DE2408767A1

DE2408767A1 - Multihydrozyklon

Info

Publication number: DE2408767A1
Application number: DE19742408767
Authority: DE
Inventors: Klaas Boelo Niemeijer
Original assignee: Scholtens Chemische Fabrieken NV
Current assignee: Scholtens Chemische Fabrieken NV
Priority date: 1974-02-23
Filing date: 1974-02-23
Publication date: 1975-09-04
Also published as: NL7502097A; FR2261813A1; JPS5912347B2; JPS50119357A; SE7501927L; FR2261813B3; US4141839A

Description

Patentanwälte

Dr.-Ing. Schonwald Dr.-Ing. Th. Meyer Dr. Fues

Dipl.-Chem. Alek von Kreislar Dipl.-Chem. Maselkowski-Keiler

Dr.-Ing. G. Klöpsch Dipl.-Ing. G. Selting

5 Köln 1, Deichmannhaus

W.A. Schölten's Chemische Fabrieken B.V. 23, Feb,

W.A. Scholtenweg 21 - Foxhol - Niederlande.

MuIt!hydrozyklon

Die Erfindung bezieht sich auf einen MuIt!hydrozyklon, bei dem die zu konstruktiven Einheiten vereinigten, jeweils parallelgeschalteten Hydrozyklone mit ihren Überlaufröhrchen, bzw. ihren Ablassen in gemeinsame Sammelräume für die Überlauffraktionen bzw. für die Ablassfraktionen münden.

Bei der Verarbeitung von Stärke, insbesondere aus Kartoffeln, hat es sich gezeigt, dass die Hydrozyklone regelmässig ausser Betrieb gesetzt und zur Reinigung demontiert werden müssen. Die Sammelräume haben nän- · lieh bei den bekannten Multihydrozyklonen die Form von Kammern, in welche die überlaufröhrchen bzw. die Ablassöffnungen munden, wodurch beim Austreten der betreffenden Fraktionen in den Kammern eine Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit auftritt. Durch diese verhältnismässig niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten in den Kammern kann Wandanwuchs auftreten und der gebildete Anwuchs kann sich lösen, wodurch die Multi-

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hydroZyklone weniger gut funktionieren und sogar Verstopfungen auftreten können.

Der Zweck der Erfindung ist das Schaffen eines Multihydrozyklons der eingangserwähnten Art, bei dem dieser Nachteil beseitigt worden ist.

Dazu werden gemäss der Erfindung die Sammelräume durch jeweils ein System von Abfuhrkanälen gebildet, die münden in bzw. sich zusammensetzen zu Sammelkanälen mit einer zu der lokalen Leistung wenigstens im wesentlichen proportionalen Durchströmungsoberfläche. Dadurch wird erreicht, dass die Durchströmungsgeschwindigkeit der austretenden Fraktionen in dem Multihydrozyklon praktisch überall auf dem erwünschten hohen Niveau gehalten wird, so dass Anwuchs kaum auftreten kann.

Gemäss einer konstruktiv einfachen Ausführungsform können weiter nach der Erfindung die Abfuhrkanäle gebildet sein in Einsatzstücken, welche die betreffende Sammelkammer wenigstens praktisch ganz einnehmen. Dabei können erfindungsgemäss die Abfuhrkanäle und/oder die Sammelkanäle wenigstens teilweise als Aussparungen in Teilen des Zyklongehäuses ausgebildet sein, was technische Vorteile für die Herstellung bietet.

Nach der erfindungsgemässen Vorzugsausführungsform kann das Gehäuse des Multihydrozyklons in Form eines auf beiden Seiten durch einen Deckel abschliessbaren Zylinders, mit einer zentralen Querwand ausgeführt sein, wobei ausnehmbare Einheiten von Hydrozyklongruppen und Einsatzstücken ausschliesslich durch die Deckel an ihrer Stelle geklemmt gehalten werden, und die Speisung, sowie die Abfuhr der Überlauf- und Ablassfraktionen über ein in der Querwand ausgespartes Kanalsystem erfolgt. Die Deckel können an ihrer Stelle geklemmt werden durch auf eine den ganzen Multihydrozyklon durchreichende, zweiteilige Zentralachse angreifende Muttern, und die Deckel können mit Aufhängeösen versehen sein, wodurch eine schnelle Demontierung für Kontrolle und Austauscharbeiten möglich ist.

Zur Klarstellung der Erfindung werden, unter Hinweis auf die Zeichnung, einige Ausführungsbeispiele des Multihydrozyklons beschrieben.

