DE19920237A1 - Method and device for mechanical separation of a disperse system - Google Patents
Method and device for mechanical separation of a disperse systemInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum mechanischen Trennen eines dispersen Systems in zwei oder mehrere disperse Systeme mit unterschiedlichen Eigenschaften in einem Zentrifugalabscheider und eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung.The invention relates to a method for mechanical separation of a disperse Systems into two or more disperse systems with different properties in a centrifugal separator and a suitable one for carrying out the method Contraption.
Als disperse Systeme kommen solche in Frage, bei denen die disperse Phase fest, flüssig oder gasförmig ist und das Dispersionsmittel entweder flüssig oder gasförmig, also fluid ist. Die mechanische Trennung eines derartigen dispersen System identischer Partikeldichte in Grob- und Feingut wird als "Klassieren" bezeichnet. Wird eine Trennung nach unterschiedlichen Dichten durchgeführt, so spricht man von "Sortieren". Werden Partikel von einem sie umgebenden flüssigen oder gasförmigen Dispersionsmittel getrennt, so handelt es sich um ein Abscheideverfahren. Zur Durchführung der mechanischen Trennverfahren "Klassieren", "Sortieren" und "Abscheiden" werden sogenannte Zentrifugalabscheider, auch Zyklone genannt, eingesetzt.Suitable disperse systems are those in which the disperse phase is solid, is liquid or gaseous and the dispersant is either liquid or gaseous, is fluid. The mechanical separation of such a disperse system identical particle density in coarse and fine material is called "classifying". Becomes a separation according to different densities is called "Sort by". Are particles of a surrounding liquid or gaseous Separating dispersant, it is a separation process. For Implementation of the mechanical separation processes "classifying", "sorting" and "Separation" are so-called centrifugal separators, also called cyclones, used.
Ein gattungsgemäßes Verfahren und die dazugehörige Vorrichtung sind aus der DE 39 36 078 C2 bekannt. Das zur Steuerung des Grades der Trennung eines fluiden Mehrphasengemisches bestimmte Verfahren wird unter Verwendung eines Zyklon abscheiders mit einem Drallerzeuger durchgeführt. Dabei wird der gesamte Stoffstrom durch eine erste Teilung auf mindestens zwei Teilströme aufgeteilt oder es werden mindestens zwei Eingangsstoffströme für den Zyklonabscheider verwendet, wobei mindestens einer der Teilströme in seiner Größe veränderbar ist. Die Teilströme werden gegebenenfalls weiter aufgeteilt und anschließend den Zuführungskanälen des Drallerzeugers zugeleitet. Der Drallerzeuger besitzt eine Drallkammer mit mehreren tangentialen Zuführungskanälen, die die gleiche Querschnittsfläche haben und deren Anzahl geradzahlig ist.A generic method and the associated device are from the DE 39 36 078 C2 known. That to control the degree of separation of a fluid Multi-phase mixture certain method is using a cyclone separator carried out with a swirl generator. The entire material flow divided into at least two partial streams by a first division or there will be used at least two input material flows for the cyclone separator, wherein at least one of the partial streams can be changed in size. The partial flows may be further divided and then the feed channels of the Swirl generator fed. The swirl generator has a swirl chamber with several tangential feed channels that have the same cross-sectional area and their Number is even.
Der Nachteil dieser Verfahrensweise und der dazugehörigen Vorrichtung besteht vor allem darin, daß der Abscheidegrad nur in einem sehr kleinen Bereich variiert werden kann, oder den Einbau einer verhältnismäßig großen Anzahl an tangentialen Zuführungskanälen erfordert. Letzteres führt zu einer wesentlichen Kostenerhöhung. Außer dem Abscheidegrad sind die Trennschärfe und die Trennkorngröße weitere bedeutende Kennwerte beim mechanischen Trennen eines dispersen Systems. Die beiden letztgenannten Kenngrößen können durch die in der DE 39 36 078 C2 beschriebenen Verfahrensweise nur unwesentlich beeinflußt werden.The disadvantage of this procedure and the associated device is all in that the degree of separation can only be varied within a very small range can, or the installation of a relatively large number of tangential Feed channels required. The latter leads to a significant increase in costs. In addition to the degree of separation, the selectivity and the grain size are further important characteristic values when mechanically separating a disperse system. The The latter two parameters can be determined by the in DE 39 36 078 C2 described procedure can be influenced only insignificantly.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde ein gattungsgemäßes Verfahren zu schaffen, mit dem es möglich ist, ohne große bauliche Veränderungen den Abscheidegrad unabhängig vom Fluiddurchsatz in einer großen Breite variieren zu können sowie die Trennkorngröße und die Trennschärfe zu beeinflussen.The invention had for its object to provide a generic method with which it is possible without major structural changes the degree of separation to be able to vary in a wide range regardless of the fluid throughput and the Grain size and selectivity to influence.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Verfahrensmerkmale gelöst. Geeignete Ausgestaltungen der Verfahrensweise sind in den Ansprüchen 2 bis 12 angegeben. Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist Gegenstand des Anspruches 13. Geeignete Ausgestaltungsvarianten der Vorrichtung sind in den Ansprüchen 14 bis 24 angegeben.According to the invention the object is achieved by those specified in claim 1 Process features solved. Suitable refinements of the procedure are in claims 2 to 12 indicated. A device for carrying out the Process is the subject of claim 13. Suitable design variants the device are specified in claims 14 to 24.
