EP3050632A1 - Kompakter Hydrozyklon mit integrierter Partikel-Aufnahmekammer - Google Patents
Kompakter Hydrozyklon mit integrierter Partikel-Aufnahmekammer Download PDFInfo
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- EP3050632A1 EP3050632A1 EP15153461.7A EP15153461A EP3050632A1 EP 3050632 A1 EP3050632 A1 EP 3050632A1 EP 15153461 A EP15153461 A EP 15153461A EP 3050632 A1 EP3050632 A1 EP 3050632A1
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- hydrocyclone
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- particle
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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
-
- 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
- B04C5/14—Construction of the underflow ducting; Apex constructions; Discharge arrangements ; discharge through sidewall provided with a few slits or perforations
- B04C5/185—Dust collectors
- B04C5/187—Dust collectors forming an integral part of the vortex chamber
Definitions
- the invention relates to cyclones or hydrocyclones for the separation of the solid particles (particles) contained in liquids.
- the invention relates to a hydrocyclone which separates the solid particles to be separated from the liquid by the cyclonic vortex effect (vortex) in the liquid and by the weight of the particles (gravity) and collects them in a receiving chamber.
- This receiving chamber is integrated in the hydrocyclone and therefore occupies no additional space.
- cyclonic separation in which the particles are separated without filter insert by the vortex separation of the air, the gas or the liquid.
- the vortex effect and gravity are used to separate the solid and the liquid.
- the filter that performs the cyclonic separation is called a hydrocyclone or cyclone.
- Another product is the centrifugal Staubabaugidevorraum for vacuum cleaners, which in the German patent number DE10132690A1 is pictured.
- braided filters and cyclonic separation filters are combined in one housing.
- This product is used for the filtration of the dirt / particles in the air, not for the filtration of the dirt / particles in the water / liquid as in the present invention.
- the polluted air first passes through the mesh filter and then through the cyclonic separation filter and then comes out as clean air.
- the main object of the invention is to produce a hydrocyclone which separates the solid particles to be separated from the liquid by the cyclonic vortex effect (vortex) in the liquid and by the weight of the solid particles (gravity) and collects them in a receiving chamber.
- shut-off plates are positioned in this chamber. Through these plates, the flow of water into the particle receiving chamber is slowed down or completely stopped. This allows the particles to collect under the cyclone and not mix with the water again.
- the design proposed in this manual does not take up any additional space for the said chamber or plates and does not lead to higher costs due to the integrated structure. In addition, it is suitable for mounting on existing production lines; also the maintenance is facilitated.
- the invention relates to a hydrocyclone comprising a main housing, an opening for the entry of the liquid with particles into this housing, an opening for the discharge of the clean liquid from this housing, characterized in that it has a poppet having a particle receiving chamber between the Forming the bottom and the cone by dividing the existing particle separation chamber on the bottom of the main housing while taking up no additional volume.
- the invention comprises shut-off plates in the particle-receiving chamber, which shut off the area between the main housing and the hole cone for preventing the fluid swirl.
- the holes in the hole cone and / or the shut-off plates are vertical to the bottom of the main housing, but whose angles can be adjusted depending on the vortex direction of the water.
- the invention is also a liquid filtration device with a hydrocyclone having the above-mentioned features.
- the in Fig. 1-3 shown filter (hole cone) is used for receiving the already separated particles. Neither does the water run through it, as with the product mentioned above, nor does the hole cone filter the water. The water runs through independently of the hole cone.
- the invention which is the subject of this description is equipped with plates which allow the flow of the Shut off hydrocyclones. The shut-off plates together with the hole cone ensure that the particles do not come together again with the cleaned water.
- the cyclonic separation of the particles from the liquid functions like other separation processes in the prior art.
- the shape of the poppet mentioned in the present invention resembles the mesh filter, it differs functionally from it. Because the mesh filter is used in the prior art for air filtration, while the poppet, the object of the invention is not used to separate the particles from the water, but to take them.
- the shut-off plates by virtue of their radial arrangement in the particle receiving chamber and the interaction with the hole cone, prevent flow and re-whirl in the particle receiving chamber and prevent the particles from coming together again with the purified water.
- the invention presented here is a new type of hydrocyclone (1) with an integrated particle (particulate matter) receiving chamber (14) for separating the particles (P) from the liquids (F1) and for receiving these particles (P) without they mix with the clean liquid (F2) (see Fig. 3 ).
