CH694689A5 - Verfahren und Vorrichtung zur Stroemungsverteilung. - Google Patents

Description

  



   



   Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und einen Strömungsverteiler  zur Verteilung von Suspensionen in einem Behälter. Die Erfindung  betrifft insbesondere Verfahren und Verteiler zur Verteilung von  Suspensionen, wie Unfiltrat, in der Anschwemmfiltration in einem  Behälterfilter. Der Strömungsverteiler ist an einer Zuführleitung  einer zu filternden Flüssigkeit in dem Behälter angeordnet bzw. anordenbar.  Als Behälterfilter wird vorzugsweise ein Kerzenfilter, insbesondere  ein Anschwemm-Kerzenfilter vorgesehen. 



   Zur Abscheidung von Feststoffpartikeln aus Flüssigkeiten werden zahlreiche  Verfahren eingesetzt. Die Fest-Flüssig-Trennung wird beispielsweise  durch Sedimentieren, Zentrifugieren, Auspressen oder Filtrieren ausgeführt.                                                    



   Bei der Fest-Flüssig-Filtration wird unterschieden in Tiefen-, Sieb-  und Kuchenfiltration. Bei der Kuchenfiltration ist der eigentliche  Filter der Filterkuchen, der sich als Feststoffpartikelschicht auf  dem Filtermittel ansammelt. Das    Filtermittel besteht meist aus  einem Vlies, dessen Fasern ein Netz bilden, oder aus einem Gewebe.  Besondere Bedeutung haben Spaltsiebe. Wenn feine, weiche oder kompressible  Teilchen zum Verstopfen der Poren von Filtermittel oder Filterkuchen  neigen, lassen sich hochporöse, grobporige Stoffe, beispielsweise  Kieselgur oder Perlite, als Filterhilfsmittel einsetzen. Die Filterhilfsmittel  können vor Beginn der Filtration als Filterhilfsschicht auf das Filtermittel  aufgebracht und/ oder, der zu filternden Trübe zugesetzt werden.  Letzteres ist bei der Anschwemmfiltration der Fall. 



   Flüssigkeitsverteileinrichtungen für Filtrationsprozesse sind bekannt  (Schweizerische Patentschrift 688 265, PCT-EP 95/04276). Der Zuführström  mit der zu filternden Trübe kann dabei durch eine fingerhut- oder  pilzartig ausgebildete Verteileinrichtung zunächst aufgestaut und  danach durch Diffusoren, wie Schlitze oder Löcher in der Verteileinrichtung,  verteilt werden.  Aufgabe und Lösung  



   Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und einen Strömungsverteiler  der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit dem sich eine schnelle  und optimale Verteilung von Feststoffen einer Suspension in dem Behälter,  insbesondere auf der Filterfläche in einem Behälterfilter erzielen  lässt. 



   Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale der Ansprüche  1 und 6 gelöst. Es wird also ein im Wesentlichen axialer, zentraler  Zuführstrom in Form von mindestens einem flächigen Strom nach aussen  abgelenkt. Der Zuführstrom wird beim erfindungsgemässen Verfahren  nicht, wie beispielsweise bei herkömmlichen Verfahren zur Strömungsverteilung,  aufgestaut, sondern in vorzugsweise mehrere Teilströme aufgeteilt,    die nahezu dieselbe Geschwindigkeit haben wie der Zuführstrom  und umgelenkt werden. Die kinetische Energie des Zuführstromes wird  also dazu benutzt, diesen gleichmässig und breitflächig zu verteilen.  Durch Umlenkung wird dabei der Strömungsvektor der Zuführströmung  geändert.

   Es wird also ein axialer, zentraler Zuführstrom, insbesondere  mit kreisförmigem Querschnitt, in mindestens einen, vorzugsweise  mehrere flächige Teilströme mit radialer Komponente aufgefächert.  Die Teilströme können die Form eines Tellers aufweisen und fliessen  bevorzugt von innen nach aussen. 



   Durch die Erfindung kann die Strömungsverteilung der Bauart des Behälters  angepasst werden. So ist es möglich, die Strömungsverteilung den  jeweiligen Anforderungen des angewendeten Verfahrens und/oder den  verschiedenen Dimensionen des Behälters anzupassen. Besonders bevorzugt  kann die Grösse der Radialgeschwindigkeit des mindestens einen umgelenkten  Stromes und/oder dessen Strömungsrichtung, vorzugsweise unmittelbar  nach radialer Umlenkung, auf die Behältergrösse insbesondere den  Durchmesser des Behälters eingestellt werden. Vorzugsweise wird die  Radialgeschwindigkeit umso grösser gehalten, je grösser der Behälter  ist. Je grösser also die Radialgeschwindigkeit des Teilstromes ist,  desto weiter breitet er sich also radial aus.

