DE2349702A1

DE2349702A1 - Trennanlage mit einer reihe von hydrozyklonen

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Publication number: DE2349702A1
Application number: DE19732349702
Authority: DE
Inventors: Nils Anders Lennart Wikdahl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-10-04
Filing date: 1973-10-03
Publication date: 1974-05-16
Also published as: DD107396A5; DE2349702C2; JPS5755467B2; SE402221B; AU6094373A; FI52668C; SE7404538L; CA975715A; ES419348A1; PL91095B1; AU471421B2; FI52668B; GB1446176A; JPS4995260A; US3959123A; FR2201929A1; IT993998B; FR2201929B1

Description

DR.-ING. RICHARD GLAWE

MÖNCHEN

PATENTANWÄLTE

DIPPING. KLAUS DELFS · DiPL-PHYS. DR. WALTER MOLL

HAMBURG

MÜNCHEN

8 MÖNCHEN 26 POSTFACH 37 LIEBHERRSTR. 20 TEt. (0811) 22 65 48 TELEX 522505 spez

2 HAMBURG WAITZSTR. TEL (0411) 89 22 TELEX 212921 spez

IHR ZEICHEN

BETRIFFT:

IHRE NACHRICHT VOM

UNSER ZEICHEN A 61

MÜNCHEN

Nils Anders Lennart Wikdahl Djursholm / Schweden

Trennanlage mit einer Reihe von Hydrozyklonen

Die Erfindung betrifft eine Trennanlage mit einer Reihe von Hydrozyklonen, die in einer "Vielzahl von übereinanderliegenden Schichten angeordnet sind.

Innerhalb der letzten zwanzig Jahre haben Hydrozyklone bei der Fraktionierung von Cellulosepulpen-Suspensionen breite Verwendung gefunden. Diese Entwicklung schloß sich an die Einführung einer Vorrichtung im Jahre 1955 an, welche eine Reihe derartiger Hydrozyklone in radialer Anordnung inner-

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halb eines Gehäuses einschloß. Dieses System ist aus der US-PS 2 956 679 bekannt, die auf einer im Jahre 1954 in Schweden, wo dieser Typ von Zyklontrennern entwickelt wurde, eingereichten Anmeldung basiert.

Hydrozyklone weisen eine konische Kammer mit kreisförmigem Querschnitt auf. An dem weiteren Ende der Kammer wird die zu fraktionierende Flüssigkeit tangential eingeführt, wodurch in dieser eine Wirbelbewegung erzeugt wird. Dadurch entsteht ein Wirbel (vortex), wodurch die größeren oder gröberen Teilchen durch die Zentrifugalkraft nach außen geschleudert werden. Die größeren Teilchen verlassen die Kammer durch den Scheitel des Zyklons über einen Auslaß. Die kleineren oder feineren Teilchen verlassen die Kammer durch einen zentral angeordneten Auslaß an der Basis des Zyklons.

Die US-PS 2 956 679 betrifft eine Vorrichtung, die eine Anordnung derartiger Hydrozyklone in einem Gehäuse einschließt, Eine Vielzahl der Hydrozyklone ist radial in annähernd der gleichen Ebene angeordnet, wobei die Scheitel der Hydrozyklone aufeinander zugewendet sind. Die Hydrozyklone sind in einem Gehäuse eingeschlossen, das eine gemeinsame Zufuhrkammer für die zu fraktionierende Dispersion bildet, so daß die Hydrozyklone von der Dispersion umgeben sind. Die Zufuhrkammer ist vorzugsweise kreisförmig ausgebildet, wobei ihre Achse mindestens näherungsweise in rechtem Winkel zu den Achsen der Kam-

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mer steht. Die Scheitel und Basen der HydroZyklone münden auch in gemeinsame Sammelkammern, in denen die Scheitelfraktiön unddie Basisfraktion gesammelt werden.

Wie aus der Fig. 1 der genannten Patentschrift ersichtlich, wird die Pulpensuspension über die Leitung 1 an dem oberen Ende des Gehäuses zugeführt und geht durch die radialen Rohrleitungen 2 in die ringförmige Zufuhrleitung 3 und von dort aus durch die Verbindungsleitungen 4 zu den Einlassen für die einzelnen Hydrozyklone 6 der Anordnung. Von den Leitungen 2 strömt die Pulpensuspension in Aufwärtsrichtung zu den oberhalb befindlichen und in Abwärtsrichtung zu den unterhalb befindlichen HydroZyklonen. Die gröbere Fraktion bzw, das zu entfernende Material tritt durch die Öffnungen 10 in den Scheiteln der Hydrozyklone und wird in der zentralen Kammer 7 gesammelt, von wo sie über eine Leitung 12 abgezogen wird. Die leichtere Fraktion bzw. das gewünschte Material wird an dem Basisende der Hydrozyklone über Leitungen 9 in die ringförmige Kammer 8 abgezogen und zu einem Sammelgefäß 14 geleitet, von wo aus sie über die Leitung 15 abgezogen wird. Auf diese Weise kann eine größere Anzahl von Hydrozyklonen auf einem relativ kleinen Raum untergebracht werden.

Die Kapazität einer HydroZyklonanordnung dieses Typs war jedoch nichtsdestoweniger für große Pulpenmühlen unzureichend. Demzufolge wurde eine andere, aus der US-PS 3'261 467 bekannte Anordnung entwickelt. Bei dieser Anordnung ist innerhalb eines

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einzigen Gehäuses eine Vielzahl von Zyklonen vorgesehen, die in verschiedenen parallelen Schichten stapelförmig angeordnet sind. In jeder der Schichten sind die Zyklone radial angeordnet, wobei ihre Scheitel auf die zentrale Achse des Stapels weisen. Die Zyklone werden von mehreren konzentrisch angeordneten, rohrförmigen Einrichtungen gestützt, welche zusammen mit den Endwänden verschiedene getrennte,ringförmige Kammern bilden. Der Strom der Einlaßflüssigkeit, der die zu fraktionierende Flüssigkeit enthält, wird am Boden eingeführt und setzt sich in Aufwärtsrichtung durch die ringförmige Kammer zu den einzelnen Hydrozyklonen der Anordnung fort. Weiterhin ist eine andere ringförmige Kamin er 13 vorgesehen, in der die gewünschte bzw. zur Weiterverarbeitung vorgesehene !Fraktion von der Basis der Hydrozyklone an dem äußeren Umfang der Anordnung gesammelt wird. Weiterhin ist eine zentrale Kammer zum Sammeln der zu entfernenden Fraktion von den Scheiteln der Hydrozyklone vorgesehen.

Sämtliche Verbindungen zu der Zyklonanordnung erfolgen durch die leitung oder den Sockel 20. Dies gestattet die Installation der Anordnung in einer Weise, daß der Sockel und die damit verbundenen Leitungen in einem Schacht oder unterhalb des Bodens angebracht werden können, so daß der einzige zum Teil oberhalb des Bodenniveaus sichtbare Teil das äußere Gehäuse 14 ist. Dadurch können die Hydrozyklone bequem gewartet werden, indem das Gehäuse angehoben wird, ohne daß

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irgendeine G-efahr für die leitungen· oder anderen Verbindungen "besteht, während die zentrale Anordnung der Zufuhrleitung und die "begrenzte Drosselung des Stroms an den Auslaßöffnungen eine gleichförmige Verteilung der Flüssigkeit unter den Hydrozyklonen der Anordnung gestattet.

Diese Konstruktion von Hydro zyklontrennanordnungen. hat sich überall als außerordentlich erfolgreich erwiesen, insbesondere bei der Trennung von Cellulosepulpen-Suspensionen. In bestimmten Mühlen sind jedoch einige Probleme entstanden. Aus praktischen G-ründen werden die Verteilungs- und Sammelkammern vom Boden bis zur Spitze der Anordnung mit einer konstanten Querschnittsfläche ausgebildet. Dies bedeutet, daß die Strömungsgeschwindigkeit des zu trennenden Materials abnimmt, wenn der Strom sich in Aufwärtsrichtung von dem Boden der Anordnung fortsetzt, so daß in den obersten Teilen der Verteilungskammer die niedrigste Strömungsgeschwindigkeit gefunden wird. Am oberen Ende der Kammer können sich Luft und andere Gase ansammeln, und infolge der Anwesenheit von Luft und Feuchtigkeit können "dort Bakterien, Schimmel, Schleime und andere Mikroorganismen sowie Pflanzen in erheblichem Umfang wachsen, welche durch diese Strömung relativ wenig gestört werden. Das Ergebnis ist, daß sich an den Wänden der Kammer sowie an den äußeren Seiten der Hydrozyklontrenner unerwünschte Abscheidungen ausbilden -können. Diese können sich bis zu einem Ausmaß ansammeln, bei dem sie die Arbeit der Hydrozyklone in dem oberen .Bereich der

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Anordnung ernstlich beeinträchtigen. Selbst wenn dieses Stadium noch nicht erreicht ist, vermindern sie während ihrer Anreicherung die Wirksamkeit und Leistung der Anordnung.

