DE953601C

DE953601C - Zyklon

Info

Publication number: DE953601C
Application number: DEK27094A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Emmerich Poechmueller
Original assignee: Krauss Maffei AG
Current assignee: Mannesmann Demag Krauss Maffei GmbH
Priority date: 1955-10-15
Filing date: 1955-10-15
Publication date: 1956-12-06

Description

Zyklon Die Erfindung bezieht sich auf einen Zyklon mit einer axialen Zuleitung und einer daran anschließenden schraubenförmigen Strömungsführung für das mit Druck zugeführte Einlaufgut und einer an eine zylindrische Wirbelkammer anschließenden Spitze mit einer Ablaufvorrichtung für den abgeschiedenen Feststoff sowie einem koaxial angeordneten Überlaufrohr für das abgeschiedene Trägermedium.
Bei den bekannten Zyklonen dieser Art ist als axiale Zuleitung für das Einlaufgut ein Ringhanal vorgesehen, der durch den Innenmantel der Wirbelkammer und den Außenmantel des mit einem Ende in diese hineinragenden Überlaufrohres gebildet ist. In diesem Ringkanal ist als schraubenförmige Strömungsführung für das Einlaufgut eine in der Regel mehrgängige feststehende Schnecke angeordnet. An das andere Ende der Wirbelkammer ist in üblicher Weise eine Spitze angeschlossen und die Spitzenmündung durch ein Absperr- bzw. Regelventil ganz oder teilweise verschließbar. Das durch die Zuleitung in den Ringkanat eintretende Einlaufgut erhält durch die Schnecke einen Drall, der beim Durchströmen des Gutes durch die Wirbelkammer eine Trennung der Feststo#ffe vom Trägermedium bewirkt. Während die Feststoffe die Wirbelkammer durch die Spitze verlassen, strömt das Trägermedium im Gegenstrom zum Einlaufgut durch das Überlaufrohr ab. Die Ableitung des Trägermediums entgegen der Strömungsrichtung des Einlaufgutes und die Ableitung des abgeschiedenen Feststoffes in dieser Richtung bedingen eine Vielzahl von Umgehungsleitungen, Kniestücken, Krümmern od. dgl. zu dem Zuführungs- und Ableitungsrohrstrang, durch die ein bedeutender Aufwand an Material, Anschaffungs- und Instandhaltungskosten entsteht, insbesondere dann, wenn mehrere dieser Zvklone gleichzeitig an den Rohrstrang angeschlossen sind. Auch bereitet bei den bekannten Zyklonen das Einstellen des gewünschten Trennungsgrades des Festgutes durch Verändern des DurQhströmquerschnittes des Absperr- bzw. Regelventils Schwierigkeiten, weil bei ein-er zu großen öffnung der Spitzenmündung keine Feststoffanlagerung in der Spitze entstehen und infolge fehlender Puffer- und Abschlußwirkung das Trägermedium seinen Weg statt durch das Überlaufrohr durch den Feststoffablauf nehmen kann. Dieser Mangel tritt beispielsweise auch bei einer ungewollten oder unkontrollierbaren Änderung der Konzentration des Einlaufgutes oder der Korngröße des in diesem enthaltenen Feststoffes ein, weshalb das Abschluß- und Regelventil ständig zu Überwachen ist.
Hier setzt die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, die bekannten Zyklone mit den eingangs erwähnten Merkmalen so weiterzubilden. daß sie bei einfachster Bauweise den unmittelbaren Einbau in eine etwa geradlinig verlaufende Rohrleitung für das zu trennende Einlaufgut erlauben und einen möglichst störungs- und wartungsfreien Betrieb gewährleisten.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß das Überlaufrohr im Raum der Spitze angeordnet und mit radialem Abstand durch die Spitzenmündung hindurchgeführt ist, an die quer zum überlaufrohr das Ablaufrohr für die Feststoffe angeschlossen ist, derart, daß zum Einbau des Zyklons in eine Rohrleitung das abgeschiedene Trägermedium praktisch umlenkfrei in Zuführungsrichtung des Einlaufgutes und die Feststoffe quer dazu abgeleitet werden.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Ausbildung des Zyklons ist darin zu sehen, daß der Aufbau der Zu- und Abführungsrohranlage für das Einlaufgut und dessen getrennte Bestandteile einfacher und Übersichtlicher ist, wodurch auch die Anschaffungskosten vermindert werden. Der Vorteil eines störungs- und praktisch wartungsfreien Betriebes wird dadurch gewährleistet, daß durch die Ansammlung von Feststoff in dem Auffangtrichter eine Puffer- und Abschlußwirkung erzielt wird, wo- durch ein Durchbruch des getrennten Trägermediums in den Ablauf des Feststoffes mit Sicherheit vermieden wird. Daher kann auch das bisher an der Spitzenmündung angeordnete empfindliche und einer ständigen Wartung bedürfende Ventil durch einen einfachen Absperrhahn an der Trichtermündung ersetzt werden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes in einem Teillängsmittelschnitt durch denselben schematisch dargestellt. Ein zum Trennen einer Schlammtrübe, vorzugsweise einer Kohlenschlammtrübe dienender, im allgemeinen als Hydrozyklori bezeichneter Zyklon ist mit dem einen Ende des zylindrischen, die Wirbelkammer i bildenden Gehäuses :2 an ein Zuführungsrohr 3 für diese Trübe so angeschlossen, daß das Einlaufgut durch die Zuleitung 4 in axialer Richtung in das Gehäuse -- eintritt. Unmittelbar hinter der axialen Zuleitung 4 ist im Gehäuse 2 eine als schraubenförmige Strömungsführung dienende feststehende Schnecke 5 vorgesehen, die in bekannter Weise eine in StrömungsTichtung des Einlaufgutes abnehmende Steigung aufweist, um eine möglichst weitgehende Umwandlung der Axialbewegung des Einlaufgutes in eine Rotationsbewegung zu gewährleisten. Außerdem hängt vom engsten Durchflußquerschnittzwischen den Schneckengängen diegrößtmögliche Durchsatzmenge des Hydrozyklons ab. Erfindungsgemäß ist in der an die Strömungsführung anschließenden Wirbelkammer i eine mit dem Innenmantel des zylindrischen Gehäuses 2 fest verbundene Spitze 6 angeordnet und die Spitzenmündung 7 etwa in der gleichen Ebene der dem Einlauf gegenüberliegenden Stirnfläche des Gehäuses 2 vorgesehen. Des weiteren ist nach der Erfindung an dieser S tirnfläche des Gehäuses 2 ein Krümmer 8 angeordnet, an dessen Außenmantel in Achsrichtung des Gehäuses 2 ein Rohrstutzen 9 vorgesehen ist. In diesem Rohrstutzen 9 ist ein Überlaufrohr io axial verschiebbar gelagert, das durch den Krümmer 8 und die Spitzenmündung 7 in die Wirbelkammer i hineinragt, wobei die Spitzenmündung 7 das Überlaufrohr io mit radialein Ab- stand umschließt. Der Außendurchmesser des überlaufrohres io nimmt im Bereich der Spitzenmündung 7 zum freien Einströmende stetig ab und weist im Bereich des Rohrstutzens 9 zähnlückenartige Ausfräsungen ii auf, in die ein auf dem Rohrstutzen 9 angeordnetes, drehbar gelagertes Ritzel 12 eingreift. Dieses Ritzel 1:2 sitzt auf einer durch ein Handrad 13 bedienbaren Welle 14. Durch Drehen des Handrades 13 wird das Überlaufrohr io axial verschoben, wodurch der Durchströniquerschnitt der Spitzenmündung 7 verändert werden kann. An den Rohrstutzen 9 schließt eine der Ab- leitung der ausgeschiedenen Flüssigkeit des Einlaufgutes dienende Rohrleitung an. Am freien Ende des Krümmers 8 ist ein Auslauftrichter 15 vorgesehen, dessen dem Krümmer 8 abgekehrtes verjüngtes Ende eine mittels eines Absperrhahnes 16 teilweise oder ganz verschließbare Feststoffaustragsöffnung 17 aufweist.
Das durch das Zuführungsrohr 3 mit Druck in das Gehäuse:2 einströmende Einlaufgut unterliegt durch den ihn von der Führungsschnecke 5 erteilten Drall einer Zentrifugalkrafteinwirkung, die bewirkt,daß sich die spezifisch schwereren Feststoffteilchen an den Innenmantel des Gehäuses:2 anlegen, während die leichtere Flüssigkeit sich im Kern des Wirbels aufhält. Die abgeschiedenenFeststoffteilchen durchströmen die Spitze 6 und treten durch die ringspaltförmige Spitzenmündung 7 in den Krümmer und gelangen. in den Auslauftrichter 15, aus welchem sie durch die Feststoffaustrags-Öffnung 17 austreten können. Hierbei wirkt der K,rümmer als Speicherraum für das Austraggut, das infolge dieser Puffer- und Abschlußwirkung sicherstellt, daß keine Flüssigkeit aus der Feststoffaustragöffnung 17 austreten und den Entwässerungsgrad des Feststoffes beeinträchtigen kann. Die ,spezifisch leichtere Flüssigkeit, die- keinen oder keinen nennenswerten Feststoffgehalt mehr aufweis .t, rotiert nahe der Längsachse des Gehäuses:2 um diese und fließt durch das zentral angeordnete Überlaufrohr io in Richtung des Einlaufgutes ab. Durch axiale Verschiebung des Überlaufrohres io kann dessen Tauchtiefe in der Wirbelkammer i den Betriebsverhältnissen, wie der Konzentration und dem Druck des Einlaufgutes angepaßt werden, was sich auf die Klärung der abgeschiedenen Flüssigkeit auswirkt. Durch axiales Verschieben des kegelförmig verjüngten Überlaufrohres io kann die Weite des Ringspaltes der Spitzenmündung 7 auch so eingestellt werden, wie dies die Korngröße der Feststoffteilchen verlangt oder wie es für eine optimale Leistung des Hydrozyklons hinsichtlich der je Zeiteinheit abgeschiedenen Feststoffmenge erforderlich ist. Selbstverständlich ist es auch möglich, mehrere dieser Hydrozyklone in einer Rohrleitung parallel oder auch hintereinander zu schalten, um die abgeschiedenen Flüssigkeits- und Feststoffmengen zu erhöhen oder den Entwässerungsgrad der abgeschiedenen Flüssigkeit verändern zu können.

