DE1442375C - Hydrozyklonabscheider - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Hydrozyklonabscheider zum Entlüften einer Trübe mit einer Unterdruckkammer, die mit der Unterlauf-Austragöffnung verbunden ist.

Bei der Papierherstellung ist die Verringerung der Luftmenge, die in der den aufgeschlämmten Papierstoff enthaltenden Trübe eingeschlossen ist, von besonderer Bedeutung. Die in der Trübe eingeschlossene Luftmenge verursacht ein Schäumen und Blasenwerfen des auf ein Drahtsieb einer Papiermaschine aufgebrachten Papierstoffes. Bei einer Verringerung der eingeschlossenen Luftmenge und damit einem Verringern des Schäumens und Blasenwerfens auf dem Drahtsieb können sich die Papierfasern in einer gleichmäßigeren Schicht auf dem Drahtsieb anordnen, wodurch ein besseres und gleichmäßigeres Papier entsteht.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 069 116 ist bereits ein Hydrozyklonabscheider der vorgenannten Art bekannt, bei dem eine verstärkte Entlüftung durch das Anlegen eines Unterdruckes an die untere Austragöffnung erfolgt. Dabei steht der Luftkern des Hydrozyklonabscheiders mit der Unterdruckkammer in Verbindung. Da sich am Unterlauf des Hydrozyklonabscheiders jedoch die Feststoffanteile der Trübe vor ihrem Austritt aus dem Unterlauf sammeln, hat die Trübe in diesem Bereich nur eine geringe Rotationsbewegung, und der flüssigkeitsfreie Kern des Hydrozyklonabscheiders reicht bei einem größeren Anteil von Feststoffen häufig nicht bis in die Unterdruckkammer. Hierdurch wird die beabsichtigte zusätzliche Entlüftung durch die Unterdruckkammer an der Unterlauf-Austragöffnung behindert, oder sie entfällt vollständig.

ao Aus der deutschen Auslegeschrift 1 092 445 ist ein Hydrozyklonabscheider bekannt, an dessen Unterlauf eine Schlämmeinrichtung angeordnet ist. Zum Verdünnen des Grobgutes im Unterlauf des Hydrozyklonabscheiders wird in der Schlämmeinrichtung tangential Verdünnungsflüssigkeit zugeführt. Diese in der Schlämmeinrichtung zugesetze Flüssigkeit verdünnt nicht nur die Trübe am Hydrozyklonunterlauf, sondern es erfolgt auch eine verstärkte Rotationsbewegung der Trübe in diesem Bereich.

Hierdurch ist es möglich, noch verwertbare Trübeanteile, die bereits in den Zyklonunterlauf gelangt sind, zur Mitte des Wirbels hin auszuscheiden und zum Überlaufaustrag als gereinigten Trübeanteil hinzuführen. Eine zusätzliche Entlüftung durch das Anlegen eines Vakuums am Unterlaufaustrag dieses bekannten Hydrozyklonabscheiders ist jedoch nicht möglich, da durch den tangentialen Austritt des fremdstoffbelasteten Trübeanteils am unteren Ende des Hydrozyklonabscheiders der flüssigkeitsfreie Kern nicht mit einem Unterdruck in Verbindung gebracht werden kann.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Hydrozyklonabscheider der vorgenannten Art zu schaffen, der die in der Trübe eingeschlossene Luftmenge stärker, als bisher möglich, verringert und gleichzeitig eine bessere Reinigung des in der Trübe aufgeschlämmten Papierstoffes durchführt.

Erfindungsgemäß besteht die Lösung dieser Aufgabe darin, daß zwischen dem Unterlaufaustrag und der Unterdruckkammer eine Schlämmeinrichtung derart angeordnet ist, daß die durch die obere und untere öffnung der Schlämmeinrichtung gehende Mittellinie koaxial zur Zyklonachse verläuft.

