DE2647486B2 - Hydrozyklon - Google Patents

Description

Die Erfinduni bezieht sich auf einen Hydrozyklon zum Trennen von Suspensionen in eine Gutstoff- und eine Ausschuß-Fraktion mit einem sich kegelstumpfförmig verjüngenden Trennrohr, an dessen schmaleren Ende Sicti eine Ablauföffnung for die Ausschuß-Fraktion befindet und an dessen breiteren Ende ein koaxial zu dem Trennrohr angeordnetes Rohr zum Abführen der Gutstoff-Fraktion vorgesehen ist so daß ein Ringraum zwischen Trennrohr und Gutstoff-Abführrohr gebildet ist der mit einer Abdeckung verschlossen ist und dem die zu behandellnde Suspension über mindestens zwei Einlaufkanäle zuhlhrbar ist, die zur Außenwand des Gutstoff-Abführrohres gekrümmt sind.

Bei einem bekannten Hydrozyklon dieser Art (SE-PS 315 266) werden durch schräge Bleche zwischen Trennrohr und Gutstoff-Abführrohr Einlaufkanäle gebildet, die den Suspensionsströmen sowohl eine gewisse tangential als auch eine gewisse vertikale Bewegungskomponente erteilen.
Eine exakte Führung der Suspensionssiröme derart

daß diese sich innerhalb des Trennrohres entlang vorgegebener Bahnen bewegen, ist bei diesem vorbekannten Hydrozyklon nicht möglich, denn einerseits ergibt sich nur in einem sehr kurzen Bereich eine Führung durch die schrägen Bleche und andererseits sind zwischen diesen Blechen Spalte vorhanden, die einen mehr oder weniger ungesteuerten Durchtritt von Teilen der Suspensionsströme ermöglichen. Darüber hinaus können bei diesem bekannten Hydrozyklon die verschiedenen Suspensionsströme aufeinander treffen, wodurch zusätzliche Wirbel entstehen, durch die die Kapazität des Hydrozyklon vermindert wird.

Es ist auch bereits eis Hydrozyklon bekannt {US-PS 2976994), bei dem im Inneren des sich nicht verjüngenden Trennrohres spiralförmige Führungen für Suspensionsströme vorgesehen sind, die sowohl abwärts- als auch aufwärtsgerichtete Suspensionsströme erzeugen, also ein Muster von gegeneinander gerichteten Suspensionsstrdmen. Bei einem solchen Hydrozyklon ergibt sich jedoch wegen der gegensinnigen

Führungen der Suspensicnsströme eine geringe Leistungsfähigkeit weil die durch Zentrifugalkraft nach außen bewegten Ausschuß-Teilchen im wesentlichen allein durch Schwerkraft und nicht durch eine zusätzliche Kraftwirkung in Strömungsrichtung der

Suspension zur Ablauföffnung bewegt werden.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Hydrozyklon großer Leistungsfähigkeit zu schaffen, also einen Hydrozyklon, der zur Reinigung großer Suspensionsmengen pro Zeiteinheit geeignet ist Zur Lösung dieser Aufgabe wir«! iii Hydrozyklon der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß derart ausgestaltet daß die Suspension zus jedem Einlaufkanal in den Ringraum entlang eines in der Abdeckung vorgesehenen, das Gutstoff-Abführrohr umgebenden

Kanalveriaufs zuführbar ist der in Strömungsrichtung der Suspension derart geneigt ist daß in bekannter Weise die aus dem Kanalverlauf herausgesprühte Suspension eine zur im schmaleren Ende des Trennrohres vorgesehenen Ablauföffnung gerichtete Geschwin-

digkeitskomponertte erhält und daß der Kanalverlauf an einer vorzugsweise tangential zum Gutstoff-Abführrohr verlaufenden, am Schnittpunkt von Kanalverlauf und der inneren senkrechten Wand des in Strömungsrichtung der Suspension vorhergehenden Kanalverlau-

fes liegenden Kante endet von der die jeweils versprühten Suspensionen entlang ihrer eigenen, das Gutstoff-Abführrohr umgebenden, spiralförmigen Bahn geführt werden, wobei die Bahn jeweils die Bahn der Suspension von dem stromaufwärts liegenden Kanal-

