DE3525485C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Hydrozyklon-Cleaner entsprechend dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1.

Ein solcher Hydrozyklon ist be­ kannt aus der europäischen Patentanmeldung 0 058 484. Gemäß dieser Schrift wird ein Hydrozyklon mit nicht umkehrender (uni­ direktionaler) Strömung beschrieben, bei dem bei einem Ausfüh­ rungsbeispiel (Fig. 3) der Abzug von drei getrennten Fraktionen möglich ist, wobei zwei hintereinanderliegende Abzugskammern einmal für die schwere Fraktion und einmal für eine mittlere Fraktion vorgesehen sind, die von einem zentralen Abzugsrohr für Leichtschmutz, das in den Kegelteil des Cleaner-Körpers hinein­ ragt, vorhanden sind. Dabei wird die mittlere Fraktion dadurch abgetrennt, daß von der äußersten, für diese Fraktion vorgesehe­ nen Kammer, ein Kegelstumpffortsatz sich in die Kammer für die Schwerfraktion hinein erstreckt und gegenüber dem zentralen Ab­ zugsrohr einen ringförmigen Abzugsraum bildet. Jedoch ist es bisher nicht gelungen, diesen Cleaner zur Baureife zu bringen, d. h. er funktioniert äußerst schlecht.

Im Falle der DE-OS 14 61 195 handelt es sich um - siehe auch die Beschreibungseinleitung - eine Sichtervorrichtung für die Reini­ gung von Zellstoff, wobei in prinzipiellen Ausführungen der Seiten 10/11 dargelegt ist, daß hier in dem zentralen Bereich des Strömungswirbels nicht leichte Verunreinigungen, sondern starre Verunreinigungen, nämlich Faserbündel, abgeschieden werden und ganz andere Voraussetzungen bzw. andere Zusammensetzungen der Bestandteile vorliegen als im Falle von verschmutztem Altpapier. Hier ist also schon grundsätzlich gar nicht eine Einrichtung beschrieben, bei der eine schwere, eine Gutstoff- und eine Leichtstoff-Fraktion abgeschieden werden.

Im Falle der US-PS 38 07 142 ist überhaupt nicht erkannt worden, daß es auf das Zusammenwirken eines bestimmten Kegelwinkels des Zyklon-Körpers mit einer bestimmten Eintauchtiefe der Abführ­ rohre ankommt. Die Lehre dieser Schrift ist es, durch ein beson­ ders geformtes Einlaufstück, das völlig vom bisher Bekannten abweicht, die Trennung zu ermöglichen. Auf die Ausbildung des Austragsendes mit den Eintauchtiefen der Rohre ist überhaupt kein Wert gelegt, so daß für den Fachmann hier auch nicht die entsprechenden Hinweise hervorgehen können, zumal hier an das zentrale Rohr 41 eine Vakuumquelle angeschlossen ist, um im Wirbelkern ein hohes Vakuum zu erzeugen. Dadurch sind die Ver­ hältnisse gegenüber einem nicht an eine Vakuumquelle angeschlos­ senen Hydrozyklon völlig verändert, d. h. sie werden von außen gesteuert. Hier geht es eindeutig u. a. um die Gestaltung des Einlaufkopfstücks und offensichtlich in Verbindung mit einem geraden, zylindrischen Endteil des Zyklon-Körpers.

Die Unsicherheit der Fachwelt zeigt weiterhin die wieder andere Lösung nach der EP 00 58 484, bei der gemäß Fig. 3 für die Ab­ scheidung einer schweren, mittleren und leichten Fraktion wieder eine andere Lösung vorgeschlagen wird, nämlich zwar ein zentrales Ablaufrohr für die leichten Verunreinigungen, aber abweichend vom erfindungsgemäßen Vorschlag ein nicht bezeichneter, kegelförmiger Abschälkörper, der in die Abzugskammer 33 für die schwere Fraktion hineinragt.

