AT506940B1

AT506940B1 - DEVICE FOR SEPARATING SOLID PARTICLES FROM A DUMP

Info

Publication number: AT506940B1
Application number: AT19312008A
Authority: AT
Original assignee: Abz Zierler Ges M B H & Co Kg
Priority date: 2008-12-12
Filing date: 2008-12-12
Publication date: 2010-01-15
Also published as: AT506940A4

Description

österreichisches Patentamt AT506 940B1 2010-01-15Austrian Patent Office AT506 940B1 2010-01-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden von Feststoffteilchen aus einer Trübe mit einem von der Trübeflüssigkeit durchströmten Zyklonabscheider, mit einem zylinderförmigen Aufgabebereich, dem eine tangential im Mantel des zylinderförmigen Aufgabebereichs mündende Aufgabeeinrichtung zugehört, mit einem sich zu einem unterlaufseitigen Austragsbereich für angereicherte Trübe hin konisch verjüngenden Mantelabschnitt und mit einem überlaufseitigen Ausströmbereich für die gereinigte Trübe.Description: The invention relates to an apparatus for separating solid particles from a pulp with a cyclone separator through which the cloudy liquid flows, with a cylindrical feed area, which has a feed device opening tangentially in the casing of the cylindrical feed area, with an enriched discharge area for an outflow-side discharge area Cloudy towards conically tapered skirt section and with an overflow outflow area for the purified pulp.

[0002] Grundsätzlich soll der Feststoffanteil mit derartigen bekannten Vorrichtungen aus feststoffbeladenen Flüssigkeiten abgeführt werden. Dazu wird die feststoffbeladene Flüssigkeit einem Hydrozyklon zugeführt, wobei die Feststoffe in Folge der Zentrifugalkräfte die Mantelfläche entlang zum Austragsbereich für angereicherte Trübe hinverlagert werden.In principle, the solids content should be dissipated with such known devices from solids-laden liquids. For this purpose, the solids-laden liquid is fed to a hydrocyclone, wherein the solids due to the centrifugal forces are shifted along the lateral surface to the discharge area for enriched pulp.

[0003] Bei Zyklonabscheidern wird die zu reinigende Trübe unter Pumpendruck tangential in den zylinderförmigen Aufgabebereich des Zyklonabscheiders eingebracht, wobei die einge-brachte Trübe in eine Wirbelströmung versetzt wird. In einem dabei entstehenden abwärts gerichteten Primärwirbel wird in Folge der Zentrifugalkräfte bereits ein Großteil der Feststoffteilchen abgeschieden und die Mantelinnenfläche entlang zum Austragsbereich hin transportiert, wo sich die ausgeschiedenen Feststoffteilchen ansammeln und von wo diese Teilchen gegebenenfalls aus dem Zyklonabscheider ausgebracht werden können. Da sich der Strömungsquerschnitt für die Trübe zum unterlaufseitigen Austragsbereich hin allerdings verkleinert, wird die Hauptmenge der Flüssigkeit zur Umkehr gezwungen und strömt in einem aufwärts gerichteten Sekundärwirbel nach oben durch den überlaufseitigen Ausströmbereich für die gereinigte Trübe. Derartige Zyklonabscheider weisen üblicherweise einen zylinderförmigen Aufgabebereich auf, in dem der Trübe die Rotationsströmung gezwungen wird, ohne eine aufwändige Mechanik vorsehen zu müssen.In cyclone separators, the slurry to be cleaned under pump pressure is introduced tangentially into the cylindrical application area of the cyclone separator, wherein the introduced turbidity is placed in a turbulent flow. As a result of the centrifugal forces, a majority of the solid particles are already deposited in a resulting downward primary vortex and transported along the inner surface of the casing to the discharge area, where the precipitated solid particles accumulate and from where these particles can optionally be discharged from the cyclone separator. However, since the flow area for the slurry becomes smaller toward the downstream side discharge area, the main amount of the liquid is forced to be reversed and flows upwardly in an upward secondary vortex through the overflow side discharge area for the purified slurry. Such cyclone separator usually have a cylindrical task area, in which the slurry is forced to rotate, without having to provide a complex mechanism.

