-
Die Erfindung betrifft eine transportfähige Vorrichtung zur Wasser-
-
behandlung bzw. -aufbereitung und insbesondere ein auf einem Anhänger
angeordnetes System mit einer robusten Filtereinheit und mehreren Hydrozyklon-Trenneinheiten,
wobei das System von Arbeitsposition zu Arbeitsposition transportierbar ist, um
insbesondere das Wasser von Kühlturmbehältern zu reinigen.
-
Für verschiedene Kühlzwecke werden in der Industrie grosse Wassermengen
benötigt. Es kann sich beispielsweise um das Kühlen von Kondensationsanlagen in
Kraftwerken handeln, es kann eine Anwendung bei Destillationsanlagen vorliegen,
eine Anwendung bei Ölraffinerien oder bei chemischen Anlagen. Kühlwasser kann auch
zum Kühlen von Brennkraftmaschinen in Diesel-Moto renanlagen benutzt werden, zum
Kühlen von Gas-Motoren in Kompressions- oder Pumpstationen, oder es kann zum Kühlen
von Motoren in Kraftfahrzeugen oder Flugzeugen benutzt werden. Kühlwasser wird auch
an Ofen-Frontseiten in Stahlwerken, zum Kühlen von Röhren in Radio-Sendestationen,
zum Kühlen von Kompressoren in Kühlanlagen oder in Flüssiggas-Aufbereitungsanl agen
verwendet, ferner zum Kühlen von chemischen und anderen Produkten, zum Zwecke der
Luft-Konditionierung und für eine Vielzahl anderer Zwecke. Die zum Kühlen erforderlichen
Wassermengen sind unterschiedlich, was jeweils von der Temperatur des Kühlwassers
und vom besonderen Anwendungszweck abhängt. Als Kühlwasser kann Grundwasser, Oberflächenwasser
oder Meerwasser benutzt werden. Wasser aus Bohrungen oder Brunnen wird infolge der
gleichförmigen Temperatur für Kühlzwecke bevorzugt, während Oberflächenwasser, bedingt
durch die jeweiligen Jahreszeiten, grossen Temperaturschwankungen unterliegt. Wo
Meerwasser verfügbar ist, hängen die zur Verfügung
stehenden Mengen
gewöhnlich von der Grösse der Einlässe, der Rohre und der Pumpen ab. Im allgemeinen
wird Meerwasser oder Seewasser nur einmal verwendet und dann wieder abgeleitet.
-
Kühlsysteme können durch Wasserstein, durch Korrosions-Ablagerungen,
durch Sedimente und durch organischen Bewuchs verstopft werden. Sogenannter Kesselstein
in Kühlsystemen besteht primär aus Kalziumcarbonat, welches durch Umlagerung von
Kalziumbicarbonat in Kalziumcarbonat, Kohlendioxid und Wasser gebildet wird. Die
allgemeinste Form der Korrosion bei Eisen-Metallbehältern ist Sauerstoff-Korrosion,
hervorgerufen durch den Sauerstoffgehalt von aufgelöster Luft. Getrübtes Wasser
bzw. Schlammwasser enthält entweder grobe Sedimente oder feine Auflösungen in Form
von Feinteilchen, welche für die meisten Kühl systeme äusserst nachteilig sind,
da sich verstopfende Ablagerungen bilden können. Eisen- und Manganbakterien, bekannt
als "Crenothrix", sind nachteilig für Kühlsysteme bzw. das Kühlwasser, da sich hierbei
wuchernde Massen bilden, die die Fördergeschwindigkeiten herabsetzen und die Durchlässe
blockieren.
-
Die Spezifikationen für Kühlwasser ändern sich mit den unterschiedlichen
Klassen des benötigten Wassers für verschiedene Anwendungszwecke der Industrie weitgehend,
so dass nur ausgeführt werden kann, dass das Wasser nicht wärmeisolierende Ablagerungen
bzw. Kesselsteine oder andere verstopfende Niederschläge oder Ablagerungen, entweder
anorganischer oder organischer Art, enthalten sollte. Im Hinblick auf die jeweiligen
Einsatzbedingungen einmaliger oder mehrmaliger Verwendung sollte es im wesentlichen
nicht korrodierend sein. Die allgemeinen Kategorien
der Verwendung
bestimmen sich entweder durch den einmaligen Durchlauf oder durch ein Rezirkulationsverfahren.
Wie der Name bereits ausführt, wird bei einem einmaligen Durchlauf das Kühlwasser
einmal verwendet und dann abgeleitet. Infolgedessen sind die erforderlichen Behandlungen
billig; derartige Verfahren sind nur dann praktisch durchführbar, wenn eine beträchtliche
Menge von Wasser verfügbar ist. Das geläufigste System beinhaltet, dass das Wasser,
also das Kühlwasser, durch das Kühlsystem hindurchläuft, mittels eines Kühlturms
oder eines Sprühsystems oder Sprühbeckens abgekühlt wird und dann wieder in den
Umlauf gebracht wird.
