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DE60200483T2 - Zyklonabscheider für veränderliche Durchflussraten - Google Patents

Zyklonabscheider für veränderliche Durchflussraten Download PDF

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DE60200483T2
DE60200483T2 DE60200483T DE60200483T DE60200483T2 DE 60200483 T2 DE60200483 T2 DE 60200483T2 DE 60200483 T DE60200483 T DE 60200483T DE 60200483 T DE60200483 T DE 60200483T DE 60200483 T2 DE60200483 T2 DE 60200483T2
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DE
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outlet
shut
liquid
separator
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DE60200483T
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DE60200483D1 (de
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Ideo Caleffi
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CATTANI SpA PARMA
Cattani SpA
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CATTANI SpA PARMA
Cattani SpA
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    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04CAPPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/12Construction of the overflow ducting, e.g. diffusing or spiral exits
    • B04C5/13Construction of the overflow ducting, e.g. diffusing or spiral exits formed as a vortex finder and extending into the vortex chamber; Discharge from vortex finder otherwise than at the top of the cyclone; Devices for controlling the overflow
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61CDENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C17/00Devices for cleaning, polishing, rinsing or drying teeth, teeth cavities or prostheses; Saliva removers; Dental appliances for receiving spittle
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    • A61C17/065Saliva removers; Accessories therefor characterised by provisions for processing the collected matter, e.g. for separating solids or air
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Description

  • Insbesondere, jedoch nicht ausschliesslich, wird die Erfindung nützlich zum Abscheiden von Festpartikeln aus Spülflüssigkeiten in zahnärztlichen Geräten verwendet.
  • Wie bekannt ist, entfernen zahnärztliche Absauganlagen während eines Eingriffs die Flüssigkeiten aus dem Mund des Patienten. Diese Flüssigkeiten enthalten einen gasförmigen Teil (generell Luft), einen flüssigen Teil (generell Wasser, Blut und andere Flüssigkeiten, welche in zahnärztlichen Geräten verwendet werden) und einen festen Teil in Form von Partikeln (normalerweise in Füllungen verwendetes Amalgam). Die abgesaugten Flüssigkeiten enthalten verschiedene verschmutzende Substanzen, wie zum Beispiel Festpartikel aus Amalgam. In zahnärztlichen Geräten kann die Erzeugung von verschmutzenden Flüssigkeiten eher reichlich sein, auch wenn allgemein nicht kontinuierlich. Bevor diese Flüssigkeiten in die Abwasserleitungen abgelassen werden, müssen sie frei von verschmutzenden Substanzen sein.
  • Der Stand der Technik lehrt das Abscheiden von Festpartikeln aus Flüssigkeiten mit Hilfe eines Zyklonabscheiders, welcher die Schleuderkraft nutzt, die durch einen schnellen Wirbel in dem Fluss der Flüssigkeit erzeugt wird, in der die Festpartikel schweben.
  • Diese Zyklonabscheider enthalten ein Gefäss mit einem Einlass für die Flüssigkeit und einen oberen Auslass für die Flüssigkeit, aus welcher die Festpartikel entfernt worden sind.
  • Das Abscheidegefäss hat eine nach unten konvergierende stumpfkegelförmige Ausbildung, an deren schmalerem Ende ein Ablass vorhanden ist, der an einen Behälter angeschlossen werden kann, in welchem die Festpartikel gesammelt werden können.
  • Diese Abscheider von ausgesprochen einfacher Konstruktion arbeiten ohne jeden aussenliegenden Motor und wirken vollkommen durch die Erzeugung einer Schleuderkraft, die auf die durch die Flüssigkeitsbewegung abzuscheidenden Partikel ausgeübt wird. Die abzuscheidenden Partikel werden gegen die Wände des Gefässes geschleudert und sinken auf den Boden des Abscheiders, während die Flüssigkeit in dem sich im mittleren Teil des Abscheiders bildenden Sekundärwirbel ansteigt und aus dem oberen Teil des Abscheiders austritt.
