DE19508430A1

DE19508430A1 - Hydrocyclone for separating material mixtures

Info

Publication number: DE19508430A1
Application number: DE1995108430
Authority: DE
Inventors: Thomas Prof Dr Neese; Thomas Dipl Ing Kerkhoff; Dietmar Dr Ing Rose
Original assignee: SCHAUENBURG MASCH
Current assignee: SCHAUENBURG MASCH
Priority date: 1995-03-09
Filing date: 1995-03-09
Publication date: 1996-09-12

Abstract

The cyclone housing (1) has an upper discharge chamber (6) into which the upper deck nozzle (3) opens in the middle. An outlet pipe (7) is attached to the side of the discharge chamber for discharging the upper deck suspension. The discharge chamber is cylindrical with the outlet pipe attached tangentially to the sleeve. A ventilation pipe (8) and valve (9) are mounted on the upper end side of the discharge chamber in the longitudinal centre axis of the housing and by operating the valve it is possible control the air core formation in the cyclone.

Description

Die Erfindung betrifft einen Hydrozyklon mit einem Zyklongehäuse, einer tangential an das Zyklongehäuse ange schlossenen Einlaufdüse, einer in der Längsmittenachse des Zyklongehäuses angeordneten Oberlaufdüse und einer ebenfalls in der Längsmittenachse angeordneten Unterlauf düse, wobei an der Unterlaufdüse eine Sperreinrichtung zur Verhinderung eines Lufteintritts in das Zyklongehäuse vorgesehen ist.The invention relates to a hydrocyclone with a Cyclone housing, one tangent to the cyclone housing closed inlet nozzle, one in the longitudinal center axis of the Cyclone housing arranged overflow nozzle and one also underflow arranged in the longitudinal center axis nozzle, with a locking device on the underflow nozzle Prevents air from entering the cyclone housing is provided.

Die Strömungsmechanik eines Hydrozyklons wird in vereinfachter Form folgendermaßen beschrieben. Durch tan gentiale Flüssigkeitszuführung unter Druck wird im Hydro zyklon eine Rotationsströmungsbewegung erzwungen. Die Strömung folgt zunächst der inneren Wand des Zyklongehäuses bis zu einem Staupunkt in der Nähe der Konusspitze des Zyklongehäuses. Dort wird der abwärts gerichtete primäre Wirbel wegen unzureichender Abflußmöglichkeit zur Umkehr nach aufwärts gezwungen, wodurch ein sekundärer Wirbel gebildet wird, der einen Luftkern in Achsnähe eng umkreist und schließlich das Zyklongehäuse durch die Oberlaufdüse verläßt. Während der doppelten Wirbelströmung tritt eine Entmischung der Aufgabetrübe auf. Die suspendierten Partikel, zumindest die gröberen und/oder schwereren Frak tionen, werden nach außen an die Innenwand des Zyklon gehäuses bewegt und bilden dort einen schraubenförmig abwärts bewegten Schlammstrom. Dieser tritt durch die Unterlaufdüse aus. Der Schlammstrom verschließt die Unter laufdüse hydraulisch gegen den Durchtritt der Hauptmenge der nunmehr verdünnten oder geklärten Suspension, der auf dem Weg über den Innenwirbel nur die Austrittsmöglichkeit an der Oberlaufdüse verbleibt.The fluid mechanics of a hydrocyclone is described in Simplified form described as follows. By tan Potential liquid supply under pressure is in the hydro cyclone forced a rotational flow movement. The Flow initially follows the inner wall of the cyclone housing up to a stagnation point near the cone tip of the Cyclone housing. There the downward becomes primary Vortex due to insufficient drainage for reversal forced upwards, creating a secondary vertebra is formed, which orbits an air core close to the axis and finally the cyclone housing through the overflow nozzle leaves. One occurs during the double vortex flow Separation of the feed sludge on. The suspended Particles, at least the coarser and / or heavier frak ions, are on the inside wall of the cyclone housing moves and form a helical there downward mud flow. This occurs through the Underflow nozzle off. The stream of mud seals the sub Hydraulic nozzle against the passage of the bulk the now diluted or clarified suspension based on the way over the inner vertebra only the exit possibility remains on the overflow nozzle.

