DE3107607A1

DE3107607A1 - Filter mit feststehendem siebeinsatz insbesondere fuer industriewasser

Info

Publication number: DE3107607A1
Application number: DE19813107607
Authority: DE
Inventors: Philip 75007 Paris Jackson
Original assignee: E Beaudrey et Cie SA
Current assignee: E Beaudrey et Cie SA
Priority date: 1980-03-03
Filing date: 1981-02-27
Publication date: 1982-02-18
Also published as: GB2070956A; IT1144105B; US4366056A; BE887749A; GB2070956B; FR2477028B1; JPS602890B2; ES500021A0; FR2477028A1; DE3107607C2; JPS56155605A; ES8201435A1; IT8167248A0; NL8100997A

Description

Die Erfindung betrifft Filter mit einem etwa zylindrischen Filtergehäuse, das an seinem Umfang einen gegen seine Achse geneigten Eintrittsstutzen und an einem seiner Enden einen Austrittsstutzen besitzt, und mit einem feststehenden Siebeinsatz, der in dem Filtergehäuse angeordnet ist und dessen Innenraum mit dem Austrittsstutzen in einem Zusammenhang steht.

Derartige Filter werden gewöhnlich zum Filtern von Industriewasser benutzt, und zwar insbesondere von Wasser zur Kühlung von verschiedenen Anlagen, beispielsweise von Dampfturbinenkondensatoren, und dienen dazu, neben einigen trägen Feststoffen Organismen wie Muscheln oder Algen zu filtern, die sich unterhalb in den betreffenden Anlagen vermehren können, was ihren Betrieb beeinträchtigt, wenn sie nicht zuvor beseitigt werden.

Die Erfindung betrifft insbesondere Filter, deren Filtergehäuse eine schneckenförmige Wand besitzt, wie sie beispielsweise in der französischen Patentschrift 2 355 5^ beschrieben vier den.

Bei einem derartigen Filter erhält man in zweckmäßiger Weise infolge des Schneckenprofils der Wand des Filtergehäuses in Verbindung mit der Neigung des Eintrittsstutzens eine systematische Bestreichung des Siebeinsatzes durch den eintretenden Strom, so daß eine Ablagerung der auszufilternden Substanzen und Organismen auf diesem Filtereinsatz vermieden wird und diese einem bestimmten Sammelbereich zugeführt werden, aus dem sie periodisch abgelassen werden.

In derartigen Filtern wird gewöhnlich in den Innenraum des Siebeinsatzes ein etwa konisch geformtes Ablenkorgan mit einer dem Austrittsstutzen zugewandten Nase vorgesehen, das die Strömungen reguliert und den Durchsatz, der den Siebeinsatz durchquert, längs ^es Einsatzes möglichst

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homogen gestaltet, indem der diesem Durchsatz dargebotene Durchgangsquerschnitt längs einer Erzeugenden des Siebeinsatzes entsprechend moduliert wird.

Die axiale Anordnung des Austrittsstutzens in einer der seitlichen Anordnung des Eintrittsstutzens entgegengesetzten Stellung begünstigt nämlich eine Zunahme des Durchsatzes durch den Siebeinsatz in seinem dem Austrittsstutzen am nächsten liegenden Bereich auf Kosten des Bereichs des Siebeinsatzes, der von dem Austrittsstutzen am weitesten entfernt ist (dies ist bei Filtern mit schrägem Eintrittsstutzen auch dann der Fall, wenn die Wand des Filtergehäuses nicht ein schneckenförmiges Profil hat, sondern kreisförmig und zum Siebeinsatz koaxial ist).

Gegenwärtig wird gewöhnlich ein glattes Ablenkorgan benutzt.

Obwohl derartige Filter mit einem feststehenden Siebeinsatz und einem Ablenkorgan bisher befriedigend funktionierten, besitzen sie verschiedene Kachteile.

Zunächst wird der Ausgleich des Durchsatzes längs des Siebeinsatzes trotz des Vorhandenseins des Ablenkorgans nicht in vollständig befriedigender Weise erreicht. Ficht selten nämlich treten in dem Bereich des Siebeinsatzes, der dem Austrittsstutzen am nächsten liegt,■Strömungen mit Übergeschwindigkeit auf, d.h. Strömungen, die in dem Filter einen kürzeren Weg zurücklegen als der Durchschnitt der das Filter durchquerenden Strömungen und die eine Geschwindigkeit erreichen, die über der Durchschnittsgeschwindigkeit der Strömungen liegt.

