DE1301796B

DE1301796B - Hydrozyklon

Info

Publication number: DE1301796B
Application number: DEG50341A
Authority: DE
Inventors: Neumann Frank Peter August; Wallen Emil Olof Lennart
Original assignee: Grubbens and Co AB
Current assignee: Cellwood Grubbens AB
Priority date: 1967-06-13
Filing date: 1967-06-13
Publication date: 1969-08-28
Also published as: FI49477B; US3516551A; FI49477C; FR1570179A

Description

Es ist bereits ein Hydrozyklon bekannt, bei dem sich in der Einströmleitung im Abstand vom Hydrozyklonzylinder Organe, nämlich ein Ventil und ein Einfülltrichter befinden, mit denen die in den Zylinder pro Zeiteinheit einströmende Menge gesteuert werden kann. Bei diesem Hydrozyklon ist es indessen nicht möglich, Feststoffe und Flüssigkeiten stets, d. h. unabhängig von der Viskosität der Suspension und der Größe der Feststoffteilchen, weitgehend voneinander zu trennen. Der Grund dafür besteht darin, daß die bekannte Vorrichtung keine Möglichkeit besitzt, die Zirkularströmung der Suspension zu beeinflussen bzw. den speziellen Gegebenheiten anzupassen. Es ist aber besonders wichtig, dafür zu sorgen, daß die Suspension einerseits möglichst schnell und andererseits möglichst laminar in der Hydrozyklontrommel zirkuliert. Je besser dieser Zustand eingestellt wird, um so besser ist die Abscheidung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hydrozyklon mit kegeligem Unterteil zu schaffen, bei dem für jede praktisch vorkommende Suspension eine möglichst schnelle und vor allem eine möglichst laminare Zirkularströmung eingestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Drossel in Form eines Schiebers oder einer Klappe, die im Winkel zwischen Einlaufstutzen und zylindrischem Hydrozyklonoberteil, mit der Achse des Einlaufstutzens einen Winkel von etwa 30 bis 60' bildend, derart angeordnet ist, daß die Schieber-bzw. Klappenfläche in einer zur Hydrozyklonachse etwa parallelen Ebene liegt.
Das erfindungsgemäße Hydrozyklon gestattet die Anpassung der Strömung in der Trommel an die Viskosität der einströmenden Suspension, an die Größe der Feststoffteilchen und an die Geschwindigkeit der einströmenden Suspension. Unter Zugrundelegung von praktischen Verhältnissen ist es somit immer möglich, in der Trommel eine saubere Zirkularströmung (ohne Wirbelbildung) einzustellen.
Bei einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hydrozyklons ist in der Abflußleitung in unmittelbarem Anschluß an den Behälter in an sich bekannter Weise ein Rotor od. dgl. zur weiteren Steigerung der Geschwindigkeit und zur Wiederherstellung des Druckverhistes im Abscheider bei der Kreisbewegung der Suspension vorgesehen.
In dieser Ausführungsform kann die an dem oberen Ende des Abscheidebehälters angeordnete Abflußleitung sich vor dem Rotor axial nach oben und hinter ihm zu ihm tangential nach außen erstrecken, wobei der Rotor als Pumprad mit radialen oder geschwungenen Flügeln ausgebildet ist.
Zweckmäßig ist die Abflußleitung als schneckenförmiges Pumpengehäuse ausgebildet.
Der Rotor ist in bezug auf den axial gerichteten Teil der Abflußleitung vorzugsweise exzentrisch angeordnet.
Im allgemeinen ist die am oberen Ende des Abscheidebehälters angeordnete Abflußleitung über ihre gesamte Länge im wesentlichen senkrecht gerichtet, wobei der Rotor als Schnecke oder Propeller ausgebildet ist.
Der Fliehkraftabscheider nach der Erfindung führt zu einer erheblich verbesserten Reinigungswirkung, die teilweise der beibehaltenen oder gesteigerten Geschwindigkeit sowie dem Drehmoment zuzuschreiben ist. Dies ist von wesentlicher Bedeutung, da das letzte Abscheiden von Verunreinigungen gerade an der Stelle, an der die Flußrichtung der rotierenden Suspension umgekehrt wird, d. h. dann erfolgt, wenn die Suspension umkehrt. Das Beibehalten der Geschwindigkeit im Inneren der Abscheideeinheit ist somit für das vollständige Abscheiden der Verunreiiiigungen aus der Saspension und zum Aufrechterhalten einer zur Verhinderung einer erneuten Mitnahme des hochsteigenden Suspensionsstroms ausreichend hohen Fliehkraft in ihm wesentlich. Die Einflußenergie ist erheblich geringer als bei üblichen Abscheidern, bei denen zwischen dem Einfluß und dem Ausfluß ein erheblicher Druckabfall entsteht. Bei dem Abscheider nach der Erfindung findet weder ein Druckabfall noch ein Druckanstieg statt. Infolge der Anordnung des Rotors od. dgl. in der Abflußleitung gibt es weder einen Verschleiß noch ein Verstopfen, da die in der Suspension vorhandenen Verunreinigungen in dem Behälter vor ihrem Transport in Richtung auf den Austrag, und den Rotor abgeschieden sind.
