DE1041431B

DE1041431B - Method and device for treating a suspension of particles in a carrier fluid by means of a hydrocyclone

Info

Publication number: DE1041431B
Application number: DED19645A
Authority: DE
Inventors: Donald Albert Dahlstrom
Original assignee: Dorr Oliver Inc
Current assignee: Dorr Oliver Inc
Priority date: 1955-01-28
Filing date: 1955-01-28
Publication date: 1958-10-23

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung einer Suspension von Teilchen in einer Trägerflüssigkeit mittels eines Hydrozyklons Im Patent 942 081 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Klassieren von festen Stoffen, insbesondere schlammhaltigen, groben Teilchen, die in einer Flüssigkeit suspendiert sind, in einem Hydrozyklon beschrieben. Dabei werden die Mischung und Wasser unter Druck in einen Hydrozyklon, im allgemeinen kegeliger Bauart, eingeführt, der Schlamm abgetrennt und im Hydrozyklonoberlauf ausgetragen, während die sich schneller absetzenden Festteilchen im Hydrozyklonunterlauf auslaufen. Nach dem Hauptpatent wird zur Verdrängung des restlichen Schlammes aus der Fraktion der gröberen Teilchen und zu seinem Austragen zusammen mit der Fraktion der feineren Teilchen eine zusätzliche Betriebsflüssigkeit unter Druck tangential in den Umfang des in dem Hydrozyklon umlaufenden Stromes in einem Bereich seines engeren Durchmessers eingeführt, während die schlammfreien, in der Umfangszone verbleibenden Teilchen mit der Fraktion der gröberen Teilchen abgezogen werden. Im Hauptpatent sind weiterhin Vorrichtungen zum Einführen der Hilfsbetriebsflüssigkeit beschrieben, die eine Mehrzahl tangential am konischen Teil des Hydrozyklons in einer etwa parallel zur Längsachse der Apparatur verlaufenden Linie angebrachter Zuführungsleitungen umfassen.Method and apparatus for treating a suspension of particles in a carrier liquid by means of a hydrocyclone In patent 942 081 are a Method and a device for classifying solid substances, in particular sludge-containing, coarse particles suspended in a liquid in a hydrocyclone described. The mixture and water are placed under pressure in a hydrocyclone, generally conical design, introduced, the sludge separated and in the hydrocyclone overflow discharged, while the faster settling solid particles in the hydrocyclone underflow leak. According to the main patent, the remaining sludge is displaced the fraction of the coarser particles and its discharge together with the fraction the finer particles an additional operating fluid under pressure tangentially to the extent of the flow circulating in the hydrocyclone in a region of its smaller diameter introduced, while the sludge-free, remaining in the peripheral zone Particles are withdrawn with the fraction of the coarser particles. In the main patent devices for introducing the auxiliary operating fluid are also described, the majority tangential to the conical part of the hydrocyclone in an approximately parallel line of supply lines attached to the longitudinal axis of the apparatus include.

Hiervon ausgehend beruht die Erfindung auf einer Anzahl neuer Erkenntnisse. Zunächst geht die vorliegende Erfindung von der Erkenntnis aus, daß in einem Hydrozyklon der nach dem Oberlaufaustrag laufende Innenwirbel an einer Ebene beginnt, die zwischen dem Unterlaufaustrag und dem Oberlaufaustrag liegt. Diese Tatsache macht sich beispielsweise dadurch bemerkbar, daß Teile, die vom Einlauf herkommend diese Ebene überschritten haben, nicht mehr zum Oberlaufaustrag gelangen, so daß diese Ebene mit »Nichtumkehrebene« bezeichnet werden kann. Eine weitere, der Erfindung zugrunde liegende Erkenntnis besteht darin, daß auch für die nach dem Hauptpatent eingeführte Hilfsbetriebsflüssigkeit diese Anfangsebene des Innenwirbels eine kritische Stelle darstellt. Wird nämlich die Hilfsbetriebsflüssigkeit oberhalb dieser Ebene eingeführt, so verdrängt sie die Trägerflüssigkeit und den in ihr gegebenenfalls enthaltenen Schlamm im wesentlichen in die Oberlauffraktion. Dagegen kann eine derartige Verdrängung nicht mehr stattfinden, wenn die Hilfsbetriebsflüssigkeit unterhalb dieser kritischen Ebene eingeführt wird. In diesem Fall besteht ihre Wirkung im wesentlichen darin, den Unterlauf zu verdünnen. Eine weitere. der Erfindung zugrunde liegende Erkenntnis ist die, daß die Wirkung der eingeführten Hilfsbetriebsflüssigkeit im wesentlichen in der Verdrängung der Trägerflüssigkeit aus der an der Hydrozyklonwand entlang gleitenden gröberen Fraktion besteht. Diese Verdrängungswirkung ist am stärksten in der Umgebung der Ebene, an welcher der Innenwirbel beginnt.Proceeding from this, the invention is based on a number of new findings. First of all, the present invention is based on the knowledge that in a hydrocyclone the internal vortex running after the overflow discharge begins at a level between the underflow discharge and the overflow discharge. This fact makes itself for example noticeable in that parts coming from the inlet exceeded this level have, no longer reach the overflow discharge, so that this level with "non-reversing level" can be designated. Another finding on which the invention is based is that also for the auxiliary operating fluid introduced according to the main patent this initial level of the inner vortex is a critical point. Namely will the auxiliary operating fluid introduced above this level, displaces it the carrier liquid and the sludge possibly contained in it essentially in the upper course fraction. On the other hand, such a repression can no longer take place, if the auxiliary operating fluid is introduced below this critical level. In this case, their effect is essentially to dilute the underflow. Another. The knowledge on which the invention is based is that the effect of the introduced auxiliary operating fluid essentially in the displacement of the Carrier liquid from the coarser fraction sliding along the hydrocyclone wall consists. This displacement effect is strongest in the area around the plain which one of the inner vertebrae begins.