   Die Wurfweite des abgelenkten  Stromes kann also eingestellt, insbesondere variiert werden, um sie  an die jeweiligen Behälterdimensionen anzupassen. Sie kann exakt  auf den Behälterdurchmesser eingestellt werden, so dass eine gleichmässige  Verteilung des Zuführstromes im Behälter, z.B. eines Unfiltrats in  einem Behälterfilter, gewährleistet wird. Alle Filterkerzen in einem  Behälterfilter können dadurch optimal angeschwemmt werden. 



   Der Zuführstrom kann von oben her in den Behälter erfolgen. Die Zuführung  von unten ist in der Regel bevorzugt. Es ist    möglich, vom zentralen  Zuführstrom mehrere Teilströme abzuzweigen, die zunächst im Wesentlichen  axial weitergeführt und dann im Wesentlichen radial nach aussen,  insbesondere mit Tendenz nach oben, geführt werden. Erfolgt die Zuführung  von oben, dann werden die abgeschälten Teilströme vorzugsweise mit  Tendenz nach unten geführt. Im Wesentlichen radial bedeutet im Sinne  der Anmeldung senkrecht zu einer Mittelachse durch den Zuführström,  oder im Winkel dazu, also mit axialer und radialer insbesondere nach  oben gerichteter Komponente. Der Umlenkwinkel aus axialer Richtung  liegt in der Regel bei 30 DEG  bis 90 DEG , insbesondere 70 DEG   bis 90 DEG .

   Der Zuführstrom wird vorzugsweise in einer rohrförmigen  Zuleitung in den Behälterfilter geleitet. Er hat also vorzugsweise  einen kreisförmigen Querschnitt. Die Teilströme werden also bevorzugt  in Form von Mantelströmen abgezweigt, insbesondere abgeschält. Der  Zuführstrom kann aber auch einen anderen, beispielsweise rechteckigen,  Querschnitt aufweisen, je nachdem in welcher Art von Zuführleitung  er transportiert wird. Bevorzugt werden äussere Strömungsabschnitte,  insbesondere Mantelströme, zeitlich und räumlich getrennt vor inneren  Strömungsabschnitten abgezweigt. Durch diese stufenweise Abzweigung  von aussen nach innen wird verhindert, dass sich der Zuführstrom  aufstaut. Die radiale Geschwindigkeit des mindestens einen umgelenkten  Stromes kann durch Verengung oder Erweiterung eingestellt werden.

    Bei einer Verengung erhöht sich die Radialgeschwindigkeit und dementsprechend  wird die Wurfweite des umgelenkten Stromes grösser. Dadurch ist es  möglich, den Zuführstrom auch in sehr grossen Behälterfiltern gleichmässig  zu verteilen. Die Teilströme liegen vorzugsweise flächig übereinander.  Störende Turbulenzen können durch hindernisfreie Radialströmung vermieden  werden. 



   Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung gemäss Anspruch 6 sind mindestens  zwei übereinanderliegende, flächige Führungsele   mente vorgesehen,  die zwischen sich mindestens einen länglichen, im Wesentlichen radialen  Kanal zur im Wesentlichen radialen laminaren Umlenkung eines axialen  Zuführstromes in der Zuführleitung bilden. Die Hauptaufgabe eines  Strömungsverteilers ist, die zu filternde Trübe gleichmässig im Filter  zu verteilen, so dass Filterelemente, insbesondere Filterkerzen,  gleichmässig angeströmt werden. Voraussetzung dafür ist eine laminare  Strömung. Bei turbulenten Strömungen können dagegen lokale Geschwindigkeitsüberhöhungen  auftreten, die einen Filterkuchen oder eine Filterhilfsmittelschicht  aushöhlen oder abspülen und somit den Filtrationsprozess beeinträchtigen.

    Bei herkömmlichen Strömungsverteilern wird der Flüssigkeitsstrom  zunächst aufgestaut. Die Aufstauung des Zuführstroms führt jedoch  zu Turbulenzen, die sich auf die weitere Strömungsausbreitung im  Flüssigkeitsvolumen negativ auswirken. Für das Aufstauen des Zuführstroms  werden beim Stand der Technik vorzugsweise Diffusoren verwendet,  die die zu filternde Trübe beispielsweise durch Löcher in Wandungen  in einzelne Teilströme zerlegen. Die Wurfweite dieser Teilströme  ist gering, so dass die zu filternde Trübe nicht über den gesamten  Querschnitt des Behälterfilters verteilt wird und insbesondere am  Rand angeordnete Filterkerzen des Behälterfilters nur unzureichend  angeschwemmt werden. 



   Dies ist bei der erfindungsgemässen Vorrichtung nicht der Fall. Die  Führungselemente sind derart ausgebildet, dass eine laminare Umlenkung  des Zuführstromes gewährleistet wird. Bei der Umlenkung wird der  Geschwindigkeitsvektor der Strömung verändert, die Strömungsgeschwindigkeit  jedoch nicht zwangsweise. Die Teilströme breiten sich in der Regel  im Flüssigkeitsvolumen des Behälters sehr geradlinig aus und vermischen  sich kaum, solange sie einen grösseren Impuls besitzen. Durch die  hohe Strömungsgeschwindigkeit können also auch entfernte Bereiche  des Behälters, insbesondere am Aussenrand eines    Behälterfilters,  erreicht werden. Trotz der weitgehend laminaren Strömung bleibt eine  gleichmässige Verteilung der in der Suspension enthaltenen Feststoffe  erhalten. Die flächigen Führungselemente können Teller, Scheiben  oder dergleichen sein.

