DE2312618A1

DE2312618A1 - Suspensions-reinigungseinheit

Info

Publication number: DE2312618A1
Application number: DE2312618A
Authority: DE
Inventors: Klas Robert William Robinson
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-03-16
Filing date: 1973-03-14
Publication date: 1973-09-27
Also published as: AU468387B2; SE361268B; IT982074B; US3862041A; AU5329273A; ATA223473A; FR2336981B1; FI52431C; GB1381239A; FR2336981A1; NO140705B; JPS5418422B2; JPS492155A; DE2312618C2; NO140705C; CA1010375A; AT326474B; ES412698A1; FI52431B

Description

. H. PFlSTER

"Suspensions-Reinigungseinheit"

Die Erfindung befasst sich mit Anordnung zur Reinigung von flüssigen Suspensionen und insbesondere mit einer Batterie oder Einheit von sogenannten Hydrozyklonen zur Befreiung von Flüssigkeiten von Unreinheiten. Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, ein Gerät zur Reinigung von Fasersuspensionen zu schaffen, bzw. einen Apparat, der beispielsweise für Papierfabriken geeignet ist.

In der Papier- und Pulpenindustrie ist es normal, Hydrozyklonen zur Entfernung von groben und feinen Unreinheiten und Schmutzpartikeln aus wässrigen Faserpulpensuspensionen zu entfernen. Wegen des sehr grossen Durchflusses der Fasersuspension in einer konventionellen Pulpen- oder ' Papierfabrik, ist eine sehr grosse Zahl von Hydrozyklonen erforderlich, um den gewünschten Reinigungsgrad zu erzielen, wobei die Zyklonen parallel zu grossen Einheiten oder Batterien zusammengefasst sind. In einer Zyklonenanordnung ist eine Anzahl von Hydrozyklonen nebeneinander ange- : ordnet, um eine Hydrozyklonenbatterie zu bilden, wobei die Zyklonen sich vertikal erstrecken und ihre Auslassdüsen oder Öffnungen nach unten gerichtet haben und ausserdem einen gemeinsamen Einlass, Auslass, sowie ;

eine Abfallkammer haben, d.h. es ist eine Hydrozyklonenbatterie vorhanden,

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wie die im Patent Nr. 314 959, Pig. 8, beschriebene. Bei einer anderen Anordnung sind die Zyklonen in horizontalen Schichten angeordnet, und zwar übereinander, wobei die Zyklonen jeder Schicht radial ihre Düsen nach innen erstrecken.

Es gibt zwei Sondererfordernisse, die hier gegeben sind» Bisher war es nicht möglich, beiden gleichzeitig befriedigend gerecht zu werden. Eines dieser Erfordernisse liegt darin, dass die Einheit in ein geschlossenes System eingebaut ist, d.h. die zu reinigende Suspension, die gereinigte Suspension und der Schlamm mit dem ausgeschiedenen Schmutz - in dieser Reihenfolge bezeichnet als Einspritzen, Annehmen und Auswerfen - werden zu den Einheiten geführt und von diesen weggeführt über ein geschlossenes Leitungssystem.. Die andere Erfordernis liegt darin, dass es möglich sein sollte, die Zyklonen zu sehen, insbesondere ihre Auswu rf düsen, da Störungen in dem Betrieb eines bestimmten Zyklons, beispielsweise aufgrund einer Verstopfung, an den Düsen schnell bemerkt werden kann.

Beide dieser Erfordernisse befassen sich im wesentlichen mit den Bedingungen an den vorerwähnten Abflussdüsen, durch die der Schlamm mit den ausgeschiedenen Schmutzpartikeln - Abfluss - fliesst. Bei einem geschlossenen System fliesst der Abfluss häufig direkt in die Umgebungsflüssigkeit, was eine Gefahr bedeutet, dass der Abfall in den Zyklon zurückgesaugt wird. Die Erfahrung hat gezeigt, dass dies den Reinigungseffekt stark beeinträchtigen kann. Wenn dagegen der Abfall in die Umgebungsluft abfliessen kann, wobei dann der zweiten Erfordernis Rechnung getragen wird, den Abfall zu sehen, kann schnell geprüft werden, ob die einzelnen Zyklone richtig funktionieren oder nicht, da die Form des Abflusses, die sogenannte Ausfluss-Sonnenblume, sofort zeigt, ob der Zyklon korrekt arbeitet oder ob es eine Verstopfung oder Störung gibt.

Wie oben erwähnt, können bisher die Zyklone nicht beiden Erfordernissen

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befriedigend gerecht werden. Bekannte Einheiten mit horizontalen, radialen Zyklonen, die zu einem Mittelpunkt hin gerichtet sind, können in geschlossenen Systemen angeschlossen werden, haben jedoch den Nachteil, dass sie nicht visuell geprüft werden können. Zyklonenbatterien vom obenbeschriebenen Patent können so betrieben werden, dass der Ausfluss in die Umgebungsluft abfliesst, was eine visuelle Kontrolle ermöglicht, aber die Aufgabe der Verbindung der Zyklonen mit einem geschlossenen System weist gewisse Probleme auf,

Erfin dungs aufgäbe ist die Abschaffung der beiden obigen Nachteile und Lösung des Problems der visuellen Ausflusskontrolle und der Möglichkeit eines Anschlusses an ein geschlossenes System, während natürlich gleichzeitig Raumersparnisaspekte zu berücksichtigen sind. Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass in überraschender und radikaler Weise der Schritt getan wird, die getrennten Hydrozyklonen, die Teil einer Einheit zur Reinigung sind, von oben nach unten in aufrechter Lage anzuordnen, d.h. mit den Abflüssen nach oben, während die Abfallkammern, die so ganz oben sind, vollständig geschlossen sind und mit ihren Auslassen an einem geschlossenen Leitungssystem angeschlossen sind.

