DE3628136A1 - Abscheidevorrichtung fuer leichtere komponenten einer fluessigkeitsstroemung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Abscheidevorrichtung für leichtere Komponenten einer Flüssigkeitsströmung mit einem wenigstens angenähert horizontal von der Flüssig­ keit durchströmten Gehäuse.

Bei vielen Flüssigkeitsströmungen, beispielsweise bei der Zuführung einer Faserstoffsuspension zum Stoffauf­ lauf einer Papiermaschine, oder aber auch bei sonstigen verfahrenstechnischen Anlagen oder nach Vakuumanlagen, Kompressoren oder dergleichen ist es erforderlich, aus einer Flüssigkeitsströmung leichtere Komponenten, wie beispielsweise Luft oder andere, spezifisch leichtere Phasen, wie z.B. Styropor- oder Folienteile bei der Altpapieraufbereitung, von der Flüssigkeit und der spe­ zifisch schwereren Phase, wie der Faserstoffsuspension zu trennen. Hierzu wird der Unterschied des spezifi­ schen Gewichtes ausgenützt, welcher bewirkt, dass Luft und leichtere Komponenten nach oben steigen und dort abgetrennt werden können. Für grosse Durchsatzmengen und schnelle Strömungsgeschwindigkeiten ist jedoch eine solche Trennung mittels des spezifischen Gewichtes bei bekannten Vorrichtungen nur sehr beschränkt wirksam.

Ein weiteres Problem in flüssigkeitsdurchströmten Rohr­ leitungen, speziell vor dem Stoffauflauf von Papierma­ schinen, ist die Beseitigung oder Dämpfung der durch Förderorgane erzeugten hydraulischen Schwingungen oder Druckstösse oder der in Krümmern erzeugten Ablösungen oder Rotationsströmungen, welches bei grossen Strö­ mungsgeschwindigkeiten bisher ebenfalls nur unvoll­ kommen gelöst werden konnte.

Die Erfindung setzt sich die Aufgabe, die vorstehend erwähnten Nachteile des Standes der Technik zu beseiti­ gen und insbesondere eine Abscheidevorrichtung für leichte Komponenten einer Flüssigkeitsströmung zu schaffen, mit welcher sich Luft und spezifisch leich­ tere Komponenten mit grösserer Effizienz auch bei gros­ sen Durchsatzmengen und grosser Strömungsgeschwin­ digkeit abscheiden lassen. Bei einer Weiterbildung der Erfindung sollen gleichzeitig Druckschwankungen und Schwingungen und Druckstösse in der Flüssigkeitsströ­ mung gedämpft oder eliminiert werden.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass im Gehäuse mit einem spitzen Winkel zur Strömungs­ richtung eine von der Flüssigkeit durchströmte, turbu­ lenzerzeugende Lochplatte zur Umlenkung der Flüssig­ keitsströmung nach oben, sowie in Strömungsrichtung hinter der Lochplatte am oberen der Teil der Flüssig­ keitsströmung ein Auslass für die leichteren Komponen­ ten vorgesehen ist.

Mit Vorteil ist die Lochplatte mit einem Winkel in der Grössenordnung von etwa 10 Grad gegen die Strömung ge­ neigt angeordnet und als sogenannter Stufendiffusor mit wenigstens zwei sich stufenförmig erweiternden Ab­ schnitten ausgeführt.

Im oberen Teil des Gehäuses kann ein Luftpolster zur Schwingungsdämpfung vorgesehen sein, welches mit einer Luftzuleitung versehen ist, wobei der Auslass für spe­ zifisch leichtere Komponenten an der Grenzlinie der Flüssigkeit und des Luftpolsters vorgesehen ist.

Die Erfindung wird anhand der in den Figuren darge­ stellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zei­ gen:

Fig. 1 eine Abscheidevorrichtung mit Schwingungs­ dämpfung, und

Fig. 2 eine Abscheideeinrichtung mit Drucksensoren.

Fig. 1 zeigt eine von einer Flüssigkeit, z.B. einer Faserstoffsuspension durchströmte Leitung mit einem Einlauf 1 und einem Auslauf 2, zwischen denen eine Ab­ scheidevorrichtung 3 mit einem Gehäuse 4 angeordnet ist. In diesem Gehäuse 4 ist in spitzem Winkel zur Strömungsrichtung eine turbulenzerzeugende Lochplatte 5 angeordnet, welche von der Flüssigkeit durchströmt wird und welche die Flüssigkeit nach oben umlenkt.

Die turbulenzerzeugende Lochplatte 5 ist mit Vorteil als sogenannter Stufendiffusor ausgebildet, welcher eine Vielzahl von parallelen Verteilkanälen 6 aufweist, welche jeweils wenigstens zwei sich stufenartig erwei­ ternde Abschnitte 7 und 8 besitzen. Infolge der nach dem Turbulenzerzeuger entstehenden Mikroturbulenz entsteht ein instabiler Strömungszustand, in dem sich die spezi­ fisch leichteren Phasen, z.B. Luft und Styropor- oder Folienteile von der spezifisch schwereren Komponente, d.h. der Flüssigkeit und der Faserstoffsuspension tren­ nen, wobei die leichtere Phase nach oben steigt.

Im oberen Teil des Gehäuses 4 ist ein Luftpolster 9 vorgesehen, welches von einer Zuluftleitung 10 über ein Druckminderventil 11 mit einer konstanten geringen Luftmenge versorgt wird. In diesem Luftpolster scheidet sich die aus der Suspension aufsteigende Luft ab.