Die vorgeschlagene Verfahrensweise, die Teilströme auf tangentiale Zuführungskanäle mit unterschiedlichen Querschnittsflächen als Einzelwert oder Summe an der Eintritts stelle in den Zentrifugalabscheider aufzuteilen, führt zu einer wesentlichen Erweiterung des Regelbereiches und auf eine verbesserte Einflußnahme auf die verfahrenstechnischen und qualitativen Parameter während des Betriebes. Von großem Vorteil ist, daß sich im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen, der Abscheidegrad unabhängig vom Gesamtvolumenstrom in einem relativ großen Bereich geregelt werden kann. Für eine Vielzahl an Einsatzgebieten ist bereits eine Betriebsweise mit drei oder vier tangentialen Zuführungskanälen ausreichend. Diese sind entweder direkt am Zentrifugalabscheider gleichmäßig am Umfang verteilt angeordnet oder sie münden in eine gesonderte Drallkammer, mit der der Zentrifuga labscheider zusätzlich ausgerüstet ist. Ein Zentrifugalabscheider mit einer derartigen Drallkammer ist z. B. in der DE 39 36 078 C2 ausführlich beschrieben.The proposed procedure, the partial flows on tangential feed channels with different cross-sectional areas as a single value or sum at the entry division into the centrifugal separator leads to an essential one Extension of the control range and an improved influence on the procedural and qualitative parameters during operation. Of great advantage is that compared to those known from the prior art Solutions, the degree of separation regardless of the total volume flow in a relative large area can be regulated. For a variety of areas of application is already an operation with three or four tangential feed channels is sufficient. These are either evenly distributed over the circumference directly on the centrifugal separator arranged or they open into a separate swirl chamber with which the centrifuga labscheider is additionally equipped. A centrifugal separator with such a Swirl chamber is e.g. B. in DE 39 36 078 C2 described in detail.
Die Aufteilung des Gesamtvolumenstromes auf zwei Teilströme, die separat über ein Drosselventil oder eine Pumpe steuerbar sind, und jeder Teilstrom auf einen oder zwei tangentiale Zuführungskanäle aufgeteilt wird, wobei sich im Falle von zwei tangentialen Zuführungskanälen diese in ihrer Querschnittsfläche an der Eintrittsstelle in den Zentrifugalabscheider unterscheiden, oder bei mehr als zwei tangentialen Zuführungskanälen die Summe der Querschnittsflächen als Unterscheidungsmerkmal wesentlich ist, ermöglicht eine Vielzahl an Variationen hinsichtlich einer unterschied lichen Einstellung der Eintrittsimpulse der einzelnen in den Zentrifugalabscheider einzuleitenden Teilströme, die sich auf die Zentrifugalbeschleunigung im Abscheider auswirken. Dadurch kann produktspezifisch die Trennschärfe und die Trennkorngröße eingestellt und die Einstellgrößen während des Betriebes verändert werden. The division of the total volume flow into two partial flows, which are separated via one Throttle valve or a pump are controllable, and each partial flow to one or two tangential feed channels is divided, being in the case of two tangential feed channels in their cross-sectional area at the entry point differentiate in the centrifugal separator, or with more than two tangential ones Feed channels the sum of the cross-sectional areas as a distinguishing feature essential, allows a variety of variations in terms of a difference adjustment of the entry impulses of the individual in the centrifugal separator partial flows to be introduced, which are based on the centrifugal acceleration in the separator impact. This means that the selectivity and the grain size can be product-specific set and the setting variables are changed during operation.
Wesentlich ist auch, daß die erforderliche Rotationssymmetrie der Teilströme nach dem Eintritt in den Zentrifugalabscheider nicht beeinträchtigt wird.It is also essential that the required rotational symmetry of the partial flows entry into the centrifugal separator is not impaired.
