DE1417623C - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Hydrozyklon mit zylindrischem Oberteil und kegeligem Unterteil und einem als Tauchrohr ausgebildeten Feingutauslaß mit darin angeordnetem Zentralkörper.

Es ist bereits ein Hydrozyklon zum Reinigen von Papierbrei bekannt, welcher zur Entfernung von Schmutzteilchen, Splittern u. dgl. aus einer wäßrigen Papierbreidisperson verwendet wird. Diese bekannte Vorrichtung mit verstellbarem Kern weist jedoch insbesondere den Nachteil auf, daß sie sich nicht zum Abhalten der Gasblasen vom Wirbel eignet.

Es ist ferner bekannt, eine Säugpumpe zu verwenden, um die Gase aus dem hohlen Kern heraus durch eine besondere Rohrleitung zu entfernen oder den verengten Auslaß der Vorrichtung in eine evakuierte Kammer münden zu lassen, um die Gasblasen aus der Dispersion zu entfernen. Durch diese Maßnahmen wird jedoch der Aufwand für die Erstellung der Anlage und deren Wartung beträchtlich erhöht.

Die Erfindung hat sich nun zur Aufgabe gestellt, einen Hydrozyklon der eingangs umrissenen Art zu schaffen, bei welchem die obengenannten Nachteile nicht mehr auftreten und mit welchem auftretende Gasblasen wirksam vom Wirbel abgehalten werden.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Zentralkörper nahe dem unteren Tauchrohrende fest angeordnet ist und eine kreisförmige, \m wesentlichen flache untere Endfläche besitzt, deren Durchmesser größer als der beim Betrieb sich bildende Hohlkern, jedoch höchstens halb so groß wie der Innendurchmesser des Hydrozyklonoberteils ist.

Zweckmäßig konvergiert das Tauchrohr zu seinem offenen Ende hin, wobei die Fläche des Zentralkörpers in einer Zone angeordnet ist, die sich vom offenen Ende des Tauchrohrs längs der Achse der Kammer zu dem verengten Grobgutauslaß mit einem Abstand erstreckt, der nicht mehr als das Vierfache des Durchmessers des offenen Tauchrohrendes beträgt, wobei der Durchmesser des Zentralkörpers außerhalb des Tauchrohrendes zu seiner Fläche hin allmählich zunimmt.

Das Tauchrohr kann aber auch zu dem offenen Ende divergieren, wobei die Fläche des Zentralkörpers innerhalb des Tauchrohrs in Abstand von dessen offenem Ende angeordnet ist.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausfiihrung;-beispielen an Hand der Zeichnungen näher erläutert.

In den Zeichimngen zeigt

F i g. 1 eine teilweise weggebrochene und teilweise geschnittene Seitenansicht einer Ausfiihrungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine Schnittansicht nach Linie 2-2 in Fig. 1,

F i g. 3 eine senkrechte Schnittansicht einer anderen Ausfiihrungsform der Erfindung,

Fig. 4 eine Schnittansicht nach Linie 4-4 in Fig. 3 und

F i g. 5 eine senkrechte Schnittansicht einer dritten Ausfiilirungsform der Erfindung.

Eine in F·'ig. 1 und 2'gezeigte Anordnung weist eine längliche Kammer 10 von kreisförmigem Querschnitt auf, deren Durchmesser sich bei 12 verjüngt und die mit einer mittigen verengten öffnung (Grobgutauslaß 14) endet. An dem anderen Ende der Kammer IO ist ein Einlaß 16 vorgesehen, der tangential zur Kammer, wie am besten in F i g. 2 gezeigt, angeordnet ist. Ein Feingiitauslaß 18 in Form eines Taiichrohres ist zentral in der Kammer benachbart

dem gleichen Ende angeordnet, an welchem sich der Einlaß 16 befindet. Der rohrförmige Auslaß 18 weist eine zylindrische Wand auf, die sich in die Kammer erstreckt und ein offenes Ende 20 hat, das in der Achsrichtung der Kammer, von dem Einlaß 16 aus gesehen, weiter nach innen zum verengten Auslaß 14 hin liegt. ■■····- · . '

Um zu verhindern, daß Blasen aus dem Feingutauslaß 18 zusammen mit der flüssigen Suspension austreten, ist eine Sperre vorgesehen, die insbesondere aus einem Zentralkörper 24 besteht, der an einem Querstück 22 angeordnet ist, welches innerhalb des Auslasses 18 befestigt ist. Damit befindet sich der Zentralkörper 24 mittig im rohrförmigen Auslaß 18. Der Zentralkörper weist eine glatte Endfläche 26 auf, die mit dem offenen Ende 20 bündig ist und zusammen mit dem Tauchrohr einen ringförmigen Auslaß bildet.

