DE2512104A1

DE2512104A1 - Zyklon

Info

Publication number: DE2512104A1
Application number: DE19752512104
Authority: DE
Inventors: Yasuhito Nishioka
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-03-20
Filing date: 1975-03-19
Publication date: 1975-10-09
Also published as: JPS50125369A; JPS5432186B2; DE2512104C2; US3990976A

Description

PstentanwtNt DIpI.-Ing. E. Ede* DIpI.-Ing. K. Schleich*·

8 München 40, EJisabethsti aie 34

Yasuhito Nishioka

No· 1-23, Ikaga-honma.chi,

Hirakata-shi,

Osaka-fu, Japan

Zyklon

Die Erfindung betrifft einen Zyklon zum Abscheiden von Peststoffen aus Flüssigkeiten oder Gasen unter Einwirkung der durch die Zyklonbewegung der Flüssigkeit bewirkten Zentrifugalkraft,

Bisher waren Vorrichtungen dieser Art so konstruiert, daß die Feststoffe enthaltende Flüssigkeit tangential gegen eine Trommel strömte oder eine Zyklonbewegung ausführte, wobei ein Führungsblatt verwendet wurde, welches eine Zentrifugalkraft hervorrief, um die Abscheidung der Feststoffe in der Trommel zu beschleunigen, so daß die Feststoffe an einem Endstück der Trommel gesammelt werden konnten.

Die herkömmlichen Zyklone haben jedoch den Nachteil, daß die Abscheidung der Feststoffe durch die einander entgegenwir-

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kenden Zyklondrücke auf die Peststoffe, die durch die Zyklonströmung der Flüssigkeit in der Trommel unweigerlich erzeugt werden, verringert würde.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen verbesserten Zyklon zu schaffen, mit dem Peststoffe von Flüssigkeiten oder Gasen wirksam abgeschieden werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Trommel, durch die die zu behandelnde Flüssigkeit eingespritzt wird, durch eines oder mehrere, die Abscheidung fördernde Rohre von kleinem Durchmesser, die außerhalb der Trommel angeordnet sind und mit der Trommel über eine oder mehrere Öffnungen in Verbindung stehen, wobei an der Umfangswand der Trommel ebensoviele Öffnungen wie Rohre vorhanden sind, sowie durch Behälter zur vorübergehenden Aufnahme der abgeschiedenen Feststoffe, wobei der Behälter mit dem unteren Teil der Trommel und dem unteren Teil der die Abscheidung fördernden Rohre in Verbindung steht.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das Durchflußvolumen der Abscheidungsrohre durch einen in dem Rohr angeordneten Dämpfer regulierbar, wodurch ein Rückfluß abgeschiedener Feststoffe in die Trommel verhindert wird.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird ein versehentliches Herausströmen von Flüssigkeiten aus der Trommel vor dem Abscheiden der Feststoffe verhindert.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbexspxelen näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine zum Teil gebrochene Vorderansicht eines Zyklons nach der Erfindung;

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Pig. 2 eine zum Teil gebrochene Draufsicht des erfindungsgemäßen Zyklons;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zyklons;

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zyklons.

Fig. 1 und 2 zeigen einen Zyklon, der insbesondere zum Isolieren von flockenförmigen Feststoffen geeignet ist. Die Zyklontrommel 11 ist in der Mitte unterteilt und hat nach oben und unten eine zylindrische bzw. konische Form, wobei der Durchmesser des unteren Teils nach unten hin immer geringer wird. Ein Einspritzrohr 12 steht in der Mitte mit dem Außenumfang der Trommel 11 in Verbindung, so daß eine Flüssigkeit, die flockenförmige Feststoffe enthält, tangential eingespritzt werden kann.

Die Umfangswand des zylindrischen Teils weist eine oder mehrere vertikale Schlitzöffnungen 13 auf, die in UmIaufrichtung gleichmäßig voneinander entfernt angeordnet sind.

Am Außenumfang der Trommel 11 außerhalb der jeweiligen Öffnungen 13 ist vertikal jeweils ein Abscheidungsrohr 14 angeordnet, dessen Inneres in der Mitte mit der Zyklontrommel durch die Öffnung 13 in Verbindung steht.

