DE1245906B

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Publication number: DE1245906B
Application number: DENDAT1245906D
Authority: DE
Publication date: 1967-08-03

Description

Hydrozyklon Die Erfindung bezieht sich auf einen Hydrozyklon mit einer hohlkegelförmigen Unterlauf-Auslaßdüse aus elastischem, dehnbarem Material und Mitteln zur Druckerhöhung in der Auslaßdüse.Hydrocyclone The invention relates to a hydrocyclone with a hollow conical underflow outlet nozzle made of elastic, stretchable material and means to increase the pressure in the outlet nozzle.

Es sind bereits Hydrozyklone bekannt, an deren Unterlauföffnung Gummiventile vorgesehen sind, die durch Beaufschlagung mit einem Druckmittel betätigt werden können, um die Größe der Durchströmöffnung des Hydrozyklons regeln zu können.Hydrocyclones are already known with rubber valves on their underflow opening are provided, which are actuated by the application of a pressure medium in order to be able to regulate the size of the flow opening of the hydrocyclone.

Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, Verstopfungen des Unterlaufauslasses von Hydrozyklonen, wie sie insbesondere bei wäßrigen Papierpulpensuspensionen vorkommen, zu beheben. Zur Lösung dieser Aufgabt ist bereits vorgeschlagen worden, den aus Gummi bestehenden Endteil der konischen Auslaßdüse periodisch kurzzeitig zu erweitern, in dem im Innern des Zyklons Druckerhöhungen hervorgerufen werden.The present invention has the task of clogging of the underflow outlet of hydrocyclones, as is particularly the case with aqueous paper pulp suspensions occur to fix. To solve this task it has already been proposed that periodically briefly the rubber end part of the conical outlet nozzle to expand by creating pressure increases inside the cyclone.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird nun gemäß der Erfindung zwischen der Auslaßdüse und dem kegeligen Zyklonunterteil mittels eines Verlängerungsstückes ein konusförmiges Paßstück aus elastischem, zusammendrückbarem Material vorgesehen, das mit seinem oberen Ende am Zyklonunterteil festsitzend gehalten ist, wobei ein Wandstück des Verlängerun'gsstückes einen durchgehenden Querkanal für ein Druckmittel aufweist.To solve the problem is now according to the invention between the outlet nozzle and the conical cyclone base by means of an extension piece a conical adapter made of elastic, compressible material is provided, which is held firmly seated with its upper end on the cyclone lower part, with a Wall piece of the extension piece has a continuous transverse channel for a pressure medium having.

Dadurch wird erreicht, daß die Auslaßdüse bei Beaufschlagung des Paßstückes mit einem Druckmittel vom Innern des Hydrozyklons abgesperrt wird und ein Wec, für das Druckmittel zur Auslaufdüse hin frei- ege - ben wird, so daß das Druckmittel die den Auslaß verstopfenden Feststoffe aus der Auslaßdüse herausspült.It is thereby achieved that the outlet nozzle upon application of the spud is shut off with a pressure medium from the interior of the hydrocyclone, and a Wec, towards free-ege for the pressure medium to the discharge nozzle - is ben so that the pressure fluid flushes out the outlet clogging solids out of the outlet nozzle .

An Hand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Es zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht, zum Teil als Schnitt dargestellt, einer Ausführungsform der Erfindung, F i g. 2 ein Schnitt nach der Linie 2-2 in der F i g. 1, F i 3 ein Schnitt in vergrößerter Darstellung durch den unteren Teil der F i g. 1 und die F i g. 4 eine Seitenansicht des unteren Teiles der in der F i g. 1 dargestellten Vorrichtung in vergrößerter Darstellung.An exemplary embodiment is described with reference to the drawing. It shows F i g. 1 shows a side view, partly shown as a section, of an embodiment of the invention, FIG. 2 shows a section along line 2-2 in FIG . 1, F i 3 a section in an enlarged representation through the lower part of FIG. 1 and FIG. 4 is a side view of the lower part of the FIG. 1 shown device in an enlarged view.

