DE1442501B2 - Hydrocyklon - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Hydrozyklon mit einer mäßiges Aufwirbeln derselben vermieden. Statt dessen

Einrichtung zum Zuführen von Verdünnungsflüssig- findet ein verhältnismäßig sanftes Vermischen des

keit in den Abscheideraum nahe der Austragsöffnung Verdünnungswassers mit den Fremdkörpern statt,

für die spezifisch schweren Fremdkörper. Solche wodurch auf sehr wirksame Weise ein Zusammen-

Hydrozyklone werden beispielsweise zum Reinigen 5 ballen der Fremdkörper verhindert wird; gleichzeitig

von wässerigen und zur Papierherstellung bestimm- werden die an den Fremdkörpern anhaftenden Fasern

ten Faseraufschwemmungen verwendet. Hierbei wer- freigelegt und weitgehend dem Gutstoff zugeführt,

den insbesondere metallische Verunreinigungen, Sand Ferner wird die Bewegung der Fremdkörper zur Aus-

und ähnliche Fremdkörper mit hohem spezifischem tragsöffnung hin unterstützt.

Gewicht aus der Faseraufschwemmung ausgeschie- io Zwar ist aus der deutschen Patentschrift 972 373

den, während die Fasern im Wasser aufgeschwemmt schon ein Zyklon mit einem zentral angeordneten

bleiben und durch das Gutstoffrohr abgeführt werden. Zuleitungsrohr für ein Spülmedium bekannt; bei

Vor allem beim Reinigen von aus Altpapier her- diesem Zyklon handelt es sich jedoch um einen solgestellten Faseraufschwemmungen mittels Hydro- chen zur Ausscheidung von festen Schwebeteilchen, Zyklonen tritt das Problem auf, daß an den durch die 15 z. B. Staub aus einem Gas. Das an den unteren Teil Wirbelströmung an die Wand des Abscheideraumes dieses Zyklons angeschlossene Staubaustragrohr müngedrängten Fremdkörpern noch brauchbare Fasern det in eine Staubkammer, wobei das zu reinigende anhaften und zusammen mit den Fremdkörpern aus- Gas zuerst durch diese Staubkammer hindurchströmt geschieden werden. Abgesehen von dem hierdurch und erst dann über eine Verbindungsleitung tangeneintretenden unerwünschten Faserverlust besteht die 20 tial in den Zyklon eingeführt wird. Um nun zu verGefahr, daß sich solche Fremdkörper im unteren hindern, daß das zu reinigende Gas von der Staub-Bereich des Abscheideraumes zu Klumpen zusam- kammer direkt durch das Staubaustragrohr nach menballen und die Austragsöffnung verstopfen. Es ist oben in den Zyklon eintritt, wodurch dessen Wirkdeshalb bei bekannten Hydrozyklonen (deutsche samkeit unterbunden wäre, ist das erwähnte Zulei-Patentschriften 1 008 105 und 844 700) versucht wor- 25 tungsrohr für das Spülmedium als ein koaxialer den, diesen Nachteil dadurch zu vermeiden, daß man Strahlapparat ausgebildet, der dem Staubaustragrohr Verdünnungswasser nahe der Austragsöffnung für einen abwärts gerichteten Gasspülstrom zuführt. Mit die Fremdkörper am äußeren Umfang des Abscheide- einer solchen Zyklon-Bauweise kann jedoch die der raumes zuführt. Zu diesem Zweck ist eine Verdün- vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe nungswasserleitung direkt an die Wand des Ab- 30 keinesfalls gelöst werden.

