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Technisches Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Trennung von Feststoffen
aus einem Fluid, das in einem Leitungsrohr fließt, die aufweist: ein zwischen getrennten
Teilen des Rohrs eingebautes Gehäuse, wobei
das Gehäuse
eine röhrenförmige Außenwand und
eine röhrenförmige Innenwand
mit rotationssymmetrischem Grundriss aufweist, einen ringförmigen Sammelraum,
der sich zwischen diesen Wänden
befindet, und ein Zentralgehäuse
mit rotationssymmetrischem Grundriss, das relativ zur Innenwand
konzentrisch angeordnet ist, wobei das Zentralgehäuse am Einlassende
mit einer ersten Fluidkonvertierungsvorrichtung zusammenwirkt, die
den Zweck besitzt, einen ankommenden axialen Fluidstrom in einen
im wesentlichen rotierenden Strom in einem ringförmigen Raum zwischen dem Zentralgehäuse und der
Innenwand umzuwandeln, und an seinem Auslassende mit einer zweiten
Fluidkonvertierungsvorrichtung zusammenwirkt, die den Zweck besitzt,
den rotierenden Fluidstrom im letzteren Ringraum in einen austretenden
axialen Strom in dem stromabwärts
vom Gehäuse
befindlichen Rohrteil umzuwandeln, die Innenwand Durchlässe aufweist,
durch die Stoffe mit einer größeren Dichte
als der des Fluids, und die vom Fluid transportiert werden, radial
nach außen
passieren können,
um am Boden des Sammelraums gesammelt zu werden.
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Stand der
Technik
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Eine
Trennvorrichtung der vorstehend angegebenen Art wurde früher zur
Verwendung in Kernkraftwerken getestet, genauer gesagt im Speisewasserkreislauf
zu Kernreaktoren des Dampfkessel-Typs. Diese Anordnung wird vom
Fachmann als Teilchen- oder Abfallfalle bezeichnet. Eine primäre Aufgabenstellung
dieser Anordnung ist es, Feststoffe, die zufällig in den Speisewasserkreislauf
gekommen sind, und die zu Problemen in der Anlage führen könnten, z.B.
zu einem Verstopfen von Öffnungen
in den Kontrollstäben
des Reaktors oder in den Brennstoffanordnungen, abzutrennen. Die
in Frage stehenden Stoffe können
z.B. Schrauben, Muttern, Federn oder ähnliche Materialien sein, die
fest sind und eine größere Dichte
als Wasser besitzen. Die früher
getestete separate Anordnung basiert auf der Verwendung eines Separatorgehäuses, dessen
Innenwand mit einem Durchlass ausgebildet ist, der die Form eines
ringförmigen
Umfangsspalts besitzt. Ein beträchtlicher
Nachteil ist jedoch, dass der Ringspalt eine Umfangsunterbrechung
in der Innenwand bildet, wodurch der stromabwärtige Rand des Spalts Störungen verursacht,
wie z.B. Turbulenz und die Ausbildung von Wirbeln im Hauptwasserstrom,
der durch die Separator-anordnung fließt. Auch der zweite Strom,
der über
den Ringspalt abgenommen wird, wird in einem hohen Maße gestört. Im Sammelraum außerhalb
der Innenwand tritt deshalb eine ziemlich intensive Wirbelbildung
und Turbulenz auf, was in der Praxis dazu führt, dass die Stoffe, die in
den Sammelraum ausgeführt
wurden, nach einem kürzeren
oder längeren
Zeitraum durch das Wasser weggespült werden und zum Hauptstrom
zurückkehren.
Mit anderen Worten wird die Fähigkeit
der Anordnung, Gegenstände
abzutrennen und aufzuhalten, schwach und gelegentlich nicht-existierend;
insbesondere im Hinblick auf die leichteren Stoffe.
