DE1964947C - Wirbelabscheider zum Reinigen von Suspensionen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Wirbelabscheider zum möglichst rain zu erhalten. Um hierbei gleichzeitig Reinigen von Suspensionen, insbesondere vom für die die Faserverluste zu reduzieren, ist es 'bekannt, an Papierherstellung bestimmten Fasersuspensionen, mit den S^hmutzauslaß des Wirtoelabscheiders der letzten einem Wirbelrohr, das an seinem einen Ende einen Stufe ein zylindrisches, zum Wirbelrohr koaxiales tangentialen Einlaufstutzen für die zu reinigende 5 und meist aus durchsichtigem Material hergestelltes Suspension sowie einan zum Wirbelrohr koaxialen RückspülgeFäß anzuschließen, dessen Lichtweite grö-Ausl auf stutzen für die gereinigte Suspension (Gut- ßer als die Lichtweite des Schmutzauslasses ist und stoff) und an seinem anderen sich kegelig verjüngen- welches an seinem Umfang einen in der Regel tanden Ende eine Austragöffnung für den auszuschei- gentialen Einlaufstutzen für Spülwasser und für das denden Schmutz (Schmulaauslaß) aufweist, ferner io kontinuierliche Abführen des Schmutzes eine axiale mit einem außerhalb des Wirbelrohres im Bereich des oder tangentiale Auslaufdüse aufweist. Diese Bau-Schmutzauslasses mündenden, eine kleinere Licht- weise erlaubt es zwar, einen Teil des in das Rückweite als dieser aufweisenden Zuführrolir für Spül- Spülgefäß eindringenden Fasermaterials in den Wirwasser, belabscheider zurückzuführen. Eine vollständige

Die bekannten zum Reinigen von Fasersuspensio- 15 Rückspülung der brauchbaren Fasern ist jedoch bis nen bestimmten Wirbelabscheider leiden alle unter jetzt nicht gelungen; so stellt man insbesondere beim dem Mangel, daß sie entweder zusammen mit dem Betrieb mit höheren Stoffdichten (im Bereich über Schmutz einen verhältnismäßig großen Anteil der etwa 0,8%) ziemlich hohe Faserverluste fest. Außerbrauchbaren Fasern ausscheiden oder im Gutstoff dem hat man beobachtet, daß der aus dem Rückspüleinen Teil des Schmutzes zurücklassen, jedenfalls 20 gefäß in den Wirbelabscheider aufsteigende Spülnicht scharf genug den Schmutz vom Gutstoff wasserstrom im unteren Bereich des Wirbelabscheitrennen. ders die bereits vollzogene Trennung der Schmutz-

Bei einem bekannten Wirbelabscheider (Voith- teilchen vom Gutstoff durch Verwirbeln der gebilde-Prospekt Nr. 319) ist dem Schmutzauslaß des. Wirbel- ten Schichten zumindest teilweise wieder aufhebt und rohres ein geschlossener, periodisch zu entleerender 15 — ähnlich wie bei den Wirbelabscheidern mit Schmutzsammelbehälter nachgeschaltet, der einen Schmutzsammeigefäß — Fremdkörper mit geringem seitlichen Anschluu für Spülwasser aufweist. Das ein- spezifischem Gewicht beim Absinken in das Rückströmende Spülwasser steigt dur^h den Schmutzaus- Spülgefäß behindert.

laß nach oben in das Wirbelrohr hinein und verhin- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,

dert ein Absinken von brauchbarer Fasermaterial in 30 den Treffpunkt der bekannten Wirbelabscheider noch

den Schmutzsammelbehälter. Somit gelingt es zwar, weiter zu verbessern, d. h. einen Wirbelabscheider an-

den Schmutz aus der Suspension nahezu faserfrei ab- zugeben, der einen Gutstoff von hohem Reinheits-

zutrennen; jedoch führt die im Bereich des Schmutz- grad und gleichzeitig einen praktisch faserfreien

auslasse;; herrschende, nach oben gerichtete Spül- Schmutz liefert.

wasserströmung nicht nur brauchbare Fasern, son- 35 Diese Aufgabe wird bei dem eingangs beschriebe-

dern auch Schmutzteilchen in das Wirbelrohr zurück; nen Wirbelabscheider dadurch gelöst, daß die Mün-

es sinken überwiegend nur solche Fremdkörper ent- dung des Zuführrohres koaxial zum Wirbelrohr an-

gegen der Spülwasserströmung in den Schmutzsam- geordnet und gegen den Schmutzausiaß gerichtet ist.