Unterhalb der Trommel 11 befindet sich ein Behälter 15 zum Lagern abgeschiedener Feststoffe, wobei dieser Behälter mit der Öffnung am unteren Ende der Trommel in Verbindung steht, und wobei es an seinem unteren Teil ein Rohr 16 zur Abgabe der abgeschiedenen Feststoffe aufweist, das außerdem ein Abgabeventil 17 enthält. Das Ausscheidungsrohr 14 steht an seinem

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offenen unteren Ende mit dem Innern des Behälters 15 in Verbindung.

Die Trommel 11 enthält ein Durchflußrohr 18, dessen Öffnung am oberen Ende unterhalb des oberen Rands der Trommel 11 liegt, wobei das Rohr 18 an seinem unteren Ende rechtwinklig abgebogen ist, so daß es sich am unteren Ende durch die Umfangswand der Trommel 11 erstreckt, und wobei das Rohr 18 an seiner unteren Endöffnung mit dem Inneren des Behälters 15 in Verbindung steht.

Das Rohr 18 dient zum Entfernen von in den Behälter 15 eingedrungener Flüssigkeit zum oberen Teil der Trommel 11, wodurch der Widerstand der Flüssigkeit gegen das Abscheiden der Feststoffe verringert und deren prompte Ablagerung und Konzentration ermöglicht wird.

Am oberen Ende der Trommel ist an deren Außenumfang eine umlaufende Rinne 19 angeordnet, die die an der oberen Randöffnung der Trommel 11 ausströmende Flüssigkeit aufnimmt und mit einem Rohr 20 für den Abfluß der behandelten Flüssigkeit verbunden ist.

Der erwähnte Abscheider 14 grenzt an seinem offenen oberen Ende an den oberen Teil der Rinne 19, so daß die durch das Rohr 14 aufströmende Flüssigkeit aus der Rinne 19 ablaufen kann.

Die Anwendungsweise des erfindungsgemäßen Zyklons in seiner ersten Ausführungsform ist wie folgt:

Wenn Wasser, das Feststoffe in Form von groben Flocken oder dergl. enthält, kontinuierlich durch das Einspritzrohr 12 in die Trommel 11 strömt, entsteht eine Zyklonströmung unter

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Führung der Innenumfangswand der Trommel 11. Durch diese Zyklonbewegung wird auf die Peststoffe größere: Schwerkraft eine größere Zentrifugalkraft ausgeübt, so daß sie von der Mitte der Trommel nach außen wegbewegt werden, wobei sie sich spiralförmig entlang der Innenumfangswand absetzen.

Die schwereren und größeren Feststoffe neigen dazu, sich durch die größere Zentrifugalkraft weiter vom Zentrum nach außen zu bewegen, so daß sie sich dem Öffnungsteil der Trommel 11 nähern und sich weiter in das mit unbehandelter Flüssigkeit gefüllte Abscheidungsrohr 14 bewegen· Da auf die in das Rohr 14 gelangten Feststoffe keine Zyklonbewegung der Flüssigkeit in der Trommel mehr wirkt, nimmt die Bewegung im Rohr 14 sofort ab, da sie miteinander kollidieren, so daß in dem Abscheidungsrohr 14 eine beschleunigte Ablagerung stattfindet, woraufhin die abgeschiedenen Feststoffe in den Behälter 15 fallen.

Feststoffe von geringer Schwerkraft und Größe, die die Öffnung 13 in der Trommel 11 nicht erreicht haben, fallen entlang der unteren Umfangswand des kegelförmigen Unterteils der Trommel 11 und werden so durch die untere Endöffnung der Trommel 11 in den Behälter 15 abgeschieden.

Wenn die Feststoffe im Behälter 15 abgeschieden werden, strömt das eingedrungene Wasser in einem Volumen proportional zu dem der Feststoffe durch das Strömungsrohr 18 in den oberen Teil der Trommel 11, wodurch die Abscheidung und Konzentration der Feststoffe im Abscheidungsrohr 14 und auch in der Trommel beschleunigt wird.

Das von den Feststoffen getrennte Wasser strömt über den oberen Umfangsrand der Trommel 11 in die Umlaufrinne 19 und dann durch

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das Abflußrohr 20, um an einer bestimmten Stelle abgegeben zu werden, während in dem Abscheidungsrohr 14 das behandelte Wasser gleichzeitig über den oberen Rand in die Rinne 19 strömt.

