EP0560863B1 - Tauchrohr für vorrichtungen zum auftrennen von stoffgemengen - Google Patents
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- EP0560863B1 EP0560863B1 EP92900797A EP92900797A EP0560863B1 EP 0560863 B1 EP0560863 B1 EP 0560863B1 EP 92900797 A EP92900797 A EP 92900797A EP 92900797 A EP92900797 A EP 92900797A EP 0560863 B1 EP0560863 B1 EP 0560863B1
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
- B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
- B04C5/08—Vortex chamber constructions
- B04C5/103—Bodies or members, e.g. bulkheads, guides, in the vortex chamber
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- B04C5/12—Construction of the overflow ducting, e.g. diffusing or spiral exits
- B04C5/13—Construction of the overflow ducting, e.g. diffusing or spiral exits formed as a vortex finder and extending into the vortex chamber; Discharge from vortex finder otherwise than at the top of the cyclone; Devices for controlling the overflow
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- B04C5/13—Construction of the overflow ducting, e.g. diffusing or spiral exits formed as a vortex finder and extending into the vortex chamber; Discharge from vortex finder otherwise than at the top of the cyclone; Devices for controlling the overflow
- B04C2005/136—Baffles in the vortex finder
Definitions
- the invention relates to an immersion tube for devices for separating mixtures of substances from at least one liquid or gaseous medium and at least one liquid or solid substance which has a higher specific weight than the medium, under the action of centrifugal forces, by means of which the material is at least partially freed Medium is discharged from the device, with a guide device at one end of the dip tube, the guide device consisting of at least one curved guide plate and the distance of the guide plate from the longitudinal axis of the dip tube becoming increasingly smaller in the circumferential direction.
- Devices for separating mixtures of at least one substance and a medium are known for example from EP-A-398 864.
- dip tubes are provided for the exit of the substance or substances to be separated, at least partially, preferably completely, medium, which protrude into the separation chamber.
- baffles in the form of baffles between the immersion tubes, which run in the direction of the flow from the inside to the outside and a reversal of the direction of flow of the medium when passing from the room in which the mixture of substances is set into rotation in the space in which the actual separation takes place.
- propeller-like guidance devices are in the prior art known with several blades at the inlet end of the dip tube, the individual blades being directed so that they are intended to reduce or completely eliminate the rotational movement of the medium entering the dip tube.
- these embodiments have not become established in practice due to fluidic problems. The reason for this is that the actual flow directions in the area of the dip tube mouth are not known.
- the invention has for its object to further develop the known dip tubes in such a way that the transfer of the medium from the separation chamber into or in two coaxially opposite and in the opposite direction discharging medium discharge tubes is improved in the dip tubes.
- the design of the immersion tubes according to the invention should be suitable for separating devices according to EP-A-398 864.
- this object is achieved in an immersion tube of the type mentioned in the introduction in that the radii of the guide plate lying in normal planes to the axis increase in the axial direction from the free edge of the guide plate opposite the immersion tube to the mouth of the immersion tube.
- the rotating medium in the area of the mouth of the immersion tube through the guide device not only radial, but also an axial acceleration, i.e. If an acceleration is given in the outflow direction of the medium through the dip tube, the medium passes from the separation chamber into the dip tube or the dip tubes, if two dip tubes are provided, in a streamlined manner and with little energy loss.
- the guide device simultaneously gives the medium in the space lying outside the mouth of the dip tube and inside the lateral surface of the dip tube a radially inward and an axial acceleration, the passage into the dip tube or into the dip tubes improved.
- the guide device in the invention consists of at least one curved guide plate, which is inclined at an acute angle to the axis of the immersion tube, the medium is forced due to the special shape of the guide plates of the guide device according to the invention by the medium striving to rotate at a constant turning radius to enter the dip tube and the thrust (acceleration) given to the outflowing medium by the guide device on the dip tube is increased.
- An embodiment of the dip tube according to the invention is characterized in that the guide device has at least one partially conical, in particular partially truncated cone-shaped guide plate, the axis of curvature of which preferably runs parallel to the axis of the dip tube and is offset from this axis and the largest radius of curvature of which is greater than the radius of the dip tube and its smallest radius of curvature is smaller than the radius of the dip tube.
- the guide plate has the shape of a truncated cone shell or, in the case of several guide plates, a partial truncated cone shell, the edge of which lies at the end with the larger radius and connects to the dip tube.
- This embodiment has the advantage that the baffle can be unwound.
- a structurally simple design of the dip tube with its guide device results if, according to a further proposal of the invention, it is provided that the edge of the guide plate is connected to the edge of the dip tube.
