DE69620804T2

DE69620804T2 - Separator mit festkörperumschalter

Info

Publication number: DE69620804T2
Application number: DE69620804T
Authority: DE
Inventors: Yawgyamfi Andoh; Jeremy Lecornu; Peter Smith
Original assignee: Hydro International Ltd
Current assignee: Hydro International Ltd
Priority date: 1995-10-20
Filing date: 1996-10-08
Publication date: 2002-11-28
Anticipated expiration: 2016-10-09
Also published as: AU7140996A; DE69620804D1; AU707819B2; CA2234729A1; CA2234729C; EP0958021B1; US6187178B1; EP0958021A1; GB9521541D0; WO1997014491A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trennen von Feststoffen aus einer Flüssigkeit.
WO95/11735 offenbart eine hydrodynamische Trennvorrichtung mit einem Feststoff-Abfänger stromaufwärts seines Überlaufs zum Abfangen von festem Material, das in einer zum Überlauf fließenden Flüssigkeit gefangen ist. Der Abfänger umfasst eine kreisförmige Wand, die einen Überläufim Strömungsweg bildet, sowie ein gewöhnlich konisches Hindernis, das von der Wand zum Festsstoff- Sammelbereich verläuft. Der Feststoff im Flüssigkeitsstrom wird somit auf dem Hindernis zurückgehalten und durch die Flüssigkeit zum Feststoffsammelbereich und zum Auslass der Vorrichtung gewaschen.
Ein Problem dieser bekannten Vorrichtung ist, dass festes Material auf dem Hindernis zurückgehalten wird, ohne dass es zum Feststoff-Sammelbereich gewaschen wird. Geschieht dies übermäßig, kann die Flüssigkeit das Hindernis nicht hinreichend schnell passieren, und der Auslass der Vorrichtung wird effizient verstopft.
WO95/11735 (Fig. 10 und 11) schlagen eine Anordnung vor, bei der sich eine Anzahl von Bürsten über dem Abfänger befindet, mit denen Feststoff von der Oberfläche des Hindernisses entfernt wird, jedoch hat diese Anordnung Nachteile.
Das Problem, dass das Hindernis blockiert wird, lässt sich durch Vergrößern des Kegelwinkels reduzieren. Es ist jedoch allgemein vorteilhaft, dass der Kegel den kleinstmöglichen Winkel aufweist, damit der Abfänger keinen großen Druckverlust im Flüssigkeitsstrom verursacht.
Die Erfindung stellt eine Vorrichtung bereit, die mindestens einige Probleme des Standes der Technik umgeht. Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Trennvorrichtung für ein Flüssig-Fest-Gemisch bereitgestellt, umfassend:
einen Einlass;
einen Auslass;
einen Umlenker für den Feststoff in Form eines Lochhindernisses, das derart stromaufwärts des Auslasses angeordnet ist, dass bei Betrieb die Feststoffe auf dem Hindernis zurückgehalten werden; und
eine zwischen dem Umlenker und dem Auslass befindliche automatische Mechanik, die wechselweise den Flüssigkeitsstrom zum Auslass unterbindet und freigibt, so dass bei unterbrochenem Flüssigkeitsstrom zum Auslass die Flüssigkeit durch das Hindernis zurückfließt, und auf dem Hindernis zurückgehaltene Feststoffe von der Flüssigkeit in den Feststoffsammelbereich gewaschen werden, bis die Flüssigkeit ein Niveau erreicht, bei dem die Mechanik einen Flüssigkeitsstrom durch den Auslass freigibt. Besondere Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen definiert.
Die Erfindung und wie sie sich umsetzen lässt, wird bspw. anhand der beigefügten Zeichnungen besser verstanden. Es zeigt/zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung, obwohl nicht die charakteristischen Eigenschaften der Erfindung gezeigt sind;