scheideraumes oder an einen den Abscheideraum Der Gegenstand der Erfndung wird dadurch voraußen umschließenden Ringkanal angeschlossen, der teilhaft weitergebildet, daß das Ende des Zuführseinerseits mit dem Abscheideraum durch einen in rohres verschlossen und strömungsgünstig, beispielsdessen Wandung vorgesehenen Schlitz verbunden ist. weise als Kegelspitze, ausgebildet ist. Auf diese Weise Auf diese Weise werden zwar Ansammlungen von 35 verhindert man, daß sich Verdünnungswasser dem abgesonderten Fremdkörpern so weit aufgelockert, Gutstoff beimischt und daß sich an dem Ende des daß wenigstens ein Teil derselben durch die Aus- Zuführrohres ein Wirbelzopf bildet,
tragsöffnung abfließen kann. Da aber das Verdün- Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Erfinnungswasser auf seinem Weg in Richtung zum Zen- dungsgegenstandes besteht darin, daß in mehreren trum des Abscheideraumes zwischen den in Wand- 40 längs der Achse des Zuführrohres gleichmäßig oder nähe angesammelten Fremdkörpern hindurchtreten ungleichmäßig verteilten Querebenen wenigstens je muß, wird die äußere Schicht der ausgeschiedenen eine Austrittsöffnung für das Verdünnungsmedium Fremdkörper aufgewirbelt und deren Bewegung zur angeordnet ist. Dadurch wird der eingebrachte Ver-Austragsöffnung hin beträchtlich behindert. Bereits dünnungsstrom gleichmäßig über einen in Achsenausgeschiedene Fremdkörper werden dabei von dem 45 richtung des Zuführrohres ausgedehnten Bereich des Verdünnungswasserstrom mitgenommen und wieder Abscheideraumes verteilt und seine Wirkung erhebdem Gutstoff beigemischt. lieh verbessert. Vorteilhafterweise werden in jeder

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Querebene zwei einander diametral gegenübereinen Hydrozyklon anzugeben, der die Nachteile der liegende, vorzugsweise gleich große Austrittsöffnunbekannten Bauweisen vermeidet und der es insbeson- 5° gen angeordnet, weil dadurch die Verteilung des Verdere erlaubt, das Entstehen von Zusammenballungen dünnungsstromes auch in Umfangsrichtung vergleichvon Fremdkörpern zu verhindern oder solche auf- mäßigt wird.

zulockern und die an den Fremdkörpern anhaftenden Da bei mehreren längs des Zuführrohres verteilten Fasern abzutrennen, ohne die Bewegung der Fremd- Austrittsöffnungen der Druck des Verdünnungskörper in Richtung zur Austragsöffnung zu behindern. 55 mediums in Fließrichtung von Öffnung zu Öffnung

Diese Aufgabe wird bei einem Hydrozyklon mit abnimmt, wird bei gleichbleibenden Austrittsquereiner Einrichtung zum Zuführen von Verdünnungs- schnitten der Öfnungen der aus jeder Öffnung ausflüssigkeit in den Abscheideraum nahe der Austrags- tretende Verdünnungsstrom immer kleiner. Will man Öffnung für die spezifisch schweren Fremdkörper da- dies vermeiden, so ist es zweckmäßig, die Querschnitte durch gelöst, daß die Zuführeinrichtung als ein in 60 der Austrittsöffnungen in Richtung auf das Ende des oder nahe der Zyklonlängsachse angeordnetes Zu- Zuführrohres von Austrittsöffnungen zu Austrittsführrohr mit Austrittsöffnungen in seiner Seitenwand Öffnung fortschreitend größer auszubilden,
ausgebildet ist. Um zu vermeiden, daß im Zuführrohr selbst ein

Bei dieser Bauweise braucht das zugeführte Ver- erheblicher Teil des Druckes des Verdünnungs-

dünnungswasser nicht durch die wandnahe, mit 65 mediums in Geschwindigkeitsenergie umgesetzt und

Fremdkörpern angereicherte Schicht hindurchzutre- dadurch der dem Hydrozyklon zugeführte Verdün-

ten; da sich das Verdünnungswasser vielmehr vom nungsstrom in erheblichem Maße den zufälligen

Zentrum her der Randschicht nähert, wird ein über- Schwankungen des örtlichen Druckes im Abscheide-