Dauerprüfungen haben gezeigt, dass der Reinigungseffekt der einzelnen Hydrozyklone dadurch nicht beträchtlich beeinträchtigt wird, dass die Zyklonen umgekehrt werden. Wahrscheinlich liegt der Grund darin, dass die Gravitationskräfte im Vergleich mit den Massenkräften während der Zentrifugierung zu vernachlässigen sind.

Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal" ist die Tatsache betrachtet worden, dass, wenn Fasersuspensionen mit Hydrozyklonen gereinigt Werden, immer die Tendenz besteht, dass sich die Abflüsse wegen einer Verdickung der Suspension verstopfen, d.h. aufgrund einer Steigerung von deren Konzentration - was die erwähnte Erfordernis von geeigneter visueller Überwachung der Abflüsse mit sich bringt - und diese Tendenz ist insbesondere

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dann deutlich, wenn beispielsweise eine Papierpulpe gereinigt wird, die aus langen oder groben Fasern besteht, obwohl auch andere Faktoren auftreten können, die dahin tendieren, die Blockierhäufigkeit zu erhöhen. Es wurde festgestellt, dass die Verstopfungsgefahr reduziert oder ganz beseitigt werden kann, wenn man das tut, was der Fachmann als "Abschwemmen" bezeichnet, was einfach bedeutet, dass die durch den Zyklon laufende Suspension mit klarem Wasser verdünnt wird, das an einem Punkt hinzugegeben wird, der in der Nähe des Ablasses liegt, so dass der verdickte Abfall verdünnt wird. Gleichzeitig werden die Auslässe vergrössert, wodurch ebenfalls das Verstopfungsrisiko verringert wird. Für die Praxis kann gesagt werden, dass diese Verdünnung Teil der Verdünnung des Abfalls ist, die normalerweise hinter den Zyklonen vorgenommen wird, um die Äbfallkonzentration zu verringern, die drei bis fünfmal grosser ist als die Konzentration der einfliessenden Suspension. Da ein Teil dieses Verdünnungsprozesses bereits in dem oder den Zyklonen erfolgt, wird der Reinigungsprozess nicht in beträchtlichem Masse beeinträchtigt, aber die Zuverlässigkeit im Betrieb wird beträchtlich gesteigert, da das Risiko von Verstopfungen praktisch inexistent oder zu vernachlässigen ist. Eine B edingung, die bei einer solchen Abschwemmungsphase erforderlich ist, liegt jedoch darin, dass das JEinfliessen von Verdünnungsflüssigkeit in den oder die Zyklone in einer sorgfältig kontrollierten Weise erfolgen muss, d.h. es werden einfache, verlässliche und schnell einstellbare Mittel benötigt, um den Zufluss von Verdünnungsflüssigkeit in die Zyklonen zu steuern.

Es wurde festgestellt, dass in einer Reinigungseinheit der obenerwähnten Art umgekehrte Zyklonen es "möglich machen, durch einfache Mittel eine gesteuerte Verdünnung des Abfalls in jeder Zyklonenkomponente der Einheit zu erzielen, bevor der Abfall aus den Zyklonen heraustritt und in die Abfallkammer der Einheit gelangt. Erfindungsgemäss sind die Zyklonen der Einheiten mit Einflussöffnungen für Verdünnungsflüssigkeit versehen, welche aus einer im folgenden offenbarten Quelle stammt. Hier scheint die .·

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Tatsache, dass die Zyklonen umgekehrt sind, zu einer sehr wirksamen Verdünnung oder Abschlemmung mit minimalem Risiko der Verstopfung der Abflussöffnungen der Zyklonen beizutragen.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in der mit Bezug auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele erläutert werden. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch eine Zykloneinheit nach der Erfindung, wobei der Schnitt nach der Linie I-I in Fig. 2 erfolgt,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Endes der Einheit mit Roh ran Schluss en,

Fig. 3 eine Vertikalschnittansicht durch das obere Ende einer einzelnen Zyklonenhülle mit den dazugehörigen Elementen,

Fig. 4 eine entsprechende Schnittansicht durch das untere Ende der Hülle mit dazugehörigen und mit ihm zusammenwirkenden Mitteln,

Fig. 5 eine diagramm artige, perspektivische Ansicht eines Teils einer Reinigungsanlage mit Hydrozykloneinheiten nach der Erfindung mit zwei Einheiten, die bereits angeschlossen sind und mit Platz für eine dritte Anlage, die noch anzuschliessen ist,

Fig. 6 eine Detailansicht eines AnschlusStückes zwischen den Einheiten in einem geschlossenen Leitungssystem,

Fig. 7 eine vertikale Schnitt an sieht durch einen Teil einer Zykloneneinheit ähnlich zu der nach Fig. 1, jedoch modifiziert nach einem weiteren Erfindungsmerkmal, wobei der Schnitt durch die Linie VII-VII der Fig. 8 erfolgt,

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Fig. 8 eine Seitenansicht eines Endes einer modifizierten Einheit mit Rohrverbindungen,

Fig. S eine Detailschnittansicht durch die Linie IX-IX der Fig. 8 mit einer Verbindungsvorrichtung für die Zyklonen der Einheit,

Fig. 10 eine Vertikalschnittansicht durch einen Teil einer Zykloneneinheit nach der Erfindung mit der Absehwemmungskammer, wobei die Linie des Schnittes der Linie X-X in Fig. 11 entspricht,

Fig. 11 eine Seitenansicht der Einheit mit Rohranschlüssen,

Fig. 12 eine vertikale Detailschnittansicht durch den oberen Teil eines der Zyklone, die Teil der Einheit sind, wobei insbesondere die Konstruktion der Elemente gezeigt wird, die für die Verdünnung des Abflusses sorgen, und

Fig. 13 eine Querschnittsansicht nach der Linie XIII-XIII in Fig. 10.