Damit sich die konzentrierten Feststoffe nicht mit dem behandelten Wasser vermischen können, kann die Zufuhr von nicht behandeltem Wasser je nach der Abscheidungsgeschwin— digkeit der Peststoffe reguliert werden, wobei gleichzeitig die stundenlang in der Trommel 11 verbleibenden Peststoffe kontrolliert werden können, und wobei die konzentrierten Peststoffe im Behälter 15 durch Öffnen des Abgabeventils 17 über das Abgaberohr 16 einer Entwässerungsvorrichtung zugeführt werden.

Nachfolgend wird anhand von Fig. 3 das zweite Ausführungsbeispiel nach der Erfindung beschrieben.

Die Zyklontrommel 11 in Fig. 3 weist wie beim ersten Ausführungsbeispiel an ihrem oberen Teil ein Einspritzrohr/auf, wobei die Trommel außerdem ein Ableitungsrohr 21 aufweist, das sich am unteren Ende durch die Umfangswand eines wasserdichten Behälters 15,in der Mitte durch den unteren Teil der Umfangswand der Trommel 11 und an ihrem oberen Ende in der Trommel 11 axial nach oben erstreckt.

Die obere Endöffnung des Ableitungsrohrs ist so angeordnet, daß das Rohr in einer bestimmten Höhe im oberen Teil der Trommel 11 endet, so daß das behandelte Wasser richtig abgelassen werden kann, wobei sich der obere Rand des Rohrs nach außen dehnt.

Die Wand der Trommel 11 bildet oben einen sich zur Mitte hin verjüngenden Teil 22, der unterhalb der Mittelöffnung einen

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zylindrischen Teil 23 bildet, welcher an seinem unteren Ende den oberen Außenumfang des Ableitungsrohrs 21 bedeckt. Der Zylinderteil 23 bedeckt das Rohr 21 von dessen oberem Ende bis zu einer weiter unter gelagerten Stelle. Zwischen dem ZyIInderteil 23 und dem Rohr 21 befindet sich ein Durchlaß

24, durch den behandeltes Wasser strömen kann. Überströmendes behandeltes Wasser wird außerdem über ein oberhalb der Wand 22 angeordnetes Abgaberohr 20 abgeleitet.

Das um die Trommel 11 herum angeordnete Abscheidungsrohr ist am oberen Ende geschlossen und enthält über dem unteren Ende, das mit dem Behälter 15 verbunden ist, einen Dämpfer

25. Je nach seiner Öffnungsstellung reguliert der Dämpfer 25 den Flüssigkeitsdruck auf den Innenumfang der Trommel und innerhalb des Abscheidungsrohrs 14 sowie das in das Rohr 14 einströmende Flüssigkeitsvolumen, wodurch ein Rückfluß aus dem Reservoir 15 zur Trommel 11 verhindert und gleichzeitig die Ablagerung der Feststoffe gefördert wird.

Nachstehend wird die Arbeitsweise des Zyklons nach der zweiten Ausführungsform der Erfindung beschrieben.

ünbehandeltes Wasser wird beim Einspritzen in die Trommel zyklonartig bewegt, wodurch die schwereren Feststoffe wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel durch die Öffnung 13 in das Abscheidungsrohr 14 und weiter durch dieses Rohr 14 und das untere Ende der Trommel 11 in den Behälter 15 befördert werden·

Beim Trennen der Feststoffe von der Flüssigkeit kann der Dämpfer 25 das Durchflußvolumen in dem Abscheidungsrohr regulieren, so daß der Druck auf den Innenumfang der Trommel 11 und im Rohr 14 derselbe wird und die Feststoffe unter der Wirkung der Zentrifugalkraft in Flüssigkeiten von gleichem

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Druck bewegt werden können, so daß sie wirksam in das Abscheidungsrohr 14 eintreten.

Das von den Feststoffen getrennte Wasser wird durch den zylindrischen Teil 23 an der unteren Endöffnung und weiter durch den Durchlaß 24 und das Abflußrohr 21 aus der Trommel abgeleitet. Aus der obigen Beschreibung ergibt sich als selbstverständlich, daß beim Ausströmen des behandelten Was-

¹ keit

sers wenig Wahrscheinlich/besteht, daß unbehandeltes Wasser mit ausströmt, da nur das Wasser in der Mitte der spiralförmigen Bewegung in das Abflußrohr 21 strömt, das von dem zylindrischen Teil 23 abgedeckt ist.

