DE2148422A1

DE2148422A1 - Hydrozyklon und Verfahren zum Betreiben eines solchen

Info

Publication number: DE2148422A1
Application number: DE19712148422
Authority: DE
Inventors: Charles M.; Ronellenfitch Bernard M.; Calgary Alberta Reid (Kanada)
Original assignee: Elast-O-Cor Products & Engineering Ltd., Calgary, Alberta (Kanada)
Priority date: 1970-09-28
Filing date: 1971-09-28
Publication date: 1972-03-30
Also published as: FI54682C; CA941753A; US3800946A; FI54682B; FR2108610A5; GB1349465A; SE393544B; DE2148422C3; DE2148422B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Fraktionnieren von Rohschlamm oder Aufschwemmungen mittels eines hydrozyklonischen Systemes und auf ein Verfahren zum Betrieb eines solchen.

Hydrozyklon!sehe System sind schon seit Jahren in verschiedenen Gebieten bekannt, z.B., in der Holz- und Papierherstellung, da gewisse Unreinheiten oder Formen von Schmutz entfernt werden können, die bisher von der Holzmasse durch Absieben nicht entfernt werden konnten. Beispiele für solche Unreinheiten sind "shives bark". Kies und andere Harzmaterialien.

Die allgemeine Ausgestaltung und Arbeitsweise einer hydrozyklonischen Trenneinrichtung ist bekannt. Kurz gesagt umfasst jedes hydrozyklonische System einen Körper, der eine verlängert konische Kammer mit Kreisguerschnitt aufweist. Eine Auslassöffnung zum "Auswurf" oder starkem Fraktionnieren ist am Scheitelpunkt der konischen Kammer vorgesehen. Der leichtere Teil des Rohschlammes tritt durch einen axial bewegen Wasserstrahl an der entgegengesetzten Seite aus. Der Rohschiamm wird in die konische Kammer über eine oder mehrere tangential gerichtete Einlassöffnungen eingeführt, die an dem langen Ende der konischen Kammer benachbart sind, wobei sich die Flüssigkeit spiralförmig auf und nieder bei steigender Geschwindigkeit bewegt. Ein nach oben fliessender spiralförmiger Stro^r äesnxu. maximaler Durchmesser der Auslassöffnung entspricht, entwickelt sich um die zentrale Achse und umgibt den sogenannten L-AÜtkern bzw. die "Luftspule". Die damit verbundenen Zentrifugalki'Sft«

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werfen die schwereren Teilchen des Rohschiamme3 nach aussen gegen die Wand der konischen Kammer, wobei eine Konzentration von Feststoffen an dieser Wand stattfindet, während die leichteren Teilchen in das Zentrum der Kammer gebracht werden, und nach oben durch den nach oben flieseenden spiralförmigen Strom gebracht werden, nämlich zu der Auslassöffnung. Die schweren Teilchen bewegen sich spiralförmig nach unten gegen die innere Wand dee Hydrozyklones und passieren gelegentlich die Auslassöffnung (Auswurföffnung).

Die Geschwindigkeit der Flüssigkeit innerhalb des Hydrozyklones ist verhältnismässig hoch unfi die dynamischen Kräfte, die dadurch entstehen, sind so gross, dass Gravitationskräfte praktisch keinen Einfluss auf die Arbeltsweise der Vorrichtung ausüben. Als Ergebnis davon können die Hydrosyklonen in verschiedener Weise angeordnet sein, nämlich horizontal, vertikal oder schräg liegend, wobei immer eine zufriedenstellende Arbeitsweise gewährleistet ist.

Die Hydrozyklone kann in grossen Reihen mit mehreren Dutzend oder sogar mehreren Hundert HydrozykIonen angeordnet sein mit gleichen Zuführ- und Auswurfkammern, die die Hydrozyklone verbinden.

Verschiedene Arten von HydrozykIonen sind in der Vergangenheit ψ auf ä&ii Markt gekommen, wobei versucht wurde, den Prosentsatz gangbarer Pulpe oder leichten Fraktion in der Auswurfzone so niedrig wie möglich und den Wirkungsgrad: der Trennung so hoch wie möglich zu halten» Bei dem Grossteil dieser Arten wurde der Scheitelpunkt oder die Auslassöffnung in die Mitte gelegt, ferner sollte de-? Verlast an "«lpe '/srrlngert werden, und zu:·" -rleishön Seit wur<?e Λ^.αιι vzi^^^ht? ein Verstopfen der Auslassöffnung zu ver^?:irK?arn„

Das Verstopftm der Ausld3?öxA:iu:.<?e·. '-■ : Ilti «in schwerwiegendes Probier;; bei. «en Bvcüx·.: ?]··.. lon»:.;:, d&i _? ä.„ - ■■' ^sv-ä κ·λ^ fü&- einen I hohen Prodiik-cionsvöxiuyt ve£-5nt.vior*.i.^;.£ii· .»^v-^e- j

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bei einer Papiermaschine nicht angewendet werden, da jeder Strömungsfluss der Aufschwemmungsmaterials vermieden werden musste. Eine neue Entwicklung stellt die Benutzung von sogenannten unter Druck gesetzten Auswurfsystemen dar, nämlich ein System, worin die Auswürfe in einem unter Druck gesetzten Bereich ausgeworfen werden, was gestattet, dass grössere Auslassöffnungen verwendet werden können, wodunch die Verstopfung der Auslassöffnung auf ein Minimum reduziett wird. Jedoch stellt das Verstopfen der Auslassöffnung immer noch ein grosses Problem dar, Verbesserungen in dieser Richtung sind daher angezeigt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Hydrozyklon vorzusehen, der flüssiges Aufschwemmaterlal trennt oder fraktionniert, wobei ein Verstopfen der Auslassöffnung und ein Verlust der leichten Teilchen des Aufschwemmateriales ebenfalls verringert werden soll, also die Trennungswirksamkeit und die Wirksamkeit der Maschine auf hohem Stand gehalten wird.