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Es zeigen:

Fig. 1 einen Achsialschnitt einer ersten Ausführungsform des Multihydrozyklons;

Fig. 2 einen horizontalen Achsialschnitt der Vorzugsausführungsform des Multihydrozyklons, wobei in dem linken Unterquadranten die Schnittfläche 1*5 um die Achse des Gehäuses geschwenkt ist;

Fig. 3 einen vertikalen Querschnitt in der rechten Hälfte gemäss den Pfeilen III-III und in der linken Hälfte gemäss den Pfeilen III¹-III¹ in Fig. 2 und

Fig. U einen vertikalen Querschnitt in der oberen Hälfte gemäss der Linie IV-IV uncUin der unteren Hälfte gemäss der Linie IV-IV in Fig. 2.

Gemäss der Ausführungsform nach Fig. 1 sind in einen Gehäuse 1 zwei Einheiten 2 und 3 mit parallelgeschalteten Multihydrozyklongruppen mit Abdichtungen h aufgenommen. Die Einheiten 2 und 3 können aus einem Polymeren mit den üblichen Zuschlags und Füllstoffen, z.B, Polyurethan mit Füllstoff, hergestellt sein.

In jeder der Einheiten 2 und 3 ist in übrigens bekannter Weise ein konzentrischer Kreis von Hydrozyklonen 5 bzw. 6 ausgespart. An dem breiten Ende des Trichters ist jeder" Hydrozyklon durch eine Abdeckplatte T rait einem zentralen Überlaufrohr 8 eingeschlossen, wobei die Abdeckplatten 7 in bezug auf die betreffenden Einheiten 2 und 3 durch Klemmplatten 9 bzw. 10 fixiert sind.

Beide Hydrozyklonkreise verden gleichzeitig durch einen zentralen Zufuhrkanal 11, der sich durch die beiden Einheiten 2 und 3 erstreckt, gespeist. An der Stelle der Einfuhr beider Zyklonkreise erstrecken sich ab dem zentralen Zufuhrkanal im wesentlichen radiale Kanäle 12, die, wie üblich, tangential in die betreffenden Zyklone münden.

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γ.

Die Überlaufröhrchen 8 beider Kreise münden in die Überlauf-Sammelkammern 13 und 1U, die sich in dem Gehäuse zwischen den Klemmplatten 9 bzw. 10 auf der einen Seite und den Deckeln 15 und 16 des Gehäuses 1 auf der anderen Seite befinden. An die Überlauf-Sammelkammern 13 und Ik schliessen sich Abfuhrleitungen 17 bzw. 18 für die Überlauffraktion an.

Die Ablässe, d.h. die Abfuhröffnungen am engen Ende des Zyklons, münden in eine Ablass-Sammelkammer 19» die in diesem Fall, bei parallelgeschalteten MuItihydrοZyklonen, eine für beide Kreise gemeinsame Kammer ist. Damit nunmehr verhindert wird, dass die Strömungsgeschwindigkeit der betreffenden Fraktionen, beim Verlassen der Zyklone, in dem Kammern oder Sammelräumen 13, 1U und 19 plötzlich verringert wird, und dadurch Ablagerung bzw. Anwuchs auftreten kann, sind erfindungsgemäss in den Überlauf-Sammelkammern 13 und 1U und in der gemeinsamen Ablass-Sammelkammer 19 Einsatzstücke 20, 21 bzw. 22 angeordnet, welche die betreffenden Kammern wenigstens praktisch ganz einnehmen. In dem Einsatzstücken 20 und 21 sind sich an die betreffenden Überlaufröhrchen 8 anschliessende Kanäle 23 ausgespart, die in einen sich am Umfang jedes Einsatzstückes 20, 21 erstreckenden Sammelkanal 2k munden.

Dieser Kanal 2k wird auf der einen Seite durch eine Aussparung in dem Einsatzstück 20, 21 und auf der anderen Seite durch eine Aussparung in dem Gehäuse 1 derart begrenzt, dass an der Stelle des Anschlusses der Abfuhrleitungen 17 und 18 die Aussparung in dem Gehäuse die grösste Tiefe aufweist und diametral gegenüber dieser Stelle minimal ist j beispielsweise ganz auf null reduziert ist. Dadurch kann erreicht werden, dass in diesem Abfuhrkanal eine konstante, optimale Strömungsgeschwindigkeit aufrechterhalten werden kann.