Fig. 2 eine Teilperspektivansicht des Feststoff- Abfängers und des Auslasses der Vorrichtung;
Fig. 3 und 4 Querschnitte unterschiedlicher Betriebsstufen einer strömungsregulierenden Vorrichtung im Auslass der Vorrichtung;
Fig. 5 eine Perspektivansicht einer Vorrichtung gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung;
Fig. 6 einen erfindungsgemäßen Feststoff-Abfänger;
Fig. 7 einen Siphon zur Verwendung als Mechanik zum alternativen Unterbinden und Freigeben eines Flüssigkeitsstroms zum Auslass der erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
Fig. 8 bis 13 unterschiedliche Stufen in einem Betriebszyklus des Siphons von Fig. 7.
Die erfindungsgemäße Trennvorrichtung lässt sich u. a. als Teil einer hydrodynamischen Trennvorrichtung verwenden. Die in Fig. 1 gezeigte hydrodynamische Trennvorrichtung ist aus WO95/11735 bekannt, abgesehen von der Anordnung im Auslass der Vorrichtung. Die Trennvorrichtung umfasst einen Behälter 1, der auf den Stützen 3 steht. Das Gefäß 1 hat eine zylindrische Außenwand 5 und eine schräge Basis 7 an einem Ende. Ein konischer Körper 9 befindet sich axial im Behälter 1, der einen niedrigeren Außenrand 9a aufweist, der mit der Basis eine ringförmige Öffnung 11 definiert, welche von der Außenwand 5 beabstandet ist. Der Körper 9 wird von einer Säule 13 gehalten, die auf der Basis 7 steht. Von einem oberen Bereich des Behälters 1 und von dessen Außenwand 5 beabstandet ragt eine ringförmige Tauchplatte 15 zum Stabilisieren der Strömungsbilder im Behälter 1 nach unten die Tauchplatte endet in einem unteren Rand 15a. Ein tangentialer Behältereinlass 17 ist als Öffnung in der Außenwand 5 des Behälters 1 zum Einbringen einer flüssigen Mischung in den Behälter 1 eingelassen. Die Trennvorrichtung hat einen Überlauf 19, der über einen Abfänger 21 mit dem Behälter 1 kommuniziert, damit eine behandelte Flüssigkeit aus dem Behälter 1 entfernt wird. Ein Feststoffsammelbereich 23 oder Einlaufschacht ist mittig an der Basis 7 um den Boden der Säule 13 angeordnet. Dieser sammelt Feststoff, der aus der flüssigen Mischung abgeschieden wird. Der Einlaufschacht 23 hat ein Auslassrohr 25 zur Entfernung abgesetzter Feststoffe. Eine horizontale runde Prallplatte 27, die axial im Behälter ausgerichtet ist, befindet sich auf der Innenseite der Tauchplatte 15 über dem konischen Körper 9. Eine ringförmige Lücke 29 befindet sich zwischen der Tauchplatte 15 und der Prallplatte 27, damit die Flüssigkeit zum Überlauf 19 überströmen kann.
Die hydrodynamische Trennvorrichtung arbeitet wie folgt. Eine Feststoff enthaltende flüssige Mischung wird über den tangentialen Einlass 17 in den Behälter 1 eingelassen. Die Komponenten der Trennvorrichtung sind derart angeordnet, dass bei Verwendung mit einem zirkulierenden Strom aus Flüssigkeit und Feststoff in dem Behälter 1, der niederenergetisch ist, damit die Feststoffkomponenten der Flüssigkeit im Behälter primär durch Schwerkraft getrennt werden, eine stabilisierte Scherzone in der zirkulierenden Flüssigkeit zwischen einer äußeren, relativ schnell zirkulierenden Region und einer inneren, relativ langsam zirkulierenden Region erzeugt wird und dort die Feststoffe, die sich am Boden des Behälters angesammelt haben, nach innen zur ringförmigen Öffnung 11 getrieben werden. Der untere Außenrand des Körpers 9a im Behälter und der