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In
EP 0 162 441 wird eine Trennvorrichtung beschrieben,
die in erster Linie zur Trennung von Dampf von Wasser verwendet
werden kann. Auch in diesem Fall findet die Trennung über einen
ringförmigen
Spalt statt, wobei auch hinzugefügt
werden muss, dass die Vorrichtung keinerlei Sammelraum aufweist,
in dem Feststoffe eingefangen und angehäuft werden.
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Aufgabenstellungen und
Charakteristika der Erfindung
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Aufgabenstellung
der vorliegenden Erfindung ist es, die vorstehend erwähnten Nachteile
der bereits bekannten Trennvorrichtung zu überwinden und eine verbesserte
Trennvorrichtung zu schaffen. Eine primäre Aufgabenstellung der Erfindung
ist die Bereitstellung einer Trennvorrichtung, die nicht nur die
Feststoffe, die durch den Hauptstrom eingebracht werden, auf wirksame
Weise einfängt,
sondern auch sicherstellt, dass die eingefangenen Stoffe in dem Sammelraum
sicher während
eines langen Zeitraums verbleiben, insbesondere während der
Zeit, die zwischen zwei aufeinander folgenden Reaktorrevisionen
vergeht. Eine andere Aufgabenstellung ist die Bereitstellung einer
Trennvorrichtung, die, wenn sie vom Hauptfluidstrom durchströmt wird,
keine Strömungsstörungen ergibt,
wie z.B. Wirbelbildungen, Turbulenzen und ähnliche Erscheinungen, die wieder
schädliche
Vibrationen im stromabwärts
befindlichen Rohrsystem der Vorrichtung verursachen können. Eine
weitere Aufgabenstellung der Erfindung ist die Bereitstellung einer
Trennvorrichtung mit einer mechanischen Konstruktion, die so einfach
wie möglich
ist, und es möglich
macht, die Vorrichtung in vorhandene Leitungsrohre einzubauen. Eine
weitere Aufgabenstellung ist die Bereitstellung einer Trennvorrichtung,
die keinen beträchtlichen
Druckabfall im Hauptfluidstrom verursacht, wenn er durch die Vorrichtung
strömt.
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Erfindungsgemäß wird zumindest
die primäre
Aufgabenstellung durch die Merkmale erzielt, die im kennzeichnenden
Teil des Anspruchs 1 definiert sind. Vorteilhafte Ausbildungsformen
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
werden in den abhängigen
Ansprüchen
definiert.
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Kurze weitere Erläuterung
des Standes der Technik
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Kurze Beschreibung der
anliegenden Zeichnungen
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In
den Zeichnungen bedeuten:
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1 einen
Längsschnitt
durch eine erste Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Trennvorrichtung;
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2 einen
Quterschnitt A-A in 1;
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3 einen
Querschnitt B-B in 1;
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4 ein
vergrößerter Querschnitt
von nur einer der in der Vorrichtung vorhandenen Innenwände, insbesondere
in der Schnittebene A-A in 1;
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5 eine
analoge Vergrößerung eines Querschnitts
durch die gleiche Innenwand in der Schnittebene B-B in 1;
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6 eine
schematische Darstellung, die die Geometrie von zwei benachbarten
Durchlassöffnungen
in der bereits erwähnten
Innenwand zeigt;
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7 ist
eine vergrößerte Teilansicht
der erwähnten
Innenwand in einem fiktiv verbreiterten Zustand vom Zentrum aus
gesehen;
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8 ist
ein vergrößerter Detailabschnitt C-C
(siehe 4 und 5) durch die gleiche Innenwand;
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9 ist
ein der 1 entsprechender Schnitt, der
eine zweite alternative Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
zeigt;
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10 ist
ein Schnitt A-A durch die Trennvorrichtung gemäß 9; und
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11 ist
ein Querschnitt, der eine dritte und eine vierte erfindungsgemäße Ausführungsform zeigt.
