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Verfahren zur Behebung von Verstopfungen ,des Unterlauf-Auslasses
von Hydrozyklonen Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behebung
von Verstopfungen des Unterlauf-Auslasses von Hydrozyklonen beim Separieren oder
Fraktionieren von Suspensionen. Solche Hydrozyklone bestehen in der Regel aus einer
konischen Kammer mit kreisförmigem Querschnitt, in welche die Suspension tangential
unter Druck an dem weiteren Teil des Konus eingeleitet wird. Hierbei entstehen Wirbelbewegungen,
die bewirken, daß die schwereren Teilchen durch die Zentrifugalkraft nach außen
geschleudert werden und die Kammer als Suspension (Unterlauf) durch einen Auslaß
an ihrer Spitze verlassen. Die leichteren Teilchen gehen als Suspension durch einen
zentralen Auslaß am anderen Ende der Kammer, das sogenannte überlaufrohr, ab.
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Im folgenden werden Hydrozyklone vom konischen Typus beschrieben,
obwohl Zyklone in Form einer zylindrischen Kammer nach demselben allgemeinen Prinzip
arbeiten.
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Es ist bei der Verwendung von derartigen Zyklonen zur Erzielung eines
befriedigenden Trenneffektes oft notwendig, jeden Zyklon mit einer verhältnismäßig
geringen Leistung zu betreiben. Wenn es sich um große Flüssigkeitsmengen handelt,
wie beim Reinigen von Wasser oder in der Zellulose- und Papierindustrie, besteht
deshalb eine Hydrozyklonanlage aus einer größeren Anzahl von kleinen Zyklonen. Es
kommt beim Betrieb solcher Anlagen oft vor, daß sich die Unterlauf-Auslässe der
Zyklone verstopfen, wodurch der Trenneffekt vermindert oder sogar aufgehoben wird.
Solche verstopften Zyklone wurden bisher von Hand gereinigt.
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Die vorliegende Erfindung beseitigt diese Nachteile dadurch, daß der
Unterlauf-Auslaß während des Betriebes mit längeren Zeitabständen jeweils für kurze
Zeit erweitert wird. Der Auslaß wird aber sonst während des Betriebes auf einem
im wesentlichen konstanten vorherbestimmten Querschnitt gehalten. Um die kurzzeitige
Erweiterung des Unterlauf-Auslasses bewirken zu können, bedient man sich erfindungsgemäß
eines elastisch erweiterungsfähigen Unterlauf-Auslasses, z. B. aus Weichgummi.
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Solche Unterlauf-Auslässe werden in der Technik bereits zur Lösung
einer anderen Aufgabe beim Betrieb von Hydrozyklonen benutzt, nämlich um den Einfluß
von Änderungen in der Zusammensetzung des eingespeisten Behandlungsgutes eines Hydrozyklons
auf die Konsistenz des Unterlaufes selbsttätig auszugleichen. Zu diesem Zweck wird
bei dem bekannten Verfahren die Unterlauföffnung in Abhängigkeit von dem im überlaufrohr
schwankenden Unterdruck innerhalb enger Grenzen variiert, um den Feststoffgehalt
des Unterlaufs bei der gerade noch fließfähigen Konsistenz zu halten und somit eine
optimale Durchsatzleistung zu erzielen (s. die belgische Patentschrift 507 399).
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Eine Behinderung des Unterlauf-Abflusses kann indessen, besonders
wenn es sich um die Separierung z. B. von Fasersuspensionen handelt, aus anderen
Gründen entstehen, nämlich dadurch, daß sperrige Gebilde als Verunreinigungen in
den Separierungsraum gelangen oder sich vor dem Unterlauf-Auslaß als Aggregate,
z. B. von Fasern, bilden. Solche Verstopfungen lassen sich durch das bekannte, von
einem elastisch erweiterungsfähigen Unterlauf-Auslaß ebenfalls Gebrauch machende
Verfahren nicht mit gutem Erfolg verhindern.