Insbesondere sieht die Erfindung vor, ein Hydrozyklon weiterzubilden, welcher aus einer Vorrichtung zum Trennen und Fraktionnieren von flüssigem Rohschlamm besteht, die folgende Teile enthält:

Einen Körper, der eine geschlossene Kammer bildet, die sich allmählich vom langen Ende zum schmalen Scheitelpunkt verengt, einen Auslassbereich am schmalen Scheitelpunkt der Kammer zum Freiset^in der schweren Teilchen des Aufschwemmateriales der Kammer, eine Auslassöffnung, die sich axial zur Kammer aa breiten Ende befindet zum Zwecke des Freisetzens der leichten Teilchen des Rohschlammes in der Kammer, eine tangentiale Einlassöffnung, die an das breite Ende der Kammer angrenzt, durch %ralche der Rohschlamm unter Druck in das Innere der KaMMr eingeführt wird, wobei die Einlassöffnung der Kammer so angeordnet ist, dass bei Bedienung der Vorrichtung ein Wasserstrahl innerhalb der Kammer in Bewegung gesetzt wird, dex dl· schweren Teilchen des Rohschlamnes zwingt, nach aussen gegen dl· Wand der Kammer zu drängen, und dann durch den

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Auslassbereich gehen können, wobei die leichten Teilchen des Aufschwemmaterials innen verbleiben und entlang der Luftspule bewegt werden, die sich bei Betrieb der Vorrichtung in dem Hydrozyklon bilden. Erfindungsgemäss ist die nach innen zeigende Fläche des Auslassbereiches mit Mitteln versehen die wenigstens eine längliche Nut festlegen, die so ausgestaltet 1st, dass die schweren Teilchen innerhalb dieser Nut entlang der Auslassöffnung gegen den Scheitelpunkt der Kammer hin bewegt werden. Diese längliche Nut ist zweckmässigerweise als Spirale ausgebildet.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die spiralförmige Nut durch ein relativ grobes schraubengewindeähnliches Gebilde bestimmt.

Als weitere Ausgestaltung der Erfindung hat die Kammer ein konisch geformtes Inneres und die spiralförmige Nut ist durch ein schraubengewindeähnliches Gebilde bestimmt, wobei die gedachte Fläche durch jene Teile bestimmt wird, die am nächsten der Achse der konische auegebildeten Hydrozyklone liegen.

In Obereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der Erfindung erstreckt sich die spiralförmige Nut innerhalb des Auslassbereiches von dem Scheitelpunkt der Kammer bis zu der Fläche, unter der Flüssigkeit durch die Auslassöffnung fliesst, ohne ihren Weg umzukehren.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den Ansprüchen. Die Erfindung wird an Hand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeisplele nun näher erläutert .

Es aeigt: Fig. 1

Fig. 2 und 3

einen Tel!längsschnitt durch ein typisches HydrozykIonen«ystem gemäss der Erfindung, wie es in einer hydrozykIonischen Trenneinrichtung vorkommt,

Querschnitte nach den Linien 2-2 und 3-3 der Fig. I,

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Fig. 4 einen Teillängsschnitt, der die Auslassöffnung des hydrozyklonischen Systemes veranschaulicht,

Fig. 5 einen Tel!querschnitt eines Teiles der Fig. 4,

Fig. 6 einen Teillängsschnitt ähnlich Fig. 1, um spezifische Einzelheiten der typischen hydrozyklonischen Konstruktion wiederzugeben,

Fig. 7,8

und 9 graphische Darstellungen eines hydrozyklonischen Systemes .

In Fig. 1 ist ein typischen hydrozyklonisches System 10 nach der Erfindung dargestellt, welches sich in einer hydrozyklonischen Trennvorrichtung befindet, es 1st aber nur ein kleiner Teil desselben gezeigt. Die Hydrozyklonen sind an mit Abstand voneinander angeordneten Wänden 12,14 und 16 festgelegt, wobei durch letztere ein Auswurfbare ich 18, ein Zuführbereich oder Einlassbereich 20 und ein Auslassbereich 22 geschaffen werden. Geeignete Dichtungsmittel, wie z.B. labyrinthartige Dichtungsmittel 21, verhindern ein übertreten des Materials von einem Bereich in den anderen.

Jeder Hydrozyklon besteht aus einem hohlen Körper 24, der aus einem geeigneten gegen Abnutzung widerstandsfähigem Matertal gebildet ist. Polyurethan-Elastomere sind für diesen Zweck besonders geeignet und sind auch dahingehend entwickelt worden.

Das Innere des hohlen Körpers 24 ist im wesentlichen konisch gestaltet, mit einem Kreisquerschnitt, wobei der Scheitelpunkt desselben einen Auswurfbereich 26 aufweist, der sich längs durch diesen Bereich erstreckt, während das entgegengesetzte Ende 28 mit einem sich axial erstreckenden Auslassende 30 versehen ist, wobei letzteres einen Wasserstrahl 32 umfasst, der sich axial durch das Innere des hydrozyklonischen Körpers erstreckt. Angrenzend an das Ende 28 des Hydrozyklones 1st ^ine tangentiale Zuführöffnung 34 vorgesehen, die den Rohschlamm in das Innere des Hydrozyklones einlässt und zwar tangent!*}¹ zur inneren Wand des letzteren. Wie in Fig. 1 dargestellt, 1st die Auslassöffnung 30 jedes Hydrozyklones mit einem

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Auslassbereich 22 in Verbindung. Die Einlassöffnungen 34 sind mit Einlasebtfreichen 20 verbunden, während die Auswurf Öffnungen 26 mit den Auswurfbereichen 18 verbunden sind.

In der Praxis ist der Flüssigkeitsdruck im Zuführbereich 20 am höchsten, nämlich 24 bis 26 psig (pounds per square inch), der Auswurfbereich 18 hat einen niedrigeren Druck, nämlich 10 oder 11 psig, während der Auslassbereich 22 einen Druck aufweist, der noch unter 9 oder 10 psig liegt.

Die gesamte Arbeitsweise des Hydrozyklones ist bekannt. Der flüssige Rohschlamm tritt durch die tangentiale Zuführöffnung 34 unter Druck ein, und verursacht so einen Wasserstrahl 36 im Inneren des Hydrozyklones. Die sich ergebenden Zentrifugalkräfte werfen die schweren Partikel des TRbhschlammes nach ausseh gegen die innere Wand 23 des Hydrozyklones, während die leichte* Teilchen sich nahe der Mittellinie des Hydrozyklonesjbefinden, entlang welcher Mittellinie sich der erwähnte Luftkern erstreck wobei die leichteren Teilchen durch die Auslassöffnung 30 nach aussen gelangen. Die schweren Teilchen bewegen sich in entgegengesetzter Richtung und gelangen nach aussen mittels der Auslassöffnung 26.

In Übereinstimmung mit der Erfindung ist die innere Wandung im Bereich der Auswurföffnung 26 mit spiralförmigen schrauben- W gewindeartigen Formationen 42 versehen, welche spiralähnliche Nuten bilden. Eine Zweiganganordnung ist in Fig. 4 dargestellt, nämlich zwei gewindeähnliche Spiralen mit einem Abstand von 180°, wobei jede eine Ganghöhe von 1 inch (2,5 cm) aufweist. Wie in den Fig. 4 und 5 dargestellt, haben die einzelnen gewindeähnlichen Spiralen einen rechteckigen Querschnitt, wobei der Abstand zwischen den Formationen ihrer Breite entspricht. Der Auswurfbereich 26, der als Erstreekung der inneren Wand 23 erscheint, erstreckt- sich konisei. "»ach eussen gegen die Spitze ά@$ Scheitelpunktes gestehen, m_ti. *~r Durchmesser des Bereiche« bei «Ktreinem Scheitelpunkt kann ,,J₅ gleich der Hälft· dt»v Durchmesser^ der Auswurf öffnung eein_t Deg äs, AuefÜhrungsbeiJtpiel -*mi»t. S eh raub«» gewinde mit Redht «richtung I

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Huf, (gesehen gegen den Scheltelpunkt des Hydrozyklones nach flg. 3), dies bedeutet, dass sich die spiralförmigen Gewinde gegen den Scheltelpunkt erstrecken, und zwar in entgegengesetzter Richtung zur Rotationsrichtung des Wasserstrahles 36, der innerhalb der Hydrozyklonenkammer in Bewegung gesetzt wird. Jedoch sollte hier bemerkt werden, dasφich bei anderen Ausführungsarten das Schraubengewinde im entgegengesetzten Sinne drehen kann, nämlich in der Richtung des Wasserstrahles.

