oder Klemmschnellverschlüsse unter Zwischenschaltung einer Richtung gehalten ist und gegebenenfalls aus durchsichtigem Material besteht. Durch diese Maßnahmen kann die notwendige händische Entleerung rasch durchgeführt und der Zeitpunkt hiefür durch eine optische Kontrolle leicht festgestellt werden.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand eines Ausführungsbexspiels näher veranschaulicht. Es zeigen Fig. die Verbindung eines erfindungsgemäßen Hydrozyklons mit einem Verbraucher schematisch und Fig. 2 einen an einen Hydrozyklon angeschlossenen Absetzbehälter in Vorderansicht und teilweise aufgeschnitten.

Der an sich bekannte Hydrozyklon 1 hat trichterförmige Gestalt, wobei oben ein tangentialer Zulauf 2 für die zu reinigende Flüssigkeit und ein zentraler in das Gehäuse 1 eintauchender überlauf 3 angeordnet sind, der die gereinigte Flüssigkeit über eine Leitung 4 zum hydraulischen Verbraucher 5 unter Druck fördert, welcher Verbraucher z.B.

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ein Kolbenmotor für den Antrieb der Schlauchtrommel einer Beregnungsmaschine sein kann. Der Verbraucher 5 v/eist eine Auspuffleitung 6 auf, in welcher die gebrauchte Flüssigkeit mit einem gewissen Druck entweder auf das freie Feld abgeführt oder einem kleinen Regner zugeführt wird.

Unterhalb des trichterförmigen Gehäuses 1 ist ein Absetzbehälter 7 befestigt, der erfindungsgemäß eine Entleerungsleitung 8 besitzt, welche in die Auspuffleitung 6 des Verbrauchers 5 mündet und die abgeschiedenen Feststoffteile zusammen mit einer bestimmten kleinen Flüssigkeitsmenge ununterbrochen abführt.

Infolge des Druckabfalles im Verbraucher 5 (Kolbenmotor) herrscht in der Auspuffleitung 6 ein wesentlich geringerer Druck als im Hydrozyklon 1, sodaß Verunreinigungen durch die Entleerungs- und Auspuffleitung 8, 6 ins Freie befördert werden. Durch die Anordnung der Entleerungsleitung entsteht im Zyklon 1 ein geringer Wasserverlust, dessen Wert hauptsächlich vom Querschnitt der Entleerungsleitung 8 einerseits und vom Druckabfall im Verbraucher 5 anderseits abhängt. Der Querschnitt der Entleerungsleitung 8 darf daher nicht beliebig groß sein.

Bei einem Querschnittsverhältnis von etwa 70 bis 120:1 zwischen Zulaufleitung 2 und Entleerungsleitung 8 wird eine günstige Wirkung bei minimalem Wasserverlust erzielt.

Um ein Verstopfen der Entleerungsleitung 8 durch etwaige größere Verunreinigungen zu verhindern, kann im Absetzbehälter 7 ein Siebkörper angeordnet sein, dessen öffnungen etwa dem kleinsten Querschnitt in der Entleerungsleitung entsprechen. Eine größtmögliche Anzahl von öffnungen wird durch die Verwendung einer sogenannten Siebwendel 9> <*ie die Form einer Schraubenfeder hat, erhalten, wobei der Windungsabstand 10 dem kleinsten Durchmesser 11 der Entleerungsleitung 8 entspricht. Größere Schmutzteilchen werden im Absetzbehälter 7 gesammelt. Da der größte Anteil der Schmutzteilchen (Sand) die Windungen 9 passiert, werden die Entleerungsintervalle für den Absetzbehälter 7 wesentlich vergrößert.