Um diese Störungen und gegebenenfalls letztlich den Betriebsausfall zu vermeiden, ist es demgemäß erforderlich, die Anordnung in regelmäßigen Abständen abzustellen und luft und andere Gase, Bakterien, Schleime, Schimmel und andere Abscheidungen zu entfernen. Dies ist selbstverständlich teuer, abgesehen davon, daß es zu einem Produktionsverlust dieser Anlage führt.

Ueuerdings ist in der US-PS 3 598 731 ein anderer Typ einer Hydrozyklontrennanordnung beschrieben worden, bei dem die einzelnen Hydrozyklone radial angeordnet sind, ihre Basisenden jedoch nach innen und ihre Scheitel nach außen gerichtet sind. In dieser Patentschrift wird behauptet, daß es vorteilhaft ist, die Auslässe für das zu entfernende Material während des Betriebs zu beobachten und daß diese Auslässe auch leichter gereinigt werden können, wenn sie nach außen zeigen. Vieiterhin wird ausgeführt, daß ein Anteil der Pulpensuspension unverändert durch die Anordnung strömen kann, was zu einem ungenügend getrennten Produkt führt, wenn die Auslässe für das zu entfernende Material in einer Anzahl von Hydrozyklonen verstopfen und somit nicht mehr arbeiten können.

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Gemäß der Vorrichtung der US-PS 3 598 731 ist der Einlaß 5, wie aus Fig. 1 ersichtlich, ebenfalls am Boden der Anordnung vorgesehen. Vom Boden bis zur Spitze der Anordnung ist eine Verteilungskammer mit gleichförmigem Durchmesser vorgesehen, so daß bei dieser Einrichtung die gleichen Probleme wie bei der Anlage der US-PS 3 261 467 auftreten.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die infolge der Ausbildung von Luft und anderen Gasen sowie von Bakterien, Schimmeln, Schleimen und anderen Pflanzen entstehenden Probleme überwunden werden können und sich an den Wänden der Kammer und an der Außenseite der HydroZyklone keine Abscheidungen ausbilden, wenn man die Strömungsrichtung der zugeführten Menge an zu fraktionierender Einlaßflüssigkeit zu den Hydrozyklonschichten gemäß der Anordnungen der US-PS 3 261 467 und 3 598 731 dahingehend modifiziert, daß die Strömung mindestens zu einem größeren bzw. überwiegenden Anteil in Abwärtsrichtung verläuft, wobei die Strömung zu den verschiedenen Schichten der Hydrozyklone in der Anordnung herabsteigt, während irgendwelche Restanteile der Strömung in Aufwärtsrichtung erfolgen. Es wird angenommen, daß mindestens ein Teil dieses Effektes in dem Umstand begründet ist, daß die Strömungsgeschwindigkeit in dem oberen Bereich der Vorrichtung dann mindestens ebenso hoch wie irgendwo anders in der Anordnung ist.

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Die gesamte Strömung kann in Abwärtsrichtung verlaufen. Es ist jedoch vorteilhaft, wenn ein Teil in Abwärtsrichtung und ein Teil in Aufwärtsrichtung verläuft, um die Zirkulation und querverlaufende Strömungen in der Verteilungskammer der Vor- ' richtung in der Bähe der HydroZyklone zu vergrößern.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann das Volumen der Verteilungskammer in Sichtung von dem oberen Ende zu dem Boden der Anordnung verringert werden, um das verminderte PlUssigkeitsvolumen zu kompensieren, wenn die Flüssigkeit in die Hydrozyklone der Anordnung oben eintritt. Dadurch kann die untere Strömung angepaßt werden, während im wesentlichen die gleiche Strömungsgeschwindigkeit innerhalb der Verteilungskammer vom oberen Ende bis zum Boden der Anordnung aufrechterhalten wird.

Bei der Vorrichtung der Erfindung kann eine derartige Zufuhr an zu trennendem Material im Abwärtsstrom vorzugsweise angepaßt werden, indem man den Einlaß für das Zufuhrmaterial in dem oberen Bereich des Gehäuses anordnet oder den Einlaß in dem unteren Bereich des Gehäuses beläßt, Jedoch eine Zufuhrleitung vorsieht, die das Zufuhrmaterial direkt an das obere Ende oder oberhalb der obersten Schicht der Hydrozyklone in der Anlage vorsieht. Von diesem Punkt bewegt sich das Material im Abwärts strom zu den anderen Schichten der Trenneinheiten in der Anlage fort.

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Ein nach, oben gerichteter Zufuhrstrom des zu trennenden Materials kann untergebracht werden, indem man in dem unteren Bereich des Gehäuses einen ergänzenden Einlaß für die Beschickung vorsieht oder beläßt, so daß ein Teil, in jedem Pail nicht mehr als 75 ^c/° der Beschickung, auch in Richtung auf den Boden oder unter die unterste Schicht von Hydrozyklonen in der Anlage fortschreitet, von wo aus das Material im Aufwärtsstrom zu den anderen Schichten von !Trenne inhe it en in der Anlage geht.

Es ist auch möglich, weitere ergänzende Zuführeinlässe in dem dazwischenliegenden Bereich des G-ehäuses anzuordnen, so daß ein Teil des Stroms direkt zu den Zwischenschichten von Hydrozyklonen in der Anlage geleitet wird. Diese verstärken ebenfalls die Zirkulation und Querströmungen in der Verteilung skamme r.

Demgemäß ist die Erfindung auf eine [Trennanlage mit einer Eeihe von Hydrozyklonen gerichtet, welche in einer Vielzahl von übereinanderliegenden Schichten angeordnet sind. Jeder Hydrozyklon weist eine konische Wirbelkammer auf, die mit einem mit einem Einspritzeinlaß und einem Basisauslaß versehenen Basisende und einem entgegengesetzten, mit einem axialen Auslaß versehenen Axialende ausgestattet ist. Die Anlage umfaßt dabei eine erste Trennwand, entlang der die Hydrozyklone einer über dem anderen in Schichten angeordnet sind

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und eine für die Yielzahl der Wirb elk amme rn gemeinsame und mit diesen über die' Auslässe an dem einen Ende der Hydrozyklone in Verbindung stehende Sammelkammer bilden, eine zweite Trennwand, entlang der die Hydrozyklone einer über dem anderen in Schienten angeordnet sind und eine für die Yielzahl der Wirbelkammern gemeinsame und mit diesen über die Auslässe an dem anderen Ende der Hydrozyklone in Verbindung stehende Sammelkammer bilden, eine zwischen der ersten und zweiten Trennwand vorgesehene Verteilungskammer, die für die Vielzahl der Wirbe!kammern gemeinsam ist und mit diesen über die Einspritzeinlässe in Verbindung steht, und Einrichtungen zur Zufuhr von mindestens 25 bis 100 ⁰Jo der zu fraktionierenden flüssigen Suspension im Abwärtsstrom, die sich von der obersten zu der Untersten der übereinanderliegenden Hydrozyklonschichten herabbewegt, wobei irgendein Restanteil der Flüssigkeit im Aufwärtsoder horizontalen Strom den Hydrozyklonschichten zugeführt wird. Sowohl die Basis- als auch die Scheitelauslässe werden vorzugsweise axial ausgerichtet, der Basisauslaß kann jedoch ohne Fachteil lateral angeordnet sein. Auch der Scheitelauslaß kann lateral angeordnet werden. Die Hydrozyklone können in der Anordnung radial um eine zentrale Achse vorgesehen werden, wobei die Scheitel entweder in Richtung auf die zentrale Achse oder den äußeren Umfang der Anordnung gerichtet sind.

