DE2433974A1

DE2433974A1 - Hydrozyklon-sichter

Info

Publication number: DE2433974A1
Application number: DE2433974A
Authority: DE
Inventors: Nils Anders Lennart Wikdahl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-08-06
Filing date: 1974-07-15
Publication date: 1975-02-20
Also published as: FI233674A; FR2240051B3; FR2240051A1; IT1017438B; DD117190A5; JPS5072256A; SE7409821L; BR7406400D0

Description

PATENTANWÄLTE

DR.-ING. RICHARD GLAWE · DIPL-iNG. KLAUS DELFS · DIPL-PHYS. DR. WALTER MOLL MÜNCHEN HAMBURG MÜNCHEN

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		A 68
BETRIFFT:

8MDNCHEN26 2HAMBURGS2

POSTFACH 37 WAITZSTR. 12 UEBHERRSTR. 20 TEL. (040) 89 22

TEL. (089) 22 65 48 TELEX 21 29 21 spez TELEX 52 25 05 spez

MÜNCHEN

UiIs Anders Lennart Wikdahl
Djursholm / Schweden

Hydrozyklon-Sichter

HydroZyklone werden seit vielen Janren zur Trennung von
schweren Materialien aus Fasersuspensionen, wie z.B. wässrigen Suspensionen von Zellulosebreifasern, verwendet. Der
wässrige, breiige laseranteil, der den leichten oder durchgelassenen Anteil bildet, wird an· dem Auslaß am Basisende entnommen, während die schwereren Teilchen in dem -schweren oder nicht durchgelassenen Anteil konzentriert werden, der an dem Auslaß am spitzen Ende entnommen wird. Bei einer derartigen

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Sichtung ist es nicht möglich, Teilchen zu entnehmen, die leichter als die Fasern sind, weshalb diese auch mit der lasersuspension an dem Auslaß am Basisende austreten.

In faserigen Breisuspensionen gibt es mehrere Arten von Verunreinigungen, die leichter sind als die lasern und die unter bestimmten Umständen in wünschenswerter Weise zu entfernen sind. Diese umfassen teilweise aufgeschlossene oder in faserige Bestandteile zerlegte Bündel von langen lasern, verlängerte !Teilchen wie z.B. Schaben, als lüllmaterialien verwendete Kunststoffteilchen, Tönung- und Schlichtmittel für Papier, die beim Wiedergewinnen von Papierzellstoffasern getrennt werden müssen, bevor die wiedergewonnenen lasern weiterbehandelt werden können, Latex von dem zum Zusammenfügen von Papier verwendeten Leim, Hanffasern von Schnüren, die zum Zusammenbinden alter Zeitungen verwendet werden, und Papierschnitzel, die gewöhnlich aus durch Leim oder Klebstoff gebundene Papiermengen zusammengesetzt sind, wie z.B. durch bei Offsetfarbdrucken verwendete Leime, wobei die erste - gelbe larbe ein stark klebendes Harz aufweist, um den folgenden Farben rot und blau zu widerstehen. Teilchen dieser Art sind sehr schwer zu trennen, da Siebverfahren offensichtlich nicht angewandt werden können und Hydrozyklonsichter konventioneller Bauart dazu neigen, das faserige Material in einer derartigen Weise--zu trennen, daß es mit den leichteren Teilchen an dem Auslaß am Basisende austritt.

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In der US-PS 3 486 619 von Grundelius und Ahlborg wird eine Methode zum Entfernen von Schaben und anderen unerwünschten leichtgewichtigen Teilchen aus einer wässrigen Fasersuspension in einem Hydrozyklon beschrieben, das unter einem im wesentlichen normalen Durchflußvolumen arbeitet, in dem das faserige Material durch den Auslaß am spitzen Ende anstelle durch den Auslaß am Basisende gezwungen wird, indem ein gewünschtes Verhältnis der wirksamen Flächen der Auslaßöffnungen und/oder der Flüssigkeitsdrucke in den Einlaßöffnungen aufrechterhalten wird. Durch Steuerung der Strömung und der Auslaßgrößen haben Grundelius et al. herausgefunden, daß der durch den Auslaß am Basisende austretende Anteil so eingestellt werden kann, daß er die Masse der Schaben und anderer unerwünschter leichter Teilchen, die wegen ihrer Form und Dichte schwer zu trennen sind, und ein Minimum der gewünschten Fasern enthält, während ein Anteil, der die Masse der gewünschten Fasern und ein Minimum der Schaben und anderer unerwünschter Teilchen enthält, veranlaßt werden könnte,'durch das spitze Ende auszutreten.