untere Rand der Tauchplatte 15a definieren insbesondere bei Verwendung der Trennvorrichtung eine Scherzone. Diese Scherzone ist für den erfolgreichen stabilen Betrieb der Trennvorrichtung wichtig. Wird eine zu behandelnde frische Flüssigkeit in den Behälter 1 eingebracht, wird die behandelte Flüssigkeit durch die ringförmige Lücke 29 zwischen der Prallplatte 27 und der Tauchplatte 15 gezwängt. Von dort gelangt sie in einen oberen Bereich des Behälters und dann über den Feststoff-Abfänger 21 zum Überlauf 19. Festes Material, das im Einlaufschacht 23 ankommt, wird über das Auslassrohr 25 entfernt.
Somit wird Material, das sich entweder absetzt oder oben schwimmt, d. h. Material, dessen Dichte sich von der der Flüssigkeit unterscheidet, von der Trennvorrichtung auf herkömmliche Weise entfernt. Ein Feststoff-Abfänger 21 befindet sich stromaufwärts des Überlaufs 19 und fängt neutraldichten Feststoff oberhalb einer vorher festgelegten Größe in einer Flüssigkeit, die zum Überlauf 19 strömt, ab. Der Feststoff-Abfänger 21 kann ebenfalls wie in Fig. 6 gezeigt und wie nachstehend beschrieben gesondert verwendet werden.
Der Feststoff-Abfänger 21 umfasst eine äußere Wand 51, die mit einem oberen Rand 51a abschließt, welcher im Strömungsweg der zum Überlauf 19 strömenden Flüssigkeit einen Wehr bildet. Von der Außenwand 51 ragt ein Loch- Hindernis 53 nach innen. Die obere Oberfläche des Hindernisses 53 verjüngt sich nach unter zu einem Feststoffsammelbereich 55, der mit einem Auslassrohr 57 kommuniziert, das durch den Boden 7 des Behälters abläuft. Ein Flüssigkeitssammelbereich 59 befindet sich unter dem Hindernis 53, das von der Außenwand 51 und dem Boden 61 umgrenzt ist. Der Flüssigkeitssammelbereich 59 ist in Flüssigkommunikation mit dem Überlauf 19 der Trennvorrichtung. Bei dieser Ausführungsform hat die Außenwand 51 der Fig. 2 zufolge einen ausgeschnittenen Bereich 81 und entlässt Flüssigkeit vom Flüssigkeitssammelbereich 59 durch Leitung 83 zu einem Überlaufkasten 67, der durch die vertikalen Platten 65 definiert ist.
Bei Gebrauch lassen die Löcher 69 im Hindernis 53 den Flüssigkeitsstrom durch das Hindernis 53 durch, halten jedoch Feststoffe auf ihrer oberen Oberfläche zurück.
Die Erfindung betrifft die Art, mit der die Feststoffe von der oberen Oberfläche des Hindernisses 53 abgewaschen werden. Neigt sich diese Oberfläche in einem relativ großen Winkel waagrecht, gelangt ein kleiner Prozentsatz Flüssigkeit nicht direkt durch die Löcher, sondern fließt am Hindernis 53 nach unten. Dies spielt eine gewisse Rolle beim Abwaschen des Materials vom Hindernis. Wird der Neigungswinkel kleiner, fließt die Flüssigkeit vollständig durch die Löcher. In jedem Fall entsteht erfindungsgemäß ein Rückwaschvorgang, und die auf dem Hindernis 53 zurückgehaltenen Feststoffe werden an der Oberfläche zur mittigen Falle 55 nach unten gewaschen und durch den Boden des Behälters 1 durch die Leitung 57 entlassen. Durch die Öffnungen 59 im Hindernis 53 strömende Flüssigkeit wird im Flüssigkeitssammelbereich 59 gesammelt, von wo sie zum Überlauf 19 fließt.
Im Überlaufkasten 67 befindet sich eine Klappe 101, die drehbar über eine Achse 103 an den Seitenwänden 65 des Überlaufkastens 67 befestigt ist. Der Fig. 2 zufolge befindet sich etwas stromaufwärts der Klappe 101 ein Wehr 105. Die Verwendung eines solchen Wehrs ist in einigen Situationen hilfreich, jedoch nicht essentiell, und im folgenden wird nicht weiter darauf Bezug genommen.
