DE4118639A1

DE4118639A1 - Hydrocyclone type solids separator - can be fitted with any one of interchangeable outlet tubes to vary degree of separation

Info

Publication number: DE4118639A1
Application number: DE19914118639
Authority: DE
Inventors: Hilmar Dr Ing Steyer; Udo Kinzel
Original assignee: Hecker Werke & Co KG Spez GmbH
Current assignee: Hecker Werke & Co KG Spez GmbH
Priority date: 1991-06-06
Filing date: 1991-06-06
Publication date: 1992-12-10

Abstract

The hydrocyclone type separator has a cylindrical body (4) with a central inner chamber. The separator has an inlet (8) which runs tangentially into the inner chamber. The separator has an outlet, for the coarser solid particles, which is formed by a tubular element (2) with a tapered bore (5). The liquid and very fine particles flow out through a second tubular element (16) with a parallel bore (17). This outlet tube for the liquid is screwed into the bore of a bush (18) which is screwed into the body (4). This method of attaching the liquid outlet tube enables tubes with bores (17) of different dias. to be fitted in order to vary the degree of separation of the solid particles from the liquid. USE/ADVANTAGE - Separation of solid particles from a liquid. The interchangeable outlet tube enables the degree of separation to be varied.

Description

Die Erfindung betrifft einen Hydrozyklon-Abscheider zur Ab scheidung fester Teilchen aus einer Trägerflüssigkeit, der aus einem Gehäuse mit tangentialem Einlauf für die zu se parierende Flüssigkeit, einem Einlaufzylinder und einem diesem nachgeordneten, sich nach unten verjüngenden zyklon artigen Raumes mit unterem Auslauf für den ausgeschiedenen Feststoffanteil besteht. Der oberhalb dieses zyklonartigen Raumes befindliche Einlaufzylinder mit tangentialem Einlauf wird nach oben hin durch einen Deckel abgeschlossen, der einen oberen Auslauf für die separierte Flüssigkeit auf weist.The invention relates to a hydrocyclone separator for Ab separation of solid particles from a carrier liquid, the from a housing with tangential inlet for the se parrying liquid, an inlet cylinder and a this downstream cyclone tapering downwards like room with a lower outlet for the retired Solid content exists. The one above this cyclone-like Inlet cylinder with tangential inlet located in the room is closed at the top by a lid that an upper outlet for the separated liquid points.

Hydrozyklone dieser Art werden in der Aufbereitungs- und Verfahrenstechnik eingesetzt, wobei auf eine tangential in den Einlaufzylinder einströmende zu separierende Flüssigkeit Fliehkräfte wirksam werden und diese in Rotationsbewegung versetzen. Entlang der Innenwandung des nach unten sich ver jüngenden zyklonartigen Raumes werden die in der Flüssigkeit enthaltenen spezifisch schwereren Teilchen in spiraligen Bahnen zu einer unteren Austrittsöffnung geleitet und abge führt. Die von Festteilchen weitgehend gereinigte Flüssig keit wird nach oben umgelenkt und über einen oberen Auslauf abgeführt. Es ist bekannt, solche Hydrozyklon-Abscheider Wellenabdichtungen, insbesondere Gleitringdichtungen, vorzu schalten, wodurch deren Lebensdauer um ein Vielfaches ver längert werden kann, zumal der Abscheidegrad der Feststoffe bei Hydrozyklonen in Abhängigkeit von dem Korngrößenbereich zwischen 95 und 98% liegen kann.Hydrocyclones of this type are used in processing and Process engineering used, being on a tangential in liquid to be separated flowing into the inlet cylinder Centrifugal forces take effect and this in rotary motion offset. Along the inner wall of the ver down young cyclonic space become those in the liquid contained specifically heavier particles in spiral Lanes led to a lower outlet opening and abge leads. The liquid largely cleaned of solid particles speed is diverted upwards and via an upper spout dissipated. Such hydrocyclone separators are known Shaft seals, especially mechanical seals switch, which ver their lifespan many times can be extended, especially since the degree of separation of the solids for hydrocyclones depending on the grain size range can be between 95 and 98%.

