INJECTOR FOR A FLOTATION APPARATUS

Abstract: 1. Flotation apparatus having an injector serving to introduce a mixture of gas and fluid into the flotation apparatus, the injector having a constriction and a mixing section (5) behind this and also a gas intake guided centrally into the constriction, characterised by the following features of the injector : a) the constriction (3, 4) widens abruptly towards the mixing section (5), b) the centrally guided gas intake (6) ends a short distance behind the constriction (3, 4) in the mixing section (5), c) the mixing section (5) has a second constriction (7) widening like a diffusor.

Description: Injektor für Flotationsapparate Die Erfindung betrifft einen Injektor entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein solcher Injektor ist bekannt geworden durch die deutsche Offenlegungsschrift 2701702. Bei diesem Injektor wird in einem Flotationsbehälter vorgeschalteten Behälter ein Gemisch aus einer Flüssigkeit z.B. einer Suspension und Gas, z.B. Luft, vorbereitet, ehe dieses dann der eigentlichen Flotationszelle zugeführt wird. Bei diesem Injektor sind zwei hintereinander geschaltete Drosselstellen vorgesehen, jedoch ist die zweite Drosselstelle unabhängig vom Injektor angeordnet und mit diesem über eine Regeleinrichtung gekoppelt, welche die ganze Apparatur etwas kompliziert und in gewisser Weise auch störanfällig macht, was sie schon aus diesem Grunde an sich nicht gut geeignet für die Flotation in Grossanlagen erscheinen lässt. Darüber hinaus scheint diese Einrichtung nur zu funktionieren, wenn der Injektor mit nachgeschalteter Mischstrecke im wesentlichen senkrecht in den Behälter eintaucht. Auch dies ist ein m- stand, der die Apparatur für den Einsatz in äusserst gross dimensionierten Flotationsbehältern z.B. von Deinkinganlagen der Papierindustrie als ungeeignet erscheinen lässt. Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen einfach aufgebauten Injektor zu schaffen, der insbesondere für Grossapparate geeignet ist. Er soll dabei einen guten Wirkungsgrad aufweisen, d.h. insbesondere auch die Durchmischung der zu flotierenden Suspension mit feinsten Gasbläschen optimal ermöglichen. Diese Aufgabe wir erfindungsgemäss bei einem Injektor der eingangs genannten Art durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, insbesondere aus Anspruch 2, 4 und 5. Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Dabei zeigt Figur 1 a und b den Injektor gemäss der Erfindung im Längsschnitt in Vertikal- und Hori zontal-Richtung, Figur 2 die Injektoranordnung mit einem vertikal angeordneten, runden, d.h. zylindrischen Flotationsbehälter und Figur 3 eine andere Ausführungsform des In jektors. Die zu flotierende Suspension wird in den Flotationsbehälter 1 durch den Injektor mit feinsten Gasbläschen durchmischt zugeführt. Dieser Injektor weist zunächst ein kreiszylindrisches Zufuhrrohr 2 für die Suspension auf. Es endet in einer Blende 3 oder einer nicht erweiterten Düse 4. Wichtig ist für die Funktion des Injektors, dass diese Verengungsstellen, die sich am Anfang der Mischstrecke 5 befinden, abrupt zur Mischstrecke 5 erweitern. Das Zufuhrrohr 6 für das Gas, d.h. für die Luft, ist zentral im letzten Abschnitt des Zufuhrrohrs 2 für die Suspension und zentral durch die Verengungsstelle, d.h. die Blende oder die Düse ein kurzes Stück in die Mischstrecke 5 hineingeführt. Die Mischstrecke 5 besteht im wesentlichen aus einem rechteckigen Kasten mit einem kreiszylinderförmigen Eintrittsteil 9. Dabei weist der Kasten eine zweite Verengungsstelle 7 auf. Diese Verengungsstelle ist unsymetrisch zu gedachten Mittellinie 8 der Mischstrecke 5 angeordnet. Wesentlich für sie ist die diffusorartige Erweiterung hinter dem engsten Querschnitt dieser Verengungsstelle 7. Durch diese zweite Verengungsstelle wird eine Vergleichmässigung des Strömungsprofiles erreicht, so dass die Wirkung des Diffusorteils der Mischstrecke 7 optimal erfolgt, d.h. man erzielt die grösstmögliche Drucksteigerung der Strömung. Man erkennt dann aus Figur 2, dass sich an die Mischstrecke 5 ein kastenförmiges Einströmteil 10 des Injektors anschliesst. Dieses Teil 10 ist etwa tangential an den Flotationsbehälter 1 angeschlossen. Dabei endet es an einem inneren, konzentrisch im Behälter 1 angeordneten Führungszylinder 11. Ferner erkennt man aus Figur 2 eine seitliche Offnung an der radial inneren Wandung des Kasten 10, die im unteren Teil desselben angeordnet ist. Hierdurch kommt es zu einer Durchmischung der frisch einströmenden Suspension mit der Strömung in dem Flotationsbehälter 1. Es hat sich gezeigt, dass ein solche Anordnung besonders günstig für den Flotationseffekt ist. Es ist noch nicht weiter dargestellt, dass die Suspension in einer schraubenlinienförmigen Bewegung in dem Flotationsbehälter im äusseren Ringraum 12 zunächst nach oben strömt, wo der gebildete Flotationsschaum abgezogen wird, und das danach die Strömung wieder sich nach unten zu am Boden des Flotationsbehälters 1 befindlichen Abzugs öffnung 13 für die gereinigte Suspension richtet. Es hat sich die dargestellte Ausführungsform mit den rechteckigen Querschnitten als besonders günstig erwiesen. Es kommt jedoch auch ein runder z.B. ein elyptischer Querschnitt in Frage. Ebenso kann die unsymetrisch liegende zweite Verengungsstelle auch im Verhältnis zu Horizontal-Richtung unsymetrisch in der Mischstrecke 5 angeordnet sein. Die Verengungsstelle hat den Sinn, das Strömungsprofil hinter der ersten Verengungsstelle zu vergleichmässigen. Dadurch, dass sie unsymmetrisch angeordnet ist, braucht sie nicht einen zu kleinen, lichten Querschnitt aufweisen, so dass der nachgeschaltete Diffusor recht kurz ausgeführt werden kann. Machte man die Verengungsstelle bei symmetrischer Anordnung derselben sehr eng, um das gleiche gleichmässige Geschwindigkeitsprofil der Strömung zu erzielen,müsste der Diffusorteil entsprechend lang ausgeführt werden. Es hat sich als günstig herausgestellt, wenn das Gaszufuhrrohr 6 etwa 50-70 mm hinter der engsten Stelle in der Mischstrecke 5 endet. Dabei hat das Zufuhrrohr einen Durchmesser von 200 mm und das Übergangs stück 9 maximal einen solchen von 250 mm ¯. Die Durchmesser könnten aber z.B. auch gleich sein. Die absolute Grösse aller Querschnitte wird durch den angestrebten Luftdurchsatz und den Austrittsdruck bestimmt.

