DE4107432C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden grober Feststoffe aus Flüssigkeiten, insbesondere von Verunreinigungen aus dem Kühlwasserstrom vor Wärmeaustauschern, bestehend aus einem im Verlauf der Kühlwasserleitung angeordneten Gehäuse mit Eintrittsflansch und gleichachsig parallelem Austrittsflansch sowie einer die Flanschmittelpunkte verbindenden Gehäuseachse, einem den Gehäusequerschnitt abdeckenden und als Abschnitt einer rotationssymmetrischen Schale ausgebildeten Siebelement mit stirnseitiger Begrenzungsebene sowie einer zur Schale gleichachsig im Gehäuse drehbar gelagerten und rotationssymmetrisch über die anströmseitige Siebfläche des Siebelementes verdrehbaren Reinigungsvorrichtung, die auf Teilbereiche der Siebfläche einwirkt, nacheinander nahezu die gesamte Siebfläche überstreicht und an eine in der Drehachse verlaufende und die Wandung des Gehäuses durchsetzende Absaugleitung angeschlossen ist, wobei die Drehachse der Reinigungsvorrichtung und die Begrenzungsebene des Siebelementes parallel zueinander und beide zusammen senkrecht zur Gehäuseachse angeordnet sind und wobei die Symmetrieachse der Schale mit der Drehachse der Reinigungsvorrichtung zusammenfällt.

Vorrichtungen dieser Art sind seit langer Zeit bekannt. So beschreibt die deutsche Schrift DE-GM 88 11 160 eine Vorrichtung mit einem Rohrabschnitt als Gehäuse, einem die lichte Weite des Rohrabschnittes abdeckenden als Halbrotationskörper ausgebildeten Siebelement, dessen stirnseitige Begrenzungsebene mit der Drehachse zusammenfällt. Bei dieser Ausführung sind die stirnseitige Begrenzungsebene des Siebelementes und die Drehachse der Reinigungsvorrichtung ebenfalls parallel angeordnet, wobei als Sonderfall der parallelen Anordnung die Drehachse in der Begrenzungsebene liegt. Drehachse und Begrenzungsebene sind senkrecht zur Gehäuseachse angeordnet. Das Siebelement ist Abschnitt einer Schale, deren Symmetrieachse mit der Drehachse zusammenfällt, wobei beim Sonderfalll des als hälftige Schale ausgeführten Siebelementes die Symmetrieachse in der Begrenzungsebene liegt.

Bei der Vorrichtung nach der DE 36 40 638 C1 ist die Drehachse der Reinigungsvorrichtung nicht senkrecht zur Gehäuseachse angeordnet, die Begrenzungsebene des Siebelementes ist nicht parallel zur Drehachse der Reinigungsvorrichtung angeordnet, auch wenn Fig. 1 wie beim Patentgegenstand ein kugelkalottenförmiges Siebelement zeigt, das am Austrittsflansch des Gehäuses befestigt ist, so kann das Siebelement nach der DE 36 40 638 jede beliebige rotationssymmetrische Form annehmen, wie z. B. in Fig. 5, 6, 7 und 9 dargestellt. Es findet sich immer eine Begrenzungsebene mit kreisrunder Schnittlinie, die eine einfache Anbringung am Austrittsflansch oder einem Zwischenflansch erlaubt.

Aus der US-Patentschrift 19 77 601 ist eine ähnliche Vorrichtung bekannt mit einem Siebelement, dessen Siebfläche Abschnitt einer zylinderförmigen Schale ist, und das im Gehäuse mit Rippen oder ähnlichen Mitteln befestigt ist. Der Gehäusequerschnitt ist annähernd rechteckförmig.

Allen diesen bekannten Vorrichtungen ist gemeinsam, daß das Siebelement als Abschnitt einer Rotationsschale oder eines Rotationskörpers mit stirnseitiger Begrenzungsebene ausgebildet ist, daß die Symmetrieachse der Rotationsschale mit der Drehachse der Reinigungsvorrichtung zusammenfällt und daß die Drehachse parallel zur stirnseitigen Begrenzungsebene des Siebelementes angeordnet ist und beide zusammen senkrecht auf der Gehäuseachse stehen.

Besonders hervorzuheben ist, daß die Drehachse in der Begrenzungsebene des Siebelementes oder in deren unmittelbaren Nähe angeordnet ist und daß das Siebelement im wesentlichen die Hälfte der Rotationsschale ausmacht. Das Siebelement ist im Gehäuse in unmittelbarer Nähe der Drehachse der Reinigungsvorrichtung befestigt und deckt den Gehäusequerschnitt ab. Eintrittsflansch und Austrittsflansch sind parallel und liegen auf einer gemeinsamen Achse, die senkrecht zur Rotationsachse der Reinigungsvorrichtung angeordnet ist. Der besondere Vorteil dieser Anordnung ist der, daß die Welle der zum Siebelement gleichachsigen Reinigungsvorrichtung als Rohr ausgebildet werden kann, dessen eines Ende in der Drehachse an die die Gehäusewand durchdringende Absaugleitung angeschlossen ist, und die auf einfache Art und Weise mit einem Drehantrieb versehen werden kann, der z. B. über eine die Gehäusewand durchdringende Welle auf das andere Ende des Rohres einwirkt.