   Zur Bildung von zwei radialen Kanälen werden  bevorzugt drei Führungselemente eingesetzt. Die Zuführleitung ist  vorzugsweise ein Zuführrohr mit kreisförmigem Querschnitt. Der Behälter  und vorzugsweise auch der Strömungsverteiler weisen vorzugsweise  ebenfalls einen kreisförmigen Querschnitt auf. Auch andere Querschnittsformen  sind möglich. 



   Besonders bevorzugt sind die Führungselemente zur relativen Verstellung  ihres gegenseitigen axialen Abstandes einstellbar ausgebildet. Die  Querschnitte der radialen Kanäle können also beliebig variiert werden.  Bei grossen Behältern ist der axiale Abstand der Führungselemente,  also der Kanalquerschnitt, klein. Dadurch erhöht sich die Radialgeschwindigkeit  und somit die Wurfweite der Teilströme, so dass auch der Rand des  Behälters angeströmt wird. Die axiale Verstellbarkeit der Führungselemente  ist auch dann von Vorteil, wenn die Art oder Feinheit des Filtrationshilfsmittel,  beispielsweise Kieselgur, gewechselt wird, da sich dadurch das Strömungsverhalten  ändert. Die optimale Einstellung des Abstandes der Führungselemente  zueinander kann empirisch ermittelt werden.

   Zum Beispiel können Filterkerzen  eines Behälterfilters bei vorgegebenem und insbesondere axial veränderbarem  Abstand der Führungselemente zueinander angeströmt werden und dann  geprüft werden, ob eine gleichmässige Anschwemmung aller Filterkerzen  vorliegt. 



   Bevorzugt verlaufen die Führungselemente im Wesentlichen parallel  zueiander. Im Wesentlichen parallel bedeutet, die Führungselemente  können exakt parallel zueinander verlaufen oder auch nicht parallele  Abschnitte aufweisen. Beispiels   weise kann sich der axiale Abstand  zwischen zwei benachbarten Führungselementen bei zunehmender radialer  Entfernung von der Mittelachse zur Beeinflussung der Strömungsgeschwindigkeit  verkleinern oder vergrössern. 



   Die Führungselemente können um eine gemeinsame Achse der Zuführleitung  angeordnet sein bzw. angeordnet werden. Die Achse ist bevorzugt eine  Mittelachse der Zuführleitung, kann aber auch eine andere Achse sein,  die insbesondere parallel zur Wandung der Zuführleitung liegt. Die  Führungselemente können an der gemeinsamen Achse angeordnet sein.  Bevorzugt sind sie rotationssymmetrisch um die gemeinsame Achse,  insbesondere um die Mittelachse der Zuführleitung, angeordnet. Die  Führungselemente sind vorzugsweise oberhalb der Austrittsöffnung  der Zuführleitung, insbesondere dem Zuführrohr, angeordnet. Dabei  kann ein Führungselernent als Verlängerung der Oberkante der Zuführleitung  ausgebildet sein.

   Die Führungselemente können einen kurzen rohrförmigen  axialen Abschnitt aufweisen, der bogenförmig in einen sich nach aussen  erweiternden Radialabschnitt übergeht. Die Innendurchmesser der axialen  Abschnitte nehmen vorzugsweise abgestuft, insbesondere von unten  nach oben, ab. Die axialen Abschnitte oberer Führungselemente ragen  vorzugsweise teilweise in die axialen Abschnitte von darunter liegenden  Führungselementen hinein. Der Radialabschnitt kann eben, gewellt,  gebogen oder dergleichen sein. Er kann insbesondere nach oben an  den Rändern geknickt oder gekrümmt sein. Die Strömung wird dadurch  radial nach aussen mit Tendenz nach oben geführt. Durch den bogenförmigen  Übergang zwischen axialem und radialem Abschnitt wird die laminare  Umlenkung des Zuführstromes gewährleistet. Die Führungselemente können  unterschiedliche radiale Längen aufweisen.

   Bevorzugt ist das Führungselement  mit dem kleinsten Radialabschnitt am oberen Ende des Strömungsverteilers,  das Führungselement mit dem grössten Radialabschnitt am    unteren  Ende des Strömungsverteilers angeordnet. Besonders bevorzugt sind  die Führungselemente nach Länge gestaffelt angeordnet bzw. anordenbar.  Der Strömungsverteiler weist also Kanäle mit unterschiedlichen Längen  auf. Das Unfiltrat kann aus kurzen Kanälen in den zentralen Bereich  des Behälters, aus langen Kanälen in den Randbereich des Behälters  austreten. Dies unterstützt eine gleichmässige Verteilung des Zuführstromes  im Behälter. Die Aussenkanten der Führungselemente können auf einer  konischen Umhüllenden liegen. Die Führungselemente können also nach  Art eines Tannenbaumes angeordnet sein. 



