DE2312618C2 - Vorrichtung zum Reinigen von Suspensionen mit einem Hydrozyklon - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine als Baueinheit ausgebildete Vorrichtung zum Reinigen von Suspensionen mit mindestens einem Hydrozyklon gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist bekannt, in der Papier und Pulpenindustrie Hydrozyklone zur Entfernung von groben und feinen Verunreinigungen und von Scfr'nutzpartikeln aus wässrigen Faserpulversuspensionen einzusetzen. Wegen der großen zu beherrschenden Durchflußmengen und wegen der gewünschten Reinheitsgrade ist es dabei notwendig, Zyklone parallel zu größeren Einheiten oder Batterien zusammenzufassen.

Im allgemeinen werden die Zyklone derart angeordnet, daß die Auswurföffnung, aus der die durch Zentrifugalkraft abgeschiedenen Verunreinigungen usw. austreten, nach unten gerichtet ist, während die Auslaßöffnung für die übrig bleibende ganz oder teilweise gereinigte Komponente am oberen Ende des Zyklons vorgesehen ist. Die Auswurföffnung mündet dabei regelmäßig in die Umgebungsflüssigkeit aus und es besteht die Gefahr, daß diese Flüssigkeit in den Zyklon zurückgesaugt wird, wenn Störungen im gleichförmigen Durchfluß, Druckschwankungen oder andere Störungen auftreten. Ein derartiger Vorgang beeinträchtigt stark den Reinigungseffekt und sollte vermieden werden.

Es ist daher bekannt, die Anordnung derart zu treffen, daß die Auswurföffnung in einem Luft- bzw. Gasraum ausmündet, in dem ein Vakuum aufrechterhalten wird. Die Steuerung dieses Vakuum ist jedoch umständlich und bedingt einen zusätzlichen Aufwand.

In der US-PS 27 17 536 wird ein Hydrozyklon beschrieben, der gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 angeordnet ist. Dabei ist der bzw. jeder Hydrozyklon derart angeordnet, daß die Auswurföffnung nach oben gerichtet ist und sich die Auslaßöffnung am Boden der Zyklonkammer befindet. Aber auch bei dieser an sich umgedrehten Anordnung eines Zyklons treten die gleichen Schwierigkeiten auf. An die Auswurfkammer, in die die Auswurföffnung des Zyklons ausmündet, ist eine Leitung angeschlossen, auf die ein Vakuumerzeuger einwirkt

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 derart zu verbessern, daß eine Vakuumeinrichtung mit den zugehörigen aufwendigen Elementen vermieden werden kann, wobei dennoch sichergestellt ist, daß bei vorübergehenden Betriebsstörungen das Auswurfmaterial nicht in die Auswurföffnung ziTÜckgesaugt wird.

ic Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruches 1. Es ist gefunden worden, daß ein geschlossenes System aufrechterhalten werden kann, bei dem es nicht notwendig ist, Vakuumeinrichtungen od. dgL zu benüt-

'5 zen, wenn die erfindungsgemäßen Vorschläge angewandt werden. Die Auswurföffnung mündet in einen Raum aus, in dem sich immer Gas bzw. Luft befindet so daß bei Störungen keine Flüssigkeit zurückgesaugt werden kann. Dabei reguliert sich die Größe dieses Gasraums selbst, offenbar dadurch, daß etwaige Veriuste wieder durch Gas oder Luft ausgeglichen werden, die aus der Flüssigkeit austreten, die an der Auswurföffnung ausgeworfen wird und die dabei einen Druckabfall erfährt

In weiterer Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Deckel der Auswurfkammer transparent ist Dadurch kann in einfacher Weise die richtige Funktion des Hydrozyklons bzw. der Hydrozyklone kontrolliert und Verstopfungen schnell erkannt werden.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt Es zeigt

F i g. 1 einen vertikalen Schnitt durch eine Zykloneinheit nach der Erfindung, wobei der Schnitt nach der Linie 1-1 in F i g. 2 erfolgt

Fig.2 eine Seitenansicht des Endes der Einheit mit Rohranschlüssen,

Fig.3 eine Vertikalschnittansicht durch das obere Ende einer einzelnen Zyklonenhülle mit den dazugehörigen Elementen,