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Detaillierte Beschreibung
bevorzugter Ausführungsformen
der Erfindung
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In 1 bezeichnet
das Bezugszeichen 1 ganz allgemein eine Trennvorrichtung
nach einer Ausführungsform,
die in einem Wasserleitungsrohr 2 angebracht ist, genauer
gesagt zwischen einem ersten Rohrteil 2' an der stromaufwärtigen Seite
der Vorrichtung, und einem zweiten Rohrteil 2'' an der stromabwärtigen Seite
der Vorrichtung. Wie dies durch die zwei dicken axialen Pfeile veranschaulicht
wird, läuft der
Wasserstrom durch das Leitungsrohr in einer Richtung von unten nach
oben, und das Rohr ist vorteilhafterweise vertikal ausgerichtet,
obwohl eine schräge
Anordnung ebenfalls möglich
ist.
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Die
Trennvorrichtung 1 weist ein Gehäuse auf, das eine röhrenförmige Außenwand 3 und
eine gleichartige röhrenförmige Innenwand 4 aufweist. Zumindest
die Innenwand 4 – aber
vorteilhafterweise auch die Außenwand 3 – weist
einen rotationssymmetrischen Grundriss auf. Spezifischer ausgedrückt sind
die zwei Wände
gemäß dem Beispiel
in 1 zylindrisch. Jede der Wände ist mit spezifischen Endstücken 5, 6 verbunden,
die ihrerseits mit den zwei Rohrteilen 2' und 2'' verbinden
sind. Wie in der Zeichnung gezeigt, können diese Details durch Verschweißen verbunden
sein, obwohl auch andere Verbindungsalternativen möglich sind.
Zwischen den zwei Wänden 3, 4 wird
ein ringförmiger
Umfangsraum 8 eingegrenzt. Dieser Raum hat den Zweck, feste
Abfallstoffe 9 aufzunehmen und zu sammeln, die vom Hauptwasserstrom
im Leitungsrohr abgetrennt werden. Nachfolgend wird dieser Raum
deshalb als Sammelraum bezeichnet. Nach oben ist dieser Sammelraum
durch eine obere Oberfläche 10 begrenzt, die
im oberen Endteil 6 vorgesehen ist. Nach unten wird der
Raum durch eine Bodenoberfläche 11 begrenzt,
die im unteren Endstück 5 vorgesehen
ist. Die Abfallstoffe 9, die im Sammelraum aufgenommen werden,
sinken durch ihr eigenes Gewicht an den Boden 11 und werden
dort angehäuft.
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Innerhalb
des Gehäuses
ist ein Zentralgehäuse 12 mit
rotationssymmetrischem Grundriss angeordnet. Dieses Zentralgehäuse ist
mit der Innenwand 4 konzentrisch und kann einen Durchmesser aufweisen,
der im Bereich von 50 bis 70% des Durchmessers der Innenwand liegt.
Der Körper
ist länglich und
weist eine zentrale Achse auf, die mit der zentralen Achse des Hauptleitungsrohrs 2 zusammenfällt. An
seinem stromaufwärtigen
Ende weist das Zentralgehäuse 12 einen
sich verjüngenden
Endteil 13 mit rotationssymmetrischer Form auf, der in
einer ausgeprägten
Spitze endet. Die Hüllfläche des
Endteils 13 ist im wesentlichen konisch, aber mit leicht
gewölbter Form.
An seinem stromabwärtigen
Ende weist das Zentralgehäuse 12 einen
zweiten Endteil 14 auf, der, so wie der erste Endteil,
eine rotationssymmetrische sich verjüngeude Form aufweist. In diesem
Fall ist die Hüllfläche jedoch
vorteilhafterweise echt konisch, und der Endteil endet in einer
ebenen Giebelfläche und
nicht in einer Spitze.
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In
diesem Zusammenhang sollte darauf hingewiesen werden, dass die Bezeichnungen "oberes" und "unteres" von den Bezeichnungen "stromaufwärts" bzw. "stromabwärts" aus einander gehalten werden
müssen.