Im Kern der Rotationsströmung herrscht Unterdruck. Dadurch kann sowohl vom Unterlauf her als auch von der Oberlauf seite Luft in den Hydrozyklon eindringen und einen Luftkern bilden. Ein Lufteintritt beeinflußt den Feststoffaustrag. Es ist bekannt, zur Erhöhung des Feststoffgehaltes im Unterlauf eine Sperreinrichtung an der Unterlaufdüse vorzusehen, welche einen Lufteintritt in das Zyklongehäuse verhindert. Die Sperreinrichtung kann in Form von Austragskammern, die diskontinuierlich entleert werden, oder in Form einer flexiblen Unterlauftasche oder auch als Tauchabschluß der Unterlaufdüse in einem Schlammbehälter ausgebildet sein. Es ist allerdings bisher nicht gelungen, eine ausreichende Abscheidung feinstkörniger und spezifisch sehr leichter Teilchen im Hydrozyklon zu erreichen, da die turbulente Vermischung feinster und sehr leichter Teilchen den Abscheideprozeß behindert. Ferner ist es trotz vieler Bemühungen bisher nicht befriedigend gelungen, am Hydro zykloneingang auftretende Schwankungen hinsichtlich Fest stoffgehalt, Korngrößen sowie Dichteschwankungen der Aufgabe trübe durch eine einfache Regelung auszugleichen. Zwar sind Feststoffaustragsregelungen bekannt, die mit verstellbaren Unterlaufdüsen arbeiten, doch sind diese Austragsregelungen nicht frei von Nachteilen. Verstellbare Unterlaufdüsen sind konstruktiv aufwendig. Ferner sind sie am Unterlauf einem beachtlichen Verschleiß ausgesetzt. Schließlich besteht bei einem kleinen Düsenquerschnitt der Unterlaufdüse die Gefahr der Verstopfung des Düsenquer schnitts durch Schlamm.There is negative pressure at the core of the rotational flow. Thereby can both from the lower reaches and from the upper reaches air enter the hydrocyclone and an air core form. An air inlet affects the solids discharge. It is known to increase the solids content in Underflow a locking device on the underflow nozzle provide for air to enter the cyclone housing prevented. The locking device can be in the form of Discharge chambers that are emptied discontinuously, or in the form of a flexible underlay or as Immersion of the underflow nozzle in a sludge tank be trained. So far it has not been possible adequate separation of fine-grained and specific very easy to reach particles in the hydrocyclone because the turbulent mixing of the finest and very light particles hampers the deposition process. Furthermore, despite many Efforts so far unsuccessful on the Hydro cyclone input fluctuations with regard to fixed substance content, grain sizes and density fluctuations of the Compensate the task cloudy by a simple regulation. Solids discharge regulations are known which are associated with adjustable underflow nozzles work, but these are Discharge regulations are not free from disadvantages. Adjustable Underflow nozzles are structurally complex. Furthermore, they are exposed to considerable wear on the lower reaches. Finally, with a small nozzle cross section, there is Underflow nozzle the risk of blockage of the nozzle cross cut through mud.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abscheidung der festen Phase im Hydrozyklonunterlauf zu verbessern und einen maximalen Feststoffaustrag bzw. eine maximale Eindickung bei schwankenden Aufgabebedingungen sicherzu stellen.The object of the invention is deposition to improve the solid phase in the hydrocyclone underflow and a maximum solids discharge or a maximum Thickening with fluctuating application conditions put.

Die Aufgabe wird bei einem Hydrozyklon des eingangs beschriebenen Aufbaus erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Zyklongehäuse eine obere Austragskammer aufweist, in welche die Oberlaufdüse mittig einmündet, und daß an die Austragskammer ein die Oberlauf-Suspension abführender Austrittstutzen seitlich angeschlossen ist. Vorzugsweise ist die Austragskammer zylindrisch ausgebildet und schließt der Austrittstutzen tangential an den Mantel der Austrags kammer an. - Nach der erfindungsgemäßen Lehre bildet sich im Hydrozyklon kein Luftkern mehr aus oder wird dessen Größe zumindest wesentlich reduziert. Dadurch, daß der gesamte Hydrozyklon bei einem Betrieb ohne Luftkern mit Flüssigkeit ausgefüllt ist, wächst der Durchsatz bei gleichem Druckabfall um etwa 10%. In dem inneren Kern der Hydrozyklonströmung bildet sich ferner eine starke Axial strömung in Richtung Oberlauf aus, wobei sich die Aufsplittung der im Oberlauf und im Unterlauf abziehbaren Teilströme zugunsten des Oberlaufes verschiebt, wenn man einen Hydrozyklon gleicher Geometrie ohne erfindungsgemäße Vorrichtung zum Vergleich heranzieht. Dies wirkt sich insofern günstig aus, daß kleine Hydrozyklone mit relativ großen Unterlaufdüsen ausgeführt werden können und sich dadurch die Verstopfungsgefahr an der Unterlaufdüse ver ringert. Im Kern der luftkernfreien Hydrozyklonströmung existiert ferner eine turbulenzarme Wirbelströmung, die besonders günstige Voraussetzungen für eine Teilchenab scheidung bietet. Insofern ist es möglich, den Hydrozyklon auch bei sehr schwierigen Einsatzfällen, so bei der Abscheidung feinstkörniger bzw. spezifisch leichter Teil chen, einzusetzen.The task is a hydrocyclone at the beginning described construction according to the invention solved in that the cyclone housing has an upper discharge chamber, in which opens in the middle of the overflow nozzle, and that to the Discharge chamber which removes the overflow suspension Outlet connector is connected on the side. Preferably the discharge chamber is cylindrical and closes the outlet port tangential to the discharge jacket chamber on. - According to the teaching of the invention in the hydrocyclone no more air core or becomes Size at least significantly reduced. The fact that the entire hydrocyclone when operated without an air core When the liquid is filled, the throughput increases same pressure drop by about 10%. In the inner core of the Hydrocyclone flow also forms a strong axial flow in the direction of the upper course, whereby the Splitting the removable in the upper and lower reaches Partial flows in favor of the upper reaches shifts when one a hydrocyclone of the same geometry without the invention Device used for comparison. This affects insofar as favorable that small hydrocyclones with relative large underflow nozzles can be run and themselves thereby ver clogging the underflow nozzle wrestles. At the core of air-free hydrocyclone flow there is also a low-turbulence vortex flow, the particularly favorable conditions for a particle divorce offers. In this respect it is possible to use the hydrocyclone even in very difficult applications, such as the Separation of very fine-grained or specifically light parts Chen to use.

