188049. lajstromszámú szabadalom • Ülepítőtest,különösen gravitációs ülepítő- és/vagy derítőberendezésekhes
1 188 049 2 A találmány gravitációs ülepítőberendezésekben, felúsztató- és/vagy derítőberendezésekben, és hasonló létesítményekben alkalmazható, lemezből készült ülepítőtestre vonatkozik, amelynek hatszögkeresztmetszetű ülepítőcsatornái vannak. Régóta ismeretes, hogy a gravitációs ülepítők hatásfoka, illetve teljesítménye független az ülepítő térfogatától; elsősorban az ülepítendő folyadék térfogatáramának és az ülepítőfelület nagyságának arányától függ. Az ülepítés hatékonysága annál kedvezőbb, minél kisebb az áramló folyadék Reynolds-száma, azaz, minél nagyobb mértékben Iami - náris az áramlás. A Reynolds-szám nemcsak az áramló fluidum anyagi jellemzőitől (pl. viszkozitás) és sebességétől függ, hanem annak a térnek a geometriai jellemzőitől - elsősorban a.hidraulikus su gártól - is, amelyben a fluidum áramlik. A hidrauli kus sugár az átfolyási keresztmetszet és a nedvesí tett kerület hányadosa; elméletileg tehát három szög- vagy négyzet-keresztmetszet esetén a legked vezőbb a hidraulikus sugár értéke. Adott ülepítő-térfogatban az ülepítő teljesítménye vagy hatásfoka új ülepítőfelületek kialakításával, ill. beépítésével növelhető. Új ülepítőfelületet jelent minden, a gravitációs erővonalakra merőleges vagy merőleges vetülettel rendelkező sík; ez utóbbi rendeltetése a sík felületre kiülepedett anyag lecsúszásának elősegítése. Új ülepítőfelületek beépítésével eszközölt teljesítménynövelésének a folyadékáramlás turbulenssé válása a felső határa. Az áramlás laminaritása az áramló közeget határoló felület nagyságának növelésével fokozható; ennek egyik eszköze, ha az áramló folyadékot nemcsak vízszintes vagy ferde, hanem függőleges síkokkal is részekre osztják. A csak vízszintes vagy ferde lemezekkel részekre osztott terű ülepítőket nevezik lemezes ülepítőknek, a függőleges síkokkal is osztott ülepítőket pedig csöves, csőköteges vagy zártkamrájú lemezes ülepítőknek. A lemezes (csőköteges) ülepítők hatékony iszapkiválasztást biztosítanak, széles körű alkalmazásukra azonban csak az utóbbi évtizedekben, a könnyű, könnyen megmunkálható, viszonylag olcsó műanyagok elterjedésével került sor. Előállításuk és felhasználásuk csak ilyen anyagokból lehet gazdaságos. A jelenleg ismert ilyen jellegű megoldások közül a lemezes ülepítőtestek a legolcsóbbak. Nagyobb méretű ülepítőberendezésekben új ülepítőfelületeket az áramlás irányára merőlegesen beépített ülepítőelemekkel alakítanak ki, a drágább csöves, illetve csőköteges ülepítőtestek azonban technológiailag előnyösebbek a lemezes ülepítőelemeknél. A csöves vagy csőköteges ülepítőtestekben az ülepítőcsatornák kör- vagy sokszög-keresztmetszetüek lehetnek; ez utóbbiak az olcsóbbak, mivel lemezekből gyárthatók. Főleg a négy- és hatszögkeresztmetszetű ülepítőcsatornákat tartalmazó ülepítőtestek terjedtek el a gyakorlatban, részben ülepítés-technológiai, részben gyártástechnológiai okokból. A négyszögkeresztmetszetü csatornákkal rendelkező elemeknek - amint erre már utaltunk - viszonylag kedvezőek a technológiai tulajdonságaik a hidraulikus sugárnak köszönhetően, bizonyos veszélye fennáll azonban a lecsúszó iszap sarkokban történő beragadásának, másrészt a hatszögkeresztmetszetű csatornák gyártása pl. trapéz-hullámlemezekből egyszerűbb és olcsóbb, kevésbé jó viszont a hidraulikus sugaruk értéke. A találmány feladata, hogy olyan, ülepítőcsatornákat tartalmazó, lemezből készült ülepítőtestet szolgáltasson, amely mind ülepítéstechnológia, mind gyártástechnológia szempontjából kedvezőbb a jelenleg ismert, hasonló célú megoldásoknál, más szóval azok előnyeit egyesíti anélkül, hogy bármilyen vonatkozásban hátrányos lenne azokhoz képest. A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy amennyiben az ülepítőtest olyan csatornákat tartalmaz, amelyek hatszög-keresztmetszete igen közel áll a hatszöget befoglaló négyzet keresztmetszetéhez, az optimálist megközelítő hidraulikus sugár (azaz, a minimálishoz közel álló Reynolds-szám, tehát a maximálist megközelítő lamináris áramlás) és a beragadás veszélyének kiküszöbölése, azaz, az iszaplecsúszás biztosítható; és kedvező gyártástechnológiával, minimális anyagfelhasználás (a lehető legvékonyabb lemeza.nyag) mellett maximális merevségű (önhordó, sőt, az iszapterhelés felvételére is alkalmas) ülepítőtestek állíthatók elő. E felismerés alapján a kitűzött feladatot a találmány értelmében olyan ülepítő test segítségével oldottuk meg, amelynek lemezek által határolt hatszögkeresztmetszetű ülepítőcsatornái vannak, és amelynek az a lényege, hogy az ülepítőcsatornák két-két szomszédos oldalával - legalább közelítőleg - egybeesik oly módon, hogy a hatszög e szomszédos oldalai egymással mintegy 85-95°-os, előnyösen 90°-os szöget zárnak be. A hatszög két másik, egymással szemben levő oldalának hosszúsága a négyzet oldalhosszúságának mintegy 0,1...0,3-szorosát teszi ki, és a hatszögnek ezek a rövid oldalai a hosszú oldalaival mintegy 130-140°-os, előnyösen 135°-os szöget zárnak be. A találmányt a továbbiakban a csatolt rajzok alapján ismertetjük részletesen, amelyek az ülepítőtest néhány előnyös kiviteli alakját és fontosabb szerkezeti részletét tartalmazzák. A rajzokon az 1. ábrán vázlatos felülnézetben látható egy találmány szerinti ülepítőelem; a 2. ábrán az 1. ábrán bejelölt A részletet tüntettük fel nagyobb méretarányban, a falvastagságot azonban a jobb áttekinthetőség céljából nem ábrázoltuk; a 3. ábrán több, egymás mellett elhelyezkedő csatorna látható felülnézetben; a 4. ábra a 3. ábrán bejelölt B részlet, nagyobb méretarányban; az 5. ábrán oldalnézetben látható egy, a találmány szerinti ülepítőtest készítéséhez használható trapézlemez; a 6. ábrán a trapéz-hullámlemez egy másik kiviteli alakját tüntettük fel ugyancsak oldalnézetben; a 7. ábrán a találmány szerinti ülepítőtest egy kiviteli alakját perspektivikus nézetben szemléltetjük. Az egészében 1 hivatkozási számmal jelölt ülepítőelemnek hatszögkeresztmetszetű 2 ülepítőcsatornái vannak, amelyek együttesen méhsejt-jellegü szerkezetet alkotnak. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 55 2