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Vielmehr müßte für diesen Zweck die im bekannten Fall benutzte Vorrichtung
auf die andere, oben beschriebene erfindungsgemäße Weise betrieben werden. Das erfindungsgemäße
Verfahren läßt sich demgemäß sogar auch auf dieses bekannte Verfahren anwenden,
indem man für die ungestörten normalen Phasen die Konsistenz des Unterlaufes auf
die bekannte Weise automatisch steuert, zusätzlich aber durch periodische kurzzeitige
starke Auslaßerweiterungen gemäß Erfindung für den Austritt sperriger Verstopfungen
sorgt.
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Das Verfahren kann beispielsweise so ausgeführt werden, daß man die
elastisch erweiterungsfähige
Düse hydraulisch ähnlich wie bei dem
bekannten Verfahren von außen unter einem gewissen Druck hält. im Gegensatz zu der
bekannten Arbeitsweise wird jedoch dieser Druck nicht in Abhängigkeit von einer
etwa auftretenden Abflußbehinderung im Unterlauf-Auslaß allmählich verringert, sondern
systematisch in längeren Zeitabständen schlagartig für kurze Zeit ganz aufgehoben
und so jeweils eine starke Vergrößerung der lichten Weite des Auslasses bewirkt,
die ausreicht, um ein etwa vorhandenes Gebilde plötzlich auszustoßen, das den Auslaß
zu verstopfen droht.
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Es ist auch möglich, dies dadurch zu bewirken, daß man den überlauf
periodisch kurzzeitig drosselt, wodurch man am Auslaß für den Unterlauf eine entsprechende
temporäre Druckerhöhung erhält.
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Die letztere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erweist
sich als besonders vorteilhaft bei dem oben bereits erwähnten Arbeiten mit Multiplenzyklonen.
Es braucht nämlich nicht der überlauf jedes einzelnen Zyklons gedrosselt zu werden,
vielmehr nimmt man die Drosselung zweckmäßig am Sammelauslauf sämtlicher Zyklone
für alle Zyklone gleichzeitig vor.
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Eine für das erfindungsgemäße Verfahren brauchbare Vorrichtung ist
in der Zeichnung dargestellt, in der F i g. 1 schematisch einen Multiplenhydrozyklon
zum Reinigen von Papiermasse zeigt; F i g. 2 ist ein Querschnitt durch die Konusspitze
eines mit Auslaßdüse aus Weichgummi versehenen Hydrozyklons in größerem Maßstab,
und F i g. 3 zeigt die Vorrichtung nach F i g. 2 in erweitertem Zustand.
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Die in F i g. 1 dargestellte Anlage besteht aus einer Anzahl von Hydrozyklonen
10, denen Papiermasse von einer sämtlichen Zyklonen gemeinsamen Zufuhrleitung
11 durch Einlässe 12 tangential zugeführt wird. Die beim Separieren
erhaltene leichtere Fraktion geht durch überlaufrohre 13 in jedem Zyklon ab und
die schwerere Fraktion durch die Konusspitzen der Zyklone, von denen sie zu einer
Sammelrinne 14
geleitet wird. Von den Überlaufrohren 13 geht die leichtere
Fraktion zu einer gemeinsamen Leitung 15
und von dort zur weiteren Behandlung.
In dieser Leitung 15 ist ein normalerweise .offenes Ventil 16 angeordnet,
das von einem Motor 17 in längeren Zeitabständen kurzzeitig geschlossen wird.
Wenn das Ventil 17 geschlossen ist, wird der Druck in den Konusspitzen erhöht.
Die in F i g. 1 gezeigte Auslaßdüse besteht aus einem Teil 118 aus Weichgummi, der
innen konisch verläuft. Wenn der Druck im System in der oben angegebenen Weise erhöht
wird, erweitert sich die Auslaßdüse zunehmend z. B. bis zur Erreichung der in F
i g. 3 dargestellten Form. Wenn ein solcher Hydrozyklon verstopft ist, wird der
Pfropfen dadurch leicht ausgestoßen.
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Wenn die Auslaßdüse durch Verschleiß einen größeren Querschnitt angenommen
hat, kann sie von einem Ring 19 aus Weichgummi umschlossen werden, der eine
solche Elastizität hat, daß die Düse den gewünschten Querschnitt beibehält. Auf
Grund der Elastizität des Ringes 19 ist es auch dann noch möglich, die lichte
Weite der Düse vorübergehend in der oben beschriebenen Weise zu vergrößern.