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raum an den Austrittsöffnungen unterworfen wird, Abscheideraum 2 in Richtung der Längsachse des was beispielsweise beim Einsatz des Hydrozyklons Hydrozyklons sich erstreckenden Zuführrohres 8. für die Reinigung von Papierstoff unerwünschte Stoff- Dieses Zuführrohr 8 ist an seinem in den Abscheidedichte-Schwankungen des Gutstoffes und ungleich- raum 2 hineinragenden Ende mittels einer Kegelmäßige Auflockerung der Fremdkörperansammhin- 5 spitze 9 verschlossen. Die durch die Zuführleitung 10 gen zur Folge hat, soll der lichte Querschnitt des Zu- herangeführte Verdünnungsflüssigkeit tritt aus dem führrohres nahe dem Eintritt in den Hydrozyklon das Zuführrohr 8 durch die in verschiedenen, längs der Zwei- bis Fünffache des Gesamtquerschnittes aller Achse des Zuführrohres 8 verteilten Querebenen Austrittsöffnungen des Zuführrohres betragen. IV-IV (s. F i g. 3) in der Seitenwandung des Zuführ-

Ausführungsbeispiele der Erfindung und weitere io rohres 8 angeordneten Austrittsöffnungen 11 in den

vorteilhafte Ausgestaltungen werden nachfolgend an nahe der Austragsöffnung 3 befindlichen unteren Teil

Hand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt des Abscheideraumes 2 aus.

F i g. 1 einen Hydrozyklon zum Reinigen von In der F i g. 2 ist das Unterteil des Abscheide-

Papierstoffsuspensionen mit Schmutzgefäß und Ver- raumes 2 eines Hydrozyklons dargestellt, dessen

dünnungswasserzuleitung in Seitenansicht, teilweise 15 oberer (nicht gezeichneter) Teil ähnlich dem in

im Längsschnitt, Fig: I dargestellten und beschriebenen Hydrozyklon

F i g. 2 das untere Ende eines mit einem Abführrohr ausgebildet ist. Die in dem Abscheideraum 2 dieses

für kontinuierliche Fremdkörperabführung ver- Hydrozyklons abgesonderten, an dessen Innenwand

sehenen Hydrozyklons, gedrängten Fremdkörper 4 bewegen sich zu der Aus-

F i g. 3 das Zuführrohr einer Verdünnungswasser- 20 tragsöffnung 3 des Abscheideraumes 2 hin. Um das

zuführeinrichtung, teilweise im Längsschnitt und in Zusammenballen der Fremdkörper 4 im Bereich der

gegenüber F i g. 1 und 2 vergrößertem Maßstab, Austragsöffnung 3 zu verhindern, ist die Zuführ-

F i g. 4 einen Querschnitt durch das Zuführrohr in einrichtung 8,10 für Verdünnungsflüssigkeit vor-

einer der QuerebenenIV-IV der Fig. 3 in gegenüber gesehen, welche eine durch die Wandung des Rohr-

F i g. 3 vergrößertem Maßstab, 25 krümmers 12 hindurchgeführte Zuführleitung 10 und

F i g. 5 das Teilstück eines anderen Zuführrohres ein zentrales, in dem Abscheideraum 2 in Richtung

im selben Maßstab wie F i g. 4 und der Längsachse des Hydrozyklons sich erstreckendes,

F i g. 6 das untere Ende eines gegenüber F i g. 2 an die Zuführleitung 10 angeschlossenes Zuführrohr 8

geänderten Hydrozyklons. für die Verdünnungsflüssigkeit aufweist. Das Zuführ-

In allen Figuren sind einander entsprechende Teile 30 rohr 8 ist an seinem in den Abscheideraum 2 hinein-

mit gleichen Bezugszeichen versehen. ragenden Ende mit einer Kegelspitze 9 verschlossen

Dem in F i g. 1 dargestellten Hydrozyklon wird die und weist in seiner Seitenwand Austrittsöffnungen 11

mit Fremdkörpern durchsetzte Fasersuspension durch auf, welche als im wesentlichen in Längsrichtung des

den am Abschlußdeckel 1 des Abscheideraumes 2 Zuführrohres verlaufende Schlitze ausgebildet sind,

außermittig angeordneten Einlaufstutzen 1 α mit einer 35 Mit diesen erzielt man eine besonders gleichmäßige

Strömungskomponente in Richtung der Längsachse Verteilung des Verdünnungswassers in axialer

des Hydrozyklons zugeführt. Die eingegebene Sus- Richtung.

