DE2003996A1

DE2003996A1 - Hydrozyklone zum Trennen von Suspensionen fester Partikeln

Info

Publication number: DE2003996A1
Application number: DE19702003996
Authority: DE
Inventors: Forsner Bo Ake; Jakobsson Karl Folke Olof
Original assignee: Celleco AB
Current assignee: Celleco AB
Priority date: 1969-02-13
Filing date: 1970-01-29
Publication date: 1970-11-19
Also published as: FI52288B; US3696927A; FI52288C; GB1251946A; CA929895A; SE323651B; FR2032884A5

Description

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/ Patentanwä'te
Dr-Ing. HANS RUSCHKE

■Dipf.-ing. HEINZ AGULAfc 2S> Jah.1970 BMüdenSu^ienzönauerstr,²

Unser ^eichen A T2o5

Aktiebolaget Oelleco, Faok 94» 14700 Tumba/Schweden

zum Trennen von Suspensionen fester Partikel"

Die Erfindung· betrifft Hydrozyklone z'um Trennen von Suspensionen fester Partikel, beispielsweise einer Sohlammsuspension in eine leichte und in eine schwere Fraktionο Die getrennte schwere Fraktion wird mit Hilfe,einer axial verlängerten AbfluBskammer mit kreisförmigem Querschnitt abgeführt. Die schwereFratotion bewegt sich von einem Einlass in einem Ende der Abflusskammer unter Drehung um die Mittelachse der Abflusskammer zu einem Boden inj dem anderen Ende der JLbflusskammör, wo sich der Ausliissk für die schwere Fraktion befindet.

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Bei solchen Anordnungen wurde ftstgesteilt_t daß es
ein Problem ist, den Strom der schweren Fraktion durch den Auslass in einer Weise zu steuern, die nicht eine Blockierung der Steuervorrichtung durch Sammeln von
festen Partikeln in letzterer mit sich bringt.

fe Die dieses Problem lösende Erfindung ist in dem kennzeiohnenden !Dell des Hauptanspruches definiert und
wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen
näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigern

Pig. 1 und Pig. 2 einen als solchen bekannten Hydrozyklon, wobei eine Abflußkammer vorgesehen ist von der Seite und von oben gesehen,

Pig. 3 in einem grösseren Maßstab den Abschnitt unterhalb der Linie I-I in Pig. 1 in Schnittansicht längs der Linie III-III in Pig. 4,

Pig. 4 die Abflusskammer gemäss Pig. 3 in Schnittansicht länge der Linie IV-IV in Pig. 3,

Pig. 5 und 6 je Einzelheiten aus Pig. 4t

Pig. 7, 8, 0 Einzelheiten gernäsa Pig. 5 bezw. 6 zusammen in dfcei verschiedenen Stellungen.

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Pig. 1o und 11 die Einzelheiten nach Fig. 5 bezw. 6 in abgeänderten AusfUhrungsformen,

Fig. 12 Einzelheiten nach Fig* Io bezw. 11 in einer bes timmten Stellung,

Fig. 13 und H die Einzelheiten nach Fig. 5 bezw. Fig. 11 in zwei verschiedenen Stellungen und |

Fig. 15 die Einzelheiten nach Fig. 11 in einer abänderten AusfUhrungsfonn. .

Alle Figuren sind sohematisch und dienen nur als Beispiele. Gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugsziffern in den verschiedenen Figuren versehen.

Der Hydrozyklon nach Fig. 1 umfaflt eine Wirbelkammer 1, welche in ihrem oberen Ende einen tangentialen Einlafl 2 für die Suspension und einen AusleJ3 für die leichte Fraktion aufweist und in ihre« unteren Abschnitt «it Hilfe einer koaxial verbundenen Abflue&kaauner verbunden ist. Wegen-der tangentialen Riohtung des Einlas se β 2 wird die Suspension um die Mittellinie 6 der Wirbelkammer und der Ausflusskammer in Richtung des Pfeiles 7 gedreht« Die getrennte schwere Fraktion behält diese Richtung in der Abflusskajuner bei, obwohl sie in radialen Richtungen von einem Schirm in der Abflusskanüler in einer als solchen bekannten Weise gesprUht wird, wobei der Schirm in Fig. 3 mit Hilfe einer punktgestrichelten Linie angezeigt ist.