Zur Vergrößerung des Abscheidegrades wird die Teilstrommenge, die durch den tangentialen Zuführungskanal mit der kleinsten Querschnittsfläche an der Eintritts stelle in den Zentrifugalabscheider eingeleitet wird, durch entsprechende Einstellung von Pumpe oder Drosselorgan vergrößert und die andere Teilstrommenge wird dementsprechend verkleinert. Der Gesamtvolumenstrom bleibt dabei konstant. Die in den Zentrifugalabscheider eingeleiteten Teilströme werden sehr gut miteinander vermischt. Durch die Anordnung der bereits erwähnten Drallkammer kann dieser Effekt noch verbessert werden, wobei die radiale Komponente des Geschwindigkeits vektors zunimmt. Bei einer Teilung der Teilströme vor den tangentialen Zuführungs kanälen auf zwei Teilstrommengen, sollte die Teilstrommenge, die dem tangentialen Zuführungskanal mit der größeren Querschnittsfläche oder den Zuführungskanälen mit der größeren Summe der Querschnittsflächen zugeordnet ist, über ein in die Teilstromleitung eingebundenes Drosselventil regelbar sein. Mit diesem Ventil kann dann dieser Teilstrom in seinem Durchsatz beeinflußt werden. Bei konstantem Durchsatz wird dann zwangsläufig die andere Teilstrommenge, die über den Zuführungskanal mit der kleineren Querschnittsfläche in den Zentrifugalabscheider eingeleitet wird, erhöht. Dadurch ergibt sich bereits ein großer Regelbereich für den Abscheidegrad. Durch den Einbau einer zusätzlichen Drallkammer in den Zentrifugal abscheider können evtl. auftretende Unregelmäßigkeiten infolge unterschiedlicher Eintrittsimpulse der zwei, drei oder vier Teilstrommengen weitestgehend ausgeglichen werden. In der Drallkammer sollten Einbauten für eine gewisse Zwangsführung der eingeleiteten Teilströme vorgesehen sein. Wichtig ist, daß für die Teilströme eine freie Auswahl getroffen werden kann und nicht ein Teilstrom aus einer Rückführung resultiert und demzufolge nicht frei einstellbar ist. Die Teilströme können entweder aus einem Gesamtvolumenstrom durch Teilung oder als getrennte Ausgangsförder ströme, die von einem oder zwei Vorratsbehältern ausgehen und bei denen der Stofftransport durch separate Förderorgane erfolgt, gebildet werden. Eine Volumen stromänderung zur Bildung unterschiedlicher Teilströme kann dann durch Änderung der Drehzahl der eingesetzten Pumpen bewirkt werden. Die vorgeschlagene Verfahrensweise kann auch für solche Anwendungen zum Einsatz kommen, bei denen der Abscheidegrad konstant gehalten werden soll, bei veränderlichem Fluiddurchsatz. Im Vergleich zu der erfindungsgemäßen Lösung ist bei der aus dem Stand der Technik bekannten Verfahrensweise der erzielbare Regelbereich erheblich eingeschränkt. Bei gleichen Querschnittsflächen aller tangentialen Zuführungskanäle ist lediglich eine weitere Aufteilung der Teilströme im Teilungsverhältnis 2 : 1 möglich. Die beiden Teilströme werden über symmetrisch angeordnete Leitungen und tangentiale Zuführungskanäle in die Drallkammer des Zentrifugalabscheiders eingeleitet. Außerdem ist diese Lösung nur für Zentrifugalabscheider mit einer zusätzlichen Drallkammer geeignet.To increase the degree of separation, the amount of partial electricity generated by the tangential feed channel with the smallest cross-sectional area at the entrance is introduced into the centrifugal separator by appropriate setting of the pump or throttle body is enlarged and the other partial flow is reduced accordingly. The total volume flow remains constant. In the the partial flows introduced into the centrifugal separator are very well together mixed. By arranging the swirl chamber already mentioned, this can Effect can still be improved, the radial component of the speed vector increases. When dividing the partial streams before the tangential feed channels on two partial flow quantities, the partial flow quantity should correspond to the tangential one Feed channel with the larger cross-sectional area or the feed channels associated with the larger sum of the cross-sectional areas, over one in the Partial flow line integrated throttle valve to be adjustable. With this valve you can then this partial flow can be influenced in its throughput. At constant Throughput is then inevitably the other part of the flow, which over the Feed channel with the smaller cross-sectional area in the centrifugal separator is initiated, increased. This already results in a large control range for the Degree of separation. By installing an additional swirl chamber in the centrifugal separators can possibly appear irregularities due to different Entry impulses of the two, three or four partial streams largely balanced become. In the swirl chamber, fittings for a certain positive guidance of the introduced partial streams may be provided. It is important that there is a free one for the partial flows Selection can be made and not a partial flow from a return results and is therefore not freely adjustable. The partial streams can either from a total volume flow by division or as separate output conveyor streams emanating from one or two storage containers and with which the Mass transport is carried out by separate funding bodies. A volume Current change to form different partial flows can then be changed the speed of the pumps used. The proposed one The procedure can also be used for those applications in which the degree of separation should be kept constant with variable fluid throughput. In comparison to the solution according to the invention, the one from the prior art known procedure, the achievable control range is considerably restricted. At same cross-sectional areas of all tangential feed channels is only one further division of the partial flows in the division ratio 2: 1 possible. The two Partial flows are via symmetrically arranged lines and tangential Feed channels introduced into the swirl chamber of the centrifugal separator. In addition, this solution is only for centrifugal separators with an additional one Swirl chamber suitable.