Im.Betrieb wird die Papierbreidispersion, welche. Schmutzteilchen und Luft- oder Gasblasen enthält, unter Druck durch den Einlaß 16 geleitet, wobei die Papierbreidispersion spiralförmig über die Länge der ■ Kammer 10 zum verengten Auslaß 14 strömt. Wenn sich die rasch umlaufende flüssige Dispersionsmasse spiralförmig durch die Kammer 10 bewegt, wird sie an einer Stelle im verjüngten Teil 12 der Kammer auf sich selbst zurückgelenkt und bildet eine innere ringförmige Schicht, die sich durch die Kammer 10 zum Feingiitauslaß 18 bewegt. Wegen der innerhalb der rasch umlaufenden Flüssigkeitsmasse erzeugten hohen Fliehkraft entsteht ein hohler Kern 28, wie durch gestrichelte Linien gezeigt ist. Dieser Hohlkern erstreckt sich zum verengten Auslaß 14 und steht ständig mit der Außenluft durch diesen Auslaß in Verbindung. Er läßt sich auch aufrechterhalten, wenn am Aus- j laß 14 ein erhöhter oder verringerter Druck auftritt.

Der genaue Durchmesser des hohlen Kernes 28 ist abhängig von der Umlaufgeschwindigkeit der flüssigen Masse innerhalb der Kammer (die ihrerseits von den Gesamtabmessungen der Vorrichtung und dem Druckabfall, der gewöhnlich 2,80 bis 4,20 kg/cm² beträgt, abhängt), dem Druck der Außenluft, mit welcher der hohle Kern durch den verengten Auslaß 14 in Verbindung steht, und dem Umfangsdurchmesser des Tauchrohres 18. Wenn der Durchmesser des.Zentralkörper 24 so bemessen ist, daß er etwas größer als der Durchmesser des hohlen Kerns 28 ist, vorzugsweise etwa 10 bis 20 % größer, werden die Luft- oder Gasblasen, die zum Wirbel der sich schnell drehenden Masse aus flüssiger Papierbreidispersion wandern, daran gehindert, daß sie von neuem in der Flüssigkeit beim Verlassen der Vorrichtung durch den Feingutauslaß 18 dispergiert werden.

Statt dessen wird überschüssiges Gas frei zur Außenluft durch den verengten Grobgutauslaß 14 geführt.

Das Ende 26 des Kerns 24 braucht nicht völlig flach, soll jedoch glatt sein, um die Möglichkeit einer Verwirbelung auf ein Mindestmaß herabzusetzen, die dazu führen würde, daß die Gasblasen wieder in der Papierbreidispersion eingeschlossen und damit durch den Auslaß 18 mitgenommen werden.

Die Länge des Kerns 24 und die Lage des Teiles 22 innerhalb des Tauchrohres ist nicht kritisch.

Bei einer weiteren in Fig. 3 bis 4 gezeigten Ausführungsform ist das obere Teil der Kammer 10 mit einem ringförmigen Flansch 30 versehen, welcher mit einem Kopfteil 32 mit einem Feingutauslaß 36 in

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3 4

Form eines Tauchrohres verschraubt ist. Die Um- erstreckt, der vorzugsweise mindestens ein bis höchfangswand des Taüchrohres konvergiert zu einem stens vier Durchmesser des offenen Endes des Hauptoffenen Ende 38 hin. Der Auslaß 36 konvergiert ferner auslasses beträgt. außerhalb der Kammer 10 zu einem Flansch 40 hin, Das Teil 44 befindet sich vorzugsweise vom offeder zur Befestigung der Vorrichtung an einem Haupt- 5 nen Ende 38 in einem Abstand, der mindestens gleich auslaßrohr 42 für das aufbereitete Gut dient. dem Durchmesser des offenen Endes ist. Der zuneh-Innerhalb des Auslasses 36 ist ein QuerteH 44 an- mende Durchmesser des rohrförmigen Auslasses 36 geordnet, welches zur Lagerung eines Zentralkörper- ermöglicht beim Fortschreiten der Strömung der Disteiles dient, das mittig zum Auslaß 36 angeordnet ist ' persion ' zum Auslaßrohr 42 eine sehr kräftige und und sich längs dessen Achse zum offenen Ende 38 io starre Abstützung des Kerns, ohne dabei die Kapahin erstreckt. Das Zentralkörperteil 46 ist mit einem zität des Auslasses zu beeinträchtigen.
Verlängerungsteil 48 verschraubt. Das 'Verlange- Bei der in F i g."5 gezeigten weiteren Ausführungsrungsteil 48 hat keinen gleichmäßigen Durchmesser form ist ein rohrförmiger Feingutauslaß 60 am offewie das Teil 46, sondern nimmt hinter dem offenen nen Ende 62 erweitert und mit einem Zentralkörper Ende 38 allmählich im Durchmesser zu und endet mit 15 64 versehen, der auf einer ..tragenden Querstange 66 einer glatten, leicht abgerundeten Fläche 50. Diese angeordnet ist und mit einer glatten kreisförmigen Fläche 50 ist hier außerhalb des offenen Endes 38 Fläche 68 endet, welche sich innerhalb des Auslasses zum verengten Auslaß 14 hin mit einem Abstand 60 in Abstand von dessen offenem Ende befindet,
angeordnet, der vorzugsweise mindestens gleich dem Diese Ausführungsform ist zur Entfernung von DurchmesserdesoffenenEndesist. 20 Schmutzteilchen aus der Dispersion etwas weniger Dabei ist es möglich, daß ein wesentlich größerer wirksam als die Ausführungsformen nach Fig.. 1 Durchmesser für die Wirbelbehinderungsfläche 50 als und 2, jedoch zur Entfernung von Gasblasen wirkfür den Teil 46 vorgesehen ist, ohne dadurch die samer als die anderen Ausführungsformen. Es wurde Strömungskapazität des Ringkanals am offenen Ende festgestellt, daß die sich erweiternde Wand des Tauch-38 zu verringern. Dieser zusätzliche Durchmesser der 25 rohres 60 die Neigung hat, den Hohlkern 28 zu stabi-Endfläche 50 stellt eine weitere Sicherung gegen die Hsieren, während die Lage der Behinderungsend-Möglichkeit dar, daß der Hohlkern 28, dessen Lage fläche 68 gewährleistet, daß alle Blasen, die zur sich geringfügig und unkontrollierbar unter gewöhn- Mitte der umlaufenden Flüssigkeitsmasse wandern, liehen Betriebsbedingungen verändert, sich über den Zeit haben, den Hohlkern zu erreichen, bevor sie an Rand der Behinderungsfläche 50 hinaus erstreckt. 3° der Fläche 68 mit dem durch den rohrförmigen Aus-Somit ist es gewährleistet, daß ein Teil des in ihm laß 60 austretenden Strom der Papierbreidispersion enthaltenen Gases nicht in der flüssigen Dispersion geführt werden. Nachdem die Blasen einmal den bei ihrem Austritt aus der Kammer 10 durch das Hohlkern erreicht haben, werden die Blasen von der offene Ende 38 mitgenommen wird. Bei einer bevor- Behinderungsfläche 68 daran gehindert, mit dem Gut zugten Ausführungsform hat der Zentralkörperteil 46 35 auszutreten.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Hydrozyklon mit zylindrischem Oberteil und kegeligem Unterteil und einem als Tauchrohr ausgebildeten Feingutauslaß mit darin angeordnetem Zentralkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentralkörper nahe dem unteren Tauchrohrende fest angeordnet ist und eine kreisförmige, im wesentlichen flache untere Endfläche besitzt, deren Durchmesser größer als der beim Betrieb sich bildende Hohlkern, jedoch höchstens halb so groß wie der Innendurchmesser des Hydrozyklonoberteils ist.