Von Nachteil bei den Vorrichtungen der beschriebenen Art ist besonders die aufwendige Befestigung des Siebelementes im Gehäuse an der Berührungslinie zwischen Siebelement und Gehäuse mit der besonderen Problematik, daß diese Berührungslinie in der Nähe der beiden Punkte liegt, wo die Drehachse der Reinigungsvorrichtung das Gehäuse durchdringt, und wo Absaugleitung und Drehantrieb anschließen. Nimmt man eine Halbrotationsschale, so läuft die gedachte Berührungslinie genau durch die Drehachse. Dies alles erfordert ein aufwendiges Gehäuse mit zusätzlichen Befestigungsflanschen oder Befestigungsleisten oder bei einfacher geometrischer Gestaltung des Gehäuses eine aufwendige Gestaltung des Siebelementes, um es an das Gehäuse anschließen zu können. Zu beachten ist auch, daß die ungünstige Geometrie des Siebelementes an der Berührungslinie zum Gehäuse eine besonders starke Ausführung des Siebelementes erfordert, um ihm die notwendige Festigkeit und Steifigkeit gegen Schwingungsbeanspruchung zu geben.

Bei Vorrichtungen der beschriebenen Art wird das Gehäuse bei einigen Ausführungsformen zusätzlich kompliziert und voluminös dadurch, daß das Siebelement über zusätzliche Öffnungen in das Gehäuse einzubringen ist, die mit angeflanschten Deckeln oder Ähnlichem zu verschließen sind.

Ein weiterer Nachteil ist, daß die das Siebelement durchströmende Flüssigkeit in den Teilen der Siebfläche, die parallel oder nur schwach geneigt zur die Flansche verbindenden Gehäuseachse liegen, seine Strömungsrichtung stark ändern muß, was zusätzliche Druckverluste erzeugt. Daher nehmen diese Siebflächenteile fast nicht an der Durchströmung teil, erfordern jedoch andererseits Herstellaufwand.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der genannten Nachteile eine Anordnung zu schaffen mit einem einfach herzustellenden und bei geringem Materialaufwand besonders festen und schwingungssteifen Siebelement mit günstiger Durchströmungsgeometrie, mit einer verbesserten Befestigung des Siebelementes im Gehäuse und mit einem einfach herzustellenden nicht voluminösen Gehäuse.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, die anströmseitige Siebfläche (14) des Siebelementes (13) als Kugelkalotte mit dem Durchmesser D1, der Höhe H und dem Verhältnis H/D1 = 0,15 bis 0,35 auszubilden und das Siebelement (13) mit seiner durch den Durchmesser D1 gekennzeichneten stirnseitigen Begrenzungsebene beabstandet von der Drehachse (9) am Austrittsflansch (6) des Gehäuses (4) zu befestigen, so daß es den Reinwasseraustritt bildet und in die anschließende Kühlwasserleitung (3) hineinragt, wobei der Durchmesser D1 der Kugelkalotte dem Innendurchmesser D2 des Austrittsflansches (6) des Gehäuses (4) entspricht, und das Gehäuse (4) einteilig und rotationssymmetrisch auszuführen mit einem begrenzenden Innendurchmesser D3, der das 1,1 bis 1,3fache des Durchmessers D1 der Kugelkalotte beträgt.

Die Ausbildung des Siebelementes als Kugelkalotte ist besonders vorteilhaft, weil man das Siebelement im Bereich seiner stirnseitigen Begrenzungsebene beabstandet von der Drehachse am Gehäuse befestigen: Die Berührungslinie zwischen Kugelkalotte und stirnseitiger Begrenzungsebene ist kreisförmig und ermöglicht daher die einfache Anbringung am Austrittsflansch des Gehäuses.

Die Kugelkalotte stellt ein besonders steifes und festes Bauelement dar, das einfach herstellbar ist. Zusammen mit der vorgesehenen einfachen Befestigung am Austrittsflansch und der rotationssymmetrischen und einteiligen Ausführung des Gehäuses ergibt sich ein insgesamt einfacher, kosten­ günstiger und raumsparender Aufbau der Vorrichtung mit gün­ stiger Durchströmung der Siebfläche, sofern das Verhältnis der Höhe H der Kugelkalotte zu ihrem Durchmesser D1 im Bereich von 0,15 bis 0,35 liegt und der begrenzende Innen­ durchmesser des Gehäuses das 1,1 bis 1,3fache des Durch­ messers D1 der Kugelkalotte beträgt.