In weiterer Ausgestaltung lehrt die Erfindung, daß an der oberseitigen Stirnseite der Austragskammer in der Längsmittenachse des Zyklongehäuses eine Belüftungsleitung mit einem Ventil angeordnet ist, durch dessen Betätigung eine Luftkernbildung im Hydrozyklon beeinflußbar ist. Durch Öffnen bzw. Schließen des Belüftungsventils ist das Teilungsverhältnis der in den Oberlauf und Unterlauf gelagerten Volumenströme, kurz Volumensplit genannt, ein fach einstell- und veränderbar. Ein Austausch der Unter laufdüse ist, anders als im Stand der Technik, nicht mehr erforderlich, wenn der Volumensplit verändert werden soll.In a further embodiment, the invention teaches that at the top of the discharge chamber in the A ventilation line runs along the longitudinal center axis of the cyclone housing is arranged with a valve by its actuation an air core formation in the hydrocyclone can be influenced. By Opening or closing the ventilation valve is that Division ratio of the in the upper reaches and lower reaches stored volume flows, called volume split for short adjustable and changeable. An exchange of the sub Unlike in the prior art, the running nozzle is no longer required if the volume split is to be changed.

Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lehre sieht vor, daß die Oberlaufdüse aus einem Innenrohr und einem konzentrisch dazu angeordneten Außenrohr besteht, wobei das Innenrohr und das Außenrohr in getrennten Austragskammern enden. Mit dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hydrozyklons gelingt es, die im Oberlauf ausgetragenen Feststoffe weitergehend in einen Feinstgut anteil sowie in einen etwas gröberen Anteil zu fraktionieren. Mit dem inneren Kern der Hydrozyklonströmung kann der Feinstkornanteil durch das Innenrohr ausgeschleust werden. In das Außenrohr der Oberlaufdüse gelangt eine Suspension mit Teilchen, die in ihrer Größe und/oder ihrer Dichte zwischen den Stoffwerten des Unterlaufs und des durch das Innenrohr abgezogenen Oberlaufteilstroms liegen. Another embodiment of the teaching according to the invention stipulates that the overflow nozzle consists of an inner tube and there is an outer tube arranged concentrically to it, the inner tube and the outer tube in separate Discharge chambers end. With this embodiment of the Hydrocyclones according to the invention are successful in the upper reaches discharged solids further into a very fine material share as well as a somewhat coarser share fractionate. With the inner core of the hydrocyclone flow the fine grain fraction can be discharged through the inner tube will. One gets into the outer tube of the overflow nozzle Suspension with particles in their size and / or their Density between the material values of the lower reaches and the through the inner pipe withdrawn overflow part stream.

Der durch das Außenrohr der Oberlaufdüse ausgeschleuste Teilstrom enthält außerdem Aufgabegut, welches durch Kurzschlußströmungen entlang dem Hydrozyklondeckel direkt in den Oberlauf gelangt. Dieser Teilstrom wird zweck mäßigerweise zur Aufgabetrübe zurückgeführt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die dem Außenrohr zugeordnete Austragskammer an der Oberseite des Zyklongehäuses sowie an der Oberseite dieser ersten Austragskammer die mit dem Innenrohr verbundene zweite Austragskammer angeordnet. An der freien Stirnseite der zweiten Austragskammer ist in der Längsmittenachse des Zyklongehäuses eine Belüftungsleitung mit einem Ventil angeordnet, durch dessen Betätigung eine Luftkernbildung im Hydrozyklon beeinflußbar ist.The discharged through the outer tube of the overflow nozzle Partial flow also contains feed material, which by Short circuit flows along the hydrocyclone cover directly gets into the upper reaches. This partial flow is used moderately returned to the slurry. According to one preferred embodiment of the invention is the Discharge chamber assigned to the outer tube at the top of the Cyclone housing as well as on top of this first Discharge chamber the second connected to the inner tube Discharge chamber arranged. On the free face of the second discharge chamber is in the longitudinal center axis of the Cyclone housing a ventilation line with a valve arranged, by its actuation an air core formation in Hydrocyclone can be influenced.