Der Betrieb der Klappe 101 wird nachstehend anhand der Fig. 3 und 4 erklärt. Dies sind Querschnitte durch den Überlaufkasten 67 in verschiedenen Betriebsstellungen der Klappe 101.
Ist kein Flüssigkeitsausstrom zugegen, wird die Klappe 101 in die Stellung von Fig. 3 überführt. In ihrer einfachsten Form geschieht dies lediglich aufgrund der Stellung des exzentrischen Drehzapfens 103. Die Klappe 101 kann aber federbetätigt sein oder nötigenfalls mit Gegengewichten ausgestattet sein. Die Klappe ist darüber hinaus vorteilhaft gekrümmt, damit der Maximalfluss durch den Auslass gesteigert wird. Sie ist vorteilhaft so befestigt, dass der Strömungsweg nicht gestört wird und man eine Blockierung durch Lappen usw. umgeht.
Bei steigender Flüssigkeitsfließgeschwindigkeit dreht sich die Klappe 101 aufgrund des zusätzlichen Drucks im Gegenuhrzeigersinn in die in Fig. 4 gezeigte Stellung.
Befindet sich die Klappe 101 in der in Fig. 4 gezeigten Stellung, sammelt sich offensichtlich Flüssigkeit im Bereich 107 stromaufwärts der Klappe an. Erreicht der Flüssigkeitsspiegel eine Höhe H, ist der Druck so groß, dass sich die Klappe 101 im Uhrzeigersinn in die in Fig. 3 gezeigte Position dreht. Danach fällt der Flüssigkeitsspiegel auf die Höhe h. An dieser Stelle dreht sich die Klappe im Gegenuhrzeigersinn wieder in die in Fig. 4 gezeigt Position zurück. Die Klappe bewegt sich so automatisch zwischen diesen beiden Stellungen.
Das System kann bspw. dahingehend angelegt sein, dass ein Betriebszyklus bei Betriebs-Fließgeschwindigkeiten alle 10 bis 30 sec. beendet ist. Es kann aber auch so angelegt sein, dass die Zyklusdauer der Menge an Feststoffmaterial und der Flüssigkeits-Fließgeschwindigkeit entspricht.
Dieser Mechanismus bezweckt, dass die Klappe in der in Fig. 4 gezeigten Stellung den Auslass blockiert und sich Flüssigkeit durch das Überlaufauslassende der Vorrichtung ansammelt. Insbesondere wird die Höhe des Auslasses so gewählt, und die Klappe so angelegt, dass die Flüssigkeit durch das Hindernis 53 nach oben zurück fließt, bevor der Flüssigkeitsspiegel die in Fig. 4 gezeigte Höhe H erreicht. Dies hat die vorteilhafte Wirkung, dass die auf der oberen Oberfläche des Hindernisses zurückgehaltenen Feststoffe abgewaschen werden.
Der vorstehend beschriebene Rückwaschmechanismus mit drehbarer Klappe ist eine Möglichkeit zur Erzielung der gewünschten Aufgabe. Diese ist wechselweise ein Unterbinden des Flüssigkeitsstrom zum Auslass und dann - wenn der Flüssigkeitsspiegel eine Höhe erreicht hat, bei der er Festmaterial vom Hindernis wäscht - erneutes Freigeben des Flüssigkeitsstroms zum Auslass. Die drehbare Klappe kann durch einen selbstsaugenden Siphon, ein mechanisch betriebenes Schieberventil oder Ventil oder eine andere geeignete Modifikation der oben beschriebenen drehbaren Klappe ersetzt sein.
Bei einem selbstsaugenden Siphon muss man den Wasserspiegel so schnell wie möglich nach unten ziehen, und dann den Siphon genau beim erforderlichen Wasserspiegel "unterbrechen", und zwar nur mit einer kurzen Verzögerungsdauer. Die Unterbrechung des Siphons lässt sich durch Einbringen eines großen Luftvolumens in die Windung des Siphons schneller als bei herkömmlichen Vorrichtungen erzielen. Die Verwendung eines solchen Siphons ist nachstehend anhand von Fig. 7 beschrieben.