Die Erfindung ist weiterhin auf ein Verfahren zur Fraktionierung von flüssigen Suspensionen in einer in einer Vielzahl

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von übereinanderliegenden Schichten vorgesehenen Anordnung von Hydrozyklonen gerichtet, wobei die HydroZyklone eine langgestreckte Wirbelkammer mit einem Basisende, welches mit einem Einspritzeinlaß und einem Basisauslaß ausgestattet ist, sowie mit einem entgegengesetzten Scheitelende, welches mit einem. Scheitelauslaß ausgestattet ist, aufweisen. Das Verfahren der Erfindung umfaßt die Zufuhr von mindestens 25 bis 100 $ der zu fraktionierenden flüssigen Suspension zu den Einspritzeinlassen der Hydrozyklone der Anordnung im Abwärtsstrom von der obersten bis zu der untersten Schicht der übereinanderliegenden Hydrozyklonschichten, wobei jegliche Restanteile der flüssigkeit im Aufwärts- oder Horizontalstrom den Hydrozyklonschichten" zugeführt werden, die Weiterleitung der Flüssigkeitssuspension in die Wirbelkammer, die Fraktionierung der Flüssigkeit'ssuspension in der Wirbelkammer unter Bildung einer leichten und einer schweren Fraktion, welche an dem axialen Basisauslaß bzw. dem axialen Seheitelauslaß getrennt werden, sowie das getrennte Auffangen der leichten und schweren Fraktion.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden näher erläutert, wobei auf die Zeichnungen Bezug genommen wird. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Hydrozyklontrennanordnung gemäß der Erfindung;

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Fig. 2 einen Vertikalsohnitt der Anordnung der Fig. 1 entlang der Linie II-IX derselben^

Fig. 3 einen Vertikalschnitt einer anderen Ausführungsform einer Hydrozyklontrennanordnung der Erfindung}

Fig. 4 einen Vertikalschnitt einer weiteren Ausführungsform einer Hydrozyklontrennanordnung der Erfindung;

Fig. 5 einen Horizontalschnitt entlang der Linie V-V der Anordnung der Fig. 4;

Fig. 6 einen Vertikalschnitt einer weiteren Ausführungsform einer Hydrozyklontrennanordnung gemäß der Erfindung;

Fig. 7 einen Horizontalschnitt entlang der Linie VII-VII der Fig. 2, der im Querschnitt den Einlaß eines einzelnen Hydrozyklons dieser Anordnung zeigt?

Fig. 8 in schematischem Längsschnitt eine Vorrichtung der Erfindung, die zur Zufuhr von zu fraktionierender Flüssigkeit sowohl im Abwärts- als auch im Aufwärtsstrom zu den Schichten von Hydrozyklontrennern dient, und

Fig. 9 einen Querschnitt entlang der Linie XI-XI der Vorrichtung der Fig. 8.

= 12-

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Die Anlage gemäß den Pig. 1 und 2 weist äußere Seitenwände 10, 11 sowie obere und Bodenwände 14, 15 auf. Die Seitenwand 10 weist eine Vielzahl von im Abstand voneinander angebrachten durchgehenden öffnungen 60 auf, in denen die Basisenden einer Vielzahl von Hydrozyklontrennern 1, welche in vier übereinanderliegenden parallelen Schichten oder Gruppen 61, 62, 63, 64 mit horizontalen geometrischen Achsen angeordnet sind, angebracht sind.

Wände 8, 9 erstrecken sich von dem oberen Ende 14 bis zum Boden 15 des Gehäuses. Diese Wände sind mit einer Vielzahl von öffnungen 65, 66 ausgestattet, welche die Mittelbereiche und die Scheitelenden 4 der einzelnen Hydrozyklontrenner 1 aufnehmen, die so in die Wände 8, 9, 10 eingebaut und von diesen gestützt sind.

Zwischen den Wänden 8 und 10 ist eine Sammelkammer 6 ausgebildet, die für alle Trenner 1 vom oberen Ende bis zum Boden der verschiedenen Schichten der Anordnung gemeinsam ist. Zwischen den Wänden 8 und 9 ist eine Verteilungskannner 2 und zwischen den Wänden 9 und 11 eine Sammelkammer 7 vorgesehen, welche sich ebenfalls vom oberen Ende bis zum Boden des Gehäuses erstrecken und für sämtliche Hydrozyklontrenner der Anordnung gemeinsam sind.

Die Kammer 2 dient als Verteilungskammer für die zu fraktionierende, den einzelnen Hydrozyklontrennern zuzuführende

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Flüssigkeit. Wie man am besten aus Fig. 7 erkennt, ist jeder Hydrozyklontrenner 1 mit zwei tangential angeordneten Einlassen 3 ausgestattet, welche mit dem Flüssigkeitsstrom mit der · Verteilungskammer 2 verbunden sind. Die Flüssigkeit, welche an den Einlassen 3 infolge der tangentialen Anordnung derselben bei einer relativ hohen Strömungsgeschwindigkeit eintritt, erhält' eine kreisförmige, zyklonartige Rotationsbewegung, die die Zentrifugaltrennung der Komponenten bewirkt. Das Ergebnis ist, daß die schwereren Komponenten an den Umfang der inneren Kammer der Hydro Zyklone geschleudert und in Richtung auf die Scheitelauslässe 4 bewegt werden, während das leichtere Material im Zentralbereich der Hydrozyklone verbleibt und in Richtung auf die Basisauslässe 5 bewegt wird. Mindestens einer, vorzugsweise zwei oder drei der Basisauslässe sind lateral an der Basis jedes Hydrozyklons vorgesehen. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, wird an den lateralen öffnungen 5 an der Basis des Hydrozyklons befindliches Material zu der Sammelkammer 6 weggeführt, welche dementsprechend die leichte Fraktion oder geeignetes Material sammelt, während das durch die Scheitelöffnungen 4 gehende Material in die Sammelkammer 7 geleitet wird, welche dementsprechend die schwereren Fraktionen oder das ungeeignete Material sammelt.

Das Gehäuse 11 ist an dem oberen Ende mit einem Einlaß 17 für zu fraktionierende Flüssigkeit ausgestattet, der mit einem Ventil 17a zur Steuerung des durch den Einlaß gehenden Flüs-

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sigkeitsstroms ausgerüstet ist. Dieser Einlaß ist mit dem Flüssigkeitsstrom mit der Verteilungskammer 2 verbunden. An der Basis des Gehäuses 11 befinden sich zwei Auslässe 18, 19· Der Auslaß 18 ist mit dem Flüssigkeitsstrom mit der Sammelkammer für die leichte oder geeignete Fraktion 6 verbunden und mit einem Ventil 18a zur Steuerung des Stroms von geeignetem Material durch die öffnung 18 vorgesehen. Der Auslaß 19 ist mit dem Flüssigkeitsstrom mit der Sammelkammer 7 für ungeeignetes Material verbunden, wobei der Strom der schwereren Fraktion bzw. des ungeeigneten'Materials durch den Auslaß 19 mittels eines Ventils 19a gesteuert wird.

Am Boden der Sammelkammer 6 ist ein Auslaß 6¹ vorgesehen, der durch ein Ventil 6a für Luft und andere Gase gesteuert wird. An dem Boden der Sammelkammer 7 befindet sich ein ähnlicher Auslaß 7', der mittels eines Ventils 7a für Luft und andere Gase gesteuert wird. An dem oberen Ende der Verteilungskammer 2 ist ein Auslaß 2' angeordnet, der mittels eines Ventils 2a zum Wegführen von Luft und anderen Gasen gesteuert ist. Bs ist somit möglich, die Ansammlung von Gasen an den oberen Enden dieser Kammern zu verhindern.

Im Betrieb wird die zu fraktionierende Flüssigkeit über den Einlaß 17 in die Verteilungskammer 2 eingeführt, wobei die Strömung mittels des Ventils 17a gesteuert wird. Die Flüssigkeit schreitet dann im Abstrom durch die Kammer 2 fort und

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tritt in die verschiedenen Einlasse 3 der Hydrozyklonbrenner der Anordung ein® Die schwereren Fraktionen "bzw. daa ungeeignete Material geht durch die Scheitelauslässe 4 der Hydrozyklontrenner in die S amme !kammer 7 und wird über den Auslaß 19 entfernt, wobei die Strömung durch das Tentil 19a kontrolliert wird. Die leichteren Fraktionen bzw. das geeignete Material geht durch die Auslässe 5 der einzelnen Hydrozyklontrenner in die Sammelkammer 6 und dann durch den Auslaß 18, wobei die Strömung mittels des Ventils 18a gesteuert wird. Luft und andere Gase, die sieh angesammelt haben können, werden durch die Auslässe 2', 6", 7¹ entlüftet, wodurch die Ansammlung von Gasen an dem oberen Ende der Kammern verhindert wird. Die Abwärtsstromanordnung verhindert die Ansammlung von Bakterien, Schleimen, Schimmel oder anderen Organismen an dem oberen Ende der Samme!kammer. Diese werden vermutlich mit dem Flüssigkeitsstrom durch einen der verschiedenen Auslässe 18, 19 aus der Anlage geschwemmt.