verlauf überlappt so daß die von den verschiedenen Kanalverläufen zugeführten Suspensionsströme nicht aufeinander treffen.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Hydrozyklon werden in diesem mehrere nach unten gerichtete, spiralförmige Suspensionsströme erzeugt, die einander in ihrem Strömungsverlauf nicht behindern, so daß ein stabiles Strömungsverhalten sowie ein gewünschter Strömungsverlauf erhalten wird, wodurch

sich eine optimale Ausnutzung des Innenraums des Trennrohres und damit eine große Leistungsfähigkeit des Hydrozyklon ergibt.

Es ist zwar auch schon ein Hydrozyklon bekannt (SP'PS 42 912), der einen spiralförmigen Kanalverlauf hat, um einen Suspensionsstrom spiralförmig nach unten zu leiten. Bei diesem Hydrozyklon ist jedoch lediglich eine einzige Zuführöffnung vorhanden, so daß nur ein einziger Suspensionsstrom entsteht, der einerseits nicht zu einer optkaalen Ausnutzung des Innenraums des Trennrohres führt und bei dem andererseits das Problem eines Aufeinandertreffens von Suspensionsströnien gar nicht auftreten kann.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

EHe Erfindung wird im folgenden anhand der Ausführungsbeispiele zeigenden Figuren näher erläutert

F i g. 1 zeigt einen Schnitt durch einen Hydrozyklon.

Fig.2 zeigt in perspektivischer Darstellung die Abdeckung des Hydrozyklon aus F i g. 1.

Fig.3 zeigt eine Draufsicht auf die in Fig.2 dargestellte Abdeckung.

F i g. 4 zeigt Kanalquerschnitte entlang der in F i g. 3 angedeuteten Linien I-I, H-II und III-III.

Fig.5 zeigt in perspektivischer Darstellung das Hydrozyklon-OberteiL

Fig.6 zeigt einen Schnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel eines Hydrozyklon-Oberteils.

Der in Fig. 1 dargestellte Hydrozyklon hat ein übliches Trennrohr 2, das sich nach unten zur Schmutz-Ablauföffnung 4' hin kegelstumpfförmig verjüngt, sowie ein Gutstoff-Abführrohr 4 aufweist, das am oberen Ende des Hydrozyklon ein Stück in das Trennrohr 2 hineinragt, so dal? zwi'chen der Innenwand des Trennrohres 2 und der Außenwand des Abführrohres 4 ein Ringraum 3 entsteht in den die über die Einlaufkanäle 1 zugeführten Suspensionsströme geleitet werden können. Dabei treten die aus den einzelnen Einlaufkanälen 1 austretenden Ströme an verschiedenen Stellen in das Trennrohr 2 ein, wie dies in F i g. 1 durch Pfeile angedeutet ist Auf diese Weise entstehen mehrere Ströme, nämlich so viele Ströme wie Einlaufkanäle vorhanden sind, die bereits im oberen Bereich des Trennrohres 2 gegeneinander versetzt sind und daher nicht aufeinandertreffen.

Dieser Strömungsverlauf wird mit Hilfe der in den F i g. 2 und 3 gezeigten Abdeckung für das obere Ende des Trennrohres 2 erreicht In F i g. 1 ist der Einlauf als fester Bestandteil des Hydrozyklon dargestellt In der Praxis wird er jedoch Ciurch eine aus einem Material gleichmäßiger Stärke bestehende kreisförmige Platte (F i g. 2) gebildet, die in der Mitte eine öffnung für das Gutstoff-Abführrohr 4 aufweist In die beispielsweise aus armiertem Kunststoff bestehende Platte sind die Einlaufkanäle 1 eingearbeitet deren in Strömungsrinhtung der Suspension betrachteten inneren Ränder 5 spiralförmig nach innen gekrümmt sind und am Ende nahezu tangential in die Außenwand des Abführrohres 4 übergehen. Die in Strömungsrichtung betrachtet äußeren Ränder 6 beschreiben eine spiralförmig nach innen verlaufende, etwas weitere Bahn und gehen am Ende nahezu tangential in die Innenwand des Trennrohres 2 über. Auf diese Weise ergibt sich ein Einlaufkanal, der zunächst verhältnismäßig breit ist und sich gemäß μ F i g. 2 zum Ende hin verjüngt.