- illustration 1 contains the hydrocyclone (1), the object of the invention, a main housing (10), an opening for entry (11) of the liquid with particles (F1) in this housing (10) and an opening to the outlet (12) of the clean liquid (F1) from this housing (10).
- a poppet (15) forming a particle receiving chamber (14) between the bottom and the cone (15) by dividing the existing particle separation chamber (13) on the bottom of the main body (10) no additional volume occupies.
- shut-off plates (17) are positioned, which pass radially through the area between the main housing (10) and the hole cone (15) and shut off.
- the holes (16) and / or the shut-off plates (17) are vertical to the bottom of the main housing (10), but whose angle can be adjusted depending on the fluidization direction of the water.
- the above-mentioned particle receiving chamber (14) can be regularly cleaned depending on the use by the bottom of the hydrocyclone is removed or the bottom can be centrally provided with a valve.
- the chamber (14) can be cleaned by opening the valve.
Landscapes
- Cyclones (AREA)
Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft Zyklone oder Hydrozyklone zur Abtrennung der in Flüssigkeiten enthaltenen Feststoffteilchen (-partikeln).
- Die Erfindung betrifft insbesondere einen Hydrozyklon, der die von der Flüssigkeit abzutrennenden Feststoffteilchen durch die zyklonische Wirbelwirkung (Wirbel) in der Flüssigkeit und durch das Gewicht der Partikeln (Schwerkraft) abtrennt und diese in einer Aufnahmekammer sammelt. Diese Aufnahmekammer ist in den Hydrozyklon integriert und belegt deshalb keinen zusätzlichen Platz.
- Es gibt viele Möglichkeiten, das Schmutzwasser zu reinigen. Eine davon ist die sogenannte zyklonische Abtrennung, bei der die Partikeln ohne Filtereinsatz durch die Wirbel-Abtrennung von der Luft, vom Gas oder von der Flüssigkeit abgetrennt werden. Hier kommen die Wirbelwirkung und die Schwerkraft zur Abtrennung des Feststoffs und der Flüssigkeit zum Einsatz. Abhängig von der Umgebung wird der Filter, durch den die zyklonische Abtrennung erfolgt, als Hydrozyklon oder Zyklon bezeichnet.
- In einem typischen Zyklon bewegen sich die Teilchen durch die Wirbelwirkung (Fliehkraft) und Schwerkraft nach unten, während die Flüssigkeit mit den darin enthaltenen Teilchen im Kegel des Hydrozyklons wirbelt. Bei den vorhandenen Hydrozyklonen bewegen sich die Partikeln zur Abtrennung vom Hydrozyklon ganz nach unten, wobei sich in diesen Hydrozyklon-Ausführungen keine Partikel-Aufnahmekammern befinden. Im Stand der Technik gibt es jedoch viele verschiedene Hydrozyklon-Ausführungen.
- Das amerikanische Patent mit der Veröffentlichungsnummer
US8182684B1 , das äußerlich den typischen Zyklonen ähnelt, beinhaltet, anders als bei einem typischen Zyklon, eine Filtrationseinheit im Gehäuse. Die Flüssigkeit, die in das zylinderförmige Gehäuse von oben eintritt, wird durch die Wirbelbewegung filtriert und fließt aus der genannten Einheit heraus. Durch die zusätzliche Ausrüstung des Hydrozyklons mit einer Filtrationseinheit entstehen hohe Kosten. - Eine weitere Ausführung wird unter der Adresse http://www.greenaquaponics.org/2011/02/24/system-design-components/ dargestellt. Dieses Produkt betrifft die Abtrennung der Fischreste aus einem Fischzucht-Tank (Aquarium). Bei diesem Produktdesign zur Aquariumreinigung wird auf Effektivität Wert gelegt und dies berücksichtigt. Dabei wirbelt das Wasser außerhalb des Filters / um den Filter und große Schmutzpartikeln scheiden sich während dieses Wirbels aus dem Wasser aus. Anschließend läuft das Wasser, das sauberer ist, durch den Filter durch und kleine Schmutzpartikeln werden dabei abgetrennt. Nach diesen Schritten wird das sauberste Wasser aus dem Produkt abgetrennt. Bei diesem Produkt wird der Filter als Partikelabscheider eingesetzt.