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Die Siebwendel 9 ist oben mit einer Kappe 12 verschlossen. Unten ist die Siebwendel 9 auf ein im Boden des Absetzbehälters 7 angeordnetes Ansatzrohrstück 13 aufgesteckt oder aufgeschraubt und so in der Lage, hin- und hergehende Bewegungen auf Grund der im Absetzbehälter 7 vorhandenen Turbulenz auszuführen. Allenfalls in der Siebwendel 9 steckengebliebene Verunreinigungen können dabei wieder befreit werden und in den Absetzbehälter 7 zurückfallen. Die Steigung der Windungen der Siebwendel 9 ist zweckmäßig so gewählt, daß sie - in Strömungsrichtung gesehen - zur Wirbelrichtung 14 entgegengesetzt verläuft. Auch durch diese Maßnahme wird das Herausspülen von größeren Sandkörnern od.dgl. aus den Zwischenräumen der Siebwendel unterstützt. Anderseits wird damit ein stetiges Hochwirbeln der Feststoffe im Absetzbehälter 7 begünstigt.

Der z.B. aus Plexiglas od.dgl. bestehende Absetzbehälter 7 kann vom Hydrozyklon 1 zwecks händischer Entleerung leicht und rasch abgenommen werden, wenn er entweder durch eine Schraubverbindung oder, wie Pig. 2 zeigt, durch Schnellverschlüsse 15j 16 an dem Hydrozyklon 1 befestigt ist. Dabei ist ein Dichtungsring 17 zwischengeschaltet.

Der Patentanwalt

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Claims

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RönTen- und Pumpenwerk 29.Februar 1980

Rudolf Bauer Gesellschaft m.b.H.

A-8570 Voitsberg, Steiermark / Österreich

Patentansprüche:

!.Hydrozyklon zur Reinigung von Flüssigkeiten, insbesondere des Speisewassers für hydraulische Antriebsmotoren von Beregnungsgeräten mit einem an ein trichterförmiges Gehäuse tangential angeschlossenen oberen Zulauf für die zu reinigende Flüssigkeit, einem in das Gehäuse zentral hineinragenden Überlauf für die gereinigte Flüssigkeit und einem an der engsten Stelle des Gehäuses angeschlossenen Absetzbehälterj der zur Aufnahme fester Bestandteile oder Verunreinigungen der Flüssigkeit dient und mit einer Entleerungsleitung versehen ist, deren Querschnitt kleiner ist als derjenige der an den Zulauf angeschlossenen Speiseleitung, dadurch gekennzeichnet, daß das Querschnittsverhältnis zwischen Speiseleitung (2) und Entleerungsleitung (8) etwa 70 bis 120 : 1 ist und daß die Entleerungsleitung (8) an die Auspuffleitung (6) eines Verbrauchers (5), z.B. eines hydraulisch angetriebenen Kolbenmotors eines Beregnungsgerätes, angeschlossen ist, wobei der Verbraucher (5), d.h. der Kolbenmotor,mit Druckwasser vom überlauf (3) des Hydrozyklons (1) über eine Leitung (4) versorgt ist (Pig. I).
2. Hydrozyklon nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entleerungsleitung (8) im Absetzbehälter (7) durch ein Sieb mit einer Maschenweite oder Lochgröße abgeschlossen ist, die etwa der kleinsten lichten Weite der Entleerungsleitung (8) entspricht.
3. Hydrozyklon nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Boden des Absetzbehälters (7) ein Ansatzrohrstück (13) für die Entleerungsleitung (8) befestigt ist, daß auf das Ansatzrohrstück (13) im Absetzbehälter (8) eine Siebwendel (9)

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(Schraubenfeder) aufgesteckt ist und daß die Siebwendel (9) oben mit einer Kappe (12) abgeschlossen ist und einen Windungsabstand (10) aufweist, der etwa der kleinsten lichten Weite (11) der Entleerungsleitung (8) entspricht (Fig. 2).
4. Hydrozyklon nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungsrichtung der Siebwendel (9) entgegengesetzt zur Wirbelrichtung (14) der Flüssigkeit im Absetzbehälter (7) verläuft (Fig. 2).
5. Hydrozyklon nach einen der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Absetzbehälter (7) an der Unterseite des Hydrozyklons (1) durch Verschraubung oder Kleranschnellverschlüsse (15₃ 16) unter Zwischenschaltung einer Dichtung (17) gehalten ist und gegebenenfalls aus durchsichtigem Material besteht.

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