176131. lajstromszámú szabadalom • Berendezés szuszpendált anyagokat tartalmazó közeg áramából a kisebb fajsúlyú összetevő kiválasztására
3 176131 4 a 7. ábra a 6. ábra szerinti örvénykamra hosszmetszete. Az 1. és 2. ábrán az elemi áramoknak a találmány szerinti szuperponálódását tüntettük fel egy örvénykamrában, melyben az ívelten vezetett 1 főáram mellett egy körkörös 2 primer örvény és szimmetrikusan valamint ellentett értelemben áramló gyűrűszerű 3 szekunder örvények és 4 merülő áramok alakulnak ki. A legutolsó azáltal jön létre, hogy az örvénykamrába beépített 5 és 6 merülőcsöveken keresztül a 7 és 8 nyilak irányítása értelmében a kezelt közeg kisebb fajsúlyú összetevőjét az örvénykamrából kiszívatjuk. A 9 örvénykamrában az 1 főáram egy 10 főcsatornában halad végig. A 11 nyilakkal egy olyan áramlást értelmezünk, mely közvetlenül a 9 örvénykamrát lezáró 12 és 13 homloklapok szomszédságában alakul ki a 2 primer örvény és a 3 szekunder örvény egymásra hatásának eredményeként. Ezek egymásra hatásánál a 3 szekunder örvény erőssége a 4 merülőárammal módosított. A 10 főcsatorna környezetében ez az áramlás all nyilak értelmében az 1 főáramot erősítik. A 14 nyilakkal egy olyan eredő áramlást értelmezünk, mely egyrészt a 2 primerörvény és a 4 merülő áram egymásra hatásából keletkezik és melynek konkrét befolyását más oldalról a 3 szekunder örvény módsítja. A 3. és 4. ábrákon az 1. és 2. ábrán ismertetett áramlási képnek a találmány szerinti szétválasztási eljárásra gyakorolt hatását magyarázzuk meg közelebbről. Az eljárásnál két fő elválasztási zóna alakul ki egy 15 durva elválasztási zóna és egy 16 finom elválasztási zóna, melyek az 5 és 6 merülőcsövek tükörszimmetrikus kiképzése révén két szimmetrikus sávra vannak felosztva. A 15 durva leválasztó zónában a nagyobb és nehezebb részecskéket vezetjük a 9 örvénykamrába és tartjuk az I főáramban. A finomabb és könnyebb részecskék a II nyíl iránya értelmében lépnek be a 9 örvénykamrába az 5 és 6 merülőcsövek 17 és 18 gyökeinél. Innen a finomabb és könnyebb részecskék az 5 és 6 merülőcsövek 19 és 20 szívószájnyílásai felé áramlanak a csövek mentén. Ez utóbbi áramlásnak konkrét értelmezését az örvénykamrák látszati képét ábrázoló 5. ábrán érzékeltetjük. Ebben az áramlásban a finomabb és könnyebb részecskékre a radiális értelemben egyáltalán nem vagy csak alig ható áramlási ellenállás következtében csaknem kizárólag a centrifugális erő hat, miáltal ezek csavarvonalszerű pályán mozognak, ahol ezek a csavarvonalak az 5 és 6 merülőcsövek 19 és 20 szívószájai felé vett irányban egyre nagyobb átmérőre kerülnek. Ennek következtében viszont ezek a részecskék is visszajutnak az 1 főáramba. A kezelendő közegben levő részecskék eltérő méretük és súlyuk következtében eltérő mértékű centrifugális erőhatásnak vannak kitéve. így a nehezebb részecskék gyorsabban, a könnyebbek pedig arányos mértékben lassabban kerülnek vissza az 1 főáramba. Ezt a jelenséget a 4. ábrán a 21, 22 és 23 nyilakkal ábrázoljuk. A szóban forgó részecskék pályái mentén jelentkező átmérőnövekedést a 3. ábrán a 24 nyilakkal jelezzük. Közvetlenül az 5 és 6 merülőcsövek 19 és 20 elszívószájainak szomszédságában alakul ki a 16 finom leválasztózóna úgy, hogy a csavarvonalszerű eredő áramlás eredményeként a közegben szuszpendált részecskék kilépnek az áramló közegből