DE3923849A1 - Hydrozyklon - Google Patents
HydrozyklonInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
- B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
- B04C5/12—Construction of the overflow ducting, e.g. diffusing or spiral exits
- B04C5/13—Construction of the overflow ducting, e.g. diffusing or spiral exits formed as a vortex finder and extending into the vortex chamber; Discharge from vortex finder otherwise than at the top of the cyclone; Devices for controlling the overflow
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
- B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
- B04C5/08—Vortex chamber constructions
- B04C5/081—Shapes or dimensions
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21D—TREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
- D21D5/00—Purification of the pulp suspension by mechanical means; Apparatus therefor
- D21D5/18—Purification of the pulp suspension by mechanical means; Apparatus therefor with the aid of centrifugal force
- D21D5/24—Purification of the pulp suspension by mechanical means; Apparatus therefor with the aid of centrifugal force in cyclones
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Description
Die Erfindung betrifft einen Hydrozyklon entsprechend dem Ober
begriff des Patentanspruchs 1, so wie sie vielfach im Stand der
Technik bekannt sind.
Die Aufgabe der Erfindung ist, die Wirkung hinsichtlich Ab
scheideeffekt eines solchen Zyklons weiter zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kenn
zeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst. Es wurde her
ausgefunden, daß bei einer Ausbildung des Zyklonteils mit dem
zum Austrittsende für die Schwerstoffe allmählich abnehmenden
Durchmesser ein guter Abscheideeffekt erreicht wird, wenn man
die Außenwand dieses Teils nach der genannten Formel ausbildet.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in den Zeichnungen
beschriebenen Ausführungsbeispiele erläutert. Dabei stellt
Fig. 1 prinzipmäßig einen Querschnitt durch den Zyklon,
Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt des Austrittsendes
und
Fig. 3 eine andere Ausführungsform des Eintrittsbereichs
des Zyklons dar.
Der Zyklon nach Fig. 1 hat die Teile A, B und C. Es ist der
Eintrittsbereich B mit einem tangentialen Zulauf 7 und einem
zentralen Abzugsrohr für Leichtstoffe 5 versehen. Dazwischen
befindet sich ein zylindrischer Teil C mit dem Durchmesser Ra.
Mit dem gleichen Durchmesser beginnt auch der Teil A mit dem
allmählich abnehmenden Durchmesser, wobei hier der Beginn der
x-Achse gelegt ist, die sich entlang der zentralen Längsachse
des Zyklons erstreckt. Für den Durchmesser R dieses Teilstücks
gilt dann die Formel
Der Trennteil A endet im
Düsenkörper 4 mittels Düse 3, die als Austritt für eine Schwer
fraktion dient. Die Düse 3 entsteht durch Abschneiden der theo
retischen Gesamtlänge 1 des Zyklons auf eine Länge lk. Den be
nötigten Düsendurchmesser erhält man also durch verschiedene,
an den Körper des Hydrozyklons ansetzbare Düsenstücke 4.
Vorzugsweise oberhalb des Düsenstücks 4, also 1 < 0,95 × lk ist
eine Annäherung der Kontur des Zyklons an die angegebene Formel
durch konische Stücke K1, K2 möglich, wobei die Abweichung nach
oben und unten den Grenzwert von 5 bis 10% - je näher die Düse
3, desto geringer die zulässige Abweichung - nicht überschrei
ten sollte. Die Länge lz des zylindrischen Zwischenstücks C
sollte höchstens das 0,3fache der Gesamtlänge lk des Zyklons
betragen. Für den Innendurchmesser des Abzugsrohrs für Leicht
stoffe 5 sollte gelten Ri = (0,3 bis 0,4) × Ra. Diese Bedingung
gilt insbesondere für den Anfangsbereich oder das Eintrittsende
des Abzugsrohrs 5. Das zylindrische Zwischenstück C könnte etwa
einen 10% größeren (C′) oder kleineren (C′′) Radius haben als
der Anfangsradius Ra des unteren Teils A beträgt.
Es kann entsprechend Fig. 3 leicht konisch ausgebildet sein mit
einem Konuswinkel, bezogen auf eine Seite, zwischen 2 und 6°.
Der Radius des Einlaßteils B′ nach Fig. 3 ist um 20 bis 30%
größer als der Anfangsradius Ra des unteren Teils A beträgt.
Den etwa gleichen Durchmesser hat der Abscheideraum 8 für die
Leichtstoffe, der mit einer oberen Prallplatte 9 versehen ist,
die gegenüber der Austrittsöffnung des konischen Abscheiderohrs
5′ für die Leichtstoffe angeordnet ist.
