DE69930159T2 - Vorrichtung zur trennung von feststoffen aus einem fliessmedium - Google Patents

Vorrichtung zur trennung von feststoffen aus einem fliessmedium Download PDF

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Tapio Kaipainen
Johan Westin
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    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04CAPPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C3/00Apparatus in which the axial direction of the vortex flow following a screw-thread type line remains unchanged ; Devices in which one of the two discharge ducts returns centrally through the vortex chamber, a reverse-flow vortex being prevented by bulkheads in the central discharge duct
    • B04C3/06Construction of inlets or outlets to the vortex chamber
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    • B04C2003/006Construction of elements by which the vortex flow is generated or degenerated

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Description

  • Technisches Gebiet der Erfindung
  • 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.
  • Stand der Technik
  • 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.
  • 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.
  • Aufgabenstellungen und Charakteristika der Erfindung
  • 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.
  • 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.
  • Kurze weitere Erläuterung des Standes der Technik
  • Zentrifugale Trennvorrichtungen für allgemeine industrielle Zwecke wurden bereits beschrieben in z.B. US 1 931 193 , US 2 425 110 , US 2 512 253 , US 2 616 563 , US 2 986 278 , US 4 834 887 , EP 0 005 494 , EP 0 162 441 und EP 0 267 285 . Keine dieser Vorrichtungen basiert jedoch auf der Anwendung tangential getrennter länglicher Öffnungen von dem Typ, der die vorliegende Erfindung charakterisiert. Aus diesem Grund sind die bereits bekannten Vorrichtungen nicht zur Trennung von Abfall aus dem Speisewasser zu Kernreaktoren geeignet.
  • Kurze Beschreibung der anliegenden Zeichnungen
  • In den Zeichnungen bedeuten:
  • 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Trennvorrichtung;
  • 2 einen Quterschnitt A-A in 1;
  • 3 einen Querschnitt B-B in 1;
  • 4 ein vergrößerter Querschnitt von nur einer der in der Vorrichtung vorhandenen Innenwände, insbesondere in der Schnittebene A-A in 1;
  • 5 eine analoge Vergrößerung eines Querschnitts durch die gleiche Innenwand in der Schnittebene B-B in 1;
  • 6 eine schematische Darstellung, die die Geometrie von zwei benachbarten Durchlassöffnungen in der bereits erwähnten Innenwand zeigt;
  • 7 ist eine vergrößerte Teilansicht der erwähnten Innenwand in einem fiktiv verbreiterten Zustand vom Zentrum aus gesehen;
  • 8 ist ein vergrößerter Detailabschnitt C-C (siehe 4 und 5) durch die gleiche Innenwand;
  • 9 ist ein der 1 entsprechender Schnitt, der eine zweite alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt;
  • 10 ist ein Schnitt A-A durch die Trennvorrichtung gemäß 9; und
  • 11 ist ein Querschnitt, der eine dritte und eine vierte erfindungsgemäße Ausführungsform zeigt.
  • Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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).
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Mögliche Modifikationen der Erfindung
  • 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.

Claims (8)

  1. Vorrichtung zur Trennung von Feststoffen aus einem in einem Leitungsrohr (2) strömenden Fluid, das ein zwischen getrennten Teilen des Rohrs (2', 2'') eingebautes Gehäuse aufweist, wobei das Gehäuse eine röhrenförmige Außenwand (3) und eine röhrenförmige Innenwand (4) mit rotationssymmetrischem Grundriss aufweist, einen ringförmigen Sammelraum (8), der sich zwischen diesen Wänden befindet, und ein Zentralgehäuse (12) mit rotationssymmetrisehem Grundriss, das relativ zur Innenwand (4) konzentrisch angeordnet ist, wobei das Zentralgehäuse am Einlassende mit einer ersten Fluidkonvertierungsvorrichtung (15) zusammenwirkt, die den Zweck besitzt, einen ankommenden axialen Fluidstrom in einen im wesentlichen rotierenden Strom in einem ringförmigen Raum (17) zwischen dem Zentralgehäuse (12) und der Innenwand (4) umzuwandeln, und an seinem Auslassende mit einer zweiten Fluidkonvertierungsvorrichtung (16) zusammen wirkt, die den Zweck besitzt, den rotierenden Fluidstrom in einen austretenden axialen Strom in dem stromabwärts vom Gehäuse befindlichen Rohrteil umzuwandeln, die Innenwand (4) Durchlässe aufweist, durch die Stoffe (9) mit einer größeren Dichte als der des Fluids, und die vom Fluid transportiert werden, radial nach außen passieren können, um an einem Boden (11) des Sammelraums (8) gesammelt zu werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlässe aus einer Serie von tangential getrennten länglichen Öffnungen (20) bestehen, die sich in einem Abstand vom Boden (11) in einem stromabwärtigen Teil der Innenwand (4) befinden, während ein stromaufwärtiger Teil dieser Wand keine solchen Öffnungen aufweist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die individuelle Öffnung (20) in der Innenwand (4) axial ausgerichtet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die individuelle Öffnung (20) in der Innenwand (4) relativ zur Längsachse des Gehäuses schrägwinklig angeordnet ist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die individuelle Öffnung (20) in der Innenwand (4) eine parallelogrammartige Form aufweist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die individuelle Öffnung (20) begrenzenden Randflächen (22, 23, 24, 25) schrägwinklig verlaufen.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der stromabwärts von der Serie von Öffnungen (20) befindliche Teil der Innenwand (4) eine Mehrzahl feiner Kanäle (21) aufweist, um einen eingeschränkten Fluidrückstrom vom Sammelraum (8) zurück zum Hauptfluidstrom im Leitungsrohr (2) zu erzielen.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der individuelle Rückstromkanal (21) nicht nur relativ zur axialen Richtung der Innenwand (4), sondern auch relativ zu ihrer tangentialen Richtung geneigt ist.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die länglichen Öffnungen (20) in ein und demselben Abschnitt des stromabwärts befindlichen Teils der Innenwand (4) angeordnet sind.
DE69930159T 1998-12-15 1999-12-02 Vorrichtung zur trennung von feststoffen aus einem fliessmedium Expired - Lifetime DE69930159T2 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015009084A1 (de) * 2015-07-17 2017-01-19 Kemper Gmbh Vorrichtung zum Trennen von Feinstaub und Grobstaub