   Besonders bevorzugt sind die Kanäle im radialen Bereich frei von  gegenseitigen Abstützungen. Es können sich also dort keine Wirbel  oder Turbulenzen bilden, die die Laminarität der Strömung beeinflussen  könnten. 



   Die Führungselemente können um eine zentrale Stütze um die Mittelachse  der Zuführleitung liegen. Die Stütze kann eine Stange, insbesondere  eine Gewindestange, sein. Die Führungselemente werden insbesondere  an der Gewindestange lösbar befestigt. Die Führungselemente weisen  vorzugsweise an ihrem axialen Abschnitt eine Befestigungseinrichtung  auf. Die Befestigungseinrichtung kann eine Hülse, insbesondere eine  Gewindehülse, sein, in die die Gewindestange einführbar ist. Die  Gewindehülsfe ist vorzugsweise durch mehrere, insbesondere drei,  Radialstege mit dem Axialabschnitt des jeweiligen Führungs elementes  verbunden. 



   Bevorzugt ist der axiale Abschnitt des untersten Führungselementes  an der Zuführleitung selbst starr oder verstellbar angeordnet. Die  restlichen Axialabschnitte können über ihre jeweiligen Befestigungseinrichtungen  an der Gewindestange verstellbar fixiert sein. Zur Fixierung kann  eine Hülse, eine    Mutter oder dergleichen verwendet werden. Bevorzugt  ist der Abstand zweier Führungselemente zueinander zwischen ihren  Radialabschnitten kleiner als zwischen ihren Befestigungseinrichtungen.  Dadurch ist es möglich, die Führungselemente ineinander zu stapeln.                                                            



   Es ist möglich, dass der Strömungsverteiler eine obere Schutzvorrichtung  aufweist, der die Zuführleitung und Führungselemente, insbesondere  beim Rückspülen von Filterkerzen eines Behälterfilters vor herabfallendem  Filterkuchen, schützt. Die Schutzvorrichtung kann eine Platte oder  dergleichen sein. Bevorzugt ist die Schutzvorrichtung ein sich nach  oben verjüngender Konus bzw. Kegel. Herabfallender Filterkuchen kann  durch die als Leitflächen ausgebildeten Aussenflächen des Konus an  den Führungselementen vorbeigeführt werden. Die konisch Umhüllende  an die Ränder der Führungselemente und der Konus besitzen bevorzugt  einen gleich grossen Konuswinkel. Die konischen Aussenflächen des  Konus sind also parallel zu den Rändern der Führungselemente ausgebildet.  Bevorzugt ist die Schutzvorrichtung, insbesondere der Konus, selbst  als Führungselement ausgebildet.

   Ihre Unterseite kann mit einem benachbarten  Führungselement einen radialen Kanal bilden. Die Ränder der Schutzvorrichtung,  insbesondere des Konus, sind vorzugsweise abgerundet ausgebildet,  so dass die Laminarität der durch diesen Kanal fliessenden Strömung  nicht beeinträchtigt wird. Auch wird durch den Konus eine gleichmässige  zentrale Aufwärtsströmung begünstigt. Die Schutzvorrichtung, insbesondere  der Konus, kann eigene Kanäle aufweisen. Die Kanäle können als einzelne  Bohrungen oder Ringspalte ausgebildet sein. Durch diese werden z.B.  in der Mitte eines Behälterfilters angeordnete Filterkerzen bevorzugt  angeströmt. 



     Die durch die Führungselemente gebildeten, im Wesentlichen radialen  Kanäle weisen vorzugsweise eine Länge von 10 bis 200 mm, insbesondere  von 30 bis 60 mm, auf. Der Strömungsverteiler besitzt vorzugsweise  zwei bis zwanzig, insbesondere drei bis zwölf Führungselemente. Diese  Elemente bilden dann ein bis neunzehn, insbesondere zwei bis elf,  im Wesentlichen radiale Kanäle. 



   Die Führungselemente bestehen vorzugsweise aus Blech, insbesondere  aus nicht rostendem Stahlblech. Die Führungselemente können aber  auch aus Kunststoff oder dergleichen bestehen. 



   Ein Behälterfilter ist zur Aufnahme von einer bis eintausend Filterkerzen  geeignet. Der Behälter hat vorzugsweise einen Durchmesser von ca.  0,2 bis 3,0 m, insbesondere ca. 0,6 bis 1,5 m. Filterkerzen werden  vorzugsweise an einer horizontalen Trennwand zwischen einem unterem  Unfiltratraum und einem oberem Filtratraum eines Behälterfilters  angeschraubt. Sie sind vorzugsweise Spaltfilterkerzen, inbesondere  Drahtwendel-Filterkerzen. Die Filterkerzen können jeweils eine Wendelung  mit einem Gangspalt aufweisen, der als Durchtrittsöffnung für das  Filtrat dient. Die Länge der Filterkerzen liegt normalerweise im  Bereich zwischen 0,2 und 3,0 m, insbesondere 0,6 und 1,80 m. 