In der Ausführungsform ohne Rotor kann natürlich die Abflußleitung in derselben Weise angeordnet sein wie bei der Ausführun-sform mit Rotor. Sie kann auch sowohl mit als auch ohne Rotor auf jede beliebige bekannte Weise angeordnet sein. Die Abflußleitung kann z. B. im wesentlichen vertikal sein. Die Aufgabeleitung vor der Drossel soll vorzugsweise verengt sein, d. h. der Rohrquerschnitt nimmt in der Nähe der Drossel ab. Die Querschnittsfläche unmittelbar an der Drossel ist also zweckmäßig 25 bis 75 o/to, vorzugsweise 50 0/0, des gewöhnlichen Querschnitts der Aufgabeleitung. Durch die Drossel geschieht eine weitere Verengerung. Die Aufgabeleitung vor der Drossel, speziell der verengerte Teil, kann jede beliebige geeignete Form haben, wie rund, elliptisch oder vorzugsweise viereckig.
Bei einer geeigneten Ausführungsform ist die Drossel ein Schieber; sie kann aber beispielsweise auch aus einer drehbaren Klappe bestehen. Wenn die Drossel aus einem Schieber besteht, kann das vordere Ende beispielsweise halbmondförmig sein, um die Passage von Verunreinigungen der Suspension zu erleichtern.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der beispielsweise einige Ausführungsformen eines Fliehkraftabscheiders nach der Erfindung dargestellt sind. Es zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht einer teilweise aufgebrochenen und geschnittenen ersten Ausführungsform, F i g. 2 ihre Draufsicht.
Der in der Zeichnung dargestellte Abscheidebehälter besteht aus einem zylindrischen oberen Ab- schnitt 1 und -einem darunter angeordneten konischen Abschnitt 2. An den unteren Teil des konischen Ab- schnitts 2 ist ein Behälter 3 oder Trichter 3' angeschlossen, zum Auffangen und Sammeln der während des Abscheidevorganges abgeschiedenen Verunreinigungen. Sowohl der untere Teil des konischen, Ab- schnitts 2 als auch der Behälter 3 können mit die Beobachtung des Abscheidevorgangs gestattenden Schaugläsern versehen sein.
Die verunreinigte Suspension wird über eine Aufgabeleitung tangential in den oberen Abschnitt 1 aufgegeben. Der Anschluß für die Aufgabeleitung ist mit 4, die schräggestellte Drossel mit 5 bezeichnet. Die Suspension fließt nach ihrer Reinigung in dem Abscheidebehälter über eine Austragleitung 6 aus, die, wie aus der Zeichnung ersichtlich, zu ihrer äußeren Anpassung in unterschiedlichen Richtungen verlaufen kann. In der Austragleitung6, und zwar in unmittelbarem Anschluß an den Abscheidebehälter, ist ein schematisch dargestellter Rotor7 angeordnet.
Der vorstehend beschriebene Hydrozyklon arbeitet wie folgt-. Die unter Druck durch den Anschluß 4 hindurch tangential aufgegebene verunreinigte Suspension wird zum Rotieren gebracht und fließt dabei abwärts in den konischen Abschnitt 2 hinein, so daß die sich infolge der Fliehkraftwirkung in der äußeren Zone des Wirbels ansammelnden Verunreinigungen abgeschieden werden und nach unten in den Behälter 3 hinein abwandern. Zur genauen Einstellung der Einlaufgeschwindigkeit in den oberen Abschnitt 1 des Abscheiders und des Wendepunktes im unteren Teil des konischen Abschnitts 2 dient die schräggestellte verstellbare Drossel 5. Die so gereinigte Suspension fließt auf der Innenseite des Außenstrudels aufwärts und wird über den Austrag 6 ausgetragen. Mit Hilfe des in geeigneter Weise angebrachten Rotors 7 wird die Suspension einer Pump- oder Saugwirkung unterworfen, die eine Geschwindigkeitssteigerung bewirkt. Zur Erzielung der bestmöglichen Pump- oder Saugwirkung bei unterschiedlichen Arten von Austragleitungen wird. der Rotor in verschiedenen Ausführungen gebaut.
Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Austragleitung zunächst zentral senkrecht nach oben und in bezug auf den eingesetzten Rotor axial und dann zu ihm tangential nach außen gerichtet. Hierdurch wird eine geeignete Pump- oder Saugwirkung erzielt, indem man den Rotor als Pumprad mit radialen oder geschwungenen Flügeln baut. Es kann zweckmäßig sein, die Rotormitte in dem zentral angeordneten Austrag etwas exzentrisch anzuordnen oder diesem Teil des Austrags die Form eines schneckenförmigen Pumpengehäuses zu geben. Als Vorteil der Ausführungsform nach F i g. 1 und 2 sei hier erwähnt, daß der Aufgabe- und der Austragsanschluß in gleicher Richtung angeordnet sein können, wodurch die äußere Berohrung erleichtert wird.

Claims

Patentansprüche: 1. Hydrozyklon mit kegeligem Unterteil, gekennzeichnet durch eine Drossel in Form eines Schiebers oder einer Klappe (5), die im Winkel zwischen Einlaufstutzen und zylindrischem Hydrozyklonoberteil, mit der Achse des Einlaufstutzens einen Winkel von etwa 30 bis 601 bildend, derart angeordnet ist, daß die Schieber- bzw. Klappenfläche in einer zur Hydrozyklonachse etwa parallelen Ebene liegt.
2. Hydrozyklon nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abflußleitung in unmittelbarem Anschluß an dem Behälter in an sich bekannter Weise ein Rotor (7) vorgesehen ist.