- the favorable influencing of the flow of the medium from the separation chamber into the immersion tube or the immersion tubes under the action of the guide plate, which peels off layers of the rotating medium and guides into the immersion tube or the immersion tubes, can be improved if according to the invention provides that two or more identical guide plates, the axes of curvature of which are preferably parallel to one another and to the axis of the dip tube, are provided.
- the dip tube according to the invention can also be characterized in that the guide device has at least one guide plate which extends about 360 ° around the axis, or that in the case of a guide device with more than one guide plate, each guide plate is about the number of guide plates corresponding fraction of about 360 ° around the axis.
- baffles are arranged symmetrically with respect to the axis of the dip tube.
- the axes of curvature of the guide plates are at equal distances from the axis of the dip tube and are diametrically opposed to one another with respect to the axis of the dip tube.
- the edges of the guide plates, which run approximately in the direction of the axis of the dip tube are preferably straight and lie in one plane in the case of two guide plates, in which the axes of curvature also lie Baffles and the axis of the dip tube are, or if there are more than two baffles in a cylinder jacket which is concentric with the axis of the dip tube.
- the openings delimited by the substantially axially parallel edges of the guide plates or the edge of the dip tube are open in the direction of rotation of the medium.
- the openings delimited by the edges of the guide plates or the edge of the dip tube, which are oriented essentially axially parallel are open against the direction of rotation of the medium.
- the invention can be applied with particular advantage, but not exclusively, to devices as are known from EP-A-398 864.
- the invention therefore also extends to a device for separating at least one substance from a liquid or gaseous medium by centrifugal forces, which substance has a specific weight or mass different from the medium, in particular for separating specifically heavier substances from a liquid or gas stream, with a housing, with means for generating a rotational movement of the mixture of substance and medium in an annular or spiral space and with a separation chamber in which outlet openings are provided for the medium at least partially freed from the substance and for the separated substance, the outlet opening for the cleaned medium is formed by at least one dip tube projecting into the separation chamber.
- the device is characterized according to the invention in that the immersion tube is designed according to one or more of claims 1 to 20.
- An immersion tube 1 which in a separation chamber of a separation device (not shown further), which may for example, but preferably have one of the constructions known from EP-A-398 864, has at its end a guide device 2 made of preferably one to three identically designed guide plates 3
- the guide plates 3 are curved in the shape of a truncated cone, their axes of curvature 4 being aligned parallel to the axis 5 of the dip tube 1.
- the axes of curvature 4 of the guide plates 3 are arranged at a distance from the axis 5 of the dip tube 1.
- the arrangement is such that both axes of curvature 4 of the guide plates 3 from the axis 5 of the dip tube 1 have the same distance a.
- the guide plates 3 have the radius of curvature r at their free edges 6 and are connected at their end with the larger radius of curvature R to the edge 7 of the end of the dip tube 1 projecting into the separation chamber.
- this results in an edge 7 that is curved in two directions and semicircular in plan view (corresponding to the sectional view of FIG. 2), which extends from the edges of the guide plates 3 and the edge 17 of the dip tube 1 is formed.
- This edge 7 indicates approximately the flow path of the medium in the area of the two baffles 3 before it enters the dip tube 1.
- the arrangement and design of the two guide plates 3 described results in the fact that in the direction of rotation of the medium (see arrow 11 in FIG. 2) they increasingly approach the axis 5 of the dip tube 1 and that the generatrix of the partial truncated cone of the guide plates 3 becomes axis 5 of the dip tube 1 are inclined at an acute angle.
- the described design of the two guide plates 3 of the guide device 2 results in addition to the mouth 13 which is perpendicular to the axis 5, two inlet slots 12, each of adjacent edges 8 and 9 of the two guide plates 3 and from the edge 14 - this edge 14 runs parallel to Axis 5 of the dip tube 1 - be limited at the end of the dip tube 1.
- the slots 12 merge into the opening 13.
- Fig. 4 shows one of the guide plates 3 of the guide device 2 in a developed, flat state, i.e. its cutting.
- the edge 15 shows a development of the end of the immersion tube 1, on which the guide device 2 is arranged from the two guide plates 3 and is connected to the edge 17. It should be noted that part of the edge 15 forms the edge 14 which delimits the slot 12. The rest of the edge 15 is adjacent to the edge 16 at the other end of the bend when the dip tube 1 is closed.
- each guide plate 3 acts on the medium over half a revolution of the medium or over half the circumference of the separation chamber. If more than two baffles 3 are provided, each of these acts on the medium by way of the fraction of the baffle corresponding to the number of baffles (for example a third, a quarter, etc.).
- the guide device 2 with its generally two, but also three in certain constructions (see FIG. 6) or four guide plates 3, can also be referred to as a "screw diffuser".