Auf Grund dieser Erkenntnisse wird nach der Erfindung die Hilfsbetriebsflüssigkeit nahe der senkrecht zur Längsachse des Hydrozyklons stehenden Ebene eingeführt, an welcher der im Hydrozyklon vorhandene, nach dem Oberlaufaustrag laufende Innenwirbel beginnt. Hierdurch wird erreicht, daß im Vergleich zum Verfahren nach dem Hauptpatent nur noch eine sehr geringe Menge von Hilfsbetriebsflüssigkeit benötigt wird, um eine beträchtliche Menge von Einspeiseflüssigkeit und den in ihr enthaltenen restlichen Schlamm von der Fraktion der sich schneller absetzenden Teilchen zu entfernen, ohne dabei den Oberlaufstrom durch Hilfsbetriebsflüssigkeit zu verdünnen. Es wird hierdurch das Verfahren nach der Erfindung, insbesondere für solche Anwendungszwecke besonders wertvoll, bei welchen eine solche Trennung erfolgen soll, ohne den Oberlauf zu verdünnen, beispielsweise beim Abtrennen von Kristallen aus ;Mutterlauge u. dgl.On the basis of these findings, the auxiliary operating fluid is used according to the invention introduced near the plane perpendicular to the longitudinal axis of the hydrocyclone which is the internal vortex present in the hydrocyclone after the overflow discharge begins. This ensures that in comparison to the method according to the main patent only a very small amount of auxiliary operating fluid is required a considerable amount of feed liquid and the remainder contained in it To remove sludge from the fraction of the faster settling particles without while diluting the overflow stream with auxiliary operating fluid. It becomes through this the method according to the invention, especially for such purposes valuable, where such a separation should take place without diluting the upper reaches, for example when separating crystals from; mother liquor and the like.

Für andere Anwendungszwecke, bei welchen eine Verdünnung des Oberlaufes bis zu einem gewissen Grad unwesentlich ist, kann die Hilfsbetriebsflüssigkeit auch oberhalb der oben beschriebenen Nichtumkehrebene eingeführt werden. Der Verdünnungsgrad des Oberlaufes ist dabei jedenfalls eine Funktion des Abstandes zwischen dem Unterlaufauslaß und der Ebene, in welcher die Hilfsbetriebsflüssigkeit eingeführt wird. Es muß dabei jedoch beachtet werden, daß bei Einführung der Hilfsbetriebsflüssigkeit zwischen der Nichtumkehrebene und dem Oberlaufauslaß die Menge der Hilfsbetriebsflüssigkeit um so größer sein muß, je weiter sie von dieser Ebene entfernt eingeführt wird, um ein Höchstmaß der Verdrängung der Einspeiseflüssigkeit in den Oberlaufstrom zu erreichen.For other purposes in which a dilution of the upper reaches is insignificant to a certain extent, the auxiliary operating fluid can also can be introduced above the non-reverse plane described above. The degree of dilution of The overflow is in any case a function of the distance between the underflow outlet and the plane in which the auxiliary operating fluid is introduced. It has to be there however, it should be noted that when introducing the auxiliary operating fluid between the non-reverse plane and the overflow outlet the amount of auxiliary operating fluid the further it is introduced from this plane, the greater it must be, in order to maximize the displacement of the feed liquid into the overflow stream reach.

In einer Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung wird die Hilfsbetriebsflüssigkeit an einer senkrecht zur Längsachse des Hydrozyklons stehenden Ebene eingeführt, die unterhalb des Begiiinens des Innenwirbels liegt. In dieser Ausführungsform bewirkt die Einführung der Hilfshetriebsflüssigkeit eine kleine Verdrängungsmenge, aber keinesfalls wird der Oberlaufstrom unter den Einführungsbedingungen der Hilfsbetriebsflüssigkeit wesentlich durch diese verdünnt. Statt dessen ist die vorherrschende Wirkung diejenige, daß der Unterlauf verdünnt wird.In one embodiment of the method according to the invention, the Auxiliary operating fluid on a perpendicular to the longitudinal axis of the hydrocyclone Introduced level below the beginning of the inner vertebra. In this Embodiment causes the introduction of the auxiliary operating fluid a little Displacement, but by no means the overflow under the conditions of introduction the auxiliary operating fluid is substantially diluted by this. Instead it is the predominant effect is that the underflow is thinned.