An der Unterlaufdüse muß ein Lufteintritt ebenfalls verhindert werden. Dies kann, wie eingangs bereits erläutert wurde, durch verschiedene konstruktive Maßnahmen gewährleistet werden. Nach einer bevorzugten Ausführungs form der Erfindung ist an die Unterlaufdüse eine flexible Unterlauftasche angeschlossen.Air must also enter the underflow nozzle be prevented. As already mentioned, this can be done was explained by various constructive measures be guaranteed. According to a preferred embodiment form of the invention is a flexible to the underflow nozzle Underflow pocket connected.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Austragskammer mit ein stellbarer und steuerbarer Belüftung verbessert nicht nur die Trenneigenschaften des Hydrozyklons, sondern sie trägt auch zu einer Reduzierung seines spezifischen Energie bedarfs bei. Überdies bietet die erfindungsgemäße Ausge staltung des Hydrozyklons auch die Möglichkeit einer einfachen und wirkungsvollen Regelung des Feststoff austrages im Unterlauf. Gegenstand der Erfindung ist daher auch ein Verfahren zum Regeln des Feststoffaustrages im Unterlauf eines Hydrozyklons, dem eine Aufgabetrübe tangential zugeführt wird und aus dem ein Leichtgut enthaltender Oberlauf sowie ein Schwergut enthaltender Unterlauf unter Luftabfluß durch eine Unterlaufdüse abgezogen werden, wobei erfindungsgemäß der Oberlauf durch eine in der Längsmittenachse des Hydrozyklons angeordnete Oberlaufdüse unterseitig in eine Austragskammer geführt sowie aus dieser seitlich abgezogen wird und wobei ein Ventil in einer Belüftungsleitung, welche in der Längsmittenachse des Hydrozyklons an die obere Stirnseite der Austragskammer angeschlossen ist, nach Maßgabe einer Abweichung des Feststoffgehaltes im Unterlauf von einem vorgegebenen Sollwert gesteuert wird. Das Ventil wird bei einer Überschreitung des Sollwertes weiter geöffnet und bei einer Unterschreitung des Sollwertes weiter geschlossen. Das erfindungsgemäße Regelungsverfahren beruht darauf, daß durch Schließen bzw. Öffnen des Belüftungsventils ein sich in das Zyklongehäuse erstreckender Luftkern mehr oder weniger vollständig unterdrückt wird. Bei geschlossener Belüftungsleitung wird der Luftkern vollständig unter drückt, während bei geöffneter Belüftungsleitung sich ein Luftkern ausbilden kann. Eine teilweise Öffnung der Belüftungsleitung ermöglicht unter Ausnutzung der beschriebenen Effekte eine sensible Steuerung des Volumen splits in einem relativ großen Bereich. Bei erhöhter Feststoffabscheidung im Hydrozyklon infolge eines höheren Aufgabefeststoffgehaltes oder einer gröberen Körnung des Aufgabeguts wird der durch die Unterlaufdüse ausgeschleuste Massestrom durch Öffnen der Belüftungsleitung vergrößert und umgekehrt. Als Regelgröße für die Stellbewegung des Ventils wird vorzugsweise das Gewicht eines Unterlaufge fäßes benutzt, welches den Unterlauf des Hydrozyklons ganz oder teilweise auffängt. Alternativ könnte auch das Gewicht des Hydrozyklons im Betrieb gemessen und als Regelgröße für die Stellbewegung des Ventils eingesetzt werden.The discharge chamber provided according to the invention adjustable and controllable ventilation not only improves the separation properties of the hydrocyclone, but it carries also reducing its specific energy needs at. In addition, the Ausge invention design of the hydrocyclone also the possibility of a simple and effective regulation of the solid discharge in the lower reaches. The object of the invention is therefore also a method for regulating the discharge of solids in the Underflow of a hydrocyclone, which has a slurry is fed tangentially and from which a light material containing upper course as well as containing heavy goods Underflow with air discharge through an underflow nozzle are subtracted, according to the invention, the upper reaches through one arranged in the longitudinal center axis of the hydrocyclone Overflow nozzle led into a discharge chamber on the underside as well as from this is laterally withdrawn and being a Valve in a ventilation line, which in the Longitudinal center axis of the hydrocyclone on the upper face the discharge chamber is connected, in accordance with a Deviation of the solids content in the lower reaches from one predetermined setpoint is controlled. The valve is at if the setpoint is exceeded, open further and at if the setpoint is undershot further closed. The control method according to the invention is based on the fact that by closing or opening the ventilation valve air core extending into the cyclone housing more or is less completely suppressed. When closed The air core is completely under the ventilation duct presses in while the ventilation line is open Can form air core. A partial opening of the Ventilation line allows for the use of effects described a sensitive control of the volume splits in a relatively large range. With increased Solid separation in the hydrocyclone due to a higher Feed solids content or a coarser grain of Feed material is discharged through the underflow nozzle Mass flow increased by opening the ventilation line and vice versa. As a controlled variable for the actuating movement of the Valve is preferably the weight of an underflow used barrel, which completely the underflow of the hydrocyclone or partially fields. Alternatively, the weight could be of the hydrocyclone measured during operation and as a control variable for the actuating movement of the valve can be used.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Regeln des Feststoffaus trages im Unterlauf eines Hydrozyklons zeichnet sich durch beachtliche Vorteile aus. Die an die Austragskammer ange schlossene Belüftungsleitung mit Ventil unterliegt keinem Verschleiß. Bei der Regelung kann man ferner unter schiedliche Eindickungsgrade und Feststoffausbringungen im Unterlauf bei jeweils gleicher Unterlaufdüse mit relativ großem Düsenquerschnitt erzielen. Damit ist die Ver stopfungsgefahr im Bereich der Unterlaufdüse wesentlich geringer als bei Verfahren nach dem Stand der Technik, die mit verstellbaren Unterlaufdüsen zur Regelung des Fest stoffaustrages arbeiten.The method according to the invention for regulating the solids content Wear in the lower reaches of a hydrocyclone is characterized by considerable advantages. The attached to the discharge chamber closed ventilation line with valve is not subject to any Wear. In the scheme you can also go to different degrees of thickening and solids spreading in Underflow with the same underflow nozzle with relative achieve a large nozzle cross-section. So the ver risk of blockage in the area of the underflow nozzle less than in prior art methods that with adjustable underflow nozzles to regulate the festival work discharge.