Kugelkalotten mit kleinem Verhältnis H/D1 sind zwar ein­ facher herstellbar und haben eine günstigere Durchströmung als solche mit großem Wert H/D1, erfordern jedoch ein großes Verhältnis D3/D1. Soll die Reinigungsvorrichtung zur Reinigung annähernd die gesamte Siebfläche überstreichen, so erstreckt sich die Saugöffnung der Reinigungsvorrichtung in der Mittellage streifenförmig nahezu über den gesamten Durchmesser der Kugelkalotte. In den beiden Außenpositionen ragt die Saugöffnung daher über die Siebfläche hinaus. Daher muß das Gehäuse einen begrenzenden Innendurchmesser aufweisen, der größer ist als D1. Je kleiner das Verhältnis H/D1 ist, um so größer wird D3/D1, um zu verhindern, daß die Reinigungsvorrichtung an die Gehäusewand stößt, bevor sie ihre äußeren Reinigungspositionen erreicht hat.

Würde das Verhältnis von H/D1 größer als 0,35 ausgeführt, so würden Befestigung des Siebelementes am Austrittsflansch des Gehäuses einerseits und der Anschluß der Reinigungs­ vorrichtung an die die Wandung des Gehäuses durchsetzende Absaugleitung andererseits sich gegenseitig nachteilig be­ einträchtigen, da der Austrittsflansch in den Bereich der Drehachse der Reinigungsvorrichtung gerät. Außerdem würde die Herstellung der Kugelkalotte zu aufwendig und die Durchströmung ungünstig.

Das kugelkalottenförmige Siebelement ist aus einem oder mehreren Blechabschnitten einfach herstellbar. Dabei werden mehrere ebene Einzelabschnitte aus Lochblech zu Kugelscha­ lensegmenten verformt und anschließend zur Kugelkalotte zusammengesetzt und miteinander verbunden, beispielsweise durch Schweißen.

Von Vorteil für die Befestigung des Siebelementes am Aus­ trittsflansch ist es, wenn das Siebelement einen ebenen Randstreifen mit dem Innendurchmesser D1 besitzt, der den Abschluß des Siebelementes bildet und zwischen Austritts­ flansch des Gehäuses und Anschlußflansch der anschließenden Kühlwasserleitung eingespannt wird.

Besonders vorteilhaft ist es, das Siebelement durch Verfor­ mung einer ebenen kreisförmigen Scheibe aus Lochblech herzu­ stellen. Von weiterem Vorteil ist es, wenn der ebene Rand­ streifen mit dem Innendurchmesser D1 zum Einspannen des Siebelementes zwischen Austrittsflansch des Gehäuses und Anschlußflansch der anschließenden Kühlwasserleitung zu­ sammen mit dem Siebelement eine homogene Einheit bildet und ebenfalls durch Verformung aus derselben ebenen kreis­ förmigen Scheibe entsteht. Dies alles ist dann einfach durchführbar, wenn das Verhältnis H/D1 kleiner als 0,3 ist.

Die Kugelkalotte ist jedoch auch aus ungelochtem Blech her­ zustellen und die Perforation anschließend einzubringen, beispielsweise durch Bohren.

Das Verhältnis von Höhe H der Kugelkalotte zu deren Durch­ messer D1 ist nicht nur von Bedeutung für deren Herstell­ barkeit, sondern auch für ihre Festigkeit und Schwingungs­ steifigkeit sowie den Druckverlust bei der Durchströmung mit der zu reinigenden Flüssigkeit. Insgesamt ist es von großem Vorteil, die Kugelkalotte mit Abmessungen im Bereich H/D1 = 0,15 bis 0,35 auszuführen und das rotationssymme­ trische Gehäuse mit einem begrenzenden Innendurchmesser D3 im Bereich D3/D1 = 1,1 bis 1,3.

Es ist von Vorteil, den Innendurchmesser D2 des Austritts­ flansches annähernd gleich dem Durchmesser D1 der Kugelka­ lotte auszuführen. Um zu verhindern, daß die Reinigungsvor­ richtung gegen diesen Austrittsflansch stößt, ist es von Vorteil, die innere Mantelfläche des Austrittsflansches im Wesentlichen kegelförmig auszubilden, und den Öffnungs­ winkel des Kegels im Wesentlichen dem Öffnungswinkel der Kugelkalotte an ihrem Durchmesser D1 anzugleichen.

Das Gehäuse kann zylinderförmig, kegelstumpfförmig oder ku­ gelförmig gestaltet werden, wobei der Austrittsflansch als Innenflansch oder als Außenflansch auszuführen ist. Wichtig ist, daß die Gestaltung des Gehäuses einen begrenzenden In­ nendurchmesser D3 besitzt, der eine ausreichende Beweglich­ keit der Reinigungsvorrichtung zum Abreinigen nahezu der gesamten Siebfläche ermöglicht, ohne daß die Reinigungs­ vorrichtung an die Gehäusewand stößt.