In der in Fig. 3 gezeigten Hydrozyklontrennanlage sind der Einlaß und auch die Basis- und Scheitelauslässe für geeignetes bzw. ungeeignetes Material am Boden des Gehäuses angeordnet. In diesem Falle ist eine ringförmige, von den Wänden 22b, 24a gebildete Yerteilungskammer 20 vorgesehen. Die Wände 22b, 24a sind mit Öffnungen 22c, 24c ausgerüstet, durch die die mittleren Bereiche und Scheitelenden 4-der einzelnen HydroZyklone 1 gehen«= Zwischen den Wänden 22b, 24a befindet eich die Einlaß-

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leitung 23, α^β,νοη den Wänden 23a, 23b gebildet^ außer an dem oberen Ende 23c keinen Ausgang hat. Die Flüssigkeit muß daher

über das obere Ende der Wände 23a, 23b gehen und kann dann in Abwärtsrichtung durch die ringförmige Yerteilungskammer 20 strömen, welche strömungsmäßig mit den Einlassen 3 der Hydrozyklontrenner 1 verbunden ist.

Die einzelnen Hydrozyklone sind so angeordnet, daß ihre Scheitelauslässe 4 strömungsmäßig mit der Sammelkammer 24 verbunden sind, welche von den Wänden 24a, 24b gebildet ist. Die Auslässe 5 an den Basisenden der Hydrozyklontrenner 1 sind strömungsmäßig mit der Sammelkammer 22 verbunden, welche zwischen den Wänden 22a und 22b ausgebildet ist. Die leichte Fraktion bzw. das geeignete Material geht somit durch die Auslässe 5 in. die Sammelkammer 22 und von dort durch die Auslässe 22», während das ungeeignete Material oder die schwerere Fraktion durch die Scheitelauslässe 4 in die Sammelkammer 24 und von dort zu den Auslässen 24' geht. Falls erwünscht, können die Ein- und Auslässe in der in Fig. 2 gezeigten Weise mit Steuerventilen ausgerüstet werden.

Die Hydrozyklontrennanlage gemäß Fig. 4 und 5 weist eine Anordnung von Hydrozyklontrennern 25 auf, die radial in vier übereinanderliegenden Schichten angeordnet und deren Scheitelenden auf das Zentrum gerichtet sind.

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Die Trennanlage umfaßt ein äußeres zylindrisches Gehäuse 37» in dem zwei konzentrische !öhre 35 und 36 angeordnet sind. Alle drei Rohre oder Zylinder sind mit einer Vielzahl von öffnungen 35a, 36a, 37a versehen, durch die die einzelnen Hydrozyklontrenner 25 gehen, welche demgemäß von diesen Rohren gehalten bzw. gestützt werden.

Innerhalb des innersten Rohrs 35 befindet sich ein zentrales Zufuhrrohr 26, das mit dem Einlaß 26' strömungsmäßig verbunden ist. Das Zufuhrrohr 26 erstreckt sich von dem Boden zu der oberen Wandung 32 des Gehäuses, wo es strömungsmäßig mit der Verteilungskammer 27, welche von den Rohren 35, 36 gebildet wird, verbunden ist. Die Einlasse 3 der einzelnen Hydrozyklontrenner 25 befinden sich strömungsmäßig in Verbindung mit der Verteilungskammer 27. Zwischen den Rohren 36 und 37 befindet sich eine Sammelkammer 30, die strömungsmäßig mit den Auslässen 5 an dem Basisende der einzelnen Hydro zyklontr enner verbunden ist. Demgemäß dient die Kammer 30 als Sammelkammer für die leichte Fraktion bzw. das geeignete Material.

Zwischen dem Einlaßrohr 26 und dem innersten Rohr 35 ist eine ringförmige Kammer 28 ausgebildet, die als Sammelkammer für durch die Scheitelauslässe 4 der Hydrozyklontrenner gehende Flüssigkeit dient.

An der Basis des Gehäuses 37 ist ein strömungsmäßig mit der Sammelkammer 30 verbundener Auslaß 31 und ein strömungsmäßig

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mit der Bammelkammer 28 verbundener Auslaß 29 sowie ein Einlaß 26' angeordnet.

An. dem oberen Ende des ©ehäuses 37 befindet sich in strömungsmäßiger Verbindung mit der Verteilungskämmer 27 ein von einem Ventil 27a gesteuerter Auslaß 27S ein strömungsmäßig mit der Sammelkammer 28 für die Sclieitelauslässe verbundener, von einem Ventil 28a gesteuerter Auslaß 28' und ein strömungsmäßig mit der Sammelkammer 30 verbundener, von einem Ventil 30a gesteuerter Auslaß 30*. Mit Ausnahme dieser Auslässe ist das obere Ende 32 des Gehäuses 37 verschlossen. Die Auslässe gestatten das Entweichen von Luft und anderen G-asen, die sich sonst an dem oberen Ende der verschiedenen Kammern ansammeln könnten.

Palis erwünscht, können die Ein- und Auslässe auch mit Ventilen, wie in Mg. 1 gezeigt, ausgerüstet werden.

Im Betrieb wird zu fraktionierende Flüssigkeit, z.B. eine wässrige Cellulosepulpe-Buspension,durch den Einlaß 26' in das Rohr 26 und durch dieses hindurch zu dem oberen Ende des G-ehäuses geleitet, wo sie an das obere Ende der Verteilungskammer 27 verteilt wird. Sie geht im Abwärtsstrom durch die VerteilungBkammer 27 über die einzelnen Hydro zyklontr enner 25 bis zu dem Boden der Anordnung. Dabei tritt die Flüssigkeit über die Einlasse 3 in die einzelnen Hydrozyklone ein, wobei die tangentiale Anordnung der Einlasse der Flüssigkeit eine

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zyklonartige Bewegung verleiht ₀ Innerhalb der Zyklontrenner wird die Flüssigkeit fraktioniert. Die leichten fraktionell bzw, das geeignet© Material geht durch die Öffnungen 39 an dem Basisende der Hydrozyklone in die Samiaelkaauner 30, iron wo' die Flüssigkeit über den Auslaß 31 für das geeignete Material austritt. Die schwerere !Fraktion "bzw. das ungeeignete Material geht durch den Scheitelauslaß 4 der einzelnen Hydrozyklontrenner in die Sammelkammer 28, von wo sie über den Auslaß 29 für das ungeeignete Material austritt.

Wenn die zu fraktionierende Flüssigkeit in Abwärtsrichtung durch die Verteilungskammer 27 strömt, nimmt die Strömung ab, und zwar infolge des Flüssigkeitsverlustes an die Hydrozyklontrenner durch die Einlasse 3» Um diesen Flüssigkeitsverlust auszugleichen und eine hohe Strömungsgeschwindigkeit aufrechtzuerhalten, ist in der Wandung 35 zwischen der Sammelkammer für die schwere Fraktion und der Verteilungskammer 2? eine Vielzahl von Öffnungen 46 vorgesehen. Durch diese Öffnungen strömt die schwere Fraktion, und zwar in einer Menge, die ausreicht, um die Strömungsgeschwindigkeit in der Verteilungskammer 27 am Boden der Einrichtung aufrechtzuerhalten. In dieser Weise kann natürlich die schwere Fraktion erneut fraktioniert werden, indem sie durch die Einlasse 3 geht, und zwar ohne Uachteil für die Qualität der geeigneten Fraktion, welche von der Sammelkammer 30 aufgenommen wird. Tatsächlich kann eine derartig erneute Zirkulation der schweren, Fraktion zu einer verbesserten Ausbeute an geeignetem Material führen.

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Die Hydrozyklontrennanlage gemäß Fig= β ist ähnlich, der in Fig. 4 "und 5 gezeigten? mit der Ausnahme., daß die einzelnen Hydrozyklontrenner in der Anordnung umgekehrt sind, so daß ihre Basisenden wie in der aus der US-PS 3 598 731 bekannten Vorrichtung auf die Mitte gerichtet sind» Erotz dieser Umkehr rung sind die Einlasse 3 der einzelnen brenner 40 der .Anordnung strömungsmäßig mit der ringförmigen Kammer 27 verbunden? und zwar in der gleichen Weise wie in der Vorrichtung der Fig· 5.

