Vorrichtung zum Abscheiden von Reinigungskörpern aus einem einem Röhrenwärmetauscher entströmenden Fluid

Abstract

 Bei Röhrenwärmetauschern werden zur ständigen Reinigung kugelförmige Reinigungskörper aus Schwammgummi o. dgl. in das als Reinigungsmittel benutzte Fluid eingeleitet und durch die Rohrenpakete gedruckt. Nach dem Verlassen des Rohrenwarmetauschers werden diese Reinigungskörper aus dem Fluid mittels einer Abscheidervorrichtung (1) abgettrennt und im Kreislauf wieder dem dem Röhrenwärmetauscher zuströmenden Fluid zugeleitet. Zum Abscheiden der Reinigungskörper in der Abflußleitung (103) des Röhrenwärmetauschers münden verschwenkbare Trennsiebe (2,3) trichterförmig in einen Sammlerkasten (5) ein. Von diesem nach oben offenen Sammlerkasten ist wenigstens eine Seitenwand an dem der betreffenden Seite zugehörigen Trennsiebe befestigt und mit diesem verschwenkbar ausgebildet. In der Spülstellung der Trennsiebe ist der Sammlerkasten geöffnet und zwecks Reinigung dem Flüssigkeitsstrom frei ausgesetzt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden von Reinigungskörpern aus einem einem Röhrenwärmetauscher entströmenden Fluid, welche aus einem von dem Fluid axial durchströmten Gehäuse und zwei schräg darin angeordneten, verschwenkbaren Trennsieben besteht, welche mit ihrem unteren Rand in einen das Gehäuse quer durchragenden Sammler münden, an den ein oder mehrere Abzugrohre angeschlossen sind.

[0002] Bei Röhrenwärmetauschern werden zur ständigen Reinigung kugelförmige Reinigungskörper aus Schwammgummi o. dgl. in das als Kühlmittel benutzte Fluid eingeleitet und durch die Röhren gedrückt. Nach Verlassen des Röhrenwärmetauschers werden die Reinigungskörper aus dem Fluid abgeschieden und im Kreislauf wieder dem dem Röhrenwärmetauscher zuströmenden Fluid zugeleitet. Zum Abscheiden der Reinigungskörper sind Vorrichtungen bekannt, bei denen die verschwenkbaren Trennsiebe trichterförmig in einen Siebkasten einmünden, der keinen Boden besitzt und in dem weitere verschwenkbare Trennsiebe trichterförmig angeordnet sind, welche an ihrer tiefsten Stelle in ein Abzugrohr einmünden. Weiterhin sind zur Einstellung der Strömungsverhältnisse über und unter dem Siebkasten verstellbare Drosselelemente vorhanden. Bei dieser Ausführung fließt ein Teilstrom des Fluids durch den Siebkasten hindurch, wobei die von dem Siebkasten aufgefangenen Reinigungskörper über das Abzugrohr abgesaugt werden. Bei Vorrichtungen dieser Art besteht die Schwierigkeit, daß die Trennsiebe, insbesondere die im Siebkasten befindlichen Trennsiebe, durch Schmutzteilchen und Algenansatz schnell verstopfen und der Ablauf der Reinigungskörper auf den Trennsieben beeinträchtigt wird. Die Trennsiebe müssen deshalb häufig gereinigt werden. Hierfür sieht die deutsche Patentschrift 12 27 040 eine am Einlauf des Siebkastens angeordnete Verschlußklappe vor, durch welche eine Rückspülung erzwungen wird, welche die Verschmutzungen abstoßen soll. Dieser vom Siebkasten, den darin befindlichen Trennsieben, den Drosseln und der Verschlußklappe mit ihren zahlreichen Stellorganen gebildete Sammler ist jedoch sehr aufwendig und störanfällig. Außerdem wird durch die Rückspülung keine ausreichende Säuberung der Trennsiebe erreicht. Dieser Nachteil haftet auch einer anderen bekannten, in der deutschen Patentschrift 13 03 750 beschriebenen Ausführung an, bei der zur Verbesserung der Strömungsverhältnisse in dem kritischen Übergangsbereich am unteren Ende der oberen Trennsiebe divergierende Zwischenroste angeordnet sind. Hierdurch wird zwar ein Stau der Reinigungskörper in dieser Zone vermieden; auf die erforderliche Reinigung der Trennsiebe hat dies jedoch keinen Einfluß.