Aufgrund der Tatsache, dass das Wasser in einer Richtung nach oben
durch das Leitungsrohr 2 strömt, sind alle "oberen " Einzelmerkmale in
der Vorrichtung an ihrem stromabwärtigen Ende lokalisiert und
umgekehrt.
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Strömungskonvertierungsvorrichtungen 15, 16 wirken
mit jedem der Enden des Zentralgehäuses 12 zusammen.
Von diesen zwei Vorrichtungen fungiert die stromaufwärtige Vorrichtung 15 als
Rotationsgenerator, der den Zweck hat, einen axial ankommenden Wasserstrom
in einen zumindest teilweise rotierenden Strom in dem mit 17 bezeichneten
ringförmigen
Raum zwischen der Außenseite
des Zentralgehäuses 12 und
der Innenwand 4 umzuwandeln. Die Vorrichtung 15 besteht
aus einem Satz getrennter Blätter,
die an ihren stromaufwärtigen
Enden im wesentlichen eben sind, und in der Richtung ihrer stromabwärtigen Enden
allmählich
gebogen (in mehreren Ebenen) werden. Wenn der axiale Hauptwasserstrom,
der von unten kommt, den Blattsatz erreicht, wird das Wasser lateral
auf progressive Weise abgeführt
und in eine Rotationsbewegung geführt, die bewirkt, dass das
Wasser durch die Zentrifugalkraft nach außen gegen die Innenseite der
Innenwand 4 gepresst wird.
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Die
zweite Strömungskonvertierungsvorrichtung 16 besteht
ebenfalls aus einem Satz getrennter Blätter. Diese Blätter sind
jedoch mit gebogenen stromaufwärtigen
Teilen ausgeformt, die allmählich
in im wesentlichen ebene stromabwärtige Teile übergehen.
Wenn der rotierende Wasserstrom deshalb diesen Blättersatz
erreicht, wird die Strömung
in eine im wesentlichen axiale Strömung umgewandelt.
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In
der Praxis dienen die Blätter
in den Vorrichtungen 15, 16 auch als Mittel zur
Fixierung des Zentralgehäuses 12.
Spezifischer ausgedrückt
ist jedes Blatt an die Außenseite
des Zentralgehäuses bzw.
die Innenseite des Leitungsrohrs 2 entlang gegenüberliegender
longitudinaler Ränder
angeschweißt.
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Darüber hinaus
sollte darauf hingewiesen werden, dass das untere Endstück 5,
das sich stromaufwärts
befindet, einen Ausfluss 18 zur Ausbringung von gesammeltem
Abfall aufweist, vorzugsweise in Verbindung mit einer Revision des
Kernreaktors. Der Ausfluss 18 ist vorteilhafterweise mit
einer Ausführungsleitung 19 mit
Ventilen 19', 19'' zur Entfernung der Abfallstoffe
unter kontrollierten Bedingungen verbunden. Beim Betrieb, d.h.,
während
der gesamten Periode zwischen zwei aufeinander folgenden Reaktorrevisionen,
sind die Ventile geschlossen, um die Abfallstoffe verlässlich am
Boden des Sammelraums angehäuft
zu halten. Die Bodenoberfläche 11 des Sammelraums 8 kann
relativ zur horizontalen Ebene geneigt sein und ihren niedrigsten
Punkt am Ausfluss 18 befindlich aufweisen.