  • Der Grad des Abscheidens der Partikel hängt grösstenteils von der Durchflussmenge ab, die durch die Zentrifuge geht. Bei geringen Durchflussmengen sind diese Abscheider nicht in der Lage, einen ausreichenden Grad des Abscheidens von Festpartikeln zu gewährleisten, welcher insbesondere bei zahnärztlichen Geräten wenigstens 95% der insgesamt in der Flüssigkeit enthaltenen Partikel betragen muss.
  • Um die oben beschriebenen Nachteile zu vermeiden, lehrt der Stand der Technik einen Zyklonabscheider, beschrieben in EP 0 557 251 derselben Anmelderin. Bei diesem Abscheider sind Wirksamkeit und Leistung dank der Verwendung einer Schleuderpumpe erhöht, deren Laufrad, angeordnet im Inneren des Gefässes und über dem stumpfkegelförmigen Teil, sich so drehen kann, dass es die Geschwindigkeit des Wassers unabhängig von der Durchflussmenge beschleunigt und somit ein erstes Abscheiden der Partikel durch Schleuderkraft bewirkt. Die Verwendung einer Schleuderpumpe, welche den Abscheider befähigt, sei es als Zentrifugenabscheider wie auch als Zyklonabscheider zu arbeiten, führt jedoch zu einer eher komplizierten und somit kostspieligen Konstruktion.
  • Ausserdem, um von der Arbeitsweise „Zentrifuge" in die Arbeitsweise „Zyklon" überzugehen, erfordert der oben beschriebene Abscheider die Verwendung eines Magnetventils, gesteuert durch ein von ausserhalb des Abscheiders kommendes elektrisches Signal, welches auf einen Befehl hin, der unabhängig von dem jeweiligen Betriebszustand des Abscheiders ist, den Auslass des Abscheiders schliesst oder öffnet. Dies führt zu einer weiteren konstruktionsmässigen Komplikation und bedeutet auch, dass der Abscheider vom Betrieb einer aussenliegenden Vorrichtung abhängig ist.
  • In dem Europäischen Patent EP 99830011.5 derselben Anmelderin lehrt der Stand der Technik auch eine andere Lösung, welche eine spezielle Ausbildung und Anordnung der Ein- und Auslassöffnungen in dem Abscheider aufweist. Dieser Abscheider, der konstruktionsmässig sehr einfach ist, erhöht die Wirksamkeit des Abscheidens, kann jedoch nicht mit sehr geringen Durchflussmengen arbeiten. Eine andere Lösung, bestehend aus dem Wiedereingeben eines Teils der dichteren Komponenten in die Abscheidekammer über eine Rückführungsleitung, ist in US 5 108 608 A beschrieben.
  • Hauptzweck der vorliegenden Erfindung ist, die oben erwähnten Nachteile der bekannten Technik durch das Vorsehen eines Zyklonabscheiders zu vermeiden, welcher konstruktionsmässig sehr einfach und wirtschaftlich ist, und welcher gleichzeitig einen hohen Grad des Abscheidens sichert, unabhängig von der Durchflussmenge der den Abscheider erreichenden Flüssigkeit.
  • Ein Vorteil der Vorrichtung ist, dass nicht die Notwendigkeit eines Hilfsmotors oder von ausserhalb der Vorrichtung kommender Signale besteht, um diese zu betätigen.
  • Ein weiterer Vorteil der Vorrichtung ist, dass sie durch sehr einfache und leichte Arbeiten gereinigt und gewartet werden kann.
  • Diese Zwecke und noch mehr werden erreicht durch den Gegenstand der Erfindung, wie er in den beiliegenden Ansprüchen gekennzeichnet ist.
  • Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung gehen deutlicher aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung einer vorgezogenen, doch nicht begrenzenden Ausführung hervor, die rein als Beispiel in den beiliegenden Abbildungen dargestellt ist, in welchen
  • 1 ein schematischer Schnitt in vertikaler Erhebung des Abscheiders nach der Erfindung ist;
  • 2 ist ein Schnitt in vertikaler Erhebung und in vergrösserter Form von dem Deckel des Abscheiders;
  • 3 ist eine Ansicht von oben von dem Deckel des Abscheiders, mit einigen Teilen entfernt, um andere besser hervorzuheben.