[0004] Hydrozyklone haben üblicherweise hohe Durchsatzraten bei kleinem Bauvolumen und sind somit sehr platzsparend einsetzbar, wobei ein Verschleiß einzelner Komponenten aufgrund des üblichen Baukastenprinzips bei entsprechender Gestaltung einfach beherrscht werden kann. Zu diesem Zweck können höher beanspruchte Baugruppen, wie beispielsweise der zylindrische Aufgabeabschnitt, gegebenenfalls als Austauschteil ausgebildet sein, welche Baugruppen mittels üblicher Kupplungen, insbesondere Flanschkupplungen, untereinander verbindbar sind. Als nachteilig hat es sich bei diesen Zyklonabscheidern allerdings erwiesen, dass keine gezielte Anreicherung der Trübe, im Sinne einer vordefinierbaren Anreicherungsrate der Trübe mit Feststoffteilchen, möglich ist und die Dichte der über den Austragsbereich aus dem Zyklonabscheider ausgebrachten und angereicherten Trübe stets von der Zusammensetzung der in den Zyklonabscheider eingebrachten Trübe abhängig ist. Eine Berücksichtigung bzw. ein Ausgleich von gegebenenfalls stark variierenden Dichteschwankungen in der aufgegebenen Trübe und somit auch in der angereicherten Trübe ist somit nicht möglich.Hydrocyclones usually have high throughput rates in a small volume and are thus very space-saving use, with a wear of individual components can be easily controlled due to the usual modular principle with appropriate design. For this purpose, higher-stress assemblies, such as the cylindrical task section, optionally be designed as a replacement part, which assemblies by means of conventional couplings, in particular flange, are interconnected. It has proved to be disadvantageous in these cyclone separators, however, that no targeted accumulation of the pulp, in the sense of a predefinable accumulation rate of the pulp with solid particles, is possible and the density of pulp discharged from the cyclone separator via the discharge area is always determined by the composition of pulp the cyclone separator introduced turbidity is dependent. A consideration or a compensation of possibly greatly varying density fluctuations in the abandoned pulp and thus also in the enriched pulp is thus not possible.

[0005] Ausgehend von einem Stand der Technik der vorgeschilderten Art liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Abscheiden von Feststoffteilchen aus einer Trübe derart auszubilden, dass mit möglichst einfachen Mitteln das Auslangen gefunden werden kann und trotzdem eine möglichst gleichbleibende Dichte der angereicherten und auszutragenden Trübe gewährleistet werden kann.Based on a prior art of the pre-described type, the invention has for its object to form a device for separating solid particles from a pulp such that with the simplest possible means Auslangen can be found and still the most consistent density of the enriched and can be guaranteed to be discharged.

[0006] Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass an den unterlaufseitigen Austragsbereich für angereicherte Trübe ein Ventil angeschlossen ist, dem ein die Dichte der angereicherten Trübe messender Sensor vorgelagert ist.The invention solves this problem in that a valve is connected to the lower-side discharge area for enriched pulp, which is preceded by a density of the enriched pulp measuring sensor.

[0007] Mit dem Vorsehen des die Dichte der angereicherten Trübe messenden Sensors, zusammen mit einem hinsichtlich seiner Durchflussmenge regelbaren Ventil, kann eine vorgegebene Mindestdichte der auszutragenden, angereicherten Trübe dadurch gewährleistet werden, dass der Öffnungswinkel des Ventils in Abhängigkeit der im unterlaufseitigen Austragsbereich für die angereicherte Trübe vorherrschenden Dichte der Trübe eingestellt wird. Erfolgt die Messung in diesem Bereich, also im Wesentlichen nahe dem Auslassventil, kann eine übermäßige 1/4 österreichisches Patentamt AT506 940B1 2010-01-15With the provision of the density of the enriched pulp measuring sensor, together with a controllable in terms of its flow rate valve, a predetermined minimum density of discharged, enriched pulp can be ensured by the fact that the opening angle of the valve in dependence on the downstream side Austragsbereich for enriched turbidity prevailing density of the slurry is adjusted. If the measurement is carried out in this area, ie substantially close to the outlet valve, an excessive 1/4 Austrian Patent Office AT506 940B1 2010-01-15