Zweckmäßig wird in jedem Fall die Hilfsbetriebsflüssigkeit in einer Menge eingeführt, die etwa dem Flüssigkeitsgehalt der Unterlauffraktion gleich ist. Da nach der Erfindung die benutzte Hilfsbetriebsflüssigkeit nicht in praktisch bedeutsamen Mengen in den Oberlauf übertritt, ist es für besondere Anwendungszwecke auch möglich und zweckmäßig, eine Hilfsbetriebsflüssigkeit anderer Art als die Trägerflüssigkeit zu benutzen, beispielsweise kann bei der Behandlung einer wässerigen Suspension eine Hilfsbetrielisflüssigl%.eit benutzt werden, die sich nicht mit Wasser vermischt, wie Mineralöl, Äther od. dgl. Für andere Zwecke kann es dagegen vorteilhaft sein, wenn die Hilfsbetriebsflüssigkeit aus der Flüssigkeit besteht, die durch Entfernen der sich weniger schnell absetzenden Teilchen aus der Oberlauffraktion gewonnen wird.In any case, the auxiliary operating fluid is expedient in one Amount introduced which is approximately equal to the liquid content of the underflow fraction. Since, according to the invention, the auxiliary operating fluid used is not of practical importance If quantities are transferred to the overflow, it is also possible for special purposes and expediently, an auxiliary operating fluid of a different type than the carrier fluid can be used, for example, when treating an aqueous suspension an auxiliary operating liquid has been used that does not mix with water, such as mineral oil, ether or the like. For other purposes, however, it can be advantageous when the auxiliary operating fluid consists of the fluid obtained by removing the less rapidly settling particles are obtained from the overflow fraction will.

Zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung wird zweckmäßig ein Hydrozyklon konischer Bauart gemäß dem Patent 942 081 benutzt, der gemäß der Erfindung mit einer Anzahl von Einführungsleitungen für die Hilfsbetriebsflüssigkeit versehen ist, die am konischen Teil des Hydrozyklons t!nd mit ihren Einlaßöffnungen in gleichen Abständen voneinander in einer zur Längsachse des Hydrozyklons senkrecht stehenden Ebene angebracht sind.To carry out the method according to the invention, it is expedient a hydrocyclone conical type according to the patent 942 081 used, which according to the Invention with a number of introduction lines for the auxiliary service fluid is provided, which t! nd with its inlet openings on the conical part of the hydrocyclone equidistant from one another in one perpendicular to the longitudinal axis of the hydrocyclone standing level are attached.

Es ist ferner für die Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung vorteilhaft, wenn die Einführungsleitung oder die Einführungsleitungen für die Hilfsbetriebsflüssigkeit mit geringer Neigung gegen die Apexöffnung in dem konischen Teil des Hydrozyklons einmünden. Diese Neigung der Einführungsleitungen kann etwa gleich der Neigung der auf die Apexöffnung gerichteten Spiralbahn des Außenwirbels sein.It is also used to carry out the method according to the invention advantageous if the introduction line or the introduction lines for the auxiliary operating fluid with little inclination towards the apex opening in the conical part of the hydrocyclone merge. This inclination of the introduction lines can be approximately equal to the inclination of the the spiral path of the external vertebra directed towards the apex opening.

Auf Grund der oben beschriebenen, sich aus der dein Hauptpatent zugrunde liegenden Erfindung ergebenden neuen Erkenntnisse können das Verfahren nach dem Patent 942 081 und das Verfahren nach der Erfindung für die verschiedensten Anwendungsgebiete benutzt werden, für die bisher die Verwendung von Hydrozyklonen unmöglich war.On the basis of the above-described, based on your main patent lying invention resulting new knowledge can use the method according to the Patent 942 081 and the method according to the invention for a wide variety of fields of application for which the use of hydrocyclones was previously impossible.

Das Verfahren nach dem Hauptpatent und das Verfahren nach der Erfindung eignet sich beispielsweise zum Trennen von in der Trägerflüssigkeit suspendierten Feststoffteilchen von der Trägerflüssigkeit selbst. wobei die im wesentlichen von Hilfsbetriebsflüssigkeit unverdünnte Trägerflüssigkeit im Oberlauf abgezogen und zurückgewonnen wird, während die abgetrennten Feststoffteilchen und die Hilfsbetriebsflüssigkeit im Unterlauf abgezogen werden.The method according to the main patent and the method according to the invention is suitable, for example, for separating those suspended in the carrier liquid Solid particles from the carrier liquid itself Auxiliary operating fluid undiluted carrier fluid is drawn off in the overflow and is recovered while the separated solid particles and the auxiliary operating liquid be deducted in the underflow.