Fig.4 eine en'sprechende Schnittansicht durch das untere Ende der Hülle mit dazugehörigen und mit ihm zusammenwirkenden Mitteln,

F i g. 5 eine diagrammartige, perspektivische Ansicht eines Teils einer Reinigungsanlage mit Hydrozyklonein-

*5 heiten nach der Erfindung mit zwei Einheiten, die bereits angeschlossen sind und mit Platz für eine dritte Anlage, die noch anzuschließen ist,

Fig.6 eine De'ailansicht eines Anschlußstückes zwischen den Einheiten in einem geschlossenen

so Leitungssystem,

F i g. 7 eine vertikale Schnittansicht durch einen Teil einer Zykloneneinheit ähnlich zu der nach Fig.!, jedoch modifiziert nach einem weiteren Erfindungsmerkmal, wobei der Schnitt durch die Linie VII-VII der F i g. 8 erfolgt,

Fig.8 eine Seitenansicht eines Endes einer modifizierten Einheit mit Rohrverbindungen und

F i g. 9 eine Detailschnittansicht durch die Linie IX-IX der Fig.8 mit einer Verbindungsvorrichtung für die

so Zyklonen der Einheit,

Die Fig. 1 und die Fig. 2 zeigen eine als Baueinheit ausgebildete Vorrichtung mit mehreren Hydrozyklonen. Die Baueinheit umfaßt ein Gehäuse 10 aus rostfreiem Stahlblech, das in drei Kammern unterteilt ist, wovon die mittlere Kammer 12 die Einlaßkammer mit dem Einlaß 14 für die zu reinigende flüssige Suspension ist. Die gereinigte Suspension fließt in die Kammer 16 und in den Auslaß 18. Der Schlamm mit dem

abgeschiedenen Material, d. h, der Auswurf, gelangt in die Auswurfkammer 20 und in die Ausflußöffnung 22. Die Zwischenwände zwischen den Kammern sind mit 24 und 26 bezeichnet und eine Verstärkungsrippe mit 25. Die Wände 24 und 26 können eine größere Zahl, beispielsweise von zwanzig hydrozyklonen 30 tragen. Die Auswurfkammer 20 ist mit einem Deckel 28 aus transparentem Werkstoff geschlossen.

Aus den Darstellungen der Fig.3 und 4 ergibt sich, daß jedes der Zyklone 30 aus einem leicht konischen Gehäuse 32 aus rostfreiem Stahl besteht Am unteren, breiteren Ende ist ein Verschluß 34 vorgesehen, der einen im wesentlichen konjsch ausgebildeten Abschnitt besitzt, der sich in das Gehäuse 32 hineinerstreckt Ein Kanal 36 besitzt am unteren Ende eine Auslaßöffnung 35, die in der Auslaßkammer 16 ausmündet Ein Ansatz 38 und ein Haltering 40 dienen der Befestigung in der Zwischenwand 24, ein abdichtender O-Ring ist mit 42 bezeichnet Eine Einlaßöffnung 45 wird durch die Aufbiegung eines Teiles 44 des Gehäuses 32 geschaffen.

Das verjüngte Ende des Gehäuses 32 erstreckt sich durch eine Öffnung in der Zwischenwand 26 zwischen der Einlaßkammer 12 und der Auswurfkammer 20. Eine Muffe 46 mit Außengewinde umgibt die Öffnung und ist an der Wand 26 angeschweißt so daß ein Plastikkonus 50 mit seinem Teil 48 aufgeschraubt werden kann und eine Dichtung 52 gegen das Ende des Gehäuses 32 drückt Das Innere des Konus 50 bildet eine Fortsetzung des Gehäuses 32. Auf den Konus 50 ist wie F i g. 1 zeigt mittels einer Schraubverbindung 53 eine Auswurfdüse 54 mit einer Auswurföffnung 55 aufgeschraubt

Im Betrieb wird die zu reinigende Suspension, beispielsweise eine Suspension von Zellulosefasern durch den Einlaß 14 die Kammer 12 bei der Öffnung 45 in das Gehäuse 32 eingeleitet Durch die sich ergebende Rotation ergibt sich die Abscheidung. Die abgeschiedenen Partikel werden an der Auswurföffnung 55 ausgeworfen, während die gereinigte Suspension über die Auslaßkammer 16 zum Auslaß 18 gelangt

Bei normalem Betrieb bildet der Auswurf einen sonnenblumenartigen Flüssigkeitsvorhang um die Düse herum, was durch den Deckel 28 kontrolliert werden kann. Eine Störung ist leicht erkennbar.