Anreicherung von Feststoffanteilen in diesem Bereich vermieden werden. Eine übermäßige Anreicherung hätte gegebenenfalls zur Folge, dass ein Anteil der Feststoffteilchen über den Sekundärwirbel zum Ausströmbereich für die gereinigte Trübe gelangen könnte. Eine übermäßige Abfuhr von zu wenig angereicherter Trübe hat hingegen eine Mehrmenge an Nachzubehandelnder Trübe zur Folge, was unmittelbar den Reinigungsaufwand und somit die Betriebskosten für eine Abscheideanlage erhöht. Überschreitet die Dichte der Trübe im Austragsbereich für angereicherte Trübe einen vorgebbaren, von der Zusammensetzung der Trübe abhängigen Wert, muss lediglich die Öffnungsstellung des Ventils entsprechend nachgestellt werden, um den gewünschten sauberen Austrag gewährleisten zu können. Das Öffnen dieses Ventils kann stufenlos oder schrittweise erfolgen. Im einfachsten Fall wird somit lediglich das Ventil für eine bestimmte Dauer oder bis zum Unterschreiten eines Dichtwertes der Trübe geöffnet und anschließend wieder geschlossen.Enrichment of solids in this area can be avoided. Excessive enrichment might have the consequence that a proportion of the solid particles could pass through the secondary vortex to the discharge area for the purified pulp. Excessive removal of too little enriched pulp, however, has an additional amount of Nachzubehandelnder pulp result, which immediately increases the cleaning effort and thus the operating costs of a separation plant. If the density of the slurry in the discharge area for enriched pulp exceeds a specifiable value which depends on the composition of the pulp, only the opening position of the valve must be adjusted accordingly in order to ensure the desired clean discharge. The opening of this valve can be stepless or stepwise. In the simplest case, therefore, only the valve is opened for a certain duration or until it falls below a density value of the turbid and then closed again.

[0008] Besonders vorteilhafte Konstruktionsverhältnisse, nicht nur für das Anbringen des Sensors, sondern auch zur Messung des Standes der Feststoffteilchen in der angereicherten Trübe ergeben sich, wenn der die Dichte der angereicherten Trübe messende Sensor an einem zumindest annähernd zylinderförmigen Mantelabschnitt des Zyklonabscheiders zwischen dem sich konisch verjüngenden Mantelabschnitt und dem Ventil angeordnet ist.Particularly advantageous design conditions, not only for the attachment of the sensor, but also for measuring the state of the solid particles in the enriched pulp arise when the density of the enriched pulp measuring sensor on an at least approximately cylindrical shell portion of the cyclone between the conically tapered skirt portion and the valve is arranged.

[0009] Wird der die Dichte der angereicherten Trübe messende Sensor zudem an der Mantelaußenfläche des Zyklonabscheiders befestigt, ist gewährleistet, dass ein gegebenenfalls beschädigter oder defekter Sensor rasch und problemlos ausgewechselt werden kann und wird der Zyklonabscheider durch keine Durchbrechungen geschwächt.If the density of the enriched pulp measuring sensor also attached to the outer shell surface of the cyclone, it is ensured that an optionally damaged or defective sensor can be replaced quickly and easily and the Zyklonabscheider is weakened by any breakthroughs.

[0010] Um die ordnungsgemäße gewünschte Anreicherung der Trübe, insbesondere auch bei variierender Dichte der in den Zyklonabscheider aufgegebenen Trübeflüssigkeit, gewährleisten zu können, empfiehlt es sich eine an den Sensor angeschlossene Steuer- bzw. Regeleinrichtung vorzusehen, welche die Öffnungsstellung des Ventils in Abhängigkeit der vom Sensor gemessenen Dichte der angereicherten Trübe im Sinne eines Erzielens eines definierbaren Dichtewertes steuert oder regelt. Dabei ist es von Vorteil, wenn der Sensor derart ausgestaltet ist, dass mit ihm nicht nur ein Mittelwert der Dichte über seinen Messbereich in axialer Richtung des Zyklonabscheiders gemessen werden kann, sondern auch Dichteunterschiede der Trübe in Auslassrichtung also in Richtung der Achse des Zyklonabscheiders aufgenommen werden können. Dazu können in axialer Richtung des Zyklonabscheiders gegebenenfalls zwei oder mehrere Sensoren vorgesehen sein.In order to ensure the proper desired accumulation of the slurry, especially at varying density of the discontinued in the cyclone slurry, to ensure it is advisable to provide a sensor connected to the control or regulating device, which the open position of the valve in dependence of Controlled by the sensor density of the enriched pulp in the sense of achieving a definable density value controls. It is advantageous if the sensor is designed such that not only an average value of the density over its measuring range in the axial direction of the cyclone can be measured with him, but also density differences of the turbidity in the outlet direction are thus taken in the direction of the axis of the cyclone can. For this purpose, optionally two or more sensors may be provided in the axial direction of the cyclone separator.