   Die beschriebenen Merkmale und weitere Merkmale der Erfindung ergeben  sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen  in Verbindung mit den abhängigen Ansprüchen und den Zeichnungen.  Hierbei können die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder  zu mehreren in Kombination miteinander verwirklicht sein.  Figurenbeschreibung  



   Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt  und wird im Folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:      Fig. 1 einen Schnitt durch einen Strömungsverteiler,     Fig. 2 einen Schnitt durch einen Behälterfilter mit einem anderen  Strömungsverteiler, und     Fig. 3 bis 10 acht verschiedene Ausführungsformen  und Anordnungen von Führungselementen des Strömungsverteilers.                                                               



   Fig. 1 zeigt einen Strömungsverteiler 10 für den Einsatz in einem  Behälter, insbesondere einem Behälterfilter 11. Der Strömungsverteiler  10 ist am unteren Ende des Behälterfilters 11, oberhalb einer Zuführleitung  18 angeordnet. Das dargestellte Ausführungsbeispiel des Strömungsverteilers  besitzt drei flächige bzw. tellerförmige Führungselemente 12, 13,  14, einen massiven Konus 26 und eine Gewindestange 34. 



   Der Konus 26 ist oberhalb der Führungselemente 12, 13, 14 angeordnet.  Er besitzt eine Gewindebohrung 38 durch die er mittels einer Mutter  40 an der Gewindestange 34 festgelegt ist. An seiner den Führungselementen  12, 13, 14 zugewandten Grundfläche besitzt er eine Aussparung 43  in Form einer Bohrung. Von der Wandung der Aussparung 43 erstrecken  sich zwei oder mehr Kanäle 27, 28 schräg nach oben bis hin zu den  Aussenflächen des Konus 26. Die Kanäle 27, 28 sind Spiegelsymmetrisch  zur Mittelachse 19 des Strömungsverteilers 10 angeordnet. Die Kante  41 zwischen den konischen Aussenflächen und der Grund   fläche des  Konus 26 ist abgerundet. An dieser Kante 41 können sich also keine  Strömungswirbel bilden. Der Konus 26 schützt die Führungselemente  12, 13, 14 vor herabfallenden Filterkuchen. Der Konuswinkel beträgt  ca. 45 DEG .

   Die Aussenflächen des Konus 26 sind parallel zur konisch  Umhüllenden an die Ränder der Führungselemente 12, 13, 14. 



   Die Führungselemente 12, 13, 14 sind zwischen dem Konus 26 und der  Zuführleitung 18 angeordnet. Die Führungselemente 12, 13, 14 sind  Scheiben und weisen jeweils einen axialen zylindrischen Abschnitt  31, 32, 33 und einen Radialabschnitt 20, 21, 22 auf. Die axialen  Abschnitte 31, 32, 33 und die Radialabschnitte 20, 21, 22 eines Führungselementes  12, 13, 14 sind durch einen Bogen miteinander verbunden. Die Führungselemente  12, 13, 14 sind nach Grösse gestaffelt angeordnet. Das unterste flächige  Führungselement 14 besitzt den grössten axialen Abschnitt 32 und  den grössten Radialabschnitt 22 aller Führungselemente 12, 13, 14.  Der axiale Abschnitt 32 des untersten Führungselementes 14 ist über  die Zuführleitung 18 geschoben und an der Zuführleitung 18 mittels  einer Schraube 42 festgelegt.

   Das mittlere flächige Führungselement  13 verläuft parallel zum unteren Führungselement 14. Das untere Führungselement  14 und das mittlere Führungselement 13 bilden zusammen den unteren,  im Wesentlichen radialen Kanal 16. Die beiden rohrförmigen axialen  Abschnitte 32, 33 des unteren und des mittleren Führungselementes  14, 13 bilden einen kurzen axialen Einlauf 16a. Dieser axiale Einlauf  16a geht bogenförmig in den flächigen radialen Kanal 16 über. Die  Radialabschnitte 20, 21, 22 der flächigen Führungselemente 12, 13,  14 sind an ihren Aussenrändern leicht nach oben abgebogen. Parallel  zum mittleren Führungselement 13 verläuft das obere flächige Führungselement  12. Mittleres und oberes flächiges Führungselement 12, 13 bilden  den mittleren radialen Kanal 15. Der Kanal 15 weist ebenfalls einen  kurzen axialen    Einlauf 15a auf.

   Der axiale Einlauf 15a liegt in  Strömungsrichtung hinter dem axialen Einlauf 16a und ist im Durchmesser  kleiner als dieser. Der mittlere radiale Kanal 15 ist kürzer als  der untere radiale Kanal 16. Der obere radiale Kanal 17 wird durch  das obere flächige Führungselement 12 und den Grundflächen des Konus  26 gebildet. Der Kanal 17 weist ebenfalls einen axialen Einlauf 17a  auf. Dieser ist im Durchmesser kleiner als der axiale Einlauf 15a.                                                             



   Die Längen der Radialabschnitte 22, 21, 20 der flächigen Führungselemente  14, 13, 12 nehmen von unten nach oben ab. Demzufolge nehmen auch  die Kanallängen der einzelnen radialen Kanäle 16, 15, 17 von unten  nach oben ab. Es entsteht somit eine Art Tannenbaumform, an die eine  konische Umhüllende gelegt werden kann. Die radialen Kanäle 16, 15,  17 sind Ringspalte, die entstehen, wenn die flächigen scheibenförmigen  Führungselemente 14, 13, 12 parallel übereinander angeordnet werden.  Die einzelnen axialen Einlaufe 16a, 15a, 17a sind kreisringförmige  Abschnitte, die in Strömungsrichtung hintereinander angeordnet sind.                                                           



   Zur Festlegung der Führungselemente 12, 13, 14 dient die Gewindestange  34. Die Gewindestange 34 wiederum ist an der Zuleitung 18 über eine  Befestigungseinrichtung 23 festgelegt. Die Befestigungseinrichtung  23 an der Zuführleitung 18 ist, wie die Befestigungseinrichtungen  24, 25 an den Führungselementen 13, 12 eine Gewindehülse 48, die  über vorzugsweise drei radiale Stege 47 mit der Wandung der Zuführleitung  18 bzw. mit den axialen Abschnitten 33, 31 der Führungseleraente  13, 12 verbunden ist. Die Gewindestange 34 wird in die Gewindehülsen  48 eingedreht. Zur axialen Fixierung der jeweiligen Gewindehülse  48 wird jeweils eine Mutter 40 verwendet. 



     Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch einen Behälterfilter 11. Der  Behälterfilter 11 besitzt Filterkerzen 29, die an einer horizontalen  Trennwand 44 zwischen unterem Unfiltratraum 46 und oberem Filtratraum  45 befestigt sind. Über der Zuführleitung 18 ist ein in Fig. 8 näher  dargestelltes Ausführungsbeispiel eines Strömungsverteilers 10 angeordnet.                                                     



   Die Fig. 3 bis 10 zeigen verschiedene Anordnungen und Ausführungsformen  der Führungselemente 12. Die Fig. 3 bis 5 zeigen Anordnungen der  Führungselemente 12, bei denen die Führungslemente senkrecht zur  Mittelachse des Strömungsverteilers 10 angeordnet sind. Die Führungselemente  12 haben unterschiedliche Längen. Das unterste Führungselement 12  ist dabei das Längste. Die Führungselemente 12 sind an ihren Aussenrändern  nach oben (Fig. 4) oder aussen nach oben und innen nach unten (Fig.  5) abgeknickt. Fig. 6 zeigt eine Anordnung von bogenförmig bzw. schalenförmig  ausgebildeten Führungselementen 12. Das oberste Führungselement 12  ist dabei im Zentrum geschlossen und dient gleichzeitig als Schutz  gegen herunterfallende Teile des Filterkuchens bzw. Filterhilfsmittels.

    Die Fig. 7 bis 9 zeigen schräg, insbesondere im Winkel von ca. 45  DEG  zur Mittelachse des Strömungsverteilers 10 angeordnete Führungselemente  12. Sie sind im Wesentlichen alle gleich lang. Die Fig. 10 zeigt  Führungselemente 12, die in Form eines "liegenden S" angeordnet sind.  Bei allen Führuhgselementen 12 nimmt der Durchmesser der zentralen  Eintrittsöffnungen für den Zuführstrom von unten nach oben ab. Das  oberste Führungselement ist als geschlossene Schutzvorrichtung ausgebildet.  Funktionsbeschreibung      A) Strömungrsverteilung   



   Zunächst wird der Zuführstrom, also die zu filtrierende Trübe, durch  die Zuführleitung 18 in den Behälterfilter 11 eingeleitet. Infolge  der rohrförmig ausgebildeten Zuführleitung 18 hat der Zuführstrom  einen kreisförmigen Querschnitt. Der Zuführstrom passiert zunächst  die untere Befestigungseinrichtung 23, die an der Zuführleitung 18  angeordnet ist. Der Zuführstrom kann durch die Zwischenräume zwischen  den radialen Stegen 47 der Befestigungseinrichtung 23 hindurchtreten.  Danach gelangt der Zuführstrom an den axialen Einlauf 16a des Kanales  16. Dort wird ein äusserer mantelförmiger Teilstrom 30 abgeschält.  Der Querschnitt des Zuführstromes verringert sich also um den abgeschälten  mantelförmigen Teilstrom 30. Der als erstes abgeschälte untere Teilstrom  30 wird zunächst durch die axialen Abschnitte 32, 33 axial nach oben  geführt und dann umgelenkt.

   Nach der Umlenkung wird er im Wesentlichen  radial nach aussen und durch die Abknickungen an den Enden der Radialabschnitte  21, 22 der Führungselemente 13, 14 leicht schräg nach oben geführt.  Der als erstes abgeschälte Teilstrom 30 tritt am weitesten entfernt  von der Mittelachse 19 des Strömungsverteilers 10 aus dem Strömungsverteiler  10 aus. Durch die kinetische Energie des abgeschälten Teilstromes  30 wird dieser also am weitesten nach aussen zur Behälterwand des  Behälterfilters 11 hinausgeworfen. 



   Der noch verbliebene zentrale Zuführstrom gelangt danach an den axialen  Einlauf 15a des Kanales 15. Dort wird wiederum ein mantelförmiger  Teilstrom 30 abgeschält, der im Kanal 15 in gleicher Weise wie im  Kanal 16 geführt wird. Der Austritt dieses Teilstromes 30 liegt jedoch  näher zur Mittelachse 19    des Strömungsverteilers 10 als der Austritt  des zuerst abgeschälten Teilstromes 30. Der verbliebene Zuführstrom  teilt sich sodann in zwei Teilströme auf. Ein Teilstrom 30 wird durch  die Grundfläche des Konus 26 und das Führungselement 12 radial nach  aussen abgelenkt. Ein zweiter Teilstrom des verbliebenen Zuführstromes  fliesst in die Aussparung 43 des Konus 26. Dort wird er durch die  Kanäle 27, 28 radial nach aussen und schräg nach oben geleitet. 



   Wie in Fig. 2 zu sehen ist, werden durch den zuerst abgeschälten  Teilstrom 30, die im Aussenbereich des Behälterfilters 11 angeordneten  Filterkerzen 21 des Behälterfilters 11 angeströmt. Durch die danach  abgeschälten Teilströme 30 werden die weiter innen im Behälterfilter  11 angeordneten Filterkerzen 29 angeströmt. Die zentralen, in der  Mitte des Behälterfilters 11 angeordneten Filterkerzen können vorteilhaft  durch Strömungsleitung über die Kanäle 27, 28 des Konus 26 angeströmt  werden.  B) Einstellbarkeit des Strömungsverteilers  



   Die Kanalquerschnitte der einzelnen Kanäle 15, 16, 17 können beliebig  variiert werden. Dazu kann der axiale Abstand zweier Radialabschnitte  20, 21, 22 der Führungselemente 12, 13, 14, 26 verstellt werden.  Die Führungselemente sind abgesehen vom untersten Führungselement  14 durch ihre Befestigungseinrichtungen 24, 25 an der Gewindestange  34 fixiert. Zur Veränderung des Abstandes und somit zur Kanalquerschnittveränderung  kann die zur Fixierung vorgesehene Mutter 40 gelöst werden und das  Führungselement 12, 13, 14 beliebig entlang der Gewindestange 34  verschoben werden. Auch das unterste Führungselement 14 kann, wie  dargestellt, axial verschieblich sein. Dazu kann die Schraube 42  gelöst werden und in ein    anderes Schraubenloch des axialen Abschnittes  32 des Führungselementes 14 geführt werden. 



   Die Geschwindigkeit der einzelnen Teilströme 30 ist umgekehrt proportional  zum jeweiligen Kanalquerschnitt. Je kleiner der Kanalquerschnitt  ist, desto höher ist also die Geschwindigkeit. Die Geschwindigkeit  ist wiederum massgeblich für die Wurfweite der Teilströme 30 im Behälterfilter  11. Durch Einstellen des Abstandes der Führungselemente 12, 13, 14  kann also der Kanalquerschnitt, somit die Geschwindigkeit und damit  die Wurfweite des austretenden Teilstromes 30 variiert werden. Dadurch  ist es möglich den Strömungsverteiler 10 in unterschiedlich grossen  Behälterfiltern 11 einzusetzen und dennoch eine optimale, also gleichmässige,  Anströmung der Filterkerzen 29 zu erreichen.

Claims (25)

1. Verfahren zum Verteilen von Suspensionen in einem Behälter (11), wie einem Behälterfilter dadurch gekennzeichnet, dass ein im Wesentlichen axialer, zentraler Zuführstrom in Form von mindestens einem flächigen Strom nach aussen umgelenkt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grösse der Radialgeschwindigkeit des mindestens einen umgelenkten Stromes, einstellbar und insbesondere verstellbar ist und vorzugsweise umso grösser gehalten wird, je grösser der Behälter (11) ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass vom im Wesentlichen axialen zentralen Zuführstrom mehrere Teilströme abgezweigt werden, die zunächst im Wesentlichen axial fortgeführt und dann im Wesentlichen radial nach aussen, insbesondere mit Tendenz nach oben, geführt werden.

4.

Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilströme mantelförmig abgeschält werden, wobei vorzugsweise äussere Mantel ströme zeitlich und räumlich getrennt vor inneren Mantelströmen abgezweigt werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialgeschwindigkeit des mindestens einen umgelenkten Stromes durch Verengung oder Erweiterung von Strömungskanälen eingestellt wird.

6.

Strömungsverteiler für Behälter (11), insbesondere Behälterfilter, der an einer Zuführleitung (18) einer zu filternden Flüssigkeit in einen Behälter (11) angeordnet bzw. anordenbar ist, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei übereinander liegende, flächige Führungselemente (12, 13, 14, 26) vorgesehen sind, die zwischen sich mindestens einen länglichen, im Wesentlichen radialen Kanal (15, 16, 17) zur im Wesentlichen radialen, laminaren Umlenkung eines axialen Zuführstromes in der Zuführleitung (18), bilden.

7.

Strömungsverteiler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens drei Führungselemente (12, 13, 14, 26) zur Bildung von mindestens zwei radialen Kanälen (15, 16, 17) vorgesehen sind, wodurch vom Zuführstrom mit vorzugsweise kreisförmigem Querschnitt mehrere, insbesondere mantelförmige Teilströme (30) abschälbar sind.

8. Strömungsverteiler nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass Führungselemente (12, 13, 14, 26) zur relativen Verstellung ihres gegenseitigen axialen Abstandes einstellbar, insbesondere verstellbar sind.

9. Strömungsverteiler nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (12, 13, 14) im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen.

10.

Strömungsverteiler nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungs-elemente (12, 13, 14) um eine gemeinsame Achse, insbesondere um eine Mittelachse (19) der Zuführleitung (18), vorzugsweise um ein Zuführrohr, angeordnet bzw. anordenbar sind.

11. Strömungsverteiler nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Führungselement (13) einen kurzen rohrförmigen axialen Abschnitt (33) aufweist, der bogenförmig in einen sich nach aussen erweiternden Radialabschnitt (21) übergeht.

12. Strömungsverteiler nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (12, 13, 14) unterschiedliche radiale Längen aufweisen, insbesondere nach Länge gestaffelt angeordnet bzw. anordenbar sind.

13.

Strömungsverteiler nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenkanten der Führungselemente (12, 13, 14) auf einer konischen Umhüllenden liegen.

14. Strömungsverteiler nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (15, 16, 17) im radialen Bereich frei von gegenseitigen Abstützungen der Führungselemente (12, 13, 14), insbesondere frei von Turbulenzen erzeugenden Hindernissen sind.

15. Strömungsverteiler nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (12, 13, 14) an einer vorzugsweise zentralen Stütze, ins besondere einer Gewindestange (34) um die Mittelachse (19) der Zuführleitung (18), liegen.

16. Strömungsverteiler nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (12, 13, 14) lösbar, insbesondere verstellbar, befestigt sind.

17. Strömungsverteiler nach einem der Ansprüche 6 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (12, 13, 14) vorzugsweise in ihrem axialen Abschnitt (31, 32, 33) eine Befestigungseinrichtung (23, 24, 25), insbesondere zur Befestigung an einer Stütze, aufweisen.

18. Strömungsverteiler nach Ansprüche 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung (23, 24, 25) mindestens eine Bohrung (35, 36, 37), insbesondere eine Mittelbohrung, zur Festlegung der Führungselemente (12, 13, 14) aufweist.

19. Strömungsverteiler nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zweier Führungselemente (12, 13) zueinander zwischen den Radialabschnitten (20, 21) kleiner ist als zwischen den Befestigungseinrichtungen (24, 25).

20.

Strömungsverteiler nach einem der Ansprüche 6 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der im Wesentlichen radiale Kanal (15, 16, 17) eine Länge von 10 bis 200 mm, insbesondere von 30 bis 60 mm, aufweist.

21. Strömungsverteiler nach einem der Ansprüche 6 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass er eine obere Schutzvorrichtung, insbesondere einen sich nach oben verjüngenden Konus (26), aufweist, die die Führungselemente (12, 13, 14) vorzugsweise beim Rückspülen eines Behälterfilters (11) vor herabfallenden Filterkuchen, schützt.

22. Strömungsverteiler nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die konische Aussenfläche des Konus (26) parallel zu der konisch ausgebildeten Umhüllenden an die Ränder der Führungselemente (12, 13, 14) verläuft.

23.

Strömungsverteiler nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzvorrichtung, insbesondere der Konus (26), als Führungselement ausgebildet ist und mit einem benachbarten Führungselement (12) einen insbesonderen radialen, Kanal (17) bildet.

24. Strömungsverteiler nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzvorrichtung, insbesondere der Konus (26), ihrerseits Kanäle (27, 28) aufweist, die insbesondere zur Anströmung zentral angeordneter Filterkerzen (29) vorgesehen sind.

25. Strömungsverteiler nach einem der Ansprüche 6 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass er zwei bis zwanzig, vorzugsweise drei bis zwölf Führungselemente (12, 13, 14) aufweist.