- Ein weiteres Produkt ist die Fliehkraftstaubabscheidevorrichtung für Staubsauger, die im deutschen Patent mit der Nummer
DE10132690A1 dargestellt wird. Hier werden Geflechtfilter und zyklonische Abtrennungsfilter in einem Gehäuse kombiniert. Dieses Produkt wird für die Filtration des Schmutzes/der Partikeln in der Luft eingesetzt, also nicht für die Filtration des Schmutzes/der Partikeln im Wasser/in der Flüssigkeit wie bei der vorliegenden Erfindung. Die verschmutzte Luft läuft dabei zuerst durch den Geflechtfilter und anschließend durch den zyklonischen Abtrennungsfilter durch und kommt dann als saubere Luft heraus. - Die Besonderheiten des hier vorgeschlagenen Hydrozyklons sind Folgende:
- 1. Einsatz eines Lochkegels zur Aufnahme des Schmutzes.
- 2. Bestehen einer Partikel-Aufnahmekammer und dadurch Verbleib der Partikeln im Hydrozyklon.
- 3. Bestehen einer oder mehrerer Absperrplatten unter dem Kegel, die die zyklonische Wasserbewegung unterbrechen und dadurch das Fließen des Wassers in die Partikel-Aufnahmekammer verlangsamen oder ganz abbrechen. Somit wird ermöglicht, dass die Partikeln sich unter dem Zyklon sammeln und sich nicht wieder mit dem Wasser vermischen.
- 4. Zudem sind all diese Besonderheiten in einer kompakten Ausführung vereint.
- Das Hauptziel der Erfindung ist, einen Hydrozyklon herzustellen, der die von der Flüssigkeit abzutrennenden Feststoffteilchen durch die zyklonische Wirbelwirkung (Wirbel) in der Flüssigkeit und durch das Gewicht der Feststoffteilchen (Schwerkraft) abtrennt und diese in einer Aufnahmekammer sammelt.
- Die Grundidee ist hier, diese Partikeln in einer Partikel-Aufnahmekammer aufzufangen, die sich in demselben Gehäuse befindet, ohne ein zusätzliches Volumen einzunehmen. Zu diesem Zweck werden eine oder mehrere Absperrplatten in dieser Kammer positioniert. Durch diese Platten wird das Fließen des Wassers in die Partikel-Aufnahmekammer verlangsamt oder ganz abgebrochen. Somit wird ermöglicht, dass die Partikeln sich unter dem Zyklon sammeln und sich nicht wieder mit dem Wasser vermischen.
- Die in dieser Anleitung vorgeschlagene Ausführung beansprucht für die genannte Kammer oder Platten keinen zusätzlichen Platz und führt aufgrund der integrierten Struktur nicht zu höheren Kosten. Zudem ist sie für die Montage an die bestehenden Fertigungsstraßen geeignet; auch die Wartungsarbeiten werden dadurch erleichtert.
- Die vorgenannten Ziele und Vorteile der Erfindung werden durch die Merkmale gemäß Anspruch 1 und 5 erreicht. Die weiteren nützlichen Anwendungen der Erfindung werden in den nachfolgenden Ansprüchen erläutert.
- Die Erfindung betrifft einen Hydrozyklon, der ein Hauptgehäuse, eine Öffnung zum Eintritt der Flüssigkeit mit Partikeln in dieses Gehäuse, eine Öffnung zum Austritt der sauberen Flüssigkeit von diesem Gehäuse enthält, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Lochkegel hat, der eine Partikel-Aufnahmekammer zwischen dem Boden und dem Kegel dadurch bildet, dass er die vorhandene Partikel-Abtrennungskammer auf dem Boden des Hauptgehäuses teilt und dabei kein zusätzliches Volumen einnimmt. Die Erfindung umfasst bei einer weiteren Ausführung Absperrplatten in der Partikel-Aufnahmekammer, die den Bereich zwischen dem Hauptgehäuse und dem Lochkegel zum Verhindern des Flüssigkeitswirbels absperren.
- Darüber hinaus wird vorgesehen, dass die Löcher am Lochkegel und/oder die Absperrplatten vertikal zum Boden des Hauptgehäuses stehen, deren Winkel jedoch je nach Wirbelrichtung des Wassers eingestellt werden können.