Die relativen Strömungsbedingungen, die notwendig sind, um die aufgeführte Entladung der Anteile zu erhalten, werden dadurch erhalten, daß ein geeignetes Verhältnis der wirksamen Flächen der Auslaßöffnungen und/oder ein geeignetes Verhältnis des relativen Drucks in den Auslaßöffnungen vorgesehen ist, während ein für den Sichter im wesentlichen normales

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Durchflußvolumen aufrechterhalten wird. Eine erforderliche wirksame Flächenbeziehung kann durch große Ausführung der wirksamen Flächen des Auslasses des schweren Anteils und die erforderliche Druckt)eZiehung durch Schaffung eines konventionellen und geeignet eingestellten Drosselmittels, z.B. Drosselventile, in einem der Auslasse, vorzugsweise dem Auslaß für den leichten Anteil, erhalten werden. Geeignete Drosselmittel werden z.B. in der US-PS 2 897 972 gezeigt.

G-rundelius et al. stellen fest, daß die spezifischen Daten für die notwendigen effektiven Flächen- und/oder Druckbeziehungen für jeden Sichtertyp leicht bestimmt sind.

G-rundelius et al. benutzten Hydrozyklonsichter bekannter Ausführung, die, wie verständlich, derart ausgebildet sind, daß der durchgelassene Anteil, der durch das Basisende hindurchtritt, die Masse der gewünschten Fasern aufweist. Nur unter außerordentlichen und unnormalen Bedingungen der Strömung und/oder des Drucks und/oder der Auslaßdimensionen kann ein derartiger Hydrozyklon zur Umkehr der Irennriciitung des faserigen Materials veranlaßt werden, so daß dieses Material aus dem Auslaß des spitzen Endes anstelle aus dem des Basisendes austritt.- Folglich ist es nicht überraschend, daß das Verfahren gemäß G-rundelius et al. schwierig zu steuern ist, und tatsächlich können kleine Änderungen der Strömungsbedingungen eine Verringerung der Trennung in dem Hydrozyklon zur

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Folge haben, so daß umgekehrt das faserige Material durch den Auslaß des Basisendes tritt. Damit dieses austritt, ist es notwendig, daß sich die Strömungsbedingungen den normalen Strömungsbedingungen bei Gebrauch eines derartigen Hydrozyklons annähern, natürlich ist es schwierig, die abnormen Strömungsbedingungen aufrechtzuerhalten, wie sie bei Grundelius et al. erforderlich sind, und folglich ist das Verfahren nach G-rundelius et al. nicht unter allen Umständen voll akzeptabel..

Mit der zunehmenden Bedeutung der Wiedergewinnung von Abfallmaterialien und insbesondere Abfallpapier, teilweise um eine Verschmutzung der Umwelt zu vermeiden und teilweise um auch eine zunehmend ungenügende Versorgung mit Zeitungsdruckpulpe aufzufüllen, ist es wichtig geworden, einen Hydrozyklon-Sichter zu schaffen, der insbesondere für die umgekehrte Strömungssichtung ausgebildet ist.