In weiterer Ausgestaltung lehrt die Erfindung, daß der Oberlauf durch eine aus einem Innenrohr und einem dazu konzentrischen Außenrohr bestehende Oberlaufdüse abgezogen wird und daß der aus dem Außenrohr ablaufende Teilstrom der Aufgabetrübe wieder zugeführt wird.In a further embodiment, the invention teaches that the Overflow through an inner tube and one deducted concentric outer tube existing overflow nozzle and that the partial stream running out of the outer tube Feed slurry is fed again.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlich erläutert. Es zeigen in schematischer DarstellungIn the following, the invention is based on only one Exemplary embodiment drawing in detail explained. They show a schematic representation

Fig. 1 den Längsschnitt durch einen Hydrozyklon, Fig. 1 is a longitudinal section through a hydrocyclone,

Fig. 2 eine andere Ausführung des erfindungsgemäßen Hydrozyklons, ebenfalls im Längsschnitt und Fig. 2 shows another embodiment of the hydrocyclone according to the invention, also in longitudinal section and

Fig. 3 ein Anlagen- und Regelungsschema zum Betreiben des in Fig. 2 dargestellten Hydrozyklons. Fig. 3 is a system and control scheme for operating the hydrocyclone shown in Fig. 2.

Der in den Figuren dargestellte Hydrozyklon besteht in an sich bekannter Weise aus einem Zyklongehäuse 1, einer tangential an das Zyklongehäuse 1 angeschlossenen Ein laufdüse 2, einer in der Längsmittenachse des Zyklon gehäuses 1 angeordneten Oberlaufdüse 3 und einer ebenfalls in der Längsmittenachse angeordneten Unterlaufdüse 4. An der Unterlaufdüse 4 ist eine flexible Unterlauftasche 5 angeschlossen, die als Sperreinrichtung zur Verhinderung eines Lufteintritts in das Zyklongehäuse 1 arbeitet.The hydrocyclone shown in the figures consists in known manner of a cyclone body 1, a tangentially connected to the cyclone body 1 A barrel nozzle 2, a housing in the longitudinal center axis of the cyclone 1 is arranged Oberlaufdüse 3 and a likewise arranged in the longitudinal center axis underflow. 4 A flexible underflow pocket 5 is connected to the underflow nozzle 4 and works as a blocking device to prevent air from entering the cyclone housing 1 .

