DE2013499B2 - Anordnung für einen Zyklonenabscheider mit einer Entleerungskammer - Google Patents

Description

nung am unteren Ende der Wirbelkammer wird mittels eines Ventils gedrosselt; die Leitschaufeln haben in dieser Anordnung den Zweck, die Zunahme der Steigung der schraubenförmigen Bahn der abgetrennten Phase in der Nähe des unteren Endes der Wirbelkammer zu verhindern.

Gegenstand der Erfindung ist es, eine Entleerungskammer für einen Zyklonenabscheider so auszubilden, daß es möglich ist, den Strom der abgetrennten schweren Phase auf ein gewünschtes Minimum zu vermindern, ohne die Entleerungsöffnung der Entleerungskammer drosseln zu müssen, so daß ein Verstopfen der öffnung vermieden wird.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist es, ein ausreichend großes Druckgefälle in der Entleerungskammer eines Zyklonenabscheiders mit einer anderen Einrichtung als mittels Drosseln an der Entleerungsöffnung zu schaffen, so daß d^:i Abscheidefunktion des Abscheiders nicht abhängig von geringen eigentümlichen, mechanischen Qualitäten ist. Auf diese Weise ist es möglich, wirksam einen Mehrfach-Zyklonenabscheider zu steuern, welcher eine große Anzahl von Abscheidern umfaßt, indem der Gegendruck in einer Aufnahmekammer, welche den einzelnen Abscheidern gemeinsam ist, mit Hilfe eines einzigen Organes in der Entleerungsleitung der Aufnahmekammer gesteuert wird

Ein weiterer Gegenstand besteht darin, es zu ermöglichen, die Entleerungskammer ohne Beeinträchtigung des Abscheideergebnisses mit einer so großen freien Entleerungsöffnung zu versehen, selbst größer als der Auslaß der Wirbelkammer, daß kein mögliches Verstopfen eintreten kann.

Die Lösung dieser Probleme besteht gemäß der Erfindung darin, daß in der Entleerungskammer in einem Abstand von ihrer Entleerungsöffnung und koaxial mit der Kammer ein fest angebrachtes Glied (12 oder 12 a), welches aus einem oder mehreren Führungsflügeln besteht, deren Steigung derjenigen der schraubenförmigen Bahn der abgetrennten Phase entgegengesetzt ist, eingefügt ist.

Um dem Wiedereindringen der Partikel der schweren Phase in die Wirbelkammer vorzubeugen, wird nach einer besonderen Ausbildung der Erfindung eine Anschlagplatte für die ankommende Phase in der Entleerungskammer vorgesehen, die koaxial zu dem Auslaß in der Entleerungskammer vorgesehen ist, und in weiterer Ausgestaltung der Erfindung eine Trennwand mit einer kreisförmigen öffnung vorgesehen, die koaxial zu der Anschlagplatte in der Entleerungskammer zwischen der Anschlagplatte und dem fest angebrachten Glied angeordnet ist.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Zyklonenabscheiders gemäß Erfindung. Der untere Teil unterhalb der Linie IN ist im Vertikalschnitt gezeigt,

Fig. 2 die Anordnung nach Fig. 1, von oben gesehen,

F i g. 3 den Vertikalschnitt unterhalb der Linie III in F i g. 1 in vergrößertem Maßstab,

F i g. 4 und 5 weitere Ausführungsformen der Erfindung.

In den Zeichnungen ist ein Zyklonenabscheider 1 und seine Wirbelkammer 2 gezeigt. Die Entleerungskammer ist mit 3 bezeichnet. Die Wirbelkammer weist in ihrem oberen Ende einen tangentialen Einlaß 4 für das zu behandelnde P/odukt und ein an dem Einlaufkopf koaxial angeordnetes Abflußrohr 5 für die gereinigte leichte Phase auf, welche in der Wirbelkammer abgeschieden ist. An seinem unteren Ende entleert der Zyklonenabscheider die abgetrennte schwere Phase in eine koaxial angeordnete Entleerungskammcr 3 durch einen Auslaß 6. Bei den gezeigten Ausführungsformen gemäß Erfindung ist die Entleerungskammer mit einer Entleerungsöff-

nung 7 für die abgetrennte schwere Phase versehen, welche koaxial zu dem Auslaß 6 angeordnet ist.