Die Kühlwasserleitung kann mit einem Anschlußflansch direkt an den Austrittsflansch des Gehäuses angeflanscht werden, wobei der Innendurchmesser des Anschlußflansches im Wesent­ lichen dem Innendurchmesser D2 des Austrittsflansches ent­ spricht.

Die Kühlwasserleitung kann jedoch auch mit einem Übergangs­ stück an den Austrittsflansch des Gehäuses angeschlossen werden, wobei der Durchmesser der Kühlwasserleitung kleiner ist als der Innendurchmesser D2 des Austrittsflansches. Das Übergangsstück kann die Form eines Kegelstumpfes haben, je­ doch auch die Form eines Kugelabschnittes.

Auch am Eintrittsflansch ist die Kühlwasserleitung sozu­ sagen durchmessergleich anzuschließen, oder aber mit Über­ gangsstück.

Die Betriebsweise der Reinigungsvorrichtung kann oszillie­ rend sein. Dann bewegt sich diese zum Reinigen der Sieb­ fläche zwischen zwei Außenpositionen hin und her. In den Außenpositionen können Teile der Saugöffnung der Reini­ gungsvorrichtung über das Siebelement hinausragen. Es kann jedoch auch von Vorteil sein, die Reinigungsvorrichtung in vollen Umdrehungen rotieren zu lassen, so daß sich diese nur in eine Richtung bewegt.

In den äußeren Reinigungspositionen ist die Saugöffnung nur zum Teil durch die Siebfläche abgedeckt. Es ist daher von Vorteil, das Gehäuse mit Abschlußflächen zu versehen, die die über die Siebfläche hinausragenden Teile der Saugöff­ nung abdecken. Die kegelförmig oder kugelförmig abge­ schrägte innere Mantelfläche des Austrittsflansches ist Teil der Abschlußflächen.

Die Reinigungsvorrichtung kann als ganzes Stück verdrehbar sein, und im Bereich der Drehachse als Rohr ausgeführt sein, dessen eines Ende an die die Wandung des Gehäuses durchsetzende Absaugleitung angeschlossen ist, und dessen anderes Ende eine die Gehäusewandung durchdringende An­ triebswelle trägt. Es ist jedoch auch möglich, die Reini­ gungsvorrichtung in zwei Teilstücken auszuführen, die jedes für sich verdrehbar sind, und beide Teilstücke im Bereich der gemeinsamen Drehachse als Rohre auszuführen, deren innenliegende Enden in einem gemeinsamen Lagerpunkt drehbar gelagert sind, und deren außenliegende Enden einzeln an die Wandung des Gehäuses durchsetzende Absaugleitungen an­ geschlossen sind. Die Saugöffnung der Reinigungsvorrichtung kann stetig über die Siebfläche des Siebelementes bewegbar sein oder schrittweise.

Das Siebelement kann auf der anströmseitigen Siebfläche mit Trennelementen versehen werden, die die Siebfläche in eine Vielzahl streifenförmiger Abschnitte unterteilen, deren Breite im Wesentlichen der Breite der Saugöffnung der Rei­ nigungsvorrichtung entsprechen, und deren anströmseitigen Kanten an die Kontur der Saugöffnung angepaßt sind.

Von Vorteil ist es, wenn annähernd die gesamte Saugöffnung der Reinigungsvorrichtung in mindestens einer Position die Siebfläche des Siebelementes und eventuell vorhandene Ab­ schlußflächen überragt. Dies ermöglicht es, daß die Reini­ gungsvorrichtung sehr große Grobteile zunächst zwar nur über die Siebfläche schiebt, sie jedoch schließlich ab­ saugt, wenn die Saugöffnung nicht mehr durch Siebfläche oder Abschlußflächen abgedeckt wird und der volle Quer­ schnitt der Saugöffnung frei wird.

Anhand einer schematischen Zeichnung sind Ausführungs­ beispiele der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vor­ richtung in einem Ausführungsbeispiel mit zylinderförmigem Gehäuse,

Fig. 2 einen weiteren um 90° versetzten Längsschnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungs­ form der erfindungsgemäßem Vorrichtung mit kugelförmigem Gehäuse und Übergangsstück,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungs­ form mit kegelstumpfförmigen Gehäuse, wobei das kugelka­ lottenförmige Siebelement aus Lochblech in der Seiten­ ansicht und z. T. aufgebrochen dargestellt ist,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungs­ form der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Überdruckklappe,

Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der die Siebfläche mit Trennelementen unterteilt ist.