Erfindungsgemäß wird ein Hydrozyklon-Sichter geschaffen, der in der Lage ist, faseriges Material anstelle dem Auslaß des Basisendes dem Auslaß des spitzen Endes unter eigentlich allen Strömungsbedingungen zuzuführen, denen er ausgesetzt sein kann. Der erfindungsgemäße Hydrozyklon stellt tatsächlich eine derartige umgekehrte Trennung sogar unter normalen Strömungsbedingungen für Hydrozyklone sicher. Daher stellt der erfindungsgemäße Hydrozyklon sicher, daß die Masse des' gewünschten faserigen Materials durch den Auslaß des spitzen Endes

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austritt anstelle durch den Auslaß des Basisendes,-wie es unter ähnlichen Strömungsbedingungen für HydroZyklone der bekannten Ausführung erwartet werden würde. .

Dementsprechend ist das Merkmal des erfindungsgemäßen Hydrozyklon-Sichters derart, daß unter normalen Strömungsbedingungen des Hydrozyklon-Sichters das faserige Material durch den Auslaß des spitzen Endes anstelle durch den Auslaß des Basisendes austritt, wobei dies zur Folge hat, daß das leichtere Material als das faserige Material sowohl durch den Auslaß des Basisendes austreten kann als auch tatsächlich austritt und den nicht durchgelassenen Anteil mit nur einem geringen Anteil des faserigen Materials bildet. Durch wiederholte Sichtungen des nicht durchgelassenen Anteils kann sogar dieses faserige Material wiedergewonnen und mit dem durchgelassenen Anteil verbunden werden, das durch den Auslaß des spitzen Endes austritt.

Der erfindungsgemäße Hydrozyklon-Sichter weist ein G-ehäuse mit einer darin befindlichen Sichterkammer mit kreisförmigem Querschnitt, die zumindest teilweise konisch ist und ein Basisende und ein spitzes Ende aufweist, mindestens eine Einlaßöffnung am Basisende für tangentiale Flüssigkeitsströmung τοπ außerhalb des Gehäuses in die Sichterkammer zur Erzeugung eines Flüssigkeitswirbelstroms in der Kammer von dem Basisende zum spitzen 'Ende, einen ersten in dem G-ehäuse koaxial zu der Sichterkammer an deren Basisende befindlichen Auslaß und einen zweiten Auslaß am spitzen Ende der Sichterkammer auf, wodurch

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dem zweiten Auslaß Flüssigkeitsströmung vom Wirbelumfang und dem ersten Auslaß Flüssigkeitsströmung vom Wirbelkern der Sichterkammer zuführbar ist; die Sichterkammer hat am Basisende einen Durchmesser zwischen etwa 50 bis 200 mm; ein Auslaß am Basisende hat einen Durchmesser zwischen etwa 5 bis 15 mm; ein Auslaß am spitzen Ende ist immer größer als der Ausls.ß am Basisende und hat einen Durchmesser zwischen etwa 10 bis 30 mm; und ein Konuswinkel des konischen Teils der Sichterkammer ist zwischen 5 bis 30°.

Der Durchmesser des Einlasses ist keineswegs kritisch, muß jedoch ausreichend sein, um die StrÖmungsanforderungen zu erreichen. Ein Einlaß ist ausreichend, jedoch sollten sie gleichmäßig um den Umfang der Sichterkammer verteilt sein, wenn zwei oder mehr Einlaßöffnungen vorhanden sind.

Es ist herausgefunden worden, daß ein Hydrozyklon-Sichter mit diesen Abmessungen einen Flüssigkeitswirbelstrom in der Sichterkammer von dem Basisende zu dem spitzen Ende hin ausbildet, wobei die Faserkomponente des Stroms in Richtung des Wirbelumfangs und die Leichtgewichtigenkomponente des Stroms in Richtung des Wirbelkerns verteilt sind, so daß das faserige Material größtenteils durch den Auslaß des spitzen Endes der Sichterkammer und das leichtgewichtige Material größtenteils durch den Auslaß am Basisende der Sichterkammer austritt.

