DE3736472C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft zunächst einen Hydrozyklon, bzw. Hydrozyklonteile gemäß Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2.

Ein solcher Hydrozyklon ist aus Fig. 6 der US-PS 40 53 393 bekannt. Dies genügt aber nicht den Anforderungen an die Tragfähigkeit und Stabilität der Außenschicht und die Verschleißfestigkeit der Innenschicht, die im praktischen Betrieb verlangt bzw. angestrebt werden. Aus US-PS 38 00 946 sind zwar Hydrozyklone bekannt, die in sich einstückig aus abriebfestem Polyurethan bestehen. Dies weicht prinzipiell vom zweischichtigen Aufbau eines Hydrozyklons aus einer Außenschicht und einer Innenschicht gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 ab.

Ferner sind Hydrozyklone, bzw. Hydrozyklonteile bekannt, bei denen die Außenschicht aus einer Stahlhülle und die Innenschicht aus einem relativ weichen Polyurethan besteht. Dies ist in mehrfacher Hinsicht nachteilig. Die Herstellung einer solchen Stahlhülle oder -schicht ist ziemlich teuer. Die Stahlhülle ist sehr schwer, wodurch das Gesamtgewicht des Hydrozyklons entsprechend erhöht wird. Ein solches Gewicht behindert aber die Montage und etwaige Reparaturen, bei denen der Hydrozyklon oder seine Teile ausgewechselt werden müssen. Ein schwerer Hydrozyklon verlangt stabilere bzw. stärkere Fundamente. Im Falle eines Transportes ergeben sich entsprechend 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 Verschleißfestigkeit hat.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, einen Hydrozyklon, bzw. Hydrozyklonteile gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 dahingehend zu verbessern, daß die Trag- und Abriebfestigkeit eines solchen Hydrozyklons gesteigert wird, wobei die Herstellungskosten gegenüber denen von Hydrozyklonen nach US-PS 40 53 393 verringert werden können und wobei ferner für die jeweils gewünschte Verbindung der Außenschicht und der Innenschicht gesorgt ist.

Die Lösung dieser Aufgabe wird, ausgehend von den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 2 jeweils in den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 1 und 2 gesehen.

Eine Außenschicht aus einem relativ harten Polyurethan hat wesentlich bessere Trageigenschaften als eine Außenschicht aus einem Kunststoff nach dem Stand der Technik. Derartige Polyurethane sind so fest, daß sie sich auch nicht unter dem Innendruck des Hydrozyklons verformen. Die Nachteile der aus Stahl bestehenden Außenschicht nach dem weiteren, erläuterten Stand der Technik sind ebenfalls vermieden. Die abriebfeste Innenschicht aus Polyurethan ist wesentlich widerstandsfähiger als die vorbekannten Kunststoff-Innenschichten. Ist die Innenschicht eines Hydrozyklons gemäß der Erfindung nach entsprechender Betriebsdauer an dieser oder jener Stelle durch die Suspension verschlissen, bzw. abgetragen, so hat die erfindungsgemäß vorgesehene Außenschicht aus relativ hartem Polyurethan gegenüber der Suspension eine wesentlich höhere Verschleißfestigkeit als bei den bekannten Hydrozyklonen. Dies verlängert die Lebensdauer des Hydrozyklons entsprechend. Bereits mit diesem Teil der Erfindung wird der überraschende Effekt erreicht, daß eine Verbesserung in der Funktion zusammen mit einer Reduzierung der Herstellungskosten erreicht wird, während in der Regel funktionelle Verbesserungen eines Gegenstandes mit entsprechenden Mehraufwendungen in der Fertigung erkauft werden müssen. Anspruch 1 beinhaltet ferner einen Gießverbund zwischen Außenschicht und Innenschicht. Hiermit wird also beim Gießvorgang ein Verbund beider Schichten erreicht. Ein solcher Verbund 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. Hydrozyklonteiles und in solchen Fällen, in denen bereits ein Teil der Innenschicht verschlissen wurde, trotzdem noch einen hinreichenden Halt des verbleibenden Teiles der Innenschicht an der Außenschicht.

Der Gegenstand des Anspruches 2 hat zunächst die weiter vorstehend zum Anspruch 1 erläuterten Vorteile. Anstelle des Gießverbundes gemäß Anspruch 1 ist zwischen Außenschicht und Innenschicht eine Silikontrennschicht vorgesehen.