- Die Erfindung ist zugleich eine Flüssigkeitsfiltrationsvorrichtung mit einem Hydrozyklon, der oben genannte Besonderheiten aufweist.
- Die Abtrennung der Partikeln im Hydrozyklon, der Gegenstand der Erfindung ist, erfolgt während des Wasserwirbels. Der in
Abb. 1-3 dargestellte Filter (Lochkegel) wird für die Aufnahme der bereits abgetrennten Partikeln eingesetzt. Weder läuft dadurch das Wasser durch, wie beim oben genannten Produkt, noch filtert der Lochkegel das Wasser. Das Wasser läuft unabhängig vom Lochkegel durch. Außerdem ist die Erfindung, die Gegenstand dieser Beschreibung ist, im Gegensatz zu dem Produkt zur Aquariumreinigung mit Platten ausgerüstet, die das Fließen des Hydrozyklons absperren. Die Absperrplatten sorgen zusammen mit dem Lochkegel dafür, dass die Partikeln nicht wieder mit dem gereinigten Wasser zusammen kommen. - Die hier erklärte zyklonische Abtrennung der Partikeln von der Flüssigkeit funktioniert wie andere Abtrennungsvorgänge im Stand der Technik. Auch wenn die Form des Lochkegels, der in der vorliegenden Erfindung genannt wird, dem Geflechtfilter ähnelt, unterscheidet er sich funktionell davon. Denn der Geflechtfilter wird im Stand der Technik zur Luftfiltration eingesetzt, während der Lochkegel, der Gegenstand der Erfindung ist, nicht dazu eingesetzt wird, um die Partikeln vom Wasser abzutrennen, sondern sie aufzunehmen. Außerdem verhindern die Absperrplatten durch ihre radiale Anordnung in der Partikel-Aufnahmekammer und dem Zusammenwirken mit dem Lochkegel, das Fließen und Wiederaufwirbeln in der Partikel-Aufnahmekammer und sorgen dafür, dass die Partikeln nicht wieder mit dem gereinigten Wasser zusammen kommen.
- Die strukturellen und charakteristischen Besonderheiten der Erfindung werden durch nachfolgende Abbildungen und detaillierte Erklärungen, die auf diese Abbildungen verweisen, noch verständlicher. Aus diesem Grund soll die Bewertung unter Berücksichtigung dieser Abbildungen und detaillierten Erklärungen erfolgen, die die Anwendungsbeispiele für die Erfindung darstellen.
- Die Abbildungen stellen Folgendes dar:
- Abbildung 1
- Perspektivische Ansicht des Längsschnitts des Hydrozyklons, der Gegenstand der Erfindung ist;
- Abbildung 2
- Vorderansicht, die die Bewegungen des Wassers und der Partikeln im Längsschnitt des Hydrozyklons zeigt;
- Abbildung 3
- Perspektivische Außenansicht des Hydrozyklons, der Gegenstand der Erfindung ist;
-
- 1
- Hydrozyklon(-einheit)
- 10
- Hauptgehäuse
- 11
- Öffnung zum Eintritt der Flüssigkeit mit Partikeln
- 12
- Öffnung zum Austritt der sauberen Flüssigkeit
- 13
- Partikel-Abtrennungskammer
- 14
- Partikel-Aufnahmekammer
- 15
- Lochkegel
- 16
- Loch
- 17
- Absperrplatte
- F1
- Flüssigkeit mit Partikeln
- F2
- Saubere Flüssigkeit
- P
- Partikel
- Die hier dargestellte Erfindung ist eine neue Art von Hydrozyklon (1) mit einer integrierten Partikel- (Feststoffteilchen)-Aufnahmekammer (14) zur Abtrennung der Partikeln (P) von den Flüssigkeiten (F1) und zur Aufnahme dieser Partikeln (P), ohne dass sie sich mit der sauberen Flüssigkeit (F2) vermischen (siehe
Abb. 3 ). - Gemäß
Abbildung 1 enthält der Hydrozyklon (1), der Gegenstand der Erfindung ist, ein Hauptgehäuse (10), eine Öffnung zum Eintritt (11) der Flüssigkeit mit Partikeln (F1) in dieses Gehäuse (10) und eine Öffnung zum Austritt (12) der sauberen Flüssigkeit (F1) von diesem Gehäuse (10). Daneben hat er einen Lochkegel (15), der eine Partikel-Aufnahmekammer (14) zwischen dem Boden und dem Kegel (15) dadurch bildet, dass er die vorhandene Partikel-Abtrennungskammer (13) auf dem Boden des Hauptgehäuses (10) teilt und dabei kein zusätzliches Volumen einnimmt. - Wie in
