DE1088891B - Mehrfachhydrozyklon - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Mehrfachhydrozyklon, worunter eine Mehrzahl parallel geschalteter und zu einer konstruktiven Einheit vereinigter Hydrozyklone zu verstehen ist. Bei einem bekannten Mehrfachhydrozyklon ist in einem Gestell ein Block mit einer Anzahl identischer Hohlräume eingespannt, deren jeder zusammen mit je einem deckelartigen Verschlußorgan einen Hydrozyklon bildet. Die Zuleitung der Einzelzyklone besteht jeweils aus einer Aussparung an der Berührungsfläche zwischen Block und Verschlußorgan, und in dem Block befindet sich ein sämtlichen Hydrozyklonen gemeinsamer zentrischer Zulauf. Das Gestell ist weiterhin mit öffnungen zum Durchlassen der aus dem Hydrozyklon abzuführenden Fraktionen versehen und bildet zusammen mit dem Block und den Verschlußorganen einen Zufuhrraum, der mit einer Zufuhröffnung versehen ist und mit den Zuleitungen der einzelnen Hydrozyklone in Verbindung steht.

Mehrfachhydrozyklone, wie sie Gegenstand der Erfindung sind, finden in weitem Umfange Verwendung bei der Aufbereitung von Erzen, Kohlen und sonstigen Mineralien, und zwar insbesondere beim Klassieren der anfallenden Schlämme, z. B. Feinkohlenschlämme, Erzschlämme, Flotationskonzentrate u. dgl. Ihre Anwendung ist aber auf dieses Gebiet nicht beschränkt, sie kommen z. B. auch für die Behandlung und Klassierung von Suspensionen anderer Art, z. B. von Stärkeaufschlämmungen, in Betracht.

Bisher wurden die Hohlräume der Einzelzyklone in dem zylindrischen Block ausgebildet, und die Zuleitungen der einzelnen Hydrozyklone sind als Kanäle ebenfalls in diesem Block ausgespart, während sich die Einströmöffnungen der Zuleitungen in der zylindrischen Innen- und bzw. oder Außenwand befinden, so daß der Block nur zwei in sich geschlossene Reihen Hydrozyklone enthält und demzufolge viel Totraum übrigbleibt. Es ergibt sich außerdem die Schwierigkeit, einen Block herzustellen, in welchem sämtliche Zufuhrkanäle identisch sind, besonders wenn diese Kanäle einen geringen Querschnitt, z. B. in der Größenordnung von 5 mm², aufweisen. Außerdem ist es erwünscht, eine größere Anzahl Hydrozyklone in einem Mehrfachhydrozyklon bei einem kleineren Totraum unterzubringen.

Die Erfindung beruht nunmehr auf der Erkenntnis, daß sich die Gleichheit der Zuleitungen und Einlaufkanäle besser gewährleisten läßt, wenn die Zuleitungen der Hydrozyklone als Kanäle in den Verschlußorganen gebildet sind. Es lassen sich dann nämlich sämtliche Kanäle unter Verwendung einer einzigen Matrize ader Schablone ausbilden. Die Fertigung des in das Gestell einzuspannenden Blockes mit der Vielzahl von Hydrozyklonhohlräumen erfolgt beim bekannten Mehrfachhydrozyklon

Anmelder:

The Dorr Company,
Stamford, Conn. (V. St. A.)

Vertreter: Dr. H.-H. Willrath, Patentanwalt,
Wiesbaden, Hildastr. 32

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 25. Januar 1952

Gerrit Jan van der Wal, Amsterdam (Niederlande),
ist als Erfinder genannt worden

Mehrfachhydrozyklon wie auch beim Gegenstande der Erfindung vorzugsweise aus Gummi od. dgl. in einer Preßform bzw. einer ähnlichen Matrize. Wenn aber wie bei dem bekannten Mehrfachhydrozyklonen auch die Zulaufkanäle in dem Block selbst ausgebildet werden müssen, ist es außerordentlich schwierig, diese zahlreichen, aber sehr kleinen Kanäle völlig gleichmäßig auszugestalten, damit die Einzelzyklone alle völlig gleichmäßig von der flüssigen Suspension beaufschlagt werden und gleiche Leistung haben.