In Fig. 2 ist noch dargestellt, daß man durch "Abschneiden" der
Gesamtlänge des Zyklons am Düsenkörper 4 den Austrittsdurch
messer des Düsenkörpers D1, D2, D3 mit allmählich abnehmendem
Wert bei den Gesamtlängen des Zyklonteils lk1, lk2 und lk3 er
hält.
Es versteht sich natürlich, daß das Austrittsende des Hydro
zyklons für die Schwerfraktion in einen Raum mündet, der von
Luft abgeschlossen ist. Man kann dazu einen Sammelbehälter vor
sehen und durch das erwähnte "Abschneiden" der Gesamtlänge des
Zyklons den Düsendurchmesser an die verlangte Abzugsmenge an
passen.
Andererseits kann man das Abzugsende für die Schwerfraktion in
eine Kammer münden lassen, in welcher eine Abzugsleitung ange
schlossen ist. In dieser Abzugsleitung kann man ein Drosselven
til vorsehen, um durch Veränderung des Drucks die Abzugsmenge
zu steuern.
Claims (9)
1. Hydrozyklon mit umkehrender Strömung zur Abscheidung von
Fremdpartikeln aus Suspensionen mit größerer spezifischer
Masse als die der Flüssigkeit der Suspension, mit einem zy
lindrischen Eintrittsteil großen Durchmessers, in welchem
Bereich sich zentral ein Auslaßrohr für die leichtere Frak
tion (Gutfraktion) befindet und mit einem Teil mit allmäh
lich abnehmendem Durchmesser, der an seinem engsten Quer
schnitt den Auslaß für eine schwerere Fraktion hat, dadurch
gekennzeichnet, daß für den Innendurchmesser (R) des Teils
(A) mit dem abnehmenden Durchmesser die folgende Formel
gilt:
wobei Ra der Anfangsdurchmesser anschließend an den zy
lindrischen Teil und x die Koordinate beginnend von diesem
Anfangsdurchmesser entlang der zentralen Längsachse des
Hydrozyklons ist, wobei eine abschnittsweise in Richtung
der x-Achse allmählich zu- oder abnehmende Abweichung von
höchstens 10% nach oben bzw. unten von diesem Radius mög
lich ist, z.B. durch eine abschnittsweise konische Ausbil
dung der Wandung, wobei l theoretische Gesamtlänge der sich
aus der Formel ergebenden Parabel bis zum Schnittpunkt mit
der x-Achse ist, ferner die Bedingung l = (10 bis 24)Ra
gilt und der Zyklon an seinem Austrittsende für die schwe
rere Fraktion bei einer Länge lk mit einem Radius Rd zwecks
Bildung einer Austrittsöffnung (3) abgeschnitten ist.
2. Hydrozyklon nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen dem zylindrischen Eintrittsbereich (B) und dem Be
reich mit sich allmählich verringerndem Durchmesser (A) ein
weiterer zylindrischer Bereich (C, C′, C′′) angeordnet ist,
dessen Radius höchstens 10% größer oder kleiner als der
Anfangsradius Ra des Teils (A) mit dem stark abnehmenden
Durchmesser ist und für dessen Länge lz, lz = (0 bis 0,3) l
bzw. lz = (0 bis 0,31) lk, gilt.
3. Hydrozyklon nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß im Bereich x größer als 0,95 lk der Radius R nach der
genannten Formel der Parabel höchstens mit einer Abweichung
von 2% nach oben und unten eingehalten ist.
4. Hydrozyklon nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Austrittsrohr (5) für die Leichtstof
fe an seinem Eintrittsende einen Innenradius Ri hat, für
den die Bedingung gilt Ri = (0,3 bis 0,4) Ra.
5. Hydrozyklon nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Zyklon einen tangentialen Einlauf hat.
6. Hydrozyklon nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
das Auslaßrohr (5) für die Leichtstoffe zu seinem Aus
trittsende hin konisch mit einem Winkel von 0° bis 6°, be
zogen auf eine Seite, ausgebildet ist.
7. Hydrozyklon nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß für die Länge des sich in seinem Durch
messer stetig verringernden Teils A gilt, lk = (10 bis 25) Ra.
8. Hydrozyklon nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Druck am Austrittsende für die Schwer
fraktion durch ein Drosselventil in einer daran angeschlos
senen Abzugsleitung geregelt wird.
9. Hydrozyklon nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das
Austrittsende des Zyklons für die Schwerfraktion in eine
Kammer mündet, an die die Abzugsleitung angeschlossen ist.
Priority Applications (11)
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