Abbildung 2 dargestellt, erreichen die Partikeln (P), die sich durch die Wirbelwirkung (Fliehkraft) in der Partikel-Abtrennungskammer (13) von der Flüssigkeit (F1) abtrennen, dann durch die Schwerkraft diese Löcher (16) und von dort aus die Partikel-Aufnahmekammer (14). Aber auch in dieser Kammer (14) werden sich die Partikeln (P) aufgrund des anhaltenden Flüssigkeitswirbels weiterhin bewegen und sich dadurch wieder mit der sauberen Flüssigkeit (F2) vermischen können. Um das zu verhindern, sind Absperrplatten (17) positioniert, die den Bereich zwischen dem Hauptgehäuse (10) und dem Lochkegel (15) radial durchgreifen und absperren. - Es wird vorgesehen, dass die Löcher (16) und/oder die Absperrplatten (17) vertikal zum Boden des Hauptgehäuses (10) stehen, deren Winkel jedoch je nach Wirbelrichtung des Wassers eingestellt werden können.
- Die oben genannte Partikel-Aufnahmekammer (14) kann je nach Einsatz regelmäßig gereinigt werden, indem der Boden des Hydrozyklons herausgenommen wird oder der Boden kann mittig mit einem Ventil versehen werden. Die Kammer (14) kann durch das Öffnen des Ventils gereinigt werden.
Claims (5)
- Hydrozyklon (1), der ein Hauptgehäuse (10), eine Öffnung (11) zum Eintritt der Flüssigkeit mit Partikeln (F1) in dieses Gehäuse (10) und eine Öffnung (12) zum Austritt der sauberen Flüssigkeit (F1) aus diesem Gehäuse (10) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Lochkegel (15) aufweist, der ein Inneres des Hauptgehäuses (10) in eine oben liegende Partikel-Abtrennungskammer (13) und eine darunter liegende Partikel-Aufnahmekammer (14) unterteilt, wobei der Lochkegel (15) einen konzentrisch im Gehäuse (10) angeordneten Kegelmantel umfasst, der aus einem dünnen flächigen Material gebildet ist und mindestens eine Öffnung zum Durchtritt von Partikeln aus der Partikel-Abtrennungskammer (13) in die Partikel-Aufnahmekammer (14) aufweist.
- Hydrozyklon (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens eine Absperrplatte (17) in der Partikel-Aufnahmekammer (14) umfasst, die den Bereich zwischen dem Hauptgehäuse (10) und dem Lochkegel (15) zum Verhindern des Flüssigkeitswirbels radial durchgreift und absperrt.
- Hydrozyklon (1) gemäß vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher (16) am Lochkegel (15) je nach Wirbelrichtung der Flüssigkeit in der Partikel-Abtrennungskammer (13) in verschiedenen Winkeln zum Boden des Hauptgehäuses (10) positioniert werden können.
- Hydrozyklon (1) gemäß vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Absperrplatten (17) je nach Wirbelrichtung der Flüssigkeit in der Partikel-Abtrennungskammer (13) in verschiedenen Winkeln zum Boden des Hauptgehäuses (10) positioniert werden können.
- Flüssigkeitsfiltrationsvorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, die einen Hydrozyklon (1) beinhaltet.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP15153461.7A EP3050632A1 (de) | 2015-02-02 | 2015-02-02 | Kompakter Hydrozyklon mit integrierter Partikel-Aufnahmekammer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP15153461.7A EP3050632A1 (de) | 2015-02-02 | 2015-02-02 | Kompakter Hydrozyklon mit integrierter Partikel-Aufnahmekammer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP3050632A1 true EP3050632A1 (de) | 2016-08-03 |
Family
ID=52630189
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP15153461.7A Withdrawn EP3050632A1 (de) | 2015-02-02 | 2015-02-02 | Kompakter Hydrozyklon mit integrierter Partikel-Aufnahmekammer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3050632A1 (de) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2015
- 2015-02-02 EP EP15153461.7A patent/EP3050632A1/de not_active Withdrawn
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