Für einen optimalen Einsatz bekannter Hydrozyklon-Abscheider ist es erforderlich, entsprechend den jeweiligen Betriebsbe dingungen unterschiedlich große Hydrozyklon-Abscheider zu verwenden, um insbesondere beim Einsatz bei Gleitring dichtungen in Pumpen den Volumenstrom durch den Abscheider und durch die Dichtung (Wellendichtung bzw. Gleitring dichtung) so gering wie möglich zu halten, um den Förder strom der Pumpe dadurch nicht zu sehr zu reduzieren. Der Einsatz von Hydrozyklon-Abscheidern bekannter Art mit unterschiedlicher Größe ist herstellungsmäßig verhältnis mäßig teuer und in der Vorratshaltung sowie in montage technischer Hinsicht aufwendig.For optimal use of known hydrocyclone separators it is necessary, according to the respective operating conditions hydrocyclone separators of different sizes use it especially when used with slide ring seals in pumps the volume flow through the separator and through the seal (shaft seal or slide ring seal) as low as possible to keep the conveyor Do not reduce the pump current too much. The Use of known hydrocyclone separators different size is related to manufacturing moderately expensive and in stock as well as in assembly technically complex.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Hydrozyklon-Abschei der zu schaffen, der unter Beibehaltung seiner konstruktiven Grundbauteile eine optimale Separierung in Abhängigkeit von der Belastung der Trägerflüssigkeit mit Festbestandteilen gewährleistet.It is the object of the invention to provide a hydrocyclone separator to create the one while maintaining its constructive Basic components an optimal separation depending on the loading of the carrier liquid with solid components guaranteed.

Diese Aufgabe wird bei einem Hydrozyklon-Abscheider mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Hauptanspruches erfindungs gemäß dadurch gelöst, daß der Deckel zur Aufnahme von aus tauschbaren Einsatzhülsen mit unterschiedlichen Innendurch messern ausgebildet ist. Hierdurch ist es möglich, ein und denselben Hydrozyklon-Abscheider mit unveränderten Ein- und Austrittsbohrungen, unverändertem tangentialen Einlauf für die zu separierende Flüssigkeit, gleichbleibendem Einlauf zylinder mit zyklonartigem Raum und gleich ausgebildetem Abschlußdeckel mit oberem Auslauf für die zu separierende Flüssigkeit für verschiedene Einsatzfälle mit optimalem Wirkungsgrad einzusetzen, und zwar beispielsweise bei Flüssigkeiten verschiedenen spezifischen Gewichtes, unter schiedlich großer Durchflußmenge oder Verschmutzungsgrad bzw. verschiedener Korngröße der auszuscheidenden Fest stoffpartikel, unterschiedlicher Viskosität. Hierzu bedarf es lediglich des Austausches der erfindungsgemäß vorge sehenen Einsatzhülse gegen eine andere Einsatzhülse, die entsprechend den jeweils vorliegenden Betriebsbedingungen ausgebildet und bemessen ist. Der Austausch einer Einsatz hülse gegen eine andere ist einfach in der Montage, da lediglich der Deckel des Hydrozyklon-Abscheiders mit seiner Verschraubung abgenommen und nach Austausch der Einsatzhülse wieder aufgeschraubt zu werden braucht. Der Hauptvorteil aber liegt darin, daß jeweils nur eine Standardausführung eines Hydrozyklon-Abscheiders erforderlich ist, wodurch Her stellkosten und Lagerhaltung gesenkt werden.This task is carried out with a hydrocyclone separator Features of the preamble of the main claim fiction according to in that the lid for receiving from exchangeable insert sleeves with different inside diameters knives is formed. This makes it possible to use one and the same hydrocyclone separator with unchanged inputs and Outlet holes, unchanged tangential inlet for the liquid to be separated, constant inlet cylinder with a cyclone-like space and the same design End cover with top outlet for the one to be separated Liquid for various applications with optimal Use efficiency, for example at Liquids of various specific weights, under different flow rates or pollution levels or different grain size of the solid to be eliminated material particles, different viscosity. This requires it merely the exchange of the invention see insert sleeve against another insert sleeve, the according to the current operating conditions is trained and dimensioned. Exchanging a bet sleeve against another is easy to assemble because only the cover of the hydrocyclone separator with its Screw connection removed and after replacement of the insert sleeve needs to be screwed on again. The main advantage but lies in the fact that only one standard version at a time a hydrocyclone separator is required, whereby Her costs and warehousing can be reduced.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die je weilige Einsatzhülse mit einem oberen Abschnitt in einer Lagerhülse gehaltert, die in eine Bohrung des Deckels ein gesetzt ist. Dabei kann der Innendurchmesser des oberen Abschnittes der Lagerhülse dem Außendurchmesser des zuge hörigen Abschnittes jeder auswechselbaren Einsatzhülse angepaßt sein. Weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Ausbildung eines Hydrozyklon-Abscheiders mit austauschbaren Einsatzhülsen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschrei bung eines Ausführungsbeispieles. In a preferred embodiment of the invention, the because of the insert sleeve with an upper section in one Bearing sleeve held in a hole in the cover is set. The inside diameter of the top Section of the bearing sleeve to the outer diameter of the audible section of each interchangeable insert sleeve be adjusted. Further details of the invention Formation of a hydrocyclone separator with interchangeable Insert sleeves result from the following description exercise of an embodiment.