-
Ein Kühlturm stellt ein geschlossenes System zum verdampfenden Kühlen
von Wasser infolge Kontakt mit der Luft dar. Das Abkühlen vollzieht sich durch einen
Tausch von latenter Wärme, hervorgerufen durch das Verdampfen des umlaufenden Wassers,
und teilweise durch eine Übertragung der fühlbaren Wärme. Derartige Einrichtungen
können als Teiche, als atmosphärische Türme oder Kamine und als mechanische Schornstein-Einrichtungen
klassifiziert sein. Ein Kühlteich stellt die einfachste und billigste Anlage zum
Kühlen von Wasser dar. Sie besteht aus einem grossen Teichsystem, in welchem die
Kühlung durch Oberflächenkontakt mit der Luft stattfindet; kaltes Wasser wird von
einem Ende des Teichs abgezogen, während das heisse Wasser am anderen Ende eingeleitet
wird. Ein atmosphärischer Turm oder Kamin stellt einen Turmaufbau dar, in welchem
die Luftbewegung nur von den atmosphärischen Bedingungen abhängt. Wind bläst horizontal
und Wasser fällt durch Schwerkraft vertikal nach unten. Infolgedessen ist die Luftströmung
quer zum Wasserstrom.
-
Ein Schornstein-Turm ist eine Anlage, bei welcher ein Luftstrom durch
einen grossen Schornsteinzug oberhalb der Packung induziert wird. Mechanische Türme
andererseits arbeiten mit Gebläsen, welche die Luft durch den Turm drücken. Derartige
Gebläse können am Lufteinlass oder am Luftauslass vorgesehen sein.
-
In jedem Fall enthalten alle die vorbeschriebenen Anlagen einen Behälter
gewisser Konstruktion, welcher den Teil unterhalb des Kühlabschnittes darstellt.
Der Behälter wird zum Sammeln und zur Speicherung des kalten Wassers verwendet.
Kühlwasser kann durch das Kalt-Kalkverfahren, durch Natriu m-Kalziu m-Austausch,
durch zweistufiges Kalt-Kalkverfahren und durch Natrium-Kalzium-Austausch, durch
De#mineralisation, durch Säureverfahren und durch Ohlorinlerung behandelt werden.
Eintrübungen können durch Filtrierung entzogen werden.
-
Es war bisher üblich, im Behälter von Kühltürmen befindliches Wasser
mittels ortsfester Anlagen zu klären, welche nahe des Kühlsystems bestehen. So ist
es beispielsweise üblich gewesen, einen Klärabechnitt nahe des Kühlturms vorzusehen;
dieser Abschnitt kann grosse und teure Kläreinrichtungen umfassen, wie Sandbettfilter,
Druckfilter, Schwerkraftfil ter, Spülfilter, aktivierte Kohlenstoff-Filter, Zeolith-Filter
und neutralisierende Filter.
-
Während derartige permanent installierte Einrichtungen zufriedenstellend
arbeiten, um das Kühlwasser von Kühlturmanlagen zu klären, unterliegen sie dennoch
dem Nachteil, dass sie teuer sind im Aufbau und dass sie infolge der permanenten
Installation nicht flexibel eingesetzt werden können. So sind die Investitionskosten
derartiger Systeme enorm; die Systeme können nicht von einer Position zur anderen
gebracht werden, um mehr als einer einzelnen Einrichtung zu dienen.
-
Mit der Anordnung nach der vorliegenden Erfindung wird den Nachteilen
von Konstruktionen bekannter Art begegnet. Es werden finanziell akzeptable Ausführungsformen
eines Klärsystems für Kühlturm-Becken und dergleichen vorgeschlagen, wobei derartige
Anlagen nicht nur in der Lage sind, Festkörperbestandteile und Sedimente aus dem
Wasser eines derartigen Beckens zu enffernen, sondern auch andere Aufgaben übernehmen
können, welche weit über das Leistungsvermögen von Anlagen bekannter Art hinausgehen.
Insbesondere kennzeichnet sich die Anlage nach der Erfindung dadurch, dass sie transportfähig
ist und mit wesentlich höherer Wirtschaftlichkeit arbeitet und auch wesentlich reduzierte
Aufbaukosten beinhaltet.
-
Mit der vorliegenden Erfindung wurde eine Vorrichtung geschaffen,
mittels welcher Festkörperbestandteile von Flüssigkeiten trennbar sind; insbesondere
betrifft die Erfindung eine transportfähige Reinigungseinrichtung zum Abführen von
Festkörperbestandteilen und von Partikelmaterial aus dem Wasser des Beckens eines
Kühlturms. Hierbei ist ein Anhänger mit einem Rahmen vorgesehen, welcher eine Plattform
und mehrere Räder umfasst, um den Anhänger von einer Position zur nächsten transportieren
zu können.
-
Eine angetriebene Pumpe auf der Plattform weist eine Saugseite bzw.
einen Sauganschluss auf, der mit dem Becken eines Kühlturms in Verbindung steht.
In diesem Becken oder Behälter befindet sich das durch Festkörperbestandteile verunreinigte
Wasser.
-
Eine an der Plattform angeordnete Filtereinrichtung umfasst ein Filtermedium
als auch einen Einlass für Flüssigkeit, welcher an den Pumpenanschluss angeschlossen
ist. Stromabwärts des Filtermediums ist ein Auslass. Das Filtermedium ist so angeordnet
und aufgebaut, dass es Festkörperpartikel zurückhält, deren Durchmesser
grösser
ist als etwa 9,2 mm. An der Plattform befindet sich ferner eine Reihe von Hydrozyklon-Trenneinheiten.