[0011] Besonders einfache bauliche und steuerungstechnische Verhältnisse ergeben sich, wenn der Sensor ein Ultraschallsensor ist. Allerdings kann es je nach Zusammensetzung der Trübe auch erforderlich sein, dass der zumindest annähernd zylinderförmige Mantelabschnitt des Zyklonabscheiders zwischen dem sich konisch verjüngenden Mantelabschnitt und dem Ventil zumindest teilweise lichtdurchlässig ausgebildet ist und dass der Sensor eine Lichtquelle, insbesondere eine Laserlichtquelle und einen Lichtdetektor umfasst. Dabei kann die Lichtquelle auf einer Seite der Mantelfläche angeordnet und kann der Lichtdetektor der gegenüberliegenden Mantelfläche zugeordnet sein. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Lichtquelle und den Lichtdetektor an einer Seite einer Mantelfläche in den Fluidstrom einzukoppeln, und das von der gegenüberliegenden Mantelfläche reflektierte Licht mit einem Lichtdetektor zu erfassen.Particularly simple structural and control engineering conditions arise when the sensor is an ultrasonic sensor. However, depending on the composition of the slurry, it may also be necessary for the at least approximately cylindrical jacket section of the cyclone separator to be at least partially translucent between the conically tapering jacket section and the valve, and for the sensor to comprise a light source, in particular a laser light source and a light detector. In this case, the light source can be arranged on one side of the lateral surface and the light detector can be assigned to the opposite lateral surface. Another possibility is to couple the light source and the light detector on one side of a lateral surface in the fluid flow, and to detect the light reflected from the opposite lateral surface with a light detector light.

[0012] In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles schematisch dargestellt. Diese Zeichnung zeigt einen Zyklonabscheider mit zugehöriger Riegeleinrichtung im teilgeschnittenen Querschnitt.In the drawing, the invention is illustrated schematically using an exemplary embodiment. This drawing shows a cyclone separator with associated locking device in a partially sectioned cross section.

[0013] Eine Vorrichtung zum Abscheiden von Feststoffteilchen aus einer Trübe umfasst einen von der Trübeflüssigkeit durchströmten Zyklonabscheider 1 mit einem zylinderförmigen Aufgabebereich 2 dem eine tangential am Mantel des zylinderförmigen Aufgabebereich angeordnete Aufgabeeinrichtung 3 zum einleiten einer zu reinigenden Trübe zugehört. Des Weiteren umfasst diese Vorrichtung einen sich zu einem unterlaufseitigen Austragsbereich 4 für angereicherte Trübe hin konisch verjüngenden Mantelabschnitt 5 und einen überlaufseitigen Ausströmbereich 6 für gereinigte Trübe.A device for separating solid particles from a pulp comprises a flowed through by the turbid liquid cyclone separator 1 with a cylindrical task area 2 to which a tangentially arranged on the shell of the cylindrical task area task device 3 for initiating a slurry to be cleaned listened. Furthermore, this device comprises a jacket section 5 that conically tapers to an underflow-side discharge area 4 for enriched slurry and an overflow-side discharge area 6 for cleaned slurry.

Claims

Austrian Patent Office AT506 940B1 2010-01-15 In order to be able to regulate the density of the turbid discharged in a simple manner, a valve 7 is connected to the downstream discharge area 4 for the enriched pulp, upstream of which the density of the enriched pulp measuring sensor 8 precedes is. This density of the enriched cloudy measuring sensor 8 is arranged on an at least approximately cylindrical shell portion of the cyclone separator 1 between the conically tapering jacket portion 5 and the valve 7. In order to adjust the density of the discharged turbidity as simple and easy as possible without great effort, a connected to the sensor 8 control / regulating device 9 together with associated log memory 10 is provided which the open position of the valve 7 in dependence of the Sensor 8 measured density of the enriched pulp in terms of achieving a predefined density value controls or regulates. 1. An apparatus for separating solid particles from a slurry with a flowed through by the turbid liquid cyclone separator with a cylindrical task area, which belongs to a tangentially opening in the shell of the cylindrical task area task device, with a conically tapered to a downstream discharge area for enriched pulp over the jacket section and with an overflow outflow area for the purified pulp, characterized in that at the lower-side discharge area (4) for enriched pulp, a valve (7) is connected, which is preceded by a density of the enriched pulp measuring sensor (8).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the density of the enriched pulp measuring sensor (8) is arranged on an at least approximately cylindrical shell portion of the cyclone separator (1) between the conically tapered skirt portion (5) and the valve (7) ,

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the density of the enriched pulp measuring sensor is arranged on the outer shell surface.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that a to the sensor (8) connected control / regulating device (9) is provided which the open position of the valve (7) in dependence of the sensor (8) measured density the enriched pulp in the sense of achieving a definable density value controls / regulates.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the sensor is an ultrasonic sensor.

6. Device according to one of claims 2 to 4, characterized in that the at least approximately cylindrical shell portion of the cyclone separator (1) between the conically tapered skirt portion (5) and the valve (8) is at least partially transparent and that the sensor has a Light source, in particular a laser light source, and a light detector comprises. 1 sheet of drawings 3/4