In'der Ablass- bzw. Sammelkammer 19 befindet sich das Einsatzstück 22, in dem an die betreffenden Ablässe anschliessende Kanäle 25 ausgespart sind, die teilweise durch Teile der Einheiten 2 und 3 begrenzt werden. Die Kanäle 25 münden in einen gemeinsamen, sich am Umfang des Einsatzstückes 22 erstreckenden Sammelkanal 26, der an der radialen Aussenseite durch eine in dem Gehäuse 1 geformte, exzentrische Aussparung gebildet wird, und zwar

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wiederum in solcher Weise, dass die Durchströmungsoberfläche des Sammelkanals 26 an der Stelle des Anschlusses 27 für einen Abfuhrkanal aus der Sammelkammer 19, maximal und diametral gegenüber dieser Stelle minimal ist.

Durch Anwendung der Einsatzstücke 20, 21 und 22, die in einfacher Weise, z.B. aus Polyurethan hergestellt sein können,werden Anwuchs und Verstopfung, und dadurch zwangsläufige Stillstandzeiten, vermieden, wenigstens auf ein Minimum beschränkt.

Wach der Vorzugsausführungsform gemäss den Figuren 2, 3 und k sind in dem Gehäuse 30, das im allgemeinen zylindrisch ausgeführt ist und eine zentrale Querwand 31 aufweist, zwei Zyklongruppen 32 angeordnet. Jede Zyklongruppe 32 weist eine Anzahl konzentrischer Kreise vqn Hydrozyklonen 33 auf, die je in üblicher Weise mit einem tangentialen Einlass 3U, einem Überlaufrohr 35 und einem Unterablass 36 versehen sind.

Jede Zyklongruppe ist unter Einfügen einer Kopfpackung 37 mit Durchlassöffnungen für die betreffenden überlaufröhrchen 35 zu einer Einheit ver-

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bunden mit einem Einsatzes, einem Deckel ko und über einen Eckring kl und einen Endflansch k6 mit einer Mutter kk. Die Einheiten von Zyklongruppen 32 und Einsatzstücken 38, welche Einsatzstücke bestehen aus einem plattenförmigen radialen Teil und einem im wesentlichen zylindrischen axialen Teil, sind unter Einfügung einer Packung 39 in dem Gehäuse 30 fixiert durch Einklemmung zwischen auf der einen Seite der zentralen Querwand 31 und auf der anderen Seite den Aussen- oder Enddeckeln ko.

Die Deckel ko werden in folgender Weise an ihrer Stelle gehalten. Eine Zentralachse U1 erstreckt sich gemäss der Mittellinie des Gehäuses 30. Die Achse Ul ist zweiteilig ausgebildet mit einer Kupplung k2, so dass die Teile der Achse Μ von beiden Seiten aus dem Gehäuse entfernt werden können. An einen Gewindeteil 1*3 der Achsteile U1 greift die Mutter kk an, die mit einem Handgriff U 5 versehen ist. Die Muttern kk untergreifen mit dem radialen Endflansch k6 den Eckring U7, der fest mit dem Deckel k0 verbunden ist. Durch Anziehen der Mutter kk mit Hilfe von dem Griff U 5

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wird der Deckel also in das Gehäuse gepresst urid schliesst dieses mittels der Abdichtungen k& flüssigkeitsdicht ab.

Zum Demontieren einer Einheit genügt es, die Muttern kk zu lösen. Dadurch kann man die ganze Einheit, also mit Zyklongruppen herausnehmen und in einfacher Weise durch eine Reserveeinheit ersetzen. Zum leichten Handhaben der Deckel können diese je versehen sein mit einem Aufhängebügel 1+9 mit einem Passstift 50, der in eine Höhlung 51 in dem Gehäuse 30 aufgenommen ist. Dadurch ist es möglich, den Deckel 1*0 schnell in der richtigen Winkelstellung anzuordnen. Es ist klar, dass die Einheit aus Zyklongruppe 32 und Einsatzstück ho in einfacher Weise für Kontrolle und Reinigungszwecke aus dem Multihydrozyklon entfernt werden kann.

Diese Entfernung von Zyklongruppen über die axialen Enden des zylindrischen Gehäuses ist dadurch möglich, dass die Speisung und die Abfuhr der Uberlauffraktion und der Ablassfraktion über ein Kanalsystem in der Querwand 31 erfolgt. Es werden nun der Reihe nach der Speisungskreis, der Umlaufkreis und der Ablasskreis beschrieben.