Der Aufbau eines Ausführungsbeispieles der Erfindung ist in allgemeiner Form erläutert worden. Es wird im Folgenden erläutert, warum die spiralförmigen Nuten, die gemäss der Erfindung vorgesehen sind, die Arbeitsweise des Hydryzklones verbessern. Es muss hier festgehalten werden, dass die theoretischen Erwägungen sehr umfassend sind, das das Beobachten und Messen im Hydrozyklon schwierig ist. Als Folge davon sollten die folgenden theoretischen Erwägungen nicht in einem zu eng gefassten Sinne erfasst werden.

Um die Erfindung näher zu erklären, ist es notwendig, zu bebenefcen, dass die in Frage stehenden Hydrozyklonen einen Luftkern bzw. eine sogenannte Luftspule entwickeln. Anders ausgedrückt schafft die hohe Geschwindigkeit (Rotationsgeschwindigkeit) der Flüssigkeit einen niedrigen Druck in Bezug auf die axiale Spule, die eine freie Flüssigkeitsoberfläche aufweist. Die Spule in einem Hydrozyklon, welche direkt mit der Atmosphäre in Verbindung steht, mit dem einen oder dem anderen Auslassbereich, ist also mit Luft gefüllt. Auch wenn keine Verbindung zwischen der axialen Spule und der Atmosphäre besteht, 1st die Spule doch mit Dampf und Gasen gefüllt, welche sich aus der Flüssigkeitslösung ergeben. In allen Aufschwemmungen und insbesondere Faseraufschwemmungen sind ständig Gase enthalten, sie sind in der Flüssigkeit enthalten und zeigen sich als Gasblasen. Die Gasblasen können der Flüssigkeit mit speziellen Behandlungsmethoden entzogen werden, jedoch entsteigen die gelösten Gase der Lösung in dem Wasserstrahl des Hydrozyklones und füllen so die Spule.

Die Oberfläche der Luftspule ist immer irregulär, da immer ein«

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gewisse Störung stattfindet durch die ständigen Wellen der einzelnen konvergenten Düsen. Dieses Phänomen wird beschrieben in A.M. Binnie, Proceedings of the Royal Society A 205, 530 (1951), auf welche Literaturstelie sich der Fachmann beziehen kann.

Die Luftspule kann auch noch andere ünregelmässigkeiten aufweisen. Die Luftspule hat im allgemeinen einen gleichen Durchmesser, jedoch kann sich dieser erhöhen,mit entsprechender sich erhöhender Flussrate bis zu einem Punkt, bei dem eine Erhöhung keine Wirkung mehr mit sich bringt. Wenn sich die Rotationsgeschwindigkeit verringert, wird der Luftspulendurchmesser kleiner, die Spule kann auch zusammenbrechen. Diese£ kann der Fall sein, wenn der Wasserstrahl oder wenn sich Feststoffe im Auslassbereich ansammeln.

Bei jedem besondren Hydrozyklon muss die Flüssigkeitsrate ein bestimmtes Minimum haben, um eine Luftspule aufzubauen (nämlichj eine Luftspule, welche sich völlig in dem Hydrozyklon erstreckt einschliesslich des Wasserstrahles und dem Auslassbereich) und ein Zunehmen der Flussrate lässt die Luftspule sich ausdehnen. Eine Ausdehnung der Luftspule kann in einigen Fällen so gross sein, dass die Luftspule den ganzen Raum des Auslassbereiches einnimmt, so dass kein Auswurf erfolgen kann.

Es wird nun Bezug genommen auf die "Volumenteilung", die mathematisch erklärt werden kann, da die Volumenrate des Auswurfflusses der schweren Teile durch die Volumenrate des Auswurfflusses der leichteren Teile geteilt werden kann. Diese Volumenteilung kann geändert werden, indem ein Druck auf den Flüssigkeitsstrom ausgeübt wird, der von den hydrozyklonischen Auslassöffnungen herrührt. In bevorzugter Ausführungsform ist der Luftspulenduuchmesser abhängig von dem Druck in dem Auslassbereich für die schweren Teilchen und wie schon angegeben, wächst dieser Durchmesser, wenn sich die Flussrate erhöht. Dies bedeutet, dass die Flussrate auch die Volumenteilung beeinträchtigt, und diese Tatsache ist sehr schwierig zu erklären. Bei einem kleinen Hydrozyklon hat die Luftspule einen grösseren Einfluss auf die Volumenteilung als bei

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einem groesen Hydrozyklon.

Wenn sich die Luftspule im Hydrozyklon entwickelt und an Durchmesser zunimmt, kommt ein Stadlu, wo diese einen Grossteil des Auslassbereiches einnimmt, und auf diese Weise verringert eine Zunahme der Flüssigkeitsrate den Fluss im Auslassbereich der schweren Teilchen. Es kann schiiesslich der Durchmesser der Luftspule den Durchmesser des Auslassbereiches der schweren Teilchen übersteigen, so dass kein Fluss mehr durch diese Zone erfolgen kann. Diese Situation kann mit einem Wasserfluss jedoch nicht mit einem Fest-Flüssigschlamm demonstriert werden. Der Grund für ein solches negatives Ergebnis im letzteren Falle liegt darin, dass die Feststoffe gegen den Auslassbereich der schweren Teilchen geschleudert werden, und sich diese in diesem Bereich ansammeln, so dass sich die ■ Rotationsgeschwindigkeit verringert auch bei "kümmerlichen" Flussbedingungen, so dass die Luftspule zusammenfällt und ein entsprechender Auswurf aus dem Auslassbereich der schweren Teilchen erfolgt.

Faseraufschwemmungen verhalten sich ebenso wie Wasser aufgrund der relativ geringen Konzentration an Feststoffen. Die Fasern sind selbst leichter als Wasser. Auf diese Art und Weise kann der Unterfluss besser unter Kontrolle gehalten werden, ohne dass die Luftspule zusammenfällt.