Diese Aufgabe wird gemäß 'der Erfindung in sehr einfacher Weise dadurch gelöst, daß die Zuleitungskanäle der Einzeleyklone in den deckelartigen Ver- Schlußorganen ausgespart sind. Dadurch wird es möglich, mit einer einzigen Matrize eine beliebig große Zahl von Verschlußorganen mit völlig identischern Zuleitungskanal für jeden Einzelzyklon zu gewinnen, . und im Endergebnis wird eine wesentlich bessere Gleichmäßigkeit sämtlicher Einzelzyklone gewährleistet. Außerdem wird die Fertigung des die Hydrozyklonhohlräume aufweisenden Blockes vereinfacht, weil dieser eine glatte Endfläche besitzen kann, welche beim Aufsetzen der Verschluß organe die darin ausgesparten Zuleitungsrinnen an ihrer offenen Fläche abdeckt. Beim Andrücken der Verschlußorgane gegen den Block ergänzen sich also die ausgesparten Rinnen mit der Blockoberseite jeweils zu einem ZuleitungskanaL Da diese Zuleitungskanäle und ihre Einströmöffnungen über die glatte Endfläche emporragen, kann diese Endfläche mit ihrem zwischen den Verschlußdeckeln frei liegenden Teil zugleich zur Heranführung der Suspension an die Einzelzyklone ausgenutzt werden, was bedeutet, daß man zur Speisung der Einzel-

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Zyklone nicht mehr auf die äußere und innere Zylinderwand des Blockes angewiesen ist wie beim bekannten Mehrfachhydrozyklon, sondern auch zwischen der äußeren und inneren Zyklonreihe noch weitere Reihen anordnen kann» Aus dem gleichen Grunde braucht bei Anwendung der Erfindung der Hohlraumblock nicht unbedingt zylindrische Gestalt zu haben.

Wenn die Rotationsräume bei einem Mehrfachhydrozyklon gemäß der Erfindung völlig in dem Block ausgespart sind, soll' die Tiefe des Kanals in dem auslaufenden Abschnitt jeder Zuleitung allmählich herabgesetzt werden, so daß die Zufuhr in den Hohlraum unter einem geringen Winkel zur Radialebene der Achse des Hydrozyklons erfolgt. Vorzugsweise wird jedoch ein Teil der Rotationsräume in den Verschlußorganen ausgespart, so daß der Einlauf in den Rotationsraum in einer senkrecht zu dessen Achse liegenden Fläche erfolgen kann. Es versteht sich, daß die Zuleitungen außerdem eine gekrümmte Form aufweisen und ihre Wände konvergieren können.

Zur Zentrierung der Verschlußorgane in bezug auf die Zyklonhohlräume ist jedes Verschlußorgan mit einem unterbrochenen Zylindermantel versehen, der in eine unterbrochene, je eine Aussparung in dem Block umgebende ringförmige Fläche paßt, während die Zuleitung sich jeweils im Bereich der Unterbrechung in der Furche und dem Zylindermantel befindet.

In einem zylindrischen Block, bei dem sich der Zufuhrraum teilweise in seinem zentralen Hohlraum befindet, lassen sich die Hydrozyklone in drei oder mehreren konzentrischen Reihen um die Blockachse anordnen. Vorzugsweise sind dann die Einströmungsöffnungen der Zuleitungen in solcher Richtung angeordnet, daß darin strömende Flüssigkeit sich in der Richtung auf die Blockachse zu bewegt. Mit Vorteil kann ein derartiger Block weiterhin mit einem am Umfang abstehenden Verschlußkragen aus elastischem Material versehen sein, der durch den Druck der Flüssigkeit in dem Raum über dem Block gegen das Gestell gedrückt wird und so verhindert, daß die Flüssigkeit von diesem Raum nach dem Raum, der sich um den Block herum befindet, strömen kann.

Diese Konstruktion weist den Vorteil auf, daß tote Ecken in dem Mehrfachhydrozyklon vermieden werden, was von Bedeutung ist, wenn der Mehrfachhydrozyklon zum Behandeln leicht verderblicher Produkte, wie Stärkesuspension, dient. Es versteht sich jedoch, daß die Erfindung sich auch auf z. B. rechtwinklige Blöcke und auf Zufuhröffnungen anwenden läßt, die in anderer Weise vorgesehen sind.

Die Erfindung wird näher an Hand der Zeichnung erläutert.