  • Unter Bezugnahme auf die Abbildungen der Zeichnungen ist mit 1 in seiner Gesamtheit ein Zyklonabscheider für in einer Flüssigkeit schwebende Festpartikel bezeichnet, welcher insbesondere zum Abscheiden von Festpartikeln verwendet wird, die in den von zahnärztlichen Geräten kommenden Flüssigkeiten schweben, die von bekanntem Typ und daher nicht gezeigt sind. In diesen Anlagen ist eine Produktion von Luft, Wasser, Blut, Amalgam, chemische Produkte usw. enthaltenden Flüssigkeiten vorhanden, welche in die Abwasserleitungen abgelassen werden müssen, und zwar nach den Gesetzen des Umweltschutzes, die vorsehen, dass bestimmte Substanzen, einschliesslich Amalgam und ähnliches, nicht in die Abwasserleitungen abgelassen werden dürfen. In den oben erwähnten Geräten ist die Produktion von verschmutzenden Flüssigkeiten eher reichlich, obwohl nicht kontinuierlich. Der Abscheider nach der Erfindung hat den Zweck, die Flüssigkeit von diesen verschmutzenden Partikeln zu reinigen, unabhängig von der Durchflussmenge der den Abscheider erreichenden Flüssigkeit.
  • Der Abscheider 1 enthält ein Gefäss 2, welches an einen Einlass A zur Aufnahme der Flüssigkeit angeschlossen ist, in der die abzuscheidenden Festpartikel schweben, und welches ebenfalls einen oberen Auslass B zum Ablassen der Flüssigkeit ohne die Festpartikel enthält. Das Gefäss 2, das zum Beispiel aus Kunststoffmaterial sein kann, ist mit einer stumpfkegelförmigen Wand 3 versehen, die nach unten gerichtet konvergiert, und an deren schmalem Hals ein Ablass 4 angeordnet ist. Der Ablass 4 steht mit einem darunter liegenden Sammelbehälter 7 in Verbindung, in welchem die abgeschiedenen Festpartikel gesammelt werden. Das Gefäss 2 ist oben durch einen Deckel 5 verschlossen, zum Beispiel aus Kunststoffmaterial, welcher lösbar an dem Gefäss 2 befestigt werden kann, beispielsweise unter Verwendung von Befestigungsschrauben. Bei der vorgezogenen Ausführung ist der Deckel 5 dem Einlass A und auch dem Auslass B zugeordnet.
  • Der Deckel 5 weist seitlich eine erste Öffnung 8 auf, welche den Einlass A zur Aufnahme der von dem zahnärztlichen Gerät kommenden Flüssigkeit trägt, und zwar in der durch den Pfeil F bezeichneten Richtung. Bei dieser Ausführung besteht die erste Öffnung 8 aus einem zylindrischen Rohr mit horizontaler Achse, das fest an dem Deckel 5 angebracht ist. An das den Einlass A enthaltenden und seitlich aus dem Deckel 5 hervorstehende Rohr sind Mittel zum Zuführen der Flüssigkeit anschliessbar, welche die abzuscheidenden Festpartikel enthält. Das entgegengesetzte Ende des Rohres ist in das Material des Deckels 5 eingelassen und steht über eine Leitung 9 mit vertikaler Achse, die in dem Deckel 5 aufgewiesen ist, mit einer darunter liegenden ringförmigen Kammer 10 in Verbindung, die sich in dem Deckel 5 befindet und nicht mit dem Aussenbereich in Verbindung ist. Die Kammer 10 ist mit Hilfe einer unteren Wand 11 von dem Raum des Gefässes 2 getrennt, und welche oben den Raum abschliesst.
  • Die in dem Deckel 5 aufgewiesene Kammer 10, und somit der Einlass A der Flüssigkeit, verbinden sich mit dem Inneren des Gefässes 2 durch Bohrungen 12, die in die untere Wand 11 des Deckels 5 eingearbeitet sind, und welche vorzugsweise eine schräge Achse aufweisen, ausgerichtet tangential im Verhältnis zu der vertikalen Achse der stumpfkegelförmigen Wand 3.