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Nach
einem Merkmal, das für
die Erfindung charakteristisch ist, bestehen die erforderlichen Durchlässe oder Öffnungen
für die
Entfernung von Abfallstoffen aus dem Hauptflüssigkeitsstrom in den Sammelraum 8 aus
einem Satz tangential getrennter Öffnungen 20 mit länglicher
Form. Diese Öffnungen können im
gleichen Abschnitt der Innenwand platziert sein, sofern sich alle
stromaufwärtigen
Enden der Öffnungen
in einer gemeinsamen horizontalen Querschnittsebene befinden, und
gleichzeitig die stromabwärtigen
Enden der Öffnungen
sich in einer gemeinsamen horizontalen Querschnittsebene am unteren
Niveau befinden. Benachbarte Öffnungen können jedoch
auch relativ zu einander axial versetzt sein. Die Zahl der Öffnungen 20 als
solche kann variieren, sollte aber innerhalb des Bereiches von 3
bis 8 liegen. In der dargestellten bevorzugten Ausführungsform
beträgt
die Zahl der Öffnungen
sechs. Wie dies klar aus 1 ersichtlich ist, sind die Öffnungen 20 nur
im oberen Teil (ca. der oberen Hälfte)
der Innenwand 4 vorgesehen, während der untere Teil (ca. die
untere Hälfte)
der Innenwand, insofern, dass er keine Löcher oder Öffnungen aufweist, geschlossen ist.
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In 1 bezeichnet 21 eine
Zahl feiner Kanäle,
die den Zweck haben, einen eingeschränkten Wasserrückstrom
vom Sammelraum 8 zurück
in den Hauptwasserstrom zu erzielen. Diese Kanäle 21 sind in einer
gemeinsamen Querschnittsfläche
im Bereich zwischen dem Öffnungssatz 20 und
der anderen Strömungskonvertierungsvorrichtung 16 angebracht. In
der Praxis können
die Kanäle 21 eine
zylindrische Form aufweisen, mit einen Durchmesser innerhalb eines
Bereichs von 6 bis 10 mm. Besonders bevorzugt weisen die Kanäle einen
Durchmesser von ca. 8 mm auf.
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Es
wird nun auch Bezug auf die 2 bis 8 genommen,
die verschiedene Merkmale der Ausführungsform der in 1 dargestellten
Vorrichtung veranschaulichen. In der 2 und 3 ist
es ersichtlich, dass das Zentralgehäuse 12 aus einem zylindrischen
Rohr bestehen kann. In der Praxis ist dieses Rohr mit Endteilen 13, 14 (siehe 1)
einer festen starken Konstruktion verbunden. Die Pfeile in 2 zeigen,
wie der rotierende schraubenförmige Hauptwasserstrom
durch das Trenngehäuse
im Beispiel als sich im Uhrzeigersinn in einer Ebene bewegend, von
oben beobachtet, vorgestellt wird. Da das Wasser nach außen gegen
die Innenseite der Innenwand 4 durch die Zentrifugalkraft
gedrückt
wird, wird eine gewisse Menge des Stroms in den Sammelraum 8 abgeleitet,
wobei die Abfallstoffe, die durch das Wasser mitgetragen werden,
und die eine höhere Dichte
als das Wasser besitzen, radial nach außen und tangential durch die Öffnungen 20 geschleudert werden.
Durch das Bereitstellen der Kanäle 21 stromabwärts von
den Öffnungen 20 wird
auch eine gewisse axiale Geschwindigkeitskomponente an den zweiten
Strom übertragen,
der in den Sammelraum 8 eintritt. Aufgrund der Tatsache,
dass die Kanäle 21 klein
sind, wird dieser zweite Strom jedoch in einem großen Ausmaß beschränkt. In
Relation zum intensiven axialen Hauptwasserstrom, der im Falle von Speisewasser
eine Geschwindigkeit von ca. 10 m/s oder mehr aufweisen kann, kann
das Wasser im Sammelraum 8 deshalb als nahezu stationär angesehen
werden, obwohl es leicht rotiert. In 3 wird der
moderate zweite Strom oder Rückwasserstrom aus
dem Sammelraum 8 zum Hauptflüssigkeitsstrom mittels kleiner
nach innen gerichteter Pfeile angezeigt.