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Die Form der Sichterkammer und folglich des in der Sichterkammer gebildeten Wirbels ist sehr bedeutend. Ein hoher Trennwirkungsgrad wird in einer konischen Kammer erhalten. Der Durchmesser der Kammer muß in Richtung des spitzen Endes abnehmen, wodurch der Radius des Wirbels abnimmt, die Zentrifugalkraft zunimmt und das faserige Material in der Suspension in Richtung des spitzen Endes konzentriert wird. Die Kammer kann die Form eines durchgehenden, rechtwinkligen Konus aufweisen, dessen bestimmender Konuswinkel zwischen Basisende und spitzen Ende ist. Die Kammer kann auch teilweise zylindrisch und konusförmig nur an dem spitzen Ende sein. Die Konusform muß nicht gleichförmig oder durch gerade Seiten begrenzt sein. Konvexe oder konkave gebogene Seiten mit gleichförmiger, zunehmender oder abnehmender Biegung können verwendet werden. Der Durchmesser kann in Richtung auf das spitze Ende gleichförmig oder in Stufen abnehmen-. Daher kann ein Konus mit geraden Seiten, jedoch mit einem innerhalb des genannten Bereiches variierenden Konuswinkels, benützt werden. Eine Anzahl verschiedener Konusformen ist möglich, und die gewählte Form, wird von den besonderen Bedingungen der durchzuführenden Sichtung abhängen und kann durch Eaherungsversuche bestimmt werden.

Der Konuswinkel ist der Winkel an dem spitzen Ende der konischen Kammer durch Extrapolation der Konusseiten bis zu ihrem Schnittpunkt. \»ie angedeutet ist dies innerhalb des Bereiches von etwa 5 bis etwa 30° und vorzugsweise zwischen etwa 10 und etwa 20°. Tatsächlich ist der Konus der Hydrozyklon-

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Sicht er kammer gestutzt. Die tarigentiale Ausrichtung des einen Einlasses oder der Einlasse verleiht der zugeführten Flüssigkeitsmischung einen Zyklon- oder V,irbelstrom. Falls mehr als eine Einlaßöffnung vorhanden ist, sollten diese gleichförmig im Abstand angeordnet sein, um einen gleichförmigen Wirbelstrom zu erzeugen. Gewöhnlich sind zwei bis sechs Einlaßöffnungen ausreichend. Daher wird die Flüssigkeit durch die gebogenen Wände der Sichterkammer in einen «irbel gezwungen, der schraubenförmig zu dein spitzen Ende oder dem Umfang3auslaßende der Sichterkammer fließt.

Es ist wichtig, daß der innerhalb der Hydrozyklon-Sichterkammer festgelegte Wirbel und daher die Sichterkammer einen Durchmesser von nicht mehr als 200 mia und vorzugsweise zwischen 50 und 200 mm hat. Die untere Größe des Durchmesserbereichs ist nur wegen einer praktischen Strömungskapazität in dem Hydrozyklon vorgesehen.

Der maximale Durchmesser der Sichterkammer am Basisende, der Konuswinkel und der Durchmesser des Auslasses am spitzen Ende bestimmen die Länge der Sichterkammer. Die Länge der Sichterkammer bestimmt zusammen mit deren Durchmesser das Volumen, und umgekehrt bestimmt das Volumen die Aufenthaltsdauer der Flüssigkeit darin, die natürlich für die gewünschte Trennung ausreichend sein muß. Dies erfordert, daß das leichtgewichtige Material im Kern des wirbels konzentriert wird und dann seinen Weg nach oben zu dem Auslaß am Basisende findet.