In den F i g. 1 bis 4 ist ein Zyklonseparator dargestellt, der aus einer langgestreckten Kammer mit einem allgemein runden Querschnitt und mit einem allgemein zylindrischen Körper 10 besteht, der am Basisende von einer Stirnwandung 12 abgeschlossen wird, durch die sich ein Auslaß 14 für die gereinigte, den Hauptausstoß der Vorrichtung bildende Pulpensuspension erstreckt. Ein Einlaß 16 für die zu reinigende Pulpensuspension ist so angeordnet, daß er eine zur Wandung des zylindrischen Teiles 10 tangential ver" laufende Strömung erzeugt, die spiralig an der Innenseite des zylindrischen Teiles 10 entlang in einer zur Stirnwandung 12 abgewandten Richtung verläuft. Das in bezug auf die Stirawandung 12 entgegengesetzte Ende des zylindrischen Teiles 10 endet in einem kegelig ausgebildeten, zum Teil 10 koaxialen Teil 18, der seinerseits am Scheitel in einer verengten Auslaßöffnung 20 endet, die die aus der Pulpensuspension abgeschiedenen festen Unreinheitenteilchen ableiten soll. Die Einrichtung wird im allgemeinen aus einem geeigneten steifen Material, wie Stahl, nichtrostender Stahl usw., hergestellt, wobei der kegelige Teil 18 in der Nähe des verengten Auslasses in einen mit Außengewinde versehenen Teil 22 ausläuft. Auf den kegeligen Teil 18 ist ein steifes Verlängerungsstück 24 aufgesehraubt. In diesem befindet sich ein biegsames, elastisches, gummiähnliches und hülsenartiges Absperrventil,-lied 26, das am Einlaßende mit einem radial nach außen vorstehenden Flansch 28 versehen ist, der zwischen dem Verlängerungsstück 24 und dem Ende des kegeligen Teiles 18 eingespannt sitzt und das röhrenförmige Glied 26 an Ort und Stelle an der Innenseite des Verlängerungsstückes 24 anliegend festhält, wobei das Auslaßende des röhrehf örmigen Gliedes 26 sich frei nach innen, der Wandung des Verlängerungsstückes 24 radial abgewandt falten kann. Die Wandung des Verlängerungsstückes 24 ist mit einem Einlaß 30 versehen, der an eine geeignete Druckmittelquelle, etwa eine Pumpe (nicht dargestellt) angeschlossen werden kann. Dieses Druckmittel kann aus Luft, Dampf, Wasser oder aus einem anderen geeigneten Druckmittel bestehen, je nach Art der zu reinigenden Suspension. Ein Ventilglied 40 wird von einem Elektromagrieten 42 betätigt, der periodisch von einem Zeitgeber 44 mit Strom versorgt wird, wobei dem Einlaß 30 eine intermittierende Druckmittelströmung zugeführt wird. An dem Auslaßende des Verlängerungsstückes 24 ist ein allgemein kegelig ausgebildeter Auslaß 32 angebracht, dessen Querschnitt sich zum Auslaßende hin verjüngt, wobei die Auslaßöffnung 20 kleiner ist als der übrige Teil des inneren Durchlaßweges des Gliedes 32. Der Auslaß 32 besteht aus einem biegsamen, elastischen und gummiähnlichen Material, das radial ausdehnbar ist, wenn auf dieses ein Innendruck einwirkt, der größer ist als der normale Betriebsdruck der Einrichtung; der Auslaß wird an der Gebrauchsstelle mittels einer Überwurfmutter 36 und eines ringförmigen vorstehenden Flansches 34, der gegen das Auslaßende des Verlängerungsstückes 24 gepreßt festgehalten. An der Überwurfmutter 36 sind über dem Auslaß 32 liegend mehrere axial verlaufende, elastische, metallische Blattfedern 38 angeordnet, die zur Abstützung des Auslasses und zur Unterstützung seiner Funktion dienen, wie später noch beschrieben wird.In the F i g. 1 to 4, a cyclone separator is shown, which consists of an elongated chamber with a generally round cross-section and with a generally cylindrical body 10 which is closed at the base end by an end wall 12 through which an outlet 14 for the cleaned, the main discharge of the Device forming pulp suspension extends. An inlet 16 for the pulp suspension to be cleaned is arranged in such a way that it generates a flow which runs tangentially to the wall of the cylindrical part 10 and which runs spirally along the inside of the cylindrical part 10 in a direction facing away from the end wall 12 the Stirawandung 12 opposite end of the cylindrical portion 10 terminates in a conically configured, coaxial to part 10 of member 18 which in turn terminates in a narrowed outlet opening 20 at the apex of which is to derive the separated from the pulp suspension solid Unreinheitenteilchen. the device is generally etc., made of a suitable rigid material, such as steel, stainless steel, wherein the tapered portion terminating in the vicinity of the constricted outlet in an externally threaded portion 22 18. on the conical part 18 a rigid extension piece 24 is aufgesehraubt. in this there is a flexible, elastic, rubber-like one s and sleeve-like shut-off valve, member 26 provided at the inlet end with a radially outwardly projecting flange 28 which is clamped between the extension piece 24 and the end of the tapered portion 18 and the tubular member 26 in place on the inside of the Extension piece 24 holds tight, wherein the outlet end of the tubular member 26 can freely fold inwardly, facing away from the wall of the extension piece 24 radially. The wall of the extension piece 24 is provided with an inlet 30 which can be connected to a suitable pressure medium source, such as a pump (not shown). This pressure medium can consist of air, steam, water or another suitable pressure medium, depending on the type of suspension to be cleaned. A valve member 40 is actuated by an electric rivet 42 which is periodically supplied with current by a timer 44, the inlet 30 being supplied with an intermittent flow of pressure medium. At the outlet end of the extension piece 24 a generally conical shaped outlet 32 is attached, the cross section of which tapers towards the outlet end, the outlet opening 20 being smaller than the remainder of the inner passage of the member 32. The outlet 32 consists of a flexible, elastic and rubber-like material which is radially expandable when it is subjected to an internal pressure which is greater than the normal operating pressure of the device; the outlet is held at the point of use by means of a union nut 36 and an annular protruding flange 34 which is pressed against the outlet end of the extension piece 24. A plurality of axially extending, elastic, metallic leaf springs 38 are arranged on the union nut 36 lying above the outlet 32 and serve to support the outlet and to support its function, as will be described later.