Wie Fig. 5 zeigt ändert sich der Querschnitt des Einlaufkanals nach inn in zu. Am Anfang, d.h. am äußeren Kanalende steigt der Kanalboden relativ steil vom Innenrand 5 zum Auöenrand 6 hin an und geht ohne scharfen (spitzer») Winkel, in dem sich von dsr Suspension abgeschiedene schwere Teilchen ansammeln könnten, in diesen über. Im weiteren Verlauf des Kanals nach innen verläuft der Kanalboden aus der Schrägstellung in eine nahezu waagerechte Stellung. Diese Form des Einlaufkanals hat den Vorteil, daß sich in der einzuspeisenden, schwere und leichtere Teilchen (Sandkörner, Metallsplitter u. ä. sowie Fasern) enthaltenden Suspension schon am Anfang des Kanals die schweren Teilchen zu dessen Außenrand hin bewegen und infolge der Zentrifugalkraft auch beim Eintritt des Stroms in das Trennrohr 2 dort bleiben. Durch dieses »Vorsortieren« der im Hydrozyklon zu reinigenden Suspension wird die Reinigungsleistung bzw. die Kapazität des Hydrozyklon erhöht

Der Boden des Einlaufkanals 1 ist in Strömungsrichtung derart geneigt, daß der aus dem einzelnen Kanal 1 über den Rand 7 austretende Strom im Uhrzeigersinn gesehen über den Außenrand 6 der folgenden Kanals 1 steigt so daß ein Aufeinanderstoßen der einzelnen Ströme vermieden wird. Die Höhe der an der Eintrittsstelle 7 endenden schrägen Kanalverlaufsfläche 9 wird so bemessen, daß sie der Ganghöhe der Spirali-ahn des aus dem Kanal 1 austretenden Stroms dividiert durch die Anzahl der schrägen Kanalverlaufsflächen 9 entspricht

In Fig.5 ist eine Platte gemäß Fig.2 und 3 in das Oberteil des Hydrozyklon eingesetzt dargestellt Bei dieser Ausführungsform beginnt der Einlaufkanal 1 außerhalb des Trennrohres 2 und setzt sich spiralförmig ins Innere des Hydrozyklon fort Der aus dem Einlaufkanal 1 austretende Suspensionsstrom gelangt über die schräge Kanalverlauf&fläche 9 in den Ringraum 3 zwischen Trennrohr-Innenwand 2 und Gutstoff-Abführrohr 4. Da der Außenrand des Einlaufkanals 1 nahezu tangential in die Innenwand des Trennrohres 2 übergeht beginnt der die Verunreinigungen von der Suspension trennende Wirbel im Ringraum 3 in hohem Grade störungsfrei. Der Innenrand des Einlaufkanals 1 geirt nahezu tangential in die Außenwand des Gutstoff- Abführrohres 4 über.

Die auf diese Weise im Einlaufkanal 1 bereits »vorsortierten« Teilchen der Suspension werden somit bereits im Anfangsstadium in den äußeren bzw. inneren Teil des entstehenden Wirbels gelenkt.

Das Aufeinandertreffen der aus den einzelnen Einlaufkanälen austretenden Ströme wird durch schräge Flächen bzw. Abschrägungen verhindert die die Ströme auf gegeneinander versetzte Spiralbahnen leiten. Die vertikale Wand dieser schrägen Fläche hat Bogenform und erstreckt sich im Ringraum 3 von derTrennrohr-lnnenvaad bis zur Außenwand des Gutstoff-Abführrohres. Von der schrägen Kanalverlaufsfläche 9 gelangt der Strom schräg üb ir die im folgenden Einlaufkanal strömende Flüssigkeit hinweg und trifft tangential auf die Trennrohr-Innenwand, entlang der er sich wendelförmig fortbewegt Infolge der schrägen Kanalverlaufs flächen 9 erhalten die Ströme Bewegungskomponenten, die so gerichtet sind, daß der aus dem einzelnen Einlaufkanal austretende Strom sich nach einer Drehung von 360° im Trennrohr nich» mehr in die Austrittsebene bewegt. Auf diese Weise wird verhindert, daß die Ströme wieder auf sich selbst treffen, was zu Wirbelbildungen und Kapazitätseinbußen führen würde.