Durch die Erfindung wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß der flüssigkeitsfreie Kern in dem Hydrozyklonabscheider auch noch durch das im Unterlauf in dickflüssiger Form anfallende Grobgut hindurch bis in die Unterdruckkammer reicht und so eine zusätzliche Entlüftung unabhängig von der Menge der in der Trübe enthaltenen und auszuscheidenden Feststoffanteile erfolgt. Damit ist sichergestellt, daß unabhängig von der Zusammensetzung der zu behandelnden Trübe der auf das Drahtsieb einer Papiermaschine aufgebrachte Papierstoff so weit entlüftet ist, daß kein Schäumen und Blasenwerfen entsteht. Damit ist die Herstellung einer gleichbleibenden Papierqualität sichergestellt. Gleichzeitig wird durch die Erfindung der Anteil des

noch verwertbaren Papierstoffanteils in dem verunreinigten Trübeanteil verringert, wodurch eine bessere Ausnutzung erreicht wird.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, und zwar ist

F i g. 1 eine teilweise schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Hydrozyklonabscheiders und

F i g. 2 ein Längsschnitt durch den Hydrozyklonabscheider der Fig. 1, wobei einige Teile weggelassen sind.

Ein Hauptabschnitt 10 des Hydrozyklonabscheiders, der eine im wesentlichen keglige Gestalt hat, besteht aus drei voneinander trennbaren Abschnitten 11, 12 und 13. An dem Scheitelende des Hauptabschnittes 10 ist eine Schlämmeinrichtung 14 angeschlossen. Die Basisseite des Hauptabschnittes 10 ist zylinderförmig weitergeführt, wodurch ein einstückig mit dem Abschnitt 11 verbundener Abschnitt 15 entsteht. Der Betrieb des Hydrozyklonabscheiders ist zwar unabhängig von seiner Lage, jedoch geht die nachfolgende Beschreibung von einer senkrechten Lage aus, wobei die Schlämmeinrichtung 14 am unteren Ende des Hauptabschnittes 10 befestigt ist und der zylindrische Abschnitt 15 den oberen Bereich des Hauptabschnittes 10 darstellt.

Der keglige Hauptabschnitt 10 stellt gemäß F i g. 2 eine Abscheidekammer 16 mit einer Unterlauföffnung 17 am unteren Ende des Abschnittes 13 dar. Der Zyklon ist oben mit einem Deckel 18 mit einem darüberliegenden Flansch 19 verschlossen. Darin ist ein Tauchrohr 21 so eingesetzt, daß es koaxial mit der Längsachse des Hauptabschnittes 10 in die Abscheidekammer 16 hineinragt. Der zylindrische Abschnitt 15 hat unterhalb des Deckels 18 einen tangentialen Einlaß 22 für die zu reinigende Trübe. Ein Anschlußstück 23 führt die unter Druck stehende Trübe der Einlaßöffnung 22 zu.

Die dem Hydrozyklonabscheider zugeführte Trübe ist eine wässerige, zellulosehaltige, breiige Feststoffsuspension, die außer der Flüssigkeit und den brauchbaren breiigen Fasern unerwünschte und unbrauchbare Bestandteile, wie Rindenteile, Brocken, Sand, grobkörnigen Schmutz u. dgl., enthält. Auf Grund der bekannten Gesetzmäßigkeiten der Hydro-Zyklontrennung gehen die in der Trübe suspendierten Fasern in den Zyklonüberlauf, während die Verunreinigungen mit größerer Teilchenmasse mit dem Unterlauf ausgetragen werden.

Die im Hauptabschnitt 10 entwickelte Zentrifugalkraft ergibt einen sich längs der Achse des Hauptabschnittes erstreckenden flüssigkeitsfreien Kern 26. Dieser Kern 26 erstreckt sich durch den ganzen Hauptabschnitt 10, wobei er im unteren Bereich bis zu dem Unterlaufaustrag 17 und durch diesen hindurch reicht und im oberen Bereich bis zum Überlauf-Austragrohr 21 für die verwertbaren Feststoffteilchen und durch dieses Austragrohr hindurchführt. Der Unterlaufaustrag 17 hat mit Rücksicht auf den Durchmesser des entstehenden flüssigkeitsfreien Kernes 26 eine so große öffnung, daß ein ringförmiger, den flüssigkeitsfreien Kern 26 umgebender Raum entsteht, der für den Austrag des schmutzreichen Trübeanteils ausreicht. Die mit der sich bewegenden Trübe mitgeführte Luft ist durch den niedrigeren Druck in dem Kern 26 bestrebt, sich von der Trübe abzuscheiden und in den Kern 26 zu wandern.