Die Erfindung soll nachstehend an mehreren Beispielen erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigenThe invention will be explained below using several examples. In the show associated drawing
Fig. 1 einen Zentrifugalabscheider mit zwei tangentialen Zuführungskanälen, als Längsschnitt gemäß der Linie B-B in Fig. 2, Fig. 1 shows a centrifugal separator with two tangential feed channels, as a longitudinal section along the line BB in Fig. 2,
Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie A-A in Fig. 1, Fig. 2 shows a section along the line AA in Fig. 1,
Fig. 3 die perspektivische Darstellung des Zentrifugalabscheiders gemäß Fig. 1 mit einer Variante für die Teilstromaufteilung, Fig. 3 is a perspective view of the centrifugal separator of FIG. 1 with a variant for the part current division,
Fig. 4 einen Zentrifugalabscheider gemäß Fig. 1 mit einer zusätzlichen Drallkammer, als Längsschnitt gemäß der Linie B-B in Fig. 5, Fig. 4 shows a centrifugal separator of FIG. 1 with an additional swirl chamber, as a longitudinal section along the line BB in Fig. 5,
Fig. 5 einen Schnitt gemäß der Linie A-A in Fig. 4, Fig. 5 is a section along the line AA in Fig. 4,
Fig. 6 einen Zentrifugalabscheider mit drei tangentialen Zuführungskanälen, die in eine Drallkammer münden, in perspektivischer Darstellung, Fig. 6 shows a centrifugal separator with three tangential feed channels, which open into a swirl chamber, in a perspective view;
Fig. 7 den Zentrifugalabscheider gemäß Fig. 6 als Längsschnitt, Fig. 7 shows the centrifugal separator of FIG. 6 as a longitudinal section,
Fig. 8 die Draufsicht auf den Zentrifugalabscheider gemäß Fig. 6, Fig. 8 is a plan view of the centrifugal separator of FIG. 6,
Fig. 9 das Funktionsschaltbild für eine Variante der Teilstromaufteilung des Zentrifugalabscheiders gemäß Fig. 6, Fig. 9 shows the functional block diagram of a variant of the partial current sharing of the centrifugal separator of FIG. 6,
Fig. 10 ein Funktionsschaltbild für die Aufteilung der Teilströme bei einem Zentrifugalabscheider mit vier tangentialen Zuführungskanälen und Fig. 10 is a functional circuit diagram for the division of the partial flows in a centrifugal separator with four tangential feed channels and
Fig. 11 ein Funktionsschaltbild für die Aufteilung zwei separat entnommener Teilströme auf drei tangentiale Zuführungskanäle eines Zentrifugal abscheiders. Fig. 11 is a functional diagram for dividing two separate streams of removed part on three tangential feed channels of a centrifugal separator.
Der in der Fig. 1 gezeigte Zentrifugalabscheider 10 besteht in an sich bekannter Weise aus einem Abscheideraum 3, der mit einem konischen Unterteil 4 verbunden ist sowie einem Tauchrohr 5, das aus dem Abscheideraum 3 herausragt. In den Abscheideraum 3 münden die beiden tangentialen Zuführungskanäle 1, 2 für die Zuführung des dispersen Systems, das im Zentrifugalabscheider 10 einem Trennprozeß unterzogen werden soll. Wie in der Fig. 2 deutlich zu sehen, weisen die beiden Zuführungskanäle 1, 2 an ihren Eintrittsstellen S1, S2 unterschiedliche Querschnittsflächen auf. Die beiden tangentialen Zuführungskanäle 1, 2 besitzen die gleiche Höhe und jeweils eine rechteckige Querschnittsfläche, und unterscheiden sich lediglich in ihrer Breite. Der Zuführungskanal 1 ist an der Eintrittsstelle S1 breiter ausgebildet als der andere tangentiale Zuführungskanal 2 an der gleichen Stelle S2. Entscheidend ist die Querschnittsfläche unmittelbar an der Eintrittsstelle in den Zentrifugalabscheider 10. Bis zu dieser Stelle können die tangentialen Zuführungs kanäle auch einen anderen Querschnittsverlauf aufweisen, z. B. einen konischen. Die Form bzw. Kontur der Querschnittsfläche muß selbstverständlich nicht ausschließlich rechteckförmig, sondern kann z. B. auch kreisrund ausgeführt sein. Unter Bezugnahme auf die Fig. 3 wird die Betriebsweise dieser Ausführungsvariante näher erläutert. Der gesamte Fluidstrom des zu trennenden dispersen Systems wird einem Vorratsbehälter entnommen und anschließend auf zwei Teilströme 7 und 8 aufgeteilt. In die Teilstromleitung für den Teilstrom 8 ist vor der Anschlußstelle an den tangentialen Zuführungskanal 1 ein Ventil 9 eingebunden. Der in seinem Volumenstrom veränderbare Teilstrom 8 wird über den Zuführungskanal 1 mit der größeren Querschnittsfläche