Wie bekannt ist, wird in der Wirbelkammer 2 ein schnell rotierender Wirbel erzeugt, welcher sich in der Richtung dreht, die durch den Pfeil A" angezeigt

ist; durch Wirkung der Zentrifugalkraft wird die schwere Phase von der leichten Phase abgeschieden und bildet in der Nähe der Wand der Wirbelkammer eine Schicht. Der Wirbel hat eine axiale Bewegung abwärts, aber in der Nähe des Auslasses 6 wird die

leichte Phase eine aufwärts gerichtete, axiale Bewegung durchführen. In der Mitte der Wirbelkammer bilden Luft oder Gase, die von der Flüssigkeit abeschieden sind, einen Kern um die Achse der Wirbelkammer.

Die Schicht der schweren Phase, welche ursprünglich neben der Wand der Wirbelkammer ausgebildet ist, bewegt sich weiter abwärts und dreht sich um die Achse der Entleerungskammer 3. Die schwere Phase strömt so in axialer Richtung zur Entleerungsöff-

nung 7 der Entleerungskammer und führt gleichzeitig ihre Drehbewegung fort. Folglich strömt diese Phase längs eines schraubenförmigen Weges. Wenn sich die schwere Phase zur Entleerungsöffnung 7 der Entleerungskammer gemäß Erfindung bewegt, trifft sie auf

ein Glied 12 oder 12 a, welches in der Entleerungskammer angeordnet ist und eine Oberfläche aufweist, welche, gesehen in Drehrichtung der Phase, eine Neigung aufweist, die der Neigung der schraubenförmigen Bahn der Phase entgegengesetzt ist. Dadurch

wird eine Kraft veranlaßt, in einer Richtung zu wirken, welche der Richtung der Axialbewegung der schweren Phase entgegengesetzt ist. In den in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsformen ist diese Kratt aufwärts gerichtet und übt einen Gegendruck

gegen den Druck aus, welcher die abgeschiedene schwere Phase in Abwärtsrichtung zur Entleerungsöffnung der Entleerungskammer hin drückt. Dadurch wird ein großes Druckgefälle in der Entleerungskammer erhalten. Durch zweckmäßiges Ausbilden des

Teiles 12 oder 12 α ist es möglich, einen Gegendruck gewünschter Größe in jedem separaten Fall und ein entsprechendes Druckgefälle zu erhalten, ohne die Entleerungsöffnung 7 der Entleerungskammer zu drosseln.

Die mit dem genannten Glied efzielbare Wirkung ist am besten folgendermaßen erklärbar. Es sollte möglich sein, einen axialen Gegendruck und ein entsprechendes Druckgefälle ohne Drosselung der Entleerungsöffnung der Entleerungskammer zu erhalten,

(■' wenn eine Zentrifugalpumpe mit einem offenen Pumprotor oder eine Schraubenpumpe mit der Entleerungsöffnung verbunden und so angeordnet wären, um die entleerte schwere Phase in Axialrichtung gegen die Strömungsrichtung zu pumpen, und einen Druck hätten, welcher geringer als der Druck ist, der die schwere Phase zur Entleerungsöffnung hin drückt. Da jedoch die sich entleerende Phase zusätzlich zur Axialbewegung ebenfalls eine schnelle Dreh-

bewegung ausführt, könnte dasselbe Ergebnis erhalten werden, indem in der Entleerungsöffnung beispielsweise ein befestigtes Flügelrad angeordnet ist, dessen Steigung derjenigen der schraubenförmigen Bahn der sich entleerenden Phase entgegengesetzt ist. Die Relativbewegung zwischen dem befestigten Flügelrad und der sich drehenden Phase baut dann den gewünschten Gegendruck auf und dieses wurde erfindungsgemäß gefunden. Im Prinzip ist gemäß Erfindung ein derartiges, nicht drehbares schraubenförmiges Flügelrad in der Entleerungskammer angeordnet.

In der Ausführungsform gemäß F i g. 1 und 3 besteht das genannte Glied aus einem schraubenförmigen Führungsflügel 12, dessen Steigung derjenigen der schraubenförmigen Bahn der sich entleerenden Phase entgegengesetzt ist. Er besteht aus einem Metallstreifen, welcher an der zylindrischen Wand der Entleerungskammer mit Hilfe einer Schweißung befestigt ist.

In der Ausführungsform nach F i g. 4 besteht das Glied aus zwei radial angeordneten Flügeln 12 a, welche fast Propellerflügeln gleichen. In dieser Anordnung ist ebenfalls eine kreisförmige Anschlagplatte 8 vorgesehen, welche als solche bekannt ist und koaxial mit dem Auslaß 6 des Zyklonenabscheiders ist. Diese Anschlagplatte wirkt als eine Hemmung der Axialbewegung der sich entleerenden Phase und erhöht zusammen mit den Flügeln 12 a deren Steuerfunktion. Die Anschlagplatte ist von einer Säule 9 gestützt.

