DE3736472A1 - Hydrozyklon, bzw. hydrozyklonteile, sowie verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft zunächst einen Hydrozyklon, bzw. Hydrozyklonteile gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei bekannten Hydrozyklonen, bzw. Hydrozyklonteilen dieser Art bestand die Außenschicht aus einer Stahlhülle und die Innenschicht aus einem relativ weichen Polyurethan. Dies ist in mehrfacher Hinsicht nachteilig. Die Herstellung einer solchen Stahlhülle oder -schicht ist ziemlich teuer. Die Stahlhülle ist aufgrund der Verwendung von Stahl sehr schwer, wodurch das Gesamtgewicht des Hydrozyklons ent­ sprechend erhöht wird. Ein solches Gewicht behindert aber die Montage und etwaige Reparaturen, bei denen der Hydro­ zyklon oder seine Teile ausgewechselt werden müssen. Ein schwerer Hydrozyklon verlangt stabilere bzw. stärkere Fundamente. Im Falle eines Transportes ergeben sich ent­ sprechend höhere Transportkosten. Ist die Innenschicht nach längerer Betriebszeit abgerieben, so wird dann die äußere Stahlschicht oder -hülle von den Bestandteilen der im Hydrozyklon zu verarbeitenden Suspension sehr rasch abgetragen werden, da Stahl gegen einen hiervon verursachten Abrieb eine relativ geringe Verschleiß­ festigkeit hat.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, einen Hydrozyklon, bzw. Hydrozyklonteile gemäß dem Ober­ begriff des Anspruches 1 dahingehend zu verbessern, daß zum einen die Herstellungskosten und das Gewicht ver­ ringert, zum anderen aber die Verschleißfestigkeit ins­ gesamt erhöht wird.

Die Lösung dieser Aufgabe wird, ausgehend vom Oberbegriff des Anspruches 1, zunächst in den Merkmalen des Kenn­ zeichens des Anspruches 1 gesehen. Hierdurch reduzieren sich die Herstellungskosten der Außenschicht erheblich. Zugleich wird ihr Gewicht, bezogen auf einen Hydrozyklon, bzw. Hydrozyklonteile gemäß dem Stand der Technik und gleiche Außenabmessungen, erheblich reduziert. Ist nach entsprechender Betriebsdauer an dieser oder jener Stelle die Innenschicht durch die Suspension verschlissen, bzw. abgetragen, so hat die erfindungsgemäß vorgesehene Außen­ schicht aus relativ hartem Polyurethan gegenüber der Sus­ pension eine wesentlich höhere Verschleißfestigkeit als Stahl. Dies verlängert die Lebensdauer eines solchen Hydro­ zyklons entsprechend. Mit der Erfindung wird also der über­ raschende Effekt erreicht, daß die zuletzt genannte Ver­ besserung in der Funktion zusammen mit einer Reduzierung der Herstellungskosten erreicht wird, während in der Regel funktionelle Verbesserungen eines Gegenstandes mit entspre­ chenden Mehraufwendungen in der Fertigung erkauft werden müssen.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist Gegen­ stand des Anspruches 2. Ein solcher Gießverbund beider Schichten miteinander bewirkt eine innige Haftung zwischen Innenschicht und Außenschicht, die beim erläuterten Stand der Technik nicht gegeben ist. Hierdurch ergibt sich eine größere Stabilität des Hydrozyklons, bzw. Hydro­ zyklonteiles und in solchen Fällen, in denen bereits ein Teil der Innenschicht verschlissen wurde, trotz­ dem noch einen hinreichenden Halt des verbleibenden Teiles der Innenschicht an der Außenschicht.

Die Merkmale des Anspruches 3 geben die Möglichkeit, nach einem ganz oder teilweisen Verschleiß der Innenschicht diese in relativ einfacher Weise, z. B. durch Aufstoßen oder Klopfen mit einem Hammer, von der Außenschicht zu lösen. Danach kann eine in der Fabrik hergestellte neue Innenschicht in die noch vorhandene Außenschicht wieder eingesetzt werden.