In diesem Falle weist die Hydrozyklontrennanlage ein Gehäuse 41 mit einem geschlossenen oberen Ende 44 und konzentrischen Rohren oder Zylindern 46, 47? 48 auf ₀ Das Bohr 48 "bildet den Einlaßkanal für den Strom der zu fraktionierenden !flüssigkeit, der in das Gehäuse über den Einlaß 45 eintritt und direkt au dem oberen Ünde des Gehäuses gehtj, γοη wo er in die flüssigkeitsverteilungskammer 49 eintritt» Die Zylinder 41? 46, 47 sind mit einer Vielzahl von öffnungen 41a» 4Sa_s 47a ausgestattet, durch welche die einzelnen Hydrosyklontrenner 40 der .Anordnung reichen. Das Eoiir 47 nimmt die Basisauslässe 50 der Trenner auf, welch© strömmgsmäßig mit der Sammelkammer 51 für das geeignete Material T®rbund@n sind? welche zwischen den Rohren 47, 48 ausgebildet ist« Diese Kammer weist einen Auslaß 52 für die geeignete fraktion auf.

Die einzelnen Hydrozyklontrenner 40 sind an ihren Scheitelenden mit einer zylindrischen Verlängerung 42 versehen^ die in

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einer öffnung 41a des Gehäuses 41 angebracht ist und an ihrem inneren Snde flüssigkeitsdicht an den Scheitelenden 43 der Trenner "befestigt ist. Es ist selbstverständlich erforderlich, daß die Verlängerungsteile 42 einen Innendurchmesser aufwei- ■ sen_? der ausreicht $, um den äußeren Durehmesser der Trenner an dem Basisende aufzunehmen? so daß diese Trenner durch die Verlängerungsteile geführt werden können, um die Verteilungskammer 41 au überbrücken, und so daß die Basisauslässe in das Rohr 47 eingeführt werden

Das äußere Ende des Verlängerungsteils ist verschlossen, und zwar vorzugsweise mittels eines transparenten Absperrorgans. Das Teil kann auch aus transparentem Material mit einem geschlossenen Ende gefertigt werden^ so daß es möglich ist, in die Trenner· hineinzusehen und so auf visuellem Wege festzustellen, ob die Scheitelauslässe verstopft sind. Das Verlängerungsteil 42 kann auch mit einem abnehmbaren Absperrorgan versehen werden, so daß es möglich ist,, in den Trenner hineinzugreifen und die Scheitelauslässe au reinigen, falls sie verstopft sind.

Bie Yerlängerungsteil© 42 sind mit einer Vielzahl von lateralen Inslässen 64 ausgestattet, welch© strömungsmäBig mit der von den Eohren 41, 46 gebildeten ringförmigen Kammer 55 verbunden sind. Die Kammer 55 dient demgemäß als Sammelkammer für die schwerere Fraktion bzw_o das ungeeignete Material, die durch die Scheitelauslässe 43 geht. Der Auslaß 56 ist mit der S amme !kammer 55 zur Wegführung der ungeeigneten Fraktion verbunden. 409820/0711

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Falls erwünscht ρ kanu das Gehäuse 41 an dem oberen Ende mit der in Pig. 4 gezeigten Weise mit Auslassen ausgestattet sein, so daß Gas aus der Verteilungskammep 49 und den Sammelkammern 51 und 55 entfernt werden kann,,

Die Auslässe 52, 56 und der Einlaß 45 können., falls erwünscht, auch mit Ventilen, wie in Fig. 2 gezeigt, versehen werden.

Falls erwünscht, können die Basisenden 16, 42 an der äußeren Gehäuseschale mittels einer Bajonettverbindung oder einer anderen dichten Verbindung befestigt werden, so daß man sie entfernen und gegebenenfalls ersetzen kann.

Die Zyklontrenner in den verschiedenen Schichten der Anordnung können direkt übereinander oder, wie in Fig. 1 gezeigt, versetzt angeordnet werden. Wenn man sie versetzt anordnet, kann der Abstand zwischen den einzelnen Trennern erheblich verringert werden, so daß man eine kompaktere Anlage mit einer wirksameren Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Raums erhält. Man kann so auch einen Anstieg der Strömungsgeschwindigkeit in der Verteilungskammer erhalten, welche natürlich dann mit einem kleineren Volumen ausgebildet sein kann. Je"höher die Strömungsgeschwindigkeit in der Verteilungskammer ist, desto geringer besteht die Gefahr der Ansammlung von Luft' oder anderen Gasen, Bakterien, Schleimen und Abscheidungen„

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Die in Figo 8 gezeigte Anordnung iron Hydro Zyklonen weist ein dreiteiliges Gehäuse mit einem oberen» unteren lind mittleren Teil auf. Per mittlere Bereich,ist in Form eines zylindrischen Gehäuses 81 ausgebildet j das an jedem Ende offen ist. Das obere offene Ende ist mittels eines Jaalbkugelföriiigen Abschnitts 83 und das untere Ende mittels eines halbkugelförmigen Abschnitts 82 verschlossen. Der untere Abschnitt 82 dient als Abstützung für das Gehäuse 81 und das obere Ende 83 und ist zum Aufliegen auf einem nicht gezeigten Fundament bzw. Rahmen bei dem Flansch 84 bestimmt. Der Flansch 84a des zentralen Bereichs 81 entspricht bzw. steht im Eingriff mit dem Flansch 84 und stützt das Gehäuse 81 und das darauf befindliche obere Ende 83. Zwischen dem unteren Bereich 82 und dem Gehäuse 81 ist eine leckagefeste Abdichtung mit einer nicht gezeigten Dichtungseinrichtung vorgesehen. Bs ist auch möglich, das Gehäuse 81 an dem Basisteil 82 mittels eines mit einem Gewinde versehenen Sockels bzw» einer Verbindung zu befestigen.

Das Gehäuse 81 und das obere Ende 83 sind vorzugsweise einstückig ausgebildet oder werden so zusammengefügt, daß sie zusammen von dem Bodenteil 82 getrennt und abgehoben werden können, so daß das Innere des Gehäuses zugänglich wird.

Das Gehäuse 81 ist mit einer Vielzahl von gleichmäßig verteilten Öffnungen 85 ausgestattet, die in ihrer Anordnung der Anordnung der einzelnen Hydro^yklone der Anlage entsprechen

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und deren Durchmesser groß genug ist_s so daß ein Hydrozyklon durchgehen kann. Jede Öffnung ist mit einem peripiieren Plansch 85a vom Bajonettyp ausgestattet, der in einer leckagesieheren Dichtung einen passenden flansch vom Bagonettyp einer Kappe aufnimmt, so daß die Öffnungen verschlossen werden und der Austritt von Flüssigkeit aus dem Gehäuse verhindert wird.

Innerhalb des Gehäuses 81 sind zwei konzentrische zylindrische Mantelgehäuse 86, 87 und außerhalb desselben ein weiteres zylindrisches Mantelgehäuse 88 angeordnet.

Der ringförmige Raum 123 zwischen den Gehäusen 86, 87 ist an jedem Ende verschlossen, und zwar am oberen Ende durch, einen runden bzw. kreisförmigen Deckel 90 und am unteren Ende durch den kreisförmigen Ring 91. Der ringförmige Raum 92 zwischen dem Mantel 88 und dem Gehäuse ist ebenfalls abgeschlossen, und zwar durch Verbinden des Mantels an jedem Ende mit dem Gehäuse. Der Mantel 88 weist eine Reihe bzw. Anordnung von zu den öffnungen des Gehäuses 81 passenden Öffnungen 93 auf.

