DE4309920A1

DE4309920A1 - Hydro-cyclone separator with central outlet tube for lighter fraction - which has internal guide vanes at a distance from end equal to half diameter of tube.

Info

Publication number: DE4309920A1
Application number: DE4309920A
Authority: DE
Inventors: Michael Jerabek; Wolfgang Ruf; Thomas Martin
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1993-03-26
Filing date: 1993-03-26
Publication date: 1993-08-26
Also published as: FI941416A0; DE59404379D1; TW285646B; KR940021128A; EP0616853B1; US5466372A; ATE159434T1; JPH07864A; FI941416A; BR9400884A; EP0616853A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Hydrozyklon entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein solcher Hydrozyklon ist bekannt aus DE-AS-10 72 024. Bei diesem Hydrozyklon ist vorgesehen, daß die Schaufeln des im Tauchrohr angeordneten Leitapparates eine bogenförmige Eintrittskante haben. Ferner sollen die Schaufeln einfach gekrümmte Platten sein. Erfindungsgemäß wird die bogenförmige Ausbildung der Eintrittskanten der Schaufeln gerade nicht verwendet. Für den hauptsächlich vorgesehenen Anwendungszweck bei Fasersuspensionen haben sich andere Gesichtspunkte als wesentlich herausgestellt.

Ferner ist es auch nicht nötig, daß das Tauchrohr eine irgendwie geartete konische Form hat, sondern ein gerades Tauchrohr ist erfindungsgemäß von Vorteil, zumindest weil es fertigungstechnisch einfacher herzustellen ist.

Nachfolgend wird die Erfindung der in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Dabei stellt Fig. 1 eine erste schematische Skizze im Axialschnitt, Fig. 2 eine ähnliche Skizze einer anderen Ausführungsform und Fig. 3 eine Einzelheit von Fig. 1 in Bezug auf den Leitapparat und den Eintrittsbereich des Tauchrohres dar.

In Fig. 1 ist der Hydrozyklon 1 dargestellt mit tangentialem Einströmrohr 2, dem konischen Unterteil 12, das hier nur gebrochen angedeutet ist, sowie mit einem zentralen, von oben in den Eintrittsbereich des Zyklons hineinragenden Tauchrohr 3. Innerhalb des Tauchrohrs ist in einem bestimmten Abstand von dessen Eintrittskante der Leitapparat 5 mit den Leitschaufeln 7 angeordnet. Der Abstand des Leitapparats - also der Eintrittskante der Schaufeln 7 - von der Eintrittskante des Tauchrohrs 3 ist mindestens gleich dem halben Tauchrohrinnendurchmesser.

Beträgt z. B. der Innendurchmesser des Tauchrohrs 50 mm, so ist der Mindestabstand mit 25 mm etwa anzusetzen. Es hat sich herausgestellt, daß auf diese Weise eine einwandfreie Wirkungsweise des Leitapparats ermöglicht wird, weil störenden Randströmungen am Eintrittsbereich des Tauchrohres ausgewichen wird. Für den vorgesehenen Zweck sollte vorzugsweise der Leitapparat entsprechend Fig. 2 im Eintrittsbereich angespitzte Schaufeln 7 aufweisen, die etwa nach einer parabelförmigen Kurve - bezogen auf einen Ast derselben - mit ihrer radial inneren Kante verlaufen können. Die Krümmung der Schaufeln nimmt vom Eintrittsbereich zum Austrittsende des Leitapparats ab, so daß sie schließlich eben und gerade verlaufen, entsprechend einer durch sie gezogenen Radialebene des Hydrozyklons. Man braucht nicht sehr viele Schaufeln anzuwenden - wie es auch aus der eingangs erwähnten Schrift nach dem Stand der Technik bekannt ist - so daß etwa ein Abstand von einem Viertel des Innenumfangs des Tauchrohrs genügt. Das bedeutet natürlich, daß der Leitapparat 5 etwa vier Schaufeln 7 aufweist.

Im Fall von Fig. 2 ist ein zusätzliches Gasabfuhrrohr 6′ zentral im und konzentrisch zum Tauchrohr 3 vorgesehen, wobei diesmal ein etwas größerer Abstand des Leitapparats vom Eintrittsende des Gasrohres gewählt ist, der etwa gleich dem Tauchrohr-Innendurchmesser ist und vorzugsweise mindestens 170 % des Tauchrohrinnendurchmessers beträgt. Dies wird ungefähr als ein Mindestabstand angesehen.