Eine bevorzugte kombinierte Anwendung der Merkmale des Anspruches 2 einerseits und der Merkmale des Anspruches 3 andererseits ist Inhalt des Anspruches 4, der gegebenen­ falls noch durch Anspruch 5 ergänzt sein kann. Hiermit ist der feste, die Stabilität erhöhende Zusammenhalt durch den Gießverbund auf den durch den Zulauf entspre­ chend beanspruchten oberen Teil beschränkt, während der besonders dem Verschleiß ausgesetzte untere Bereich (Un­ terteil bzw. Mittelteil und Unterteil) die schnelle und leichte Auswechselbarkeit einer verschlissenen Innenschicht ermöglicht.

Die Merkmale der Ansprüche 6 und 7 stellen bevorzugte Härte-Angaben der für die Außenschicht und die Innen­ schicht verwendete Polyurethane dar.

Mit der Erfindung sollen ferner vorteilhafte Verfahren zur Herstellung solcher Hydrozyklone, bzw. Hydrozyklon­ teile geschaffen werden. Hierzu sieht die Erfindung zu­ nächst den Anspruch 8 vor. Dies hat den Vorteil, daß der Werkstoff der inneren Schicht nicht zweimal wärmebehan­ delt werden muß. Eine wiederholte Wärmebehandlung könnte nämlich bei manchen Polyurethanen dazu führen, daß hierun­ ter ihre Verschleißfestigkeit leidet. Dafür müssen bei dieser Variante der Erfindung etwas größere Formkosten für das Gießen der äußeren Schicht in Kauf genommen wer­ den.

Demgegenüber gibt der Verfahrensanspruch 9 die Möglich­ keit, unter Reduzierung der Formkosten die Außenschicht um die Innenschicht herumzugießen. Das hierzu angegebene Polyäther-Polyurethan verträgt auch ohne Einbuße der Ver­ schleißfestigkeit die zweite Wärmebehandlung in Form des Temperns. Ein solches Polyäther-Polyurethan wird beispiels­ weise von der Firma DUPONT hergestellt und von der Firma UNIROYAL unter dem Kennzeichen L 42 vertrieben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachstehend beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen aus Unterteil, Mittelteil und Oberteil zusammengesetzten Hydrozyklon,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1.

Der Hydrozyklon nach der Erfindung besteht im Prinzip aus drei Teilen, nämlich dem unteren Teil 1, dem mittleren Teil 2 und dem oberen Teil 3. Der untere Teil 1 bildet den Austrag 4 für die schwere, bzw. grobe Fraktion. Der Mittelteil 2 bildet den Bereich 5, in dem im wesentli­ chen durch den Hydrozykloneffekt die feine, bzw. leichte Fraktion der Suspension von der groben bzw. schweren Fraktion getrennt wird. Der obere Teil 3 enthält den Sus­ pensionszulauf 6 und den Überlauf 10 der feinen, bzw. leichteren Fraktion. Die vorgenannten Funktionen eines Hydrozyklones sind bekannt.

Gemäß der Erfindung bestehen die Teile, sofern sie eine tragende Funktion haben, aus einer durchweg mit 7 bezif­ ferten Außenschicht aus einem relativ harten Polyurethan, das somit die Tragfunktion übernehmen kann, und einer demgegenüber weicheren, sehr verschleißfesten Innen­ schicht 6 aus einem entsprechend weicheren Polyurethan. In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Shore-Härte der Außenschicht 7 im Bereich von 95 bis 105 Shore gelegen, während die Shore-Härte der Innen­ schichten 8 bevorzugt 75 bis 85 Shore A beträgt.

Die Schichten 7, 8 sind an ihrer Berührungsfläche 9 bevorzugt durch einen Gießverbund miteinander verbunden und aneinander gehalten. Es kann aber auch so vorgegan­ gen werden, daß nach dem Gießen einer dieser beiden Schich­ ten auf denen zur Anlage an die Gegenfläche der zweiten Schicht bestimmten Fläche eine dünne Silikonschicht 11 auf­ getragen, bevorzugt aufgesprüht wird. Damit kann nach entsprechendem Verschleiß die Innenschicht leicht von der Außenschicht gelöst und durch eine andere Innenschicht ersetzt werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel empfiehlt es sich, im Oberteil 3 Außen- und Innenschicht durch einen Gießverbund fest aneinander zu halten, dagegen beim Mittel­ teil 2 und Unterteil 1 zwischen Außen- und Innenschicht die vorgenannte Silikonschicht vorzusehen, da dort der größte Verschleiß zu erwarten ist. Diese Silikonschicht ist in der Zeichnung lediglich durch die Ziff. 11 und die zugehörige Trennlinie zwischen den inneren und äußeren Schichten der Hydrozyklonteile 2 und 1 angedeutet.