Diese umfassen eine Zulaufkammer, die mit dem Einlass jeder Hydrozyklon-Einheit
in Verbindung steht, und eine Auslass-Sammelkammer, die mit dem Überlauf bzw. Ablauf
jeder Hydrozyklon-Einheit in Verbindung steht. Der Auslass des Filters ist an die
Zulauf-Sammelkammer angeschlossen. Von der Auslasskammer wird geklärtes Medium,
d.h. Flüssigkeit zurück in den Behälter des Turms geleitet. Ein Behälter oder Tank
für Festkörperbestandteile befindet sich gleichfalls auf der Plattform, wobei der
Auslass des Filters mit dem Behälter oder Tank in Berührung steht. Jede der Hydrozyklon-Einheiten
enthält einen Ablauf, der mit dem Tank oder Behälter in Verbindung steht, wobei
eine Förderschneckeneinrichtung mit ihrem Einlass innerhalb des Tanks vorgesehen
ist, während der Auslass der Förderschnecken-Einrichtung ausserhalb des Tanks besteht,
um Sedimente und Schlamm aus dem Tank zu entfernen.
-
Die Erfindung beinhaltet auch ein Verfahren zur Behandlung von mit
Festkörperbestandteilen angereichertem Wasser und insbesondere ein Verfahren, mittels
welchem Festkörper-Partikelmaterialien aus dem Wasser eines Kühlturm-Beckens entfernt
werden. Bei diesem Verfahren wird das mit Festkörpern beladene Wasser aus dem Becken
oder Tank eines Kühlturms in eine Filtereinrichtung gepumpt, in welcher sich ein
Filtermedium in Form eines gestreckten Metalls befindet. An diesem Metallsieb oder
-gitter bleiben Festkörper mit einem Durchmesser von mehr als 9,2 mm hängen, während
das den Filter passierende Medium zu einer Reihe von Hydrozyklon-Trenneinheiten
weitergeleitet wird.
-
Hierbei bildet sich ein Unterstrom oder Abstrom von Festkörperbestandteilen
und ein Überstrom bzw. Überlauf der Flüssigkeit, welche nachfolgend in den Behälter
zurückgeleitet wird. Der Ablauf der Festkörperbestandteile wird in einen Sammeltank
eingeleitet und mit den Festkörperbestandteilen der Filtereinrichtung zusammengeführt.
-
In einer besonderen Ausführungsform wird ein Filter aus einem gestreckten
Metall in der Filtereinrichtung verwendet, um grössere Festkörperbestandteile aus
dem Becken des Kühlturms herauszuführen. Die vom Filter gesammelten Festkörperbestandteile
und diejenigen, die als Ablauf von der Hydrozyklon-Reihe gewonnen werden, werden
in einem gemeinsamen Tank vermischt, von wo sie durch eine Förderschnecke herausgeleitet
werden. Die Förderschnecke kann permanent an einem schwenkbaren Pfosten angeordnet
sein, um bei Bedarf abgesenkt zu werden. Die Förderschnecke kann auch, falls nicht
benötigt, auseinandergenommen und in einem Gestell des Anhängerrahmens gelagert
werden, in welchem Rohre oder Schläuche ebenfalls gelagert sind.
-
In einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung befindet sich
die Filtereinrichtung oberhalb des Trübetanks, um das Ableiten der Festkörperbestandteile
aus dem Filter in den Tank zu erleichtern. An der Bodenseite der Filtereinrichtung
ist ein Ablassventil vorgesehen, welches es ermöglicht, beide Kammern der Filtereinrichtung
von Festkörperbestandteilen zu reinigen.
-
Die mit dem Einlass in Verbindung stehende, an einer Seite des Filtermediums
befindliche Kammer nimmt zwei Drittel des Gesamtvolumens der Filtereinrichtung ein,
während die Kammer an
der anderen Seite des Filtermediums, d.h.
die mit dem Auslass in Verbindung stehende Kammer, das verbleibende Drittel des
Gesamtvolumens der Filtereinrichtung einnimmt.
-
In einer vorteilhaften weiteren Ausführungsform nach der Erfindung
treibt ein luftgekühlter Dieselmotor die Pumpe der Anlage nach der Erfindung an.
Die Pumpe arbeitet mit einer Kapazität von 1510 bis 3790 Litern pro Minute bei einer
Förderhöhe von 22,5 m. Die Pumpe ist vorzugsweise als automatische Vakuum-Zentrifugalpumpe
für Festkörperbestandteile ausgelegt, welche beispielsweise durch einen luftgekühlten
Diesel motor der Bezeichnung ?? Lister HR-2't angetrieben ist. Die Einlass- und
Auslassrohre der Pumpe besitzen vorzugsweise einen Durchmesser von 10,2 bis 15,4
cm.
-
Mit der vorliegenden Erfindung soll eine Vorrichtung geschaffen werden,
mittels welcher das in einem Becken befindliche Kühlwasser eines Kühlturms behandelt
werden kann, um die darin befindlichen Festkörperbestandteile und Ablagerungen zu
entfernen und um dadurch den Wirkungsgrad des Kühlturms zu erhöhen.
-
Es ist fernerhin die Aufgabe der Erfindung, eine transportfähige Wasser-Reinigungseinrichtung
für Kühl tu rmwasser zu schaffen, welche in einfacher Weise von einer Position zur
anderen bewegt werden kann und welche an das Kühlturmsystem anschliessbar ist, um
das chemisch aufbereitete Wasser frei von Festkörperbestandteilen in Umlauf zu bringen.