Fig. 1 und 2 zeigen die Verbindungsteile einer erfindungsgemässen Reinigungseinheit mit einer Anzahl von Hydrozyklonen. Die Einheit umfasst ein Gehäuse 10 aus rostfreiem Stahlblech, das in drei Kammern unterteilt ist, wovon die mittlere Kammer 12 die Einlasskammer mit einem Einlass 14 für die zu reinigende flüssige Suspension ist, d.h. also für die Eingabe.Die gereinigte Suspension, d.h. die Annahme, wird in der Kammer 16 aufgenommen und fliesst durch einen Auslass 18. Der Schlamm mit dem abgeschiedenen Material, d.h. der Auswurf, wird in der oberen Kammer 20 aufgenommen und fliesst durch einen Ausfluss 22. ab. Die drei Kammern werden durch Zwischenwände 24 und 26, wie in der Figur gezeigt, getrennt und die Eingabekammer 12 kann an der Aussenseite mit einer Verstärkungsrippe 25 verstärkt werden. Zwischen den Wänden befindet sich eine Anzahl,

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beispielsweise von zwanzig aufrechten Hydrozyklonen 30, von denen jeder an sich bekannt ist, wobei jedoch im Gegensatz zur üblichen Technik die Auslässe nach oben gerichtet sind und in die obere Auswurfkammer 20 abgeben. Die Auswurfkammer 20 ist mit einem durchsichtigen Deekel 28 , beispielsweise aus Plexiglas, geschlossen.

Die Form, mit der die verschiedenen Zyklonen 30 in einfacher Weise in dem Gehäuse 10 montiert werden können, wird nun unter Bezugnahme auf die Figuren 3 und 4 beschrieben. Jeder Zyklon umfasst in einer bekannten Weise ein leicht konisches Gehäuse 32 aus rostfreiem Stahl. Am breitesten oder Einlassende ist das Gehäuse mit einem Deckelement 34 versehen, das, wie dargestellt, mit einem im wesentlichen konisch ausgebildeten Abschnitt versehen ist, der sich in die Mündung des Gehäuses hineinerstreckt. Das Deckelelement hat einen zentralen, durchgehenden Kanal 36, der das sogenannte Eingaberohr bildet, durch das die gereinigte Suspension fliesst und das sich bei 35 in die Eingabekammer 15 ergiesst. Das Deckelelement 34 hat eine Ausbeulung 38, die sich nach unten durch eine Öffnung in der Trennwand 24 zwischen der Eingabe oder Einspritzkammer 12 und der Annahmekammer 16 (siehe Fig. 1) erstreckt, wobei das Element in geeigneter Weise gesichert ist, und zwar durch einen Clips 40 an der Ausbeulung 38, während das Element an der Wand 24 durch einen O-Ring 42 dicht angeschlossen ist. Ein Einlass ist tangential zum Zyklonengehäuse in einer einfachen Weise durch Anklemmen einer Klappe 44 im Gehäusemetall, ausgehend von der Kante des Gehäuses, angebracht, wobei die Klappe so gefaltet wird, dass sie eine Einlassöffnung 45 bildet.

Der schmälste Teil des Zyklonengehäuses 32 erstreckt sich durch eine Öffnung in der oberen Wand 26 zwischen der Auswurfkammer 20 und der Eingabekammer 12. Eine Aussengewindemuffe 46 ist mit der oberen Seite der Wand 26 um die Öffnung herum verschweisst und die Dimensionen der Elemente sind so angepasst, dass das Ende des Zyklonengehäuses sich

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leicht oberhalb der Muffe erstreckt. Ein Plastikauslasskonus 50 ist am unteren Ende mit einem sechseckigen Teil 48 oder ähnlichem versehen, der es ermöglicht, dass ein Bogen angelegt werden kann, der eine Innengewindeausbildung hat, die mit dem Aussengewinde der Muffe 46 zusammenpasst. Der Auslasskonus 50 wird auf die Muffe 46 aufgeschraubt und erfasst das obere Ende des Zyklonengehäuses 32 oberhalb eines eingesetzten Zylinderdichtungsringes 52, wobei der Rest des Konus eine solche innere Konfiguration hat, dass er eine Fortsetzung des Gehäuses 32 bildet. Wie aus Fig. 3 und 4 ersichtlich, wird., wenn der Auslasskonus 50 angezogen wird, indem ein Spanner an dem sechseckifea- oder Mutterteil 48 angelegt wird, das gesamte Abfluss genau se 32 nach unten gedrückt, was bedeutet, dass das Deckelelement 34 ständig gegen die untere Trennwand 24 gedrückt wird. Wie aus Fig„ 1 ersichtlich, endet das obere Ende des Auslasskonus 50 mit einer sogenannten Auswurfdüse 54, die sich vom Ausfluss 55 her erstreckt und die mit einer geeigneten Schraubverbindung 53 an das obere Ende des Auslasskonus angeschlossen wird.

Beim Betrieb tritt die zu reinigende Suspension, beispielsweise eine Suspension von Zellulosefasern, durch den Einlass 14 in die Eingabekammer ein., wonach sie durch die Einlassöffnungen 44 in das Zyklonengehäuse einfMesst und schnell rotiert wird, um in gewünschter Weise Unerwünschtes abzuscheiden. Die gereinigte Suspension,, das Angenommene, wird zum Zentrum der Zyklonen hin gesammelt und fliesst nach unten über das Annahmerohr 36 im Deckelement 34 zur Annahmekammer 16 und durch das Auslassrohr 18. Die abgeschiedenen Partikel werden an den inneren Flächen des Zyklonen gesammelt und begleiten den Auswurffluss durch die Auslassdüsen 55 der.Zyklonen, Bei normalem Betrieb bildet der Auswurf einen Sonnenblum en-artigen Flüssigkeitsvorhang um die Düse herum, was es ermöglicht, das Ablassen durch den Deckel 28 zu kontrollieren. Die letztere Möglichkeit bietet, wie oben erwähnt, einen nützlichen Vorteil, da ein Fehler im Zyklon, beispielsweise eine Verstopfung, sofort in der "Sonnenblume" sieht-

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bar wird. Die Entfernung des Plexiglasdeckels 28 gibt leichten Zugang zu den Konussen 50 und den Düsen 54 zwecks Austausch oder Reinigung.