Die Schlämmeinrichtung 14 am Unterlaufaustrag 17 des Hauptabschnittes 10 weist einen zylindrischen, diesen aufnehmenden Abschnitt 27 und einen kegligen Abschnitt 28 auf, der eine koaxiale Fortsetzung des zylindrischen Abschnittes 27 darstellt und der mit dem Abschnitt 27 durch einen kegligen Ubergangsabschnitt 29 verbunden ist. Die Schlämmeinrichtung 14 ist mit dem Hauptabschnitt 10 mittels Klemmvorrichtungen 31 im wesentlichen luftdicht verbunden. Die Spitze des kegligen Abschnittes 28 bildet eine Austragöffnung 32. Die Schlämmeinrichtung 14 weist zwischen ihrer Oberlauf- und ihrer Unterlaufseite, d.h. im zylindrischen Abschnitt27, eine tangential angeordnete, schräg nach unten geneigte Einlaßöffnung 33 auf, in welche über ein Anschlußstück 34 zusätzliche Flüssigkeit eingeleitet wird. Die eingeleitete zusätzliche Flüssigkeit vereinigt sich mit der durch den Unterlaufaustrag 17 austretenden rotierenden Trübe. Sie verstärkt die Rotation der Trübe und verdünnt die durch die Schmutzteile dickflüssig gewordene Trübe. Die noch verwertbaren Fasern, die in dem aus dem Unterlaufaustrag 17 austretenden konzentrierten Trübeanteil enthalten sind, können sich nun leichter nach innen bewegen und sich mit dem nach oben wirbelnden inneren Wirbel 25 vereinigen, d. h. in ihn hineingezogen werden, so daß sie durch das Rohr 21 ausgetragen werden. Die brauchbaren Fasern, die sonst verloren wären, werden auf diese Weise aus dem nicht verwertbaren Trübeanteil zurückgewonnen,, während der nicht verwertbare Trübeanteil weiterhin auf seiner Bahn nach unten wirbeln kann.

Die Mittellinie der Schlämmeinrichtung 14, die durch den zylindrischen Abschnitt 27 und durch den kegligen Abschnitt 28 läuft, verläuft koaxial mit dem Hauptabschnitt 10. Die Austragöffnung 32 befindet sich auf diese Weise auf derselben Mittelachse. Die Betriebsbedingungen,. die in der Abscheidekammer 16 des Hauptabschnittes 10 vorherrschen, setzen sich so durch die Schlämmeinrichtung 14 hindurch fort. Der äußere Wirbel 24 und der innere Wirbel 25 laufen ohne Unterbrechung auf die Schlämmeinrichtung 14 zu und durch sie hindurch, und der flüssigkeitsfreie Kern 26 erstreckt sich ohne Unterbrechung bis zur Austragöffnung 32 und durch diese hindurch. Die Bedingungen, die sich in der Abscheidekammer 16 entwickelt haben und die sich durch die ganze Schlämmeinrichtung 14 fortsetzen, herrschen praktisch auch in der Austragöffnung 32 und jenseits dieser Austragöffnung. Die Trübe entlädt sich als ein Sprühstrom mit kräftigen Komponenten einer radial nach außen gerichteten Bewegung, wobei ein in der Mitte liegender Bereich verbleibt, in dem ein niedrigerer Druck herrscht und in den hinein sich der flüssigkeitsfreie Kern 26 erstrecken kann.

Die Entlüftung der breiigen Feststoffsuspension wird dadurch erreicht, daß der Druck im Kern 26 auf einen Wert verringert wird, der geringer ist als derjenige, der durch die Rotationsbewegung der Trübe erzeugt wird. Diese Druckverringerung wird dadurch erreicht, daß auf den durch die Schlämmeinrichtung 14 führenden Kern 26 ein Unterdruck ausgeübt wird, wobei dieser Kern über die Austragöffnung 32 zugänglich ist. Hierzu ist eine geschlossene Kammer 35 mit einem nach oben ragenden Rohr 36 vorgesehen, das den kegligen Abschnitt 28 der Schlämmeinrichtuns 14 aufnimmt. Das Rohr

36 kann mit einer verschleißfesten Auskleidung 37 versehen sein. Das Rohr 36 ist an seinem oberen Ende mittels einer Muffe 38, welche eine im wesentlichen luftdichte Verbindung zwischen der Schlämmeinrichtung 14 und dem Rohr 36 bildet, im Bereich des kegligen Übergangsabschnittes 29 an dem kegligen Abschnitt 28 befestigt. Das untere Ende des Rohres 36 ist luftdicht mit der Kammer 35 verbunden. Der in der Kammer 35 herrschende Luftdruck steht auf diese Weise über das Rohr 36 mit der Austragöffnung 32 und dem flüssigkeitsfreien Kern 26 in Verbindung, der sich in der Mitte der Austragöffnung befindet.