Es ist auch möglich, das Verfahren nach dem Hauptpatent und das Verfahren nach der Erfindung zum Abtrennen einer Fraktion sich schneller absetzender Teilchen aus einer Suspension sich schneller absetzender Teilchen und sich weniger schnell absetzender Teilchen in einer Trägerflüssigkeit anzuwenden, wobei die Fraktion der sich schneller absetzenden Teilchen mit der Hilfsbetriebsflüssigkeit im Unterlauf abgezogen wird, während die sich weniger schnell absetzenden Teilchen und die von der Hilfsbetriebsflüssigkeit im wesentlichen unverdünnte Trägerflüssigkeit als Oberlauffraktion abgezogen werden.It is also possible to use the method according to the main patent and the method according to the invention for separating a fraction of particles which settle more rapidly from a suspension of faster settling particles and less quickly to apply settling particles in a carrier liquid, the fraction of the Particles that settle more quickly with the auxiliary operating fluid in the underflow is withdrawn, while the less rapidly settling particles and those of of the auxiliary operating fluid, essentially undiluted carrier fluid as the overflow fraction subtracted from.

Die Erfindung kann auch vorteilhaft bei der hydraulischen Trennung nach dem spezifischen Gewicht in Hydrozyklonen benutzt werden, beispielsweise um die Fraktion der schweren Teilchen zu entschlammen, flüssige Medien mittleren spezifischen Gewichtes von der Fraktion schwerer Teilchen oder dem Unterlauf zu entfernen, um Suspensionsmedien in der Fraktion leichter Teilchen oder dem Oberlauf im wesentlichen von Hilfsbetriebsflüssigkeit unverdünnt und im wesentlichen frei von schweren Teilchen des Unterlaufes zurückzugewinnen usw.The invention can also be advantageous in hydraulic separation can be used in hydrocyclones according to the specific gravity, for example around desludge the fraction of heavy particles, liquid media medium specific Weight from the heavy particle fraction or the underflow to Suspension media in the light particle fraction or the overflow essentially undiluted by auxiliary operating fluid and essentially free of heavy particles to regain the lower reaches, etc.

Die Erfindung kann auch in verschiedensten, den besonderen Fällen angepaßten Formen ausgeführt werden, ohne dabei vom wesentlichen Erfindungsgedanken abzugehen. Die vorliegenden Ausführungsformen sind daher auf jeden Fall als erläuternd und nicht beschränkend anzusehen.The invention can also be used in the most varied of special cases adapted forms are executed without losing the essential inventive idea to go off. The present embodiments are therefore in any case intended to be illustrative and not to be considered limiting.

Die weitere Beschreibung dieser Ausführungsformen geschieht an Hand der Zeichnung, in welcher Fig.1 eine schematische Funktionszeichnung ist und einen Hydrozyklon gemäß der Erfindung im Schnitt zeigt, Fig. 2 eine schematisierte, geschnittene Darstellung eines Hydrozyklons ist und eine andere Ausführungsform der Erfindung wiedergibt, in der die Hilfsbetriebsflüssigkeit stufenweise eingeführt wird, und Fig. 3 eine perspektivische Darstellung des unteren Teiles der konischen Kammer des Hydrozyklons mit einer Mehrzahl von Einleitungen für die Hilfsbetriebsflüssigkeit ist, die alle in einer der unteren Austrag- (Apex-) Öffnung benachbarten Ebene liegen.The further description of these embodiments takes place on the basis the drawing, in which Fig.1 is a schematic functional drawing and a Hydrocyclone according to the invention shows in section, FIG. 2 shows a schematic, sectional view Figure 12 shows a hydrocyclone and another embodiment of the invention reproduces in which the auxiliary operating fluid is gradually introduced, and Figure 3 is a perspective view of the lower part of the conical chamber of the hydrocyclone with a plurality of inlets for the auxiliary operating fluid which all lie in a plane adjacent to the lower discharge (apex) opening.

Nach Fig. 1 und 2 umfaßt der im wesentlichen konische Hydrozyklon 20 in bekannter Weise eine obere zylindrische Kammer 21, der die konische Kammer 22 gegenüberliegt und die an ihrem oberen Rand den Endverschlußtei123 mit dem mit seinem unteren Ende 25 bis unterhalb der Einmündung der Einspeiseleitung 26 in den Hydrozyklon ragenden röhrenförmigen Wirbelsucher 24 besitzt. Das unterste Ende der konischen Kammer 22 und zugleich der Punkt kleinsten Radius stellt in bekannter Weise den Apexauslaß 34 dar.Referring to Figures 1 and 2, the substantially conical hydrocyclone comprises 20 in a known manner an upper cylindrical chamber 21, which is the conical chamber 22 opposite and which at its upper edge the Endverschlußtei123 with the its lower end 25 to below the confluence of the feed line 26 in the Hydrocyclone protruding tubular vortex finder 24 possesses. The bottom end of the conical chamber 22 and at the same time the point of smallest radius represents in known Show apex outlet 34.