Es kann festgestellt werden, dass der Auswurf von Feststoffen aus einem Hydrozyklon in einem ringförmigen Bereich erfolgt, der sich zwischen der Luftspule und den Wänden des Auswurfbereiches der schweren Teilchen befindet. Dieses Phänomen ist von verschiedenen Fachleuten beobachtet worden, wobei insbesondere verwiesen wird auf das kanadische Patent 688 415, Tomlison, Seite 9, Zeilen 3 bis 15.

Vor diesem Hintergrund kann nun auf das spezielle Ausführung«- beispiel der Zeichnungen Bezug genommen werden. Wie aus dem Beispiel der Fig. 4 ersichtlich, ist die schraubenförmige Nut im Auswurfbereich 26 mittels eines Doppelschraubengewindes 42 bestimmt, wobei das oberste Ende der Gewinde (der Teil, der am

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nächsten der Hydrozyklonenachse liegt} eine gedachte Oberfläche bestimmt, die im allgemeinen konisch ist, mit dem eingeschlossenen Winkel als einen Teil des Hydrozyklones über dem Gewindeteil. Aus Beobachtungen ergab sich, dass die Luftspule das Hydrozy&lones sich in diesem konischen Breich entwickelt, bestimmt durch die gedachte Oberfläche darin. Im Folgenden wird der Hydrozyklon ohne den schraubengewindeähnlichen Teil betrachtet, nämlich einem weich gewendeten Auslassbereich der schweren Teilchen. Aufgrund der ständigen Störungen und fortschreitenden Wellen In der Luftspulenoberfläche wie schon angegeben, (A.M. Binnies¹ Literaturstelie) treten entsprechende Schwankungen in der Grosse des Ringes zwischen der Luftspule und den Wänden des Auslassbereiches auf. Es hat sich gezeigt, dass eine niedrige Flussrate einen "Rauchring-Effekt" bewirkt, da der Flüssigkeitsfluss zeitweise durch die Luftspule abgeschnitten ist, (Bezug: "The Hydrocyclone", International Series of Monographsjin Chemical Engineering, Volume 4 von B. Bradley, Pergamon Press, Darstellung Seite 126). Die "Rauchring-Bildung" ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass eine Instabilität des Luftspulendurchmessers entsteht, die eine periodische Auswerfung der Feststoffe erlaubt, und zwar durch den Ring zwischen der Luftspule und den Wänden des Auswurfbereiches. Dieser Effekt besteht auch dann, wenn die Flussraten niedrig gehalten sind, jedoch hängt dies nicht von den kürzeren Wellenlängen ab (Bezug: Binnie, Fig. 1 , Seite 532).

Vor diesem Hintergrund scheint es, dass die spiralförmigen Nuten im Auswurfbereich angeordnet sind, in Übereinstimmung mit der Erfindung, so dass jederzeit eine "Fluchtroute" für die schweren Feststoffe ungeachtet des relativen Durchmessers der Luftspule gegeben ist. Auf diese Art und Weise sind die schweren Teilchen in der Lage, aus de». Hydrozyklon zu flüchten, auch wenn grosse Schwankungen der Grosse ä&r Luftspule auftreten, die dadurch entstehen können, dass Schwankungen in der Zuführung entgehen, die Zuführöffnung zeitweise verstopft ist durch dia Qbergrpssen Partikel sowie eventuellen Stromaaafall

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der Anlage.

Der Hydrozyklon genass der Erfindung arbeitet In sdbh einer Welse, dass die Feststoffe durch die Zentrifugalkraft gegen die -innere Wand der konischen Kammer geschleudert werden und nach unten bewegt werden, und dass die spiralförmigen Nuten zwischen dem Schraubengewinde 42 eine "Fluchtroute" zu jeder ι Zeit vorsehen, und dass am schmälsten Durchmesser der Auslassj passage 26 (dem extremen Scheitelpunkt des Konus) immer Platz für einige Feststoffe vorhanden ist, die mittels der Nuten zwischen den Gewinden ausgeworfen werden, auch wenn die zentrale Region des Auswurfbereiches zur gleichen Zeit oder momentan durch die Luftspule "geschlossen" *ird. Zur gleichen Zeit enthält das ausgeworfene Material den unerwünschten Schmutz, der von den Fasern stammt. Der Auswurfstrom endet nie und die Verstopfung dieses Streiches wird seltener. Letztere Beobachtung wurde durch Tests mit Hydrozyklonen festgestellt, und zwar in einer grossen Pulpenmühle. Die Ergebnisse zeigen an, dass eine wesentliche ι Reduzierung des Verstopfens auftritt, wenn ein Hydrozyklon nach der Erfindung verwendet wird.

Die spiralförmigen Nuten beeinflussen ebenfalls die Auswurfrate (prozentualer Anteil des Trockengewichtes der Pulpe im Auswurfteil gegenüber dem Trockengewicht der Pulpe im Zuführungsstadium) . Aus den praktischen Erfahrungen ist ersichtlich, dass eine Stabilität der Luftspule in dem Auslassbereich notwendig ist, um das SSubern des Aufschwemmaterials zu steuern, wie z.B die Faseraufschweiranungen , um so auch die Volumenteilung und entsprechend die Auswurfrate steuern zu können. Die spiralförmigen Nuten in den Hydrozyklonen der Erfindung gestatten, dass die Feststoffe unter Druck ausgelassen werden, ohne die Luftpsule zu beeinträchtigen, welche Festpartikel auf der andren Seite die rationale Geschwindigkeit nahe der Luftspule beeinflussen können, und dadurch die Luftspule zwingen, zusanmenzubreiche, wodurch sich ein plötzlicher Verlust von RohachlamR in de» Auelassbereich bemerkbar macht.

Der Hydrozyklon der Erfindung einschliesslich der spiralförmig«

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Nuten in dem Auslassbereich können mit höheren Kapazitäten arbeiten als die Hydrozyklonen bekannter Art mit den gleichen Abmessungen (ausschliesslich einer grösseren Einlassöffnung des Hydrozyklones der Erfindung), wobei der Hydrozyklon der bekannten Art untarden gleichen Bedingungen arbeiten, jedoch keine spiralförmigen Nuten aufweisen. Wenn sich die Flüssigkeitsraten erhöhen, wird der Durchmesser der Luftspule grosser und der Ring zwischen der Luftspule und der gedachten konischen Oberfläche , bestimmt durch die nach oben weisende Fläche des Schraubengewindes am kleinsten Durchmesser des Äuslassberelches wird in der Dicke reduziert, da jedoch die Nuten, bestimmt durch das Gewinde vorgesehen, entsteht das Problem eines zeitweiligen Fiussverlustes nicht, wodurch der "Rauchring" eventuell blockiert werden könnte, da die "Fluchtroute" mittels der Nuten vorgesehen ist.