Fig. 1 zeigt einen axialen Querschnitt durch einen Mehrfachhydrozyklon;

Fig. 2 ist eine Draufsicht auf einen teilweise mit Verschlußorganen versehen Block;

Fig. 3 ist eine Schrägansicht eines Verschlußorgans, das in bezug auf die Stellung in Fig. 1 auf dem Kopf steht;

Fig. 4 ist ein Querschnitt eines Blockabschnittes mit zwei Verschlußorganen nach Fig. 3;

Fig. 5 ist eine Unteransicht eines Verschlußorgans nach Fig. 3;

Fig. 6 ist eine Schrägansicht eines auf den Kopf gestellten Verschlußorgans einer anderen Bauform;

Fig. 7 ist ein Querschnitt-eines Blockabschnitts mit zwei Verschlußorganen nach Fig. 6;

Fig. 8 ist eine Unteransicht eines Verschlußorgans nach Fig. 6.

In Fig. 1 bis 5 besitzt der zylindrische Gummiblock 1 einen zentrischen Hohlraum 2, drei in sich geschlossene Reihen von Aussparungen 3, einen inneren und einen äußeren Verschlußkragen 4 bzw. 5. Die Aussparungen 3 haben einen geräumigen zylindrischen Teil 6, einen konischen Teil 7 und eine enge zylindrische Ablaßöffnung 8. Jedes Gummiverschlußorgan 9 (Fig. 3) besteht aus einem massiven zylindrischen Teil 10 und einem unterbrochenen Mantel

ίο 11, deren Außenseiten bündig liegen. In der Mitte des Teiles 10 befinden sich ein Überlaufrohr 12 mit einem Wulst 13 und ein Zufuhrkanal 14, dessen Einströmungsöffnung 16 dort liegt, wo sich die Unterbrechung im Mantel 11 befindet. Die Tiefe des Kanals 14 nimmt allmählich ab. Um jede Aussparung 3 befindet sich eine unterbrochene ringförmige Furche 15., in die der Mantel 11 paßt. Die Furche 15 ist so tief, daß der massive Teil 10 des Verschlußorgans 9 satt die Oberseite des Blockes 1 berührt, der demzufolge eine Wand des Zufuhrkanals 14 bildet, so daß eine geschlossene Zuleitung 50 gebildet wird, deren hohlrunde Seite nach der Achse der Aussparung 3 gewendet ist. Die Zuleitung 50 kreuzt zwischen der Einströmungsöffnung 16 und dem Auslauf 17 die Achse der Aussparung 3 in senkrechter Richtung, jedoch infolge der Verringerung der Tiefe des Kanals 14 in dem Ausflußteil 17 bildet die Zuleitung 50 in diesem Ausläufteil einen Winkel in bezug auf die senkrechte Radialebene der Aussparung 3.

Weil der Block 1 und die Verschlußorgane 9 aus Gummi hergestellt sind, erzielt man eine einwandfreie Absperrung zwischen Block und Verschlußorganen, jedoch läßt sich auch sonstiges elastisches Material anwenden. Auch besteht die Möglichkeit, lediglich den Block oder die Verschlußorgane aus elastischem Material herzustellen.

Die Verschlußorgane 9 werden durch ein Gestell gegen den Block 1 gedrückt; dieses Gestell besteht aus einem Becken 18 mit Zufuhrrohr 19, Flansch 20, Kragen 21 und Abführrohr 32, einer gelochten Platte 22, die auf dem Kragen 21 ruht und den Block 1 trägt, und einer gelochten Platte 23, die auf den Verschlußorganen 9 ruht, und einem zylindrischen Rand 27, einem Flansch 28, einem Deckel 24 mit Abfuhrrohr 33 und mit Muttern 26 versehenen Bolzen 25. Zwischen Kragen 21 und Platte 22 befindet sich ein Packungsring 29, zwischen den Flanschen 20 und 28 ist ein Packungsring 30 vorgesehen, ein Packungsring 31 bildet die Dichtung zwischen Flansch 28 und Deckel 24. Das Abführrohr 32 ist mit Schraubengewinde 49, das Afoführrohr 33 mit äußerem Schraubengewinde 34 und das Zufuhrrohr 19 mit innerem, auf Schraubengewinde 34 passendem Schraubengewinde 35 versehen.

Wenn kontinuierlich eine Suspension durch Zufuhrrohr 19 in den Mehrfachhydrozyklon gepreßt wird, so gelangt die Flüssigkeit in den zentralen Hohlraum 2 des Blockes 1, welcher an der unteren Seite durch den Kragen 4, der unter dem Druck der Suspension fest gegen das Zufuhrrohr 19 gepreßt wird, abgeschlossen ist.