Dadurch soll die Notwendigkeit entfallen, chemisch behandelte Kühlturmflüssigkeit
zum Zwecke erneuter Aufbereitung oder zum Zwecke des Ableitens abführen zu müssen.
-
Es soll auch eine Vorrichtung zum Ableiten vo. Festkörperbestandteilen
geschaffen werden, insbesondere zum Ableiten von Sedimenten bzw. Ablagerungen und
Verunreinigungen in einem Kühlturmbecken, wobei in diesem Becken befindliche Festkörper
abgeleitet werden sollen. Es soll hierdurch gereinigte Flüssigkeit auch während
des Betriebs des Kühlturms zurückgeleitet werden können.
-
Somit soll auf Ausfallzeiten des Kühlturms oder der an den Kühlturm
angeschlossenen Lagen verzichtet werden können.
-
Es soll ein Verfahren und Einrichtungen geschaffen werden, welche
das Volumen der Verunreinigungen im Kühlturmbecken reduzieren, derart, dass eine
kleinere Menge verunreinigten Wassers nach den EPA-Bestimmungen abzuleiten ist.
-
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter
Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.
-
Fig. 1 ist eine funktionelle Darstellung der verschiedenen Verfahrensschritte,
welche mit dem erfindungsgemässen Verfahren und mit der erfindungsgemässen Vorrichtung
vollzogen werden; Fig. 2 ist eine Darstellung einer Reihe von Hydrozyklon-Trenneinheiten,
welche mit der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung verwendet werden; Fig.
3 ist eine teilweise geschnittene Ansicht der in der Vorrichtung nach der Erfindung
verwendeten Filteranordnung;
Fig. 4 ist eine vergrösserte Einzelansicht
einer Hydrozyklon-Trenneinrichtung der in Fig. 1 verwendeten Konstruktion; Fig.
5 ist eine Darstellung einer Ausführungsform eines Anhängers, auf welchem die Trenn-
und Reinigungseinrichtung nach der Erfindung aufgebaut ist; Fig. 6 ist- eine vergrösserte
Darstellung eines Teils der Anhängeranordnung nach Fig. 5, unter Wiedergabe der
Reihe von Trenneinheiten; Fig. 7 ist eine Darstellung einer weiteren Ausführungsform
einer Anhängeranordnung mit den verschiedenen Bestandteilen des Trennsystems nach
der Erfindung; und Fig. 8 ist eine rückwärtige Ansicht eines Teils der Vorrichtung
nach Fig. 7, wobei insbesondere das Filter-Ablassventil und der Sediment- oder Ablagerungstank
wiedergegeben sind.
-
In Fig. 1 ist eine Gesamtansicht des erfindungsgemässen Systems in
seiner funktionellen Zugehörigkeit dargestellt, um das Verständnis für die Erfindung
zu erleichtern. Es ist ein Behälter 10 eines Kühlturms dargestellt, in welchem sich
das gekühlte Wasser zusammen mit Festkörper-Partikelmaterial, vom Wasser getragen,
befindet. Im Behälter 10 befinden sich zusätzlich zu den feineren Sedimenten, wie
Staub, Schmutz, Sand etc., auch andere grössere Festkörper-Teile, wie Bolzen, Muttern,
Steine, Felsteile, Werkzeuge,
zum Beispiel Schraubenschlüssel,
als auch #tote Tiere, so tote Tauben. Jede Ansammlung der Festkörper-Teile führt
zu einer Reduzierung der Wirksamkeit des- Kühlturms. Infolgedessen ist eine Pumpe
11 vorgesehen, welche die Materialien im Behälter 10 abzieht und diese Materialien,
d. h. Wasser und Festkörper-Teile, einer Verarbeitungseinrichtung zuleitet. Dort
werden unerwünschte Festkörperteile abgeführt, während der geklärte, flüssige Träger
in den Behälter 10 zurùckgeleitet wird.
-
Die Pumpe 11 ist eine für den Festkörper-Transport geeignete Vakuum-Zentrifugalpumpe
automatischer Wirkungsweise und ist entweder an einen luftgekühlten Dieselmotor
"Lister HR-2" oder "ST-2" angeschlossen. Mit Saug- und Druckleitungen von etwa 10,2
cm Durchmesser kann die Pumpe Festkörper-Bestandteile mit einem Maximaldurchmesser
von etwa 5 cm transportieren.
-
Vorzugsweise wird die Pumpe 11 mit einer Leistung von 1510 Litern
pro Minute und einer Förderhöhe von etwa 22,5 m gefahren. Es kann auch eine grössere
Pumpe verwendet werden, so eine Pumpe der vorstehend beschriebenen Art, welche durch
einen luftgekühlten "Lister HR-3"-Dieselmotor angetrieben wird und 15,2 cm Durchmesser
aufweisende Saug- und Druckleitungen enthält. In diesem Fall ist die Pumpe zum Transport
von Festkörper-Bestandteilen bis zu einem Durchmesser von etwa 7,5 cm geeignet und
wird mit einer Leistung von 3790 Litern pro Minute bei einer Förderhöhe von etwa
22,5 m gefahren. Es ist offensichtlich, dass auch andere Pumpsysteme mit anderen
Spezifikationen verwendbar sind.