Testergebnisse zeigen eine Erhöhung von 20% Kapazität , wenn der Hydrozyklon gemäss der Erfindung angewendet wird, gegenüber den herkömmlichen Hydrozyklonen mit gleicher Dimension und unter den gleichen Bedingungen arbeitend. Durch den Hydrozyklon gemäss der Erfindung kann auch eine hohe Reinigungswirkung und eine niedrige Auswurfrate erzielt werden. Ein anderer zu erwägender Faktor ist der Prozentsatz des Flusse^ durch den Auswurfbereich. Dies wird allgemein genannt "Prozentsatz des Flusses im Auswurfbereich", und ist tatsächlich der Prozentsatz der gesamten Zuführung, die durch den Auslassbereich abgeführt wird. Je höher die Temperatur der Pulpe in der Mühle ist, desto grosser ist der Prozentsatz des Flusses im Auswurfbereich. Im kanadischen Patent 821 918, Woodruff, ist gesagt, dass "es sich gezeigt hat, dass bei einer normalen Trennvorrichtung die Erhöhung der Pulpentemperatur die Auswurfrate um nahezu ein Dreifaches erhöht, und zwar unter Temperaturen von 90°F bis zu 111°F."

Moderne Bleichanlagen werfen die Pulpe bei noch höheren Temperaturen aus, nämlich bei 120°F, bis 13O°F. In Woodi Pulp and Paper, 25r^März, 1968, ist gesagt, dass dl·

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Viskosität des Wassers auch die Temperatur ändert ...

"Wenn die Viskosität des Wassers abnimmt, verringert sich auch der hydraulische Zug, so dass die Kraft, die die Pulpenfaser trägt,gegen den oberen Wasserstrahl ebenfalls kleiner wird. Daraus ergibt sich, dass mehr Fasern in der Nähe der Reinigungsmauer verbleiben und dann schliesslich den Auslassbereich verlassen."Später wird in diesem Patent gesagt, dass "wenn die Auslassdüse einen kleinen Durchmesser erhält, die AuSwurfrate der Pulpe verringert wird, der schon Wasser entzogen wurde, so dass dich die Auswurfdüse schnell verstopft.

Hydrozyklone der Erfindung sind gut dafür geeignet, die zu behandelnde Pulpe bei höheren Temperaturen zu halten, nämlich zwischen 120° und 130°F sowie unter hohen Zuführregelmässigkeiten zwischen 0.55 und 0.65. Unter diesen Bedingungen stelltest die herkömmlichen Hydrozyklone ein Problem dar bezüglich des \&rs topf ens. Die Verwendung einer spiralförmigen Nut bei den Hydrozyklonen nach der Erfindung verringert die Anzahl der Kegel, die nach einer Arbeitswoche in der Pulpenmühle entstehen, wobei 400 Hydrozyklonen verwendet werden bei diesem Arbeitsvorgang, von 5% auf 1% unter den aleichen Bedingungen.

Im Vorstehenden wurdeeine theoretische Abhandlung über die spiralförmigen Nuten abgegeben, warum sie vorgesehen sind, und welche Vorteile sich dadurch ergeben. Im Folgenden werden einige wünschenswerte Kons tr uktdDnsmerkma Ie wiedergegeben.

Aus den Figuren 1 und 4 ist ersichtlich, dass die spiralförmigen Nuten sich von dem extremen Scheitelpunkt erstrecken gegen das entgegengesetzte Ende in einem gewissen Abstand. Durch Beobachtung und Experiment hat sich gezeigt, dass sich de gewindeähnliche Teil von dem Scheitelpunkt zu der Lage erstrecken sollte, wo sich die "Fläche der Nichtzurückkehrung" befindet, um beste Ergebnisse zu erzielen. Diese "Fläche der NichtzurUckkehrung" wurde als solche Fläche festgelegt, unter welcher die Flüssigkeit flieset, und zwar zu der Auswurf öffnung, ohne das· der Weg umgekehrt wird (britisches Patent No. 799

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Dahlstrom, 24.1.1955). Diese besagte Fläche hat eine axiale Lage, an welcher lach der innere Wasserstrahl befindet (d.h. der nach oben strudelnde Strom, der die Luftspule umgibt.). Salomon (kanadisches Patent 839 550) sagt von dieser Fläche aus, dass sie eine "kritische'Tiefe" aufweise. Die Gewinde 42, die die spiralförmigen Nuten bilden, sind schon erwähnt worden. Als erstes sollte die gedachte Oberfläche die durch das Obere (nach innen ve. .aufende Oberfläche) der Gewinde gebildet wird, konisch sein. Das Gewinde sollte vorzugsweise ein mehrgängiges Gewinde sein, wobei die Ecken des Gewindes, im Querschnitt gesehen, leicht abgerundet sein sollten. Die Ganghöhe wie auch die Steigung des Gewindes sollten so gewählt sein, dass das Verhältnis der Oberfläche des Gewindes zu der gesamten Gewindenoberfläche gesteuert werden kann, und zwar in dem Masse, dass variiert werden kann. Die Gewindenut muss keine konstante Tiefe aufweisen, und ihr Profil kann sich entlang ihrer Länge ändern. Das Profil der Gewindenut kann verschieden ausgelegt sein, nämlich halbrund, halb ellyptisch, rechteckig usw. Jede Ausgestaltung hängt von den Arbeitsweisen ab, wie der Zuführbeständigkeit, der Temperatur, der Art der Aufschwemmung, der Kapazität usw.

Die Gewindrichtung kann formschlüssig oder kraftschlüssig sein, im verhältnis zu der Richtung des Wasserstrahles innerhalb des Hydrozyklones. Die Fig. 2 und 3 stellen Gewinde dar, die in entgegengesetzter Richtung laufen. Wie aus Flg. 2 ersichtlich, bewegt sich der Wasserstrahl 36 (gezeigt mit einem Pfeil) im Gegenuhrzeigersinn; wie aus Flg. 3 ersichtlich, bewegen sich die Schraubengewinde in einr solchen Richtung, dass sich das ausgeworfene Material entlang der Nuten bewegt, so dass sich dieses im Uhrzeigersinn bewegt. Diese Art der Anordnung ist bekannt als "negatives Gewinde". Die entgegengesetzte Anordnung, nämlich wenn sich die Gewinde in der Richtung bewegen, das« aich das ausgeworfene Material entlang der Nuten bewegt, so da·· dieses sich dann in Richtung des Wasserstrahles befindet, diese Anordnung 1st eine "positive" Gewinde-

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Die Wahl von positiven oder negativen Anordnung hängt von der "Zuführbeständigkeit" ab, welche den Prozentsatz des Gewichtes der Pulpe Im zugeführten Rohschlainm zeigt. Bei niedrigen Zuführraten wird ein "negatives Gewinde" verwendet, um das Verstopfen zu verringern, auf diese Weise wird die Auswurfrate gering, ohne dass die Reinigungswirkung verringert wird. Der Schmutzfluss, usw., befindet sich dann im umgekehrten Stadium, und zwar entgegengesetzt zur Rotation der Flüssigkeit in der Nut, wodurch eine ausreichende Turbulenz zwischen den beiden Flüssen geschaffen ist, um^e^R Mattieren der Faser zu verringern als auch ein Verstopfen des Auswurfbereiches zu verhindern.