[0003] Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art derart auszubilden, daß bei einem wesentlich einfacheren Aufbau eine wirksamere Reinigung der Trennsiebe und des Sammlers ermöglicht wird.

[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein nach oben offener Sammlerkasten vorgesehen ist, von dem wenigstens eine Seitenwand an dem der betreffenden Seite zugehörigen Trennsieb befestigt und mit diesem verschwenkbar ausgebildet ist.

[0005] Durch diese Ausbildung entfallen sowohl im Siebkasten vers hwenkbar angeordnete Trennsiebe als auch Drosseln, Verschlußklappe und die zahlreichen Stellorgane. Der wesentliche Vorteil besteht jedoch darin, daß zum Zwecke der Reinigung beim Verschwenken der Trennsiebe wenigstens eine Seitenwand des Sammlerkastens gleichzeitig mit abgeschwenkt und damit das Innere des Sammlerkastens für ein freies Ausströmen des Fluids geöffnet wird und alle Teile des Sammlerkastens wirksamer gereinigt werden. Darüber hinaus wird die abgeschwenkte Seitenwand von ihrer Rückseite angeströmt. Da die abschwenkbare Seitenwand an dem ohnehin verschwenkbaren Trennsieb befestigt ist, ist für deren Abschwenken kein besonderes Stellorgan erforderlich. Der Gesamtaufbau der Vorrichtung ist daher wesentlich einfacher und weniger störanfällig.

[0006] Der den Sammlerkasten abschließende Boden kann in Abhängigkeit von der Größe und der erwünschten Lage des oder der Abzugrohre verschieden ausgebildet sein. Soll das Abzugrohr quer an den Sammler anschließen, besteht der Boden vorzugsweise aus einem oder mehreren Trichtern, an deren tiefster Stelle je ein quer zur Längsachse des Sammlerkastens verlaufendes Abzugrohr angeschlossen ist. Bei einer solchen Ausführung wird die auf der Seite der Abzugrohre liegende Seitenwand fest eingebaut und nur die gegenüberliegende Seitenwand an dem zugehörigen Trennsieb befestigt und mit diesem verschwenkbar sein. Ist jedoch ein Anschluß des Abzugsrohres in Längsrichtung des Sammlerkastens erwünscht, so kann entweder ein in Längsrichtung schräg verlaufender Boden, an dessen tiefster Stelle das Abzugrohr angeschlossen ist, oder ein von einer mittleren Stelle aus nach beiden Enden hin schräg nach unten verlaufender Boden vorgesehen sein, wobei an jedem Ende ein Abzugrohr vorhanden ist. Bei diesen beiden Ausführungen können wahlweise eine Seitenwand oder beide Seitenwände an dem der betreffenden Seite zugehörigen Trennsieb befestigt und mit diesem verschwenkbar ausgebildet sein.

[0007] Die Reinigungswirkung läßt sich auch dadurch weiter verbessern, daß der Boden des Sammlerkastens an einer verschwenkbaren Seitenwand befestigt ist und daher für ein günstigeres Ausströmen in der Reinigungslage mit ausgeschwenkt wird. Da der Sammlerkasten ausschließlich aus Blechteilen mit einer glatten Oberfläche besteht, sind auch die Strömungsverhältnisse im Vergleich zu den bekannten Siebkästen wesentlich günstiger. Die Strömungsfäden sind überwiegend zum Abzugrohr hin gerichtet.

[0008] Um in dem kritischen Strömungsbereich an den unteren Enden der Trennsiebe den Ablauf der Reinigungskörper und die Reinigung durch den Spüleffekt günstiger zu gestalten, ist erfindungsgemäß vorgesehen, am unteren Ende dieser Trennsiebe je ein in den Sammlerkasten mündendes Siebteil anzuordnen, dessen Neigungswinkel zur axialen Strömungsrichtung etwa halb so groß ist wie der Neigungswinkel des zugehörigen Trennsiebes. Hierdurch ist die senkrecht auf diese abgeknickten Siebteile gerichtete Strömungskomponente halbiert und damit der Reibungswiderstand so verringert, daß ein Stau der Reinigungskörper nicht erfolgen kann. In der abgeschwenkten Spülstellung hingegen werden die abgeknickten Siebteile stärker der Strömung ausgesetzt und daher besser gereinigt.