Der Auswurf wird in der Auswurfkammer 20 gesammelt und fliesst durch einen Ausfluss 22 ab. Erfindungsgemäss ist es möglich, die Kammer 20 voll geschlossen zu gestalten und mit einem geschlossenen Leitungssystem zu verbinden, jedoch ist es gleichzeitig möglich, den Abfluss in der freien Luft zu beobachten. Auf diese Art und Weise ist die Gefahr eines neuerlichen Hineinziehens in die Zyklonen eliminiert, wobei diese Gefahr insbesondere dann gegeben ist, wenn die Auslassdüsen unter der Flüssigkeitsoberfläche liegen. Der Flüssigkeitsstand in der Auswurfkammer 20 kann ohne weiteres in einer Lage nach der Linie x-x gehalten werden, indem der Auslass 22 mit einer Wehreinrichtung oder Staustufe verbunden wird, so dass bei normalem Betrieb die Flüssigkeit in der Auswurfkammer 20 einen im wesentlichen konstanten Stand hat und ein geschlossener Luftraum oben in der Kammer gebildet wird, in dem der Auswurf frei fliesst, so dass er in dem unteren Teil der Kammer gesammelt werden kann.

Fig. 5 zeigt diagramm artig, wie die Zykloneneinheit nach der Erfindung in der Praxis angeschlossen werden kann, beispielsweise zur Reinigung von Fasermaterial in einer Papierfabrik. Jede Batterie 10 bildet eine Einheit, die errichtet werden kann als ein einfacher Rahmen oder eine Basis 56 zum Anschluss an zentrale Sammelleitungen, die sich in Verbindung zum Rahmen erstrecken, nämlich eine Annahmeleitung 60, eine Eingabeleitung 62 für zu reinigendes Gut und eine Auswurfleitung 64. Die Verbin dungs stutz en 18, 14 und 22 einer Batterie sind mit entsprechenden Stutzen 18¹, 14' und 22' an den Rohrleitungen mittels abnehmbarer Rohrverbinder 66 angeschlossen, siehe beispielsweise in Fig. 6, wie sie in der britischen Patentschrift Nr. 1 288 680 beschrieben werden. Entsprechende Sperrventile 68 werden vorzugsweise auf einer oder beiden Seiten der Rohrverbindung 66 ange- : bracht, um es zu ermöglichen, die Batterie schnell zu blockieren, ohne ; den Rest des Systems zu stören. Die Batterien können mit Hilfe eines

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Gabelstaplers bewegt werden oder auf Rädern montiert sein. Die Auswurfkammer wird geeigneterweise über einen Rohrkrümmer 70 geführt, wodurch eine Wassersperre in einfacher Weise gebildet wird, um den>Flüssigkeitsstand in der Auswurfkammer nach Fig. 1 zu steuern.

Es wird davon ausgegangen, dass Fig. 5 ein klares Bild der praktischen Vorteile der erfindungsgemässen Reinigungseinheit gibt. Jede Batterie, die so eine grosse Zahl von getrennten Hydrozyklonen aufweisen kann, bildet eine kompakte, leicht zu bewegende und leicht anzuschliessende Einheit und., in Widerspruch zu allen bekannten Zyklonensystemen ist der Betrieb so, dass er leicht visuell durch den durchscheinenden Deckel 28 der Batterie kontrolliert werden kann, da jede Störung in der Funktion eines einzelnen Zyklons sofort in der Erscheinungsform des Bildes der "Auswurf-Sonnenblume" an den Abflüssen sichtbar wird. Wie oben erwähnt, kann jede Batterie einfach und schnell vom System getrennt werden, wodurch eine Sicherung möglich ist, womit aber keine Betriebsunterbrechung erforderlich wird. Natürlich ist die Anordnung nach Fig. 5 nur ein Beispiel und die Bewegungen der Einheiten von und zu ihren richtigen Lagen kann in zahlreichen anderen einfachen Formen erfolgen.

Bei der obenen beschriebenen Reinigungseinheit ist die Höhe der Einlassoder Eingabekammer 12 etwas grosser als die der Auswurfkammer 30 und die Auslass- oder Annahmekammer 16 hat die Höhe von ungefähr der Hälfte der Höhe der Auswurfkammer wie in Fig. 1 zu sehen. Es wird jedoch unterstrichen, dass es keineswegs notwendig ist, die relativen Grossen Kammern in dieser Weise anzuordnen. In der Einlasskammer herrscht ein höherer Druck als der atmosphärische, wobei in gewissen Fällen bis zu 3 kp/cm (40 psig) erreicht werden können, und dann kann es ratsam sein, die Abmessungen der Eingabekammer zu reduzieren, insbesondere die Höhe, was wiederum die Erfordernis reduziert, das Gehäuse zu versteifen. Eine solche Anpassung der relativen Grossen der Kammern kann innerhalb des Erfindungsrahmens ohne weiteres durchgeführt werden und in den Fig. 7-9

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wird ein Beispiel einer solchen Zykloneneinheit nach der Erfindung gezeigt. Die gleichen oder ähnliche Details wie sie bereits oben beschrieben wurden, wurden mit dergleichen Bezugs zeiche η und der Zusatzkennung "a" versehen.