In Fig. 1 ist die Vorrichtung zum Abscheiden grober Fest­ stoffe aus Flüssigkeiten im Verlauf einer Kühlwasserleitung 2, 3 angeordnet. Die Strömungsrichtung des Kühlwassers (es kann sich jedoch auch um andere Flüssigkeiten handeln) zeigt der Pfeil 1. Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem zylin­ derförmigen Gehäuse 4 mit Eintrittsflansch 5 und Austritts­ flansch 6, die parallel zueinander auf derselben Achse 7 angeordnet und als Innenflansche ausgeführt sind, der Rei­ nigungsvorrichtung 8, die im Bereich der Drehachse 9 als Rohr 10 ausgeführt ist, dessen eines Ende an die die Wan­ dung des Gehäuses 4 durchsetzende Absaugleitung 11 ange­ schlossen ist, und dessen anderes Ende die Antriebswelle 12 trägt. Der zugehörige Dreh- oder Schwenkantrieb ist nicht dargestellt. Weiterhin ist das Siebelement 13 zu erkennen, das am Austrittsflansch 6 des Gehäuses 4 befestigt ist. Die Reinigungsvorrichtung 8 ist drehbar um die Drehachse 9 ge­ lagert, die senkrecht zur Gehäuseachse 7 angeordnet ist.

Fig. 2 zeigt den Gegenstand der Fig. 1 in einem um 90° ver­ setzten Schnitt. Die anströmseitige Siebfläche 14 des Sieb­ elementes 13 hat die Form einer Kugelkalotte mit dem Durch­ messer D1 und der Höhe H. Im dargestellten Ausführungs­ beispiel beträgt das Verhältnis H/D1 = 0,2. Das Siebelement besitzt einen ebenen Randstreifen 15, der zwischen Aus­ trittsflansch 6 und Anschlußflansch 3a der stromabwärts ge­ legenen Kühlwasserleitung 3 eingespannt ist. Das Sieb­ element 13 bildet den Reinwasseraustritt der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung und ragt in die anschließende Kühlwasser­ leitung 3 hinein. Der Durchmesser D1 der Kugelkalotte ent­ spricht dem Innendurchmesser D2 des Aus­ trittsflansches 6. Das Gehäuse 4 ist einteilig und rota­ tionssymmetrisch ausgeführt. Der die Bewegung der Reini­ gungsvorrichtung begrenzende Innendurchmesser D3 ist in diesem Ausführungsbeispiel der Innendurchmesser des zylin­ derförmigen Gehäuses. Das Verhältnis der Durchmesser be­ trägt in diesem Ausführungsbeispiel D3/D1 = 1,3. Die innere Mantelfläche 16 des Austrittsflansches 6 ist kegelförmig ausgebildet. Der Öffnungswinkel des Kegels entspricht im wesentlichen dem Öffnungswinkel der Kugelkalottenform der Siebfläche 14 an deren Durchmesser D1. Die streifenförmig ausgebildete Saugöffnung 17 der Reinigungsvorrichtung 8 wird von elastischen Dichtlippen 18 gebildet, die einen ausreichenden Abstand zur Siebfläche 14 einhalten, um den Eintritt von Grobteilen in die Saugöffnung 17 zu ermög­ lichen, die sich auf der Siebfläche 14 abgelagert haben. Das Siebelement besteht beispielsweise aus Lochblech mit für die jeweilige Aufgabenstellung geeigneter Lochung. Diese kann z. B. 2 mm bis 20 mm betragen.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die erfindungs­ gemäße Vorrichtung für oszillierende Betriebsweise gestal­ tet: Die Reinigungsvorrichtung 8 wird zum Abreinigen des Siebelementes 13 von abgelagerter Verschmutzung mit Hilfe eines nicht dargestellten Schwenkantriebes zwischen ihren Außenpositionen hin und her bewegt, und die Verschmutzung über die Absaugleitung 11 abgesaugt. Dazu ist die Absaug­ leitung 11 mit einem Raum niedrigeren Druckes verbunden. Der Absaugbetrieb wird nur bei Bedarf von einer nicht dar­ gestellten Steuerung eingeleitet, wozu eine nicht dar­ gestellte Abwasserarmatur im Verlauf der Absaugleitung ge­ öffnet wird. Zur Überwachung der Siebverschmutzung wird beispielsweise die Druckdifferenz zwischen den Räumen vor und hinter dem Siebelement 13 gemessen.