-
In jedem Fall drückt die Pumpe 11 das Material aus dem Behälter 10
in die Filtereinrichtung 12, welche gemäss Darstellung nach
Fig.
3 einen grossen Behälter 13 mit einem an die Pumpe angeschlossenen Einlass i 14
und einen Auslass 15 für gefilterte Flüssigkeit enthält. Vom Auslass 15 wird die
Flüssigkeit mit kleineren Festkörper-Teilchen einer weiteren Filtereinheit zugeleitet.
Ein Auslassventil 16 ist an der Unterseite des Behälters 13 angebracht und ist vorgesehen,
um Festkörper-Bestandteile aus dem Behälter 13 abzulassen. Ein Filtermedium 17 erstreckt
sich quer zum Behälter oder Tank 13 zwischen dem Einlass 14 und dem Auslass 15 und
wirkt dahingehend, dass grosse Festkörper-Bestandteile an der dem Einlass 14 zugewandten
Seite des Behälters abgefangen werden. Als Filter 17 kann 11,25 cm gestrecktes Metall
vorgesehen sein, wobei dieser Filter in der Praxis Festkörper-Bestandteile zurückhält,
welche einen grösseren Durchmesser als 9,5 mm besitzen, während Festkörper-Bestandteile
mit einem kleineren Durchmesser als 9,5 mm das Sieb bzw.
-
den Filter 17 passieren und in den Auslass 15 gelangen. Obwohl sogenanntes
gestrecktes Metall vorstehend beschrieben ist, können auch andere äquivalente Filterkörper
verwendet werden, so herkömmliche Drahtsiebe bzw. -gitter. Ein hochbelastbares,
gestrecktes Metallsieb hat sich als äusserst zufriedenstellend erwiesen, da es fester
ist, als entsprechende einfache Drahtgitter.
-
Ausserdem können derartige Gitter besser den Kräften widerstehen,
welche durch Aufprall der Partikel ausgelöst sind.
-
Der Filter 17 wird in den Behälter 13 so eingesetzt, dass eine Einlasskammer
18 und eine Auslasskammer 19 bestehen. Die Kammer 18 besitzt die doppelte Grösse
der Kammer 19. In anderen Worten, die Kammer 18 nimmt das doppelte Volumen der Kammer
19 ein. Aus diesem Grunde sammelt sich infolge der Wirkung des Filters 17 ein beträchtlicher
Anteil von Festkörper-Partikeln in
der Kammer 18. Das Ventil 16
ist so angeordnet, dass es mit beiden Kammern 18 und 19 in Verbindung steht. Infolgedessen
kann der Filter 12 von Festkörper-Partikeln gereinigt werden, indem das Ventil 16
geöffnet wird. Während dieses Vorgangs entweichen Festkörperpartikel aus beiden
Kammern 18 und 19.
-
Ein Schieber von 30,5 cm wird vorzugsweise als Ventil 16 verwendet.
-
Die kleinere Partikel enthaltende Flüssigkeit wird über die Leitung
15 (Fig. 1) zu einer Reihe 20 von mehreren Hydro-Zyklon-Trenneinrichtungen geleitet,
wobei diese parallel geschaltet sind. Die Festkörper-Teile werden bei 21A-21C aus
der Hydrozyklon-Reihe abgeleitet, wonach das geklärte flüssige Medium über die Leitung
22 in den Behälter 10 zurückgeleitet wird.
-
Als Basiseinheit einer Zentrifugal-Trenneinrichtung wird eine Kegel-
oder Konusanordnung verßrendet, in welcher Festkörper-Bestandteile von ihrer Suspension
in einem Fluid bzw. in Brühe mittels Zentrifugalkraft getrennt werden, derart, dass
das Fluid im Kegel in Rotation versetzt wird, ohne dass irgendwelche bewegbaren
Teile erforderlich wären. Das Fluid wird in den Kegel über einen tangentialen Einlass
eingelassen, welcher die Drehbewegung erteilt und die Zentrifugalkraft auslöst.
Diese Kraft trennt das Fluid in konische Schichten auf, wobei sich die schwerste
dieser Schichten entlang der Kegel- oder Konuswand bewegt und durch Schwerkraft
zu einem unteren Auslass absinkt. Das geklärte Fluid fliesst frei von Festkörperbestandteilen
nach innen zu einem Scheitel am Konusmittelpunkt und entweicht zu einem Überlauf-Auslass.
Die Einlass- und Überstromkanäle besitzen bei einem bestimmten
Kegel
eine feststehende Grösse. Indessen können Unterströmungs-Steuerungen einstellbar
ausgebildet sein, um die Trennwirkung zu verändern.
-
Die hohen Zentrifugal-Trennkräfte werden in einer Hydrozyklon-Trenneinrichtung
durch den Förderstrom erzeugt, welcher tangential mit einem konstanten Förderdruck
einströmt, so von einer Zentrifugal-Förderpu mpe. Ein ausgeglichener Hyd rozyklon-Trennmechanismus
kann so eingestellt werden, dass Flüssigkeit spiralförmig in Richtung des Scheitels
strömt, dass eine axiale Rückströmung hervorgerufen ist und dass eine spiralförmige
Strömung zum Überlauf entsteht, ohne dass Flüssigkeit an der Unterströmung bzw.
am Rücklauf vertorengeht.