Beim Betrieb der Einrichtung sammelt sich der zurückgewiesene Trübeanteil im unteren Teil der Kammer 35, und er wird kontinuierlich oder wahlweise periodisch über eine im Boden der Kammer befindliche Auslaßöffnung 39 abgezogen. In dem oberen Kammerteil befindet sich ein Luftraum, der über einen oberen Anschluß 41 mit einer Saugeinrichtung verbunden ist. Mittels dieser Saugeinrichtung wird der in der Kammer 35 herrschende Druck unter denjenigen Druck herabgesetzt, der sich in dem flüssigkeitsfreien Kern 26 einzustellen versucht Als Folge davon wird die Luft, die in den flüssigkeitsfreien Kern 26 abgeschieden wurde, längs des Kernes auf die Schlämmeinrichtung 14 zu und durch diese hindurchgeleitet und der Kammer 35 zugeführt, von wo sie über den Anschluß 41 abgesaugt wird. Beim Betrieb des Hydrozyklonabscheiders erfolgt also eine kontinuierliche Entlüftung der Trübe, so daß weder der verwertbare Trübeanteil, der aus dem Überlauf rohr 21 ausgetragen und einer Papiermaschine zugeleitet wird, noch der verunreinigte Trübeanteil, der auf den Boden der Kammer 35 sinkt und einer nachfolgenden Behandlung oder dem Schlammsammler zugeführt wird, überschüssige Luft enthalten.

Die Austragöffnung 32 ist ähnlich wie der Unterlauf austrag 17 so bemessen, daß sie den flüssigkeitsfreien Kern 26 aufnehmen kann, wobei noch ein ringförmiger Raum um den Kern 26 verbleibt, der für den Austrag des verunreinigten, fremdstoffbeladenen Trübeanteils dient. Auf diese Weise verbleibt der Kern als Strömungsweg für die ausgeschiedene Luft, die zur Austragöffnung 32 und durch diese hindurchströmt, ohne daß der Austragvorgang für den fremdstoffbeladenen Trübeanteil beeinträchtigt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Hydrozyklonabscheider zum Entlüften einer flüssigen Trübe, bestehend aus einem kegligen Abschnitt zur Aufnahme einer Luft mit sich führenden Trübe, einem Überlaufaustrag für den verwertbaren Trübeanteil und einer Unterlauföffnung zum Austragen eines fremdstoffbeladenen Trübeanteils sowie einer Unterdruckkammer, die mit der Unterlauf-Austragöffnung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Unterlaufaustrag und der Unterdruckkammer (35) eine Schlämmeinrichtung derart angeordnet ist, daß die durch die obere und untere Öffnung der Schlämmeinrichtung (14) gehende Mittellinie koaxial zur Zyklonachse verläuft.

2. Hydrozyklonabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlämmeinrichtung (14) aus einem oberen zylindrischen Abschnitt (27) mit der oberen Öffnung und mit einem zusätzlichen tangentialen Einlaß (33) sowie aus einem unteren kegligen Abschnitt (23) mit der Austragöffnung (32) besteht.

3. Hydrozyklonabscheider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der tangentiale Einlaß (33) in die Schlämmeinrichtung (14) nach unten geneigt ist.

4. Hydrozyklonabscheider nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der tangentiale Einlaß (33) in dem zylindrischen Abschnitt (27) der Schlämmeinrichtung (14) angrenzend an den Unterlaufaustrag (17) des kegligen Hauptabschnittes (10) angeordnet ist und mit einem Anschluß (34) für eine Verdünnungsflüssigkeit in Verbindung steht.

5. Hydrozyklonabscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein beiderseits offenes Rohr (36), das die Unterdruckkammer (35) mit der Austragöffnung (32) verbindet und koaxial zur Mittellinie der Schlämmeinrichtung (-14) verläuft, wobei das Rohr (36) an seinem einen Ende in einer luftdichten Verbindung den kegligen Abschnitt (28) der Schlämmeinrichtung (14) aufnimmt und mit seinem anderen Ende luftdicht an der Unterdruckkammer (35) angeschlossen ist.