Der Betrieb der Rückwaschmechanik ermöglicht, dass das Hindernis 53 störungsfrei bleibt und die Flüssigkeit zum Auslass der Vorrichtung fließen kann.
Somit wird eine automatische Mechanik zum Reinigen des Hindernisses 53 bereitgestellt.
Die Fig. 5 zeigt eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform. In der Ausführungsform von Fig. 5 gelangt feststoffhaltige Flüssigkeit in einen Einlass 202. Die einströmende Flüssigkeit fließt über das Lochhindernis 204. Bei dieser veranschaulichten Ausführungsform ist das Hindernis 204 eine flache rechtwinklige Platte. Man erkennt aber, dass die Platte etwas gekrümmt sein kann und auch eine beliebige passende Form aufweisen kann. Die gesiebte Flüssigkeit gelangt durch das Hindernis 204 in einen Flüssigkeitssammelbereich 206, wie durch Pfeil A gezeigt. Sie fließt dann zum Auslass der Vorrichtung, wie durch Pfeil B gezeigt. Das im Einstrom mitgeführte Material wird auf dem Hindernis 204 zurückgehalten und dann zum Auffangen und Entlassen zu einem Feststoffsammelbereich 208, 210, gewaschen.
Die gesiebte Flüssigkeit fließt wie vorstehend erwähnt zum Auslass 212 der Vorrichtung. Stromaufwärts des Auslasses 212 befindet sich ein Schiebeventil 214 mit einem Drehmechanismus 216. Der Drehmechanismus erzeugt wie vorstehend erwähnt ein Rückwaschen.
Das Hindernis 204 ist vorzugsweise geneigt, jedoch je nach den Flüssigkeitsfließgeschwindigkeiten kann man ein horizontales Hindernis verwenden, und darauf vertrauen, dass der Flüssigkeitseinlassstrom festes Material vom Hindernis zum Feststoffsammelbereich wäscht.
Wie beim ähnlichen Mechanismus in der anhand von Fig. 2 beschriebenen ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform öffnet und schließt sich der Zapfen 216 automatisch periodisch. Bei geschlossenem Auslass sammelt sich Flüssigkeit in der Vorrichtung an, bis der Flüssigkeitsspiegel festes Material vom Hindernis 204 zum Feststoff- Sammelbereich 208, 210 spült. Erreicht der Flüssigkeitsspiegel eine bestimmte Höhe, öffnet sich das Schiebeventil 214 automatisch wieder, so dass die Flüssigkeit erneut zum Auslass 212 fließen kann.
Die Fig. 6 zeigt eine Trennvorrichtung 300, die gewöhnlich der anhand von Fig. 2 beschriebenen Trennvorrichtung ähnelt, sich aber als freistehendes Ausrüstungsstück verwenden lässt. Die Trennvorrichtung 300 hat eine kreisförmige Außenwand 302 mit einem Einlass 304, zu dem Flüssigkeit und darin befindliche Feststoffe in einer gewöhnlich tangentialen Richtung durch den Einlasskasten 306 geleitet werden. Es kommt somit zu einem Zirkulieren von Flüssigkeit in der Wand 302. Der Feststoff-Abfänger selbst hat eine Außenwand 51 mit einem oberen Rand 51a, der im Strömungsweg der Flüssigkeit einen Wehr ausmacht. Ein Lochhindernis 53 verläuft nach unten und innerhalb der Außenwand 51 zu einem zentralen Feststoffsammelbereich 55. Ein Flüssigkeitssammelbereich 59 befindet sich unter dem Hindernis 53. Die Außenwand 51 des Abfängers hat einen ausgeschnittenen Bereich 81, der zu einem Auslass 308 der Trennvorrichtung fließt. Die Flüssigkeit fließt durch den ausgeschnittenen Bereich 81 in einen Überlaufkasten 67.