Es besteht die Möglichkeit, daß einige Partikel der abgeschiedenen schweren Phase nach Anstoßen gegen die Führungsflügel 12 oder 12 α durch den Auslaß 6 zurückprallen und sich in die leichte Phase vermischen werden, welche sich durch das Auslaßrohr S entleert. Dies wird vermieden, indem eine perforierte Trennwand zwischen der Anschlagplatte 8 und diesem Glied angeordnet wird. Eine solche Trennwand 13 ist in F i g. 5 gezeigt. Sie ist mit einer kreisförmigen Öffnung 13 α versehen, welche koaxial zu der Entleerungskammer 3 angeordnet ist. In dem gezeigten Austührungsbeispiel ist der Durchmesser dieser öffnung kleiner als derjenige der Anschlagplatte 8. Als weitere Vorsichtsmaßnahme gegen das Wiedereindringen der Partikel der schweren Phase in die Wirbelkammer kann die Anschlagplatte 8 mit einem zylindrischen Flansch 14 versehen sein, der koaxial zu der Anschlagplatte und auf deren Seite angeordnet ist, die zur Entleerungsöffnung 7 zeigt. Dieser Flansch 14 bildet dann ein Labyrinth zusammen mit der Trennwand 13, wodurch ein Zurückprallen der Partikel der schweren Phase schwerlich eintreten kann.

Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen begrenzt. So muß die Anordnung nicht so ausgerichtet sein, wie dies in der Zeichnung gezeigt ist. Ihre Hauptachse kann beispielsweise horizontal sein. Auch kann die Anordnung als ganze ebenfalls umgedreht werden. Weitere Modifikationen sind ebenfalls möglich. Beispielsweise kann die Trennwand 13 aus einer Platte bestehen, welche mit gleichmäßig verteilten kleineren öffnungen versehen ist. Die Führungsflügel, welche den Aufwärtsdruck aufbauen, können anders als in der oben beschriebenen Weise angeordnet sein. Sie können auch in einer Entleerungsleitung angeordnet sein, welche die abgetrennte Phase aus der Entleerungskammer führt; jedoch wird in einem solchen Fall die Leitung als ein sich erstreckender Teil der Entleerungskammer angesehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 2 spiel Bezug genommen auf die Bedingungen in der Patentansprüche: Zellulose-Industrie. In einer Suspension aus Zellulosefasern wurden

1. Anordnung bei einem Zyklonenabscheider Verunreinigungen beispielsweise in der Form von mit einem an dem Einlaufkopf koaxial angeord- 5 Rindenteilchen, Metallpartikeln, Sand u. dgl. gefunneten Abflußrohr für die gereinigte leichte Phase den, welche aus dieser Suspension abgetrennt werden und mit einer koaxial angeordneten Entleerungs- müssen. Sonst werden sie Flecken auf dem Papier kammer für eine abgetrennte schwere Phase an hervorrufen, welches aus der Fasersuspension hergedem Ende, das dem Einlaufkopf gegenüberliegt, stellt ist. Wenn die Suspension in einem Zyklonenabdurch welche die abgetrennte schwere Phase in io scheider behandelt wird, werden die Verunreinigunaxialer Richtung zu einer Entleerungsö'fnung der gen eine schwere Phase bilden, welche folglich von Entleerungskammer strömt, wobei sie eine Dreh- der leichten Phase, welche die Zellulosefasern entbewegung um die Achse der Entleerungskammer hält, getrennt werden kann. Es ist verständlich, daß durchführt und so einer schraubenförmigen Bahn der Strom der schweren Phase so gesteuert werden folgt, gekennzeichnet durch ein in der 15 sollte, daß ein so geringer Teil wie möglich der leich-Entleerungskammer in einem Abstand von ihrer ten Phase zusammen mit der schweren Phase austritt. Entleerungsöffnung und koaxial mit der Kammer Sonst ergeben sich Verluste.

fest angebrachtes Glied (12 oder 12 a), welches Andererseits muß der Strom der abgetrennten aus einem oder mehreren Führungsflügeln be- schweren Phase so gesteuert werden, daß die ersteht, deren Steigung derjenigen der schrauben- 20 zeugte leichte Phase zu einem zufriedenstellenden förmigen Bahn der abgetrennten Phase entgegen- Grad gereinigt wird. Weiterhin ist die Notwendigkeit gesetzt ist. einer Möglichkeit zum Steuern der Zyklonenabschei-