Im Betrieb wird der soweit beschriebenen Einrichtung durch den Einlaß 16 die zu reinigende wäßrige Papierpulpensuspension mit hoher Geschwindigkeit in tangentialer Richtung zur Wandung des zylindrischen Teiles 10 zugeführt, mit der Wirkung, daß sich ein Wirbelstrom bildet, wobei die Strömung der Suspension spiralig nach unten an der Innenwandung des zylindrischen Teiles 10 und des kegeligen Teiles 18 entlang bis zu einer Zone in der Nähe des .A,uslasses 20 am Scheitel verläuft. Die erzeugte zentrale Wirbelströmung führt zu einer Rückströmung der Pulpensuspension längs der Achse der Einrichtung, die durch den Auslaß 14 hinausströmt. Auf Grund der durch die Wirbelung der Suspension erzeugten Fliehkräfte und der Unterschiede der spezifischen Gewichte der kleinen Schmutzpartikeln und der Pulpenfasern, suchen die Schmutzteilchen sich aus der Suspension abzuscheiden und strömen durch die verengte Auslaßöffnung 20 zusammen mit einer kleinen Menge des flüssigen Mediums nach außen.In operation, the device described so far is fed through the inlet 16, the aqueous paper pulp suspension to be cleaned at high speed in a tangential direction to the wall of the cylindrical part 10 , with the effect that a vortex is formed, the flow of the suspension spiraling downwards at the Inner wall of the cylindrical part 10 and the conical part 18 runs along up to a zone in the vicinity of the .A, outlet 20 at the apex. The central vortex flow generated leads to a backflow of the pulp suspension along the axis of the device, which flows out through the outlet 14. Due to the centrifugal forces generated by the swirling of the suspension and the differences in the specific weights of the small dirt particles and the pulp fibers, the dirt particles try to separate out of the suspension and flow out through the narrowed outlet opening 20 together with a small amount of the liquid medium.