Die Löcher 69 im Hindernis 53 gestatten bei Betrieb einen Flüssigkeitsstrom durch das Hindernis, halten jedoch Festsstoffe auf seiner oberen Oberfläche fest. Der Neigungswinkel des Hindernisses 53 ist vorzugsweise klein, so dass sämtliche Flüssigkeit durch die Löcher strömt, vorausgesetzt, diese sind nicht durch Feststoffe blockiert.
Eine Klappe 101 befindet sich wie vorstehend anhand von Fig. 2 beschrieben nächst dem Auslass 208 der Trennvorrichtung und sitzt auf einer Achse 103. Die Klappe 101 ist derart befestigt, dass sie bei einem Teil des Betriebszyklus geneigt ist und eine offene Stellung einnimmt. In dieser Phase kann die Flüssigkeit aus der Trennvorrichtung schneller entweichen als eintreten, so dass der Flüssigkeitsspiegel fällt. Ist der Flüssigkeitsspiegel niedrig genug, kehrt die Klappe in die vertikale, d. h. geschlossene Stellung zurück. Dadurch steigt der Flüssigkeitsspiegel in der Trennvorrichtung 300, bis er höher ist als die Höhe des Hindernisses 53. An diesem Punkt wird das feste Material, das sich auf dem Hindernis 53 abgesetzt hat, von diesem abgeschwemmt. Es wird dann von dem gewöhnlich zirkulierenden Flüssigkeitsstrom zum Feststoffsammelbereich 55 gewaschen.
Der gestiegene Flüssigkeitsspiegel bewirkt zudem, dass die Klappe 101 wieder in die offene Stellung zurückkehrt, wodurch der Zyklus erneut beginnt. Das System ist somit derart, dass festes Material vom Hindernis 53 automatisch und in regelmäßigen Zeitabständen abgewaschen wird.
Die aus der Klappe 101 bestehende Mechanik kann wie bereits vorher beschrieben durch einen selbstsaugenden Siphon ersetzt werden, wie bspw. in Fig. 7 gezeigt. Der in Fig. 7 gezeigte Siphon 400 ist gewöhnlich insofern herkömmlich als er einen Einlass 402 und einen Auslass 404 aufweist, der tiefer als der Einlass liegt. Zwischen Einlass 402 und Auslass 404 steigt das Niveau des Siphons zu einer Windung 406 und sinkt dann erneut. Ein Lufteinlassrohr 408 beschickt die Windung 406 von einer Stellung oberhalb des Einlasses 402 des Siphons. Die Verwendung eines solchen Lufteinlassrohrs ist bekannt, jedoch befindet sich hier der Einlass 410 zum Lufteinlassrohr in einem oben offenen Kasten 412, der sich auf der Einlassseite 414 des Siphons über dem Einlass 402 befindet.
Die Verwendung eines Lufteinlassrohrs an sich ist bekannt. Es ist jedoch selbst bei der Verwendung solcher Rohre oft unmöglich, genug Luft in die Siphonwindung einzubringen, und zwar so schnell, dass der Fluss unterbrochen wird. Demzufolge wird der Wasserstrom durch die Vorrichtung nie ganz unterbrochen.
Die Fig. 8 bis 13 veranschaulichen den Betrieb von Siphon 400.
Fig. 8 zeigt die Stelle, an der der Flüssigkeitsspiegel stromaufwärts des Siphons am höchsten ist. Der Siphon bietet dem Fluss hier keinen Widerstand, und somit ist der Flüssigkeitsausstrom durch den Auslass 404 größer als die Geschwindigkeit, mit der die Flüssigkeit den Siphon erreicht. Daraufhin fällt der stromaufwärts gelegene Wasserspiegel, wie in Fig. 9 gezeigt.
Dies dauert der Fig. 10 zufolge so lange, bis der stromaufwärts gelegene Wasserspiegel unter die Oberkanten der Seitenwände 414 des Kastens 412 fällt. An diesem Punkt entlässt das Rohr 408 Flüssigkeit aus dem Kasten 412, weil der Kasten 412 mit der Windung 406 des Siphons verbunden ist, die bei vermindertem Druck läuft. Sobald der Kasten 412 leer ist, beginnt das Luft-Steuerungsrohr 408 mit dem Einsaugen von Luft in die Windung 406 des Siphons. Dies dauert so lange, bis der Fig. 11 zufolge der stromaufwärts gelegene Wasserspiegel etwa auf das Niveau des Bodens 416 des Kastens 412 sinkt.