-
Falls Festkörper-Bestandteile vorhanden sind, setzen sie sich an der
Aussenwand in dem nach unten gerichteten, spiralförmigen Strom ab und werden mittels
Massenträgheit am unteren Ablauf freigegeben, wenn die Flüssigkeit ihre Strömungsrichtung
ändert.
-
Die abgeführten Festkörper-Teilchen nehmen an ihren Oberflächen freie
Flüssigkeit mit sich. Falls die Ablauföffnung gross genug ist, alle FestkörpSr-Bestandteile
abzuführen, dann arbeitet ein ausgeglichener Zyklon-Trennmechanismus in Form einer
"Sprühabgabe". Falls die Festkörper-Bestandteile bei ihrer Abführung die Ablauföffnung
nicht passieren können, dann werden diese strangartig freigegeben, was ein Indiz
für eine Überlastung mit Festkörper-Bestandteilen ist.
-
In Fig. 2 ist eine Hydrozyklon-Reihe 20 im einzelnen dargestellt.
-
In Fig. 4 ist der besondere Aufbau eines einzelnen Hydrozyklon-
Mechanismus
wiedergegeben. In Fig. 2 sind r sehrere einzelne Hydrozyklon-Einheiten 23 dargestellt,
welche auf ein Gestell 24 montiert sind und eine Zulauf-Kammer 25, eine Auslass-Kammer
26 für gereinigtes Fluid und eine Rutsche 27 für Festkörper-Bestandteile enthalten.
Der Einlass 28 jeder Hydrozyklon-Einheit ist mit der Kammer 25 verbunden, so dass
alle Einheiten 23 parallel arbeiten. Der Überstrom-Auslass 29 jeder Einheit ist
mit der Auslass-Kammer 26 verbunden, um die gereinigte Flüssigkeit über die Leitung
22 zurück in den Behälter 10 leiten zu können.
-
Jede Hydrozyklon-Einheit enthält einen Ablauf 30 für Festkörper-Bestandteile.
Diese Öffnungen 30 sind je in die Rutsche bzw. in den Trog 27 eingeführt, so dass
sich alle Festkörper-Bestandteile mit einem Durchmesser von weniger als 9,2 mm in
dieser Rutsche ansammeln und über das Rohr 31 abgeleitet werden. Sie werden in den
Behälter 32 zusammen mit den Festk#örper-Bestandteilen der Filtereinheit 12 abgeleitet.
-
Die einzelne Hydrozyklon-Einheit 23 weist gemäss Fig. 4 einen Einlass
28 auf, welcher bezüglich der Einlass-Kammer 33 tangential gerichtet ist. Die Kammer
33 enthält einen rohrförmigen Wirbelsucher (nicht dargestellt), welcher mit dem
Überlauf-Auslass 29 in Verbindung steht, um gereinigtes Fluid aus dem Kegel 34 abzuleiten.
Vorzugsweise werden der obere Abschnitt der Einheit 23 mit dem Einlass 28, dem Auslass
29 und der Kammer 33 aus Polyurethan gefertigt, werden der Kegel 34 und der Auslass
30 aus Aluminium bestehen. Der Kegel 34 kann nach Wunsch eine Beschichtung aus Urethan,
aus Polyurethan, aus Hycar-Gummi, aus Buna-N oder aus Nitrid-Gummi enthalten, um
den Abrieb-Widerstand zu erhöhen. Der obere Abschnitt 33 ist mit einer schnell
löslichen
Stahl-Schnappkupplung 35 mit dem Kegel 34 verbunden, wodurch neue Leitungen durch
einfaches manuelles Lösen der Kupplung 35 an den Kegel 34 angeschlossen werden können.
Eine typische Anordnung gemäss Fig. 2 besitzt eine Länge von 157,5 bis 297,2 cm,
eine Breite von 76,2 bis 101,6 cm, eine Höhe von 132 bis 167 cm, ein Gewicht von
295,5 bis 1305 kp, Verteilerrohre bzw. Zulauf-Kammern mit einem Aussendurchmesser
von 10,1 bis 20,2 cm und Förderraten von 757 bis 4540 Litern pro Minute bei Druckhöhen
von 22,9 m. Vorzugsweise wird ein Modell T8-4 verwendet, welches unter der Bezeichnung
"The Economaster" durch die Picenco International, Inc. vertrieben wird, wobei die
Einheit nach Fig. 2 folgende Spezifikationen besitzt: Modell Nr. T8-4 Länge 157,5
cm Breite 101 cm Höhe 135 cm Förderrate 1514 Liter Gewicht 533 kp Kammer-Aussendu
rchmesser 16,8 cm L/m 1514 Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist zu ersehen, dass Festkörper-Bestandteile
mittels der Leitung 16 und Leitung 31 in den Tank 32 abgeführt werden. Der Tank
bzw. Behälter 32 enthält eine Förderschnecke 36 mit einem Eingabeende 37 und einem
Auslassende 38.
-
Die Förderschnecke 36 wird verwendet, um Festkörper-Bestandteile aus
dem Behälter 32 in einen Lastwagen (nicht dargestellt) zu
transportieren,
um mit dem Lastwagen den Abtransport der Bestandteile vollführen zu können. Ablaufleitungen
39 und 40 können in der Bodenplatte des Behälters 32 vorgesehen sein, um den Behälter
32 bei Bedarf zu reinigen. Wenn sich eine flüssige Trübe im Behälter 32 ansammelt,
dann kann eine Pumpe 41 verwendet werden, um das Material aus dem Behälter 32 herauszuführen.