mely az 5 és 6 merülőcsövek 19 és 20 elszívó szájai felé áramlik. A 4. ábra alapján az is megállapítható, hogy a 11 eredő áramlás a 10 főcsatorna ívelt 25 fala mentén tükörszimmetrikusan alakul ki. Ahogy ez az 1. ábra alapján megállapítható, a 9 örvénykamrából kilépő és a 10 főcsatornába visszakerülő csavarmenetszerű pályát bejáró részecskék a vonalkázott 26 felületet járják be. A 10 főcsatornából a 9 örvénykamrába csavarmenetszerűen belépő 11 eredő áramok a 27 vonalkázott felületet járják végig. Mind a 26, mind a 27 felületek magassági szempontból egymáshoz viszonyítva elszórtan vannak elrendezve. A 27 felület a 9 örvénykamra 12 és 13 homloklapjai mentén megosztottan alakul ki, míg a 26 felület a 9 örvénykamra középső részén van. A keresztmetszetként megrajzolt 1. ábrán felülnézetben a két szóban forgó felület, a négyzethálósán vonalkázott 28 felületen van átfedésben. Az 5. ábrán a finom és durva részecskék elválasztását látszati képben tüntettük fel. A 11 nyilakkal itt is a 10 főcsatorna külső falához viszonyítva tükörszimmetrikusan kialakuló eredő áramokat tüntettük fel, melyből a durvább részecskék a 29 pályákra kerülnek. A 29 pályák a 9 örvénykamra 30 belépőnyílása és 31 kilépőnyílása között üzemközben állandóan all eredő áram hatása eredményeként alakulnak ki. Az 5 és 6 merülőcsövek mentén csavarvonalszerű pályát leíró 11 eredő áram az 5 és 6 merülőcsövek 19 és 20 elszívószájainál a 14 eredő áramba mennek át. A csavarvonalszerű 11 áramlásból a finomabb részecskék a csavarvonalszerű és növekvő átmérőjű 24 pályák mentén lépnek ki. Mint ahogy az leírásunknak az egyéb részeiből világosan kiderült, a találmány szerinti áramlás — illetve leválasztás kombináció kizárólag annak révén képezhető ki, hogy az 5 és 6 merülőcsövek 19 és 20 elszívószájai a 9 örvénykamra középső tartományában vannak elrendezve. A 2. és 4. ábrákon ezt a területet 24 számmal jelöltük. Abban az esetben, ha a találmány szerinti berendezéssel a kezelt közegben levő legfinomabb részecskéket az 5 és 6 merülőcsöveken keresztül kell eltávolítani, akkor az 5 és 6 merülőcsövek a 6. és 7. ábrákon feltüntetett kiviteli változatnak megfelelően a finom leválasztást fokozó 33 leválasztókorláttal vannak kiegészítve. A gyakorlatban ezt azzal lehet megvalósítani, hogy az 5 és 6 merülőcsövekben koaxiálisán egy 34 illetve egy 35 belső cső van oly módon beépítve, hogy az 5 illetve a 6 merülőcsövek illetve a 34 és a 35 belső csövek között egy 36 gyűrűalakú tér van kialakítva. Ezzel az intézkedéssel lehet a 33 leválasztó zónákat hatékonyan kiképezni, úgy hogy a 34 és 35 belső csövek 37 és 38 szájnyílásai tengelyirányban eltoltan vannak elrendezve. A 36 gyűrűs téren keresztül a legfinomabb részecskék egy egészen vékony 39 rétegben a 10 nyilak értelmében távoznak a 9 örvénykamrából. Az ily módon leválasztott legfinomabb részecskék leválasztása a mindenkori igényeknek megfelelően ugyánúgy történik, mint az 1 főáramban maradt durvább és finomabb szemcsék leválasztása. A találmány oltalmi köre nincs korlátozva a sík primer örvényeket kialakító örvénykamrára, hanem azokat a megoldásokat is védi, melyeknél a primer örvények alakja tetszőleges, így a többi között_az olyan örvénykamrákat is tartalmazza, melyekben a primer örvény gyűrűszerűén van kialakítva. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