Das Zyklongehäuse 1 weist eine obere, zylindrische Austragskammer 6 auf, in welche die Oberlaufdüse 3 mittig einmündet. An den zylindrischen Mantel der Austragskammer 6 schließt seitlich eine die Oberlaufsuspension abführender Austrittstutzen 7 tangential an. An der oberen Stirnseite der Austragskammer 6 ist in der Längsmittenachse des Zyklongehäuses 1 eine Belüftungsleitung 8 mit einem Ventil 9 angeordnet, durch dessen Betätigung eine Luftkernbildung im Hydrozyklon beeinflußbar ist. Durch Schließen des Ventils 9 ist eine nahezu vollständige Unterdrückung des in Fig. 1 noch schwach angedeuteten Luftkerns möglich. Öffnet man das Ventil 9, so bildet sich ein Luftkern aus, der sich in den Zyklonraum hinein erstreckt. Durch Stellbewegung des Ventils 9 kann der Volumensplit, also die Aufteilung der Aufgabetrübe in Oberlauf und Unterlauf, verändert und der Feststoffaustrag durch die Unterlaufdüse 4 eingestellt werden.The cyclone housing 1 has an upper, cylindrical discharge chamber 6 , into which the overflow nozzle 3 opens in the middle. At the cylindrical jacket of the discharge chamber 6 , an outlet connection 7 discharging the upper run suspension connects tangentially to the side. On the upper end face of the discharge chamber 6 , a ventilation line 8 with a valve 9 is arranged in the longitudinal center axis of the cyclone housing 1 , the actuation of which can influence the formation of an air core in the hydrocyclone. By closing the valve 9 , an almost complete suppression of the air core, which is still weakly indicated in FIG. 1, is possible. If the valve 9 is opened, an air core is formed which extends into the cyclone space. By adjusting the valve 9 , the volume split, that is to say the division of the feed sludge into the upper reaches and lower reaches, can be changed and the solids discharge through the underflow nozzle 4 can be adjusted.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführung des Hydrozyklons besteht die Oberlaufdüse 3 aus einem Innenrohr 10 und einem konzentrisch dazu angeordneten Außenrohr 11, wobei das Innenrohr 10 und das Außenrohr 11 in getrennten Austrags kammern 6, 12 enden. Die dem Außenrohr 11 zugeordnete Austragskammer 12 ist an der Oberseite des Zyklonengehäuses 1 angeordnet. Darauf, also an der Oberseite dieser ersten Austragskammer 12, ist die mit dem Innenrohr 10 verbundene zweite Austragskammer 6 angeordnet. Die Belüftungsleitung 8 mit einem Ventil 9 ist an die zweite Austragskammer 6 angeschlossen. Das Ventil 9 ist verstellbeweglich, wobei durch die Ventilstellung in einem vorgegebenen Stellbereich der Feststoffaustrag durch die Unterlaufdüse 4 des Hydrozyklons steuerbar ist.In the embodiment of the hydrocyclone shown in Fig. 2, the overflow nozzle 3 consists of an inner tube 10 and an concentrically arranged outer tube 11 , the inner tube 10 and the outer tube 11 in separate discharge chambers 6 , 12 end. The discharge chamber 12 assigned to the outer tube 11 is arranged on the upper side of the cyclone housing 1 . The second discharge chamber 6 connected to the inner tube 10 is arranged thereon, that is to say on the upper side of this first discharge chamber 12 . The ventilation line 8 with a valve 9 is connected to the second discharge chamber 6 . The valve 9 is adjustable, the solids discharge through the underflow nozzle 4 of the hydrocyclone being controllable by the valve position in a predetermined adjustment range.