- a difference between the guide device 2 according to the invention and the guide devices of the prior art is that the latter is defined on the one hand in the plane by the end of the dip tube, or in a cylinder surface which is defined by the outer surface of the dip tube.
- the guide device according to the invention acts in the space between the two surfaces mentioned (mouth plane and imaginary extension of the outer surface of the dip tube).
- the peripheral speed or the rotary movement of the medium is converted into an axial movement immediately after entering the area of the guide plates 3.
- This supported by the shape of the guide devices according to the invention, also prevents that only radial movements of the medium take place in the area of the guide plates. Rather, an axial outflow movement of the medium occurs at the same time. This prevents a pure rotational movement of the medium from taking place in the region of the mouth end of the dip tube.
- the axes 4 of the guide plates 3 are not necessarily aligned parallel to the axis 5 of the dip tube 1.
- baffles 3 with the shape of a partial jacket of an inclined cone with an axis parallel to the axis 5 of the dip tube 1 are also conceivable.
- the two guide plates 3 extend over 270 ° (in the embodiment of FIGS. 1 to 3, the guide plates 3 extend over 180 °), so that there are diffuser-like inlet channels which become wider away from the inlet openings 12. This improves the recovery of pressure from the flow velocity of the medium. As a result, the gases flowing into the dip tube are released in the direction in which they flow through the guide device to the dip tube.
- an end plate 30 with an edge 31 curved away from the dip tube 1 is also provided.
- This end plate 30, which can also be provided in the other embodiments of the guide device according to the invention, prevents the area in which there is negative pressure outside the dip tube 1 from spreading into the dip tube 1.
Landscapes
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Tauchrohr für Vorrichtungen zum Auftrennen von Stoffgemengen aus wenigstens einem flüssigen oder gasförmigen Medium und wenigstens einem flüssigen oder festen Stoff, der ein höheres spezifisches Gewicht hat als das Medium, unter der Wirkung von Zentrifugalkräften, durch welches das wenigstens teilweise vom Stoff befreite Medium aus der Vorrichtung abgeführt wird, mit einer Leiteinrichtung an einem Ende des Tauchrohres, wobei die Leiteinrichtung aus wenigstens einem gekrümmten Leitblech besteht und wobei sich der Abstand des Leitbleches von der Längsachse des Tauchrohres in Umfangsrichtung zunehmend verkleinert. Vorrichtungen zum Auftrennen von Gemengen aus wenigstens einem Stoff und einem Medium sind beispielsweise aus der EP-A-398 864 bekannt.
- Bei diesen bekannten Vorrichtungen sind für den Austritt des vom abzutrennenden Stoff oder den abzutrennenden Stoffen wenigstens teilweise, vorzugsweise zur Gänze befreiten Mediums Tauchrohre vorgesehen, die in die Trennkammer ragen.
- Aus der EP-A-398 864 ist es auch bekannt, zwischen den Tauchrohren Leiteinrichtungen in Form von Leitblechen vorzusehen, die in Richtung der Strömung von innen nach außen verlaufen und eine Umkehr der Strömungsrichtung des Mediums beim Übertritt aus dem Raum, in dem das Stoffgemenge in Drehung versetzt wird, in den Raum, in dem die eigentliche Trennung stattfindet, zu bewirken.
- Im Stand der Technik (z.B. AT-PS 13036, GB-PS 245 636) sind weiters Leiteinrichtungen an Tauchrohren bekannt, die Leitbleche aufweisen, die jedoch ausschließlich um eine Achse gekrümmt sind, die parallel zur Tauchrohrachse ausgerichtet ist. Dadurch ergibt sich eine ausschließlich radiale Beschleunigung, die zum Übertritt des Mediums in das Tauchrohr jedoch nichts beiträgt.
- Weiters sind im Stand der Technik propellerartige Leiteinrichtungen mit mehreren Schaufeln am Eintrittsende des Tauchrohres bekannt, wobei die einzelnen Schaufeln so gerichtet sind, daß sie die Drehbewegung des in das Tauchrohr eintretenden Mediums verringern oder zur Gänze beseitigen sollen. Diese Ausführungsformen haben sich jedoch in der Praxis wegen strömungstechnischer Probleme nicht durchgesetzt. Grund hiefür ist es, daß die tatsächlichen Strömungsrichtungen im Bereich der Tauchrohrmündung nicht bekannt sind.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die an sich bekannten Tauchrohre in der Weise weiterzubilden, daß der Übertritt des Mediums aus der Trennkammer in das bzw. bei zwei einander koaxial gegenüberliegenden und in entgegengesetzte Richtung Medium abführenden Tauchrohren in die Tauchrohre verbessert wird. Insbesondere soll die erfindungsgemäße Ausführung der Tauchrohre für Trennvorrichtungen gemäß der EP-A-398 864 geeignet sein.
- Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem Tauchrohr der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst, daß sich die in zur Achse normalen Ebenen liegenden Radien des Leitbleches in Achsrichtung vom dem Tauchrohr gegenüberliegenden freien Rand des Leitbleches zur Mündung des Tauchrohres hin vergrößern.
- Dadurch, daß dem in Drehung versetzten Medium im Bereich der Mündung des Tauchrohres durch die erfindungsgemäße Leiteinrichtung nicht nur eine radiale, sondern auch eine axiale Beschleunigung, d.h. eine Beschleunigung in Abströmrichtung des Mediums durch das Tauchrohr erteilt wird, erfolgt der Übertritt des Mediums aus der Trennkammer in das Tauchrohr bzw. die Tauchrohre, wenn zwei Tauchrohre vorgesehen sind, strömungsgünstig und bei geringem Energieverlust.
- Dadurch, daß die Leiteinrichtung dem Medium in dem außerhalb der Mündung des Tauchrohres und innerhalb der Mantelfläche des Tauchrohres liegenden Raum gleichzeitig eine radial nach innen gerichtete und eine axiale Beschleunigung erteilt, wird der Übertritt in das Tauchrohr bzw. in die Tauchrohre verbessert.
- Da die Leiteinrichtung bei der Erfindung aus wenigstens einem gekrümmten Leitblech besteht, das zur Achse des Tauchrohres unter einem spitzen Winkel geneigt ist, wird durch das Bestreben des Mediums, sich mit konstantem Drehradius zu drehen, das Medium wegen besonderen Form der Leitbleche der erfindungsgemäßen Leiteinrichtung gezwungen, in das Tauchrohr einzutreten und der durch die Leiteinrichtung am Tauchrohr dem abströmenden Medium erteilte Schub (Beschleunigung) wird verstärkt.
- Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Tauchrohres ist dadurch gekennzeichnet, daß die Leiteinrichtung wenigstens ein teilkegelförmig, insbesondere teilkegelstumpfförmig gekrümmtes Leitblech aufweist, dessen Krümmungsachse zur Achse des Tauchrohres vorzugsweise parallel verläuft und zu dieser Achse versetzt ist und dessen größter Krümmungsradius größer ist als der Radius des Tauchrohres und dessen kleinster Krümmungsradius kleiner ist als der Radius des Tauchrohres.
- In einer praktischen Verwirklichung dieser Ausführungsform kann gemäß der Erfindung vorgesehen sein, daß das Leitblech die Form eines Kegelstumpfmantels bzw. bei mehreren Leitblechen eines Teilkegelstumpfmantels besitzt, dessen am Ende mit dem größeren Radius liegender Rand an das Tauchrohr anschließt. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß das Leitblech abwickelbar ist.
- Eine konstruktiv einfache Ausführung des Tauchrohres mit seiner Leiteinrichtung ergibt sich, wenn gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung vorgesehen ist, daß der Rand des Leitbleches mit dem Rand des Tauchrohres verbunden ist.
- Die günstige Beeinflussung der Strömung des Mediums aus der Trennkammer in das Tauchrohr bzw. die Tauchrohre unter der Wirkung des Leitbleches, das gleichsam Schichten aus dem sich drehenden Medium abschält und in das Tauchrohr bzw. die Tauchrohre leitet, kann noch verbessert werden, wenn gemäß der Erfindung vorgesehen ist, daß zwei oder mehr identische Leitbleche, deren Krümmungsachsen zueinander und zur Achse des Tauchrohres vorzugsweise parallel verlaufen, vorgesehen sind.
- Das erfindungsgemäße Tauchrohr kann sich noch dadurch auszeichnen, daß die Leiteinrichtung wenigstens ein Leitblech besitzt, das sich um etwa 360° um die Achse erstreckt, bzw. daß sich bei einer Leiteinrichtung mit mehr als einem Leitblech, jedes Leitblech etwa um den der Zahl der Leitbleche entsprechenden Bruchteil von etwa 360° um die Achse erstreckt.
- Bei allen Ausführungsformen - es können auch mehr als zwei identische Leitbleche vorgesehen sein - bewährt es sich im Rahmen der Erfindung, wenn die Leitbleche einander bezüglich der Achse des Tauchrohres symmetrisch angeordnet sind.