Bei höhren Zuführbeständigkeiten bei höheren oder gleichen Temperaturbedlngungen scheint es, dass eine höhere Turbulenz die Luftspulenstabilität verringert, wodurch höhere Auswurfraten und wenig günstige Reinigungswirkungen erzielt werden. Im letzteren Falle stellt sich heraus, dass ein "positives" Gewinde bevorzugt verwendet werden sollte, da somit eine niedrige Auswurfrate und angemessener Reinigungseffekt erzielbar sind.

In den Fig. 1 bis 5 ist ausgeführt, dass das Gewinde von der inneren Wand des Auswurfbereiches hervorspringt, so dass die Gewindenut in der Wand des Auswurfbereiches geformt ist.

Die Hydrozyklon«der vorliegenden Erfindung sind allgemein beschrieben worden. Spezielle Beispiele der Hydrozyklone der Erfindung werden im Folgenden an Hand von Tabellen gegeben, die aufgrund von Tests aufgestellt wurden.

Beispiel 1

Die speziellen Dimensionen des Hydrozyklones, dessen Tester- gebnisse in Tabelle 1 und in den Fig. 7 und 8 gegeben werden, können auch noch an Hand der Fig. 5 und 6 abgelesen werden.

Dimensionen

209814/1110

Dipl.-Ing. Heinz Lesser, Patentanwalt D —8 München 81, Cosimastrafce 81 Telefon: (0811) 483820

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A Querschnittsbereich mit tangentialer Einlassöffnung

0.193 sq-inch B Gesamtlänge der Hydrozyklonenkammer und Auswurfbereich

13 3/4 inch

C Länge des Auswurfbereiches 4 1/4 inch D maximaler Durchmesser der Zyklonenfcammer

1 15/16 inch

E Durchmesser des Auswurfbereiches am Scheitelpunkt

1/2 inch F Durchmesser des Auswurfbereiches bei Eintritt

1 inch

G Winkel der inneren Wand der Kammer zu der Längsachse des Hydrozyklones (dieser Winkel wechselt von 2° zu 1 1/2 inches des Auswurflareiehes) 4 1/2° F. Länge des Wasserstrahles 1 1/2 inch

d_f minimalster innerer Durchmesser des Wasserstrahles

9/16 inch

F₂ Länge des zylindrischen Teiles der Kammer 2 inch Gewinde-Einzelheiten (Fig. 5) (zwei gewindeähnliche Formationen 180° beabstandet, Ganghöhe 1 inch). G 1/16 inch

H 1/32 inch

I 3/16 inch

j 1/4 inch

K 1/2 inch

Im Beispiel 1 befindet sich das schraubenähnliche Gewinde in "negativer" Richtung, d.h., entgegengesetzt der Richtung der Zuführöffnung. Den Hydrozyklonen wurde Holzrohschlamm von 90° bis 1OO°F zugeführt. Spez Tabelle 1 gegeben, die nun folgt.

von 90° bis 1OO°F zugeführt. Spezifische Angaben sind in

Test-Mo.

Tabelle 1

Kapazität

Druck

(psig)

Auswurf

bis IOC

Auslass

I F.)

Schmutz(g)

Auslas

!Wirkung

86.0%

Dipl.-

9-
3

1.

(Durchlauf)

Zufuhr

Auslass

11

Beständigk.%

0.428

Auswurfrate

Zuidar

33.0

I

79.0% '

ng. Heinz

QO

2.

(Holzrohschlamm-Zuftihrtemperatur * 90°

10.5 01S.gals/
min.

24

9

10

Zufuhr

0.320

255

49.1

Lesser,

Q
S.

IS)
O
co

3.

M H

24

9

10

0.280

0.301

4.0%

234

28.7

D
I

Q
OP
O
00

03

4.

μ η

24

9

10

0.295

0.370

10.0%

151

40.7

¹

«"Ν,

5.

μ η

24

9

11

0.265

0.496

9.96%

185

40.0

O
_Λ I

"δ*
3

6.

κ η

25

10

11

0.305

0.410

8.80%

150

50.2

81.0% ^ ζ

I

O

7.

κ η

25

10

0.310

0.428

7.30%

173

62.4

78.2%

8.

ι· η

26

9

10

0.300

0.516

5.00%

195

79.0

74.0%

9.

η η

26

9

10

0.280

0.573

4.00%

211

57.4

70.5%

■ η

26

9

0.270

3.50%

205

67.5%

0.290

6.00%

62.0%

72.0%

•

2143422

Dipl.-Ing. Heinz Usser. Patentanwalt D — 8 München 81, Cosimastrafce 81 Telefon: (0811) 483820

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In Verbindung mit Tabelle 1 wird festgestellt, dass "die Auswurfbeständigkeit" das Prozentverhältnis der trockenen Pulpe ist, die in dem Auswurf teil vorhanden ist, nämlich 0.428t der Beständigkeitsmittel sind 428% Pulpe in dem Auswurfteil. Die "ZufUhrbeständigkeit" zeigt den Prozent der Pulpe an, die in der gleichen Weise eingeführt wird. Die "Auswurfrate" ist der Prozentsatz von Trockengewicht der Pulpe in dem Auswurf teil im Gegensatz zip Treckengewicht der Pulpe im Zufuhrzustand. Der %-Wirkungsgrad stellt den Prozentsatz von Schmutz dar, und zwar bei der Zuführung, wie mit den Zahlen "Zuführung" und "Auswurf" angegeben ist.

Die Ergebnisse in Tabelle 1 sind in den Fig. 7 und 8 dargestell Die Kurve in Fig. 8 ist von besonderer Wichtigkeit. Diese Kurve zeigt an, dass bei einer Auswurf rate von 3.5% eine sehr niedrige Auswurfbeständigkeit von 0.48% erhalten werden kann, wobei eine Verstopfung kaum möglich ist. Die bekannten Hydrozyklone erreichten eine Minimumauswurfrate von 6.5% bei einer Auswurfbeständigkeit von 0.84%, wobei Probleme des Mrstopfens nicht selten waren. Dieser bekannte Hydrozyklon hatte die gleichen Abmessungen wie beschrieben, verkörperte jedoch beabstandete, parallel, ringartige Drosselmittel in der Auslassöffnung.

Der steile Anstieg der Auswurfrate, wenn die Auswurfbeständigkeit von 0.5% auf 0.6% erhöht wurde, erklärt sich aus folgendem.

