DE3119663A1 - Hydrozyklon - Google Patents

Description

^:'..' PATENTANWÄLTE

λ DIPL.-ING. ALEX STE N G E R

Kaiser-Friedrich-Ring 70 Cl DIPL.-ING. WOLFRAM WATZKE

D-4000 DÜSSELDORF 11 DIPL.-ING. H E I N Z J. RING

Unser Zeichen: 22 313 Datum: I5 . Mai I98I

Enso-Gutzeit 0sakeytitiö₃ Kanavaranta I₅ 0016-0 Helsinki 16,. Finnland

Hydro zyklon

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'Irlffnn (02 11) 97 2131 · TVIcx· Β5Λ8 429 · TrlcgrammadrcHic: Rliclnpnlcnt - PostschicfcKonto KUIn (BLZ 370100 SO) 2276 10 - 503

Die vorliegende Erfindung 'betrifft einen Hydrozyklon zum Teilen einer Substanzmischung in eine Akzeptfraktion und eine Schmutzstoffe enthaltende Ausschußfraktion, wobei der Hydrozyklon eine Trennkaramer umfaßt, die zum Teil von einem Zylinderabschnitt gebildet wird, der mit mindestens einem tangentiellen Speiseanschluß für das Substanzgemisch sowie mit einem koaxialen Abgangsrohr für die Akzeptfraktion ausgerüstet ist, und zum Teil von einem in der Fortsetzung zum Zylinderteil liegenden Sortierkonus, der an seiner Spitze eine Auetrittoffnung für die Ausschußfraktion hat.

Man verwendet Hydrozyklone allgemein in Zellstoff- und Papierfabriken zum Reinigen der Faserauspensionen von solchen Schmutzstoffen wie z.B. Sand, Rinden- und AatstUcke, Metallteilchen. Die Fasersuspension, die man reinigen will, wird unter Druck in den Hydrozyklon eingeführt, in dessen konvergierendem Sortierkonus ihr eine schnelle Rotationsbewegung aufgezwungen wird, die eine Fliehkraft zum Trennen der Bestandteile mit verschiedenen spezifischen Gewichten in der Fasersuspension voneinander erzeugt. Beim Fortschreiten des Fasersuspension-Wirbels zu der Spitze des Sortierkonus hin werden die Substanzen mit höherem spezifischen Gewicht, z.B. Sand, gegen die Wandungen des Sortierkonus geschleudert, und die Sandteilchen bewegen sich auf Spiralbahnen, die den Wandungen entlang kreisen, auf die Austrittöffnung mit verhältnismäßig geringem Durchmesser an der Spitze des Sortierkonus zu.

In der Nähe der Austrittöffnung, wo die Sandteilchen eine nahezu kreisförmige Bahn beschreiben, d.h. in einer fast genau zur Achse des Hydrozyklons senkrecht stehenden Ebene kreisen, und wo die Rotationsbewegung eine hohe Geschwindigkeit hat, ergeben sich erfahrungsgemäß insbesondere bei Hydrozyklonen, die aus Kunststoff hergestellt sind, Rillen in den Wandungen des Sortierkonus infolge der auftretenden Reibung. In manchen Fällen haben die Rillen solche Tiefe erreicht, daß der Spitzenteil des Sortierkonus gänzlich abgeschnitten wurde. Die Folge ist, daß sich die im Hydrozyklon befindliche Fasersuspension frei in die Umgebung ausgießt. Indem beispielsweise die einer Papiermaschine vorgeschaltete Hydrozyklonanlage eine große Zahl von separaten Zyklonen umfassen kann, die sämtlich fortdauernd einwandfrei in der Reinigung der zur Papiermaschine geleiteten Fasersuspension arbeiten müssen, bedingt der unerwartete Bruch irgendeines Hydrozyklöns im schlimmsten Fall Stillsetzung der Papiermaschine, mit der Folge von Produktionseinbuße. Außerdem kann der Austritt der heißen Fasersuspension in die Umgebung ein Unfallrisiko für das Bedienungspersonal

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bedeuten.