Bei dem in F ie. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel

dient ah Einlaufkanal 1 eine in der Wand des Trennrohres 2 angebrachte öffnung, die entsprechend der Darstellung vorzugsweise rechteckförmig ist. Diese Öffnung ist derart schräg in der Trennrohrwand angebracht, daß die in Strömungsrichtung betrachtete innere Öffnungswand mit der vertikalen Wand 8 der schrägen Fläche 9 zusammenfällt. Auf diese Weise -d der durch den Kanal 1 zu leitende Strom im Ringraum 3 tangential zum Gutstoff-Abführrohr 4 gelenkt. Von der schrägen Kanalverlaufsfläche 9 des Einlaufkanals I wird der Strom in der vorstehend beschriebenen Weise über den im folgenden Kanal fließenden Strom hinweggeleitet.

Bei dem in Fig.6 gezeigten Ausführungsbeispiel kann die öffnung des Einlaufkanals 1 durch Vertikalwände 10' oder Horizontalwände 10" in ZMfei oder mehrere Teile unterteilt werden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche;

   1, Hydrozyklon zum Trennen von Suspensionen in eine Gutstoff- und eine Ausschuß-Fraktion mit einem sich kegelstumpfförmig verjungenden Trennrohr, an dessen schmaleren Ende sich eine Ablauföffnung for die Ausschuß-Fraktion befindet, und an dessen breiteren Ende ein koaxial zu dem Trennrohr angeordnetes Rohr zum Abführen der Gutstoff-Fraktion vorgesehen ist, so daß ein Ringraum zwischen Trennrohr und Gutstoff-Abführrohr gebildet ist. der mit einer Abdeckung verschlossen ist und dem die zu bebändernde Suspension fiber mindestens zwei Einlaufkanäle zuführbar ist, die zur Außenwand des Gutstoff-Abffihrrohres gekrümmt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Suspension aus jedem Einlaufkanal (1) in den Ringraum (3) entlang einer in der Abdeckung vorgesehenen, das Gutstoff-Abführrohr (4) umgebenden Kanalveriaufsfläche (9) zuführbar ist, der in Strömungsrichtung der Suspension derart geneigt %C daß m bekannter Weise die aus der Kanalveriaufsfläche (9) herausgesprühte Suspension eine zur im schmaleren Ende des Trennrohres (2) vorgesehenen Ablauföffnung (4¹) gerichtete Geschwindigkeitskomponente erhält, und daß die Kanalveriaufsfläche (9) an einer vorzugsweise tangential zum Gutstoff-Abfuhrrohr (4) verlaufenden, am Schnittpunkt der Kanalverlaufsfläche (9) und der inneren senkrechten Wand (5, 8) den in Strömungsrichtung der Suspension vorhergehenden Kanalveriarfsflache (9) Hegenden Kante (7) endet, von der die jeweils versprühten Suspensionen entlang ikrer eigenen, das Crutstoff-Abführrohr (4) umgebenden, spiralfötiiugen Bahn geführt werden, wobei die Bahn jeweils die Bafc,i der Suspension von der stromaufwärts liegenden Kanalverlaufsfläche (9) überlappt, so daß die von den verschiedenen Kanalverläufen zugeführten Suspensionsströme nicht aufeinander treffen.

   Z Hydrozyklon nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Einlaufkanlle (1) im Quer· schnitt mindestens teilweise dreiecksförmig sind.

   3. Hydrozyklon nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalverlaufsfläche (9) an einer zum Guutoff-Abführrohr (4) nahezu tangential verlaufenden Vertikalwand (8) endet

   4. Hydrozyklon nach Ansprucn 3, dadurch gekennzeichnet daß die Höhe der Vertikalwand (8) etwa gleich der Ganghöhe der im Ringraum (3) vorgesehenen, spiralförmigen Kanalverlaufsflächen (9) dividiert durch die Anzahl der Kanalverlaufsflächen(9)ist