- Bei allen Ausführungsformen mit mehr als einem Leitblech kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß die Krümmungsachsen der Leitbleche von der Achse des Tauchrohres gleich große Abstände haben, und einander bezüglich der Achse des Tauchrohres diametral bzw. auf Lücke gegenüberliegen. Bei bei dieser Ausführungsform ergibt sich eine räumlich günstige Anordnung und eine besonders vorteilhafte Wirkung der Leiteinrichtung, wenn die etwa in Richtung der Achse des Tauchrohres verlaufenden Ränder der Leitbleche vorzugsweise gerade ausgebildet sind und bei zwei Leitblechen in einer Ebene liegen, in der auch die Krümmungsachsen der Leitbleche und die Achse des Tauchrohres liegen bzw. bei mehr als zwei Leitblechen in einem Zylindermantel liegen, der zur Achse des Tauchrohres konzentrisch ist.
- Weiters kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, daß die von den im wesentlichen achsparallel ausgerichteten Rändern der Leitbleche bzw. der Kante des Tauchrohres begrenzten Öffnungen in Drehrichtung des Mediums offen sind. Alternativ kann auch vorgesehen sein, daß die von den im wesentlichen achsparallel ausgerichteten Rändern der Leitbleche bzw. der Kante des Tauchrohres begrenzten Öffnungen entgegen der Drehrichtung des Mediums offen sind.
- Wie bereits erwähnt, kann die Erfindung mit besonderem Vorteil, jedoch nicht ausschließlich, bei Vorrichtungen angewendet werden, wie sie aus der EP-A-398 864 bekannt sind.
- Die Erfindung erstreckt sich daher auch auf eine Vorrichtung zum Abtrennen von wenigstens einem Stoff aus einem flüssigen oder gasförmigen Medium durch Zentrifugalkräfte, welcher Stoff ein vom Medium unterschiedliches spezifisches Gewicht oder Masse hat, insbesondere zum Abtrennen von spezifisch schwereren Stoffen aus einem Flüssigkeits- oder Gasstrom, mit einem Gehäuse, mit Einrichtungen zum Erzeugen einer Drehbewegung des Gemenges aus Stoff und Medium in einem ring- oder spiralförmigen Raum und mit einer Trennkammer, in der Austrittsöffnungen für das wenigstens teilweise vom Stoff befreite Medium und für den abgetrennten Stoff vorgesehen sind, wobei die Austrittsöffnung für das gereinigte Medium von wenigstens einem in die Trennkammer ragenden Tauchrohr gebildet ist. Die Vorrichtung zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß das Tauchrohr gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 20 ausgebildet ist.
- Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles. Es zeigt:
- Fig. 1 das in einer Trennkammer angeordnete Ende eines Tauchrohres mit einer Leiteinrichtung in Ansicht,
- Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1,
- Fig. 3 das in den Fig. 1 und 2 gezeigte Tauchrohr mit Leiteinrichtung in Schrägansicht,
- Fig. 4 einen Zuschnitt für die Leitbleche der Leiteinrichtung,
- Fig. 5 eine Abwicklung des mit der Leiteinrichtung versehenen, in der Trennkammer angeordneten Endes eines Tauchrohres,
- Fig. 6 eine Ausführungsform mit drei Leitblechen,
- Fig. 7 eine abgeänderte Ausführungsform der Leiteinrichtung in schaubildlicher Darstellung und Fig. 8 die Leiteinrichtung aus Fig. 7 in Draufsicht.
- Ein Tauchrohr 1, das in einer Trennkammer einer nicht weiter gezeigten Trennvorrichtung, die beispielsweise, jedoch bevorzugt eine der aus der EP-A-398 864 bekannten Konstruktionen besitzen kann, trägt an seinem Ende eine Leiteinrichtung 2 aus vorzugsweise ein bis drei identisch ausgebildeten Leitblechen 3. Die Leitbleche 3 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel kegelstumpfmantelförmig gekrümmt, wobei ihre Krümmungsachsen 4 zur Achse 5 des Tauchrohres 1 parallel ausgerichtet sind.
- Wie Fig. 1 und 2 zeigen, sind die Krümmungsachsen 4 der Leitbleche 3 im Abstand von der Achse 5 des Tauchrohres 1 angeordnet. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß beide Krümmungsachsen 4 der Leitbleche 3 von der Achse 5 des Tauchrohres 1 den gleichen Abstand a besitzen.
- Die Leitbleche 3 besitzen an ihren freien Rändern 6 den Krümmungsradius r und sind an ihrem Ende mit dem größeren Krümmungsradius R mit dem Rand 7 des in die Trennkammer ragenden Endes des Tauchrohres 1 verbunden. Im Übergangsbereich zwischen dem Tauchrohr 1 und den beiden Leitblechen 3 ergibt sich dadurch eine nach zwei Richtungen gekrümmte und in der Draufsicht (entsprechend der Schnittdarstellung von Fig. 2) halbkreisförmige Kante 7, die von den Rändern der Leitbleche 3 und dem Rand 17 des Tauchrohres 1 gebildet wird. Diese Kante 7 gibt ungefähr die Strömungsbahn des Mediums im Bereich der beiden Leitbleche 3 an, bevor dieses in das Tauchrohr 1 eintritt.