Außerdem wird die Drehung, in die die Strömungen in dem Filter um den Siebeinsatz herum versetzt werden, auch noch in ungewünschter Weise hinter dem Siebeinsatz fortgeführt.

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Infolge dieser Drehung kann an der Nase des Ablenkorgans ein unstabiler Wirbelring entstehen, der Einwirkungen auf die nachgeschalteten Anlagen hat, und zwar insbesondere dann, wenn diese beispielsweise im Fall von Wärmetauschern Rohrwände besitzen.

Diese verschiedenen hydraulischen Störungen bewirken nicht nur eine Erhöhung der durch das Filter verursachten Druckverluste, sondern gegebenenfells auch die Erzeugung von Schwingungen, die sowohl das Filter selbst als auch die über das Filter gespeisten Anlagen beschädigen können.

Ziel der Erfindung ist es, Anordnungen zu schaffen, durch die diese Nachteile auf ein Minimum reduziert oder vollständig beseitigt werden.

Zu diesem Zweck ist ein erfindungsgemäßes Filter insbesondere für Industriewasser mit einem im wesentlichen zylindrischen Filtergehäuse, das an seinem Umfang einen gegen seine Achse geneigten Eintrittsstutzen und an einem seiner Enden einen axialen Austrittsstutzen besitzt, einem feststehenden Siebeinsatz, der in dem Filtergehäuse angeordnet ist und dessen Innenvolumen zu dem Austrittsstutzen in einer Beziehung steht, und einem im Inneren des Siebeinsatzes angeordneten, im wesentlichen konischen Ablenkorgan mit einer dem Austrittsstutzen zugewandten Hase dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen dem Ablenkorgan und dem Siebeinsatz mindestens ein Flügel in radialer Richtung erstreckt.

In der Praxis sind mehrere Flügel in kreuzförmiger Anordnung vorgesehen, wobei zwei verschiedene Typen von Flügeln benutzt werden.

Und zwar ist mindestens ein Flügel mit größerer Länge vorgesehen, der sich etwa über die gesamte Länge des Ablenkorgans erstreckt, sowie mindestens ein Flügel mit kleinerer Länge,

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der sich nur über einen Teil der Länge des Ablenkorgans erstreckt.

In der Praxis ist der Flügel mit größerer Länge, der gegebenenfalls zweigeteilt sein kann, in Höhe des Eintrittsstutzens angeordnet. Er hat die Aufgabe und - wie die Versuche zeigen die Wirkung, daß einerseits längs des Siebeinsatzes eine gleiche Verteilung des Durchsatzes erreicht wird und daß andererseits die Bildung von störenden Wirbeln in dem toten oder fast toten Bereich verhindert wird, der trotz allem unvermeidlich im Inneren des Siebeinsatzes in der Zone auftritt, die sich längs der Erzeugenden erstreckt, an der der Eintrittsstutzen den Siebeinsatz tangiert.

Der oder die kürzeren Flügel, von denen beispielsweise drei vorgesehen sind und die sich von der Nase des Ablenkorgans aus etwa nur über die Hälfte der Länge des Ablenkorgans erstrecken, haben die Aufgabe und - wie Versuche ebenfalls bestätigen - die Wirkung, daß sie die Drehung der Strömung im Inneren des Siebeinsatzes unterbrechen, und zwar angesichts ihrer geringen Länge auf Kosten eines minimalen Druckverlustes durch Reibung.

Die Flügel bringen zwar Druckverluste durch Reibung mit sich, aber angesichts der Harmonisierung der Strömung, die sie bewirken, angesichts der Rückgewinnung eines Teils der kinetischen Rotationsenergie der Strömung, die sie gestatten, und angesichts der erheblichen Reduzierungen der örtlichen Übergeschwindigkeiten, die sie bewirken, indem sie die Bildung von bevorzugten Strömungsadern verhindern, fällt die Gesamtbilanz der durch das erfindungsgemäße Filter verursachten Druckverluste positiv aus.