Wie oben ausgeführt, umfasst die Einheit ein Gehäuse 10a, das in eine obere Auswurf kamm er 20a mit einem transparenten Deckel 28a und einem Auslass 22a, eine mittlere Eingabekammer 12a mit einem Einlass 14a und unten in eine Auslass- oder Annahmekammer 16a mit einem Auslass 18a unterteilt ist. Die Kammern werden durch Trennwände 24a und 26a getrennt, wie jedoch ersichtlich ist, ist die Wand 26a zwischen der Auswurfkammer 20a und der Eingabekammer 12a auf einer beträchtlich geringeren Höhe angeordnet als vorher, so dass die Einlasskammer 12a sehr kompakt wird und eine geringe Höhe aufweist, weshalb insbesondere die au ss er en Wände dieser Kammer einer geringeren Beanspruchung ausgesetzt sind, wobei sich ein geringeres Biegerisiko bei Eingabedruck ergibt. Die einzelnen Zyklonen 30a sind wie vorher mit Deckelementen 34a an ihren Einlassenden versehen und sind geeignet, in Öffnungen in der Trennwand 24a einzugreifen, die zwischen der Eingabe- und der Annahmekammer 12a bzw. 16a liegt, wie oben unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben. Jedoch werden in diesem Fall die Zyklonen gegen die Wand 24a mittels einer Klemmeinrichtung etwas anderer Ausbildung gedrückt, die in die Trennwand 26a eingesetzt wurde zwischen der Auswurf- und der Eingabekammer 20a bzw. 12a, was detaillierter in Fig. 9 gezeigt wird. Die einzelnen konischen" Zyklonengehäuse 32a erstrecken sich durch Öffnungen in der Trennwand 26a, wobei die genannten Öffnungen durch Innengewindebuchsen oder Muffen 47 gebildet werden, die an der Wand 26a angeschweisst sind, Schwere Muttern 49, vorzugsweise aus geeignetem Plastikmaterial, wie z.B. Nylon, werden mit Aussengewindefassungen versehen, die zu den Innengewinden der Muffen 47 passen, wobei die genannten Muttern eine innere konische Fläche haben, die zur äusseren konischen peripherischen Oberfläche des des Zyklons passt, und zwar auf genau der Höhe, wo der Zyklon sich durch die

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Trennwand 26a erstreckt. So erfasst die Mutter 49 die konische, peripherische Oberfläche des Zyklons und zieht sie mit, wenn die Einschraubung in die Muffe 47 erfolgt, und zwar nach unten, und dadurch wird das untere Ende des Zyklons auch in diesem Fall mit der unteren Wand 24a in Verbindung gebracht. An der Spitze hat jeder Zyklon, wie vorher, einen Aus- _; lasskonus 50a, der an seinem unteren Ende einen Teil mit Innengewinde und sechseckiger Ausbildung 48a hat, der jedoch in diesem Fall direkt auf das obere Ende des Zyklonengehäuses 32a aufgeschraubt wird. Dement- ' j sprechend wird diese Schraubverbindung nicht dazu benutzt, die Zyklonen im Gehäuse der Einheit zu montieren.

So haben die Zykloneneinheiten nach Fig. 7-9 eine relativ voluminöse Auswurfkammer, die jedoch in keiner Weise eine schädliche Wirkung auf Betrieb und Funktion der -Einheit hat. Im Gegensatz dazu kann sogar eine noch grössere Freiheit für die Anpassung des-Flüssigkeitsstandes x'-x¹ in der Auswurfkammer 20a durch entsprechende Anordnung des Auswurfauslasses 22a und des dazugehörigen Wehrabflusses bzw. Staustufe oder ähnliches erreicht werden. Darüberhinaus kann der untere Teil der Auswurfkammer dazu benutzt werden, eine sogenannte "Abfall-Falle" zu schaffen, d.h. schwere Partikel im Auslass werden am Boden der Kammer gesammelt und durch eine Öffnung in der Kammer können sie periodisch entfernt werden.

In den Figuren 10-13 wird eine Zykloneneinheit nach der Erfindung gezeigt, die mit einer Verdünnungs- oder Abschwemmungskammer versehen ist, wie eingangs erwähnt. Die Einheit, deren wiederkehrende Details diegleichen Bezugszeichen wie vorher haben, diesmal jedoch mit dem Zusatz "b", weist auch in diesem Fall ein Gehäuse 10b aus rostfreiem Stahl mit : einer Unterteilung in drei Hauptkammern auf, nämlich eine mittlere Kammer 12b mit einem Einlass 14b für die zu reinigende Suspensionsflüssigkeit, d. j

h. also eine Eingabekammer, dann eine untere Kammer 16b mit einem Aus-, lass 18b und oben die Auswurfkammer 20b mit einem Auslass 22b. Diesmal ,

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befindet sich jedoch zwis chen der Einlasskammer 12b und der Auswurfkammer 20b eine Verdünnungs- oder Abschwemmungskammer 110 mit einem Einlass 112 für das Verdünnungsmedium, das im Falle von Pulpensuspendierungen frisches Wasser ist. Die Einlasskammer 12b wird von der Annahmekammer 16b durch eine Trennwand 24b getrennt und von der Ver dünnungskammer durch eine Zwischenwand 26b. Die Abschwemmungskammer wiederum wird von der Auswurfkammer durch eine Trennwand 114 getrennt. ■

In der Gehäuseeinheit 20b befindet sich eine Anzahl, beispielsweise zwanzig, vertikale Zyklone 30b, die wie vorher ausgeführt mit ihren Auslassdüsen oder Spitzen nach oben angeordnet sind und so in die Auswurfkammer 20b abgeben, die am oberen Teil der Einheit angeordnet sind und mit einem transparenten Deckel 28b abgedeckt werden.