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Der erfindungsgemäße Hydrozyklon-Sichter kann aus irgendeinem geeigneten Material hergestellt werden, das gegen chemischen Angriff oder Korrosion der Flüssigkeitsmischungen widerstandsfähig ist, die unter den Betriebsbedingungen getrennt werden sollen. Metalle, wie Edelstahl und Aluminium, sowie ETiekel und Chromlegieruiigen können verwendet werden. Jedoch ist es schwierig, sie in die bei der Erfindung erforderlichen Größen zu formen, außer das Metall kann gegossen werden. Daher werden Keramik-, Glas- und Kunststof!materialien bevorzugt, die stark, widerstandsfähig gegen Druck und in der Lage sind, ihre Form unter den anzuwendenden Flüssigkeitsdrucken beizubehalten. Diese Materialien können geformt, spritzgegossen oder durch Druckpressen in die gewünschten Formen gebracht und in Mengen ohne Nachteil hergestellt werden. Mate-, rialien wie Glas, Porzellan, ITylon, Polyfluorhydrocarbone, wie z.B. Polytetrafluoräthylen mid Ghlortrifluoräthylenpolymere, Polyester, Polycarbonate, Polyolefine, wie z.B. Polyäthylen, Polypropylen und Polymethylpenten, synthetische Gummi, Phenolformaldehyd-, Harnstoff-Formaldehyd- und Melamin-Formaldehydharze sind ebenso geeignet wie Polyoxymethylen, natürlicher Gummi und Polyurethan.

Es ist auch wichtig, zwischen dem Flüssigkeitseinlaß und den Flüssigkeitsauslaßöffnungen an der Spitze und am Kern einen ausreichenden Druckabfall zu haben, um eine Beschleunigung der Geschwindigkeit der Flüssigkeit zu erzeugen, wenn diese sich

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dem Bereich, des geringeren Durchmessers in dem Konus nähert. Dies ergi"bt maximale Zentrifugalkraft für die Trennung in dem Bereich, des kleinsten Radius. Wenn der Druck abfallt, wird Druckenergie oder Druckkraft in Geschwindigkeit umgewandelt und die Geschwindigkeit nimmt zu. Daher wird die zum Beschleunigen der Teilchen "benötigte Energie von dem Druckabfall erhalten und ermöglicht die Trennung.

Dies bedeutet, daß die maximale Trennwirksamkeit innerhalb

des Wirbels sein kann, wo der Radius klein ist, anstelle am

Wirbelumfang. Und.dieser Bereich ist dort, wo der maximale Trenneffekt benötigt wird, d.h. an der Grenze zwischen den Kern- und Umfangsbereichen, wo die Flüssigkeitsströmung zu den Auslaßöffnungen an dem spitzen und dem Basisende verschieden gerichtet ist. Dies bedeutet, daß der Kernbereich der Bereich ist, wo für die schwereren Fasern die größte Wahrscheinlichkeit besteht, ausgeworfen zu werden, und dies hilft sicherzustellen, daß sie nicht in der Kernströmung am Auslaß des Basisendes verbleiben.

Polglich werden die Durchmesser des Basiseinlasses, des Auslasses am spitzen Ende und des Auslasses am Basisende so ausgewählt, daß der Druckabfall innerhalb eines Bereiches von etwa 0,5 bis etwa 3 Atmosphären eingestellt werden kann. Vorzugsweise ist für optimale■Trennwirksamkeit der Druckabfall in dem Bereich zwischen etwa 1 und etwa 2 Atmosphären.

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Die erfindungsgemäßen Hydrozyklon-Sichter können in einer Anzahl von Stufen angeordnet werden, um den nicht durchgelassenen Anteil und/oder den durchgelassenen Anteil einer Anzahl von Sichtungen zu unterwerfen und dadurch den Grad der Trennung der leichtgewichtigen Materialien von den gewünschten lasern zu erhöhen. In der einen Reihe wird der nicht durchgelassene Anteil von jeder Hydrozyklonstufe getrennt und in Reihe mit dem Anteil aus dem spitzen Ende einer späteren Hydrozyklonstufe kombiniert, wobei dies bei jeder Stufe bis zu dem Ende der Reihe wiederholt wird, während -in der anderen Reihe die Anteile von dem spitzen Ende oder die durchgelassenen Anteile getrennt und mit den nicht durchgelassenen Anteilen einer späteren Stufe hindurchgeschickt werden. Jegliche Anordnungen der Hydrozyklon-Sichter und der Rückkopplungen können verwendet werden. Auf diese Art muß kein Teil des getrennten Materials verschwendet werden, und gegebenenfalls können alle getrennten Komponenten wiedergewonnen werden, falls es erwünscht ist.

.Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Beispiels mit Bezug auf die anliegende Zeichnung näher erläutert. Es zeigen;

!ig. 1 einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Hydrozyklon-Sichters,

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie 2-2 der Fig. 1,

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Fig. 3 einen Längsschnitt einer weiteren Aus führung sf ο rni eines erfindungsgemäßen Hydrozyklon-Sichters und

Pig. 4 einen Querschnitt entlang der Linie 4-4 der Fig.

Der Hydrozyklon-Sicliter der Fig. 1 und 2 hat ein G-ehäuse 1 mit zwei Flüssigkeitseinlaßöffnungen 2, die an dem Basisende der konischen Sichterkammer 5 tangential angeordnet sind. Der Auslaß 4 für den durchgelassenen oder schwereren Anteil für den Umfangsteil des Wirbels ist an dem spitzen [aide 9 der konischen Sichterkammer 5, und der Auslaß 6 für den nicht durchgelassenen oder leichteren Anteil des v.irbelkerns, der die leichtgewichtigen oder nicht durchgelassenen Materialien enthält, ist am Basisende der Sichterkammer 5. Am Basisende hat die Sichterkammer einen Durchmesser von 30 mm. Der Durchmesser des Auslasses am Basisende für den nicht durchgelassenen Anteil beträgt 11 mm und der Durchmesser des Auslasses des spitzen Endes für den durchgelassenen Anteil 18 mm. Der Konuswinkel der Sichterkammer beträgt 10°.

Das Basisende der Sichterkammer 5 hat zylindrischen Querschnitt und legt einen zylindrischen Kammerbereich 8 fest, in den sich die Einlaßöffnungen 2 öffnen. Da die Einlaßöffnungen tangential angeordnet sind, verursachen sie einen Wirbelstrom der Flüssigkeit, der durch die schraubenförmigen Pfeile um den Zylinderteil 8 der Kammer dargestellt wird. Der so erzeugte Wirbelstrom schreitet entlang des Konusumfanges in Richtung

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auf den Auslaß 4 des spitzen Endes fort. Bei dieser Fortbewegung werden die Fasern in den Umfängst eil des Wirbels geschleudert, während die leichteren Komponenten zu dem V/irbellcern gezogen werden. Der Wirbelkern wird in die entgegengesetzte Richtung zu dem Auslaß 6 &\l Basisende gezogen. Daher besteht ein entgegengesetzter Strom der inneren und äußeren "Zirbel und dies erzeugt eine ausreichende Trennung neben einer merklichen Zunahme der Trennungszone.

In Betrieb beschreibt die Plüssigkeitsmischung, wie z.B. eine Fasersuspension einer Papierpalpe, die über die Einlaßöffnungen 2 eintritt, um den Umfang der Kammer einen Virbel, und zu dem Auslaß 4 am spitzen Ende ist ein Umfaügsstrom der Flüssigkeit gerichtet, der die Fasern enthält. Gleichzeitig wird im Zentrum des Wirbels ein Kern gebildet, und der Flüssigkeitsstrom in diesem Teil, ist entgegengesetzt au dem Auslaß 6 am Basisende gerichtet, Verglichen mit dem Druck am Einlaß ist der Druck in diesem Kern verringert. Folglich wird leichteres Material, wie z.B. Schaben, Kunststoffteilchen und ähn-Liche Materialien, in dem Kern angesammelt und verläßt die WirbelSichterkammer 5 durch den Auslaß 6 am Basisende, während der Teil der Suspension, der den Hauptteil· der Fasern enthält, den Sichter durch den Auslaß 4 verläßt.