Unter den im Hydrozyklon 20 herrschenden bekannten Bedingungen werden die sich schneller absetzenden Teilchen 32 der eingespeisten Suspension gegen die Umfangswand der konischen Kammer 22 geschleudert, während die sich weniger schnell absetzenden Teilchen 33 in den Innenwirbel 39 geschwemmt werden. Der Außenwirbel 30 der sich schnell absetzenden Teilchen in der Suspension läuft an der Apexöffnung 34 aus, während der Innenwirbel 39 der sich weniger schnell absetzenden Teilchen in der Suspension durch den Wirbelsucher 24 ausläuft. Jedoch verhalten sich, wie bereits im Hauptpatent gezeigt wird, bei Entschlammungsvorgängen die Schlammteilchen 39. unter diesen Bedingungen wie etwa in der Einspeiseflüssigkeit gelöst (die hier auch mitunter als Trägerflüssigkeit angesprochen wird) und erscheinen daher in den an jedem Auslaß ausgetragenen Fraktionen im direkten Verhältnis wie die Menge der in jeder Fraktion verbliebenen Einspeiseflüssigkeit.Wenn auch der größere Teil der Schlammteilchen 31, wie bei 37 dargestellt, in den Innenwirbel 39 geschwemmt wird, so bleibt demnach doch beim herkömmlichen Hydrozyklon ein beachtlicher Teil der Schlammteilchen im Äußenwirbe130 und wird zusammen mit der Fraktion der sich schnell absetzenden Teilchen am Apexauslaß 34 ausgetragen; wird jedoch eine Hilfsbetriebsflüssigkeit unter Druck und geregelt in die konische Kammer 22 eingeführt, beispielsweise durch eine Einlaßvorrichtung 40, so wird die Einspeiseflüssigkeit vom Außenwirbel 30 in den Innenwirbel 39 gezwungen, und mit ihr werden die in ihr enthaltenen Schlammteilchen weggetragen, wie dies durch den Pfeil 38 angedeutet ist. Auf diese Weise wird die bei 34 ausgetragene Fraktion der sich schneller absetzenden Teilchen gewaschen.Under the known conditions prevailing in the hydrocyclone 20, the faster settling particles 32 of the suspension fed in are hurled against the circumferential wall of the conical chamber 22, while the less rapidly settling particles 33 are washed into the inner vortex 39. The outer vortex 30 of the rapidly settling particles in the suspension runs out at the apex opening 34, while the inner vortex 39 of the less rapidly settling particles in the suspension runs out through the vortex finder 24. However, as has already been shown in the main patent, in desludging processes the sludge particles 39 behave under these conditions as dissolved in the feed liquid (which is sometimes referred to here as carrier liquid) and therefore appear in the fractions discharged at each outlet in direct proportion as the amount of feed liquid remaining in each fraction. Even if the greater part of the sludge particles 31, as shown at 37, is washed into the inner vortex 39, a considerable part of the sludge particles remains in the outer vortex in the conventional hydrocyclone and becomes together with the fraction the rapidly settling particles are discharged at the apex outlet 34; However, if an auxiliary operating fluid is introduced into the conical chamber 22 under pressure and in a controlled manner, for example through an inlet device 40, the feed fluid is forced from the outer vortex 30 into the inner vortex 39, and with it the sludge particles contained in it are carried away, as indicated by the arrow 38 is indicated. In this way, the fraction of the particles which settle more rapidly, discharged at 34, is washed.

Der höchste Wascheffekt, d. h. der Höchstbetrag des Waschens bei einer Mindestmenge eingeführter Hilfsbetriebsflüssigkeit wird dann erreicht, wenn die Hilfsbetriebsflüssigkeit unter Druck und geregelt dicht bei der Nichtumkehrebene in die konische Kammer 22 eingeführt wird. Der Abstand H dieser Ebene vom Apexauslaß 34 hängt von vielen Veränderlichen ab, deren eine die Menge der eingeführten Hilfsbetriebsflüssigkeiten ist; aber er kann annähernd mittels folgender Formel bestimmt werden: Dabei ist T die Unterlaufflußmenge (in Vulumeneinheiten), Qf die Einspeiseschlamm-Flußmenge, Q" die Hilfsbetriebsflüssigkeits-Flußmenge und D der Abstand zwischen dem Wirbelsucher und dem Apexauslaß.The highest washing effect, ie the maximum amount of washing with a minimum amount of introduced auxiliary operating fluid, is achieved when the auxiliary operating fluid is introduced into the conical chamber 22 under pressure and in a controlled manner close to the non-reversing plane. The distance H of this plane from the apex outlet 34 depends on many variables, one of which is the amount of auxiliary operating fluids introduced; but it can be roughly determined using the following formula: T is the underflow flow rate (in volumetric units), Qf the feed sludge flow rate, Q "the auxiliary operating fluid flow rate and D the distance between the vortex finder and the apex outlet.