- Aus der Schnittdarstellung von Fig. 2 ist noch ersichtlich, daß die etwa in Richtung der Krümmungsachsen 4 verlaufenden, geraden Ränder 8 und 9 jedes Leitbleches 3 in der Ebene 10 liegen, in der auch die beiden Krümmungsachsen 4 der Leitbleche 3 und die Achse 5 des Tauchrohres 1 liegen.
- Durch die beschriebene Anordnung und Ausbildung der beiden Leitbleche 3 ergibt sich, daß sich diese in Drehrichtung des Mediums (sh. Pfeil 11 in Fig. 2) der Achse 5 des Tauchrohres 1 zunehmend annähern und daß die Erzeugenden des Teilkegelstumpfmantels der Leitbleche 3 zur Achse 5 des Tauchrohres 1 unter einem spitzen Winkel geneigt sind.
Durch die beschriebene Ausführung der beiden Leitbleche 3 der Leiteinrichtung 2 ergeben sich zusätzlich zu der zur Achse 5 senkrechten Mündung 13 zwei Einlaufschlitze 12, die jeweils von benachbarten Rändern 8 und 9 der beiden Leitbleche 3 und von der Kante 14 - diese Kante 14 verläuft parallel zur Achse 5 des Tauchrohres 1 - am Ende des Tauchrohres 1 begrenzt werden. Am freien Ende der Leiteinrichtung 2 gehen die Schlitze 12 in die Öffnung 13 über. - Die Fig. 4 zeigt eines der Leitbleche 3 der Leiteinrichtung 2 in abgewickeltem, ebenem Zustand, d.h. dessen Zuschnitt.
- Die Fig. 5 zeigt eine Abwicklung des Endes des Tauchrohres 1, an dem die Leiteinrichtung 2 aus den beiden Leitblechen 3 angeordnet und mit der Randkante 17 verbunden ist. Dabei ist zu beachten, daß ein Teil der Kante 15 die Kante 14, die den Schlitz 12 begrenzt, bildet. Der übrige Teil der Kante 15 grenzt an die am anderen Ende der Abwinklung liegende Kante 16 an, wenn das Tauchrohr 1 geschlossen ist.
- Bei der beschriebenen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Leiteinrichtung 2 mit zwei Leitblechen 3 wirkt jedes Leitblech 3 über eine halbe Umdrehung des Mediums bzw. über den halben Umfang der Trennkammer auf das Medium ein. Wenn mehr als zwei Leitbleche 3 vorgesehen sind, wirkt jedes derselben über den der Zahl der Leitbleche entsprechenden Bruchteil (beispielsweise ein Drittel, ein Viertel usf.) der Umdrehung des Mediums auf dieses ein.
- Die erfindungsgemäße Leiteinrichtung 2 mit ihren in der Regel zwei, aber bei bestimmten Konstruktionen auch drei (vgl. Fig. 6) oder vier Leitblechen 3, kann auch als "Schraubdiffuser" angesprochen werden.
- Ein Unterschied zwischen der erfindungsgemäßen Leiteinrichtung 2 und den Leiteinrichtungen des Standes der Technik besteht noch darin, daß letztere einerseits in der Ebene durch das Ende des Tauchrohres definiert ist, oder in einer Zylinderfläche, die durch die Mantelfläche des Tauchrohres definiert ist, wirken. Dagegen wirkt die erfindungsgemäße Leiteinrichtung in dem Raum zwischen den beiden genannten Flächen (Mündungsebene und gedachte Verlängerung Mantelfläche des Tauchrohres).
- Durch die erfindungsgemäße Ausführung der Leiteinrichtung 2 am mündungsseitigen Ende des Tauchrohres 1 wird die Umfangsgeschwindigkeit bzw. die Drehbewegung des Mediums sofort nach Eintritt in den Bereich der Leitbleche 3 in eine Axialbewegung umgesetzt. Dadurch wird, unterstützt durch die Formgebung der erfindungsgemäßen Leiteinrichtungen auch verhindert, daß im Bereich der Leitbleche ausschließlich radiale Bewegungen des Mediums stattfinden. Vielmehr tritt gleichzeitig eine axiale Abströmbewegung des Mediums auf. Damit wird verhindert, daß im Bereich des mündungsseitigen Endes des Tauchrohres eine reine Drehbewegung des Mediums stattfindet.
- Die Achsen 4 der Leitbleche 3 sind nicht zwingend parallel zur Achse 5 des Tauchrohres 1 ausgerichtet.