-
Die Förderschnecke 36 ist vorzugsweise als normale Förderschnecke
mit einem Durchmesser von etwa 15 cm ausgebildet und wird durch einen Dieselmotor
angetrieben.
-
In Fig. 5 ist eine Ausführungsform nach der Erfindung dargestellt,
bei welcher alle Bauteile der Fig. 1 bis 4 als transportfähige Einheit zusammengesetzt
sind. Mit dieser Einheit kann von einer Einsatzposition zur anderen gefahren werden.
Fig. 5 lässt erkennen, dass ein Anhänger mit einem Rahmen 50 auf Rädern 51 vorgesehen
ist. Der Rahmen trägt am rückwärtigen Ende den Behälter 32. Eine Dreiecksdeichsel
bzw. -verbindung 52 ist am Vorderende des Rahmens 50 vorgesehen und dient zum Beispiel
zur Befestigung an einem Lastwagen. Mehrere ausfahrbare Stützen 53 sind am Rahmen
50 angeordnet, so dass der Anhänger bei Verwendung abgestützt werden kann, um das
Gewicht von den Rädern 51 zu nehmen. Ein Rohrgestell 54 erstreckt sich auf der Oberseite
des Anhängers und wird verwendet, um während des Gebrauchs benutzte Rohre und Leitungen
bzw. Schläuche zu speichern. Eine Leiter 55 ermöglicht den Zugang zum Gestell 54,
um die Rohre bzw. Schläuche entnehmen oder wieder speichern zu können.
-
Gemäss Fig. 5 kann der Filter 12 im vorderen Ende des Anhängers angebracht
sein, wobei er sich in geschichteter Bauweise zwischen
einem Werkzeugkasten
56 und einem Dieselmotor 57 befindet. Der Dieselmotor dient als Antrieb für die
Pumpe 11. Ein schwenk-und kippbarer Ständer 58 erstreckt sich vom Behälter 32 nach
oben und umfasst einen Flansch 59, an welchem die Förderschnecke 36 befestigt ist.
Die Förderschnecke 36 ist in Fig. 5 in ihrer eingezogenen Position, d.h. in Ruheposition
wiedergegeben. Bei Verwendung wird sie um den Ständer 58 verschwenkt und wird mittels
des Flansches 59 gekippt, so dass das Förderende 37 in dem Behälter 32 eintaucht,
um die Festkörper aus dem Behälter zu entfernen. Gemäss Fig. 5 ist ein Elektromotor
60 vorgesehen, welcher die Förderschnecke 36 antreibt. Gleichzeitig ist ein Schutz
62 vorgesehen, welcher das Förderende, d.h. Eingabeende der Förderschnecke schützt.
-
Die Reihe von Hydrozyklon-Trenneinheiten 20 gemäss Fig. 5 ist im einzelnen
in Fig. 6 dargestellt. Es ist ersichtlich, dass die Leitung 15 an die Zulauf-Kammer
25 angeschlossen ist. Die Auslass-Kammer 26 führt den Träger bzw. die Flüssigkeit
zum Behälter 10 des Kühlturms zurück. Der Trog 27 für die Festkörper-Bestandteile
ist an den Ablauf jeder Trenneinheit 23 angeschlossen, so dass die Leitung 31 die
gesammelten Festkörper-Bestandteile in den Behälter 32 abführen kann. Falls der
Behälter oder Trog 27 am Auslass 31 verstopft werden sollte, wird eine Überlaufleitung
62 wirksam. Diese ist am Trog 27 angeschlossen und führt das Material des Trogs
27 in den Behälter 32 zurück. Es ist aus Fig. 6 ersichtlich, dass vier Einheiten
23 an einer Seite der Kammer 25 vorgesehen sind, während vier weitere Einheiten
an der entgegengesetzten Seite der Zulaufkammer 25 vorgesehen sind. Dies ergibt
insgesamt acht Trenneinheiten, welche parallel geschaltet sind.
-
Obwohl acht derartige Hydrozyklon-Trenneinheiten vorzugsweise
verwendet
werden, kann auch beliebige andere Anzahl von Trenneinheiten in paralleler Schaltung
vorgesehen sein, also beispielsweise von vier Einheiten bis 24 Einheiten.
-
In den Fig. 7 und 8 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung
dargestellt. Diese ist im wesentlichen mit der aus Fig. 5 ersichtlichen Ausführungsform
vergleichbar. Bei der Ausgestaltung nach Fig. 7 und 8 befindet sich die Filtereinrichtung
12 zum Zwecke der Ableitung der Festkörper-Bestandteile über das Ventil 16 direkt
im Behälter 32. Infolgedessen sind für die Filtereinrichtung Beine 63 vorgesehen,
mittels welchen die Filtereinheit über den Behälter 32 angehoben ist, um den Ablass
des Ventils 16 in den Behälter 32 vollziehen zu können, wenn das Ventil mit Hilfe
eines Handrades 64 geöffnet wird. In Fig. 8 ist die Förderschnecke 36 in ihrer Arbeitsposition
auf dem Ständer 67 wiedergegeben, wobei das Förderende durch den Schutz 61 abgedeckt
ist und sich nahe der Wand 65 des Behälters 32 befindet. Die Arbeitsweise des Systems
nach den Fig. 5, 7 und 8 ist im übrigen identisch.
-
Bei Betrieb erstreckt sich eine flexible Leitung 66 von der Pumpe
11 in den Behälter 10, nachdem der Anhänger 50 an diesen herangezogen wurde. Der
Behälter 50 wird auf den Stützen oder Auslegern 53 aufgebockt, um das Gewicht von
den Rädern 51 zu nehmen.
-
Wenn die Leitung 66 in Arbeitslage gebracht ist, dann wird der Motor
57 angelassen, um die Pumpe 11 anzutreiben. Es werden aus dem Behälter 10 Festkörper-Bestandteile
in den Filter 12 abgezogen. Festkörperbestandteile, deren Durchmesser grösser ist
als 9,5 mm, werden durch das Sieb 17 zurückgehalten und werden periodisch durch
das Ventil 16 in den Behälter 32 abgeleitet, um durch die Förderschnecke 36 entfernt
zu werden. Der Träger bzw.
-
die Flüssigkeit aus der Filtereinrichtung 12 gelangt über die Leitung
15 zur Zulauf-Kammer 25 der Zyklon-Reihe 20, wo eine feinere Trennung durchgeführt
wird. Von Festkörper-Bestandteilen praktisch freie Flüssigkeit wird mittels der
Leitung 22 und über die Kammer 26 in den Behälter 10 zurückgeleitet. Unerwünschte
Festkörper-Bestandteile werden mittels jedes Auslasses 30 jeder Trenneinheit 23
in die Rutsche bzw. in den Trog 27 und in die Leitung 31 abgeleitet, um in den Behälter
oder Tank 32 überführt zu werden. Der Behälter 32 wird periodisch von Schlamm bzw.
Trübe unter Verwendung der Förderschnecke 36 gereinigt.
-
An jedem Ende eines derartigen Zyklus können die Ableitungen 39 und
40 und die Pumpe 41 verwendet werden. Nachdem der Behälter 10 zufriedenstellend
gereinigt ist, wird der Motor 57 abgestellt und wird der Schlauch 66 vom Behälter
10 abgenommen und in dem Gestell 54 gelagert. Der Anhänger 50 wird dann wiederum
auf die Räder 51 abgesenkt und kann zum Zwecke der Reinigung zum nächsten Behälter
gezogen werden.
-
Mit der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist eine Vielzahl
von Vorteilen erzielbar. Bei einem typischen fünfzelligen Kühlturm kann der Wasserbehälter
eine Länge von 45, 7 m, eine Breite von 18,3 mund eine Tiefe von 0,9 bis 3,7 m besitzen.
Im allgemeinen ist ein beträchtlicher Kostenaufwand erforderlich, um dieses Wasser
im Behälter chemisch zu reinigen. Bei Verwendung der transportfähigen Einrichtung
nach der Erfindung kann das Wasser gereinigt und wieder in den Behälter zurückgeleitet
werden, so dass die Kosten des Ableitens verbrauchten Behälter-Wassers und die Kosten
der Zugabe frischen Wassers, verbunden mit der erneuten chemischen Aufbereitung,
entfallen. So kann mit der Vorrichtung
nach der Erfindung verbrauchtes,
d.h. trübes Kühlturm-Beckenwasser gereinigt und als frisches Wasser unter Einschluss
der chemischen Mittel zurückgeleitet werden. Bei Verwendung der Einrichtung nach
der Erfindung werden auch die Ausfallzeiten der Kühlanlage herabgesetzt, da das
Becken- oder Behälterwasser bei arbeitendem Kühlturm gereinigt werden kann. Es ist
nicht erforderlich, dass der Kühlturm oder die vom Kühlturm gespeiste Anlage abgeschaltet
werden muss. Das Wasser im Behälter kann also durch die Vorrichtung nach der Erfindung
hindurchgeleitet werden, während die vom Kühlturm gespeiste Anlage und der Kühlturm
selbst weiterhin laufen. Es kann auch das vom Kühlturm-Behälter gespeiste Wasser,
welches in eine "EPA"-zugelassene Anlage geleitet wurde, mittels der Vorrichtung
nach der vorliegenden Erfindung regeneriert und wieder zum Zwecke erneuter Verwendung
in den Behälter zurückgeleitet werden, ohne dass die zum Beispiel nach den Bergwerk-Bestimmungen
erforderliche Einstellung auf Liter-Basis erforderlich wäre.
-
Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die Reinigung
von Kühlturm-Behälterwasser bzw. -Kühl mitteln erläutert ist, besitzt die Anlage
nach der Erfindung im allgemeinen Verwendbarkeit für die Trennung von Festkörpern
aus Flüssigkeiten zum Zwecke der Reinigung. Die Anlage ist insbesondere verwendbar
in der chemischen Industrie, um Festkörper-Bestandteile als sogenannte Kuchen aus
Sitzbecken bzw. Setzkästen zu entfernen.
-
Die Vorrichtung ist auch in Walzwerken verwendbar, um Stahl-Staub
aus dem Wasser in Hebeanlagen, in Setztanks und in Kühltürmen zu entfernen. In einer
besonderen Anwendung kann beispielsweise Festkörper-Schwefel aus einer ~1Stretfo
rd" -Salzlösung bei Verwendung der erfindungsgemässen Einrichtung entfernt werden.
-
Leerseite