Claims: Patentansprüche 1. Injektor zur Einführung eines Gas- Flüssigkeits-Gemischs in einen Flotationsapparat, mit einer Verengungsstelle u. einer dieser nachgeschalteten Mischstrecke, gekenn zeichnet durch die folgenden Merkmale: a) die Verengungsstelle erweitert sich abrupt zur Misch strecke, b) durch die Verengungsstelle (3, 4) ist zentral ein Gas zufuhrrohr (6) in die Mischstrecke (5) geführt, das kurz hinter der Verengungsstelle (3 > 4) in der Misch strecke (5) endet, c) die Mischstrecke (5) weist eine zweite, sich wieder diffusorartig erweiternde Verengungsstelle (7) auf. 2. Injektor nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Verengungsstelle (7) unsymmetrisch zur Mit telachse (8) der ohne Verengungsstelle (7) gedachten Mischstrecke (5) liegt. 3. Injektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischstrecke ein kreiszylindrisches Anfangsteil (9) und ein anschliessendes, dieses mit einem Anschluss teil von rechteckigem Querschnitt verbindendes Uber- gangsteil aufweist, in dem die zweite Verengungsstelle (7) vorgesehen ist. 4. Injektor nacheinander Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekenn zeichnet, dass die erste Verengungsstelle eine Blende (3) oder nicht erweiterte, Norm- oder Viertelkreisdüse (4) ist. 5. Injektor nach einem aer Ansprüche 1 bis 4 dadurch ge kennzeichnet, dass die zweite Verengungsstelle (7) un symetrisch in Bezug auf die Vertikale in der Misch strecke (5) liegt. 6. Injektor nach einem der Ansprüche 1 bis 5 gekennzeichnet durch einen. Anschlusskasten (10) mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt des Injektors an dem vertika len,kreiszylindrischen Flotationsbehälter (1) mit im wesent lichen kreis#örmigen Horizontal-Querschnitt, wobei die radial innere Wandung des Anschlusskastens (10) durch eine öffnung unterbrochen ist und an einem tooxial im Flotationsbehälter (1) liegenden Leitzylinder (11) endet. 7. Injektor nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch ge kennzeichnet, dass der Anschluss des Injektors an den Flo tationsbehälter (1) in Bodennähe desselben und im wesent lichen tangential vorgesehen ist.

Inventors: DORFLINGER, HANS-DIETER, SCHWEISS, PETER, Dörflinger, Hans-Dieter
Applicants: J.M. VOITH GMBH
Application year: 1983
Main classification: B03D1
IPC codes: B01F5, D21F1, B03D1, C02F3