[0009] Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung durch mehrere Ausführungsbeispiele dargestellt; es zeigt:

Fig. 1 einen Röhrenwärmetauscher mit einer zugeordneten Vorrichtung zum Abscheiden von Reinigungskörpern in einer schematischen Darstellung,

Fig. 2 die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung zum Abscheiden von Reinigungskörpern in einem mittleren Längsschnitt und in einem größeren Maßstab,

Fig. 3 den Gegenstand der Fig. 2 in einem Schnitt nach Linie III - III,

Fig. 4 den Gegenstand der Fig. 2 und 3 in einer Ansicht und 5 von oben in der Spül- bzw. in der Arbeitsstellung,

Fig. 6 einen Ausschnitt des Gegenstandes der Fig. 2 in einem größeren Maßstab,

Fig. 7 eine erste abgewandelte Ausführung des Sammlerkastens in einer der Fig. 3 entsprechenden Darstellung,

Fig. 8 eine zweite abgewandelte Audführung des Sammlerkastens in einer der Fig. 3 entsprechenden Darstellung,

Fig. 9 eine dritte abgewandelte Ausführung des Sammlerkastens in einer der Fig. 3 entsprechenden Darstellung und

Fig. 10 den Gegenstand der Fig. 9 in einem Querschnitt nach Linie X - X, jedoch mit zwei abschwenkbaren Seitenwänden des Sammlerkastens.

[0010] Bei dem in Fig. 1 gezeigten Röhrenwärmetauscher 100 dient ein Flüssigkeitsstrom F als Kühlmittel, wobei die Flüssigkeit, z. B. Wasser, von einer Zuflußleitung 102 in Richtung des Pfeiles W durch ein Rohrbündel 101 in eine Abflußleitung 103 strömt. Die Kühlrohre des Rohrbündels 101 werden mit Hilfe einer Vielzahl von Reinigungskörpern B aus Schwammgummi, deren Durchmesser etwa dem Innendurchmesser dieser Kühlrohre entspricht, gereinigt, wobei die von der Flüssigkeit mitgeführten Reinigungskörper B aus der Abflußleitung 103 über eine By-Pass-Leitung 104, die mit einer Pumpe 105 und einem Sperrventil 106 versehen ist, kreisförmig in die Zuflußleitung 102 rückgeführt werden. In der By-Pass-Leitung 104 ist ein Auffangbehälter 107 angeordnet, der alle im Umlauf befindlichen Reinigungskörper B aufzunehmen vermag. Dieser besitzt ein rinnenförmiges Bodensieb 108, das über ein Sperrventil 110 mit einer Abflußleitung 109 verbunden ist. Eine während der Umlaufphase durch ein Ventil 112 geschlossene Nebenleitung 111 wird während der Einsammelphase bei geöffnetem Ventil 112 und geschlossenem Ventil 110 von der Flüssigkeit durchströmt, wobei die Reinigungskörper B im Auffangbehälter 107 gesammelt werden, bis alle im Kreislauf befindlichen Reinigungskörper im Auffangbehälter 107 aufgefangen sind.

[0011] Um die Reinigungskörper B in der Abflußleitung 103 von dem Hauptflüssigkeitsstrom abzuscheiden und für den Kreislauf in die By-Pass-Leitung zu leiten, ist in bekannter Weise in der Abflußleitung 103 eine Abscheidervorrichtung 1 angeordnet. Bei dieser in den Fig. 2 bis 5 dargestellten Vorrichtung sind zur Abscheidung der vom Fluid mitgeführten Reinigungskörper in der Abflußleitung 103 zwei Trennsiebe 2,3 an Schwenklagern 4', 4" angeordnet. Diese Trennsiebe 2,3 sind an je einem halbelliptischen Rahmen 20,30 angeordnet, wobei der untere Rand jeweils in horizontaler Richtung quer in der Rohrleitung 103 liegt.

[0012] Beide Trennsiebe 2,3 befinden sich in ihrer Arbeitsstellung, in der die Reinigungskörper abgefangen werden sollen, in der in Fig. 2 mit ausgezogenen Linien gezeigten Lage und sind in die in gestrichelten Linien gezeigte Spülstellung mittels Stellorganen 14',14'' verschwenkbar, in der die Rückfläche der Trennsiebe angeströmt wird, um an den Sieben anhaftende Schmutzteilchen, Algen u. dgl., abzuspülen.