Versuche ergaben, daß mit dem erfindungsgemäßen Filter im Vergleich zu einem bekannten Filter vergleichbarer Art eine

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Gesamteinsparung von Druckverlusten von über 20 % des Gesamtverlusts erreicht wird, so daß sich das erfindungsgemäße Filter von den nachgeschalteten Anlagen aus gesehen hinsichtlich der Druckverluste wie ein einfaches Knie verhält.

Das erfindungsgemäße Ablenkorgan besitzt an seinem dem Austrittsstutzen entgegengesetzten Ende mindestens eine Öffnung, die eine Wasserentnahmeöffnung bildet. An der Ease des Ablenkorgans ist axial ebenfalls mindestens eine Öffnung vorgesehen, die auf den Austrittsstutzen zu gerichtet ist.

Infolgedessen kann das erfindungsgemäße Ablenkorgan mit seinem Innenraum die Beförderung von Wasser von seiner Basis zur Fase gewährleisten. Bei Auftreten eines örtlichen Wirbelunterdrucks an der Nase verhindert die Speisung der entsprechenden Zone mit Wasser über diesen Zufuhrweg auf zweckmäßige Weise die Bildung eines Wirbelrings, der stets Störungen verursacht.

Zusammenfassend kann gesagt werden, daß mit einem erfindungsgemäßen Ablenkorgan auf zweckmäßige Weise die Strömungen harmonisiert werden, die örtlichen Übergeschwindigkeiten vermieden werden, Wirbel unterbrochen werden und die Bildung eines Wirbelrings verhindert wird, wodurch insgesamt die Druckverluste und die Möglichkeiten der Bildung beliebiger störender Schwingungen verringert werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das in der beiliegenden Zeichnung dargestellt ist. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Filter nach der Linie I-I von Fig. 2,

Fig. 2 einen axialen Schnitt nach der Linie II-II von Fig. 1 und

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Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Ablenkorgans für ein erfindungsgemäßes Filter in einem anderen Maßstab.

Die Figuren zeigen ein Filter der in der französischen Patentschrift 2 355 544- beschriebenen Art.

Ein derartiges Filter besitzt ein im wesentlichen zylindrisches Filtergehäuse 10, das an seinem Umfang einen gegen
seine Achse geneigten Eintrittsstutzen 11 und an einem seiner Enden einen axialen Austrittsstutzen 12 besitzt.

Das Filtergehäuse 10 besteht aus einer Seitenwand 13» an
die im wesentlichen tangential der Eintrittsstutzen 11 angeschlossen ist, aus einer Bodenwand 14 mit einer axialen öffnung 15» an die der Austrittsstutzen 12 angeschlossen
ist, und aus einer geschlossenen Bodenwand 16, die dem
Austrittsstutzen 12 entgegengesetzt angeordnet ist.

In dem Filtergehäuse 10 ist ein feststehender Siebeinsatz 18 angeordnet, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel im wesentlichen zylindrisch ist und einen kreisförmigen Querschnitt hat und sich von der geschlossenen Bodenwand 16 des Filtergehäuses 10 zu dessen offenen Bodenwand 14- erstreckt, indem er an die Öffnung 15 dieser Bodenwand 14 anschließt.

Sein Innenraum steht somit mit dem Austrittsstutzen 12 in einer Beziehung.

Die Seitenwand 13 des Filtergehäuses 10 umgibt schneckenförmig den feststehenden Siebeinsatz 18, d.h. sie besitzt ein spiralförmiges Profil.

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Aus Gründen der einfacheren Darstellung ist diese Seitenwand 13 in den Figuren mit kreisförmigem Querschnitt dargestellt, wobei sie bezüglich der Achse des Siebeinsatzes 18 und damit der Achse des Stutzens 12 exzentrisch angeordnet ist.

Im Inneren des Filtergehäuses 10 bildet eine Stauwand 19, die in Höhe der Erzeugenden des Siebeinsatzes 18 angeordnet ist, die umfangsmäßig von dem Eintrittsstutzen 11 am weitesten entfernt ist, zusammen mit dem Siebeinsatz 18 und der Seitenwand 13 des Filtergehäuses 10 einen Auffangbehälter 20 für die Feststoffe, der für die Abfuhr der Feststoffe, die sich in ihm ansammeln, beispielsweise über ein gebräuchliches Ventil 21 systematisch entleert werden kann.

Im Inneren des Siebeinsatzes 18 ist ein im wesentlichen konisches Ablenkorgan 22 angeordnet, dessen Nase dem Austrittsstutzen 12 zugewandt ist.

In der Praxis besteht dieses Ablenkorgan aus einem im wesentlichen kegelstumpfförmigen Rohr 24, aus einem Befestigungsflansch 25, der sich an dem dem Austrittsstutzen 12 entgegengesetzten Ende des Rohrs 24 befindet und an das Rohr 24- über eine abgerundete Kehle 26 anschließt, und aus einer abgerundeten Fase 23, die an dem dem Austrittsstutzen 12 am nächsten gelegenen Ende des Rohrs 24 vorgesehen ist.

Zwischen diesem "öinlenkorgan 22 und dem Siebeinsatz 18 erstreckt sich gemäß der Erfindung in radialer Richtung mindestens ein Flügel 28.

In der Praxis sind mehrere Flügel 28 von. zwei verschiedenen Typen vorgesehen. Und zwar ist mindestens ein Flügel 28A mit größerer Länge vorgesehen, der sich im wesentlichen über die

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gesamte Länge des ^ßlenkorgans 22 erstreckt, und mindestens ein Flügel 28B kleinerer Länge, der sich nur über einen Teil der Länge des Ablenkorgans 22 erstreckt.

Die Flügel 28, und zwar sowohl die Flügel 28A größerer Länge als auch die Flügel 28B kleinerer Länge, sind an dem Ablenkorgan 22 befestigt und werden von diesem getragen. Wie die Figuren zeigen, treten die Flügel 28 und das Ablenkorgan in den Austrittsstutzen 12 ein und ragen somit axial etwas über den Siebeinsatz 18 hinaus.

In radialer Richtung erstrecken sich die Flügel 28 von dem Ablenkorgan 22 bis zu dem Siebeinsatz 18.

In der Praxis ist in Höhe des Eintrittsstutzens 11 mindestens ein Flügel 28 vorgesehen, und zwar ein Flügel 28A größerer Länge.

Dieser erstreckt sich im wesentlichen über die ganze Länge des Ablenkorgans 22, und zwar von der Nase 23 bis zu seinem Flansch 2f?i wobei jedoch der Endteil der Nase 23 frei bleibt.

Dieser Flügel 28A größerer Länge, von dem in dem dargestellten Ausführungsbeispiel nur ein einziger dargestellt ist, der jedoch zweigeteilt sein kann, erstreckt sich in der Höhe der Erzeugenden des Siebeinsatzes 18, an der die Stauwand 19 angeschlossen ist.

Die Flügel 28B kleinerer Länge, von denen bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel drei vorgesehen sind und die zusammen mit dem Flügel 28A größerer Länge auf dem Kreisumfang um das Ablenkorgan 22 herum regelmäßig verteilt angeordnet sind, erstrecken sich jeweils von der Nase 23 des Ablenkorgans 22 aus etwa über die Hälfte der Länge des Ablenkorgans, wobei wie im vorhergehenden Fall bei dem Flü-

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gel 28A größerer Läng-e der Endteil dieser Nase 23 frei bleibt.

Das Ablenkorgan 22 besitzt ferner an seiner Basis, d.h. an seinem dem Austrittsstutzen 12 entgegengesetzten Ende mindestens eine Öffnung 29, und zwar in der Praxis mehrere derartige Öffnungen 29, wobei diese gleichmäßig auf dem Kreisumfang verteilt sind. Gleichzeitig besitzt die Käse 23 des Ablenkorgans 22 in ihrem Endteil eine sich axial erstreckende Öffnung 30.

Der Wasserstrom, der über den Eintrittsstutzen 11 in das Filtergehäuse 10 in Richtung der Pfeile der Pig. 1 und 2 eintritt, wird um den Siebeinsatz 18 herum in Drehung versetzt. Nach Durchquerung des Siebeinsatzes bewirken jedoch die Flügel 28 eine Stabilisierung des Flusses durch Unterbrechen seiner Drehung, bevor das Wasser über den Austrittsstutzen 12 abgeführt wird.

Außerdem bewirken diese Flügel 28, und insbesondere der Flügel 28A größerer Länge, eine möglichst gleichmäßige Verteilung des Durchsatzes dieses Flusses, der längs des Siebeinsatzes 18 eintritt, wobei die Entwicklung von bevorzugten Strömungsadern in Nähe des Endes des Siebeinsatzes 18 vermieden wird, das dem Austrittsstutzen 12 am nächsten gelegen ist.

Zusammen mit der Stauwand 19 wirkt der Flügel 28A größerer Länge in zweckmäßiger Weise der Bildung von Wirbeln in dem Bereich des Siebeinsatzes 18 entgegen, der dem Eintrittsstutzen 11 am nächsten liegt.

Wie bereits erwähnt wurde, tritt ein Teil des behandelten Flusses über die Öffnungen 29 an der Basis des Ablenkorgans 22 ein, durchquert dieses axial und verhindert durch axiale

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Speisung des Bereichs, der sich in unmittelbarer Nähe der Hase 23 des Ablenkorgans befindet, daß ein möglicherweise auftretender Unterdruck in diesem Bereich zur Bildung eines Wirbelringes führen kann.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte und beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern umfaßt alle Abwandlungen, und zwar insbesondere hinsichtlich der Zahl und der genauen Länge der benutzten Flügel und/oder des genauen Profils der Seitenwand 13 des Filtergehäuses 10.

Außerdem ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, den Innenraum des Siebeinsatzes 18 und/oder den den Siebeinsatz umgebenden Innenraum des Filtergehäuses 10 durch Querwände in Längsrichtung in aufeinanderfolgende Kammern zu unterteilen*

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L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche:

/ 1./Filter insbesondere für Industriewasser mit einem im ^—' wesentlichen zylindrischen Filtergehäuse, das an seinem Umfang einen gegen seine Achse geneigten Eintrittsstutzen und an einem seiner Enden einen axialen Austrittsstutzen besitzt, einem feststehenden Siebeinsatz, der in dem Filtergehäuse angeordnet ist und dessen Innenvolumen zu dem Austrittsstutzen in einer Beziehung steht, und einem im Inneren des Siebeinsatzes angeordneten, im wesentlichen konischen Ablenkorgan mit einer dem Austrittsstutzen zugewandten Nase, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen dem Ablenkorgan und dem Siebeinsatz mindestens ein Flügel in radialer Richtung erstreckt.

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2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es Flügel von zwei verschiedenen Typen gibt, und zwar mindestens ein Flügel größerer Länge, der sich etwa über die gesamte Länge des Ablenkorgans erstreckt, und mindestens ein Flügel kleinerer Länge, der sich nur über einen Teil der Länge des Ablenkorgans erstreckt.
3. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß in Höhe des Eintrittsstutzens mindestens ein Flügel vorgesehen ist, und zwar ein Flügel, der sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Ablenkorgans erstreckt.
4. Filter nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet , daß sich ein Flügel kleinerer Länge von der Nase des Ablenkorgans aus etwa über die Hälfte der Länge des Ablenkorgans erstreckt.
5. Filter nach einem der Ansprüche 2 bis 4-, dadurch gekennzeichnet , daß mehrere Flügel kleinerer Lange vorgesehen sind, wobei diese gleichmäßig auf dem Kreisumfang verteilt sind.
6. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Flügel andern Ablenkorgan befestigt sind.
7. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablenkorgan und die Flügel in den Austrittsstutzen eintreten.
8. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das Ablenkorgan aus einem im wesentlichen kegelstumpfförmigen Bohr, einem Befestigungsflansch, der an der dem Austrittsstutzen entgegengesetzten Basis des Rohrs angeordnet ist und

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an das Rohr über eine abgerundete Kehle angeschlossen ist, und einer abgerundeten Nase besteht, die an dem dem Austrittsstutzen naheliegenden Ende des Rohrs vorgesehen ist.
9. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das Ablenkorgan an seiner dem Austrittsstutzen entgegengesetzten Basis mindestens eine öffnung besitzt, wobei seine Nase ebenfalls mindestens eine Öffnung aufweist.
10. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine Stauwand, die in Höhe der Erzeugenden des Siebeinsatzes angeordnet ist, die umfangsmäßig von dem Eintrittsstutzen am weitesten entfernt ist, zusammen mit dem Siebeinsatz einen Sammelbehälter bildet, dadurch gekennzeichnet , daß sich in Höhe dieser Erzeugenden ein Flügel erstreckt, und zwar ein Flügel, der sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Ablenkorgans erstreckt. -

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