jeder Zyklon umfasst in an sich bekannter Weise ein leicht konisches Gehäuse 32b aus rostfreiem Stahlblech, welches an seinem unteren, breitesten Ende, bzw. am Einlassende mit einem Deckelement 34b versehen ist, das in der offenbarten Weise gegen die Trennwand 24b gedrückt wird. Der schmälste Teil des Zyklonengehäuses 32b erstreckt sich nach oben durch eine Öffnung in der oberen Trennwand 26b zwischen der Eingabekammer 12b und der Verdünnungskammer 110, siehe Fig. 12. Eine Aussengewindemuffe 46b ist an der oberen Seite der Trennwand 26b um die Öffnung herum angeschweisst und ein Plastikabflusskonus 80 ist am unteren Ende mit einem sechseckigen Teil 78 oder ähnlichen Vorrichtungen zur Aufnahme von Spannern versehen, wobei der genannte Abschnitt eine innere Gewindebohrung hat, die mit dem Aussengewinde der Muffe 46b zusammenwirkt. Der Abflusskonus 80 wird auf die Muffe 46b aufgeschraubt und erfasst das obere Ende des Zyklonengehäuses 32b, wobei der Rest des Gehäuses eine solche innere Ausbildung aufweist, dass eine Fortsetzung nach oben im Inneren des Zyklonengehäuses 32b gebildet wird. Wenn der rechteckige, , bzw. Mutterteil 78 des Abflusskonus 80 angezogen wird, wird das Konus-

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gehäuse 32b ganz nach unten gedrückt, siehe Fig. 1 und 3, wodurch das Deckelement 34b veranlasst wird, auf der Trennwand 24b in der gleichen Weise aufzuliegen, wie oben offenbart wurde.

In Fig. 12 ist der Abflusskonus 80 in einen oberen Teil 84 mit einer Auslassöffnung oder Auswurfdüse 85 (siehe Fig. 10) und einen unteren Teil 86 unterteilt, der im allgemeinen zylindrisch ausgebildet ist und am Boden mit dem vorher erwähnten Rohranschlussteil 78 verbunden ist. Zwischen · dem oberen und unteren Teil 84 und 86 des Konus 80 wird eine Schulter 88 ausgebildet. Die Höhenlage, siehe Fig. 12, wird so angepasst, dass, wenn der Ausflusskonus 80 in seine Lage gebracht wird, die Schulter ungefähr auf der gleichen Höhe liegt wie die Trennwand 114 zwischen der Abschwemmkammer 110 und der Auswurfkammer 20b. In dieser Wand befinden sich Öffnungen 116 für die verschiedenen Ausflusskonusse, wodurch die Kanten der Öffnungen leicht angehoben werden können, wie in Fig. 12 gezeigt wird, um es zu ermöglichen, dass der zylindrische Dichtring 118 zwischen die Schulter 88 und die gekröpfte Öffnung 116 eingesetzt werden kann. Eine Zahl von Zwischenlagen 120 sind zentral in geeigneter Weise in der Längsrichtung des Gehäuses angeordnet und an die Trennwand 26b angeschweisst. Die freien Enden der Zwischenlagen sind in der Durchmesserausbildung reduziert und so geartet, dass sie eine Schulter 122 bilden, deren Höhe oberhalb der Trennwand 26 der Stellung von Anschlussflanschen 126 entspricht, die an die äussere Wand des Gehäuses angeschlossen sind, wobei die Flansche 124 zusammen mit den Schultern 122 auf den Zwischenstücken : die Trennwand 114 tragen, bzw. in die richtige Lage bringen, wonach die . Wand 114 in konventioneller Weise durch Schrauben 126 befestigt wird, /die sich in die Flansche 124 erstrecken, bzw. durch Muttern 128, die auf die freien Enden der Zwischenstücke 120 aufgesetzt werden. Diese Konstruk-■ tion wird jedoch nur als Beispiel angegeben und es wird davon ausgegangen, , dass der Fachmann andere Ausführungsformen der Verdünnungskammer ^; der Reinigungseinheit vorschlagen kann.

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Verdünnungsflüssigkeit, im vorliegenden Fall klares Wasser, das in die Abschwemmkammer 110 zwischen den Wänden 114 und 20b über den Einlass 112 eingegeben wird, fliesst in die Ausflusskonusse 80 der einzelnen Zyklone 130 durch tangential angeordnete Einlasse 132 an den unteren Teilen 86 der Konusse, und zwar direkt oberhalb der Rohranschlussteile 78, siehe Fig. 12 und 13. Der tangentiale Einlass 132 umfasst in geeigneter Weise einen kreisförmigen Kanal in einer Bettung bzw. Ausbuchtung 134 am Abflusskonus, wie in den Figuren gezeigt. Der Durchmesser des Einlasses '. 132 ist der Flussmenge angepasst, wonach die genaue Grosse des Einflusses festgesetzt wird, indem die Druckbedingungen der verschiedenen Kammern der Reinigungseinheit, wie im folgenden erklärt, festgesetzt werden.

Wenn die Drücke (mehr als eine Atmosphäre) in der Auswurfkammer 20b _t der Verdünnungskammer 110, der Eingabekammer 12b und der Annahmekammer 16b mit ρ , ρ , p. und ρ bezeichnet werden, wird bei Prüfung

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schnell bemerkt werden, dass der Durchfluss mit seinem entsprechenden Reinigungseffekt in einer Einheit als Ergebnis der Rotationsbewegung der Flüssigkeit in den Zyklonen abhängen wird von den «Drücken in den verschiedenen Kammern unter Berücksichtigung der Abmessungen der verschiedenen Einlassöffnungen. Im allgemeinen werden gewisse Kammerdrücke festgesetzt, und zwar aufgrund der äusseren Bedingungen, z.B. ist der Druck ρ in der Auswurfkammer 20b entsprechend dem Prinzip der Einheit um 0, während der Druck ρ in der Annahmekammer ebenfalls um 0 oder leicht darüber bis zu 0, 5 kp/cm (7, 5 psig) festgesetzt wird. Der Druck der Eingabekammer, d.h. der Druck ρ in der Eingabekammer 12b unter optimalen Bedingungen beträgt 2, 5 kp/cm (35 psig). Wenn die < Verdünnungsflüssigkeit nun in die Abschwemmkammer 110 unter geeignetem Druck oberhalb des atmosphärischen Druckes eingegeben wird, beispiels-