Alle Ausführungsbeispiele zeigen, daß es anscheinend hier im Auslaufbereich davon abhängt, der Auslaufkammer eine bestimmte Form zu geben, so daß diese Lehre also völlig davon weg weist, erfindungsgemäß mittels der Eintauchtiefen und der entsprechenden Ringquerschnitte den erwünschten Effekt zu erreichen. Es gibt im Stand der Technik keinen eindeutig vorgezeichneten Weg in Richtung auf den Erfindungsgegenstand.

Die Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber ei­ nen Zyklon bereitzustellen, bei dem eine einwandfreie Trennung der drei Fraktionen möglich ist, so daß eine eindeutige, schwere Fraktion ohne leichte Verunreini­ gungen und eine ziemlich stark mit leichten, auch folien­ artigen Verschmutzungen angereicherte Leichtfraktion erhalten wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Hydrozyklon der ein­ gangs genannten Art durch die Merkmale des kenn­ zeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst. Dabei ergeben sich besonders günstige Ausführungsformen mit den Unteransprüchen 2 bis 4.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei­ spiels erläutert, wobei

Fig. 1 eine Ansicht, teils im Schnitt, des erfindungsge­ mäßen Hydrozyklons und

Fig. 2 eine Querschnitt des unteren Teils desselben darstellen.

Der Hydrozyklon hat einen konischen Körper mit einem Öffnungswinkel α zwischen 4 und 10, vorzugswei­ se zwischen 5 und 8°, wie es auch bisher allgemein üb­ lich war. Im Bereich des Einlaufs 7, der sich im oberen, den großen Durchmesser aufweisenden Teil des Hydrozyklons befindet, kann dieser auch zylindrisch ausge­ bildet sein. Am Auslaufende des Hydrozyklons befinden sich nun zwei koaxiale Auslaufrohre 1 und 2, wovon das zentrale Rohr 1 für die Leichtfraktion und das äußere, koaxiale Rohr 2 für eine mittlere Fraktion vorgesehen ist. Das äußere Rohr 2 ist dabei durch eine Austragskammer 3 für eine schwere Fraktion in den Ko­ nusteil des Hydrozyklons hineingeführt. Die Strecke, mit der dieses Rohr in den konischen Teil hineinragt, ist in Fig. 2 mit f 1 bezeichnet. Diese Strecke kann auch praktisch Null betragen und ist im allgemeinen kleiner als die Strecke f 3, mit welcher das zentrale Rohr in den Konusteil hineinragt. Die Strecke f 3 beträgt vorzugsweise 20 bis 60 mm und die Strecke f 1 mindestens etwa 4 mm. Vorzugsweise ist dabei vorzusehen, daß die Differenz der Eintauchtiefen, also die Strecke f 2 = f 3 - f 1 etwa min­ destens 15 bis 20 mm beträgt.

Es ist dabei unerheblich, daß im Grunde genommen ganz unten am konischen Teil die konische Wand nicht mehr vorhanden ist, weil dort die obere Wand 10 der Abzugskammern 3 und 4 eine zylindrische Durchgangsöffnung aufweist. Da dies ja nur im allgemeinen eine sehr kleine Strecke von etwa 4 oder 5 mm ist, ist diese kleine Ungenauigkeit nicht entscheidend. Man könnte natürlich den Hy­ drozyklon noch so herstellen, daß man den konischen Teil nicht auf die Wand 10 aufsetzt, sondern die Aussparung, d. h. die Durchtrittsöffnung der Wand 10 etwas größer wählt und den koni­ schen Teil in die Wand 10 hineinführt.

Es hat sich als günstig herausgestellt, wenn man den Außendurch­ messer D 2 des äußeren, konzentrischen Rohres 2 zu mindestens etwa 70 % und höchstens 85 % des Durchmessers D 3 der Durch­ trittsöffnung der Wand 10 bzw. der Auslauföffnung des konischen Teils wählt. Es ist dann auch weiter günstig, wenn der Außendurchmesser D 1 des zentralen Innenrohres 1 maximal etwa 40 % des Außendurchmessers des äußeren Rohres 2 beträgt, wenn dieser mindestens 75 und maximal 85% des Durchmessers D 3 der Auslauf­ öffnung 16 des konischen Teils beträgt.