[0013] Mit ihrem unteren linienförmigen Rand münden die Trennsiebe 2,3 in einen Sammlerkasten 5, der stirnseitig durch Stirnwände 15,16 sowie von den Seitenwänden 7,8 und einem Boden 11 begrenzt wird. Dieser schmale und oben offene Sammlerkasten durchragt das Abflußrohr 103 quer. Während die Seitenwand 7 fest angebracht ist, ist die Seitenwand 8 mit Hilfe von Zwischenstücken 17,18 am unteren Ende des Siebrahmens 20 vom Trennsieb 2 befestigt und mit diesem verschwenkbar. Der Boden 11 besteht bei der Ausführung nach den Fig. 2 bis 5 aus mehreren trichterförmig angeordneten Platten, die an der Seitenwand 8 befestigt sind und mit dieser verschwenken. An der tiefsten Stelle der beiden Trichter befinden sich zwei Abzugrohre 6',6 " . Je nach Größe der Vorrichtung besteht aber auch die Möglichkeit, nur einen Trichter mit einem Abzugrohr oder eine beliebige Anzahl Trichter mit je einem zugeordneten Abzugrohr vorzusehen; die Bauhöhe kann daher bedarfsweise sehr niedrig gehalten werden.

[0014] Die Seitenwände 7,8 bestehen vorzugsweise aus unperforierten Blechen, die aber wahlweise auch perforiert sein können.

[0015] Bei der Ausführung nach den Fig. 2 bis 6 bilden die Seitenwand 8 und die Endwände 15,16 eine feste Einheit mit Abzugrohren 6',6 " , während die mit dem Boden 11 verbundene Seitenwand 7 von dieser Einheit lösbar ist, wobei letztere am Rahmen 20 mit Hilfe der bei 19 angeschraubten Zwischenstücke 17,18 befestigt ist. Beim Drehen der beiden Siebe 2,3 in deren Spülstellung werden die Seitenwände 7 und der Boden 11 von der Mittelebene M weggeschwungen, wodurch der Kasten geöffnet wird und dessen Wände ebenso wie dessen Boden von dem durch das Abflußrohr 103 fließende Wasser beaufschlagt werden. Der Wasserstrom fließt gegen die rückwärtigen Flächen der nach unten divergierenden Teile der Siebe 2,3 und durchströmt deren Zwischenräume in der umgekehrten Richtung, so daß vorhandene angelagerte Feststoffteilchen weggeschwemmt werden.

[0016] Die Rostteile der Siebe 2,3 sind durch Querstangen 12,13 verbunden und, wie Fig. 6 zeigt, etwa in Höhe ihrer Schwenkachsen 4',4' in zwei Abschnitte 21,22 und 31,32 unterteilt, welche obere und untere Siebteile bilden, die verschiedene Winkeln und β mit der Mittelebene M in ihrer Arbeitsstellung einschließen, wobei α vorzugsweise zwischen 20° und 30° liegt und vorzugsweise etwa 2 ß beträgt. So divergieren die oberen Siebteile 21 und 31 mit einem größeren spitzen Winkel 2α als die unteren Siebteile 22,32, welche einen spitzen Winkel 2f einschließen.

[0017] Hierdurch ist die senkrecht auf die abgeknickten Abschnitte 21,31 gerichtete Strömungskomponente gegenüber der senkrecht auf die Hauptsiebfläche gerichteten Strömungskomponente halbiert. In der Betriebsstellung ist dadurch der Reibungswiderstand an den abgeknickten Siebabschnitten kleiner mit der Folge, daß die Reinigungskörper ohne Stau gleichmäßig in den Sammlerkasten strömen. In der in Fig. 2 gestrichelt dargestellten Spülstellung hingegen werden die abgeknickten Siebabschnitte 21,31 von ihrer Rückseite stärker angeströmt und daher besser gereinigt. Wenngleich in Fig. b der Neigungswinkel β etwa halb so groß ist wie der Neigungswinkel α , kann mit einem anderen kleineren Neigungswinkel β die gleiche Wirkung er-- u - zielt werden, sofern die senkrechte Strömungskomponente ausreichend klein ist, um den Reibungswiderstand entsprechend zu verringern.

[0018] Die Ausführung nach den Fig. 2 bis 6 kann auch dadurch abgewandelt werden, daß der obere Bereich des schräg verlaufenden Bodens 11 zwischen den Siebabschnitten 22,32 angeordnet und dabei dem V-förmigen Querschnitt dieses Siebabschnittes angepaßt ist, um die Bauhöhe weiterhin zu reduzieren.