Der Hydrozyklon-Sichter nach den Fig. 3 und 4 weist einen uirbelsucher 27 auf, der den Auslaß am Basisende umgibt und eine Leitblende bildet. Dieser Hydrozyklon weist ein Gehäuse

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mit zwei Flüssigkeitseinlaßöffnungen 22 auf, die am 'Basisende 21 der konischen Sichterkammer 25 tangential angeordnet sind. Der Auslaß 24 am spitzen Ende für den Umfangsteil des Wirbels ist an dem spitzen Ende 29 der konischen Sichterkamnier 25, und der Auslaß 26 des Basisendes für den Kernteil des Wirbels ist an dem Basisende der Sichterkammer. Der Wirbelsucher 27 erstreckt sich von dem Basisende des Konusses am Auslaß des Basisendes nach innen und legt eine Ringöffnung 28 fest, die in Flüssigkeitsverbindung mit dem Auslaß am Basisende steht. Zwischen der Innenwand der konischen Sichterkammer 25 und der äußeren Oberfläche des Y/irbelsuchers 27 ist e"in zylindrischer Ring 31» in den sich die Flüssigkeitseinlaßöffnungen 22 öffnen. Wie durch die schraubenförmigen Pfeile gezeigt, verursachen die Flüssigkeitseinlaßöffnungen 22 um den Wirbelsucher 27 einen Wirbelstrom der Flüssigkeit, da sie tangential angeordnet sind. Der .'JO erzeugte Wirbelstrom schreitet entlang des Umfangs des Konusses zu dem Auslaß 24 am spitzen Ende fort, und bei dieser Bewegung v/erden die Faserkomponenten der Flüssigkeit zu dem Umfangsteil des Wirbels getrieben, während die leichteren Komponenten der Flüssigkeit zu dem Kern des Wirbels gezogen werden. Der Wirbelkern wird in die entgegengesetzte Richtung zu dem Auslaß 26 am Basisende gezogen. Daher besteht ein gegenläufiger Strom der inneren und äußeren Wirbel, und dies erzeugt ausreichende Trennung neben merklicher Zunahme der Trennung sz one. _t

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Bei Betrieb beschreibt die Flüssigkeitsmischung, wie z.B. Papierpulpensuspension, die die leichten Teilchen wie Schaben, Kunststoffteilchen u.dgl. enthält, die durch die Einlaßöffnungen 22 eintritt, um den Umfang der \7irbelsichterkammer 25 einen Wirbel und eine Umfangsströmung der Flüssigkeit zum Auslaß 24 am spitzen Ende. Gleichzeitig wird im Zentrum des Wirbels ein Kern gebildet, und der Flüssigkeitsstrom in diesem Teil ist in entgegengesetzter Richtung zu dem Auslaß 26 des Kerns gerichtet. Verglichen mit dem Druck an der Einlaßöffnung 22 ist der Druck in diesem Kern vermindert. Dadurch verlassen die leichteren Komponenten die Hydrozyklon-Sichterkammer 25 durch den Auslaß 26 am Basisende, während der Teil, der den größeren Teil der Fasern enthält, die Sichterkammer durch den Auslaß 24 am spitzen Ende verläßt.

Mit dem erfindungsgemäßen Hydrozyklon-Sichter können aus wässrigen Fasersuspensionen jegliche leichtgewichtigen Teilchen entfernt werden, die leichter sind als die Fasern. Die Hydrozyklone finden insbesondere Verwendung bei der Abtrennung von Teilchen, die leichter sind als die Fasern von Papierpulpensuspensionen, wie z.B. Faserballen und gestreckte oder geglättete, leichte Materialien, wie z.B. Schaben, Teilchen aus Kunststoffmaterial, Leimteilchen, Papier- und Leimteilchen und dgl. Durch wiederholte Behandlung der durchgelassenen, und nicht durchgelassenen Anteile bei einer ersten Sichtung werden die durchgelassenen Anteile mit Fasern und die nicht durchgelasse-

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nen Anteile mit leichteren Materialien fortschreitend angereichert, so daß sehr wirksame und vollständige Sichtungen erreichbar sind.