Wird das Auslaßglied 32 durch eine Anhäufung der Schmutzteilchen in dem sich verjüngenden Durchlaß verstopft, so führt das fortgesetzte Arbeiten der Einrichtung normalerweise einfach zur Ansammlung von weiteren Schmutzteilchen im Auslaßglied 32. Ein wesentliches Ansteigen des Druckes im Innern der Kammer über den normalen Betriebsdruck hinaus erfolgt nicht, da der Hauptauslaß 14 im Vergleich zu der verengten Öffnung 20 verhältnismäßig groß ist. Tritt dieser Fall bei der erfindungsgemäßen Einrichtung ein, so wird durch den Durchlaß 30 ein Druckmittel eingelassen, mit der Wirkung, daß das röhrenförmige Glied 26 radial gänzlich zusammengedrückt wird und dabei den zylindrischen Teil 10 und den kegeligen Teil 18 vom Auslaßglied 32 absperrt und die Strömung der Druckflüssigkeit oder des Druckmittels zum Auslaßende dieses Gliedes lenkt, wobei die angesammelten Teilchen herausgespült oder -gewaschen werden. Außerdem läßt das Zusammenfalten des ringförmigen Ventilgliedes 26 ein Ansteigen des inneren Druckes innerhalb des Auslasses 32 (der von den angesammelten kleinen Teilchen verstopft ist) über den normalen Betriebsdruck zu, wobei das Glied 32 radial ausgedehnt und die Öffnung 20 erweitert wird, um das Ausstoßen der verstopfenden Teilchen zu erleichtern. Nach Beseitigung der Verstopfung (welcher Vorgang normalerweise eine nur einige Sekunden lang dauernde Zufuhr der Druckmittelströmung erfordert), kann die Zuführung des Druckmittels durch denDurchlaß unterbrochen werden, wonach das elastische röhrenförmige Glied 26 sich wieder in seine ursprüngliche Gestalt ausdehnen und das Auslaßglied 32 sich zur normalen Gestalt zusammenziehen kann und wonach sich weiterhin Schmutzteilchen aus der Pulpensuspension abscheiden können. Während der Reinigung des verengten Auslasses 32 ist keine Unterbrechung der Suspensionsströmung durch den Einlaß 16 und den Auslaß 14 erforderlich. Der Zeitgeber 44 und der Elektromagnet 42 ermöglichen ein intermittierendes Einlassen eines Druckmittels in den Einlaß 30, das selbsttätig in jeden gewünschten Zeitintervallen periodisch erfolgt und damit sichert, daß die Öffnung 20 verstopfungsfrei bleibt, ohne eine eingehende Untersuchung erforderlich zu machen.If the outlet member 32 becomes clogged with an accumulation of debris in the tapered passage, continued operation of the device will normally simply result in the accumulation of further debris in the outlet member 32. There is no substantial increase in pressure inside the chamber above normal operating pressure because the main outlet 14 is relatively large compared to the narrowed opening 20. If this case occurs in the device according to the invention, a pressure medium is admitted through the passage 30 , with the effect that the tubular member 26 is radially completely compressed and thereby the cylindrical part 10 and the conical part 18 shut off from the outlet member 32 and the flow directs the pressure fluid or the pressure medium to the outlet end of this member, whereby the accumulated particles are flushed or washed out. In addition, the collapse of the annular valve member 26 allows the internal pressure within the outlet 32 (which is clogged by the accumulated small particles) to rise above normal operating pressure, the member 32 expanding radially and the opening 20 widened to expel the to ease clogging particles. After the obstruction has been cleared (which process normally requires only a few seconds of supply of the fluid flow), the supply of fluid through the passage can be interrupted, after which the resilient tubular member 26 will again expand to its original shape and the outlet member 32 normal Shape can contract and after which dirt particles can continue to separate from the pulp suspension. During the cleaning of the narrowed outlet 32 , no interruption of the flow of suspension through the inlet 16 and outlet 14 is necessary. The timer 44 and the electromagnet 42 allow an intermittent admission of a pressure medium into the inlet 30, which occurs automatically at any desired time intervals and periodically and thus ensures that the opening 20 remains free of clogging, without making a detailed examination necessary.

Es hat sich gezeigt, daß in einigen Fällen und besonders dann, wenn zum Ausdehnen des Auslaßgliedes 32 verhältnismäßig hohe Drücke erforderlich werden, ein Flattern oder Vibrieren des elastischen Auslaßgliedes auftreten kann, das an sich unerwünscht ist. Dieser Neigung zum Flattern oder Vibrieren kann dadurch entgegengewirkt werden, daß die elastischen Blattfederverstärkungen 38 vorgesehen werden, die das ausdehnbare Auslaßglied .32 federnd abstützen und zusammenhalten.It has been found that in some cases, and particularly when relatively high pressures are required to expand the outlet member 32 , flutter or vibration of the resilient outlet member can occur, which is undesirable in itself. This tendency to flutter or vibrate can be counteracted in that the elastic leaf spring reinforcements 38 are provided, which support the expandable outlet member .32 resiliently and hold together.