an der Eintrittsstelle S1 in den Zentrifugalabscheider 10 eingeleitet. Der andere Teilstrom 7 wird direkt über den Zuführungskanal 2 eingeleitet, der an der Eintrittsstelle S2 eine kleinere Querschnittsfläche aufweist. Wird das Ventil 9 vollständig geöffnet, so stellt sich bei konstantem Gesamtvolumenstrom 6 ein von der Abscheidegeometrie und den Stoffdaten abhängiger Abscheidegrad ein. Schließt man das Ventil 9 schrittweise und hält dabei den Gesamtvolumenstrom 6 konstant, so wird der Abscheidegrad erhöht, infolge der höheren Geschwindigkeit an der Eintrittsstelle S2 mit der kleineren Querschnittsfläche.The centrifugal separator 10 shown in FIG. 1 consists, in a manner known per se, of a separating space 3 which is connected to a conical lower part 4 and an immersion tube 5 which protrudes from the separating space 3 . The two tangential feed channels 1 , 2 for feeding the disperse system, which is to be subjected to a separation process in the centrifugal separator 10 , open into the separating space 3 . As clearly shown in FIG. 2, the two feed channels 1, 2 have two different cross-sectional areas at their entry points S 1, S. The two tangential feed channels 1 , 2 have the same height and each have a rectangular cross-sectional area, and differ only in their width. The feed channel 1 is formed wider at the entry point S 1 than the other tangential feed channel 2 at the same point S 2 . The decisive factor is the cross-sectional area directly at the entry point into the centrifugal separator 10 . Up to this point, the tangential feed channels can also have a different cross-sectional profile, for. B. a conical. The shape or contour of the cross-sectional area must of course not only be rectangular, but can e.g. B. also be circular. The mode of operation of this embodiment variant is explained in more detail with reference to FIG. 3. The entire fluid flow of the disperse system to be separated is removed from a storage container and then divided into two partial flows 7 and 8 . A valve 9 is integrated in the partial flow line for the partial flow 8 before the connection point to the tangential feed channel 1 . The partial flow 8 , which can be changed in its volume flow, is introduced into the centrifugal separator 10 via the feed channel 1 with the larger cross-sectional area at the entry point S 1 . The other partial flow 7 is introduced directly via the feed channel 2 , which has a smaller cross-sectional area at the entry point S 2 . If the valve 9 is fully opened, then with a constant total volume flow 6, a degree of separation which is dependent on the separation geometry and the material data is established. If the valve 9 is closed step by step and the total volume flow 6 is kept constant, the degree of separation is increased due to the higher speed at the entry point S 2 with the smaller cross-sectional area.
In den Fig. 4 und 5 ist eine Ausführungsvariante dargestellt, die im Vergleich zu der Variante gemäß den Fig. 1 bis 3 noch mit einer zusätzlichen Drallkammer 11 ausgerüstet ist. Diese befindet sich oberhalb des Abscheideraumes 3 und besitzt einen größeren Durchmesser als der Abscheideraum 3. In ihrer Höhe ist die Drallkammer 11 niedriger als die Höhe des Abscheideraumes 3. Die tangentialen Zuführungskanäle 1 und 2 münden am Außenumfang der Drallkammer 11 in diese. In der Drallkammer 11 werden die tangential eingeleiteten Teilströme zur Mittelachse des Zentrifugalabscheiders 10 beschleunigt und vergleichmäßigt. Dadurch wird erreicht, daß beim Eintritt in den Abscheideraum 3 eine besonders hohe Rotationssymmetrie der Strömung erreicht wird.In Figs. 4 and 5 a variant embodiment is shown, in comparison to the variant according to FIGS. 1 to 3 is equipped even with an additional swirl chamber 11. This is located above the separation space 3 and has a larger diameter than the separation space 3 . The swirl chamber 11 is lower in height than the height of the separating space 3 . The tangential feed channels 1 and 2 open into the swirl chamber 11 on the outer circumference thereof. In the swirl chamber 11 , the tangentially introduced partial flows to the central axis of the centrifugal separator 10 are accelerated and made more uniform. This ensures that a particularly high rotational symmetry of the flow is achieved when entering the separating chamber 3 .