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Die Abflusskanmer 5 1st in einan inneren zylindrischen Gehäuse 8 angeordnet. In dem unteren Abschnitt des Gehäuses ist ein Bodenteil 9 vorgesehen, welches von oben in Fig. 4 und separat in fig. 5 gezeigt ist. Dieses Bodfentell besteht aus einem Körper von einer zylindrischen Torrn, und seine obere Ebene bildet den Boden in der Abflusskammer· In der gezeigten Stellung 1st das Bodenteil mit einer Versenkung längs eines Teiles seines !Anfanges versehen, welches in Rlohtung des Pfeiles graduell in der Breite und Tiefe unter der Bodenebene abniinat. Die Versenkung bildet eine offene Abflussauesparung, welche radial auswärts von der kreisförmigen Seitenwand des Gehäuses β begrenzt ist. Bin Auslass 12 für die sohwere fraktion ist in der Seitenwand unter der Bodenebene 1o angeordnet, und die Abflussaussparung fuhrt von dem Auslass 12 alt graduell abnehmender Quersohnittsflache längs der kreisförmigen Seitenwand in dl« Abflusskammer mit weniger als einer Drehung (T in fig· 5) in derselben Richtung, wie die der schweren fraktion um die Mittelachse 6 in der Abflusskammer.

Ing am Boden ist eine Abdeoksoheibe 14 vorgesehen, welche von oben in Fig. 4 und separat in Fig. 6 gezeigt ist. Biese Scheibe kann um die Mittelachse 6 mittels einer Welle 15 mit einem Handgriff 16 gedreht werden, der sentral in dem Bodenabsohnitt 9 geführt 1st, und sie kann in einer gedrehten Stellung mit Hilfe einer Blockierechraube 17 verriegelt werden» Die Scheibe

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weist eine kreisförmige Form auf j und ihr Durchmesser ' ist lediglich so viel kleiner als der innendürohmeaöer des Gehäuses 8, daß die Scheite unbesohwsrt gedreht werden kann· Diö Scheibe weist längs eines Teiles ihres TJmfanges eine Ausnehmung 18 auf * Diese Ausnehmung ist zwischen zwei Kanten a bezw· b begrenzt» so daß die Ausnehmung längs der Seitenwand des Gehäuses eijie Erstreckung S aufweist (Pig* 6)· längs | derselben Seitehwand weist die Abflussaüsspannung mit variierendem Querschnitt eine Brstreckung 0 und die Bodenebene» welche nicht von der Aussparung beeinflusst ist, die ErstreckungR auf, welche gleich S ist (Pig. 5). Die Anordnung arbeitet in der folgenden Weisel Wenn die schwere Fraktion in der Abflusskammer in Richtung des Pfeiles .7 zirkuliert und sich die Scheibe in der Drehstellung befindet» wie sie in Pig. 5 und 4 gezeigt ist, strömt die schwere Fraktion um die Kante a der Soheibe (Pfeil 19 in Fig» 3) und durch die Aussparung in Richtung des Pfeiles 2o« Die engste Querschnittsflache der Abflussaussparung, d.h.» i die Pläehe, welche die Ausflussmenge bestimmt ^ ist vom ^: Querschnitt an der Kante a gebildet.Die Ausflussmenge , kann durch Drehen der Scheibe gesteuert werden, so daB die Kante a liber verschiedQne Querschnitte der Abflussaussparung angeordnet ist. j

In Pig.; 7 ist die Drehstellung gezeigt» -wobei die Kante a oberhalb des grössten Querschnittes angeordnet ist, doho die Auslassmenge ist maximal» In Pig* 8

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-βdit Drohstellung gezeigt, in welcher sich dieselbe Kante genau oberhalb des NullabeohnitteB befindet, wo die Ausnehmung 18 mit der Eretreokung S-H und die Bodenebene 1o derart zusammenwirken, daß jede Verbindung mit Ausnahme unveaaeidlichen Leckens mit dem Auslass 12 unterbrochen ist.