Das Siebelement 13 kann ganz unterschiedlich gestaltet sein: Als geschweißte, verschraubte oder einfach verformte Schale; oder als aus speichenförmig angeordneten Trag­ elementen zusammengesetztes Gerippe mit daran befestigten Einzelsiebelementen. Erfindungsgemäß ist nur, daß die Sieb­ fläche 14 als Kugelkalotte ausgeführt ist mit einem Ver­ hältnis H/D1 = 0,15 bis 0,35, und daß das so gestaltete Siebelement 13 am Austrittsflansch 6 des Gehäuses befestigt ist, wobei der Durchmesser D1 der Kugelkalotte D1 im we­ sentlichen dem Innendurchmesser D2 des Austrittsflansches entspricht. Die Durchmesser D1 und D2 sind im Ausführungs­ beispiel der Fig. 1 und 2 zur besseren Darstellung be­ wußt etwas unterschiedlich gezeichnet. In den Ausführungs­ beispielen nach Fig. 3 bis 6 kommt der Erfindungsgedanke "D1 entspricht im wesentlichen D2" besser zum Ausdruck. Dort wird auch eher verständlich, warum in einer bevor­ zugten Ausführungsform die innere Mantelfläche 16 des Aus­ trittsflansches 6 im wesentlichen kegelförmig gestaltet ist: Um die Beweglichkeit der Reinigungsvorrichtung 8 mög­ lichst wenig zu behindern.

Damit die Reinigungsvorrichtung 8 nahezu die gesamte Sieb­ fläche 14 überstreichen kann, muß das Gehäuses 4 entspre­ chend gestaltet werden. Dabei spielt die Gehäuseform eine eher untergeordnete Rolle: Ob diese wie im Ausführungs­ beispiel der Fig. 1 und 2 zylindrisch ist, oder kegel­ abschnittsförmig oder kugelförmig, dies ist von eher sekun­ därer Bedeutung und richtet sich nach Fertigungsgesichts­ punkten. Wichtig ist, daß der begrenzende Innendurchmesser D3 im Bereich D3/D1 = 1,1 bis 1,3 liegt.

In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung dargestellt: Das Gehäuse 4 ist kugel­ förmig gestaltet, wobei der begrenzende Innendurchmesser D3 der Innendurchmesser der Kugel ist. Das Verhältnis D3/D1 ist 1,15, bei einer kennzeichnenden Form der Kugelkalotte von H/D1 = 0,29. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist wegen der Kugelform die Begrenzung der Beweglichkeit der Reini­ gungsvorrichtung 8 über das gesamte Gehäuse 4 gleich, so daß die Reinigungsvorrichtung 8 ganze Umdrehungen ausführen kann, dargestellt durch den Pfeil 22. Die hintere Dicht­ lippe 19 ist länger ausgeführt, um eine kräftigere Absau­ gung zu erreichen. Die Vorrichtung ist mit einem Übergangs­ stück 20 ausgestattet, das mit seinem Austrittsflansch 21 an die nicht dargestellte stromabwärts gelegene Kühlwasser­ leitung anschließt. Der Eintrittsflansch 5 des Gehäuses 4 entspricht dem Austrittsflansch 21. Beide sind auf die an­ zuschließende Kühlwasserleitung abgestellt.

Fig. 4 zeigt das Siebelement 13 aus verformtem Lochblech mit der Lochung 23 und dem angeformten Randstreifen 15 in der Ansicht, teilweise aufgebrochen zur Darstellung der Saugöffnung 17. In der dargestellten Außenposition werden Teile der Saugöffnung 17 nicht von der Siebfläche 14 abge­ deckt. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung bein­ haltet daher Abschlußflächen 24, welche die Saugöffnung 17 zusätzlich zur grundsätzlichen Abdeckung durch die Sieb­ fläche 14 und durch die innere Mantelfläche 16 des Aus­ trittsflansches 6 abdecken. Eine vollständige Abdeckung ist zur Erzeugung einer ausreichenden Absaugung jedoch nicht not­ wendig, so daß in den meisten Fällen die zusätzliche Ab­ deckung der Saugöffnung 17 durch die innere Mantelfläche 16 ausreicht. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse 4 kegelstumpfförmig ausgeführt, der Austrittsflansch 6 als Innenflansch, und der Eintrittsflansch 5 als Außenflansch. Der begrenzende Innendurchmesser D3 entspricht im wesent­ lichen dem Außendurchmesser des Austrittsflansches 6.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform des Erfindungs­ gegenstandes. Das Gehäuse 4 ist wiederum kegelstumpfförmig ausgeführt. Die Reinigungsvorrichtung 8 kann volle Umdre­ hungen ausführen, bevorzugt in Richtung des Pfeiles 22c. Der zentrale Teil des Siebelementes 13 ist als Überdruck­ klappe 25 ausgeführt, die um die Achse 26 drehbar ist und bei Überlastung des Siebelementes 13 öffnet. Dazu wird die Welle 26 beispielsweise mit einem Scherstift in geschlosse­ ner Position gehalten, der beim vorbestimmten Drehmoment bricht und die Überdruckklappe 25 freigibt, die wegen der ex­ zentrischen Anordnung der Welle 26 vom Flüssigkeitsstrom selbst aufgedrückt wird.