In den Fig. 6 bis 8 ist eine Ausführungsvariante mit drei tangentialen Zuführungs kanälen 1, 2, und 12 mit identischen Querschnittsflächen an den Eintrittsstellen S1, S2 und S12 in die Drallkammer 11 des Zentrifugalabscheiders 10 gezeigt. Die Eintrittsstellen S1, S2 und S12 sind gleichmäßig verteilt über den Umfang der Drallkammer 11 angeordnet, besitzen somit jeweils den gleichen Abstand zueinander. Innerhalb der Drallkammer 11 ist um das Tauchrohr 5 ein Bauteil 14 mit einer kegelförmigen Mantelfläche angeordnet, deren Kegelspitze in Richtung des Abscheideraumes 3 zeigt. Parallel dazu beabstandet ist an der Übergangsstelle von der Drallkammer 11 in den Abscheideraum 3 ein in entgegengesetzter Richtung zeigender kegelförmiger bzw. trichterförmiger Einlauf 15 angeordnet. Dadurch kann in der Drallkammer bereits eine Vorabscheidung der schwereren Phase stattfinden. Bei dieser Variante tritt der erfindungsgemäße Effekt nur dann ein, wenn zwei tangentiale Zuführungskanäle, wie z. B. 2 und 12, über eine Zuführungsleitung 8 und der dritte Zuführungskanal, z. B. 1, über die andere Zuführungsleitung 7 gespeist werden. Diese Schaltungsvariante ist in Fig. 9 gezeigt. Der Gesamtfluidstrom 6 wird mittels einer Förderstrompumpe 16 dem Vorratsbehälter entnommen und auf die beiden Teilströme 7 und 8 aufgeteilt. Der Teilstrom 7 gelangt ohne weitere Beeinflussung über den tangentialen Zuführungskanal 1 in den Zentrifugalabscheider 10. Der Teilstrom 8 wird in zwei weitere Unterteilströme 8a und 8b aufgeteilt, wobei in die Leitung für den Teilstrom 8 ein Ventil 9 eingebunden ist. Der Unterteilstrom 8a gelangt dann über den tangentialen Zuführungskanal 2 und der Unterteilstrom 8b über den tangentialen Zuführungskanal 12 in den Zentrifugalabscheider 10. Die Summe der Querschnittsflächen an den Eintrittsstellen S2 und S12 der Zuführungskanäle 2 und 12 ist größer als die Querschnittsfläche an der Eintrittsstelle S1 des Zuführungskanals 1. Im vorliegenden Fall sind die Querschnittsflächen aller drei Zuführungskanäle identisch.In Figs. 6 to 8 show a variant embodiment with three tangential feed channels is 1, 2, and 12 with identical cross-sectional areas at the entry points S 1, S 2 and S 12 in the swirl chamber 11 of the centrifugal separator 10 degrees. The entry points S 1 , S 2 and S 12 are evenly distributed over the circumference of the swirl chamber 11 , and are therefore each at the same distance from one another. A component 14 with a conical jacket surface is arranged within the swirl chamber 11 around the immersion tube 5 , the cone tip of which points in the direction of the separation space 3 . Spaced parallel to it, a conical or funnel-shaped inlet 15 pointing in the opposite direction is arranged at the transition point from the swirl chamber 11 into the separating chamber 3 . This allows the heavier phase to be pre-separated in the swirl chamber. In this variant, the effect according to the invention only occurs when two tangential feed channels, such as. B. 2 and 12 , via a feed line 8 and the third feed channel, for. B. 1 , are fed via the other feed line 7 . This circuit variant is shown in FIG. 9. The total fluid flow 6 is removed from the storage container by means of a delivery flow pump 16 and divided between the two partial flows 7 and 8 . The partial stream 7 reaches the centrifugal separator 10 via the tangential feed channel 1 without further influence. The partial stream 8 is divided into two further sub-streams 8 a and 8 b, a valve 9 being integrated in the line for the partial stream 8 . The lower part flow 8 a then passes through the tangential feed channel 2 and the lower part flow 8 b via the tangential feed channel 12 into the centrifugal separator 10 . The sum of the cross-sectional areas at the entry points S 2 and S 12 of the feed channels 2 and 12 is greater than the cross-sectional area at the entry point S 1 of the feed channel 1 . In the present case, the cross-sectional areas of all three feed channels are identical.
Das muß jedoch nicht immer so sein, wesentlich ist nur, daß die beiden tangentialen Zuführungskanäle, die mit einer im Volumenstrom veränderbaren Leitung verbunden sind, in ihrer Summe eine größere Querschnittsfläche aufweisen.However, this does not always have to be the case, it is only important that the two are tangential Supply channels connected to a line that can be changed in volume flow have a larger cross-sectional area in total.
Die Vorteile dieser Schaltungsvariante bestehen vor allem in einer einheitlichen konstruktiven Auslegung der tangentialen Zuführungskanäle, wodurch der bauliche Aufwand gering gehalten wird. Außerdem können alle tangentialen Zuführungskanäle mit den gleichen Anschlußverbindungen ausgerüstet werden.The main advantages of this circuit variant are a uniform one constructive design of the tangential feed channels, whereby the structural Effort is kept low. In addition, all tangential feed channels be equipped with the same connection connections.