In Fig. 3 ist erkennbar, daß die Eintrittskante des Tauchrohrs 3 abgerundet ausgeführt ist, und zwar etwa mit einem Abrundungsradius zwischen dem 0,65fachen und dem 0,9fachen der Wandstärke s des Tauchrohrs 3. Vorzugsweise ist dies auch eine Verdickung 10, die sich vorzugsweise mindestens zum Teil innerhalb des Tauchrohrs befindet. Hierdurch kann den Sekundärströmungen im Eintrittsbereich des Tauchrohrs in erheblichem Maße begegnet werden.

Insgesamt ergibt sich mit den geschilderten Maßnahmen auch eine nicht zu große Länge des Tauchrohrs wegen der Einbauten desselben, so daß zusätzliche Reibungsverluste nicht auftreten. Die genannten Mindestabstände sind in den Figuren mit 1_min an gegeben.

Claims

1. Hydrozyklon, vorzugsweise mit einem schlanken, kegelförmigen Hauptteil des Zyklonkörpers mit dem Auslaßende einer Schwerfraktion an der Kegelstumpfspitze und mit einem Tauchrohr am anderen Ende des Zyklons, das vorzugsweise zylindrisch ausgebildet ist, zur Abfuhr von einer Leichtfraktion, die im wesentlichen nicht Gas ist, sowie mit einem Leitapparat innerhalb des Tauchrohres zur Ablenkung der Strömung innerhalb desselben zwecks Rückgewinnung von Druckhöhe, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitapparat (5) in einem Mindestabstand vom Eintrittsende des Tauchrohrs (3) von dem halben Innendurchmesser des Tauchrohrs (3) angeordnet ist.

2. Hydrozyklon nach Anspruch 1, mit einem zusätzlichen, konzentrisch zum Tauchrohr und innerhalb desselben angeordneten Gasabzugsrohr (6), dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des Leitapparats (5) von der Eintrittsöffnung des Gasrohres (6) mindestens einen, vorzugsweise mindestens das 1,7fache des Tauchrohrinnendurchmessers beträgt.

3. Hydrozyklon nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Erstreckung (Schaufelbreite) der Schaufeln (7) des Leitapparats (5) 15-30% und im Fall des zusätzlichen zentralen Gasrohrs (6) zwischen 15 und 20% des Tauchrohrinnendurchmessers beträgt.

4. Hydrozyklon nach einem der Ansprüche 1-3, gekennzeichnet durch eine Abrundung der Eintrittskante des Tauchrohrs (6) mit einem Radius zwischen dem 0,65fachen und 0,9fachen der Wandstärke des Tauchrohrs (6).

5. Hydrozyklon nach einem der Ansprüche 1-4, gekennzeichnet durch eine umlaufende, abgerundete Verdickung (10) an der Eintrittskante des Tauchrohrs (6).

6. Hydrozyklon nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Verdickung (10) zumindest teilweise im Inneren des Tauchrohrs (6) befindet.

7. Hydrozyklon nach einem der Ansprüche 1-6, gekennzeichnet durch eine die Schaufelbreite am Anfang (Einströmende) der Schaufel (7) auf eine Breite von 0 herabsetzende Verschmälerung der Schaufel (7) über eine Länge derselben bis zu 20% des Tauchrohrinnendurchmessers.

8. Hydrozyklon nach Anspruch 7, derart gekennzeichnet, daß die Verschmälerung in Form eines Astes oder eines Ausschnittes des Astes einer Parabel oder Hyperbel erfolgt.

9. Hydrozyklon nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitapparat einfach gekrümmte Schaufeln (7) zum stoßfreien Auftreffen der Strömung am Anfang (Eintrittsbereich des Leitapparats 5) mit in Richtung stromabwärts abnehmender Krümmung bzw. Neigung gegen die durch die Schaufeln gehenden Radialebenen des Zyklons vorgesehen sind, wobei die Krümmung sich verringert bis hin zu einem geraden Verlauf der Schaufel (7) an ihrem Austrittsende, und sie mit diesem Austrittsende in einer entsprechenden Radialebene des Hydrozyklons liegen.