Beim Einsaugen von Luft in die Windung 406 des Siphons, wie in Fig. 11 gezeigt, verlangsamt sich die Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit durch den Siphon, und der stromaufwärts gelegene Wasserspiegel steigt erneut. Im Gegensatz zu Siphons des Standes der Technik ohne Unterbrecherkasten 412, worin Luft nicht länger in den Siphon eingebracht wird, sobald der steigende Wasserspiegel das Niveau des niedrigsten Punktes 418 des Luft-Steuerungsrohrs erreicht, stoppt das Luft-Steuerungsrohr 408 nur den Lufteinlass in die Windung des Siphons, sobald der steigende Wasserspiegel die Oberkanten 420 der Wände des Unterbrecherkastens 412 erreicht.
Dieser längere Zeitraum, bei dem Luft in den Siphon eingelassen wird, bedeutet, dass genug Luft eingelassen werden kann, dass der Siphon unterbrochen wird und der Flüssigkeitsstrom zum Auslass 404 insgesamt gestoppt wird. Die Fig. 12 zeigt die Stelle, an der der Wasserspiegel gerade ein hinreichendes Niveau erreicht hat, damit der Luftstrom durch das Luft-Steuerungsrohr 408 gestoppt wird.
Danach steigt der stromaufwärts gelegene Wasserspiegel weiter, bis er wie in Fig. 13 gezeigt ein Niveau erreicht, bei dem er weiter über die Windung 406 des Siphons zum Auslass fließen kann.
Somit wird ein Siphon beschrieben, der selbstsaugend ist und ermöglicht, dass der Flüssigkeitsstrom zum Auslass an einem Punkt des Zyklus vollständig unterbrochen wird. Bei der Verwendung des vorstehend beschriebenen Siphons oder eines anderen Mechanismus für ein alternatives Unterbinden und Freigeben des Flüssigkeitsstroms zum Auslass wird ein Mechanismus beschrieben, der festes Material effizient aus der Flüssigkeit auf einem Hindernis trennt, und automatisch das feste Material vom Hindernis wäscht.
Zur Verstärkung der Leistung einer erfindungsgemäßen Trennvorrichtung kann das Lochhindernis so beschichtet sein, dass die Löcher bleiben, aber der feste Teil des Hindernisses in der Beschichtung eingeschlossen wird. Dies hat den Vorteil, dass scharfe Ränder des Hindernisses, wie sie durch das Perforationsverfahren verursacht werden, bei dem das Hindernis aus einer Metallplatte erzeugt wird, von der Beschichtung bedeckt werden. Dies reduziert ein Festsetzen von Lumpen.
Das Lochhindernis lässt sich bspw. beschichten durch Eintauchen in einem Bad einer flüssigen Zusammensetzung oder Besprühen des Gegenstandes mit einer flüssigen Zusammensetzung, damit man eine Beschichtung auf dem Hindernis erhält, und anschließendes Festwerden lassen der Beschichtung. Das Festwerden kann erfolgen durch einfaches Abkühlen des eingetauchten Gegenstandes, bspw. wenn die flüssige Zusammensetzung eine Schmelze ist. Ist ein Lösungsmittel in der flüssigen Zusammensetzung zugegen, muss dieses durch Trocknen entfernt werden. Dies lässt sich wenn gewünscht durch Erhitzen beschleunigen. Die Beschichtung kann ebenfalls einen abschließenden Härtungsschritt erfordern. Dies hängt jedoch von den jeweiligen chemischen Eigenschaften der Beschichtung ab.
Beschichten durch ein Tauchverfahren ist z. Zt. bevorzugt, da es eine glattere Oberfläche auf dem Hindernis ergibt als Sprühen.
Die Beschichtung ist vorzugsweise ein Polymermaterial, wie Polyethylen, ein Polyester oder Polyurethan.