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Aus 4 ist
einerseits ersichtlich, wie die Zahl der Öffnungen 20 sechs
beträgt,
und andererseits, wie die Randflächen
der Öffnungen
vorteilhafterweise schräg
verlaufen. Spezifischer ausgedrückt wird
in 4 gezeigt, wie die Öffnungsrandoberfläche 22 entlang
eines longitudinalen Seitenrands einer individuellen Öffnung sich
ununterbrochen in einem vergleichsweise flachen Winkel (z.B. innerhalb des
Bereichs von 0 bis 10°)
relativ zu einer imaginären
Tangente an der Hüllfläche der
Innenwand 4 erstreckt, während die gegenüberliegende Öffnungsrandoberfläche 23 mit
einem steileren Winkel (z.B. 20 bis 40°) gegenüber einer imaginären Tangente
verläuft.
Die Öffnungsrandoberfläche 22 befindet
sich, betracht in tangentialer Richtung, stromaufwärts, während die Öffnungsrandoberfläche 23 sich
stromabwärts
befindet, wie dies aus dem Pfeil in 4 ersichtlich
ist. Es sollte darauf hingewiesen werden, dass die Oberfläche 23 in
unmittelbarer Nachbarschaft ihres stromaufwärtigen Randes in einem bestimmten
Winkel gebrochen ist.
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Aus 5 ist
es klar ersichtlich, wie die Zahl der Rückstromkanäle 21 achtzehn ergibt.
Aus diesem Grund beträgt
der Steigungswinkel W 20°.
Aus 5 ist es außerdem
ersichtlich, wie der individuelle Kanal in einem Winkel λ in Bezug
auf eine imaginäre
Radialfläche
geneigt ist. In der Praxis kann dieser Winkel ca. 45° betragen.
Wie aus 8 ersichtlich, ist der individuelle
Kanal 21 auch um einen Winkel Ω axial schräg. Dieser Winkel Ω kann vorteilhafterweise
ebenfalls 45° betragen.
Spezifischer ausgedrückt
ist der Kanal 21 auf eine solche Weise schräg angeordnet,
dass sich seine äußere Öffnung,
gesehen in Richtung des Hauptflüssigkeitsstroms,
stromaufwärts
von der Innenöffnung
befindet.
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Aus 7 ist
es außerdem
ersichtlich, wie nicht nur die Öffnungsrandoberflächen 22 und 23 entlang
der longitudinalen Ränder
der Öffnung
schräg angeordnet
sind, sondern auch die Öffnungsrandoberflächen 24 und 25 an
den gegenüberliegenden kurzen
Enden der Öffnung.
Wie aus 8 ersichtlich, divergieren die
zwei Öffnungsrandoberflächen 24, 25 in
Richtung nach außen
relativ zu einander. Auf diese Weise wird eine gute Wassertrennung
am stromaufwärtigen
Ende der Öffnung
in Verbindung mit der Öffnungsrandoberfläche 24 sichergestellt, und
der Wasserstrom wird effektiv durch den scharfen Rand in Verbindung
mit der stromaufwärs
befindlichen Öffnungsrandoberfläche 25 getrennt.
Der gleiche Effekt wird durch die schräg angeordneten longitudinalen
Randoberflächen 22, 23 erhalten,
von denen die erstere sicherstellt, dass das tangential ankommende
Wasser glatt der Oberfläche
folgt, während
der der Öffnungsrandoberfläche 23 benachbarte
scharfe Rand effektiv den ankommenden Wasserstrom durchschneidet.
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In
den 6 und 7 sind die Innenwand 4 und
die dazugehörenden Öffnungen 20 in
einem imaginären
planar verbreiterten Zustand gezeigt. Obwohl die Form und Platzierung
der Öffnungen 20 variieren
kann, wird im dargestellten Beispiel eine Anordnung gezeigt, die
in Relation zur Längsachse
des Trenngehäuses
schräg
angeordnet ist, wobei die individuelle Öffnung im wesentlichen als
Parallelogramm geformt ist, jedoch mit der Ausnahme, dass gegenüberliegende
kurze Seitenränder
der Öffnung nicht
absolut parallel sind (was bei den langen Seitenrändern der
Fall ist).