In TIg. 9 1st die D_reheteilung gezeigt, in welcher sioh die Xante b genau über den grössten Querschnitt befindet, wobei diese Stellung insbesondere zweckmäaaig iet, wenn ein söhne11βa Entleeren der Abflusekammer gewünscht 1st· In dieser Stellung wird die Abflus»kammer genau zum Auslass 12 geöffnet und die Abfluesauseparung wird überhaupt nicht verwendet.

Bas Drehen der Kante a, welches oben beschrieben ist, ist für die Erfindung sehr wichtig. Ss wird ein hoher ^ Grad dynamischen Druckrerlustes und Kontraktion im * Querschnitt der Abflussaussparung, die unterhalb der Kante angeordnet ist, erzielt. Man kann folglich einen groesen Drofseleffekt auch in einem relativ gross en Querschnitt'erzielen, welcher beträchtlich die Möglichkeiten erhöht, um den Auslasstrom innerhalb weiter Grenzen ohne Gefahr einer Blockierung des Auslasses zu steuern.

Es ist eine andere Tatsache im Zusammenhang mit der beschriebenen Erfindung zu erwähnen. Wenn die Abdecksoheibe in die Lage nach Pig. 7 gedreht 1st und in

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andere Drehstellungen, bildet die Abflussaussparung eine Tasche beträchtlicher Länge unter der Abdeok-

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scheibe und hinter der Kante be Bei den bislang gemachten Versuchen konnte nicht mit Sicherheit bestimmt werden, bis zu welchem Ausmass diese Tasche nachteilig für das Arbeiten der Anordnung sein kann, beispiels-* weise durch Sammeln und.Festhalten einer Ansammlung von festen Partikeln. Diese Anhäufung kam* in Form *

kohärenter Flocken gelöst werden, wenn eine ändere Drehstellung gewählt ist und die lasche ganz oder teilweise versehwindet. In Fig. to und 11 ist jedoch eine einfache Abänderung des Bodenabschnittes 9ä und der Abdeckscheibe 14a gezeigt? wobsi diese Abänderungen diese Möglichkeit verhindern^ Im Yg3?gleich mit Fig. 5 und 6 bestehen diese AbänderuB§en in einer Verkürzung der Erstreckung und einer Verlängerung der Erstreckungen R und S zu der gleichen Erstraokung Sa. In Fig» 12 ist die Scheibe 14a Über dem Bodenabsehnitt 9a in der gleichen Drehstellung wie in Fig. 7 gezeigt, wobei gezeigt ist, daß die erwähnte Tasche nioht auf- ä

tritt. In den Drehstellungen gemäse Fig. 8 und 9 sind die Abdeok- und Öffnungsbedingungen im wesentlichen unverändert.

Wenn die Verkürzung der Abflussaussparung irgendeinen Nachteil mit sich bringen sollte, kann man einen Kompro-miss durch Kombination des Bodenabsohnittes 9 mit der Scheibe 14a erzielen, welcher gemäss Fig. 13 darin besteht, daß die Tasche beträchtlich verkleinert

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ist und früher versehwindet, wenn die Scheibe gedreht wird, so daß mehrere Drosselstellungen erzielt werden. Diese Kombination kann auch, wie dies in Pig. 14 gezeigt ist, darin resultieren, daß ein vollständiges Schliessen der Abflussaussparung an der Kante a nicht erzielt werden kann, da die Kante b vorher einen direkten Durchgang zum Auslass 12 öffnet. Jedoch scheint dies von geringer Wichtigkeit zu sein, da die engsten Abschnitte der Aussparung unterhalb der Kante a im wesentlichen einen Durchströmbereich ergeben_f welcher zu klein ist, um praktisch für eine solche Steuerung verwendet zu werden»

In Figo 1p ist eine Abdeckscheibe 14 b gezeigt, bei welcher'die Umfangsaussparung durch eine Anzahl von Löchern ersetzt ist, die dieselbe Wirkung haben. Anstatt runder Löcher können auch Löcher unterschiedlicher Formen und unterschiedlicher Anzahl verwendet werden.