  • Die Struktur der oben beschriebenen unteren Wand 11 ist solche, dass der gesamte Fluss der durch den Haupteinlass A kommenden Flüssigkeit in eine Anzahl von kleinen Strahlen unterteilt wird, welche tangential in den stumpfkegelförmigen Bereich des Gefässes 2 eingespritzt werden.
  • Der Deckel 5 enthält aussen einen geflanschten seitlichen Teil 52, welcher bekannte und nicht gezeigte Mittel trägt, um lösbar einen entsprechenden geflanschten Teil des darunter liegenden Gefässes 2 anzuschliessen, sowie einen unteren zylindrischen Teil 53, vorgesehen zum Einsetzen (und Herausnehmen) in einen entsprechenden Hohlraum des Gefässes 2, das sich unmittelbar unter der stumpfkegelförmigen Wand 3 befindet. Dichtungen, in dem gezeigten Beispiel einen Dichtungsring 6 enthaltend, sind zwischen dem zylindrischen Teil 53 des Deckels 5 und dem zylindrischen Teil des Gefässes 2 eingesetzt.
  • Der Deckel 5 weißt ausserdem einen rohrförmigen Körper 54 mit vertikaler Achse auf, welcher nach unten hervorsteht, und dessen interner Hohlraum, der koaxial zu der stumpfkegelförmigen Wand 3 des Gefässes 2 verläuft, eine Auslassleitung 55 für die Flüssigkeit aus dem Gefäss 2 beschreibt, welche Auslassleitung 55 von der nach oben gerichteten Flüssigkeit durchlaufen wird, die von den schwereren Partikeln befreit ist, wenn sie aus dem Gefäss 2 austritt.
  • Das oben gesagte stimmt mit dem in dem obengenannten Europäischen Patent EP 99830011.5 beschriebenen Stand der Technik überein; es wird jedoch hervorgehoben, dass die Eigenschaften des Abscheiders nach der Erfindung, wie hier nachstehend dargelegt, auch auf einen Abscheider angewendet werden können, der ein Einlasssystem für die Flüssigkeit (zum Beispiel ohne die untere Wand 11 oder mit anders angeordneten Einlassbohrungen) wie auch ein Verbindungssystem zwischen dem oberen Teil und dem Gefäss aufweist, welche anders ausgelegt sind als beschrieben.
  • Der Abscheider nach der Erfindung enthält eine Umlaufleitung 60, welche, wie nachstehend vollständiger erklärt wird, die Auslassleitung 55 mit dem Einlass A für die Flüssigkeit in Verbindung bringt. In den beiliegenden Abbildungen der Zeichnungen ist die Umlaufleitung 60 schematisch dargestellt. Die Umlaufleitung 60 ist stromaufwärts der hier nicht gezeigten Pumpe angeschlossen, welche die Flüssigkeit in den Abscheider eingibt; dies um die Pumpe daran zu hindern, die Flüssigkeit durch die Umlaufleitung 60 zu pumpen.
  • Im Inneren des Deckels 5 befindet sich ein Drei-Wege-Ventil 61, von welchem ein Eingang 61a an die Auslassleitung 55 angeschlossen ist, und dessen Ausgänge 61b und 61c an die Umlaufleitung 60 und an den Auslass B angeschlossen sind. Das Ventil 61 ist mit einem Absperrelement 62 versehen, welches durch den Druck gesteuert wird, ausgeübt durch die aus der Auslassleitung 5 austretende Flüssigkeit. Das Absperrelement 62 unterbricht die Verbindung zwischen der Auslassleitung 55 und der Umlaufleitung 60, wenn der durch die aus der Auslassleitung 55 austretende Flüssigkeit ausgeübte Druck einen ersten vorgegebenen Wert erreicht. Der Eingang 61a ist direkt an die Auslassleitung 55 angeschlossen und der Ausgang 61b ist direkt an die Umlaufleitung 60 angeschlossen; die Verbindung zwischen dem Ausgang 61c des Ventils 61 und dem Auslass B der Flüssigkeit wird durch ein normalerweise geschlossenes Einwegventil 63 erhalten, welches unmittelbar vor dem Auslass B und stromabwärts des Drei-Wege-Ventils 61 angeordnet ist. Das Einwegventil 63 ist mit einem Absperrelement 64 versehen und öffnet sich, wenn der durch die Flüssigkeit ausgeübte Druck einen zweiten vorgegebenen Wert erreicht, welcher höher ist als der erste vorgegebene Wert.