melbehälter hinab, deren spezifisches Gewicht ver- Das erfindungsgemäß ausgebildete Spülwasser-Zu-

nältnismäßig hoch ist. Hierdurch ist im Gutstoff noch 40 führrohr erlaubt es, das Rückspülwasser in Form

ein in vielen Fällen unzulässig hoher Schmutzanteil eines scharf begrenzten und genau in der Längsachse

enthalten. des Wirbelrohres verlaufenden Strahles durch den

Aus diesen Gründen ist man häufig dazu überge- Schmutzauslaß in das Wirbelrohr einströmen zu

gangen, die Reinigung von Fasersuspensionen in lassen, wobei der Strahldurchmesser im Bereich des

mehrstufigen Wirbelabscheider-AnVagen vorzuneh- 45 Schmutzauslasses wesentlich kleiner als die Licht-

men. Bei einem Wirbelabscheider der ersten Stufe weite des Schmutzauslasses ist. Auf diese Weise er-

einer solchen Anlage strömt der Schmutz Tcontinuier- leicht man, daß der Spülstrahl von der aus dem

lieh nach außen, wodurch auch die Schmutzteilchen Schmutzauslaß austretenden Wirbelströmung, inner-

mit verhältnismäßig niedrigem spezifischem Gewicht halib der die verschiedenen Suspensionsbestandteile

weitgehend ausgeschieden werden; d. h., der Gutstoff so in konzentrische Schichten aufgeteilt sind, nur den die

weist einen außerordentlich hohen Reinheitsgrad auf. brauchbaren Fasern enthaltenden Kern zurückspült,

Man nimmt hierbei in Kauf, daß zusammen mit dem während die um den Kern herum befindlichen und

Schmutz ein ziemlich großer Anteil des brauchbaren die Schmutzteilchen enthaltenden Schichten unge-

Fasermaterials ausgeschieden wird. Deshalb führt stört durch den Schmutzauslaß ausströmen können.

man den faserhaltigen Schmutz zur Rückgewinnung 55 Eine Verwirbelung dieser Schichten sowie eine Stö-

des Fasermatcrials einer zweiten Wirbelabscheider- rung des im unteren Bereich des Wirbelrohres noch

Stufe zu, wobei der dort gewonnene GutstofT zur vor sich gehenden Trennvorganges wird hierbei ver-

ersten Stufe zurückgeführt wird. Das Ausschleusen mieden.

in der zweiten Stufe erfolgt nach dem gewünschten Versuche haben gezeigt, daß es durch die vorReinheitsgrad des dort gewonnenen Gutstoffes, wie 6o liegende Erfindung erstmals gelungen list, bei einem oben beschrieben, periodisch über einen Schmutz* für die Reinigung von Suspensionen bestimmten Wirsammelbehälter oder, wie in der ersten Stufe, kontinu* belabscheider — auch bei Anwendung von Stoffdichierlich. Im letzteren Falle kann der Schmutz einer ten über O,8°/o — Verluste von brauchbarem Matedrilten und gegebenenfalls sogar einer vierten Wirbel· rial völlig zu vermeiden und gleichzeitig einen Gutabscheider-Stufe zugeführt werden. 65 stoff von bestmöglicher Reinheit zu erhalten. Die

Es hat »ich als vorteilhaft erwiesen, auch in der je* Möglichkeit der Anwendung häherer Stoftdichten ah we Is letzten Stufe den Schmutz kontinuierlich auszu- bisher erlaubt es, den Wirbelabscheider kleiner ausschleusen, um auch den hier gewonnenen Gutstoff zuführen. Da schließlich der Schmutz praktisch faser*

frei anfällt, kann er auf höhere Konzentrationen als bisher eingedickt und daher mit geringerem Aufwand beseitigt werden.

Zwar ist aus der französischen Patentschrift 1057135 ein Wirbelabscheider bekannt, bei dem durch den Schmutzauslaß hindurch eine dünne koaxiale Rohrleitung in das Wirbelrohr hineingeführt ist. Diese Rohrleitung dient aber nicht zum Zuführen von Spülwasser, sondern von Luft, um einen beim Betrieb des Wirbelabscheiders sich bildenden Luftkern zu stabilisieren. Ein anderer, konstruktiv ähnlich wie der Erfindungsgegenstand ausgebildeter Wirbelabscheider ist aus der ,belgischen Patentschrift 541784 bekannt. Dort dient ein zum Wirbetrohr koaxiales, mit seiner Mündung igegen den Schmutzauslaß gerichtetes und einen größeren Durchmesser als dieser aufweisendes Rohr zum Abführen von Schmutz, also ebenfalls zu einem völlig anderen Zweck als das Zuführrohr des gemäL der Erfindung ausgebildeten Wirbelabscheiders.