Man kann entweder zunächst die jeweiligen Außenschichten 7 herstellen und dann die Innenschichten 8 in diese ein­ gießen, oder aber zunächst die Innenschicht gießen und dann nach entsprechendem Tempern der Innenschicht, die Außenschicht um diese herumgießen. Im letztgenannten Fall ist für die Innenschicht ein Polyurethan zu wählen, das ohne Verlust an Verschleißfestigkeit die zweimalige Wärme­ behandlung aushält. Hierzu ist ein Polyäther-Polyurethan von einer Shore-Härte im Bereich von 80 Shore A vorgesehen.

Die Erfindung ist vorstehend an dem Ausführungsbeispiel eines Hydrozyklons erläutert, der aus mehreren Teilen zu­ sammengesetzt ist. Wie bereits eingangs erwähnt, bezieht sich die Erfindung auch auf einen derart ausgestalteten, d. h. in sich einteiligen Hydrozyklon. Im letztgenannten Fall empfiehlt sich der obengenannte Gießverbund.

Claims (9)

1. Hydrozyklon, bzw. Hydrozyklonteile, bestehend aus einer harten, tragenden Außenschicht und einer demgegenüber weicheren, verschleißfesten Innen­ schicht aus Polyurethan, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschicht (7) aus einem relativ harten Polyurethan besteht.

2. Hydrozyklon, bzw. Hydrozyklonteile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschicht (7) und die Innenschicht (8) an ihren gemeinsamen Über­ gangs- bzw. Berührungsflächen (9) miteinander in einem Gießverbund stehen.

3. Hydrozyklon, bzw. Hydrozyklonteile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Außenschicht (7) und Innenschicht (8) eine Silikonschicht (11) vorgesehen ist.

4. Hydrozyklon, bzw. Hydrozyklonteile nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem aus mehreren Teilen zusammengesetzten Hydrozyklon bei dessen oberen, den Suspensionszulauf (6) und den Überlauf (10) aufweisenden Teil (3) zwischen Außen­ schicht (7) und Innenschicht (8 ) ein Gießverbund miteinander vorhanden ist, während beim übrigen Bereich des Hydrozyklons, in dem die Trennung der Fraktionen und der Austrag der schweren bzw. groben Fraktion erfolgt, zwischen Außenschicht (7) und Innenschicht (8) die Silikonschicht (11) vor­ gesehen ist.

5. Hydrozyklon, bzw. Hydrozyklonteile nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der übrige Bereich der Hydrozyklone aus einem Mittelteil (2) und einem Un­ terteil (1) besteht.

6. Hydrozyklon, bzw. Hydrozyklonteile nach einem der An­ sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Shore- Härte der Außenschicht 95-105 Shore A beträgt.

7. Hydrozyklon, bzw. Hydrozyklonteile nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Shore-Härte der Innenschicht 75-85 Shore A beträgt.

8. Verfahren zur Herstellung eines Hydrozyklons, bzw. von Hydrozyklonteilen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die äußere tragende Schicht (7) angefertigt und dann der Werkstoff der inneren, weicheren Schicht (8) in die äußere Schicht eingegossen und zur Aushärtung gebracht wird.

9. Verfahren zur Herstellung eines Hydrozyklons, bzw. von Hydrozyklonteilen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die innere, weichere Schicht (8) aus einem Polyäther- Polyurethan mit einer Shore-Härte im Bereich um 80 Shore A gegossen wird, daß anschließend eine Erwärmung (Temperung) dieser inneren Schicht und dann deren Umgießen mit der Außenschicht aus dem härteren Polyurethan erfolgt.