Die genaue Größe, Gestalt und Ausbildung des röhrenförmigen Gliedes 26 und des Auslaßgliedes 32 sind nicht kritisch und können je nach dem Zweck des besonderen Auslasses verändert werden. Diese Glieder werden vorzugsweise aus einer nachgiebigen, elastischen Mischung aus Natur- oder synthetischem Gummi hergestellt, wobei anzustreben ist, daß sich die Wandstärke des Auslaßgliedes 32 zum Auslaßende hin allmählich vermindert, um die besten Ergebnisse zu erzielen. Die Blattfederglieder38 sind zum wirkungsvollen Arbeiten der Einrichtung nicht unbedingt erforderlich; deren Anbringung kann jedoch unter gewissen Bedingungen, wie oben erwähnt, erwünscht sein.The exact size, shape and configuration of the tubular member 26 and the outlet member 32 are not critical and can be varied according to the purpose of the particular outlet. These members are preferably made from a resilient, resilient blend of natural or synthetic rubber with the aim of gradually reducing the wall thickness of the outlet member 32 toward the outlet end for best results. The leaf spring members38 are not absolutely necessary for the device to work effectively; however, under certain conditions, as mentioned above, their attachment may be desirable.

Die Länge des elastischen, radial ausdehnbaren Teiles 32 ist nicht kritisch, vorausgesetzt, daß der ausdehnbare Teil genügend lang ist, um eine wesentliche radiale Ausdehnung des Auslasses 20 zuzulassen. Beträgt beispielsweise der Innendurchmesser des Auslasses 20 ungefähr, 1,6 bis 6,3 mm, so kann der ausdehnbare Endteil 32 ungefähr 63,5 mm lang sein. Dieser wird vorzugsweise als ein Stück aus einer Natur- oder Kunstgummimischung geformt. Die genaue Steife des ausdohnbaren Gliedes 32 ist gleichfalls nicht kritisch und kann je nach Art der zu behandelnden flüssigen Suspension und den Betriebsbedingungen der Einrichtung etwas verändert werden. Das ausdehnbare Ende muß natürlich genügend steif und kräftig sein, um bei den normalen Betriebsdrücken seine ursprünglichen Abmessungen im wesentlichen beibehalten zu können. Steigt der Innendruck beim Schließen des Ventils 40 kurzzeitig an, so soll das Ende sich ohne Schwierigkeiten radial ausdehnen und genügend Elastizität besitzen, um sofort zu den ursprünglichen und normalen Abmessungen zurückzukehren, wenn der Innendruck sich wieder auf den Betriebsdruck vermindert hat.The length of the resilient, radially expandable member 32 is not critical provided that the expandable member is long enough to allow the outlet 20 to expand radially. For example, if the inside diameter of the outlet 20 is about 1.6 to 6.3 mm, the expandable end portion 32 can be about 63.5 mm long. This is preferably molded as one piece from a natural or synthetic rubber mixture. The exact stiffness of the expandable member 32 is likewise not critical and can be varied somewhat depending on the type of liquid suspension to be treated and the operating conditions of the device. The expandable end must of course be sufficiently stiff and strong to be able to retain substantially its original dimensions under normal operating pressures. If the internal pressure increases briefly when the valve 40 is closed, the end should expand radially without difficulty and have sufficient elasticity to immediately return to the original and normal dimensions when the internal pressure has decreased again to the operating pressure.

Claims

Claim: Hydrocyclone with a hollow conical underflow outlet nozzle made of elastic, stretchable material and means for increasing the pressure in the outlet nozzle, characterized in that a conical fitting piece (26) is formed between the outlet nozzle (32) and the conical cyclone lower part (18) by means of an extension piece (24) elastic, compressible material is held firmly seated at its upper end on the cyclone lower part, a wall piece of the extension piece having a continuous transverse channel (30) for a pressure medium. Documents considered. German Patent Specifications Nos. 874 581, 878 781. Earlier patents considered: German Patent No. 1181168.