Um bezüglich der genannten Nachteile Abhilfe zu schaffen, ist es zuvor bekannt, einen Hydrozyklon mit einem Außerimantel zu versehen, der den Sortierkonus umgibt. Alsdann verbleibt zwischen dem Sortierkonus und dem Außenmantel ein geschlossener Raum, in den das im Hydrozyklon befindliche Substanzgemisch austreten kann, wenn, der Sortierkonus durchbrochen ist. In dem Zwischenraum ist ein Glied vorgesehen, welches über den Eintritt eines Durchbruchs Bericht erstattet. -

Im obengenannten Hydrozyklon läßt sich der Ausfluß aus einem abgeschnittenen Sortierkonus in die Umgebung verhindern. Indem man den Außeniiantel aus einem transparenten Material fertigt, kann man ferner den Verschleißgrad des Sortierkonus, visuell beaufsichtigen, der also in der Form von kreisförmigen Rillen an der Innenfläche des Konus zutage tritt. Da in jeder zur Achse des Sortierkonus senkrechten Ebene die auf die Schmutzpartikeln einwirkende Fliehkraft konstant ist (Umfangsgeschwindigkeit und Umlaufradius sind konstant), hat die Verschleißrille eine konstante Tiefe über die gesamte Umfanglänge, und der Verschleiß ist gleichmäßig. Dies hat wiederum zur Folge, daß der Sortierkonus mit einem Mal glatt abgeschnitten wird und eine große Menge von Fasersuspension in den Zwischenraum austritt. Dies hat einen nachteiligen Einfluß auf das Reinigungsvermogen des HydroZyklons, indem sich u.a. die Drackverhältnisse verändern· Außerdem stellt sich der betreffende Hydrozyklon teuer in der Herstellung, da ein separater zweiter Mantel um den Sortierkonus herum benötigt wird.

Die oben angeführten Nachteile kommen bei dem erfindungsgemäßen Hydrozyklon nicht vor, der dadurch gekennzeichnet ist, was in den nachstehenden Patentansprüchen dargelegt ist.

Die Erfindung wird nachstehend eingehend mit Hilfe einer Zeichnung beschrieben, worin Fig. 1 den Längsschnitt durch den Hydrozyklon gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt, Fig. 2 den Querschnitt in der Blickrichtung der Linie H-II in Fig. 2 zeigt und Fig. 3 bis 5 den Querschnitt wie in Fig. 2 von weiteren Ausführungsformen der Erfindung zeigen.

Der Fig. 1 gemäß besteht die Trennkamraer des Hydrozyklons zum Teil aus einem Zylinderteil 1, mit einem tangentiellen Speiseanschluß 2 versehen, durch den das zu reinigende Substanzgemisch unter Druck in den Hydrozyklon

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eingeführt wird. In den Zylinderteil 2 hinein ragt das koaxial am Deckel des Zylinderteils befestigte Ausgangarohr 3 für die Akzeptfraktion, die sich vom Substanzgeraiach trennt.

Den zweiten Teil der Trennkammer bildet der in der Fortsetzung zum Zylinderteil^2 liegende Sortierkonus 4, der an seiner Spitze eine Austrittöffnung 5 für die vom Substanzgemisch während der Wirbelbewegung abgeschiedene Ausschußfraktion aufweist.

Wie in Fig. 1 gezeigt, besitzt der Außenmantel des Sortierkonus 4 eine über seine gesamte Länge laufende Schwächung 6, an deren Seiten eine Hohlleiste 7 befestigt ist, wobei sich über die Schwächung 6 eine geschlossene Kammer 3 bildet.

Wie in den Figuren 2 bis 6 gezeigt, kann die Schwächung 6 die Form einer Rille oder eines Abschnitts haben· Wenn die Schwächung durch eine Rille dargestellt wird, kommt am passendsten eine V- oder U-Ri.lle gemäß Fig. bzw. 3 in Frage. In den in Fig. 4, 5 und 6 wiedergegebenen Ausführungsforraen wird die Schwächung durch Abschneiden eines Teils gebildet, der entweder die Form eines Segments oder einer Sichel (Fig. 6) haben kann. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, kann man eine Schwächung mit der Form eines Segmentabschnitts zusätzlich mit einer Rille versehen. Es versteht sich, daß auch die in Fig. 6 gezeigte sichelförmige Schwächung mit einer V- oder U-Rille versehen werden kann. Ferner kann die Rille die Form einer mit geringer Steigung den Sortierkonus 4 umkreisenden Spirale haben - die Hauptsache ist, daß sie sich über die gesamte Länge des Sortierkonus erstreckt.