Der sich in der Auswurfkammer 20 sammelnde Auswurf fließt durch die Ausflußöffnung 22 ab. Da die Kammer 20 geschlossen ist, ergibt sich etwa oberhalb der Linie x-x ein Gasraum oder Luftraum, der das ungestörte Austreten des Auswurfes aus den öffnungen 35 sicherstellt und auch die Beobachtung zuläßt Die Höhenlage der Auslaßöffnung 22 sichert diesen Gasbzw. Luftraum.
Die Fig.5 zeigt schematisch und perspektivisch die

ίο Anwendung der Erfindung beispielsweise zur Reinigung von Fasermaterial in einer Papierfabrik. Die batterieartigen Gehäuse 10 stehen auf einem Rahmen 56 und sind jeweils an die Einlasse 14 bzw. 14' bzw. die Auslässe 18 und 18' bzw. die Ausflußöffnungen 22 und 22' von entsprechenden Leitungen 60,62 und 64 angeschlossen. Der Anschluß erfolgt mittels Verbinder 66 (F i g. 6) und durch Sperrventile 68 ist es möglich, eines der batterieartigen Gehäuse 10 abzuschalten ohne das übrige System zu stören. Rohrkrümmer 70 ergeben in

einfacher Weise ein Wehr um den F.„<isigkeitsstand in der Auswurfkammer 20 zu steuern.

In der vorstehend beschriebenen Baueinheit ist die Einlaßkammer 12 etwas größer als die Auswurfkammer 20 und die Auslaßkammer 16 besitzt eine Höhe von etwa de-·- Hälfte der Höhe der Auswurfkammer 20. Die relative Größe dieser Kammern kann jedoch verändert werden.

Da in der Einlaßkammer ein höherer Druck von z. B. 3 kp/cm² herrschen kann, ist es ratsam, die Größe der Einlaßkammer dem anzupassen. Ein derartiges Beispiel ist in den F i g. 7 bis 9 der Zeichnungen dargestellt wobei die Bezugsziffern durch den Zusatz »a« kenntlich gemacht sind. Im übrigen stimmt die Bauweise mit der vorbeschriebenen Bauweise der F i g. 1 bis 4 im wesentlichen überein. Die relativ voluminöse Auswurfkammer 20a ergibt eine größere Freiheit für die Anpassung des Flüssigkeitsstandes x-x in dieser Auswurfkammer. Darüber hinaus kann der untert Teil dieser Auswurfkammer dazu benutzt werden, die schwereren Partikel aufzunehmen, die dann durch eine öffnung in der Kammer periodisch entfernt werden. Die Zyklone 32a sind mittels Muffen 47 und Muttern 49 mit der Trennwand 26a verschraubt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Als Baueinheit ausgebildete Vorrichtung zum Reinigen von Suspensionen mit mindestens einem Hydrozyklon mit konischer, senkrecht stehender Zyklonkammer, an deren breitestem Teil ein Einlaß für die Suspension angeordnet ist, während die Auslaßöffnung und die in eine abgetrennte Auswurfkammer mündende Auswurföffnung koaxial an der Basis und an der Spitze der Zyklonkammer angeordnet sind, wobei der bzw. jeder Hydrozyklon derart angeordnet ist, daß die Auswurföffnung nach oben gerichtet ist und sich die Auslaßöffnung am Boden der Zyklonkammer befindet, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Flüssigkeitsstand (x-x) in der im oberen Teil vollkommen geschlossenen und mit Gas gefüllten Auswurfkammer (20) unter der Auswurföffnung (55) befindet und daß die Ausflußöffnung (22) der Auswurfkammer (20) unter öej Auswurföffnung (55) angeordnet ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (28) der Auswurfkammer (20) transparent ist