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weise mit ungefähr 1 kp/cm (15 psig),wird eine gewisse Flüssigkeitsmenge durch den tangentialen Einlass 132 des Ausflusskonus 80 hineingedrückt und mischt sich mit dem Auswurf, der durch den Ausfluss 85 fliesst, wo-

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durch die vorher erwähnte Verdünnungswirkung erhalten bzw. das Risiko von Verstopfungen verringert wird. Von Fall zu Fall kann ein geeigneter Kontinuitätszustand mit optimalen Bedingungen erzielt werden, indem eine einfache Kontrolle des Flusses der verdünnenden Flüssigkeit in die Abschwemmkammer 110 erfolgt und dementsprechend eine Einstellung des Druckes ρ in der Kammer.

Eine Reihe von Reinigungseinheiten nach dieser Ausführungsform der Er- | findung können beispielsweise verbunden werden, um Fasersuspensionen in einer Papierfabrik zu reinigen, und zwar in der oben beschriebenen, ι

einfachen Weise, wobei lediglich eine zusätzliche Verbindung für Frischwasser erforderlich ist, mit dem die Abschwemmkammer der verschiedenen Einheiten zu versorgen sind und in den anderen Punkten kann die Anlage im wesentlichen wie unter Bezugnahme auf Fig. 5 dargestellt, ausgeführt werden. Für die Fälle, bei denen die Reinigungseinheit mit einer aussergewöhnlich niedrigen Kammer und dementsprechend einer sehr hohen Auswurfkammer versehen ist, kann entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7-9 die Verdünnungskammer in geeigneter Weise spezifisch angeschlossen werden, beispielsweise mit Schläuchen, und zwar in jedem Zyklon wie in gestrichelten Linien in Fig. 7 angegeben. Die Anschlussteile 48a der Auslasskonusse werden dann an ihren oberen Seiten durch angehobene Teile 86' erweitert, die mit Anschlüssen für Einlassrohre oder Schläuche 132' für Verdünnungsflüssigkeit versehen.sind, die tangential in die unteren Teile der Auslasskonusse eingegeben wird, und zwar ungefähr in der gleichen Weise wie unter Bezugnahme auf Fig. 12 und 13 offenbart, wobei die Flüssigkeit sich dann mit dem Abfall mischt, bevor dieser durch die Auswurf öffnung 85' heraustritt. Beispielsweise können die Schläuche oder Rohre mit den Auslasskonussen mittels eines Winkelrohranschlusstutzens angeschlossen werden, der die Konusse oder ähnliche

abtrennbare Kupplungseinrichtungen an sich bekannter Art umschliesst. '

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Natürlich ist die Erfindung nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann in vielfacher Hinsicht innerhalb des Erfindungsrahmens modifiziert werden.

Patentansprüche; 3098 39/0921

Claims

n. H. PFfSTER * 41- MEMMINGEN/3AYiRN Buxacher Str. 9 / Telefon 3183 Patentansprüche:

1. Flüssigkeitsreinigungseinheit, die umfasst eine oder mehrere

an sich bekannte Hydrozyklonen (30), die jeweils ein Gehäuse (34, 32, 50, 54) aufweisen, das eine konisch sich verjüngende Zyklonenkammer aufweist, in deren breitesten Abschnitt bzw. Basis die Eingabe oder die Suspension, welche zu reinigen ist, durch einen Einlass (35) eingelassen wird, während die Auslässe koaxial zur Kammer angeordnet sind, nämlich ein Auswurfauslass (55) und ein Eingabeauslass (35), und zwar jeweils an der Spitze und

■ an der Basis der Zyklonenkammer, wobei die Zyklonen in einem äusseren Gehäuse (10) montiert sind, das durch Trennwände (24, 26) in Kammern unterteilt wird, nämlich in eine Eingabekammer (12), in die der Einlass

(45) der Hydrozyklone eingebracht wird, eine Auslasskammer oder Annahmekammer (1.6), in die der Annahmeauslass (35) der Zyklonen einspeist und eine Auslas skammer oder Auswurf kammer (20), in die die Auswurf öffnung (55) der Zyklonen abgeben, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Hydrozyklon (30) im wesentlichen vertikal zum Annahme auslass (35)

' am Boden angeordnet ist und die Auswurf öffnung (55) am oberen Ende, die in die Auswurfkammer (20) oberhalb des Standes der darin enthaltenen Flüssigkeit eingibt, so dass der Auswurf frei in die Luft fliessen kann und dadurch, dass die Auswurfkammer (20) mit ihrem Auslass (22) voll geschlossen ist, und verbunden ist mit einer Auslassleitung (64) über ein Wehr, eine , Wasserschleusse (70) oder ähnliche Vorrichtung, so dass ein im wesentlichen konstanter Flüssigkeitsstand (x-x) in der Auswurfkammer (20) aufrecht er- ; halten bleibt.

2. Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die '

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oberste Auswurfkammer (20) in dem Gehäuse (10) mit einem transparenten, ; zu öffnenden Deckel (28) versehen ist. :

3. Einheit nach Anspruch 1 bis 2, bei der die Hydrozyklone (30) ein Stahlblechgehäuse (32) aufweisen, dessen breitester Teil mit der Annahmeöffnung (35) verbunden ist, die ein Deckelelement (34) aufnimmt, während eine Einlassöffnung (45) für die Eingabe in dem Gehäuse in der Nähe des Deckelelementes angeordnet ist, dessen schmälster Teil mit einem Auswurfauslass (55) verbunden ist, der ein Ausflusselement (50, 54) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechgehäuse (32) zwischen den oberen und unteren Trennwänden (26 und 24), die die Eingabekammer (12) abgrenzen, angeordnet ist, wobei das Deckelement (34) des Gehäuses mit einer Ausbeulung (38) versehen ist, die eine Annahmeauslassöffnung (35) aufweist, wobei die genannte Ausbeulung sich durch eine Öffnung in der unteren Trennwand (24)erstreckt, während die obere Trennwand (26) mit einer entsprechenden Öffnung versehen ist, die von einer Gewindemuffe oder einem Rohrstutzen (46, 47) umgeben ist und so angeordnet ist, dass das Durchqueren des Metallgehäuses (32) möglich ist, wobei der Rohrstutzen mit einem Gewindehalteteil (48, 49) zusammenwirkt, der geeignet ist, auf den Rohrstutzen aufgeschraubt zu werden und damit das Gehäuse zu erfassen und es mit seinem Deckelement (34) nach unten zu drücken und so die Verbindung mit der unteren Trennwand (24) herzustellen.

4. Einheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass¹ der Halteteil einen Gewindeteil (48) an dem Verbindungsende des Ausflusselementes (50, 54) aufweist, wobei der genannte Teil den genannten Rohrstutzen (46) ebenso wie das obere schmalere Ende des Zyklonengehäuses (32) erfasst.

5. Einheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil ein Mutterelement (49), vorzugsweise aus Plastik, aufweist, das

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den genannten Rohrstutzen (4) ebenso wie die konische Aussenfläche des Zyklonengehäuses (32a) erfasst. .

6. Einheit nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass i

der obere, srch verjüngende Abschnitt (80, 50a) der Hydrozyklone mit min- i

destens einer Einfluss öffnung (132, 132') verbunden ist, die für Verdün- !

nungsflüssigkeit dient, die in gesteuerter Weise aus einer Quelle in den '

Ausflussteil jedes Zyklons eingeleitet wird, um den Auswurf zu verdünnen, · indem eine Mischung hergestellt wird, und zwar bevor ein Heraustreten durch die Auswurföffnung (85, 85^r) des Zyklons erfolgt.

7. Einheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die

Verdünnungsflüssigkeitsquelle eine Versorgungsleitung umfasst, die jeweils für jeden Zyklonen getrennt ist, wobei die genannte Leitung mit der genannten Einflussöffnung bzw. den genannten Einflussöffnungen (132·) im oberen Teil (50a) des Zyklons mittels abnehmbarer Anschlusseinrichtungen, beispielsweise einem Schwenkanschluss, verbunden ist.

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8. Einheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die

Verdünnungsflüssigkeitsquelle eine Verdünnungskammer aufweist, und zwar eine sogenannte Abschwemmkammer (HO), die eingeschoben ist zwischen der Eingabekammer (12b) und der Auswurfkammer (20b), und zwar so, dass der obere, sich verjüngende Teil (80) jedes Hydrozyklons (30b) sich durch die Verdünnungskammer (HO) erstreckt, wobei der genannte, sich verjüngende Teil mit der genannten bzw. den genannten Öffnungen (132) verbunden ist, durch die Flüssigkeit in die Verdünnungskammer eingespeist wird, so dass also die genannte Flüssigkeit der Anordnung entsprechend in den '. Ausflussteil des Zyklons durch die genannte Öffnung bzw. die genannten

• Öffnungen eintritt.

9. Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die

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genannte Einflussöffnung, bzw. die genannten Einflussöffnungen (132, 132¹) im oberen Teil (80) (50a) jedes Hydrozyklons so angeordnet ist bzw. so angeordnet sind, dass sie tangential zur Zyklonachse liegen.

10. Einheit nach Anspruch 8 oder 9, bei der die Abschlemmkam- j mer (110) zur Einlasskammer (12b) und zur Auswurfkammer (20b) durch j Trennwände (26b und 114) definiert ist, die in dem Gehäuse (10b) untergebracht sind, wobei der obere, sich verjüngende Teil jedes Hydrozyklons (30b) aus einem getrennten Ausflusselement (80) besteht, das am Boden der Abschlemmkammer, d.h. an der Trennwand (26b) am Rand der Ein- ■ gabekammer (12b) abnehmbar mit dem Rest des Zyklons verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausflusselement (80) mit einer Aussenschulter (88) versehen ist, die nach Festziehen mit der Kante einer Öffnung (116) zusammenwirkt, die das Element (80)aufnimmt und in der Decke der Abschlemmkammer untergebracht ist, d.h. der Trennwand (114), die auf der Auswurfkammer (20b) liegt, wobei die genannte Einflussöffnung (132) bzw. Öffnungen in dem Ausflusselement (80) zwischen der Schulter (88) und dem Befestigungsende des Elements am Bode» der Abschlemmkammer angeordnet ist bzw. sind.

11. Einheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (114), die die Decke der Abschlemmkammer (HO) bildet, die Form einer Platte hat, die so angeordnet ist, dass sie an zusätzlichen Mitteln (124, 120) des Gehäuses (10b) befestigt werden kann, beispielsweise durch Schraubverbindungen (126, 128), wobei die Platte (114) mit Öffnungen (116) zur Aufnahme der genannten Ausflusselemente (80) versehen ist, i wobei die Ränder der genannten Öffnungen (116) so gefaltet oder hochge- ί bogen sind, dass sie einen Sitz für einen Zylinderdichtungsring oder ahn- \ liehe Dichtungseinrichtungen bilden, die so angeordnet sind, dass eine : dichte Verbindung zur Schulter (122) des Ausflusselementes entsteht.

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