Die Auswurfbeständigkeit, der Prozentsatz der getrockneten Pulpe im Auswurf, erhöht sich, wenn die Auswurfrate verringert wird, um die Auswurf rate zu verringern, erhöht sich der Druck in dem Auswurfbereich, über einen gewissen Punkt hinausgehend, bricht die Luftspule zusammen, wodurch eine plötzliche Zunahme der ausgeworfenen Pulpe die Folge ist. Dieses 1st genau das, was in Fig. 8 zum Ausdruck kommt.

Beispiel 2

01« spezifischen Dimensionen des Hydroxy*lones sind die gleich«

2098U/1 1 10

2 1 4 C 4 2 2

Dipl.-Ing. Heinz Lesser, Patentanwalt D — 8 f

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München 81, Cosimastrafee 81 -

Telefon: (0811) 48382C

Temperatur (120° bis 130°

Rich-

Kapazität

brück

Zuführbeständigk

130°*)

Auswurfrate

und

.1

-

die sich daraus ergebenden

wurde Holzpulpe

(Durchlauf)
[J.S. gals/min.

ΓΡ (psi)

.6

Tabelle ersichtlich.

f) zugeführt

11.6

18

•

8.4

.9

Werte sind aus der folgenden

12.4

18

(% der TrocJcenpul-
penζufUhrung)

17.0

.9

. Jedoch war dabei das schraubenähnliche

Tabelle

12.0

18

0.65

31.4

.0

Gewinde 42 im positiven Sinne angeordnet, nämlich in der

II

12.6

21

0.65

12.9

.8

tung der Einlassöffnung. Diesem Hydrozyklon

[Holzrohschlamm - Zuführtemperatur 120° bis

12.5

21

0.65

18.2

.5

mit relativ hoher

13.0

21

0.68

26.0

.4

?e st-No.

14.3

24

0.68

11.9

.8

13.6

24

0.68

17.8

1
1

13.3

24

0.65

25.2

wie in Beispiel 1

I
j
2

0.65

Wirk.%

3

0.65

4

71

5

76

6

83

7

68

8

74

9

80

68

72

86

2098U/1110

2140422

Dipl.-Ing. Η·ι'ηζ Lasier, Patentanwalt D — 8 München 81. Cosimastrafce 81 - Telefon: (0811) 483820

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*Δ ρ m unterschied zwischen dem Zuführdruck und dem Auswurfdruck.

Fig. 9 stellt den Prozentsatz des Wirkungsgrades für die Auswurfrate dar, und zwar für drei verschiedene Werte von ^P und der Zuführbeständigkeit aus Tabelle II. Die folgenden Beobachtungen konnten in Verbindung mit Beispiel II und Tabelle II gemacht werden.

Kurve A - Zuführkonsistenz «0,65 (A P =» 18 psi)

Kurve B - ZufUhrkonsistenz = 0,68 (AP = 21 psi)

Kurve C - Zuführkonsistenz =0,65 (AP « 24 psi)

Aus den sich über einen Monat erstreckenden Tests war ersichtlich, dass

1) eine geringe Variation in der Zuführbeständigkeit den Reinigungsgrad beeinflusst. Höhere Zuführbeständigkeiten

dienen dazu, die Produktionsrate zu erhöhen, ohne dass die physikalische Kapazität des Reinigungssystemes erhöht wird, nämlich dass grössere Pumpen, Rohre und Ventile verwendet werden müssen,

2) der Reinigungsgrad sich erhöht, wenn sich die Auswurfrate erhöht, so dass aber zur gleichen Zeit ein Pulpenverlust entsteht,

3) die Temperatur des Rohschlamraes zu einem gewissen Grade

die Auswurfrate vorschreibt. Jedoch sind höhere Temperaturen bei einigen Mühlen wünschenswert, da diese die Entwässerungszeit des Reinigers verkürzen. Daher die hohen Auswurfraten in Beispiel 2.

2098U/1 1 10

2U8A22

ESpI-W Η·ιηι L«w, Potontanwolt D —8 Mflndien 81, Cosimastrqfc· 81 Τ·Ι·|οο: (0811) 483820

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Es wird ferner, angenommen, dass aus den Tabellen I und II ersichtlich 1st, dass das "negative" Gewinde des Beispieles I bei vorzugsweise niedrigen Zuführbeständigkelten vorkamt und bei normalen Zuführtemperaturen (§0° bis IQO⁰F), dass sich jedoch das "positive" Gewinde des Beispieles IX unter höheren Zuführbeständigkeiten und höheren Zuführtemperaturen befindet (120° bis 130°P).

Die folgende Tabelle II gibt die Ergebnisse des Hydrozyklon des Beispiels I wieder (einschliesslich des negativen Schraubengewindes), dieses Hydrozyklon wurde den Bedingungen wie in der Tabelle II angegeben, getestet.

Tabelle III (Holzpulpenrohschlamm - Zuführtemperatur 120° bis 13O°F)

•test-No.

Kapazität (Durchlauf U.S. gals/min.

Druck Δ psi

Zuführbeständigk.

(%der Trockenpul-

penzuführung)

Auswurfrat«

ReI

nigjuig

12.21

12.57

12.84

21

0.64

17.9

24.2

39.1

68.9

77.2

69.3

Die Variationen der Auswurfrate in der oben stehenden Tabelle erscheinen wegen den Schenkungen der Zuführtemperatur innerhalb des gegebenen Bereiches.

2098U/1110

2U8422

Dipl.-Ing. Η·ίηζ Us*«r, Patentanwalt D —8 MOndien 81, Cowmastrafe· 81 T«l*fon: (0811) 483820

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Tabelle IV (Bekannte Hydrozyklonc) Holzpulpenrohachlamm - Zuführtemperatur 120° bis 13O°f)

■est-

Kapazität (Durchlauf US gals/min

Druck pal

Zuführbeständigk. (% der Trockenpul penzuführung)

Auswurfrate

Reinigung^ wirkung!

8.6

0.65

31.6

83.9

Tabelle IV gibt die Teetergebnisse wieder, die mit einem Hydrozyklon gemäss Beispiel I und II durchgeführt wurden, wo jedoch die spiralförmigen Nuten fehlen, und statt dessen mit Abstand, parallel angeordnete, ringartige Drosselungsmittel vorgesehen sind. Die vermerkte Zunahme der Hydrozyklonenkapazltät und die niedrigeren Auswurfraten bei gleicher Zuführbeständigkeit ermöglichen die !Vergleiche der Tabellen II und IV (vergleiche insbesondere Test 6, Tabelle II, bis Test 1, Tabelle IV, wobei bei beiden Δ.Ρ = 21 psi).

Eine Verstopfung der Auswurfdüsen gegenüber den bekannten Hydrozyklonen ergab eine Messung und eine Häufigkeitsrate von 1 : 5.