Nach Fig.2 wird die Hilfsbetriebsflüssigkeit in die konische Kammer 22 durch die Einlaßvorrichtung 42 eingeführt, die oberhalb dieser Nichturnkehrebene, d. h. der Ebene höchster Waschwirkung, gelagert ist. Ein Waschen mit gleichzeitigem Entschlammen findet auch so statt, jedoch ist es nicht so wirksam; mit anderen Worten, es muß eine größere Volumenmenge von Hilfsbetriebsflüssigkeit eingeführt werden, um den gleichen Waschungsgrad zu erreichen. Nach Fig. 2 kann die Hilfsbetriebsflüssigkeit auch geregelt und unter Druck unterhalb der Ebene höchster Waschwirkung und oberhalb des Apexauslasses 34 über eine Einlaßvorrichtung 41 in die konische Kammer 22 eingeleitet werden. Auch hier ist das Waschen nicht so wirkungsvoll auf Grund der Schwierigkeit, die Trägerflüssigkeit mit dem in ihr gegebenenfalls enthaltenen Schlamm, wenn überhaupt, gegen den Strom der Fraktion sich schnell absetzender Teilchen in den Innenwirbel 39 zu zwingen. Ein Teil dieser Hilfsbetriebsflüssigkeit verdünnt aber die Fraktion der sich schneller absetzenden Teilchen, die im Unterlauf ausgetragen wird. Diese Verdünnung ist besonders wichtig, wo die Fraktion der sich schnell absetzenden Teilchen das Bestreben hat, den Unterlaufauslaß 34 zu verengen oder zu verstopfen. Bei der Einführung der Hilfsbetriebsflüssigkeit an jedem beliebigen Punkt, jedoch bei einer innerhalb der später näher erläuterten Grenzen geregelten Einführung wird durch diese Einführung weder ein nennenswerter Verlust der sich schneller absetzenden Teilchen in den Oberlauf noch eine wesentliche Verdünnung des Oberlaufes durch solche Hilfsbetriebsflüssigkeit verursacht.According to FIG. 2, the auxiliary operating fluid is introduced into the conical chamber 22 through the inlet device 42, which is stored above this non-turning plane, ie the plane of the highest washing effect. Washing with simultaneous desludging also takes place in this way, but it is not as effective; in other words, a larger volume of auxiliary service fluid must be introduced in order to achieve the same degree of washing. According to FIG. 2, the auxiliary operating fluid can also be regulated and introduced into the conical chamber 22 via an inlet device 41 under pressure below the level of the highest washing effect and above the apex outlet 34. Here, too, the washing is not as effective due to the difficulty of forcing the carrier liquid with any sludge it may contain into the internal vortex 39, if at all, against the flow of the fraction of rapidly settling particles. However, part of this auxiliary operating fluid dilutes the fraction of the particles that settle more quickly and which is discharged in the underflow. This dilution is particularly important where the fast settling fraction tends to narrow or plug the underflow outlet 34. When the auxiliary operating fluid is introduced at any point, but when the introduction is regulated within the limits explained in more detail below, this introduction neither causes a significant loss of the faster settling particles in the overflow nor a significant dilution of the overflow by such auxiliary operating fluid.

Es ist dringend notwendig, daß die Hilfsbetriebsflüssigkeit unter gewissen kritischen Bedingungen in die konische Kammer des Hydrozyklons eingeführt wird. Beispielsweise sollte der Druck, unter welchem die Hilfsbetriebsflüssigkeit eingeführt wird, mindestens hinreichend groß sein, um die Flüssigkeit in den Außenwirbel einzupressen, aber nicht hinreichend groß, um die Stromlinien in der konischen Kammer auseinanderzureißen, so daß eine nennenswerte Menge sich schneller absetzender Teilchen im Oberlauf ausgetragen werden und die Hilfsbetriebsflüssigkeit sowohl den Unterlauf kurzschließt als den Oberlauf möglicherweise verdünnt. In gleicher Weise ist auch das Volumen der eingeführten Hilfsbetriebsflüssigkeitsinenge kritisch. Es ist an seiner Mindestgrenze hinreichend, um einen wesentlichen Wascheffekt hervorzurufen, aber nicht hinreichend, um das Austragen sich schnell absetzender Teilchen im Oberlauf und eine wesentliche Verdünnung des Oberlaufes durch Hilfsbetriebsflüssigkeit hervorzurufen.It is imperative that the auxiliary operating fluid is under introduced certain critical conditions into the conical chamber of the hydrocyclone will. For example, the pressure under which the auxiliary operating fluid is introduced to be at least large enough to hold the fluid in the external vertebra press in, but not big enough to streamline the conical chamber tear apart, leaving a significant amount of faster settling particles are discharged in the overflow and the auxiliary operating fluid both the underflow shorts as the headwaters may be thinned. In the same way is also the volume of the introduced auxiliary working fluid decreases critically. It is on its minimum limit is sufficient to produce a significant washing effect, but not sufficient to ensure that quickly settling particles are carried out in the upper reaches and cause a substantial dilution of the overflow by auxiliary service fluid.

Zur Erzielung des höchsten Wascheffektes besteht eine Menge kritischer Bedingungen, von welchen bereits einige angeführt worden sind. Die übrigen sind wie folgt zu benennen: Beispielsweise sollte die Hilfsbetriebsflüssigkeit tangential eingeführt werden und ferner vorzugsweise mit dem gleichen Winkel, mit dem der Fluß des Außenwirbels am jeweiligen Einführungspunkt, nach dem Apexauslaß hin gerichtet ist. Eine andere Bedingung für höchste Waschwirkung besteht darin, daß die Eingangsgeschwindigkeit der Hilfsbetriebsflüssigkeit etwa gleich derjenigen des Außenwirbels am Einführungspunkt ist. Falls die Eingangsgeschwindigkeit zu groß oder zu gering ist, wird nicht allein der Überlauf mit Hilfsbetriebsflüssigkeit verdünnt, sondern auch mehr Einspeiseflüssigkeit und in ihr enthaltener Schlamm, falls dies der Fall ist, im Unterlauf erscheinen. Eine weitere Bedingung für höchste Waschwirkung ist diejenige, daß die Einführungsmenge der Hilfsbetriebsflüssigkeit mit ihrem Höchstwert gerade noch etwas weniger ist, als daß sie den Betrieb des Hydrozyklons unstabil macht. Diese Menge ist von vielen Veränderlichen abhängig, aber sie kann annähernd bestimmt werden. So bestimmt sich die Höchstvolumenmenge (V) der eingeführten Hilfsbetriebsflüssigkeit in irgendeiner gegebenen Normalebene zur Längsachse des Hydrozyklons nach folgender Formel: Dabei ist d der Abstand der Einführungsebene vom Apexauslaß, D der Abstand zwischen dem Unterlaufauslaß und dem Oberlaufauslaß, Q f die Schlammeinspeise-Vulumenmenge, Q, die Hilfsbetriebsflüssigkeits-Volumenmenge, Su die Volumenmenge der Unterlaufteilchen und h' die Volumenmenge der Hilfsbetriebsflüssigkeit, die zusätzlich oder in anderer Weise irgendwo in die konische Kammer eingeführt wird.To achieve the highest washing effect there are a number of critical conditions, some of which have already been mentioned. The others are to be named as follows: For example, the auxiliary operating fluid should be introduced tangentially and further preferably at the same angle with which the flow of the external eddy is directed towards the apex outlet at the respective point of introduction. Another condition for the highest washing effect is that the input speed of the auxiliary operating fluid is approximately equal to that of the external vortex at the point of introduction. If the inlet speed is too high or too low, not only is the overflow diluted with auxiliary operating liquid, but more feed liquid and the sludge it contains, if this is the case, also appear in the underflow. Another condition for the highest washing effect is that the amount of auxiliary operating fluid introduced, at its maximum value, is just a little less than it makes the operation of the hydrocyclone unstable. This amount depends on many variables, but it can be approximated. The maximum volume (V) of the introduced auxiliary operating fluid in any given normal plane to the longitudinal axis of the hydrocyclone is determined by the following formula: Here d is the distance of the introduction plane from the apex outlet, D is the distance between the underflow outlet and the overflow outlet, Q f is the volume of sludge feed, Q is the volume of the auxiliary operating fluid, Su is the volume of the underflow particles and h 'is the volume of the auxiliary operating fluid that is additionally or is otherwise inserted somewhere in the conical chamber.

Die Hilfsbetriebsflüssigkeit kann die gleiche sein wie die Trägerflüssigkeit, oder sie kann auch eine sich in ihrer Art von der Trägerflüssigkeit unterscheidende Flüssigkeit sein. Falls die Flüssigkeiten die gleichen sind, kann der Oberlauf aus einem U'aschliydr ozyklon nach der Erfindung nach einer Behandlung durch Schwerkraftabsetzen oder andere Methoden. um die feinen und Schlammteilchen zu entfernen, wieder als Hilfsbetriebsflüssigkeit oder zusätzliche Hilfsbetriebsflüssigkeit in den Hydrozyklon eingeführt werden.The auxiliary operating fluid can be the same as the carrier fluid, or it can also be of a type which differs from the carrier liquid Be liquid. If the liquids are the same, the overflow can come out one U'aschliydr ozyklon according to the invention after a treatment by gravity settling or other methods. around the fine and mud particles to be removed, again as auxiliary operating fluid or additional auxiliary operating fluid be introduced into the hydrocyclone.

Die Erfindung kann daher zum Auswaschen einer Trägerflüssi ykei t aus wertvollen, sich schnell absetzenden Teilchen benutzt werden, indem eine Hilfsbetriebsflüssigkeit eingeführt wird, die sich in ihrer Art von der Trägerflüssigkeit unterscheidet. In ähnlicher U'eise kann die Erfindung auch dazu benutzt werden, Teilchen aus einer wertvollen Suspensionsflü ssigkeit oder Trägerflüssigkeit auszuwaschen und diese Flüssigkeit im Oberlauf im v:-esentlichen von Hilfsbetriebsflüssigkeit unverdünnt zurückzugewinnen..The invention can therefore be used for washing out a carrier liquid from valuable, rapidly settling particles can be used by an auxiliary operating fluid is introduced, which differs in type from the carrier liquid. In a similar way, the invention can also be used to produce particles from a to wash out valuable suspension fluid or carrier fluid and use it Liquid in the overflow in the v: -essential of auxiliary operating liquid undiluted to win back ..