In Fig. 6 ist das Siebelement 13 auf der anströmseitigen Siebfläche 14 mit Trennelementen 27 versehen, die die Sieb­ fläche 14 in eine Vielzahl streifenförmiger Abschnitte un­ terteilen, deren Breite 28 im Wesentlichen der Breite der Saugöffnung 17 der Reinigungsvorrichtung 8 entsprechen, und daß die anströmseitigen Kanten der Trennelemente 27 an die Kontur der Saugöffnung 17 angepaßt sind.

Mit der insgesamt beschriebenen Ausbildung des Siebel­ ementes als Kugelkalotte mit Höhe H und Durchmesser D1 im Verhältnis von 0,15 bis 0,35 und deren einfachen Befesti­ gung beabstandet von der Drehachse am Austrittsflansch des einteilig und rotationssymme­ trisch ausgeführten Gehäuses, dessen Austrittsflanschinnen­ durchmesser D2 dem Durchmesser D1 der Kugelkalotte entspricht, und dessen be­ grenzender Innendurchmesser D3 zu D1 im Verhältnis von 1,1 bis 1,3 steht, ist es möglich, eine mit geringem Aufwand zu fertigende, leicht zu montierende, platzsparende, mit ge­ ringem Druckverlust behaftete und betriebssichere Vorrich­ tung zum Abscheiden grober Feststoffe aus Flüssigkeiten zu schaffen.

Claims (28)

1. Vorrichtung zum Abscheiden grober Feststoffe aus Flüssigkeiten, insbesondere von Verunreinigungen aus dem Kühlwasserstrom vor Wärmeaustauschern, bestehend aus einem im Verlauf der Kühlwasserleitung angeordneten Gehäuse mit Eintrittsflansch und gleichachsig parallelem Austrittsflansch sowie einer die Flanschmittelpunkte verbindenden Gehäuseachse, einem den Gehäusequerschnitt abdeckenden und als Abschnitt einer rotationssymmetrischen Schale ausgebildeten Siebelement mit stirnseitiger Begrenzungsebene sowie einer zur Schale gleichachsig im Gehäuse drehbar gelagerten und rotationssymmetrisch über die anströmseitige Siebfläche des Siebelementes verdrehbaren Reinigungsvorrichtung, die auf Teilbereiche der Siebfläche einwirkt, nacheinander nahezu die gesamte Siebfläche überstreicht und an eine in der Drehachse verlaufende und die Wandung des Gehäuses durchsetzende Absaugleitung angeschlossen ist, wobei die Drehachse der Reinigungsvorrichtung und die Begrenzungsebene des Siebelementes parallel zueinander und beide zusammen senkrecht zur Gehäuseachse angeordnet sind und wobei die Symmetrieachse der Schale mit der Drehachse der Reinigungsvorrichtung zusammenfällt, dadurch gekennzeichnet, daß die anströmseitige Siebfläche (14) des Siebelementes (13) als Kugelkalotte mit dem Durchmesser D1, der Höhe H und dem Verhältnis H/D1 = 0,15 bis 0,35 ausgebildet ist, daß das Siebelement (13) mit seiner durch den Durchmesser D1 gekennzeichneten stirnseitigen Begrenzungsebene beabstandet von der Drehachse (9) am Austrittsflansch (6) des Gehäuses (4) befestigt ist, so daß es den Reinwasseraustritt bildet und in die anschließende Kühlwasserleitung (3) hineinragt, wobei der Durchmesser D1 der Kugelkalotte dem Innendurchmesser D2 des Austrittsflansches (6) des Gehäuses (4) entspricht, und daß das Gehäuse (4) einteilig und rotationssymmetrisch ausgeführt ist mit einem begrenzenden Innendurchmesser D3, der das 1,1 bis 1,3fache des Durchmessers D1 der Kugelkalotte beträgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe H der Kugelkalotte und deren Durchmesser D1 ein Verhältnis H/D1 bilden, das kleiner als 0,25 ist.

3. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Siebelement (13) aus gelochtem Blech besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Siebelement (13) einen ebenen Randstreifen (15) mit dem Innendurchmesser D1 besitzt, der den Abschluß des Siebelementes (13) bildet und zwischen Austrittsflansch (6) des Gehäuses (4) und Anschlußflansch (3a) der anschließenden Kühlwasserleitung (3) eingespannt wird.