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Das Gehäuse kann mit einer nicht gezeigten Hebeeinrichtung versehen werden, die sich von dem oberen Ende 83» an dem sie befestigt wird, nach unten in der zentralen Yerteilungskammer 130 des Zylinders 97 zu einer an dem Bodenbereich des Mantels 87 befestigten IragkreuzabStützung (spider support) erstreckt. Die Mantel 86, 87 werden an ihren Bodenbereichen über Stützbeine 94» welche an dem Boden 82 des Gehäuses befestigt sind, abgestützt. Die Hebeeinrichtung kann einen hydraulischen Motor, einen hydraulischen Zylinder und einen hin- und herbewegbaren Kolben einschließen. Das obere Ende des Kolbens kann mit dem oberen Bereich 83 verbunden sein. Durch Betätigung der Hebeeinrichtung kann somit der obere Bereich 83 nach oben und von dem Basisbereich 82 wegbewegt werden, wobei er das Gehäuse 81 mitnimmt. Dadurch wird die darin befindliche Anordnung von Hydrozyklonen, die an dem Mantel und dem Gehäuse 81 befestigt sind, zugänglich.

Wie aus Fig. 8 ersichtlich, dienen der Mantel 86 und das Gehäuse 81 als Abstützungen für die Schichten 111 von Hydrozyklonen 110, wobei aus Gründen der Vereinfachung lediglich ein Hydrozyklon dieser Schichten in der 3?ig. 8 gezeigt ist. Der Mantel 86 ist mit öffnungen 86a versehen. In den Öffnungen 85, 86a sind die einzelnen Hydrozyklone abgestützt, die den Raum 96 zwischen den Mänteln 86, 81 überbrücken und an diesen angebracht sind, und zwar jeder Hydrozyklon mit dem Scheitelende 95 an dem Mantel 86 und dem Basisende an dem

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Gehäuse 81. Die im Abstand voneinander angebrachten Mantelgehäuse bilden somit eine ringförmige linlaßkammer %, die für sämtliche HydroZyklone in einer Gruppe gemeinsam ist, und ermöglicht den Zutritt zu den Einlassen 117 eines jeden Trenners 110. Die Scheitelenden der Trenner sind zu dem Baum

125 zwischen den Gehäusen 86, 87 und die Basisenden zu der ringförmigen Kammer 126 zwischen der Innenseite des Mantels und der Außenseite des Gehäuses 81 offen.

Kappen 112 am Basisende der Hydrozyklone überbrücken den Raum 126 zwischen den Mänteln 81, 88« Die Kappen sind an den Hydrozyklonen befestigt, schließen das Basisende ab und bieten Platz zum Ergreifen der Hydrozyklone₉ um sie zu entfernen und in die Mäntel einzuführen.

Die Räume 123 und 126 erstrecken sich von einem Ende zum anderen zwischen den Gehäusen 86 und 87 sowie 81 und 88.

Es ist zu beachten^ daß die einzelnen Hydrozyklone 110 in jeder Schicht so angeordnet sind, daß ihre Längsachsen radial und senkrecht zu den Wänden der Mantel 86, 81 ausgerichtet sind. Alle Hydrozyklone sind so angeordnet, daß die Scheitelenden in dem Gehäuse 86 und die Basisenden in dem Gehäuse 81 verankert sind. Die Scheitelenden der Hydrozyklone sind zu einer gemeinsamen Auslaßkammer 123 hin offen, welche mit einem Auslaß 98 ausgerüstet" ist. Die gemeinsame Basisauslaßkammer

126 für sämtliche Hydrozyklonschichten ist mit einem Auslaß versehen.

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Diese Anordnung von Hydrozyklonen gestattet, daß mehr derselben in jeder Gruppe in den. Raum zwischen den Gehäusen 86 und 81 eingepaßt werden lcönnen.

Jede Öffnung in den Gehäusen 86, 81 ist mit einem nach innen (oder nach außen) ragenden Flansch 101 ausgebildet, so daß zwischen den Hydrozyklonen 110 und den Gehäusen ein guter Paßsitz geschaffen wird. Falls erwünscht, können sie mit einem mit einem Gewinde versehenen Sockel ausgestattet werden. Eine gute leckagedichte Passung wird jedoch durch die konische Form der Hydrozyklone und der Flansche erleichtert.

Die Einlasse 117 der Hydrozyklone 110 werden über die Einlaßkammer 96 erreicht, welche dementsprechend eine Verteilungskammer für die Hydrozyklone bildet. Die Einlaßkammer 96 ist an dem oberen Ende offen und steht in strömungsmäßiger Verbindung mit dem zentralen Raum 120 in dem Gehäuse 87 über den Raum 124 zwischen dem oberen Ende 83 und dem Deckel 90. Das Gehäuse 87 " steht in Verbindung mit dem Einlaß 118. Es besteht auch eine strömungsmäßige Verbindung über eine Vielzahl von Kanälen 119 zwischen den Stützbeinen 94 am Boden der Kammer 96, welche somit die Strömung an jedem Ende von dem Einlaß 118 aufnimmt. Die Strömung durch die Kammer 96 erfolgt somit teilweise in Abwärtsrichtung von dem oberen Raum 124 zu der obersten Schicht von Hydrozyklonen in der Anordnung und teilweise in Aufwärterichtung von den Kanälen 119 zu der untersten Schicht von Hydrozyklonen in der Anordnung. Die zwei Ströme treffen in

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dem zentralen Bereich der Kammer 96 aufeinander und verursachen dort Querströmungen, wodurch die Zirkulation und Flüssigkeitsverteilung in der Kammer 96 weiter verbessert wird. Die Kammer 126 steht direkt mit den Basisende- oder Konusendeauslässen sämtlicher Hydrozyklonschichten in Verbindung und stellt somit einen Sammelraum für die leichtere Fraktion dar, welche die Hydrozyklone an diesem Ende verläßt. Die Sammelkammer ist mit einem Auslaß 99 ausgerüstet.

Im Betrieb tritt das zu trennende flüssige Material, das aus einer flüssigen Suspension von Feststoffen besteht, in das Gehäuse 81 über die Einlaßleitung 118 ein. Ein Teil geht dann durch den zentralen Kanal 120 zu dem oberen Ende 124 der gemeinsamen Verteilungskammer 96, von wo es im Abwärtsstrom in die Verteilungskammer 96 strömt. Ein Teil strömt über die Kanäle 119 zu dem Boden der Verteilungskammer 96, von wo es im Aufwärtsstrom durch die Kammer strömt. Die Suspension tritt dann in die Einlasse 117 der einzelnen Hydrozyklone· 110 ein, wo sie durch Wirbelkräfte in leichtere und schwerere Fraktionen getrennt wird. Die leichtere Fraktion verläßt die Hydrozyklone über den Auslaß 122 an dem Basisende, tritt in die gemeinsame Sammelkammer 126 ein und verläßt das Gehäuse 81 über den Auslaß 99. Die schwerere Fraktion, die von den Hydrozyklonen 110 über den Auslaß 125 am Scheitelende weggeführt wird, tritt in die Sammelkammer 123 ein und geht von dort zu dem Auslaß 98, wo sie aus dem Gehäuse austritt. -'

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Die Hydrozyklone sowie die Gehäuse und Einzelteile derselben gemäß der Erfindung können aus irgendeinem geeigneten Material geformt werden, das von dem Gas oder den unter den Betriebsbedingungen zu trennenden flüssigen Gemischen nicht angegriffen oder korrodiert wird. Es können Metalle verwendet werden, z.B. rostfreier Stahl und Aluminium sowie Nickel und Ohromlegierungen. Es können auch Keramik-, Glas- und Kunststoffmaterialien verwendet werden, die fest, druckbeständig und unter den auftretenden Drücken f-ormstabil sind. Derartige Materialien können zu den gewünschten formen geformt oder in diese Formen durch Spritz- oder Druckguß gebildet werd.en. Sie können ohne Nachteil in größeren Mengen hergestellt werden. Materialien wie Glas, Porzellan, Nylon, Polytetrafluoräthylen, Polyester, Polycarbonate, Polyäthylen, Polypropylen, synthetischer Kautschuk, Phenol-Formaldehyd-, Harnstoff-Formaldehydsowie Melamin-Formaldehyd-Harze sind geeignet, ebenso Poly-, oxymethylen- und Chlortrifluoräthylen-Polymere und Polyurethan-Polymere.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich ein rohrförmiges Prallblech (baffle) von dem Basisauslaß in die Kammer bis zu einem Punkt jenseits des Gaseinlasses bzw. der Gaseinlasse, um die Strömung von dem Basisauslaß wegzulenken und das Einsetzen eines Wirbels an dem Basisende und von dort durch die Kammer in Richtung auf das Scheitelende zu erleichtern. Die tangentiale Orientierung des

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einen Einlasses oder der mehreren versetzt die Flüssigkeit während des Einführens in eine zyklonische bzw. wirbeiförmige Strömung. Falls mehr als ein Einlaß vorgesehen ist, sollten diese in gleichmäßigem Abstand voneinander angebracht sein, damit eine gleichmäßige Wirbelströmung einsetzen kann. Gewöhnlich sind zwei bis sechs Einlasse ausreichend. Wenn die Flüssigkeit dann bei hoher Geschwindigkeit in die Kammer eingeführt wird, wird sie von den gekurvten Wänden der Trennungskammer zu einem Wirbel gezwungen, der schraubenförmig auf das Scheitelende oder auf das Auslaßende der Kammer an dem peripheren Bereich strömt.