Fig. 1 zeigt einen Vertikalschnitt des Zyklon-Abscheiders in seiner lotrechten Gebrauchslage, Fig. 1 shows a vertical section of the cyclone separator in its vertical position of use,

Fig. 2 zeigt eine auswechselbare Einsatzhülse mit unter schiedlicher Durchgangsbohrung für eine andere Durchflußmenge als in Fig. 1. Fig. 2 shows an interchangeable insert sleeve with different through holes for a different flow rate than in Fig. 1st

Der in der Zeichnung als Ausführungsbeispiel dargestellte Hydrozyklon-Abscheider 1 hat ein Gehäuse 2 mit dem zyklon artigen Raum 5, das im Ausführungsbeispiel die nach unten zu konisch verjüngte Innenwandung des Gehäuses bildet. Der zyklonartige Raum 5 kann auch als getrennter Einsatz in dem Gehäuse 2 vorgesehen sein. Auf das obere Teil des Gehäuses ist vorzugsweise mittels Schraubgewinde 26 ein Deckel 4 aufgesetzt, wobei zwischen Deckel 4 und oberem Gehäuse abschnitt die Dichtung 25 vorgesehen ist. Der Deckel 4 enthält die Bohrung 9, die einen tangentialen Einlauf 8 in den Einlaufzylinder 3 des Deckels 4 bildet. Über Zulauf leitung 27, die mit dem Einlauf 8 durch die Schraubver bindung 12, 13 verschraubt ist, gelangt die zu separierende Flüssigkeit in den tangentialen Einlauf 8 und wird im Ein laufzylinder 3 in Rotation versetzt. Die so rotierende Flüssigkeit bewegt sich entlang der konischen Innenwand des zyklonartigen Raums 5 nach unten, wobei Festkörperbestand teile infolge der einwirkenden Fliehkräfte im Rotations wirbel an die konische Innenwand gelangen und wegen ihrer größeren Dichte nach unten in einen Teilstrom gelangen, der über den unteren Auslauf 6 zum Saugstutzen der Pumpe zu rückgeführt wird. Der Abscheideffekt ist um so größer, je größer sich die Dichte der Festbestandteilchen von der der Spülflüssigkeit unterscheidet und je höher der Differenz druck zwischen dem Druck im Bereich des Einlaufs 8 und dem unteren Auslauf 6, also dem Druck an der Saugseite der nicht näher dargestellten Pumpe, ist. In der Zeichnung ist der Anschluß mit abgebrochener Leitung zum Saugstutzen der Pumpe mit 14 bezeichnet. 12′ ist die lösbare Verschraubung, mit der der Saugstutzen an dem unteren Teil des Gehäuses unter Zwischenschaltung der Dichtung 15 befestigt ist.The hydrocyclone separator 1 shown in the drawing as an exemplary embodiment has a housing 2 with the cyclone-like space 5 , which in the exemplary embodiment forms the inner wall of the housing, which tapers down conically. The cyclone-like space 5 can also be provided as a separate insert in the housing 2 . On the upper part of the housing, a cover 4 is preferably placed by means of a screw thread 26 , the seal 25 being provided between the cover 4 and the upper housing. The cover 4 contains the bore 9 , which forms a tangential inlet 8 into the inlet cylinder 3 of the cover 4 . Via inlet line 27 , which is screwed to the inlet 8 through the screw connection 12 , 13 , the liquid to be separated enters the tangential inlet 8 and is rotated in a cylinder 3 . The liquid rotating in this way moves downward along the conical inner wall of the cyclone-like space 5 , parts of the solid body coming to the conical inner wall due to the centrifugal forces acting in the rotary vortex and, because of their greater density, reaching a partial flow which passes through the lower outlet 6 is returned to the suction port of the pump. The separation effect is greater, the greater the density of the solid particles differs from that of the rinsing liquid and the higher the pressure difference between the pressure in the area of the inlet 8 and the lower outlet 6 , i.e. the pressure on the suction side of the pump, not shown , is. In the drawing, the connection with broken line to the suction port of the pump is designated 14 . 12 'is the detachable screw connection with which the suction nozzle is attached to the lower part of the housing with the interposition of the seal 15 .