  • Der Deckel 5 weist eine erste Kammer 71 auf, welche den Körper des Drei-Wege-Ventils 61 bildet. Im Inneren der ersten Kammer 71 kann sich ein kalibrierter Schwimmer in einer axialen Richtung bewegen, welcher das Absperrelement 62 des Ventils 61 bildet. Der kalibrierte Schwimmer ist zylinderförmig und hat zwei stumpfkegelförmige Enden; er ist aus Metall hergestellt. Der Schwimmer wird direkt durch die aus der Auslassleitung 55 austretende Flüssigkeit betätigt und kann aufgrund der Wirkung der Flüssigkeit drei verschiedene Positionen einnehmen.
  • In einer ersten Position verschliesst der Schwimmer den Eingang 61a des Ventils 61; diese Position wird eingenommen aufgrund der Schwerkraft, wenn kein Flüssigkeitsstrom aus der Auslassleitung 55 vorhanden ist. Eine zweite Position, in welcher der Schwimmer den Eingang 61a und die Ausgänge 61b und 61c des Ventils 61 öffnet, wird eingenommen, wenn der von der Auslassleitung 55 kommende Strom von Flüssigkeit einen geringeren Druck ausübt als der erste vorgegebene Druckwert auf den Schwimmer. Eine dritte Position, in welcher der Schwimmer den Eingang 61a und den Ausgang 61c des Ventils 61 öffnet, während er den Ausgang 61b desselben verschliesst, welcher Ausgang 61b an die Umlaufleitung 60 angeschlossen ist, wird eingenommen, wenn der von der Auslassleitung 55 kommende Strom von Flüssigkeit einen Druck auf den Schwimmer ausübt, der gleich oder grösser ist als der erste vorgegebene Wert.
  • Insbesondere enthält die erste Kammer 71 eine genutete Aufnahme 72, welche direkt an den Eingang 61a und an den Ausgang 61b des Ventils 61 angeschlossen ist, und in deren Innerem das Absperrelement 62 ohne Dichtung gleiten kann; die erste Kammer enthält ausserdem eine ringförmige Kammer 73, welche um die genutete Aufnahme 72 angeordnet und immer mit dem Inneren der genuteten Aufnahme 72 und mit dem Ausgang 61c des Drei-Wege-Ventils 61 verbunden ist. Mit dieser Anordnung kann die Flüssigkeit, sobald sie in das Ventil 61 eingetreten ist, jederzeit frei in dem Ventil zirkulieren, und zwar unabhängig von der Position des Schwimmers. Der Deckel 5 enthält weiter eine zweite Kammer 81, welche den Körper des Einwegventils 63 bildet, und welche auf einer Seite der ersten Kammer 71 angeordnet und durch den Ausgang 61c des Drei-Wege-Ventils 61 mit dieser verbunden ist. Das Absperrelement 64 des Ventils 63 kann sich im Inneren der zweiten Kammer 81 bewegen; das Absperrelement 64 nimmt normalerweise eine erste Position ein, in welcher es das Ventil 63 verschliesst; diese Position wird eingehalten durch ein kalibriertes elastisches Element 82, solange der Druck der aus der Auslassleitung 55, und insbesondere dem Ventil 61 kommenden Flüssigkeit, unterhalb des zweiten vorgegebenen Wertes liegt. Das Absperrelement 64 nimmt eine zweite Position ein, in welcher das Ventil 63 geöffnet ist, wenn der Druck der aus der Auslassleitung 55, und insbesondere dem Ventil 61 kommenden Flüssigkeit, gleich dem zweiten vorgegebenen Wert ist oder über diesem liegt.
  • An der Innenwand der zweiten Kammer 81 sind hervorstehende Führungen 83 angeordnet, welche Führungen 83 dazu bestimmt sind, das Gleiten des Absperrelementes 64 zu ermöglichen, ohne den Durchlauf der Flüssigkeit zu behindern; sobald das Ventil 63 geöffnet ist, kann die Flüssigkeit frei an den Seiten des Absperrelementes 64 und in die Krone durchlaufen, die zwischen dem Absperrelement und der Innenwand der zweiten Kammer 81 beschrieben ist, und zwar dank des Vorhandenseins der Führungen 83, die sich in der zweiten Kammer 81 nach innen erstrecken.
