I filtri denominati idrocicloni oppure separatori ad azione centrifuga, sono macchine di filtrazione senza parti in movimento, in quanto per effettuare la separazione fluido-solido utilizzano esclusivamente la velocità dell’acqua motore, che, entrando tangenzialmente nel vessel del filtro, tramite la connessione IN, questa esercita una velocità centrifuga, che mantiene costantemente in fase di esercizio un movimento fluido-dinamico discendente, per cui i solidi separati che aderiscono alla parete interna del vessel scivolano progressivamente verso il serbatoio di raccolta posto nella parte bassa del filtro.
Nel serbatoio di raccolta, sono trattenute tutte le particelle precedentemente contenute nell’acqua.
Le particelle solide in sospensione trattenute avranno tutte un peso specifico superiore a quello dell’acqua.
indicativamente si tratterranno il 100% delle particelle con una dimensione da 100 micron e il 50% delle particelle da 50 micron .
Nota: Questi ultimi due dati sono stimati con una velocità di alimentazione di 3,5 m/sec. e con particelle aventi un peso specifico di 1,7 .
Questi sistemi di filtrazione, troppo spesso sono sottovalutati, ma risultano essere in molti impianti di fondamentale importanza.
La loro realizzazione apparentemente semplice, ha indotto molte società ad affrontarne la costruzione con superficialità, e in molteplici casi non offrono agli utenti le performaces attese.
Considerando che per la loro realizzazione, sia la parte meccanica che lo sviluppo fluidodinamico devono essere perfettamente intonati, si può affermare che i filtri idrocicloni siano delle “formula uno” della filtrazione, in quanto, come per le “formula uno” dove la capacità di penetrazione nell’aria è diventata più importante della potenza del motore, anche negl’idrocicloni l’effetto centrifugo deve avvenire con armonia e in assenza di turbolenze.
Quali sono i principali parametri da conoscere per una loro corretta realizzazione.
I parametri che vi indichiamo sono emersi dalla studio prodotto in collaborazione con l’università agli studi di Bologna, facoltà di meccanica e fluidodinamica.
Elenco dei parametri di costruzione da noi rilevati.
- Corretto Rapporto fra connessione di alimento e corpo filtro.
- Corretto rapporto fra il diametro del corpo filtro e l’altezza dello stesso.
- Spaziatura massima fra il coperchio di chiusura superiore e la parte alta della connessione IN.
- Ottimizzazione della parte terminale del separatore centrifugo tramite rompiflusso e cappello cinese.
Nota:Il cappello cinese ha la funzione “ di una valvola di non ritorno” in quanto impedisce alle sabbie separate di poter rientrare nel processo di filtrazione perchè richiamate dal vortice centrale di risalita. - Sistema di scarico delle sabbie trattenute; dalle sperimentazioni fatte sono emerse delle difficoltà nello scarico delle sabbie contenute nel serbatoio di raccolta, in quanto le valvole di scarico delle sabbie indipendentemente siano automatiche o manuali non rispondono all’apertura in quanto la sabbia che si accula davanti alla valvola non ne permette lo scarico, Per risolvere il problema abbiamo prodotto un sistema di scarico in suzione che ci ha permesso di avere sempre acqua a monte della valvola garantendo a queste un corretto funzionamento a flusso avviato.
Apparentemente quest’ultimo punto sembra ininfluente, per il buon funzionamento del separatore, infatti le proprietà centrifughe del sistema ciclonico non cambiano ma occorre considerare che una volta riempito il serbatoio di raccolta, se le sabbie superano il livello del cappello cinese queste vengono portate verso la connessione OUT tramite il vortice di risalita, inibendo il lavoro precedentemente fatto dal ciclone.
Tipologie consuete di costruzione dei filtri a ciclone.
Le configurazioni più ricorrenti per la costruzione dei filtri Idrociclone sono:
1) Con virola di alimentazione cilindrica con ad essa saldato il cono inferiore di mantenimento dell’accelerazione
2)Con virola di alimentazione e corpo ciclone cilindrico, più elemento interno di seconda accelerazione .
Premesso che , se la realizzazione meccanica/ fluidodinamica è corretta il risultato della separazione è analogo.
Per quanto riguarda le nostre progettazioni abbiamo scelto la realizzazione con virola cilindrica.
Questa soluzione ci ha permesso di realizzare l’elemento di seconda accelerazione con forature tangenziali dove il numero degli orifizi preposti all’accelerazione possono essere in parte chiusi .
Tale soluzione ci ha consentito di adeguare al meglio la velocità centrifuga con la predita di carico che risulta ottimale per la separazione attesa.
Dove istallare i filtri a separazione centrifuga.
- Acque di pozzo
- In acque di fiume
- In acque di consorzi di bonifica
In tutte quelle casistiche o dove ci sia presenza di sabbia o solidi con peso specifico superiore a quello dell’acqua i filtri idrocicloni sono da consigliare.
Inoltre sono da consigliare a monte di filtri a quarzo e a monte di filtri a rete (siano questi manuali o automatici).