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Claims

Patentansprüche

1. Hydrozyklon-Sichter zum Abtrennen von 'feilchen aus wässrigen Fasersuspensionen, wobei die Teilchen leichter sind als die Pasern, ge kennzeichne t durch ein Gehäuse (1, 20) mit einer darin befindlichen Sichterkainmer .(5, 25) mit kreisförmigem Querschnitt, die zumindest teilweise konisch ist und ein Basisende {'-j, 21) und ein spitzes Ende (9j 29) aufweist, mindestens eine in dem Gehäuse (1, 20) befindliche Einlaßöffnung (2, 22) am Basisende (5, 21) für tangentiale Flüssigkeitsströmung von außerhalb des Gehäuses (1, 20) in die Sichterkainmer (5> 25) zur Erzeugung eines Flüssigkeitswirbelstromes in der Sichterkainmer (5, 25) von dem Basisende (;>, 21) zum spitzen Ende (9, 29), wodurch die Faserteile, in Richtung des ''.-irbelumf anges und die leichten !Teilchen in Richtung des Wirbelkerns verteilbar sind, einen ersten in dem Gehäuse (1, 20) koaxial au der Sichterkainmer (5? 25) an deren Basisende (5, 21) befindlichen Auslaß (6, 26) und einen zweiten Auslaß (4, 24) am spitzen Ende (9, 29) der Sichterkammer (5, 25), wodurch dem zweiten ^u si aß (4» 24) flüssigkeitsströmung vorn ',fir be Lumfang und dem ersten Auslaß (6, 26) Flüssigkeitsströmung vom .".irbelkern der Sichterkammer (5> 25) zuführbar ist.

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2. Eydrozyklon-Sichter nach. Ansprucli 1, dadurcli gekennzeichnet , daß die Sichterkammer (5> 25) einen maximalen Durchmesser von 200 mm hat.

3. Hydrozyklon-Sichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der erste Auslaß (6, 26) einen maximalen Durchmesser von 15 min hat.

4. Hydrozyklon-Sichter nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet , daß der zweite Auslaß (4, 24) einen maximalen Durchmesser von 30 mm hat.

5. Hydrozyklon-Sichter nach einem der Ansprüche 1 "bis-4, dadurch gekennzeichnet , daß der Konuswinkel der Sichterkammer (5, 25) mindestens 5° Ms maximal 30° beträgt.

6. Hydrozyklon-Sichter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Durchmesser der Sichterkammer (5? 25) am Basisende (3s 21) zwischen etwa 50 und 200 mm beträgt.

7. Hydrozyklon-Sichter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Durchmesser des ersten Auslasses (6, 26) zwischen etwa 5 und 15 mm beträgt.

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8. Hydrozyklon-Sichter nach. Ansprucli 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet , daß der Durchmesser des zweiten· Auslasses (4, 24) zwischen etwa 10 und 30 mm beträgt.

9. Hydrozyklon-Sienter nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet-, daß der zweite Auslaß (4, 24) größer ist als der erste Auslaß (6, 26).

10. Hydrοzyklon-Sienter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, g. ekennze ichnet durch mindestens zwei bis maximal sechs Einlaßöffnungen (2, 22), die am Umfang.der Sichterkammer (5, 25) gleichmäßig verteilt angeordnet sind.

11. Hydrozyklon-Sichter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch einen Y/irbelsucher (27), der sich zumindest über die Einlaßöffnungen (2, 22) hinaus yom ersten Auslaß (6, 26) in die Sichterkammer (5, 25) erstreckt.

12. Hydrozyklon-Sichter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch, gekennzeichnet , daß die Wände der Sichterkammer (5, 25) einen geraden, glattbegrenzten konischen Raum bilden.

13· Hydrozyklon-Sichter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Sichterkammer (5, 25) zumindest zu einem größeren Teil konisch ausgebildet ist.

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14« Hydrozyklon-Sichter nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet , daß die Durchmesser der Einlaßöffnungen (2, 22) und der ersten und zweiten Auslässe (6, 26 bzw. 4, 24) so gewählt sind, daß der Druckabfall zwischen etwa 0,5 und etwa 3 Atmosphären beträgt.

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