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ge- der in der Zellulose-Industrie in letzter Zeit äußerst kennzeichnet, daß die Entleerungsöffnung (7) der wichtig geworden, da es notwendig geworden ist, so-Entleerungskammer einen Durchmesser aufweist, 25 weit wie möglich zu verhindern, daß Zellulosefasern welcher größer als der Durchmesser des Auslas- in Seen und Flüsse entleert werden, wo sie ein Wasses (6) des Zyklonenabscheiders in die Entlee- serveiumeinigungsagens bilden.

rungskammer ist. Es sind Versuche gemacht worden, um Zyklonen-

3. Anordnung nach einem der vorhergehenden abscheider in unterschiedlicher Art zu steuern, beiAnsprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine 30 spielsweise die Entleerungskammer mit einer radial Anschlagplatte (8) für die ankommende Phase in ausgerichteten Entleerungsöffnung zu versehen. Es der Entleerungskammer (3) vorgesehen ist, die ist auch versucht worden, eine Drosselvorrichtung an koaxial zu dem Auslaß (6) des Zyklonenabschei- der Entleerungsöfmung der Entleerungskammer anders in die Entleerungskammer angeordnet ist. zuordnen, um einen zweckmäßig eingestellten Wider-

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch ge- 35 stand gegen den Strom der schweren Phase zu schafkennzeichnet, daß eine Trennwand (13) mit einer fen, wobei diese Vorrichtung manchmal einstellbar kreisförmigen öffnung angeordnet ist, die koaxial ist. Die verschiedenen Lösungen dieser Art sind nicht zu der Anschlagplatte (8) ist, und daß die Trenn- zufriedenstellend, da die Drosseln die Neigung hawand in der Entleerungskammer zwischen der ben, die Entleerungsöffnung zu verstopfen, wobei Anschlagplatte (8) und dem fest angebrachten 40 dann der freie Durchgang zu klein wird.

Glied (12,12 a) angeordnet ist. Es werden oft parallel angeordnete Batterien von

5. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, da- Zyklonenabscheidern verwendet, sogenannte Mehrdurch gekennzeichnet, daß die Anschlagplatte (8) fach-Zyklonenabscheider. Bei solchen Anlagen ist es mit einem zylindrischen, koaxial angeordneten versucht worden, den Abscheidevorgang dadurch zu Flansch (14) auf der Seite versehen ist, welche 45 steuern, daß die Entleerungsmenge aus einer Aufzur Entleerungsöffnung (7) der Entleerungskam- nahmekammer für die abgetrennte schwere Phase, mer weist. welche den parallel angeordneten Zyklonenabscheidern gemeinsam ist, gesteuert und so ein Gegendruck

ohne Drosselung der Entleerungsöffnungen der ein-

So zelnen Zyklonenabscheider aufgebaut wird. Diese Versuche sind indessen ohne besondere Anordnun-

Die Erfindung betrifft eine Anordnung bei einem gen nicht erfolgreich gewesen. Der Grund hierfür be-Zyklonenabscheider mit einem an dem Einlaufkopf steht darin, daß der Abscheidevorgang sehr empfindkoaxial angeordneten Abflußrohr für die gereinigte Hch ist, so daß die einzelnen Abscheider in einem leichte Phase und mit einer koaxial angeordneten 55 Mehrfach-Zyklonenabscheider individuelle Abschei-Entleerungskammer für eine abgetrennte schwere deergebnisse auf Grund selbst geringer individueller Phase an dem Ende, das dem Einlaufkopf gegen- mechanischer Unterschiede liefern. Es ist deshalb überliegt, durch welche die abgetrennte schwere notwendig, jeden einzelnen Abscheider in einem Phase in axialer Richtung zu einer Entleerungsöff- Mehrfach-Zyklonenabscheider sorgfältig zu kalibrienung der Entleerungskammer strömt, wobei sie eine 60 ren, um in der ganzen Anlage ein einheitliches AbDrehbewegung um die Achse der Entleerungskam- scheideergebnis zu erhalten. Dies ist ein Nachteil bei mer durchführt und so einer schraubenförmigen den bislang bekannten Zyklonenabscheidern, welcher Bahn folgt. Kosten und Schwierigkeiten verursacht.

Zyklonenabscheider werden in vielfacher Hinsicht In einer bekanntgewordenen Anordnung entspre-

verwendet. Sie werden insbesondere in großem Aus- 65 chend der britischen Patentschrift 705 700 werden

maß in der Zellulose-Industrie zum Reinigen von Su- schraubenförmige Leitschaufeln in der Wirbelkam-

spensionen und Zellulosefasern verwendet. Demzu- mer eines Zyklonenabscheiders, also nicht in dessen

folge wird bei der folgenden Beschreibung als Bei- Entleerungskammer, verwendet, und die Auslaßöff-