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10148405A1 (de) * 2001-10-01 2003-04-10 Otto Altmann Doppelwand-Zyklon-System als Abtrennvorrichtung
US7014756B2 (en) * 2003-04-18 2006-03-21 Genoil Inc. Method and apparatus for separating immiscible phases with different densities
US7929718B1 (en) 2003-05-12 2011-04-19 D2Audio Corporation Systems and methods for switching and mixing signals in a multi-channel amplifier
DE102004036568A1 (de) * 2004-07-28 2006-02-16 Liebherr-Aerospace Lindenberg Gmbh Wasserabscheider für Klimaanlagen
US7713035B2 (en) * 2004-10-15 2010-05-11 Michael Brant Ford Cyclonic debris removal device and method for a pumping apparatus
JP4852364B2 (ja) * 2006-07-12 2012-01-11 財団法人 国際石油交流センター 気固分離器
JP4852365B2 (ja) * 2006-07-12 2012-01-11 財団法人 国際石油交流センター 気固分離器
JP4854408B2 (ja) * 2006-07-12 2012-01-18 財団法人 国際石油交流センター 気固分離器の設計方法
MX2009003255A (es) * 2006-09-26 2009-04-07 Dresser Rand Co Dispositivo separador de fluido estatico mejorado.
AT508900B1 (de) 2010-01-19 2011-05-15 Univ Wien Tech Vorrichtung und verfahren zum entfernen von schwebstoffteilchen
US8590713B2 (en) 2010-05-26 2013-11-26 Claude Laval Corporation Centrifugal separator
US8439070B2 (en) 2010-07-23 2013-05-14 Hamilton Sundstrand Corporation Piston valve with built in filtration
CN102553311A (zh) * 2010-12-31 2012-07-11 厦门松霖科技有限公司 一种离心过滤器
US8678204B2 (en) 2011-06-26 2014-03-25 Claude Laval Corporation Centrifugal separator
CN102423549B (zh) * 2011-08-02 2013-12-18 中国科学院力学研究所 一种管道式导流片型油水分离器的除水装置和油水旋流分离器
US9248456B2 (en) * 2013-02-05 2016-02-02 Claude Laval Corporation Centrifugal separator with extended post
CN103785948B (zh) * 2014-01-21 2016-08-17 大族激光科技产业集团股份有限公司 激光加工***及其废料回收装置
CN106439317B (zh) * 2016-12-13 2018-05-22 大连凯泓科技有限公司 一种多级缩径液体输入管接头
US10744437B2 (en) * 2017-07-10 2020-08-18 Hamilton Sunstrand Corporation Vented dynamic pressure recovery module for aircraft ECS
SE541555C2 (en) * 2017-09-14 2019-10-29 Scania Cv Ab Cyclone separator comprising blades arranged with counteracting pitch angles and related devices comprising such cyclone separator
SE541332C2 (en) * 2017-11-15 2019-07-09 Scania Cv Ab Cyclone separator and Related Devices
CN112423857A (zh) 2018-05-18 2021-02-26 唐纳森公司 用于在空气过滤中使用的预清洁器装置和方法
WO2020035139A1 (en) * 2018-08-15 2020-02-20 Thyssenkrupp Industrial Solutions (Australia) Pty. Ltd. Inline swirl tube device for liquid droplet coalescence in lean gas application
GB2580423B (en) * 2019-01-11 2022-10-05 Fuel Active Ltd Fuel pick-up device
EP3847938A1 (de) * 2020-01-09 2021-07-14 Koninklijke Philips N.V. Tauchrohr für einen zyklonenabscheider
BR112021016230A2 (pt) * 2019-02-20 2021-10-13 Koninklijke Philips N.V. Vórtice ascendente para um separador ciclônico e aspirador de pó
CN110743253B (zh) * 2019-10-21 2021-05-28 西安交通大学 一种管道式高流速气液分离装置和方法
US11982402B2 (en) * 2020-09-03 2024-05-14 Saudi Arabian Oil Company Integrated system for online detection and automatic removal of water and particulate contaminants from turbine oil

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3204696A (en) * 1963-09-16 1965-09-07 California Research Corp Apparatus for exhausting from downhole burner
EP0162441B1 (de) 1984-05-23 1989-07-26 STEIN INDUSTRIE Société Anonyme dite: Zentrifugalseparator für Gemische
US4654061A (en) 1985-05-31 1987-03-31 Union Oil Company Of California Geothermal steam separator
FR2771029B1 (fr) * 1997-11-18 2000-01-28 Total Sa Dispositif pour la separation des constituants d'un melange heterogene
US6143175A (en) * 1999-05-28 2000-11-07 Claude Laval Corporation Injection of a solids-laden water stream into a centrifugal separator

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015009084A1 (de) * 2015-07-17 2017-01-19 Kemper Gmbh Vorrichtung zum Trennen von Feinstaub und Grobstaub

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Publication number Publication date
SE9804364D0 (sv) 1998-12-15
US6666338B1 (en) 2003-12-23
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SE9804364L (sv) 2000-06-16
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DE69930159D1 (de) 2006-04-27
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AU2016000A (en) 2000-07-03

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