In Niveauhöhe der Flüssigkeit, d.h. an der Grenzlinie von Flüssigkeit und Luftpolster befindet sich eine Aus­ lassöffnung 12 mit anschliessendem Abscheider 13, wel­ cher beispielsweise als Zyklon ausgebildet sein kann. Aus dieser Auslassöffnung 12 werden Luft und leichtere Komponenten als sogenannter Spukstoff ausgeschieden. lnfolge der Umlenkung der Flüssigkeitsströmung und der Turbulenzerzeugung kann eine solche Abscheidung von Luft und leichteren Komponenten auch bei grösseren Strömungsgeschwindigkeiten mit grösserer Effizienz als bisher erfolgen.

Das Luftpolster 9 bietet hierbei den zusätzlichen Vor­ teil, dass durch Förderaggregate und Pumpen erzeugte Druckschwingungen und Druckstösse gedämpft oder fast völlig eliminiert werden können.

Vor der Lochplatte 5 und am Gehäuse 4 nach der Loch­ platte 5 sind Drucksensoren 14 und 15 vorgesehen, wel­ che den inneren Druck der Flüssigkeit vor und nach der Lochplatte bestimmen. Der Durchfluss ergibt sich aus der Druckdifferenz der Sensoren 14 und 15. Ein Anstieg dieser Druckdifferenz bedeutet, dass an den Eintritten der Verteilerkanäle 7 der Lochplatte 5 kleine Teilchen, beispielsweise Faserverspinnungen abgelagert worden sind, welche den Durchsatz beeinträchtigen. In diesem Fall wird bei Ueberschreiten eines Schwellenwertes durch die Druckdifferenz ein entsprechendes Signal ge­ geben, welches auf die Notwendigkeit der Reinigung der Lochplatte aufmerksam macht.

Fig. 2 zeigt eine Abscheidevorrichtung ohne Luftpol­ ster. Einlauf 1 und Auslauf 2 sind in der Höhe versetzt und am oberen Rand des Auslaufes 2 ist an der höchsten Stelle des Gehäuses 4 der Auslass 12 für die leichteren Komponenten vorgesehen, an welchem wiederum ein Zyklon 13 angeschlossen ist, welcher einen kontinuierlichen Abfluss abgeschiedener Bestandteile sichert. Die Ab­ scheidewirkung ist analog der des erstgenannten Ausfüh­ rungsbeispieles. Die Schwingungsdämpfung ist jedoch geringer, so dass sich eine solche, vereinfachte Ab­ scheidevorrichtung überall dort mit Vorteil einsetzen lässt, wo die schwingungsdämpfenden Eigenschaften in der Anwendung nicht im Vordergrund stehen, sondern die Abscheide- und Gleichrichterfunktion.

Claims (12)

1. Abscheidevorrichtung für leichtere Komponenten einer Flüssigkeitsströmung mit einem wenigstens angenähert horizontal von der Flüssigkeit durch­ strömten Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (4) mit einem spitzen Winkel zur Strömungsrichtung eine von der Flüssigkeit durchströmte, turbulenzerzeugende Lochplatte (5) zur Umlenkung der Flüssigkeit nach oben, sowie in Strömungsrichtung hinter der Lochplatte (5) am oberen Teil der Flüssigkeitsströmung ein Auslass (12) für die leichteren Komponenten vorgesehen ist.

2. Abscheidevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Lochplatte (5) eine Vielzahl von parallelen Verteilkanälen (6) aufweist.

3. Abscheidevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Verteilkanäle (6) wenigstens zwei, sich in Strömungsrichtung stufenförmig erweiternde Abschnitte (7, 8) aufweisen.

4. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilkanäle (6) mit der Strömungsrichtung einen Winkel in der Grössenordnung von etwa 10 Grad bilden.

5. Abscheidevorrichtung nach einem der Ansprü­ che 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (4) einen wenigstens angenähert horizontalen Einlauf (1) und einen wenigstens angenähert horizontalen Auslauf (2) besitzt, wobei der Auslauf (2) in der Höhe gegenüber dem Ein­ lauf (1) versetzt ist.

6. Abscheidevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der Auslass (12) für die leichteren Komponenten in der Umgebung des oberen Randes des Auslaufes (2) angeordnet ist.

7. Abscheidevorrichtung nach einem der Ansprü­ che 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass im oberen Teil des Gehäuses (4) ein Luftpolster (9) vorgesehen ist.

8. Abscheidevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, dass an der Oberseite des Gehäu­ ses (4) ein Lufteinlass (10) vorgesehen ist.

9. Abscheidevorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslass (12) für die leichteren Komponenten in der Höhe der Grenzlinie zwischen der Flüssigkeit und dem Luftpolster (9) vorgesehen ist.

10. Abscheidevorrichtung nach einem der Ansprü­ che 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass am Aus­ lass (12) für die leichteren Komponenten ein Zyklon (13) vorgesehen ist.

11. Abscheidevorrichtung nach einem der Ansprü­ che 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Lochplatte (5) und nach der Lochplatte (5) jeweils ein Drucksensor (14, 15) vorgesehen ist.

12. Abscheidevorrichtung nach Anspruch 11, dadurch ge­ kennzeichnet, dass eine Signalvorrichtung zur Ab­ gabe eines Signals bei Erreichen eines vorgege­ benen Differenzdruckes der beiden Drucksenso­ ren (14, 15) vorgesehen ist.