  • Der Abscheider arbeitet wie hier nachstehend beschrieben. Es muss vor allem die Tatsache beachtet werden, dass das Abscheiden der Festpartikel durch die Zyklonwirbel erreicht wird, die sich in dem Abscheider nur bilden, wenn die Durchflussmenge der Flüssigkeit hoch ist; wenn die Durchflussmenge der Flüssigkeit niedrig ist, neigt der Sekundärwirbel dazu, die Festpartikel nach oben und zu dem Auslass des Gefässes 2 zu ziehen.
  • Die Flüssigkeit tritt in den Einlass A des Gefässes 2 ein, wird in mehrere Strahlen unterteilt, die tangential aus den verschiedenen Öffnungen 13 austreten und Zyklonwirbel bilden, die das Abscheiden der Festpartikel von der Flüssigkeit bewirken, welche Festpartikel nach aussen in Richtung der Innenwände des Gefässes 2 gedrückt werden und in den Sammelbehälter 7 fallen. Die von den Festpartikeln befreite Flüssigkeit tritt oben aus dem Gefäss 2 durch die Auslassleitung 55 aus und läuft zu dem Drei-Wege-Ventil 61, welches sich je nach der Durchflussmenge der Flüssigkeit, das heisst nach dem durch die aus der Auslassleitung 55 austretende Flüssigkeit ausgeübten Druck auf verschiedene Weisen verhält.
  • Wenn die Durchflussmenge von bescheidenem Umfang ist, ein Zustand, in welchem das Abscheiden der Festpartikel von nicht ausreichender Qualität ist, ist der Druck, den die aus der Auslassleitung 55 austretende Flüssigkeit auf das Absperrelement 62 (kalibrierter Schwimmer) ausübt, ausreichend, um das Absperrelement 62 anzuheben und somit das Austreten der Flüssigkeit aus der Auslassleitung 55 und in das Innere des Ventilkörpers 61 zu erlauben, reicht aber nicht zum Verschieben des Ventils 61 aus, um den ersten Ausgang 61b des Ventils 61 zu verschliessen. Das Absperrelement 62 befindet sich somit in seiner zweiten Position (oder genauer gesagt in einer seiner möglichen zweiten Positionen). Dieser Zustand bleibt solange bestehen, bis die Durchflussmenge einen solchen Wert erreicht, dass auf das Absperrelement 62 ein Druck ausgeübt wird, der gleich ist wie der erste vorgegebene Wert oder darüber liegt; dieser erste vorgegebene Wert ist natürlich durch das Gewicht und die Grösse des Schwimmers bestimmt, welcher das Absperrelement des Ventils 61 bildet.
  • Wenn der obige Zustand erreicht wird, tritt die Flüssigkeit in das Ventil 61 ein, tritt aus dem Ausgang 61c des Ventils aus, kann aber nicht weiterlaufen, weil das Einwegventil 63 verschlossen ist (dieses Ventil 63 öffnet sich nur, wenn der durch die Flüssigkeit erzeugte Druck den zweiten vorgegebenen Wert erreicht, welcher über dem ersten vorgegebenen Wert liegt), weshalb die Flüssigkeit aus dem Ausgang 61b austritt und durch die immer offene Umlaufleitung 60 fliesst, dann wieder in den Abscheider eingeleitet wird und somit zur Erhöhung des in den Abscheider einfliessenden Flüssigkeitsstroms beiträgt. Dies geht solange weiter, bis der Flüssigkeitsstrom nicht den erforderlichen Umfang erreicht hat.
  • Wenn der in dem Abscheider zirkulierende Flüssigkeitsstrom den richtigen Druckwert erreicht, um ein korrektes Abscheiden der Festpartikel zu gewährleisten, was einen Druck auf das Absperrelement 62 bedeutet, der gleich dem ersten vorgegebenen Wert ist, verschiebt sich das Absperrelement 62 in seine dritte Position, in welcher das Absperrelement 62 den Ausgang 61b des Ventils 61 verschliesst.