5. Vorrichtung nach Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Siebelement (13) durch Verformung einer ebenen Lochblechscheibe entsteht.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Mantelfläche (16) des Austrittsflansches (6) im wesentlichen kegelförmig ausgebildet ist, und daß der Öffnungswinkel des Kegels im wesentlichen dem Öffnungswinkel der Kugelkalotte an ihrem Durchmesser D1 entspricht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrittsflansch (6) mit Innendurchmesser D2 als Innenflansch des Gehäuses (4) ausgebildet ist, und daß am Außendurchmesser des Austrittsflansches (6) der Gehäusemantel angeschlossen ist und an dieser Stelle seinen begrenzenden Innendurchmesser D3 aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (4) als zylindrischer Rohrschuß mit dem Durchmesser D3 ausgeführt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (4) als kegelstumpfförmiger Rohrschuß ausgebildet ist und einen Eintrittsflansch (5) besitzt, dessen Innendurchmesser dem Innendurchmesser D2 des Austrittsflansches (6) entspricht und daß der kegelförmige Rohrschuß am Innendurchmesser des Eintrittsflansches (5) angeschlossen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Eintrittsflansch (5) und der im wesentlichen gleiche Austrittsflansch (6) als Außenflansche eines kugelabschnittsförmigen Gehäuses (4) mit dem Durchmesser D3 ausgeführt sind, das an den Innendurchmesser D2 der beiden Flansche (5, 6) anschließt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Eintrittsflansch (5) und Austrittsflansch (6) als Außenflansche eines Gehäuses (4) ausgeführt sind, das an den Innendurchmesser D2 der beiden Flansche (5, 6) anschließt und aus zwei mit dem größten Durchmesser D3 aneinandergesetzten Kegelstümpfen besteht.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlwasserleitung (3) mit einem Anschlußflansch (3a) direkt an den Austrittsflansch (6) des Gehäuses (4) angeflanscht ist, und daß der Innendurchmesser des Anschlußflansches (3a) im wesentlichen dem Innendurchmesser D2 des Austrittsflansches (6) entspricht.

13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlwasserleitung (3) mit einem Übergangsstück (20) an den Austrittsflansch (6) des Gehäuses (4) angeschlossen ist, und daß der Durchmesser der Kühlwasserleitung (3) kleiner ist als der Innendurchmesser D2 des Austrittsflansches (6).

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Übergangsstück (20) als Kegelstumpf ausgeführt ist.

15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die stromaufwärtige Kühlwasserleitung (2) mit einem Anschlußflansch (2a) direkt an den Eintrittsflansch (5) des Gehäuses (4) angeflanscht ist.

16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugöffnung (17) der Reinigungsvorrichtung (8) oszillierend über die Siebfläche (14) bewegbar ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß in den Außenpositionen der Reinigungsvorrichtung (8) Teile der Saugöffnung (17) über das Siebelement (13) hinausragen und die Enden der Saugöffnung (17) den Mantel des Gehäuses (4) annähernd berühren.

18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsvorrichtung (8) in vollen Umdrehungen bewegbar ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß in den äußeren Reinigungspositionen die Saugöffnung (17) der Reinigungsvorrichtung (8) nur zum Teil durch die Siebfläche (14) abgedeckt ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (4) mit Abschlußflächen (24) versehen ist, die die über die Siebfläche (14) hinausragenden Teile der Saugöffnung (17) abdecken.

21. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsvorrichtung (8) als ganzes Stück verdrehbar ist, und daß sie im Bereich der Drehachse (9) als Rohr (10) ausgeführt ist, dessen eines Ende an die die Wandung des Gehäuses (4) durchsetzende Absaugleitung (11) angeschlossen ist, und dessen anderes Ende eine die Gehäusewandung durchdringende Antriebswelle (12) trägt.

22. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsvorrichtung (8) aus zwei Teilstücken besteht, die jedes für sich verdrehbar sind, und daß beide Teilstücke im Bereich der gemeinsamen Drehachse (9) als Rohre (10) ausgeführt sind, deren innenliegende Enden in einem gemeinsamen Lagerpunkt drehbar gelagert sind, und deren außenliegende Enden einzeln an die Wandung des Gehäuses (4) durchsetzende Absaugleitungen (11) angeschlossen sind.

23. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugöffnung (17) der Reinigungsvorrichtung (8) stetig über die Siebfläche (14) des Siebelementes (13) bewegbar ist.

24. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugöffnung (17) der Reinigungsvorrichtung (8) schrittweise über die Siebfläche (14) bewegbar ist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Siebelement (13) auf der anströmseitigen Siebfläche (14) mit Trennelementen (27) versehen ist, die die Siebfläche (14) in eine Vielzahl streifenförmiger Abschnitte unterteilen, deren Breite (28) im Wesentlichen der Breite der Saugöffnung (17) der Reinigungsvorrichtung (8) entspricht, und daß die anströmseitigen Kanten der Trennelemente (27) an die Kontur der Saugöffnung (17) angepaßt sind.

26. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß annähernd die gesamte Saugöffnung (17) der Reinigungsvorrichtung (8) in mindestens einer Position die Siebfläche (14) des Siebelementes (13) und eventuell vorhandene Abschlußflächen (24) überragt.

27. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Teil des Siebelementes (13) als Überdruckklappe (25) ausgeführt ist, die um eine senkrecht zur Gehäuseachse (7) angeordnete Welle (26) drehbar ist.

28. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (26) exzentrisch zur Gehäuseachse (7) angeordnet ist und gegen eine vorbestimmte Zuhaltekraft öffnet.