Der in Fig. 2 dargestellte Hydrozyklon erlaubt eine sehr scharfe Trennung zwischen Feststoffen, die in bezug auf Korngröße und/oder Dichte nur geringe Unterschiede auf weisen. Der Hydrozyklon eignet sich insbes. auch für die Trennung von Kunststoffgemischen in Wasser nach der Dichte, wobei die Kunststoffmaterialien in Form von Partikeln mit einem mittleren Durchmesser von weniger als 5 mm vorliegen können. Mit herkömmlichen Hydrozyklonen gelingt es erfahrungsgemäß nicht, eine saubere Trennung zu realisieren. Im Rahmen der bekannten Maßnahmen wird daher üblicherweise eine Hydrozyklonkaskade aus mindestens zwei Stufen eingesetzt, wobei in jeder Stufe eine Komponente in möglichst reiner Form abgezogen wird. Der in Fig. 2 darge stellte Hydrozyklon kann eine zweistufige Hydrozyklon schaltung ersetzen. Durch Verstellung des Belüftungsventils 9 ist die Trennung zwischen Oberlauf und Unterlauf einstell- und optimierbar. Durch die Unterlaufdüse 4 wird ein reines Produkt hoher Dichte, als Schwergut 13 bezeichnet, ausgetragen (Fig. 3). In die obere Austrags kammer 6 gelangt mit der Kernströmung des Hydrozyklons ein reines Produkt geringer Dichte, das sog. Leichtgut 14. Aus der mit dem Außenrohr 11 verbundenen unteren Austragskammer 12 ist ein Mischprodukt 15 aus Leichtgut und Schwergut abziehbar, welches in eine Pumpvorlage 16 für die Hydrozyklonaufgabe zurückgeführt wird. Auf diese Weise gelingt es, mit dem luftkerngesteuerten Hydrozyklon und einer Dreiproduktentrennung einen verfahrenstechnischen Effekt zu erzielen, der bisher nur mit einer mehrstufigen Hydrozyklonschaltung erreichbar war.The hydrocyclone shown in Fig. 2 allows a very sharp separation between solids, which have only slight differences in grain size and / or density. The hydrocyclone is also particularly suitable for the separation of plastic mixtures in water according to their density, it being possible for the plastic materials to be in the form of particles with an average diameter of less than 5 mm. Experience has shown that conventional hydrocyclones fail to achieve a clean separation. In the context of the known measures, a hydrocyclone cascade of at least two stages is therefore usually used, with one component being drawn off in the purest possible form in each stage. The hydrocyclone shown in Fig. 2 can replace a two-stage hydrocyclone circuit. By adjusting the ventilation valve 9 , the separation between the upper and lower reaches can be adjusted and optimized. A pure product of high density, referred to as heavy material 13 , is discharged through the underflow nozzle 4 ( FIG. 3). In the upper discharge chamber 6 comes with the core flow of the hydrocyclone a pure product of low density, the so-called light goods 14th From the lower discharge chamber 12 connected to the outer tube 11 , a mixed product 15 of light and heavy goods can be drawn off, which is returned to a pumping device 16 for the hydrocyclone task. In this way, the air core-controlled hydrocyclone and a three-product separation system achieve a process technology effect that was previously only possible with a multi-stage hydrocyclone circuit.

In der Fig. 3 ist auch das Regelungsschema dargestellt, um den Feststoffaustrag im Unterlauf des Hydrozyklons zu regeln. Im Hydrozyklon wird eine Aufgabetrübe 17 tangential zugeführt. Ein Schwergut 13 enthaltender Unterlauf wird unter Luftabschluß durch eine Unterlaufdüse 5 abgezogen. Ein Leichtgut 14 mitführender Oberlauf wird durch eine in der Längsmittenachse des Hydrozyklons angeordnete Ober laufdüse 3 unterseitig in eine Austragskammer 6 geführt sowie aus dieser seitlich abgezogen. Ein Ventil 9 in einer Belüftungsleitung 8, welche in der Längsmittenachse des Hydrozyklons an die obere Stirnseite der Austragskammer 6 angeschlossen ist, wird gesteuert. Die Steuerung erfolgt nach Maßgabe einer Abweichung des Feststoffgehaltes im Unterlauf, wobei das Ventil 9 bei einer Überschreitung des Sollwertes zunehmend geöffnet und bei einer Unterschreitung des Sollwertes zunehmend geschlossen wird. Als Regelgröße für die Stellbewegung des Ventils 9 wird das Gewicht eines Unterlaufgefäßes 18 benutzt, welches den Unterlauf des Hydrozyklons ganz oder teilweise auffängt. Bei hoher Trübedichte wird unter Wirkung des Gewichts des Unterlaufgefäßes 18 das Ventil 9 geöffnet, wodurch sich der Volumensplit so verändert, daß mehr Feststoff im Unterlauf ausgetragen wird. Bei Verringerung der Trübedichte im Unterlauf und entsprechend reduziertem Gewicht des Unterlaufgefäßes 18 wird das Belüftungsventil 9 in Schließrichtung verstellt. Dadurch verringert sich der Volumenstrom im Unterlauf bei wachsendem Feststoffgehalt. Im Ergebnis resultiert eine stabile Eindickung bei wechselnden Gehalten in der Aufgabetrübe. FIG. 3 also shows the control scheme for controlling the solids discharge in the underflow of the hydrocyclone. A feed slurry 17 is fed tangentially in the hydrocyclone. An underflow containing heavy goods 13 is drawn off through an underflow nozzle 5 in the absence of air. A lightweight material 14 carrying the upper run is guided through an upper running nozzle 3 arranged in the longitudinal center axis of the hydrocyclone on the underside into a discharge chamber 6 and is laterally withdrawn therefrom. A valve 9 in a ventilation line 8 , which is connected to the upper end face of the discharge chamber 6 in the longitudinal center axis of the hydrocyclone, is controlled. The control takes place in accordance with a deviation of the solids content in the underflow, the valve 9 being increasingly opened when the setpoint is exceeded and being closed more and more when the setpoint is undershot. The weight of an underflow vessel 18 is used as a controlled variable for the actuating movement of the valve 9 , which fully or partially catches the underflow of the hydrocyclone. In the case of a high turbidity density, the valve 9 is opened under the effect of the weight of the underflow vessel 18 , as a result of which the volume split changes so that more solid is discharged in the underflow. When reducing the turbidity density in the underflow and correspondingly reduced weight of the underflow vessel 18 , the ventilation valve 9 is adjusted in the closing direction. This reduces the volume flow in the lower reaches as the solids content increases. The result is a stable thickening with changing contents in the feed sludge.