Die vorliegende Erfindung kann auch in verschiedenen anderen Auegestaltungen angewendet werden, als es bisher beschrieben wurde. Aufschwemmungen oder Rahachlamm und nicht nur die beschriebene Holzpulpe können gewiss der Erfindung fraktionnier werden. In bestimmten Fillen kann das schwere Material, welche· durch den Auswurfbereich austritt, aus einem Material bestehen,

209814/1110

2H8A22

Dipl.-Ug. Hmmz Itw, Patentanwalt 0 — 8 Μθη*·η 81, Cosimaitrofc· 81 Telefon: (0611) 483820

- 23 -

welches noch welter bearbeitet»erden muss, wie bei Konzentrationen von Rohschlamn oder Aufschwemmungen von wertvollen Mineralien. Zusätzlich können noch verschiedene Änderungen vorgenoasaen werden, wobei jedoch die Ausgestaltung des Hydrozyklones die gleich bleibt.

2098U/1 1 10

Claims

- 24 PATENTANSPRÜCHE

1. Hydrozyklon zum Trennen oder Fraktionnieren flüssiger Aufschwemmungen mit einem Körper, der eine geschlossene Kammer bildet, die so geformt ist, dass sich ihr Querschnitt, allmählich verringert, und zwar von dem langen Ende zum Scheltelpunkt hin, mit einem Auswurfbereich am Scheitelpunkt der Kammer zum Freisetzen der schweren Teile der Aufschwemmung aus dieser Kammer, mit einer Auslassöffnung, die sich axial in dieser Kammer angeordnet befindet, welche die leichten Teilchen der Aufschwemmung aus dieser Kammer entlässt, mit einer tangential angeordneten Einlassöffnung, welche an das lange Ende der Kammer angrenzt, durch die die Aufschwemmung unter Druck einführbar in das Innere der Kammei ist, wobei die Kammer so angeordnet ist, dass sie in Relatior zu dem Einlass steht, so dass während der Inbetriebnahme ein Wasserstrahl innerhalb der Kammer in Bewegung gesetzt wird, um die schweren Teilchen der Aufschwemmung nach aussen gegen die Wand der Kammer zu drücken, wobei diese TelIahen dann nach aussen durch den Auswurfbereich austreten, und die leichten Teilchen der Aufschwemmung in den schweren Teilchen enthalten bleiben, und sich entlang der Achse eines Luftkernes bewegen, der sich im Auslassbereich aufbaut, dadurch gekennzeichnet, dass die innen liegende Oberfläche der Kammer im Auälaasbereich (26) mit Mitteln (42) versehen ist, die wenigstens eine längliche Nut bestimmen, die ine solche Gestalt hat, dass die schweren Partikel während der Inbetriebnahme innerhalb dieser Nut sich entlang des Auslassbereiches (26) bewegen zum Scheitelpunkt des Konus hin, ungeachtet der Durchmesseränderungen des sich axial erstreckenden Luftkernes.

2. Hydroyzklon nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , dass die länglich ausgebildet· Nut spiral förmig ausgebildet ist .

2098U/1 1 10

Dipl.-lng. Heinr lesser, Patentanwalt 0 — 8 München 81, Cosimastrafce 81 Telefon: (0811) 483820

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3. Hydrozyklon nach Anspruch 2, d a d u r ch gekennzeichnet , dass der Durchmesser des Auslassbereiches der Kammer zum Scheitelpunkt hin abnimmt, wobei sich die Nut zum extremen Scheitelpunkt des Hydrozyklones erstreckt.

4. Hydrozyklon nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , dass die spiralförmige Nut durch?r8lativ grobes schraubenähnliches Gebilde (42) festgelegt ist.

5. Hydrozyklon nach Anspruch 3, mit einer konisch geformten Kammer, dadurch gekennzeichnet, dass die spiralförmige Nut bestimmt ist durch eine schraubenähnliche Formation (42), und die imaginäre Fläche durch jene Teile des schraubenähnlichen Gebildes bestimmt ist, die am nächsten der Achse des konischen Hydrozyklones liegen.

6. Hydrozyklon nach den Ansprüchen 2,3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die spiralförmige Nut sich innerhalb des Auswurfbereiches (26) erstreckt und zwar von dem Scheitelpunkt der Kammer bis wenigstens der Fläche, unterhalb von welcher die Flüssigkeit durch den Auslassbereich fliesst, ohne ihren Weg umzukehren.

7. Hydrozyklon nach Anspruch 5,dadurch gekennzeichnet , dass ein Teil der imaginären Fläche bestimmt ist durch die Teile der schraubenähnlichen Gebilde (42), und dass dieser Teil der imaginären Fläche den gleichen Winkel (G) einschliesst wie die erwähnte Kammer.

8. Hydrozyklon nach den Ansprüchen 4,5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , dass die spiralförmige Nut bestimmt ist durch ein Mehrgängiges schraubenähnliches Gebilde (42).

9. Verfahren stm Trennen oder Fraktionnieren von flüssigen

2098U/1110 '

2H8422

Dipl.-Ing. Heinz Letter, Patentanwalt D — 8 München 81. Cosimastra£e 81 · Telefon: 0)811) 483820

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Aufschwemmungen in einem Hydrozyklon mit einem Körper, der eine geschlossene Kammer bestimmt, die so geformt ist, dass sie im Querschnitt abnimmt und zwar von ihrem langen Ende zum Scheltelpunkt hin, mit einem Auslassteil am Scheitelpunkt der Kammer zum Freisetzen der schweren Teile der Aufschwemmung, mit einem Auslassbereich, der sich axial in der Kammer angeordnet befindet zum Freisetzen der leichten Teilchen der Aufschwemmung und mit einer mgentialen Einlassöffnung, angrenzend an das lange Ende der Kammer, dass die Aufschwemmung unter Druck durch den tangentialen Einlassbereich eingeführt wird in das Innere der Kammer, um so einen sich mit hoher Geschwindigkeit bewegenden Wasserstrahl zu betätigen, der eine gasförmige Spule umgibt, die sich entlang der Achse der Kammer erstreckt, wobei der Wasserstrahl die schweren Teilchen der Aufschwemmung zwingt, nach aussen gegen die Wand der Kammer zu strömen, so dass diese dann durch den Auslassbereich entweichen können, wobei die leichteren Teilchen der Aufschwemmung sich entlang der axialen sich erstreckenden gasförmigen Spule bewegen, und dan^i durch den Auswurfbereich, dadurch gekennzeichnet , dass die schweren Teilchen entlang einer Nut bewegt werden, die in der Innenwand der Kammer im Auswurfbereich vorgesehen und zum extremen Scheltelpunkt der Kammer hin gerichtet ist, wobei dieser Weg entlang der Nut eine solche Gestaltung hat, dass ständig eine Bewegung der Partikel stattfindet, ungeachtet der Durchraesserschwankungen des luft- bzw. gasförmigen Kernes, der sonst zeitweise den Auslassbereich blockieren könnte.

10.Verfahren nach Ansprach 9,dadurch gekennzeichnet , dass die Partikel auf einer spiralförmigen Bahn bewegt werden.

2 0 9 8 U / 1 1 1 0