Nach Fig. 3 wird eine Mehrzahl von Einlaßvorrichtungen zum Einführen der Hilfsbetriebsflüssigkeit benutzt. Hiernach sind die Einlaßrohre 43 tangential so an die konische Kammer 22 angeschlossen, daß ihre Einlässe 44 mit gleichem Abstand voneinander um die konische Kammer 22 verteilt sind und in der gleichen Normalebene zur Längsachse des Hydrozyklons liegen. Diese Ebene liegt vorzugsweise geringfügig oberhalb der Ebene höchster Waschwirksamkeit, um derHilfsbetriebsflüssigkeitgenügend Zeit zu geben, um in die Zwischenräume zwischen den sich schneller absetzenden Teilchen im Außenwirbel einzutreten und die Trägerflüssigkeit mit den gegebenenfalls in ihr enthaltenen Schlammteilchen in der Ebene höchsten Wascheffektes zu verdrängen, Diese Ausführungsform hat gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 4 des Hauptpatents den Vorteil, daß eine wirkungsvollere Anwendung der Hilfsbetriebsflüssigkeit möglich gemacht wird.Referring to Fig. 3, a plurality of inlet devices for insertion the auxiliary operating fluid is used. According to this, the inlet pipes 43 are tangential so connected to the conical chamber 22 that their inlets 44 are equally spaced are distributed from each other around the conical chamber 22 and in the same normal plane lie to the longitudinal axis of the hydrocyclone. This level is preferably slightly above the level of highest washing efficiency in order to have sufficient auxiliary operating fluid To give time to get into the gaps between the faster settling particles to enter the external vortex and the carrier liquid with the possibly in it To displace contained sludge particles in the level of highest washing effect, These Embodiment has compared to the embodiment of FIG. 4 of the main patent The advantage that the auxiliary operating fluid can be used more effectively is made.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Method for treating a suspension of particles in a carrier liquid by means of a hydrocyclone, from which part of the suspension is withdrawn as an overflow and the remaining part of the suspension is regulated as an underflow and an auxiliary operating liquid is regulated in a zone between the outlets and under pressure in the hydrocyclone is introduced, according to patent 942 081, characterized in that the auxiliary operating fluid is introduced near the plane perpendicular to the longitudinal axis of the hydrocyclone at which the internal vortex present in the hydrocyclone begins after the overflow discharge.

2. The method according to claim 1, characterized in that the auxiliary operating fluid is introduced at a plane perpendicular to the longitudinal axis of the hydrocyclone, which lies below the beginning of the inner vertebra.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the auxiliary operating fluid in an amount is introduced, which is approximately equal to the liquid content of the underflow fraction.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that an auxiliary operating fluid other type than the carrier liquid is used.

5. The method of claim 1 to 3, characterized in that the auxiliary operating fluid from the fluid consists, by removing the less rapidly settling particles from the Overflow fraction is obtained.

6. Conical hydrocyclone according to patent 942 081, characterized by a plurality of inlet lines for auxiliary operating fluid, those on the conical part of the hydrocyclone and with their inlet openings in the same Distances from each other in a perpendicular to the longitudinal axis of the hydrocyclone Level are attached.

7. Hydrocyclone conical design according to patent 942 081, thereby characterized in that the introduction lines for the auxiliary operating fluid with open towards the apex opening into the conical part of the hydrocyclone. B.

Hydrocyclone according to claim 7, characterized in that the inclination of the inlet lines approximately equal to the inclination of the spiral path of the external vertebra directed towards the apex opening is.

9. Application of the process to the treatment of a suspension of particles in a carrier liquid by means of a hydrocyclone, from which part of the suspension deducted as the overflow and the remaining part of the suspension as an underflow and a Auxiliary operating fluid regulated in a zone between the outlets and under Pressure is introduced into the hydrocyclone according to patent 942 081 or according to claim 1 to 5, for separating solid particles suspended in the carrier liquid of the carrier liquid, the essentially of auxiliary operating liquid undiluted carrier liquid is withdrawn and recovered in the overflow while the separated solid particles and the auxiliary operating fluid in the underflow subtracted from.

10. Application of the method for treating a suspension of Particles in a carrier liquid by means of a hydrocyclone, from which a part the suspension as the upper course and the remaining part of the suspension as the lower course withdrawn and an auxiliary operating fluid in a zone between the outlets regulated and introduced under pressure into the hydrocyclone, according to patent 942 081 or according to claim 1 to 5, for separating a fraction which settles more rapidly Particles from a suspension of faster settling particles and less rapidly settling particles in a carrier liquid, the fraction of the Particles that settle more quickly with the auxiliary operating fluid in the underflow is peeled off while the look less rapidly settling particles and those of Auxiliary operating fluid essentially undiluted carrier fluid as the overflow fraction subtracted from.