In der Fig. 10 ist eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsvariante für eine Anordnung mit vier tangentialen Zuführungskanälen 1, 2, 12 und 13 dargestellt. Die Zuführungskanäle 1 und 12 haben an ihren Eintrittsstellen S1, und S12 in den Zentrifugalabscheider 10 jeweils die gleiche Querschnittsfläche und sind einander gegenüberliegend angeordnet. Beides trifft in analoger Weise auch für die Zuführungs kanäle 2 und 13 mit den Eintrittsstellen S2 und S13 zu. Die Summen der Querschnitts flächen, einerseits der Zuführungskanäle 1 und 12 und andererseits der Zuführungs kanäle 2 und 13 sind jedoch unterschiedlich. Der einem Behälter entnommene Gesamtvolumenstrom 6 wird nach der Einbindung der Förderstrompumpe 16 auf die beiden Teilströme 7 und 8 aufgeteilt. In die Leitung für den Teilstrom 8 ist ein Ventil 9 eingebunden. Nach dem Ventil 9 wird der Teilstrom 8 auf zwei weitere Unterteilströme 8a und 8b aufgeteilt, die über die tangentialen Zuführungskanäle 2 und 13, die an den Eintrittsstellen S2 und S13 im Vergleich zu den beiden anderen Zuführungskanälen 1 und 12 die größeren Querschnittsflächen aufweisen, in den Zentrifugalabscheider 10 eingeleitet werden. Der andere, vom Gesamtvolumenstrom abzweigende Teilstrom 7 wird ebenfalls auf zwei weitere Teilströme 7a und 7b aufgeteilt, die über die tangentialen Zuführungskanäle 1, 12 mit den kleineren Querschnittsflächen an den Eintrittsstellen S1 und S12 in den Zentrifugalabscheider 10 eingeleitet werden. An dieser Stelle soll nochmals darauf hingewiesen werden, daß z. B. bei vier Zuführungs kanälen nicht die Einzelquerschnitte von Bedeutung sind, sondern die Summen der Querschnittsflächen der jeweils einer von der Gesamtvolumenstromleitung 6 abzweigenden Teilstromleitungen 7 und 8. Bei vier tangentialen Zuführungskanälen besteht auch die Möglichkeit einer Schaltungsvariante, wonach der eine Teilstrom, z. B. 7, nur über einen tangentialen Zuführungskanal in den Zentrifugalabscheider eingeleitet wird und der andere Teilstrom 8, der über ein Ventil regelbar ist, auf die anderen drei tangentialen Zuführungskanäle aufgeteilt wird. Selbstverständlich ist die Summe der drei Querschnittsflächen größer als die noch verbleibende Querschnitts fläche.In the Fig. 10 is a further embodiment of the invention for an arrangement having four tangential feed channels 1, 2, 12 and 13. The feed channels 1 and 12 each have the same cross-sectional area at their entry points S 1 and S 12 in the centrifugal separator 10 and are arranged opposite one another. Both apply in an analogous manner to the feed channels 2 and 13 with the entry points S 2 and S 13 . The sums of the cross-sectional areas, on the one hand, the feed channels 1 and 12 and, on the other hand, the feed channels 2 and 13 are different. The total volume flow 6 withdrawn from a container is divided into the two partial flows 7 and 8 after the delivery flow pump 16 has been integrated. A valve 9 is integrated in the line for the partial flow 8 . After the valve 9 , the partial stream 8 is divided into two further sub-streams 8 a and 8 b, via the tangential feed channels 2 and 13 , the larger cross-sectional areas at the entry points S 2 and S 13 compared to the other two feed channels 1 and 12 have, are introduced into the centrifugal separator 10 . The other, branching off from the total volume flow partial stream 7 is also to two other substreams 7 a and 7 b divided, which are introduced through tangential feed channels 1, 12 with the smaller cross-sectional areas at the entry points S 1 and S 12 in the centrifugal separator 10 degrees. At this point it should be pointed out again that z. B. in the case of four supply channels, the individual cross sections are not important, but the sums of the cross-sectional areas of each of the partial flow lines 7 and 8 branching off from the total volume flow line 6 . With four tangential feed channels there is also the possibility of a circuit variant, according to which a partial flow, e.g. B. 7, is only introduced via a tangential feed channel into the centrifugal separator and the other partial flow 8 , which is controllable via a valve, is divided between the other three tangential feed channels. Of course, the sum of the three cross-sectional areas is larger than the remaining cross-sectional area.
Durch die paarweise gegenüberliegende Anordnung der tangentialen Zuführungs kanäle mit jeweils gleichem Querschnitt an der Eintrittsstelle in den Zentrifugal abscheider wird eine verbesserte Rotationssymmetrie bei Einleitung unterschiedlicher Teilstrommengen erreicht.Due to the paired arrangement of the tangential feed channels with the same cross-section at the point of entry into the centrifugal The separator will have an improved rotational symmetry when different Partial electricity volumes reached.
In Fig. 11 ist noch eine weitere Ausführungsvariante dargestellt, bei der der Gesamt volumenstrom aus zwei separaten Teilströmen 7, 8 gebildet wird, die entweder einem Behälter oder zwei örtlich getrennten Behältern entnommen werden, und zwar jeweils jeder Teilstrom 7, 8 über eine gesonderte Förderstrompumpe 16 bzw. 17.In Fig. 11 a further embodiment is shown, in which the total volume flow is formed from two separate partial flows 7 , 8 , which are taken from either a container or two locally separate containers, each partial flow 7 , 8 via a separate flow pump 16 or 17 .