Der auf das Gehäuse 2 unter Zwischenlage der Dichtung 25 mittels Gewinde 26 aufgeschraubte Deckel 4 mit Einlauf zylinder 3 und tangentialem Einlauf 8 weist erfindungsgemäß eine auswechselbare Einsatzhülse 16 auf, die im Ausführungs beispiel in den Einlaufzylinder bis zum oberen größten Quer schnitt des zyklonartigen Raumes hineinragt. Sie ist gegen andere Einsatzhülsen, beispielsweise mit unterschiedlichem Innendurchmesser 17, je nach den vorliegenden Betriebsbe dingungen, nämlich der Größe des Durchsatzvolumens, der Viskosität der zu separierenden Flüssigkeit usw., aus tauschbar. Hierzu wird die auswechselbare Einsatzhülse 16 mit ihrem Innendurchmesser 17 von einer Lagerhülse 18 ge haltert, die in einer Bohrung des Deckels 4 unter Zwischen schaltung der Dichtungen 10 sitzt. Jede auswechselbare Ein satzhülse 16 ist beim Ausführungsbeispiel mit einem oberen Gewindeabschnitt 20 in der Lagerhülse 18 gehalten, die bei spielsweise in der Bohrung 19 des Deckels 4 eingeschraubt sein kann. Vorteilhaft ist der Innendurchmesser des oberen Abschnittes 18′ der Lagerhülse 18 dem Außendurchmesser des zugehörigen Abschnittes jeder auswechselbaren Einsatzhülse 16 angepaßt, so daß ein und dieselbe Lagerhülse 18 für Einsatzhülsen mit unterschiedlich großer Innenbohrung 17 verwendbar ist. In ihrem mittleren Bereich kann die Ein satzhülse 16 mit einem Bund 21 versehen sein, der in einer ihm angepaßten Ausnehmung 22 des Deckels 4 liegen kann. Unterhalb dieses möglichen Bundes 21 sind an der auswechsel baren Einsatzhülse 16 Flächen 29 eingearbeitet, um eine De- und Montage der Einsatzhülse 16 mit der Lagerhülse 18 prob lemlos zu gewährleisten. Oberhalb des Deckels 4 hat die Lagerhülse 18 eine Auslaufbohrung 7, deren Durchmesser vorzugsweise dem größten Durchmesser einer austauschbaren Einsatzhülse 16 entspricht, wodurch gleichfalls gewähr leistet sein soll, daß ein und dieselbe Lagerhülse 18 für verschiedene Einsatzhülsen 16 verwendet werden kann. Die Dichtung 10 zwischen auswechselbarer Lagerhülse 18 und dem Deckel 4 kann vorzugsweise eine Metallringdichtung sein, jedoch ist selbstverständlich jede andere Ausbildung dieser Dichtung in Form und Werkstoff, ebenso wie auch der übrigen Dichtungen des Hydrozyklon-Abscheiders, möglich. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Lagerhülse 18 in zweckmäßiger Weise als Mehrkant-, nämlich als Sechskant schraube ausgebildet. Im Bedarfsfall kann die austauschbare Einsatzhülse 16 in ihrem unteren, im Einlaufzylinder 3 befindlichen Abschnitt 16′ auch mit einem unterschiedlich großen Außendurchmesser versehen sein, um beispielsweise in bestimmten Fällen die Größe des tangentialen Einlaufes und damit die Rotationsverhältnisse