- Durch die ebenfalls mögliche Verwendung von Leitblechen 3 mit der Form des Teilmantels eines schiefen Kegels, mit zur Achse des Tauchrohres nicht paralleler Kegelachse werden ebenfalls die oben geschilderten Effekte erzielt. Durch den schiefen Kegel mit schräggestellter Achse ergibt sich auch eine sehr steile Verschneidungslinie (Kante 7) zwischen dem bzw. den Leitblechen 3 und dem Mantel des Tauchrohres 1.
- Im Prinzip sind auch Leitbleche 3 mit der Form eines Teilmantels eines schiefen Kegels mit zur Achse 5 des Tauchrohres 1 paralleler Achse denkbar.
- Bei der in den Fig. 7 und 8 gezeigten Ausführungsform (vom Tauchrohr 1 ist der Übersichtlichkeit wegen nur dessen unterstes Ende dargestellt) erstrecken sich die beiden Leitbleche 3 über 270° (bei der Ausführungsform von Fig. 1 bis 3 erstrecken sich die Leitbleche 3 über 180°), so daß sich diffusorartige Eintrittskanäle ergeben, die von den Eintrittsöffnungen 12 weg breiter werden. Dadurch wird die Rückgewinnung von Druck aus Strömungsgeschwindigkeit des Mediums verbessert. Dadurch wird es den in das Tauchrohr einströmenden Gasen freigelassen, in welcher Richtung die-se durch die Leiteinrichtung zu dem Tauchrohr hin strömen.
- Am unteren Ende der Leiteinrichtung gemäß Fig. 7 und 8 ist noch eine Abschlußplatte 30 mit vom Tauchrohr 1 weg gekrümmtem Rand 31 vorgesehen. Diese Abschlußplatte 30, die auch bei den anderen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Leiteinrichtung vorgesehen sein kann, verhindert, daß sich der Bereich, in dem außerhalb des Tauchrohres 1 Unterdruck herrscht, in das Tauchrohr 1 ausbreitet.
Claims (21)
- Tauchrohr (1) für Vorrichtungen zum Auftrennen von Stoffgemengen aus wenigstens einem flüssigen oder gasförmigen Medium und wenigstens einem flüssigen oder festen Stoff, der ein höheres spezifisches Gewicht hat als das Medium, unter der Wirkung von Zentrifugalkräften, durch welches das wenigstens teilweise vom Stoff befreite Medium aus der Vorrichtung abgeführt wird, mit einer Leiteinrichtung an einem Ende des Tauchrohres, wobei die Leiteinrichtung aus wenigstens einem gekrümmten Leitblech besteht und wobei sich der Abstand des Leitbleches von der Längsachse des Tauchrohres in Umfangsrichtung zunehmend verkleinert, dadurch gekennzeichnet, daß sich die in zur Achse (5) normalen Ebenen liegenden Radien des Leitbleches (3) in Achsrichtung (5) vom dem Tauchrohr (1) gegenüberliegenden freien Rand (6) des Leitbleches (3) zur Mündung des Tauchrohres (1) hin vergrößern.
- Tauchrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiteinrichtung (2) wenigstens ein teilkegelförmig, insbesondere teilkegelstumpfförmig gekrümmtes Leitblech (3) aufweist, dessen Krümmungsachse (4) zur Achse (5) des Tauchrohres (1) vorzugsweise parallel verläuft und zu dieser Achse (5) versetzt ist und dessen größter Krümmungsradius (R) größer ist als der Radius des Tauchrohres (1) und dessen kleinster Krümmungsradius (r) kleiner ist als der Radius des Tauchrohres (1).
- Tauchrohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitblech (3) die Form eines Kegelstumpfmantels bzw. bei mehreren Leitblechen (3) eines Teilkegelstumpfmantels besitzt, dessen am Ende mit dem größeren Radius (R) liegender Rand (7) an das Tauchrohr (1) anschließt.
- Tauchrohr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (7) des Leitbleches (3) mit dem Rand (17) des Tauchrohres (1) verbunden ist.
- Tauchrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr identische Leitbleche (3), deren Krümmungsachsen (4) zueinander und zur Achse (5) des Tauchrohres (1) vorzugsweise parallel verlaufen, vorgesehen sind.
- Tauchrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiteinrichtung (2) wenigstens ein Leitblech (3) besitzt, das sich um etwa 360° um die Achse (5) erstreckt, bzw. daß sich bei einer Leiteinrichtung (2) mit mehr als einem Leitblech (3), jedes Leitblech (3) etwa um den der Zahl der Leitbleche (3) entsprechenden Bruchteil von etwa 360° um die Achse (5) erstreckt.