Das Ausströmen des behandelten Wassers zentriert sich um die spiralförmige Bewegung an dem das Abflußrohr 21 an seinem oberen Teil bedeckenden zylindrischen Teil 23, wodurch ein direktes Ausströmen der Feststoffe enthaltenden Flüssigkeit verhindert wird.

Nachstehend wird nun das dritte Ausführungsbeispiel nach der Erfindung beschrieben.

Fig. 4 zeigt einen zum Abscheiden von Feststoffen aus Gasen geeigneten Zyklon, wobei ein oben geschlossenes Abscheidungsrohr 14 einen Dämpfer 25 enthält und wobei gleichzeitig eine Zyklontrommel 11 oberhalb der Öffnung 13 ein Einspritzrohr aufweist.

An der die Trommel 11 oben verschließende Wand 26 ist ein Ableitungsrohr 27 angeordnet, das durch die Wand 26 hindurchführt und dessen untere Endöffnung tiefer als das Einspritzrohr 12 liegt.

Dieses Rohr 27 erstreckt sich entlang der Achse der Zyklontrommel 11.

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Wenn in die Trommel 11 ein Feststoffe enthaltendes Gas eingespritzt wird, können die Feststoffe nach dem gleichen Verfahren wie beim zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 abgeschieden werden, wobei die behandelte Luft durch das Ableitungsrohr 27 nach außen abgeführt wird.

Wie bereits weiter oben beschrieben, zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, daß am Außenumfang der Zylclontrommel ein oder mehrere Abscheidungsrohre kleinen Durchmessers angeordnet sind, die mit den jeweiligen Öffnungen der Trommel verbunden sind, wobei jeweils ebensoviele Öffnungen wie

Abscheidungsrohre vorhanden sind, so daß die Feststoffe gesammelt und in den Rohren abgeschieden werden können, wodurch die Trennung von Feststoffen und Flüssigkeiten wesentlich verbessert wird.

Durch die Anordnung eines Dämpfers im Abscheidungsrohr kann außerdem der Druck in der Trommel und dem Rohr reguliert und so die Einströmgeschwindigkeit in die Trommel erhöht werden, wodurch eine höhere Zentrifugalkraft bewirkt wird, so daß Feststoffe wirksam von Flüssigkeiten abgeschieden werden können, wobei gleichzeitig ein Rückfluß abgeschiedener Feststoffe, der häufig vorkommt, verhindert wird.

Dip!.-:, g. K.

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Claims

Patentanwalt
Dip».-!Γ« S. Eöar

JW

Patentansprüche

Zyklon zum Abscheiden von Peststoffen aus Flüssigkeiten unter Einwirkung der durch die Zyklonbewegung der Flüssigkeit bewirkten Zentrifugalkraft, gekennzeichnet durch eine Trommel (11), durch die die zu behandelnde Flüssigkeit eingespritzt wird, durch eines oder mehrere, die Abscheidung fördernde Rohre (14) von kleinem Durchmesser, die außerhalb der Trommel angeordnet sind und mit der Trommel über eine oder mehrere Öffnungen (13)

der Trommel in Verbindung stehen, wobei an der Umfangswand/ebensoviele Öffnungen (13) wie Rohre (14) vorhanden sind, sowie durch einen Behälter (15) zur vorübergehenden Aufnahme der abgeschiedenen Feststoffe, wobei der Behälter mit dem unteren Teil der Trommel und dem unteren Teil der die Abscheidung fördernden Rohre (14) in Verbindung steht.

Zyklon nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchflußvolumen in dem Abscheidungsrohr (14) durch einen in dem Rohr angeordneten Dämpfer (25) regulierbar ist.

Zyklon nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel am unteren Ende ein Verbindungsrohr (18) zum Behälter (15) aufweist, wodurch Flüssigkeit, die in den Behälter eingedrungen ist, an dessen oberem Teil in die Trommel ableitbar ist.

Zyklon nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang, durch den die zu behandelnde Flüssigkeit in die Trommel geleitet wird, oberhalb der unteren Öffnung des Ableitungsrohrs liegt.

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5. Zyklon nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel ein Ableitungsrohr (20, 21) aufweist, das sich an ihrem unteren Teil von außen in sie erstreckt und an seiner Öffnung am oberen Ende in einer bestimmten Höhe im oberen Teil der Trommel endet, wobei das Ableitungsrohr von seinem oberen Ende bis zu einer weiter unten gelegenen Stelle von einem zylindrischen Teil/abgedeckt wird.

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