[0019] In Fig. 7 ist eine erste abgewandelte Ausführung des Sammlerkastens 5a gezeigt, deren Boden eine einfache Rinne bildet, wobei das eine Abzugrohr 6a zwischen den Stirnwänden 15a,16a quer zur Längsachse des Sammlerkastens verläuft. Doch kann das Abzugrohr auch in Längsrichtung an den Sammlerkasten angeschlossen sein.

[0020] Bei der in Fig. 8 dargestellten zweiten abgewandelten Ausführung eines Sammlerkastens 5b verläuft der Boden 11b von einer hohen Lage an einem Ende schräg nach unten in einetiefere Lage am anderen Ende, an dem ein Abzugrohr 6b in Längsrichtung zum Sammlerkasten, d. h. am Stirnende 15b angeschlossen ist. Diese Ausbildung läßt sich wiederum zu der in Fig. 9 gezeigten Form abwandeln, bei der von einer mittleren hohen Stellung aus zwei Bodenteile 11c zu den Stirnwänden 15c,16c hin schräg nach unten verlaufen und an den Stirnwänden in je ein Abzugrohr 6c',6c " münden.

[0021] Sofern die Abzugrohre nicht seitlich, sondern an den Stirnenden des Sammlerkastens 5c anschließen, können, wie Fig. 10 zeigt, beide Seitenwände 7c,8c an dem der betreffenden Seite zugehörigen Trennsieb 3 bzw. 2 befestigt und mit diesen verschwenkbar sein. Der Spüleffekt kann hierdurch weiter verbessert werden. Der Boden 11c kann dabei an dem einen oder dem anderen Trennsieb 7c oder 8c befestigt sein.

[0022] Da der Sammlerkasten aus glattflächigen Blechteilen besteht, wird eine Verschmutzung durch Anlagerung von Schmutzteilchen, Algen u. dgl. erheblich herabgesetzt. Während bei den bekannten Vorrichtungen der Siebkasten mit seinen Bauteilen schneller verschmutzt als die beiden Hauptsiebe, ist erfindungsgemäß eine Reinigung nur in Abhängigkeit von der langsamer erfolgenden Verschmutzung der Trennsiebe erforderlich. Findet eine solche Reinigung durch Verschwenken der Trennsiebe 2,3 in die Spülstellung statt, wird der Sammlerkasten 5 zwangsläufig geöffnet und damit automatisch mitgereinigt.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Abscheiden von Reinigunvskörpern aus einem, einem Röhrenwärmetauscher entströmenden Fluid, bestehend aus einem von dem Fluid axial durchströmten Gehäuse und zwei schräg darin angeordneten, verschwenkbaren Trennsieben, welche mit ihrem unteren Rand in einen das Gehäuse quer durchragenden Sammler münden, an den ein oder mehrere Abzugrohre angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein nach oben offener Sammlerkasten (5) vorgesehen ist, von dem wenigstens eine Seitenwand (8) an dem der betreffenden Seite zugehörigen Trennsieb (2) befestigt und mit diesem verschwenkbar ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (11) des Sammlerkastens (5) aus ein oder mehreren Trichtern besteht, an deren tiefster Stelle je ein quer zur Längsachse des Sammlerkastens verlaufendes Abzugrohr (6) angeschlossen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammlerkasten (5) mit einem in Längsrichtung schräg verlaufenden Boden (11) versehen ist, an dessen tiefster Stelle ein in Längsrichtung verlaufendes Abzugrohr (6) angeschlossen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (11) des Sammlerkastens (5) von einer mittleren Stelle aus nach beiden Enden hin schräg nach unten verläuft und in je ein Abzugrohr (6) mündet.

5. Vorrichtung nach Ansprüchen 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß beide Seitenwände (7,8) an dem der betreffenden Seite zugehörigen Trennsieb (3,2) befestigt und mit diesem verschwenkbar ausgebildet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (11) des Sammlerkastens (5) an einer verschwenkbaren Seitenwand (8) befestigt ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende der Trennsiebe (2,3) je ein in den Sammlerkasten (5) mündendes Siebteil (12) angeordnet ist, dessen Neigungswinkel β zur axialen Strömungsrichtung etwa halb so groß ist wie der Neigungswinkel α des zugehörigen Trennsiebes.

Zeichnung