Der Teilstrom 7 gelangt dann ohne weitere Aufteilung über den tangentialen Zuführungskanal 1 mit der kleineren Querschnittsfläche an der Eintrittsstelle S1 in den Zentrifugalabscheider 10. Der andere Teilstrom 8 wird auf zwei Unterteilströme 8a und 8b aufgeteilt, die über die tangentialen Zuführungskanäle 2 und 12 mit den größeren Querschnittsflächen an den Eintrittsstellen S2 und S12 in den Zentrifugalabscheider 10 geleitet werden. Entscheidend ist wiederum, daß die Summe der Querschnittsflächen der Eintrittsstellen S2 und S12 größer ist als die noch verbleibende Querschnittsfläche. Die Regelung der einzelnen Förderstrommengen erfolgt ausschließlich über die Drehzahlregelung der Förderstrompumpen 16 und 17.The partial flow 7 then passes into the centrifugal separator 10 without further division via the tangential feed channel 1 with the smaller cross-sectional area at the entry point S 1 . The other sub-stream 8 is divided into two sub-streams 8 a and 8 b, which are passed into the centrifugal separator 10 via the tangential feed channels 2 and 12 with the larger cross-sectional areas at the entry points S 2 and S 12 . It is again crucial that the sum of the cross-sectional areas of the entry points S 2 and S 12 is larger than the remaining cross-sectional area. The individual flow rates are regulated exclusively via the speed control of the flow pumps 16 and 17 .
Diese Variante bietet folgende Vorteile:
Bei bestimmten dispersen Systemen besteht die Gefahr, daß die die Zufuhrleitungen
verstopfen können, insbesondere im Bereich von Ventilen. Durch die mögliche
Regelung der zuzuführenden Stoffmengen ausschließlich durch die Drehzahlregelung
über eingebaute Pumpen, kann eine Verstopfungsgefahr vermieden werden.This variant offers the following advantages:
With certain disperse systems there is a risk that they can clog the supply lines, particularly in the area of valves. A risk of clogging can be avoided by the possible regulation of the quantities of material to be supplied exclusively by means of the speed control via built-in pumps.
Wird der Zentrifugalabscheider im Saugbetrieb gefahren, so ist die Pumpe bzw. der Verdichter hinter dem Zentrifugalabscheider angeordnet. Eine Einflußnahme auf den Förderstrom erfogt dann über die Kennlinie der Pumpe oder über die die angesaugte Falschluft (Aerozyklon).If the centrifugal separator is operated in suction mode, the pump or the Compressor arranged behind the centrifugal separator. An influence on the The flow then takes place via the characteristic curve of the pump or via the suctioned one False air (aero cyclone).
Claims (24)
- a) bei einer Anordnung von zwei Zuführungskanälen (1, 2) diese an den Eintrittsstellen (S1, S2) in den Zentrifugalabscheider (10) eine unterschied liche Querschnittsfläche aufweisen und
- b) bei einer Anordnung von mehr als zwei tangentialen Zuführungskanälen (1, 2) diese an den jeweiligen Eintrittstellen (S1, S2, S12, S13) in den Zentrifugalabscheider (10) unterschiedliche und/oder gleiche Querschnitts flächen aufweisen, und mindestens zwei tangentiale Zuführungskanäle (2, 12 oder 2, 13) über Leitungen (8a, 8b) für Unterteilströme verbunden sind, die von einer Teilstromleitung (8) abzweigen, und die Summe der Querschnitts flächen an den Eintrittsstellen (S2, S12 oder S2, S13) in den Zentrifugal abscheider (10) sich von den anderen einzelnen Querschnittsflächen oder deren Summe der anderen Zuführungskanäle (1 oder 1, 12) an den Eintritts stellen (S1 oder S1, S12) unterscheidet.
- a) with an arrangement of two feed channels ( 1 , 2 ) these at the entry points (S 1 , S 2 ) in the centrifugal separator ( 10 ) have a different cross-sectional area and
- b) with an arrangement of more than two tangential feed channels ( 1 , 2 ), these have different and / or the same cross-sectional areas at the respective entry points (S 1 , S 2 , S 12 , S 13 ) in the centrifugal separator ( 10 ), and at least two tangential feed channels ( 2 , 12 or 2 , 13 ) are connected via lines ( 8 a, 8 b) for lower part flows which branch off from a partial flow line ( 8 ), and the sum of the cross-sectional areas at the entry points (S 2 , S 12 or S 2 , S 13 ) in the centrifugal separator ( 10 ) differs from the other individual cross-sectional areas or their sum of the other feed channels ( 1 or 1 , 12 ) at the entry points (S 1 or S 1 , S 12 ).
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