Der Erfindungsgedanke kann angewendet werden bei Wirbelabscheidern ohne Schmutzsammelbehälter oder Rückspülgefäß, bei denen also der Schmutzauslaß direkt ins Freie oder in eine Schmutz-Abführleitung einmündet, genausogut aber auch bei Wirbelabscheidern mit einer der genannten Zusatzeinrichtungen.

Das Anfügen eines aus durchsichtigem Material bestehenden Rückspülgefäßes an dem Schmutzuuslaß hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen. Hierbei führt man das Spülwasser-Zuführrohr durch die Wandung des Rückspülgefäßes hindurch. Diese Bauweise erlaubt es, die aus dem Schmutzauslaß austretende Strömung und die Wirksamkeit des Spülwasserstrahles besser zu beobachten und zu kontrollieren. Dementsprechend können der Abstand zwischen der Mündung des Spülwasser-Zuführrohres und dem Schmutzauslaß sowie die Lichtweite der Mündung des Zuführrohres auf optimale Werte eingestellt werden.

Ausführungsbeispiele und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind nachfolgend an Hand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt

Fig. 1 einen Wirbelabscheider mit Rückspülgefäß und Spülwasser-Zuführrohr im Längsschnitt,

Fig. 2 das Rückspülgefäß des Wirbelabscheiders nach Fig. 1, in i;rgrößertem Maßstab, ebenfalls im Längsschnitt,

F ι g. 3 ein Rückspülgefäß nach F i g. 2, jedoch mit Fangdüse.

Der in F ig. 1 und 2 dargestellte Wirbelabscheider besteht im wesentlichen aus einem in seinem oberen Bereich zylindrischen und in seinem mittleren und unteren Bereich schwach kegeligen Wirbelrohr 10. Dieses weist am oberen Ende einen tangentialen Einlaufstutzen 11 für die zu reinigende Suspension sowie einen koaxialen Auslaufstutzen 12 für den Gutstoff auf, ferner am unteren Ende eine Austragöffnung 13 für den auszuscheidenden Schmutz. Diese Austragöffnung wird kurz »Schmutzauslaß« genannt. Das untere unmittelbar vor dem Schmutzaustaß befindliche Endstücke des Wirbelrohres 10 kann auch zylindrisch ausgebildet sein,

An das untere Ende des Winbelrohres 10 ist ein zylindrisches, zum Wirbelrohr koaxiales Rückspülgefäß 14 angeschlossen, mit einem aus durchsichtigem Werkstoff hergestellten Mantel 20, dessen Lichtweite etwa das zwei- bis dreifache der Lichtweite des Schmutzauslasses 13 beträgt, und mit einem Unterteil 21. welches eine tangential Auslaufdüse 22 und eine konzentrische Nabe 23 aufweist. Letztere dient zum Durchführen und Befestigen eines Spülwasser-Zuführrohres 24, dessen Mündung 26 innerhalb des Rückspülgefäßes 14 und koaxial zum Wirbelruhr 10

angeordnet und gegen den Schmutzauslaß 13 gerichtet ist. Das Zuführrohr 24 weist ein dusenartiges Mundstück 25 auf, dessen Lichtweite bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel etwa das O.lSfache der Lichtweite des Schmutzauslasses 13 beträgt; es kann

vo gegen Mundstücke mit anderer Liditweite ausgewechselt werden. Bevorzugt werden Mundstücke mit einer Lichtweite im Bereich zwischen dem 0,1- bis 0,3fachen der Lichtweite des Schmutzauslasses 13. Das Zuführrohr 24 ist in Längsrichtung verschieb-

bar in der Nabe 23 befestigt, wobei der Abstand zwischen der Mündung 26 des Zuführrohres 24 und dem Schmutzauslaß 13 vorzugsweise im Bereich zwischen dem 0,5- und dem 4fau'en der Lichtweite des Schmutzauslasses gewählt wird.