  • In diesem Betriebszustand tritt die Flüssigkeit in das Ventil 61 ein, kann nicht durch den Ausgang 61b des Ventils ausfliessen, da das Ventil 61 durch das Absperrelement 62 geschlossen ist, und tritt dagegen aus dem Ausgang 61c aus. An diesem Punkt steigt der durch die Flüssigkeit ausgeübte Druck auf den zweiten vorgegebenen Wert an, festgelegt durch die Einstellung des elastischen Elementes 82, und bewirkt das Öffnen des Ventils 63, welches die Flüssigkeit durch den Auslass B des Abscheiders abfliessen lässt.
  • Der oben beschriebene Betrieb des Abscheiders erlaubt somit das Ablassen der Flüssigkeit nur dann, wenn die Durchflussmenge der Flüssigkeit ausreichend ist, ein wirksames Abscheiden der Festpartikeln zu gewährleisten. Dies erfolgt vollkommen automatisch und hängt ausschliesslich von dem Fluss der Flüssigkeit durch den Abscheider ab.
  • Ausserdem erlaubt die spezielle Konstruktion der Funktionselemente des Abscheiders, insbesondere der Ventile 61 und 63, einen sicheren Betrieb des Abscheiders sowie dessen ausgesprochen einfache Einstellung. Die Einstellung hängt vollkommen von dem Gewicht und der Grösse des Schwimmers (Absperrelementes) des Ventils 61 und von der Einstellung der Feder des Ventils 63 ab. Die Ventile können auch so ausgelegt sein, dass sie ohne Gleitdichtungen arbeiten können, welche Schwierigkeit bei der Herstellung wie auch beim Betrieb hervorrufen könnten. Der Abscheider kann natürlich auch mit Einlasssystemen für die Flüssigkeit verwendet werden, die sich von dem beschriebenen unterscheiden; ebenfalls können die Ventile 61 und 63 von anderer Bauart sein als die hier beschriebene.

Claims (7)

  1. Zyklonabscheider, geeignet für veränderliche Durchflussraten, zum Abscheiden von in einer Flüssigkeit zerstreuten Festpartikeln, enthaltend ein geschlossenes Gefäss (2), das oben durch einen Deckel (5) verschlossen ist, versehen mit einem Einlass (A) für die die Festpartikel enthaltende Flüssigkeit, und mit einem Auslass (B) für die von den Festpartikeln gereinigte Flüssigkeit, wobei das Gefäss (2) eine stumpfkegelförmige Wand hat, die nach unten hin konvergiert, und an dessen schmalerem Ende eine Ablassvorrichtung (4) vorhanden ist, welche an einen Behälter (7) angeschlossen werden kann, in dem die Festpartikel gesammelt werden, und oberhalb welchem eine Auslassleitung (55) zum Auslassen der Flüssigkeit aus dem Gefäss (2) angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, dass er wie folgt enthält: eine Umlaufleitung (60), um die Auslassleitung (55) mit den Einlass (A) der Flüssigkeit in Verbindung zu bringen; ein Drei-Wege-Ventil (61), an dessen Eingang (61a) die Auslassleitung (55) angeschlossen ist, und an dessen Ausgänge (61b, 61c) die Umlaufleitung (60) und der Auslass (B) angeschlossen sind, welches Drei-Wege-Ventil (61) mit einem Absperrelement (62) versehen ist, gesteuert durch einen von der aus der Auslassleitung (55) austretenden Flüssigkeit ausgeübten Druck, welches Absperrelement (62) eine Verbindung zwischen der Auslassleitung (55) und der Umlaufleitung (60) unterbricht, wenn der Druck einen ersten vorgegebenen Wert erreicht; wobei ein Einwegventil (63) ein Absperrelement (64) enthält und an dem Auslass (B) stromabwärts des Drei-Wege-Ventils (61) angeordnet ist, welches Einwegventil (63) normalerweise geschlossen ist und durch den Druck gesteuert wird, der von der aus der Auslassleitung (55) austretenden Flüssigkeit ausgeübt wird, und welches Einwegventil (63) die Auslassleitung (55) mit dem Auslass (B) verbindet, wenn der durch die Flüssigkeit ausgeübte Druck einen zweiten vorgegebenen Wert erreicht, der über dem ersten vorgegebenen Wert liegt.