Claims

PATENTANSPRÜCHE.- i. Zyklon mit einer axialen Zuleitung und einer daran anschließenden schraubenförmigen Strömungsführung für das mit Druck zugeführte Einlaufgut und einer an eine zylindrische Wirbelkammer anschließenden Spitze mit einer Ablauf vorrichtung für den abgeschiedenen Feststoff sowie einem koaxial angeordneten Überlaufrohr für das abgeschiedene Trägermedium, dadurch gekennzeichnet, daß das Überlaufrohr (io) im Raum der Spitze (6) angeordnet und mit radialem Abstand durch die Spitzenmündung (7) hindurchgeführt ist, an die quer zum Überlaufrohr die Ablaufvorrichtun.g für die Feststoffe angeschlossen ist, derart, daß zum Einbau des Zyklons in eine Rohrleitung das abgeschiedene Trägermedium praktisch umlenkungsfrei in Zuführungsrichtung des Einlaufgutes und die Feststoffe quer dazu abgeleitet werden. :2. Zyklon nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaufmündung des Überlaufrohres (io) der Auslaufmündung des Zuführungsrohres (3) gegenüberliegt und mindestens im Abstand von der die schraubenförmige Zwangsströmung des Einlaufgutes erzeugenden Strömungsführung angeordnet ist. 3. Zyklon nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Ablaufvorrichtung für die Feststoffe ein an die Spitzenmündung (7) angeschlossener, als Sammelraum bemessener und vom Überlaufrohr (io) durchsetzter Krümmer (8) vorgesehen ist, dessen freies Ende einen mit einem Absperrhahn (16) versehenen Auslauftrichter (15) aufweist. -4. Zyklon nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Überlaufrohr (io) in der Spitzenmündung (7) und im Krümmer (8) axial verschiebbar und einstellbar angeordnet ist. 5. Zyklon nach den Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Überlaufrobr (io) zur Veränderung des Durchströmquerschnittes der Spitzenmündung (7) einen zum freien Einströmende stetig verminderten oder vergrößerten Außendurchmesser aufweist. 6. Zyklon nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als StrÖmungsführung für das Einlaufgut eine feststehende bekannte Führungsschnecke (5) mit in Strömungsrichtung abnehmender Steigung der Schneckengänge vorgesehen ist. 7. Zyklon nach den Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschnecke (5), die Wirbelkammer (i) und die Spitze (6) in einem außen zylindrischen Gehäuse (2) vorgesehen sind, das an den Enden Anschlußflansche für das Zuführungsrohr (3) und den als Saminelraum dienenden Krümmer (8) aufweist.