Die Löcher 36 der Platte 23 sind durch die Verschlußorgane 9 abgeschlossen. Die Suspension strömt deshalb durch den Block 1 zwischen den Verschluß-Organen 9 hindurch und tritt anschließend tangential durch die Zuleitungen 50 in die Hydrozyklone 3 und 37. In den Hydrozyklonen wird die Suspension in schnelle Rotation versetzt, was eine Trennung herbeiführt. Die Ablaßfraktion verläßt die Hydrozyklone durch die Ablaßöffnungen 8 und strömt durch die

Löcher 38 nach dem Raum 39, der durch Gehäuse 18, Zufuhrrohr 19 und Platte 22 begrenzt wird, und verläßt den Mehrfachhydrozyklon durch das Rohr 32. Die Überlauffraktion tritt .durch die Überlaufrohre 12, die Löcher 36, anschließend Raum 40 und schließ-Hch durch Abführrohr 33 aus.

Der Kragen 5 wird durch den Druck der Suspension gegen die Innenseite des Gehäuses 18 gedruckt und verhindert demnach das Eindringen von Suspension in den Raum 41. Die Einströmungsöffnungen 16 der Zuleitungen 50 befinden sich weiterhin an der Seite der Verschlußorgane, die der Blockachse abgewendet sind; infolgedessen sind nirgends im Zufuhrraum tote Ecken vorhanden, wo die Suspension verderben könnte.

Es ist möglich, zwei Mehrfachhydrozyklone gemäß Fig. 1 in Serien zu schalten, indem man das Zufuhrrohr 19 des einen Mehrfachhydrozyklons auf das Abfuhrrohr 33 des anderen Mehrfachhydrozyklons anschließt.

In Fig. 6, 7 und 8 setzt sich das Verschlußorgan 42 aus einem massiven zylindrischen Teil 43, einem dickwandigen Zylindermantel 44, einem dünnwandigen unterbrochenen Zylindermantel 45 und einem Überlaufrohr 46 zusammen. Zylindermantel 45 und Überlaufrohr 46 entsprechen dem in den Fig. 3 und 5 beschriebenen Zylindermantel 11 bzw. Überlaufrohr 12 des Verschlußorgans 9. Ein gekrümmter Zufuhrkanal 47 ist in der Endfläche des zylindrischen Mantels 44 ausgespart und mündet tangential in den zylindrischen Raum 48 innerhalb des Zylindermantels 44 ein. Der zylindrische Raum 48 weist denselben Durchmesser auf wie die zylindrischen Teile 6 der Aussparung in Block 1. Dadurch, daß man Block 1 und eine Anzahl Verschlußorgane 42 zusammenfügt, bilden sich Hydrozyklone, deren einer Hohlraumteil in den Verschlußorganen 42 ausgespart ist. Die zylindrischen Teile 6 der Aussparungen 3 haben dann eine geringere Höhe als bei Anwendung von Verschlußorganen 9 nach Fig. 4.

Claims (6)

Patentansprüche·.

1. In ein Gestell eingespannter Mehrfachhydrozyklon aus einem Block mit einer Anzahl identischer Hohlräume, deren jeder zusammen mit je einem deckelartigen Verschlußorgan einen Hydrozyklon bildet und deren Zuleitung jeweils aus einer Aussparung an der Berührungsfläche zwischen Block und Verschlußorgan besteht, mit einem sämtlichen Hydrozyklonen gemeinsamen zentrischen Zulauf, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitungskanäle der Einzelzyklone in den deckelartigen Verschlußorganen ausgespart sind.

2. Mehrfachhydrozyklon nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Rotationsraumes (48) jeden Hydrozyklons in dem Verschlußorgan (9) ausgespart ist.

3. Mehrfachhydrozyklon nach Anspruch !oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Verschlußorgan zu seiner Zentrierung mit einem unterbrochenen Zylindermantel (11,45) versehen ist, der in eine unterbrochene, eine Aussparung in dem Block umgebende ringförmige Furche (15) paßt, während die Zuleitung sich jeweils im Bereich der Unterbrechung in dem Zylindermantel und der ringförmigen Furche befindet.

4. Mehrfachhydrozyklon nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Block am Umfang der die Verschlußorgane tragenden Fläche einen abstehenden Dichtungskragen (5) aus elastischem Material besitzt.

5. Mehrfachhydrozyklon nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Zuleitungen (14, 47) in solcher Richtung angeordnet sind, daß die darin fließende Flüssigkeit sich in der Richtung auf die Blockachse zu bewegt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche P atentanmeldung M 9879 VI /1 a
kanntgemacht am

6. Dezember 1951).

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

© 009 607/63 9.60