beim Einlauf der zu se parierenden Flüssigkeit in den Einlaufzylinder 3 in ge wünschter Weise zu beeinflussen.The screwed on the housing 2 with the interposition of the seal 25 by means of thread 26 cover 4 with inlet cylinder 3 and tangential inlet 8 has, according to the invention, an exchangeable insert sleeve 16 which, for example, protrudes into the inlet cylinder up to the upper largest cross section of the cyclone-like space. It is interchangeable with other insert sleeves, for example with different inner diameters 17 , depending on the existing operating conditions, namely the size of the throughput volume, the viscosity of the liquid to be separated, etc. For this purpose, the interchangeable insert sleeve 16 with its inner diameter 17 is held by a bearing sleeve 18 which sits in a bore of the cover 4 with the seals 10 interposed. Each interchangeable A set sleeve 16 is held in the embodiment with an upper threaded portion 20 in the bearing sleeve 18 , which can be screwed in for example in the bore 19 of the cover 4 . The inner diameter of the upper portion 18 'of the bearing sleeve 18 is advantageously adapted to the outer diameter of the associated section of each interchangeable insert sleeve 16 , so that one and the same bearing sleeve 18 can be used for insert sleeves with different sized inner bore 17 . In its central region, a set sleeve 16 can be provided with a collar 21 , which can lie in a recess 22 of the cover 4 which is adapted to it. Below this possible federal 21 16 surfaces 29 are incorporated on the interchangeable insert sleeve 16 to ensure disassembly and assembly of the insert sleeve 16 with the bearing sleeve 18 prob. Above the cover 4 , the bearing sleeve 18 has an outlet bore 7 , the diameter of which preferably corresponds to the largest diameter of an exchangeable insert sleeve 16 , which should also ensure that one and the same bearing sleeve 18 can be used for different insert sleeves 16 . The seal 10 between the interchangeable bearing sleeve 18 and the cover 4 can preferably be a metal ring seal, but of course any other design of this seal in shape and material, as well as the other seals of the hydrocyclone separator, are possible. In the illustrated embodiment, the bearing sleeve 18 is expediently designed as a polygonal screw, namely as a hexagon. If necessary, the interchangeable insert sleeve 16 in its lower section 16 located in the inlet cylinder 3 'can also be provided with an outer diameter of different sizes, for example, in certain cases the size of the tangential inlet and thus the rotation conditions at the inlet of the liquid to be separated into the Influence inlet cylinder 3 in the desired manner.