Aus einem Zufuhrstutzen 52 mit Kupplungsflansch gelangt die Speisung in einen zentralen Verteilungskanal 53, von dem sich nach beiden Seiten vier axiale Zufuhrkanäle 5^ durch die Querwand 31 hindurch erstrecken. Die axialen Kanäle 5^ durchreichen gleichfalls die Zykloneinheiten 32 (siehe Fig. 3) und endigen am Ende jeder Zykloneinheit, die an der Kopfpackung ruht. In diesem Niveau erstrecken sich ab den Mündungen'der Kanäle 5^ radiale Zufuhrkanäle 55 und ab diesen Kanälen 55 erstrecken sich in Umfangsrichtung tangentiale Zufuhrkanäle 56, die jeweils Gruppen Hydrozyklone versorgen. Die Breite und die Tiefe der radialen Zufuhrkanäle 55 und der tangentialen Zufuhrkanäle 56 sind jeweils derart gewählt, dass der Widerstand, dem der betreffende Teilstrom begegnet, an jeder Stelle praktisch gleich ist, so dass auch die Strömungsgeschwindigkeiten der Speisungsströme für jeden Zyklon gleich sind.

Die aus den überlaufröhrchen 35 tretende Überlauffraktion gelangt in erster Instanz in Abfuhrkanäle 57, die für jedes Überlaufröhrchen in dem

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Einsatzstück 38 ausgespart sind. Die Abfuhrkanäle 57 münden gruppenweise in tangentiale in dem Deckel Uo ausgesparte Sammelkanäle 58. Auch das Breite/ Tiefe-Verhältnis dieser Kanäle ist derart, dass der Widerstand, dem der überlaufstrom begegnet an jeder Stelle gleich gross ist. Für das Muster von Sammelkanälen 58 vird auf den oberen Teil der Fig. k verwiesen. Die Sammelkanäle 58 münden gruppenweise in einen radialen Sammelkanal 59» der über einen geneigten Durchgang 60 in einen axialen Ringkanal TO gelangt, der an der Aussenseite von dem rohrförmigen Teil des Einsatzstückes 38 und an der Innenseite von der Achse U1 begrenzt wird. Ober eine in Umfangsrichting mit Zwischenräumen angeordnete Reihe axialer Durchgänge 71 in der Querwand 31 kann die Oberlauffraktion in eine zentrale Abfangkammer 72 für die Überlauffraktion gelangen. Von dort aus erreicht diese Fraktion den dazu bestimmten Überlauf-Abfuhrstutzen 73 mit Kupplungsflansch (siehe Fig. U, oben).

Schliesslich münden die Ablassöffnungen 36 der Zyklone 33 durch eine Endpackung 7^ hindurch in Abfuhrkanäle 75> die in der durch die Endpackung 7^ bedeckten Seite der zentralen Querwand 31 des Zyklonengehäuses 30 ausgespart sind.

Wie aus der linken Seite der Fig. 3 ersichtlich, münden die Abfuhrkanäle für die betreffenden Zyklonreihen in Sammelkanäle 76, die in einen Durchgang 77 nach einem Ablass-Abfuhrstutzen 78 mit Kupplungsflansch münden.

Speisung, Ablass und überlauf befinden sich daher in dem zentralen Teil des Multihydrozyklons und von den Enden können die Zykloneinheiten zur Reinigung und Kontrolle in einfacher schneller Weise entfernt werden. Weil die überlauffraktion die leichteste Fraktion ist, ist der betreffende Rohrstutzen, bei Horizontaleinstellung des zylindrischen Gehäuses 30 an der Oberseite montiert (siehe Fig. U). Die Stutzen für die Speisungszufuhr und die Ablassabfuhr befinden sich an der Unterseite.

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Claims

ANSPRUECHE

1. Multihydrozyklon, bei dem die zu konstruktiven Einheiten vereinigten, jeweils parallelgeschalteten Hydrozyklone mit ihren überlauf röhrchen, bzw. ihren Ablassen in gemeinsame Sammelräume für die Überlauffraktionen bzw. für die Ablassfraktionen münden, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelräume durch jeweils ein System von Abfuhrkanälen gebildet werden, die münden in bzw. sich zusammensetzen zu Sammelkanälen mit einer zu der lokalen Leistung wenigstens im wesentlichen proportionalen Durchströmungsoberflache.

2. Multihydrozyklon nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfuhrkanäle in Einsatzstücken, welche die betreffende Sammelkammer praktisch ganz einnehmen, gebildet sind.

3. Multihydrozyklon nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfuhrkanäle und/oder die Sammelkanäle wenigstens teilweise als Aussparungen in Teilen des Zyklongehäuses ausgebildet sind.

h. Multihydrozyklon nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse in Form eines auf beiden Seiten durch einen Deckel abschliessbaren Zylinders mit einer zentralen Querwand ausgeführt ist, wobei ausnehmbare Einheiten von Hydrozyklongrüppen und Einsatzstücken ausschliesslich durch die Deckel an ihrer Stelle geklemmt gehalten werden, und die Speisung, sowie die Abfuhr der Überlauf- und Ablassfraktionen über ein in der Querwand ausgespartes Kanalsystem erfolgt.

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⁰I.

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