Claims

1. Trennvorrichtung für ein Flüssig-Fest-Gemisch, umfassend

einen Einlass (17, 202, 203);

einen Auslass (19, 212, 308); und

einen Umlenker für den Feststoff in Form eines Lochhindernises (53, 204), das derart stromaufwärts des Auslasses angeordnet ist, dass bei Betrieb die Feststoffe auf dem Hindernis zurückgehalten werden;

dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Trennvorrichtung und dem Auslass eine automatische Mechanik (101, 216, 400) liegt, die wechselweise den Flüssigkeitsstrom zum Auslass unterbindet und freigibt, und wird der Flüssigkeitsstrom zum Auslass unterbrochen, dass die Flüssigkeit durch das Hindernis zurückfließt, wobei auf dem Hindernis zurückgehaltene Feststoffe von der Flüssigkeit in den Feststoffsammelbereich gewaschen werden, bis die Flüssigkeit ein Niveau erreicht, bei dem die Mechanik einen Flüssigkeitsstrom durch den Auslass freigibt.

2. Trennvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Mechanik eine Klappe (101, 216) aufweist, die um eine waagrechte Achse an den Auslass-Seitenwänden schwenkbar montiert ist.

3. Trennvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Klappe derart montiert ist, dass sie im Ruhezustand einen Flüssigkeitsstrom durch den Aus lass freigibt, erreicht der Flüssigkeitsspiegel ein erstes Niveau, und einen Flüssigkeitsstrom durch den Auslass unterbricht, erreicht der Flüssigkeitsspiegel ein zweites Niveau, das unter dem des ersten liegt.

4. Trennvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Mechanik einen Siphon (400) mit einem Siphoneinlass (402) und einem Siphonauslass (404) umfasst, zwischen denen eine Windung vorgegeben ist, und der ein Lufteinlassrohr (408) mit einem ersten und einem zweiten Ende aufweist, wobei das erste Ende mit der Windung verbunden ist und das zweite Ende (410) auf der Einlassseite des Siphons in einem nach oben offenen Kasten (412) endet, wobei die oberen Wandenden auf einem höheren Niveau als das zweite Rohrende liegen.

5. Trennvorrichtung nach Anspruch 1, in Form eines Feststoff- Abfängers, umfassend ein kreisförmiges Gehäuse (51),

wobei der Einlass tangential in das Gehäuse für ein Flüssig-Fest-Gemisch führt,

wobei der Umlenker für den Feststoff die Form eines kreisförmigen Lochhindernises (53) besitzt und der derart angeordnet ist, dass das Einlassgemisch durch das Hindernis muss, wobei in der Regel die Flüssigkeit nach unten durch die Wand zum Auslass fließt und der Feststoff auf der Wand zurückgehalten und von der Flüssigkeit zum Feststoffsammelbereich gewaschen wird.

6. Trennvorrichtung nach Anspruch 5, in Form einer hydrodynamischen Trennvorrichtung.