. 2. Hydrozyklon nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tauchrohr (36) zu seinem offenen Ende (38) hin konvergiert, wobei die Fläche (50) des Zentralkörpers (46, 48) in einer Zone angeordnet ist, die sich von dem offenen Ende des-Tauchrohrs längs der Achse der Kammer zu dem verengten Grobgutauslaß (14) mit einem Abstand erstreckt, der nicht mehr als das Vierfache des Durchmessers des offenen Tauchrohrendes (38) beträgt, und daß der Durchmesser des Zentralkörpers (48) außerhalb des Tauchrohrendes zu seiner Fläche (50) hin allmählich zunimmt. - / Λ

3. Vorrichtung nach einem der AnspriicheT ünd 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Tauchrohr (60) zu dem offenen Ende (62) divergiert und daß die-Fläche (68) des Zentralkörpers (64) innerhalb des Tauchrohres in Abstand von dessen offenem Ende angeordnet ist.

einen Durchmesser, welcher um 10 bis 20 °,o größer ist als derjenige des Hohlkerns, während die Behinderungsfläche 50 einen Durchmesser aufweist, der am 15 bis IOO ⁰ ₁O größer ist als derjenige des Hohlkernes. Der Durchmesser der Fläche 50 soll vorzugsweise nicht etwa 50% des benachbarten inneren Durchmessers der Kammer 10 überschreiten, um die Beeinträchtigung des Wirkungsgrades und der Wirksamkeit der Trennarbeit der Vorrichtung zu vermeiden. Aus dem gleichen Grunde kann die Fläche 50 sowie die Kernverlängerung 48 nicht von einem Armkreuz oder einem Halter getragen werden, die den Strömungsverlauf der flüssigen Dispersion stören, sondern sie sind im Inneren des Feingutauslasses gelagert, wie dies in F i g. 1 gezeigt ist.

Die Länge der Verlängerung 48 ist so bemessen, daß die Behinderungsfläche 50 sich nicht vom offenen Ende 38 in einem Abstand befindet, der größer ist als etwa das Vierfache des Durchmessers des offenen Endes. Es wurde nämlich festgestellt, daß bei einer größeren Länge des Zentralkörpers die Luftoder Gasblasen zur Mitte wandern können, bevor der Strom der flüssigen Dispersion über die Endfläche 50 hinaustritt. Wenn dies der Fall sein würde, würden die Blasen zur Seitenwand des Zentralkörpers 48 gelangen und entlang dieser zum offenen Ende 38 von der Papierbreidispersion mitgenommen werden. Die Lage für die Behinderungsfläche 50 der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform ist daher in einer Zone, die sich vom offenen Ende des Hauptauslasses längs der Achse der Kammer zum ver-1 engten Auslaß mit einem Abstand vom offenen Ende

Hierzu 1 Blatt Zeichaungen