Dies gibt 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 1 einerseits und der Merkmale des Anspruches 2 andererseits ist Inhalt des Anspruches 3, der gegebenenfalls noch durch Anspruch 4 ergänzt sein kann. Hiermit ist der feste, die Stabilität erhöhende Zusammenhalt durch den Gießverbund auf den durch den Zulauf entsprechend beanspruchten oberen Teil beschränkt, während der besonders dem Verschleiß ausgesetzte untere Bereich (Unterteil, bzw. Mittelteil und Unterteil) die schnelle und leichte Auswechselbarkeit einer verschlissenen Innenschicht ermöglicht.

Die Merkmale der Ansprüche 5 und 7 stellen bevorzugte Härte-Angaben der für die Außenschicht und die Innenschicht verwendete Polyurethane dar.

Mit der Erfindung sollen ferner vorteilhafte Verfahren zur Herstellung solcher Hydrozyklone, bzw. Hydrozyklonteile geschaffen werden. Hierzu sieht die Erfindung zunächst den Anspruch 7 vor. Dies hat den Vorteil, daß der Werkstoff der inneren Schicht nicht zweimal wärmebehandelt werden muß. Eine wiederholte Wärmebehandlung könnte nämlich bei manchen Polyurethanen dazu führen, daß hierunter ihre Verschleißfestigkeit leidet. Dafür müssen bei dieser Variante der Erfindung etwas größere Formkosten für das Gießen der äußeren Schicht in Kauf genommen werden.

Demgegenüber gibt der Verfahrensanspruch 8 die Möglichkeit, unter Reduzierung der Formkosten die Außenschicht um die Innenschicht herumzugießen. Das hierzu angegebene Polyäther- Polyurethan verträgt auch ohne Einbuße der Verschleißfestigkeit die zweite Wärmebehandlung in Form eines Temperns. Ein solches Polyäther-Polyurethan wird beispielsweise von der Firma DUPONT hergestellt. Dies ist billiger als die Herstellung der Hydrozyklone nach der o.g. US-PS 40 53 393.

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 einen Austrag 4 für die schwere, bzw. grobe Fraktion. Der Mittelteil 2 bildet einen 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 einen Sus­ pensionszulauf 6 und einen 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 8 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 (8)

1. Hydrozyklon, bzw. Hydrozyklonteile, bestehend aus einer harten, tragenden Außenschicht aus Kunststoff und einer demgegenüber weicheren Innenschicht aus Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschicht (7) aus einem relativ harten Polyurethan und die Innenschicht (8) aus einem demgegenüber weicheren, verschleißfesteren Polyurethan besteht, und daß die Außenschicht (7) und die Innenschicht (8) an ihren gemeinsamen Übergangs- bzw. Berührungsflächen (9) miteinander in einem Gießverbund stehen.

2. Hydrozyklon, bzw. Hydrozyklonteile, bestehend aus einer harten, tragenden Außenschicht aus Kunststoff und einer demgegenüber weicheren Innenschicht aus Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschicht (7) aus einem relativ harten Polyurethan und die Innenschicht (8) aus einem demgegenüber weicheren, verschleißfesteren Polyurethan besteht, und daß zwischen Außenschicht (7) und Innenschicht (8) eine Silikontrennschicht (11) vorgesehen ist.

3. Hydrozyklon, bzw. Hydrozyklonteile nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem aus mehreren Teilen zusammengesetzten Hydrozyklon bei dessen oberen, den Suspensionszulauf (6) und den Überlauf (10) aufweisenden Teil (3) zwischen Außenschicht (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) eine Silikontrennschicht (11) vorgesehen ist.

4. Hydrozyklon, bzw. Hydrozyklonteile nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der übrige Bereich des Hydrozyklons aus einem Mittelteil (2) und einem Unterteil (1) besteht.

5. Hydrozyklon, bzw. Hydrozyklonteile nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Shore-Härte der Außenschicht 95-105 Shore A beträgt.

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

7. Verfahren zur Herstellung eines Hydrozyklons, bzw. von Hydrozyklonteilen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, 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.

8. Verfahren zur Herstellung eines Hydrozyklons, bzw. von Hydrozyklonteilen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, 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.