Mit Hilfe der gezeigten und beschriebenen Beispiele können verschiedene Einzelheiten in vielen Arten innerhalb des Bereiches der Erfindung modifiziert werden. Beispielsweise kann der Bodenabschnitt so sein, daß er abwärts aus dem Gehäuse 8 erstreokbar ist, oder er kann vollständig durch einen Boden ersetzt werden, welcher ein Teil des Gehäuses derselben Form bildet. Die Abflussaussparung kann ein anderes Profil aufweisen. Die Abdeckscheibe sollte dünn sein, um die Bewegung der schweren Fraktion um die Kante so wenig, wie möglich zu verzögern.

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Aus dem gleichen Grund kann diese Kante an der oberen Seite abgeschrägt sein* Weiterhin ist es nicht notwendig, daß die Abflusskammer koaxial mit der Wirbelkammer des Hydrozyklons verbunden ist. Die Abflusskammer kann auch genau so gut mit einem tangentialen' Einlass für die schwere.Fraktion versehen sein, der die gleichen Strömungsbedingungen mit sich bringt, beispielsweise kann sie in einer Weise "verbunden sein, wie dies in der schwedischen Patentschrift 197 .182 a beschrieben ist. Bei einer derartigen Anordnung ist es nicht notwendig, daß der Hydrozyklon von dier Art einer Wirbelkammer ist» Hauptsache ist lediglich, daß der Hydrozyklon die schwere Fraktion zu einem tangentialen Einlass abgibt.

Patentansprüche

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Claims

-Ιο-

Patentansprüche

Anordnung für Hydrozyklone zum Trennen von Suspensionen fester Partikel, beispielsweise von Schlammsuspensionen in eine schwere und eine leichte Fraktion,

P wobei die getrennte schwere Fraktion durch eine axial sich erstreckende Abflusskammer von kreisförmigem Querschnitt abgeführt wird und die schwere Fraktion um die Mittelachse der Abflusskammer von einem Einlass in einem Ende der Abflusskammer zu einem Boden in dem anderen Ende der Abflusskammer rotiert, wo sich der Auslass für die schwere Fraktion befindet, dadurch gekennzeichnet, daß sich in dem Boden (1o), welcher sonst eben ist, eine offene Abflussaussparung (11) befindet, die mit dem Auslass (12) in Verbindung steht, welcher unterhalb der Bodenebene angeordnet ist, wobei die Aussparung von dem Auelass mit graduell sich

\ vermindernder Querschnittsfläche längs der kreisförmigen Seitenwand der Abflusskammer weniger als eine Drehung in der Bodenebene in der gleichen Richtung (7) wie die schwere .Fraktion in der Abflusskammer führt, in welcher eine Abdeckscheibe (14) vorgesehen ist, die parallel mit und in der Nähe der Bodenebene angeordnet ist, wobei diese Scheibe um die Mittelachse (6) der Abflusskammer drehbar ist, sonst kreisförmig ist und den ganzen Bodenbereich abdeckt und mit einem Ansatz (18) innerhalb eines Absohnittbereiches nächst dem Umfang versehen ist.

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2c) Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß längs der Seitenwand der Bodenebene der Abfluss- . kammer.(1ο) der Teil der Abflussaussparung (9a)
mit variierendem Querschnitt die. gleiche Erstreckung
(Sa) wie der Abschnitt der Bodenplatte (Ίο.) aufweist, welchernicht von der Abflussäusnehmung und der UmfangsÖffnung (18) der Abdeckscheibe (14a) beeinflusst'ist. ■-.-"-,·

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