- Tauchrohr nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitbleche (3) zur Achse (5) des Tauchrohres (1) symmetrisch angeordnet sind.
- Tauchrohr nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmungsachsen (4) der Leitbleche (3) von der Achse (5) des Tauchrohres (1) gleich große Abstände (a) haben und einander bezüglich der Achse (5) des Tauchrohres (1) diametral bzw. auf Lücke gegenüberliegen.
- Tauchrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die etwa in Richtung der Achse (5) des Tauchrohres (1) verlaufenden Ränder (8, 9) der Leitbleche (3) vorzugsweise gerade ausgebildet sind und bei zwei Leitblechen (3) in einer Ebene (10) liegen, in der auch die Krümmungsachsen (4) der Leitbleche (3) und die Achse (5) des Tauchrohres (1) liegen.
- Tauchrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die von den im wesentlichen achsparallel ausgerichteten Rändern (8, 9) der Leitbleche (3) bzw. der Kante (14) des Tauchrohres (1) begrenzten Öffnungen (12) in Drehrichtung (Pfeil 11) des Mediums offen sind.
- Tauchrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die von den im wesentlichen achsparallel ausgerichteten Rändern (8, 9) der Leitbleche (3) bzw. der Kante (14) des Tauchrohres (1) begrenzten Öffnungen (12) entgegen der Drehrichtung (Pfeil 11) des Mediums offen sind.
- Tauchrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende der Leitbleche (3) eine Abschlußplatte (30), die gegebenenfalls einen vom Tauchrohr (1) weg gekrümmten Rand (31) aufweist, angeordnet ist.
- Tauchrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Leitblech vorgesehen ist und daß sich der radial weiter innen liegende Teil des Leitbleches innerhalb des radial weiter außen liegenden Teils des Leitbleches, diesen überlappend erstreckt.
- Tauchrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Leitbleche (3) vorgesehen sind, und daß sich der radial weiter innen liegende Teil jedes Leitbleches (3) innerhalb des radial weiter außen liegenden Teils des jeweils anderen Leitbleches (3), diesen überlappend erstreckt.
- Tauchrohr nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Überlappung des wenigstens einen Leitbleches (3) wenigstens über einen Winkel von 90° erstreckt.
- Tauchrohr nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß am vom Tauchrohr (1) abgekehrten Ende des wenigstens einen Leitbleches (3) eine Abschlußplatte (30) vorgesehen ist, die sich im wesentlichen senkrecht zur Achse des Tauchrohres (1) erstreckt.
- Tauchrohr nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der radial äußere Rand (31) der Abschlußplatte (30) über die freien Enden des wenigstens einen Leitbleches (3) radial vorsteht.
- Tauchrohr nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (31) der Abschlußplatte (30) vom Tauchrohr (1) weg gekrümmt ist.
- Tauchrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand des Leitbleches (3) bzw. die Ränder der Leitbleche (3) an den freien Enden der Leiteinrichtung spiralförmig, mit sich von außen nach innen verkleinernden Krümmungsradien ausgebildet sind.
- Tauchrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Leitbleche (3) vorgesehen sind, die sich jeweils über einen Winkel von etwa 270° erstrecken, wobei die mit der Achse (5) des Tauchrohres (1) spitze Winkel einschließenden, äußeren Ränder der Leitbleche (3) einander bezüglich der Achse (5) des Tauchrohres (1) diametral gegenüberliegen, daß die radial inneren, mit der Achse (5) des Tauchrohres (1) spitze Winkel einschließenden, inneren Ränder der Leitbleche (3) einander bezüglich der Achse (5) des Tauchrohres (1) diametral gegenüberliegen und daß die äußeren und die inneren Ränder zueinander unter einem Winkel von etwa 90° versetzt sind.
- Vorrichtung zum Abtrennen von wenigstens einem Stoff aus einem flüssigen oder gasförmigen Medium durch Zentrifugalkräfte, welcher Stoff ein vom Medium unterschiedliches spezifisches Gewicht oder Masse hat, insbesondere zum Abtrennen von spezifisch schwereren Stoffen aus einem Flüssigkeits- oder Gasstrom, mit einem Gehäuse, mit Einrichtungen zum Erzeugen einer Drehbewegung des Gemenges aus Stoff und Medium in einem ring- oder spiralförmigen Raum und mit einer Trennkammer, in der Austrittsöffnungen für das wenigstens teilweise vom Stoff befreite Medium und für den abgetrennten Stoff vorgesehen sind, wobei die Austrittsöffnung für das gereinigte Medium von wenigstens einem in die Trennkammer ragenden Tauchrohr (1) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Tauchrohr (1) gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 20 ausgebildet ist.
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