Anstelle der Gewichtsmessung eines Unterlaufgefäßes 18 kann auch das Gewicht des Hydrozyklons gemessen werden. Selbstverständlich können auch andere Verfahren zur Messung der Trübedichte im Unterlauf eingesetzt und deren Meßgröße für die Stellbewegung des Ventils verwendet werden. Das erläuterte Steuer- und Regelschema ist schließlich auch bei einem Hydrozyklon in der Ausführungsform gemäß Fig. 1 an wendbar.Instead of measuring the weight of an underflow vessel 18 , the weight of the hydrocyclone can also be measured. Of course, other methods for measuring the turbidity density in the underflow can also be used and the measured variable used for the actuating movement of the valve. The control scheme explained is finally applicable to a hydrocyclone in the embodiment according to FIG. 1.

Claims

1. Hydrocyclone with
a cyclone housing,
an inlet nozzle connected tangentially to the cyclone housing,
an overflow nozzle arranged in the longitudinal center axis of the cyclone housing and
an underflow nozzle also arranged in the longitudinal center axis,
A locking device for preventing air from entering the cyclone housing is provided on the underflow nozzle, characterized in that the cyclone housing ( 1 ) has an upper discharge chamber ( 6 ) into which the overflow nozzle ( 3 ) opens in the center, and that the discharge chamber ( 6 ) an outlet connection ( 7 ) leading off the upper course suspension is connected to the side.

2. Hydrocyclone according to claim l, characterized in that the discharge chamber ( 6 ) is cylindrical and the outlet connection ( 7 ) tangentially to the jacket of the discharge chamber ( 6 ).

3. Hydrocyclone according to claim 1 or 2, characterized in that on the upper end face of the discharge chamber ( 6 ) in the longitudinal center axis of the cyclone housing ( 1 ), a ventilation line ( 8 ) with a valve ( 9 ) is arranged, by its actuation an air core formation can be influenced in the hydrocyclone.

4. Hydrocyclone according to claim 1 or 2, characterized in that the upper nozzle ( 3 ) consists of an inner tube ( 10 ) and an concentrically arranged outer tube ( 11 ), the inner tube ( 10 ) and the outer tube ( 11 ) in separate Discharge chambers ( 6 , 12 ) end.

5. Hydrocyclone according to claim 4, characterized in that the outer tube ( 11 ) associated discharge chamber ( 12 ) on the top of the cyclone housing ( 1 ) and on the top of this first discharge chamber ( 12 ) connected to the inner tube ( 10 ) second discharge chamber ( 6 ) is arranged and that on the free end face of the second discharge chamber ( 6 ) in the longitudinal center axis of the cyclone housing ( 1 ), a ventilation line ( 8 ) with a valve ( 9 ) is arranged, by its actuation an air core formation in the hydrocyclone can be influenced.

6. Procedure for regulating the discharge of solids in the lower reaches of a hydrocyclone, to which a feed slurry is drawn tangentially leads and from the upper course containing a light material and an underflow containing heavy goods in air be pulled off through an underflow nozzle, characterized in that the waiter run through one in the longitudinal center axis of the hydrocyclone arranged overflow nozzle on the underside in a discharge chamber performed and laterally withdrawn from this and that a valve in a ventilation line, which in the Longitudinal center axis of the hydrocyclone on the upper face the discharge chamber is connected, in accordance with a Deviation of the solids content in the underflow from one predetermined setpoint is controlled, the valve at if the setpoint is exceeded, open further and at if the setpoint is undershot further closed becomes.

7. The method according to claim 6, characterized in that weight as a control variable for adjusting the valve an underflow vessel is used, which the underflow of the hydrocyclone in whole or in part.

8. The method according to claim 6 or 7, characterized records that the upper course by an inner tube and an existing concentric outer tube withdrawn nozzle and that from the outer tube running partial flow of the task fed cloudy again becomes.