Wie gesagt, wird am äußeren Rand des Konusteils eine Schwerfrak­ tion bereitgestellt, die in die Kammer 3 gelangt und über Stutzen 5 abgezogen wird. Das äußere Rohr 2 führt eine mittlere Fraktion in die untere Kammer 4, aus welcher sie mittels Abzugs­ stutzen 6 entfernt wird. Dabei sind die Abzugsstutzen 5 und 6 vorzugsweise tangential an die Kammern angeschlossen.

Die Wirkungsweise des Zyklons ist insofern sehr gut, als im zentralen Abzugsrohr sich eine sehr große Menge der Leichtstof­ fe, insbesondere der leichten Verunreinigungen, wozu insbesonde­ re auch die Kleber gehören, ansammelt und daß auch eine sehr gute Abscheidung des Schwerschmutzes am Konusrand in die Kammer 3 hinein erfolgt, in die praktisch kein Leichtschmutz gelangt. In der unteren Kammer 4 finden sich kaum noch schwere Verunrei­ nigungen, teils leichte Verunreinigungen, welche aber in späte­ ren Stufen dieser Zyklon-Bauart sehr leicht abgeschieden werden können.

Claims (4)

1. Hydrozyklon, insbesondere für die Feinreinigung (Cleaner) mit nicht umkehrender, vom dickeren Eintrittsende zum dünneren Aus­ trittsende hin gehender Strömung, wobei sich der Hydrozyklon-Kör­ per zumindest in dem Auslaufende benachbarten Teil kegelstumpf­ förmig zum Auslaufende hin verjüngt und durch die Auslauföffnung des Kegelteils ein zentrales Auslaufrohr und ein zweites, äuße­ res Auslaufrohr für eine mittlere Fraktion koaxial zum zentralen Auslaufrohr hineinragt, dadurch gekennzeichnet, daß für die Rei­ nigung von verschmutztem Altpapier das zentrale Auslaufrohr (1) für die Abscheidung von Leichtschmutz vorgesehen ist und min­ destens 20 mm und maximal 60 mm und das äußere Auslaufrohr (2) mindestens 4 mm und maximal 45 mm in den Kegelstumpfteil hinein­ ragt, wobei das zentrale Auslaufrohr (1) das äußere Auslaufrohr (2) im Kegelstumpfteil mindestens 15 mm überragt, der Außen­ durchmesser des äußeren koaxialen Auslaufrohrs (2) mindestens 75% und maximal 85% des Durchmessers der Auslauföffnung und der Außendurchmesser des zentralen Auslaufrohrs (1) maximal 40% des Außendurchmessers des äußeren Auslaufrohrs (2) beträgt und der Kegelwinkel zwischen 2 und 5°, d. h. der Kegelöffnungswin­ kel zwischen 4 und 10°, beträgt.

2. Hydrozyklon nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere, koaxiale Auslaufrohr (2) den Durchmesser der Aus­ lauföffnung (16) des Zyklon-Körpers (Kegelstumpf) minde­ stens zu 70 % und höchstens zu 85 % einnimmt.

3. Hydrozyklon nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung des zweiten Auslaufrohres (2) in eine getrennte Abzugskammer (4) mündet, durch die hin­ durch das erste Auslaufrohr (1) verläuft und das erste Aus­ laufrohr (1) eine erste Abzugskammer (3) für die am Gehäu­ serand des Zyklon-Körpers am Auslaufende desselben abgezo­ gene, mit Schwerschmutz oder Schwerteilen angereicherte Fraktion (Schwerfraktion) durchdringt.

4. Hydrozyklon nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Innenrohres (1) maximal 40 %, während der Außendurchmesser des äußeren, ko­ axialen Rohres (2) mindestens 75 und maximal 85 % des Durch­ messers der Auslauföffnung einnimmt, von dem des letzteren beträgt.