Da die im Hydrozyklon-Abscheider auftretenden Fliehkräfte sowie die Separierungswirkung außer der Rotations geschwindigkeit auch der Schwerkraft unterliegt, ist seine Einbaulage - wie gezeichnet - stets lotrecht. Die Zufuhr leitung 27 auf der Druckseite des Hydrozyklon-Abscheiders, die von der Anschlußverschraubung 24 abgehende Entnahme leitung 28, die den gereinigten Flüssigkeitsstrom beispiels weise zu einer Gleitringdichtung führt, sowie die an den unteren Auslauf 6 über den Anschluß 13 zum Saugstutzen der Pumpe zurückführende Leitung mit den separierten Feststoff teilchen sollen möglichst geradlinig und so kurz wie möglich zur Erzielung optimaler Wirkungsverhältnisse des Hydro zyklon-Abscheiders gehalten werden. Die in Fig. 2 darge stellten auswechselbaren Einsatzhülsen 16 sind Ausführungs beispiele; sie können jede geeignete den Konstruktions gegebenheiten des Hydrozyklon-Abscheiders bzw. den Be triebsbedingungen entsprechende Raumform haben.Since the centrifugal forces occurring in the hydrocyclone separator and the separation effect are subject to gravity in addition to the rotational speed, its installation position - as shown - is always vertical. The supply line 27 on the pressure side of the hydrocyclone separator, the outgoing from the connection fitting 24 removal line 28 , the example leads to the cleaned liquid flow to a mechanical seal, and the line returning to the lower outlet 6 via the connection 13 to the suction port of the pump with the separated solid particles should be kept as straight as possible and as short as possible to achieve optimal effectiveness of the hydro cyclone separator. The interchangeable insert sleeves 16 shown in FIG. 2 are exemplary embodiments; they can have any suitable spatial shape corresponding to the constructional conditions of the hydrocyclone separator or the operating conditions.

Claims

1.Hydrocyclone separator for separating solid particles from a carrier liquid, consisting of a housing ( 2 ) with a tangential inlet ( 8 ) for the liquid to be separated and an inlet cylinder ( 3 ) as well as a cyclone-like space ( 5 ) with a lower outlet ( 6 ) for the separated solids and a cover ( 4 ) closing the inlet cylinder ( 3 ) upwards with an upper outlet ( 7 ) for the separated liquid, characterized in that the cover ( 4 ) for receiving exchangeable insert sleeves ( 16 ), which are designed with different inner diameters ( 17 ).

2. Hydrocyclone separator according to claim 1, characterized in that each interchangeable A set sleeve ( 16 ) with an upper section ( 20 ) is held in a bearing sleeve ( 18 ) which is inserted into a bore ( 19 ) of the cover ( 4 ) .

3. Hydrocyclone separator according to claim 1 or 2, characterized in that the inner diameter of the upper portion ( 18 ') of the bearing sleeve ( 18 ) the outer diameter of the associated section of each of the exchangeable insert sleeve ( 16 ) is adapted.

4. Hydrocyclone separator according to one of claims 1 to 3, characterized in that insert sleeves ( 16 ) have in their central region a collar ( 21 ) which is associated with a recess ( 22 ) in the cover ( 4 ) which is adapted to it.

5. Hydrocyclone separator according to one of claims 1 to 4, characterized in that the bearing sleeve ( 18 ) above the cover ( 4 ) has an outlet bore ( 7 ), the diameter of which preferably corresponds to the largest diameter of an exchangeable insert sleeve ( 16 ).

6. Hydrocyclone separator according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least one seal ( 10 ), preferably in the form of a sealing ring, is provided between the exchangeable insert sleeve ( 16 ) and the cover ( 4 ).

7. Hydrocyclone separator according to one of claims 1 to 6, characterized in that the bearing sleeve ( 18 ) is designed as a polygonal, preferably hexagonal screw.

8. Hydrocyclone separator according to one of claims 1 to 7, characterized in that the insert sleeves ( 16 ) in their in the inlet cylinder ( 3 ) projecting section ( 16 ') have differently sized outer diameters.