Die Konusform der Trennkammer (und des Wirbels) ist zur Verbesserung des Wirkungsgrades der Trennung sehr wichtig* Der Durchmesser der Kammer muß in Richtung auf das Scheitelende kleiner werden, wodurch der Radius des Wirbels verringert und die Zentrifugalkraft vergrößert wird. Eine Konusform ist daher wesentlich. Die Kammer kann in Form eines geradseitigen, rechtwinkeligen Konus vom Basis- zum Scheitelende ausgebildet sein. Sie kann auch teilweise zylindrisch und lediglieh an dem Scheitelende konusförmig sein. Es ist jedoch nicht erforderlich, daß die Konusform gleichmäßig oder geradseitig ist. Es können konvex und konkav gekurvte Seiten mit gleichförmiger oder zunehmender Kurvenform eingesetzt werden. Der Durohmesser kann kontinuierlich oder stufenweise in Richtung auf das Scheit'elende abnehmen. Es 1st "somit eine Vielzahl von Konusformen

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möglich. Die jeweils gewählte Form hängt von den besonderen durchzuführenden Trennungsbedingungen ab und kann durch empirische Versuche bestimmt werden. .

Die HydroZyklone in der Anordnung können so ausgerichtet werden, daß die gewünschte Fraktion zu dem Basieauslaß und die unerwünschte fraktion zu dem Axialauslaß strömt, wenn die schwerere Fraktion die unerwünschte Fraktion ist, oder daß die unerwünschte Fraktion zu dem Basisauslaß und die gewünschte Fraktion zu dem Axialauslaß strömt, wenn die leichtere Fraktion die unerwünschte ist. Sowohl die leichtere als auch die schwerere Fraktion können geeignete Fraktionen sein, wenn man den Hydrozyklon zur Fraktionierung von geeigneten Fraktionen in leichtere und schwerere verwendet.

In dem Fall, daß die Flüssigkeit einer Anzahl von Wirbelstufen unterworfen werden soll, ist es vorteilhaft, eine Anordnung von Hydrozyklonen zu. verwenden, die in zwei Serien als Kaskaden angeordnet sind. Eine typische geeignete Kaskadenserie ist von Avery in Physics Bulletin (1970), Seite 18, beschrieben worden. Der 'Kernanteil von jeder Hydrozyklonstufe wird getrennt und in Reihe mit dem Scheitelbereich von einer späteren Hydrozyklonstufe vereinigt. Dies wird auf jeder Stufe bis zum Ende der Reihe wiederholt, während in der anderen Reihe die Scheitelanteile abgetrennt und mit den Kernanteilen von einer späteren Stufe weitergeschickt werden. Man kann be-

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liebige Anordnungen der HydroZyklone und der Materialrückführung verwenden. Auf diese Weise braucht kein Materialanteil verschwendet werden und schließlich können sämtliche getrennten Komponenten, falls erwünscht, wiedergewonnen werden.

Eine Kaskadenreihe kann innerhalb der Vorrichtung der Erfindung in einfacher Weise angeordnet werden, indem man die Hydrozyklone benachbarter Gruppen in der Weise miteinander verbindet, daß die Kernanteile von jeder Gruppe getrennt und in Reihe mit den Scheitelanteilen von einer späteren Gruppe kombiniert werden. Dies wird mit jeder Gruppe bis zu dem Ende der Serie wiederholt, während in der anderen Serie, die, falls erwünscht, aus einer Gruppe von benachbarten Hydrozyklonen innerhalb desselben Gehäuses bestehen kann, die Scheitelanteile abgetrennt und mit den Kernanteilen einer späteren Stufe weitergeschickt werden. Die getrennten und unterschiedlichen Reihen von Hydrozyklonen können angeordnet werden, indem man vertikale radiale Reihen von Hydrozyklongruppen abteilt.

In den in den Zeichnungen gezeigten Trennanlagen dient das äußere Gehäuse auch als Abstützung für die äußeren Enden der einzelnen Hydrozyklontrenner in der Anordnung. Da die äußeren Enden der Trenner geschlossen sind, ist ein äußerer Mantel nicht erforderlich. Falls erwünscht, kann jedoch ein äußerer Mantel vorgesehen werden, der die gesamte Einheit einschließlich der in den Zeichnungen gezeigten äußeren Gehäuse ein-

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schließt. Dieser äußere Mantel kann so angeordnet werden, daß er mittels einer hydraulischen oder pneumatischen Hebeeinrichtung angehoben werden kann, so daß die Trenner der Anordnung in einer in der US-PS 3 261 467 beschriebenen Weise zugänglich gemacht werden können. Wenn man so vorgeht, können die Verlängerungsteile 38, 42 weggelassen werden und man kann die Hydrozyklontrenner so anordnen, daß sie nur wenig über die nächste innere Ummantelung herausragen. Dies betrifft in Fig. 2 das Rohr 8, in Fig. 3 das Rohr 22b, in Fig. 4 das Rohr 36 und in Fig. 6 das Rohr 46. In jedem Fall ist es nicht erforderlich, daß die äußerste Umhüllung mit Öffnungen ausgestattet wird. Diese kann daher als das äußere Gehäuse dienen.

In den Zeichnungen sind die Hydrozyklontrenner horizontal angeordnet. Sie können jedoch auch so angeordnet werden, daß ihre geometrischen Achsen in einem Winkel zu der Horizontalen stehen. Diese Anordnung ist in der US-PS 3 747 306, patentiert am 24. Juli 1973, beschrieben.

Es ist auch möglich, die Verteilungskammern am unteren Bereich der Anlage mit einem verringerten Volumen (im Falle von ringfönnigen Kammern mit einem verringerten Durchmesser) anzuordnen. Die Verteilungskammer weist dann einen abnehmenden Querschnitt in Strömungsrichtung auf. Wenn man so vorgeht, kann man die Trennwände in einem Winkel anordnen, so daß die Sammelkammern gleichzeitig mit einem in Strömungsrichtung zunehmenden Querschnitt vorliegen. Auf diese Weise kann die

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Strömungsgeschwindigkeit in der Hauptströmungsrichtung durch die Verteilungs- und Sammelkammern konstant gehalten werden. Im allgemeinen sollte die Strömungsgeschwindigkeit durch die Verteilungs- und Sammelkammern nicht weniger als 0,3 m/sec "betragen. Sie liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 1 bis 3 m/sec.

Es ist weiterhin vorteilhaft, in der Sammelkammer für die leichte Fraktion einen höheren Druck als in der für die schwerere Fraktion zu schaffen. Falls der Einlaß zu dem Trenner verstopft wird, wird dadurch verhindert, daß schwere Fraktion über den Hydrozyklon zu der leichten Fraktion transportiert wird. Um dies zu erreichen, können Einrichtungen zur Strömungsregulierung in den Auslässen der Sammelkammern, wie in Fig. 2 gezeigt, sowie in den Einlassen zu den Yerteilungskammern angeordnet werden. Die Flüssigkeitsspiegel in den Verteilungs- und Sammelkammern werden dann so gehalten, daß diese oberhalb der obersten Schicht von Trennern in der Anlage liegen.

Selbstverständlich ist es nicht erforderlich, daß die Sammelkammern für die leichten und schweren Fraktionen für alle Hydrozyklonschichten in der Einheit gemeinsam Bind. Die Auslässe der Trenner können auch in Gruppen oder getrennt angeordnet werden, so daß sie in eine Sammelkammer münden, welche einen eigenen Auslaß aufweist. Dies kann beispielsweise so geschehen, daß die Anlagen durch längs- oder -radialverlaufende

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Trennwände in Abschnitte unterteilt werden, wobei diese Abschnitte strömungsmaßig parallel oder in Serien verbunden sind.