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Die
Innenwand 4 kann einen Außendurchmesser innerhalb eines
Bereichs von 400 bis 500 mm, z.B. 450 mm, aufweisen, und die Wanddicke kann
innerhalb eines Bereiches von 5 bis 10 mm liegen. Die in 6 mit "h" bezeichnete Höhe oder Niveaudifferenz zwischen
den diametral gegenüberliegenden
Ecken der individuellen Öffnung
beträgt
dann 300 bis 450 mm, z.B. 380 mm, und die mit "b" bezeichnete
Breite der unteren kurzen Seitenrandoberfläche (in der Projektionsebene)
kann 60 bis 100 mm, z.B. 83 mm, betragen. In der Praxis befinden
sich die verschiedenen Öffnungen
20 im gleichen Abstand getrennt, und die Steigungsdistanz "d" kann 200 bis 250 mm, z.B. 235 mm, betragen.
Der Neigungswinkel β zwischen
der unteren kurzen Seitenrandoberfläche der individuellen Öffnung und
einer imaginären
horizontalen Ebene kann 10 bis 20° betragen,
z.B. 15°. Der
Neigungswinkel γ kann
20 bis 40° betragen.
In dem konkreten Beispiel beträgt
der Winkel 30°.
Beide Winkel können
jedoch nach oben und unten variieren. Insbeson dere kann der Winkel γ gegen Null
reduziert sein. In einem extremen Fall, wie in 9 beispielhaft
gezeigt, können
die Öffnungen
somit axial in der Innenwand lokalisiert sein.
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Wie
aus 6 ferner ersichtlich ist, erstreckt sich eine
imaginäre
Verlängerung
des oberen kurzen Seitenrands 25 der Öffnung durch die unterste Ecke der
benachbarten Öffnung.
Der Neigungswinkel α zwischen
der Längsachse "x" der Trennvorrichtung und der Verlängerungslinie 26 bzw.
der oberen kurzen Seitenrandoberfläche kann ca. 50° betragen,
obwohl Abweichungen nach oben sowie (in erster Linie) nach unten
von diesem Wert möglich
sind.
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In 6 sind
drei verschieden schwere Abfallstoffe mit 9', 9'' bzw. 9''' bezeichnet,
von denen der schwerste 9' der
größten Zentrifugalkraft
ausgesetzt ist. Dies bewirkt, dass dieser Stoff nach außen in einem
vergleichsweise flachen Winkel des Bewegungsvektors geschleudert
wird. Der etwas leichtere Stoff 9'' bewegt
sich tangential nach außen
in einem größeren Winkel,
weil dieser Stoff nicht gleich stark durch die Zentrifugalkraft
beeinflusst wird. Der leichteste Stoff 9''' bewegt sich
in einem noch steileren Winkel, d.h., hier ist der axiale Bewegungsvektor
größer als
der entsprechende Vektor für
die schwereren Stoffe. Auch diese Bewegung findet jedoch in einem Winkel
statt, der kleiner ist als der vorstehend genannte Winkel α. Durch die
dargestellte Geometrie werden für
einen bestimmten Öffnungsbereich
lange Wege erhalten. Durch die Tatsache, dass Teile der Innenwand 4 sich
zwischen Paaren benachbarter Öffnungen
befinden, kann der Hauptwasserstrom durch den Raum 17 teilweise
gegen die mit den durchströmten Öffnungen
in Verbindung stehende Wand drücken;
das ist etwas, was zu einem hohen Grad zur Stabilisierung des Stromes
beiträgt
und in ihm befindlichen Störungen
entgegen wirkt.
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In
den 9 und 10 ist eine alternative Ausführungsform
dargestellt, nach der die individuellen länglichen Öffnungen 20 intern
parallel und axial orientiert sind. Auch in diesem Fall können die Öffnungen
eine parallelogrammartige Form aufweisen. Nach dieser Ausführungsform
befinden sich außerdem
Stangen oder Stäbe 27 an
der Außenseite
der Innenwand 4, spezifischer ausgedrückt an dem Teil der Wand, der
sich stromaufwärts
(d.h. unterhalb) der Öffnungen 20 befindet.