ao In F i g. 2 ist schematisch die Wirkung des aus dem Zuführrohr 24 austretenden Spühlstral.les dargestellt. Hie Strömungslinien 30 kennzeichnen die in der Zeichenebene liegenden Bewegungskomponenten der in Wirklichkeit auf einer Wirbelbahn nach unten strömenden Schmutzteilchen. Der sich kegelig ausbreitende Spülstrahl ist durch die Strömungslinien 28 dargestellt, während die Strömungslinien 32 die in der Zeichenebene liegenden Bewegungskomponenten der brauchbaren Fasern darstellen. Diese wandern bekanntlich zunächst zusammen mit dem Schmutz in dem äußeren Wirbel nach unten, trennen sich hierbei vom Schmutz und treten teils im mittleren, teils im unteren Bereich des Wirbelrohres in den nach oben verlaufenden inneren Wirbel über. Das Austreten brauchbarer Fasern aus dem SchmuLzauslaß 13 wird auf die oben beschriebene Weise durch den zum Wirbelrohr 10 koaxialen Spülstrahl 28 verhindert.

Selbstverständlich weist der Durchmesser des Kernes der Wirbelströmung, in dem brauchbare Fasern

enthalten sind, im Bereich des Schmutzauslasses 13 je nach Art des Fasermateriais und je nach dem Grad der Verschmutzung verschiedene Größen auf. Dementsprechend ist der Durchmesser des Spülstrahles zu variieren, und zwar, wie oben erläutert, durch Verändem der Lichtweite des Mundstückes 25 und/oder des Abstandes zwischen Mundstück und Schmutzauslaß 13.

Falls Suspensionen mit besonders hoher Stoffdichte oder mit schwer trennbaren Bestandteilen zu verarbeiten sind, wenn also auch die den Kern umgebende Schicht noch brauchbare Fasern enthält, so ist es zweckmäßig, zwischen das Mundstück Ib der Spülwasser-Zuführleitung 24 und den Schmutzauslaß 13 eine Fa.igdüse 40 einzubauen (F i g. 3). Durch eine

S5 solche nach Art eines Injektors wirkende Anordnung kann der Faseranteil der innersten vom Spülstrahl nicht erfaßten Schicht nach dem Eintritt in das Rückspülgefäß 14 angesaugt und wieder in das Wirbelrohr zurückgeführt werden (Strömungslinien 42), während

die in dieser Schicht herangeführten Schmutzteilchen durch die Zentrifugalkraft an den Mantel des Rückspülgefäßes gedrängt werden.

Das Rückspülgefäß 14 kann bei beiden Ausführungsbeispielen an Stelle des zylindrischen Mantels 20

auch mit einem kegelstumpfförmigen Mantel versehen werden, wobei vorzugsweise der kleinere Durchmesser an den Schmutzauslaß 13 anschließt und gleich dessen Lichtweitc ist.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Wirbelabscheider zum Reinigen von Suspensionen, insbesondere von für die Papierherstellung bestimmten Fasersuspensionen, mit einem S Wirbelrohr, das an seinem einen Ende einen tangentialen Einlaufstutzen für die zu reinigende Suspension sowie einen zum Wirbelrohr koaxialen Auslaufstutzen für die gereinigte Suspension und

an seinem anderen sich kegelig verjüngenden ίο Ende eine Austragöffnung für den auszuscheidenden Schmutz (Schmutzauslaß) aufweist, ferner mit einem außerhalb des Wirbelrohre* im Bereich des Schmutzauslasses mündenden, eine kleinere Lichtweite als dieser aufweisenden ZufUhrrohr für »s Spülwasser, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung (16) des ZufUhrrohres (24) koaxial zum Wirbelrohr (10) angeordnet und gegen den Schmutzauslaß (13) gerichtet ist.

2. Wirbelabscheider nach Anspruch 1, dadurch to gekennzeichnet, daß dem Schmutzauslaß (IS) des Wirbelrohres (10) ein an sidi bekanntes rotationssymmetrisches, zum Wirbelrohr koaxiales und im wesentlichen aus durchsichtigem Material bestehendes RückspUlgefäß (14) nachgeschaltel ist, durch dessen Wandung das Zuführrohr (24) hindurchgeführt ist.

3. Wirbelabscheider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Mündung (26) des ZufUhrrohres (24) und dem SchmuUauslafl (13) das 0,5- bis 4fache der Lichlweite des Schmutzauslasses beträgt.

4. Wirbelabscheider nach einem der An sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtweite der Mündung (26) des ZufUhrrohres (24) das 0,1- bis 0,3fache der Lichtweite des Schmutzauslasses (13) beträgt.

5. Wirbetabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mündung (26) des ZufUhrrohres (24) eine nach Art eines Injektors ausgebildete Fangdüse (40) zugeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen