DE3602333A1

DE3602333A1 - Vorrichtung, die der bildung von ablagerungen in einem stroemungsmittelsystem entgegenwirkt

Info

Publication number: DE3602333A1
Application number: DE19863602333
Authority: DE
Inventors: Robert John Killiney County Dublin Spencer
Original assignee: Envirecon Services Ltd
Current assignee: Envirecon Services Ltd
Priority date: 1985-02-05
Filing date: 1986-01-27
Publication date: 1986-08-14
Also published as: AT392959B; GB2172589B; ATA26986A; FR2576919B1; DE3602333C2; GB2172589A; CH669983A5; BE904161A; US4820422A; IE850276L; GB8602652D0; JPS61194188A; FR2576919A1

Description

Vorrichtung, die der Bildung von Ablagerungen in einem Strömungsmittelsystem entgegenwirkt

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, die der Bildung von Ablagerungen in einem Strömungsmittelsystem entgegenwirkt.

Das Problem der Bildung von Ablagerungen in Strömungsmittelleitungen, die mit Ölquellen, Wasserquellen, Wärmetauschersystemen und Dampfboilern verknüpft sind, sind allgemein bekannt. Insbesondere ist das Problem akut, wenn der Mineralgehalt der Strömungen in einem Flüssigkeitssystem hoch ist, da dies zu einer beträchtlichen Abscheidung und Erzeugung von Ablagerungen in den Strömungsmittelleitungen, in den Pumpen oder anderen Ausrüstungen führt, die dem Flüssigkeitssystem zugeordnet sind, wobei schließlich Probleme hinsichtlich der Arbeitsweise auftreten können.

/ Es ist eine Reihe von Lösungen des Problems vorgeschlagen worden. Solche Vorschläge finden sich in der US-PS 34 48 034, 34 86 999 und in der IE-PS 39035. Der langgestreckte Stab, der in der letztgenannten Patentschrift beschrieben ist, hat sich als außerordentlich erfolgreich erwiesen. Ein mit dieser bekannten Vorrichtung verknüpftes Problem besteht jedoch darin, daß der langgestreckte Stab nach einer bestimmten Benutzungsdauer selbst mit Ablagerungen bedeckt wird, wodurch seine Wirksamkeit vermindert wird und schließlich keine

Wirkung mehr vorhanden ist. Tatsächlich ist es in gewissen Heißwassersystemen, bei denen solche Stäbe benutzt werden, gegenwärtig notwendig, Rezirkulationspumpen zu benutzen, um die Ablagerungen auf dem Stab zu vermindern, indem Wasser mit genügender Geschwindigkeit gepumpt wird, um die Staboberfläche so zu beaufschlagen, daß Ablagerungen verhindert werden.

Der Grund dafür, warum der langgestreckte Stab mit Ablagerungen bedeckt wird, ist noch nicht völlig erforscht. Es hat sich jedoch gezeigt, daß der langgestreckte Stab wirksam ist der Bildung von Ablagerungen in Strömungsleitungen entgegenzuwirken, bis er selbst mit den Ablagerungen bedeckt ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, um der Erzeugung von Ablagerungen in Strömungsmittelsystemen entgegenzuwirken, wobei die Vorrichtung auch der Bildung von Ablagerungen in der Vorrichtung selbst widersteht.

Gemäß der Erfindung ist eine Vorrichtung vorgesehen, um der Bildung von Ablagerungen in einem Strömungsmittelsyste, entgegenzuwirken, und diese Vorrichtung umfaßt ein Gehäuse, welches an das Strömungsmittel system anschließbar ist und eine Vielzahl von im wesentlichen sphärischen, metallischen Körpern enthält, die lose innerhalb des Gehäuses gehaltert sind.

Die im wesentlichen sphärischen Körper können aus irgendeinem Metall oder einer Legierung bestehen, die

geeignet ist, die Bildung von Ablagerungen in den Strömungsmittelleitungen zu verhindern oder zu vermindern und dafür können beispielsweise all jene Legierungen Anwendung finden, die in den drei vorgenannten Patentschriften beschrieben sind. Ferner kann reines metallisches Zink oder reines Kupfer verwendet werden. Allgemein umfassen die Legierungen eine Anzahl der folgenden Bestandteile: Kupfer, Zink, Nickel, Zinn, Blei, Eisen, Antimon, Schwefel, Mangan und Silicium.

Die Abmessungen des Gehäuses und das Gesamtvolumen der im wesentlichen sphärischen Körper sind vorzugsweise so gewählt, daß jede wesentliche Verminderung des Druckes oder der Strömungsgeschwindigkeit des Strömungsmittels verhindert wird, welches im Gebrauch das Gehäuse durchströmt.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Schnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die Zeichnung zeigt ein allgemein mit 10 gekennzeichnetes Behältnis, daß einen Einlaß 11 und einen Auslaß 12 an jeweils gegenüberliegenden Enden eines dazwischen liegenden Gehäuses 13 aufweist, dessen Querschnittsfläche größer ist als die des Einlasses und des Auslasses. Der Einlaß 11 und der Auslaß 12 haben einen geeigneten Durchmesser, um in herkömmlicher Weise in ein Strömungsmittelsystem eingebaut zu werden, bei-

spielsweise in eine Ölleitung oder eine Wasserleitung, oder einen Dampfboiler.

Im Gehäuse 13 ist lose eine Vielzahl von im wesentlichen kugelförmigen Körpern 14 angeordnet, von denen jeder durch Sandguß aus einer Legierung von Kupfer, Zink, Nickel und Zinn hergestellt ist. Die Körper 14 bestehen vorzugsweise aus einer Legierung mit Prozentsätzen, wie sie für. den langgestreckten Stab angegeben sind, welcher in der Irischen Patentschrift 39035 beschrieben ist. Stattdessen können die Körper auch aus reinem Zink oder Kupfer bestehen.

Die im wesentlichen sphärischen Körper 14 werden innerhalb des Gehäuses 13 durch zwei im Abstand zueinander angeordnete perforierte Platten 15 und 16 gehalten. Die perforierte Platte 15 ist auf herkömmliche Weise im Gehäuse 13 festgelegt und im Gehäuse 13 von der Auslaßöffnung 17 ein Stück nach innen zurückversetzt. Die perforierte Platte 16 ist in gleicher Weise im Gehäuse 13 von der Einlaßöffnung 18 etwas zurückversetzt. Weiter ist ein Ende 19 der perforierten Platte 16 mittels eines Scharniers 20 an der inneren Oberfläche 21 des Gehäuses 13 angelenkt. Das freie Ende 22 der Platte 16 kann auf herkömmliche Weise an der inneren Oberfläche 21 direkt gegenüberliegend dem Scharnier 20 festgelegt werden. Die perforierte Platte 16 kann demgemäß von der Schließstellung, welche bei 16 dargestellt ist, in eine Öffnungsstellung überführt werden, welche bei 16' dargestellt ist, so daß die Körper 14 in das Gehäuse 10 durch den Einlaß 11 und die öffnung 18 eingefügt oder hieraus entfernt werden

können. Es ist klar, daß die Form der perforierten Platte 16 durch die Form des Gehäuses bestimmt ist. Wenn das Gehäuse 13 beispielsweise kreisförmig in Richtung des Pfeiles A betrachtet ist, dann kann die perforierte Platte 16 oval oder in anderer Form ausgebildet werden, um eine Öffnung der Klappe zu ermöglichen.

Bei Benutzung wird das Behältnis 10 an ein Strömungssystem (nicht dargestellt), beispielsweise an eine Öl- oder Wasserquelle angeschlossen, oder in ein Wärmetauschersystem, oder einen Dampfboiler eingebaut, wobei das Gehäuse 13 im wesentlichen vertikal angeordnet wird, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist, so daß das Strömungsmittel nach oben in Richtung des Pfeiles B durch das Gehäuse 13 gepumpt werden muß. Der Durchmesser des Einlasses 11 und des Auslasses 12 entspricht dem Durchmesser der Leitung oder der Rohre in dem Strömungssystem. Außerdem können Einlaß 11 und Auslaß 12 mit Außengewinde (nicht dargestellt) versehen sein, um das Behältnis 11 in dem Strömungssystem einbauen zu können oder das Behältnis 10 kann in dem Strömungssystem auf irgend eine andere geeignete Art eingebaut werden.

Wenn das Strömungsmittel in das System einfließt, dann tritt es in den Einlaß 11 ein und strömt danach über die Öffnung 18 in das Gehäuse 13. Dann fließt das unter Druck stehende Strömungsmittel durch die Räume zwischen den Körpern 14, und die Körper 14 suchen im Gehäuse

aufzusteigen. Da der Gehäuseteil 13 im wesentlichen vertikal angeordnet ist, tendieren die Körper 14 unter der Wirkung der Schwerkraft nach unten zu fallen. So werden die Körper 14 veranlaßt, gegeneinander in zufälliger Weise zu reiben, während das Strömungsmittel durch das Behältnis 10 fließt. Diese Reibwirkung der Körper aneinander verhindert, wie angenommen wird, daß die Körper 14 mit Ablagerungen bedeckt werden.

Obgleich die Flüssigkeitsströmung in dem System allgemein laminar sein kann, wird angenommen, daß im Bereich der Körper 14 die Flüssigkeitsströmung im wesentlichen turbulent ist, wodurch eine extensive Berührung zwischen der Flüssigkeit und der Oberfläche der Körper 14 zustande kommt, so daß eine wirksame Polarisierung der Mineralien in der Flüssigkeit auftritt.

Außerdem ergibt die im wesentlichen sphärische Gestalt der Körper 14 kollektiv eine große Oberfläche für den Flüssigkeitskontakt. Es ist jedoch festzustellen, daß die Abmessungen von Gehäuse 13 und dem kollektiven Volumen der Körper 14 so gewählt sind, daß eine wesentliche Verminderung der Strömungsgeschwindigkeit oder des Druckes der das Gehäuse 10 durchströmenden Flüssigkeit verhindert wird.

Es wird angenommen, daß die turbulente Strömung im Bereich der Körper 14 augenblickliche lokalisierte Druckverminderungen ergibt, die im wesentlichen den

gleichen Effekt haben können, wie ein Druckabfall über der langgestreckten Stange, und es werden zusätzlich lokalisierte Ph-Änderungen auf der Oberfläche der Legierung verursacht, und außerdem als Ergennis der Potentialdifferenz über dem reinen Zink, dem Kupfer und der Legierung, wie in der Irischen Patentschrift 39035 beschrieben. Das heißt, es werden Ablagerungstendenzen vermindert und es wird in vorteilhafter Weise die Größe der Ausfällungen und ihre Tendenz oder Fähigkeit beeinflußt, sich auf Oberflächen der Einrichtung abzusetzen.

Die Bewegung der Körper 14 gegen die innere Oberfläche 21 des Gehäuses 13 verhindert außerdem direkt den Aufbau von Ablagerungen auf jener Oberfläche.

Gemäß einem abgewandelten Ausführungsbeispiel der Erfindung können die Körper 14 magnetisiert sein. Gemäß einem weiteren Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung ist die perforierte Platte 16 an Ort und Stelle fixiert und demgemäß können die Körper 14 nicht aus dem Gehäuse 10 entfernt werden.

Die Erfindung besitzt die folgenden Vorteile: _

Zunächst wird durch benutzung von im wesentlichen sphärischen Körpern 14 die Berührungsoberfläche mit der Flüssigkeit wirksam erhöht, wodurch die Wirksamkeit der Behandlung erhöht wird.

Zweitens können die Körper 14 leicht entfernt und durch neue ersetzt werden, nachdem sie eine vorbestimmte Zeitdauer benutzt worden sind. Wenn die Körper 14 mit Ablagerungen überzogen sind, weil beispielsweise die Flüssigkeit stationär während einer langen Zeitdauer in der Leitung belassen wurde, dann können die Körper 14 leicht entfernt und in einem Säurebad von den Ablagerungen befreit werden, bevor sie wieder in die Leitung eingefügt werden.

Drittens können die Körper 14 wegen der Reibung zwischen ihnen nicht durch Oxyde und kalkartige Ablagerungen überzogen werden.

Die Erfindung wurde vorstehend beschrieben in Verbindung mit einer Vorrichtung, die der Erzeugung von Ablagerungen in einem Flüssigkeitsströmungssystem entgegenwirkt. Es ist jedoch klar, daß die Erfindung auch Anwendung finden kann, um einer biologischen Verschmutzung in einem Strömungssystem entgegenzuwirken und der Schutzumfang der beanspruchten Erfindung ist entsprechend zu verstehen.

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Claims

Patentanwälte D i ρ i. -1 η g. C u rt W a I! a c '- c ... u D, , , , Dipi.-Ing. Günther Koch Europaische Patentvertreter K a .. „ t . .„ Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach European Patent Attorneys K y Dipl.-lng. Rainer Feldkamp D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 2 60 80 78 ■ Telex 5 29 513 wakai d Datum: 27· Januar 1986 Unser Zeichen: 18 253 - K/Ap ENVIRECON SERVICES LIMITED Dynamics House, Sandyford Industrial Estate, Foxrock, Dublin 18, Irland Vorrichtung, die der Bildung von Ablagerungen in einem Strömungsmittelsystem entgegenwirkt Patentansprüche:

1. Vorrichtung, die der Bildung von Ablagerungen in einem Strömungsmittelsystem entgegenwirkt,

mit einem Gehäuse (10), welches an das Strö- (

mungsmittelsystem anschließbar ist, und mit ^

innerhalb des Gehäuses angeordneten metallischen Mitteln, deren Oberfläche dem das Gehäuse durchfließenden Strömungsmittel ausgesetzt ist,

dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Mittel eine Vielzahl von im wesentlichen sphärischen, metallischen Körpern (14) umfassen, die lose innerhalb des Gehäuses (10) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die sphärischen Körper (14) aus einer Legierung aus Kupfer, Zink, Nickel und Zinn bestehen.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) einen Einlaß (11) und einen Auslaß (12) umfaßt, die an gegenüberliegenden Enden des Gehäuses (13) angeordnet sind, und daß das Gehäuse eine Querschnittsfläche besitzt, die größer ist als die Querschnittsfläche von Einlaß und Auslaß, und daß die sphärischen Körper (14) lose innerhalb des Gehäuses angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß die sphärischen Körper (14) lose innerhalb des Gehäuses (13) zwischen zwei perforierten Platten (15, 16) gehalten werden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß jede Platte (15,16) gegenüber dem jeweiligen Ende des Gehäuses nach innen versetzt ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine (16) der Platten am Inneren des Gehäuses (13) in der Weise schwenkbar angelenkt ist, daß die sphärischen Körper (14) entfernt und ersetzt werden können.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gesamtvolumen der im wesentlichen sphärischen Körper so gewählt ist, daß eine Verminderung des Druckes oder der Strömungsrate des Strömungsmittels verhindert wird, das während der Benutzung durch das Gehäuse strömt.

8. Verfahren, mit welchem der Bildung von Ablagerungen in einem Strömungsmittelsystem entgegengewirkt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß in das Strömungsmittelsystem eine Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche eingeschaltet wird, und daß ein Strömungsmittel durch die Vor- f

richtung gedrückt wird, wobei die Vorrichtung so orientiert ist, daß das Strömungsmittel **

durch die sphärischen Körper (14) nach oben gedrückt wird, wodurch letztere infolge des Strömungsmitteldruckes aufzusteigen trachten und unter der Schwerkraft nach unten fallen, und dadurch in zufälliger Weise aneinander reiben.