  2. Abscheider nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrelement (62) des Drei-Wege-Ventils (61) und das Absperrelement (64) des Einwegventils (63) direkt durch die aus der Auslassleitung (55) austretenden Flüssigkeit aktiviert werden.
  3. Abscheider nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (5) eine erste Kammer (71) enthält, welche den Körper des Drei-Wege-Ventils (61) bildet, in deren Innerem ein kalibrierter Schwimmer in axialer Richtung gleiten kann, welcher Schwimmer das Absperrelement (62) des Ventils (61) bildet und folgende Positionen einnehmen kann: eine erste Position, in wel cher das Absperrelement (62) den Eingang (61a) des Drei-Wege-Ventils (61) verschliesst, wenn kein Fluss von Flüssigkeit von der Auslassleitung (55) herkommt; eine Anzahl von zweiten Positionen, in welchen das Absperrelement (62) den Eingang (61a) und die Ausgänge (61b, 61c) des Drei-Wege-Ventils (61) öffnet, wenn ein Fluss von aus der Auslassleitung (55) kommender Flüssigkeit auf das Absperrelement (62) einen Druck ausübt, der niedriger ist als der erste vorgegebene Druck; eine dritte Position, in welcher das Absperrelement (62) den Eingang (61a) und den an den Auslass (B) angeschlossenen Ausgang (61c) des Drei-Wege-Ventils (61 öffnet und den mit der Umlaufleitung (60) verbundenen Ausgang (61b) des Drei-Wege-Ventils (61) verschliesst, wenn der Fluss der von der Auslassleitung (55) kommenden Flüssigkeit auf das Absperrelement (62) einen Druck ausübt, der höher ist als der erste vorgegebene Druck.
  4. Abscheider nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der das Absperrelement (62) bildende kalibrierte Schwimmer ein Metallzylinder ist, der zwei stumpfkegelförmige Enden aufweist.
  5. Abscheider nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kammer (71) wie folgt enthält: eine genutete Aufnahme (72), angeschlossen direkt an den Eingang (61a) und an den Ausgang (61b) des Drei-Wege-Ventils (61), in deren Innerem das Absperrelement (62) des Drei-Wege-Ventils (61) ohne Dichtung gleiten kann; eine ringförmige Kammer (73), welche immer mit dem Inneren der genuteten Aufnahme (72) und mit dem Ausgang (61c) des Drei-Wege-Ventils (61) verbunden ist.
  6. Abscheider nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (5) eine zweite Kammer (81) enthält, die den Körper des Einwegventils (63) bildet, und in welcher das Absperrelement (64) des Einwegventils (63) gleiten und folgende Positionen einnehmen kann: eine erste Position, in welcher das Absperrelement (64) das Einwegventil (63) verschliesst, welche erste Position durch ein kalibriertes elastisches Element (82) gehalten wird, bis der Druck des Flusses der aus der Auslassleitung (55) austretenden Flüssigkeit auf unterhalb des zweiten vorgegebenen Wertes abfällt; eine zweite Position, in welcher das Absperrelement (64) das Einwegventil (63) öffnet, wenn der Fluss der aus der Auslassleitung (55) austretenden Flüssigkeit über den zweiten vorgegebenen Wert ansteigt.
  7. Abscheider nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass hervorstehende Führungen (83) an einer inneren Wand der zweiten Kammer (81) angeordnet sind, welche hervorstehenden Führungen (83) das Absperrelement (64) leiten, ohne das Durchlassen der Flüssigkeit zu verhindern.
DE60200483T 2002-07-24 2002-07-24 Zyklonabscheider für veränderliche Durchflussraten Expired - Lifetime DE60200483T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP02425482A EP1391245B1 (de) 2002-07-24 2002-07-24 Zyklonabscheider für veränderliche Durchflussraten

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60200483D1 DE60200483D1 (de) 2004-06-17
DE60200483T2 true DE60200483T2 (de) 2005-05-25

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