Die Schienen können
gerade und in gleichem Abstand von einander getrennt sein und verlaufen
axial. Die Höhe
der Schienen kann begrenzt sein (z.B. innerhalb eines Bereiches
von 5 bis 10 mm). Durch das Bereitstellen dieser Schienen kann eine
gegebenenfalls auftretende Rotationsbewegung in der Flüssigkeitsmasse
im Sammelraum 8 abgebremst werden, um die Fähigkeit
des Sammelraums, Abfallstoffe zurückzuhalten, zu verbessern. Obwohl
solche Schienen nur in 9 und 10 gezeigt
wurden, können
sie vorteilhafterweise auch für die
anderen Ausführungsformen
verwendet werden.
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In
Bezug auf die Ausführungsform
nach 1, sowie die Ausführungsform nach 9,
sollte angemerkt werden, dass die beiden Innenwände 4 zylindrisch
sind und einen Durchmesser aufweisen, der größer ist als der Durchmesser
der Rohrteile 2', 2''. Spezifischer ausgedrückt ist
der Durchmesser der Innenwand 4 nur so viel größer als
der Durchmesser der Rohrteile 2, 2', dass die Querschnittsfläche des
ringförmigen
Raums 17 (d.h., die Querschnittsfläche der Innenwand reduziert
um die Querschnittsfläche
des Zentralgehäuses 12)
ca. gleich groß ist
wie, oder möglicherweise
etwas kleiner als die Querschnittsfläche der Rohrteile 2', 2''. Auch das trägt zu einem ungestörteren Flüssigkeitsstrom
durch den Raum bei. Darüber
hinaus sollte verdeutlicht werden, dass die zwei Endstücke 5, 6 des
Gehäuses sich
konisch verjüngende
innere Oberflächen 28, 29 aufweisen,
die eine gleichmäßige und
stabile Flüssigkeitsübertragung
zwi schen dem Leitungsrohr und dem ringförmigen Raum 17 sicherstellen.
Es ist zu erwähnen,
dass diese konischen Oberflächen
sich in gleicher Höhe
wie die beiden konisch sich verjüngenden
Endteile 13, 14 des Zentralgehäuses befinden.
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Es
wird nun auf 11 Bezug genommen, die in ein
und demselben Bild zwei verschiedene weitere Ausführungsformen
der Erfindung veranschaulicht. Auf der linken Seite der zentralen
Achse wird beispielhaft gezeigt, wie die Innenwand 4 nicht
nur einen zylindrischen Teil 4' aufweist, sondern auch einen konisch
sich verjüngenden
Teil 4''. Der zylindrische
Teil 4' befindet
sich stromaufwärts
vom konischen Teil 4''. Durch die
Tatsache, dass der Durchmesser der Innenwand in dem Bereich stromabwärts von
der Zylinderwand 4' verringert
ist, wird eine weitere Stabilisierung des Stroms erreicht, während die tangentiale
Bewegungskomponente der Abfallstoffe beibehalten oder erhöht wird.
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Auf
der rechten Seite der zentralen Linie wird eine Ausführungsform
veranschaulicht, nach der die Innenwand 4 in ihrer Gesamtheit
konisch geformt ist. Spezifischer ausgedrückt, konvergiert die Wand 4 in stromabwärtiger Richtung
(genauso wie der konische Wandteil 4''),
was auch bei der Außenwand 3 der
Fall sein kann.
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Mögliche Modifikationen der Erfindung
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Es
ist möglich,
die Erfindung in Verbindung mit anderen Fluiden als Wasser zu verwenden,
z.B. anderen Flüssigkeiten
oder sogar gasförmigen
Fluiden. Darüber
hinaus kann die Geometrie der in der Vorrichtung vorhandenen Einzelheiten
innerhalb des Rahmens der anliegenden Ansprüche in einer Vielzahl von Wegen
modifiziert sein.