Die Wandstärke des Sortierkonus 4 bei der Schwächung 6 ist vorzugsweise 0,6 bis 0,4mal die Normalstärke der Wandung.

Wenn die Hohlleiste 7 aus transparentem Material besteht, kann man den Verschleiß des Sortierkonus 4 bei der Schwächung 6 visuell verfolgen, und dann wird im Fall einer Perforation in der Schwächung 6 von dort ein geringer Leckfluß in die Kammer 8 hinein erfolgen.

Man kann auch die Hohlleiste 7 mit einer Öffnung 9 versehen, wobei dann die Hohlleiste 7 nicht aus transparentem Material bestehen muß, denn davon unabhängig, an welcher Stelle die Schwächung 6 eine Perforation erleidet,

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füllt sich die Kammer 3 verhältnismäßig rasch mit Suspension, und ein Leckfluß durch die Öffnung 9 in die Umgebung kann stattfinden. Sobald sich ein solcher Leckfluß zeigt, kann man die Öffnung 9 beispielsweise mit einem Schraubstopfen verschließen, wobei, die Druckverhältnisse innerhalb des Hydrozyklons wiederhergestellt werden und keine Störungen im Reinigunß3vermögen de3 Zyklons eintreten.

Zum automatischen Wahrnehmen des Leckflusses kann man in der Öffnung 9 einen Druckgeber oder eine Vorrichtung einbauen, die die elektrische Leitfähigkeit mißt, wobei der davon ausgehende Impuls das Ereignis des Leckflußes meldet.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die Ausführungsformen in der obigen Beschreibung und in den Figuren; man kann sie vielmehr im Rahmen der nachstehenden Patentansprüche abwandeln.

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Leerseite

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE

1. Ein Hydrozyklon zum Teilen eines Substanzgemisches in eine Akzeptfraktion sowie eine Schmutzstoffe enthaltende Ausschuß fraktion, wobei der Hydrozyklon eine Trennkammer umfaßt, die zum Teil aus einem Zylinderteil (1) besteht, der mit mindestens einem tangentiellen Speiseanschluß (2) für das Substanzgemisch sowie mit einem koaxialen Ausgangsrohr (3) für die Akzeptfraktion ausgestattet ist, und zum Teil aus einem in der Fortsetzung des Zylinderteils (1) liegenden Sortierkonus (4), der an seiner Spitze eine Austrittöffnung (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß im Mantel des Sortierkonus(4) mindestens eine, über einen Teil oder die gesamte Länge desselben sich erstreckende Schwächung (6) vorgesehen 13t, wobei im Falle einer wesentlichen Verringerung der Wandstärke des Sortierkonus von der ursprünglichen Wandstärke infolge der von der Ausschußfraktion bewirkten Reibung in der Schwächung (6) eine Perforation eintritt, wobei der durch diese austretende Leckfluß in einer außerhalb des Hydrozyklons befindlichen geschlossenen Kammer (8) aufgefangen wird, die durch Befestigen einer Hohlleiste (7) mit geschlossenen Enden an den Seiten der Schwächung (6) gebildet worden ist.

2. Hydrozyklon gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwächung (6) eine zu einer Seitenlinie des Außenmantels de3 Sortierkomis (4) parallele Rille oder abgeschnittene Partie umfaßt.

5· Hydrozyklon gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rille eine V- oder eine U-Rille ist.

4. Hydrozyklon gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die abgeschnittene Partie segmentförmig ist.

5· Hydrozyklon gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dieabgeschnittene Partie zusätzlich eine V- oder U-Rille aufweist.

6. Hydrozyklon gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die abgeschnittene Partie sichelförmigen Querschnitt hat.

7. Hydrozyklon gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die abgeschnittene Partie eine V- oder eine U-Rille 13t.

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