pension bewegt sich daher im Abscheideraum 2 Das in F i g. 3 dargestellte Zuführrohr 8 ist ebenschraubenförmig gegen dessen Austragsöffnung 3 zu, falls in seinem in die Abscheidekammer 2 hineinwobei die spezifisch schweren Fremdkörper 4 nach 40 ragenden oberen Ende — wie in F i g. 1 gezeigt — außen gegen die Innenwand des Abscheideraumes 2 mit einer Kegelspitze 9 verschlossen und besitzt in gedrängt werden. In dem sich verjüngenden unteren drei längs der Rohrachse verteilten Querebenen Teil des Abscheideraumes 2 kehrt die von den Fremd- IV-IV je zwei diametral gegenüberliegende Bohrunkörpern 4 weitgehend befreite Suspension 5 (Gutstoff) gen 11 zum Austritt der am unteren Ende bei 10 zuihre Fortschrittsrichtung nach innen und oben um 45 geführten Verdünnungsflüssigkeit. Dabei sind die und strebt in einer ebenfalls schraubenartigen, nahe Bohrungen 11 je zweier benachbarter Querebenen der Längsachse des Hydrozyklons verlaufenden IV-IV in Umfangsrichtung um 90° gegeneinander Bewegung zum zentral durch den Abschlußdeckel 1 versetzt. Man erkennt aus den in dieser Figur beihindurch von oben her in das Innere des Abscheide- spielshalber eingetragenen Maßzahlen für die lichte raumes 2 eingeführten Abzugsrohr 6 für den Gutstoff 50 Weite der Bohrungen 11, daß deren Durchflußquerzu und wird durch dieses nach außen abgeführt. schnitte in Richtung auf das obere Ende 9 hin zu-

Die im Abscheideraum 2 gegen dessen Innenwand nehmen. In diesem Beispiel nimmt die Lichtweite der

gedrängten Fremdkörper 4 gleiten in der Randschicht Bohrungen 11 von 6 auf 7 bzw. 8 mm zu. In jeder

4 α nach unten der Austragsöffnung 3 des Hydro- Querebene IV-IV sind zwei einander diametral gegen-

zyklons zu und gelangen durch diese hindurch in den 55 überliegende gleich große Bohrungen 11 angeordnet.

Schmutzbehälter 7, an dessen Boden 7 α sie sich an- Der gesamte Ausflußquerschnitt aller sechs Bohrun-

häufen. Dieser Boden 7 α ist aufklappbar, so daß der gen 11 beträgt somit etwa 234 mm², während der

Schmutzbehälter 7 bei Bedarf entleert werden kann. lichte Querschnitt des Zuführrohres 8 nahe der Ein-

Mit Annäherung an die Austragsöffnung 3 nehmen trittssteile (bei 10) in den Hydrozyklon 707 mm²,

einerseits die freien Durchschnittsquerschnitte für die 60 d. h. etwa das Dreifache des gesamten Ausflußquer-

Fremdkörper 4 in dem unteren Teil des Abscheide- Schnitts aller 6 Bohrungen beträgt,

raumes 2 stetig ab, andererseits nimmt aber die Menge Aus dem in F i g. 4 dargestellten Querschnitt des

der angesammelten Fremdkörper zu. Der dadurch Zuführrohres 8 längs einer der Querebenen IV-IV

bedingten Gefahr einer Zusammenballung ausgeschie- der F i g. 3 erkennt man, daß die Längsachse jeder

dener Fremdkörper nahe der Austragsöffnung 3 und 65 der beiden in einer dieser Querebenen IV-IV dia-

deren Verstopfung durch diese angesammelten metral gegenüberliegenden Austrittsöffnungen 11 des

Fremdkörper begegnet man durch Einführen von Zuführrohres 8 mit der von der Mitte des Zuführ-

Verdünnungsflüssigkeit mittels des zentralen, in dem rohres 8 zum Mittelpunkt der jeweiligen Austritts-

öffnung 11 hin führenden Radialen einen Winkel von beispielsweise 30° einschließt, wodurch der aus einer solchen Austrittsöffnung 11 austretende Verdünnungsstrom eine — in dem dargestellten Fall — im Uhrzeigersinn gerichtete Umfangskomponente der Strömungsgeschwindigkeit (Rechtsdrall) erfährt.