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Claims

Pat entansprüche

Iy Trennanlage mit einer Reihe von HydroZyklonen, die in einer Vielzahl von übereinanderliegenden Schichten angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet , daß jeder Hydrozyklon eine konische Wirbelkammer aufweist, die mit einem mit einem Einspritzeinlaß und einem Basisauslaß versehenen Basisende und einem entgegengesetzten, mit einem axialen Auslaß versehenen Axialende ausgestattet ist und die Anlage eine erste Trennwand, entlang der die Hydrozyklone einer über dem anderen in Schichten angeordnet sind und eine für die Vielzahl der Wirbelkammern gemeinsame und mit diesen über die Auslässe an dem einen Ende der Hydrozyklone in Verbindung stehende Sammelkammer bilden, eine zweite Trennwand, entlang der die Hydrozyklone einer über dem anderen in Schichten angeordnet sind und eine für die Vielzahl der Wirbelkammern gemeinsame und mit diesen über die Auslässe an dem anderen Ende der Hydrozyklone in Verbindung stehende Sammelkammer bilden, eine zwischen der ersten und zweiten Trennwand vorgesehene Verteilungskammer, die für die Vielzahl der Wirbelkammern gemeinsam ist und mit diesen über die Einspritaeinlässe in Verbindung steht, sowie Einrichtungen zur Zufuhr einer zu fraktionierenden flüssigen Suspension im Abwärts-

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strom, die von der obersten zu der untersten der übereinanderliegenden Hydrozyklonschichten herabströmt, umfaßt.
2. Vorrichtung nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Axial- und die Basisauslässe axial ang e ordne t s ind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Basisauslässe lateral und die Scheitelauslässe axial angeordnet sind.
4· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die HydroZyklone in der Reihe um eine zentrale Achse angeordnet sind, wobei die Scheitel in Richtung auf die Mittelachse weisen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydrozyklone in der Reihe radial um eine Mittelachse angeordnet sind, wobei die Scheitel auf den äußeren Umfang der leihe weisen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Hydrozyklone in übereinanderliegenden parallelen Schichten angeordnet und mindestens annähernd horizontal ausgerichtet sind.

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7. Vorrichtung nach Anspruch. 6, gekennzeichnet durch einen Einlaßkanal, der sich von dem Boden zu dem oberen Teil der Verteilungskammer erstreckt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Hydrozyklone in jeder Schicht in parallelen Reihen angeordnet sind, wobei die Hydrozyklone in "benachbarten Schichten zum Zwecke einer gedrängteren Anordnung versetzt sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Hydrozyklone radial um eine gemeinsame geometrische Achse angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet , daß die Semmel- und Verteilungskammern ringförmig um die gemeinsame geometrische Achse angeordnet sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sammelkammer ringförmig innerhalb der Verteilungskammer und die andere Sammelkammer ringförmig außerhalb der Verteilungskammer angeordnet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch g e k e η'η zeichnet , daß die Hydrozyklone so angeordnet sind, daß

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ihre Scheitel in die innerste Sammelkammer münden, welche dadurch die schwere Fraktion aufnimmt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydrozyklone so angeordnet sind, daß ihre Scheitel in die äußerste Samme1kammer münden, welche dadurch die schwere !Fraktion aufnimmt.
14· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Samme!kammern mit an ihren unteren Enden angeordneten Auslassen ausgestattet sind.
15· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sie in einem Gehäuse angeordnet ist, welches mit einer Hebeeinrichtung verbunden ist, so daß das Gehäuse axial von dem die Hydrozyklone enthaltenden Heil der Vorrichtung abgehoben werden kann.
16. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet·, daß zwischen der Verteilungskammer an dem unteren Ende derselben und der Sammelkammer für die schwere Fraktion an dem unteren Ende derselben eine strömungsmäßige Verbindung vorgesehen ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß an den oberen Enden der Verteilungs-

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und Sammelkammern Grasauslässe vorgesehen sind.
18. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens an einer der Auslaß- und Einlaßleitungen Einrichtungen zur Strömungsregulierung angeordnet sind, so daß in den Verteilungs- und Sammelkammern Flüssigkeitsspiegel oberhalb der obersten HydroZyklonschicht in der Anlage aufrechterhalten werden können.
19· Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Aufrechterhalten eines höheren Druckes in der Sammelkammer für die leichte Fraktion als in derjenigen für die schwere Fraktion.
20. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche der Verteilungsund Sammelkammern der Änderung im Flüssigkeitsvolumen entlang derselben bei der Strömung zu oder von den Hydrozyklonen entspricht, so daß in Strömungsrichtung eine mindestens annähernd konstante Strömungsgeschwindigkeit in den Verteilungs- und den Sammelkammern aufrechterhalten wird.
21. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der ersten und zweiten Trennwände mit Öffnungen ausgestattet ist, die groß genug sind, daß die HydroZyklone und Dichtmittel zur Schaffung einer ■flüssigkeitsdichten Dichtung an den Öffnungen hindurchpassen.

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22. Vorrichtung nach. Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet , daß die Dichtmittel auf den Hydrozyklonen angeordnete Flansche umfassen.
23· Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet , daß die Dichtmittel an der Wand befestigt sind.
24» Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Trennwände in radialen Ebenen angeordnet sind und die Anlage in Abschnitte unterteilen,, wobei jeder Abschnitt mit einem Einlaß und einem Auslaß bei strömungsmäßiger Verbindung zwischen den Abschnitten ausgestattet ist.
25. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Hydrozyklone mit mindestens zwei tangential gerichteten Einlaßöffnungen versehen sind, die in gleichmäßigem Abstand auf dem Umfang der Wirbelkammer angeordnet sind.
26. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Trenner zur Fraktionierung von schwereren Fraktionen als zur Weiterverarbeitung bestimmte Fraktion an dem axialen Auslaß angeordnet sind.

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27· Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenner zur Fraktionierung der leichteren Fraktion als der zur Weiterverarbeitung bestimmten an dem Basisauslaß angeordnet sind.
28. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch g e k e η η zeichnet, daß eine strömungsmäßige Verbindung vorgesehen ist, um die zu fraktionierende flüssige Suspension in Aufwärtsströmungsrichtung der untersten der übereinanderliegenden Hydrozyklonschichten zuzuführen,
29. Verfahren zur Fraktionierung von flüssigen Suspensionen in einer Reihe von HydroZyklonen, die in einer Vielzahl von übereinanderliegenden Schichten angeordnet sind, wobei die Hydrozyklone eine langgestreckte Wirbelkammer mit einem Ende für das brauchbare Material, welches mit einem Einspritzeinlaß und einem Auslaß versehen ist, und einem Ende für das unbrauchbare Material, welches mit einem Auslaß ausgestattet ist, aufweisen, dadurch gekennzeichnet , daß es die Zufuhr von mindestens einem Teil der zu fraktionierenden Flüssigkeit zu den Einspritzeinlässen der Hydrozyklone in der Anordnung im Abwärtsstrom von der obersten bis zu der untersten der übereinanderliegenden Schichten von Hydrozyklonen, die Weiterleitung der Flüssigkeitssuspension in die-Wir-. belkammer, die Fraktionierung der Flüssigkeitssuspension in der Wirbelkammer unter Bildung einer brauchbaren und einer unbrauchbaren Fraktion, welche an den entsprechenden Auslässen

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getrennt werden, sowie das getrennte Auffangen der brauchbaren und der unbrauchbaren Fraktion umfaßt.
30. Verfahren nach Anspruch 29» dadurch g e k e η η - · zeichnet , - daß die Flüssigkeit den Einspritzeinlässen bei einer durchschnittlichen Strömungsgeschwindigkeit im Bereich von etwa 0,3 bis etwa 3 m/sec zugeführt wird.
31. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet , daß ein Teil der flüssigen Suspension im Aufwärtsstrom den HydroZyklonen in der Eeihe zugeführt wird.
32. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ e ichne t , daß die Enden der Wirbelkammern der Hydrozyklone für das unbrauchbare Material einen transparenten Bereich zur Feststellung von Veränderungen in dem Strom des unbrauchbaren Materials einschließen.
33· Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß der transparente Abschnitt mit jedem Auslaß für das unbrauchbare Material koaxial ist.
34. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet , daß der transparente Abschnitt einen Verschluß aufweist, der in der Nachbarschaft eines Auslasses für das unbrauchbare Material geöffnet werden und durch den mindestens eine Wirbelkammer gereinigt werden kann.

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35. Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß die Erkennungseinrichtungen trägt.

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36. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet , daß die Auslässe der Wirbelkammern durch die Trennwände ragen.

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