Das in F i g. 5 dargestellte Teilstück eines Zuführrohres 8 weist Austrittsöffnungen 11 in der Seitenwand auf, welche als mit einer steilgängigen Schraubenlinie als Leitlinie geformte Längsschlitze ausgebildet sind, und zwar je zwei einander diametral gegenüberliegende Austrittsöffnungen dieser Art. In diesem Ausführungsbeispiel sind die in Längsrichtung verlaufenden Begrenzungsflächen der Längsschlitze 11 als zu einer gedachten, durch Verschieben einer Geraden längs dieser Leitlinie gewonnenen Fläche parallele Flächen ausgebildet. Diese Gerade liegt in einer Normalebene zur Längsrichtung und schließt in dieser, wie in F i g. 4 dargestellt ist, mit der jeweiligen Radialen von der Mitte des Zuführrohres 8 zu der entsprechenden Stelle der Leitlinie hin einen Winkel zwischen 10 und 50°, beispielsweise einen Winkel von 30°, ein. Die Leitlinien der — in Achsrichtung des Zuführrohres gesehen — benachbarten Schlitze sind dabei in Umfangsrichtung um 90° gegeneinander versetzt.

F i g. 6 stellt eine Alternative zu der in F i g. 2 dargestellten Bauweise des unteren Teils eines Hydrozyklons dar, bei welcher das Zuführrohr 8 an die unterhalb des Umkehrbereiches des Gutstoffstromes 5 in dem Abscheideraum 2 in diesen eingeführte Zuführleitung 10 für die Verdünnungsflüssigkeit angeschlossen ist, und zwar derart, daß das durch eine Kegelspitze 9 verschlossene Ende des Zuführrohres 8 gegen die Austragsöffnung 3 des Abscheideraumes hin zeigt. Bei dieser Bauweise wird die Verengung der Austragsöffnung 3 durch das in deren Mitte hindurchgehende Zuführrohr 8 vermieden. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Austrittsöffnungen 11 für die Verdünnungsflüssigkeit als drei in Längsrichtung des Zuführrohres 8 aufeinanderfolgende Paare diametral gegenüberliegender achsparalleler Längsschlitze ausgebildet, deren — auf die Längsrichrichtung des Zuführrohres 8 bezogen — mittleres Paar gegen die beiden äußeren Paare um 90° versetzt ist.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Hydrozyklon mit einer Einrichtung zum Zuführen von Verdünnungsflüssigkeit in den Abscheideraum nahe der Austragsöffnung für die spezifisch schweren Fremdkörper, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung als ein in oder nahe der Zyklonlängsachse angeordnetes Zuführrohr (8) mit Austrittsöffnungen (11) in seiner Seitenwand ausgebildet ist.

2. Hydrozyklon nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse jeder Austrittsöffnung (11) des Zuführrohres (8) mit der von der Mitte des Zuführrohres zum Mittelpunkt der Austrittsöffnung hinführenden Radialen einen Winkel zwischen 10 und 50° einschließt.

3. Hydrozyklon nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende (9) des Zuführrohres (8) verschlossen und strömungsgünstig, beispielsweise als Kegelspitze, ausgebildet ist.

4. Hydrozyklon nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in mehreren längs der Achse des Zuführrohres (8) gleichmäßig oder ungleichmäßig verteilten Querebenen (IV-IV) wenigstens je eine Austrittsöffnung (11) für das Verdünnungsmedium angeordnet ist, vorzugsweise je zwei einander diametral gegenüberliegende, vorzugsweise gleich große Austrittsöffnungen angeordnet sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitte der Austrittsöffnungen (11) in Richtung auf das Ende (9) des Zuführrohres (8) von Austrittsöffnung zu Austrittsöffnung fortschreitend größer ausgebildet sind.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der lichte Querschnitt des Zuführrohres (8) nahe dem Eintritt in den Hydrozyklon das Zwei- bis Fünffache des Gesamtquerschnittes aller Austrittsöffnungen (11) des Zuführrohres beträgt.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen (11) für das Verdünnungsmedium als im wesentlichen in Längsrichtung des Zuführrohres (8) verlaufende Schlitze ausgebildet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen