EP1065310B1

EP1065310B1 - Hydrocyclone for removing impurities from a liquid

Info

Publication number: EP1065310B1
Application number: EP00113319A
Authority: EP
Inventors: Rolf Hartmann
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 1999-06-30
Filing date: 2000-06-23
Publication date: 2004-01-21
Anticipated expiration: 2020-06-23
Also published as: DE19930088C2; DE19930088A1; DE50005067D1; ATE258248T1; DE20011019U1; US6398969B1; EP1065310A1

Abstract

The hydrocyclone (1), to separate foreign matter (S) from a liquid (F), has at least one inlet (3) for the liquid (F) to be cleaned, at least one outlet for the cleaned fluid (G) and at least one outlet (5) for the rejected matter (S), with at least one zone (2) subject to blockage. At least part of the outer wall of the hydrocyclone (1) has a colored layer (9) which changes its appearance according to temp. The outlet (5) for rejected matter takes out heavy and light particles. The colored layer (9), which changes its color on heating/cooling, is near the outlet (5) for rejected matter or in the channel which carries the foreign matter (S) away from the hydrocylone. The layer (9) changes color at temps. of 25-40 degrees C, as a film which is bonded in place by an adhesive. The dimensions of the outlet (5) for rejected matter can be changed by a setting unit (8).

Description

Die Erfindung betrifft einen Hydrozyklon zum Entfernen von Störstoffen aus einer Flüssigkeit gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a hydrocyclone for removing contaminants from a Liquid according to the preamble of claim 1.

Bekanntlich dienen Hydrozyklone dazu, um Flüssigkeiten, in denen sich Störstoffe befinden, durch starke Zentrifugalkräfte aufzukonzentrieren und abzuleiten. Häufig werden sie bei der Entfernung von kleinen Metallteilen, Glassplittern und Sand aus Faserstoffsuspensionen angewendet. Infolge der Ansammlung von Störstoffen in bestimmten Bereichen des Hydrozyklons ist dort mit Verstopfungen zu rechnen, wenn nicht alle Betriebsparameter optimal eingestellt sind. Wegen der oft sich ändernden Betriebsbedingungen, wie z.B. der Schmutzfracht, ist das Auftreten von Verstopfungen nicht immer zu verhindern. Aus diesem Grunde muss man bei einem Hydrozyklon in der Regel mit einem verstopfungsgefährdeten Bereich rechnen. Die Bildung von Verstopfungen hat mindestens zwei wesentliche Nachteile: Erstens wird dann der Hydrozyklon seine Aufgabe nicht mehr erfüllen, also keine Störstoffe mehr ausscheiden können. Zweitens tritt zum Teil ein hoher lokaler Verschleiß am Hydrozyklon auf, der dadurch hervorgerufen wird, dass die Schwerteile an einer Stelle rotieren und dabei die Wandung des Hydrozyklons abreiben.As is known, hydrocyclones are used to remove liquids that contain contaminants are concentrated by strong centrifugal forces and derived. Frequently they will remove small pieces of metal, broken glass and sand Fibrous suspensions applied. As a result of the accumulation of contaminants in In certain areas of the hydrocyclone, blockages are to be expected there if not all operating parameters are optimally set. Because of the often changing Operating conditions, e.g. the dirt load, is the appearance of constipation not always prevent. For this reason, a hydrocyclone in the As a rule, expect an area where there is a risk of constipation. The formation of Constipation has at least two major disadvantages: first, the Hydrocyclone no longer perform its task, so that no more contaminants are eliminated can. Secondly, a high level of local wear occurs on the hydrocyclone, the is caused by the fact that the heavy parts rotate in one place and the Rub the wall of the hydrocyclone.

Um das Auftreten von Verstopfungen zu vermeiden oder zumindest diesen unerwünschten Zustand zu verkürzen, ist eine ständige Kontrolle der Hydrozyklone erforderlich, was schon deshalb aufwendig ist, da in vielen Anlagen eine große Anzahl von Hydrozyklonen enthalten sind.To avoid the occurrence of constipation or at least this undesirable To shorten condition, constant control of the hydrocyclones is required, which is therefore complex, because in many plants a large number of hydrocyclones are included.

In der CH 681360 A wird ein Verfahren zum Überwachen eines Zyklons vorgestellt, bei dem die Oberflächentemperatur am Zyklon ermittelt und mit der der Umgebungstemperatur verglichen wird. Bei Verstopfungen nähern sich diese beiden Temperaturen an. Ober eine Datenleitung wird eine Auswertungsschaltung über die Verstopfung informiert, so dass von dieser ein Warn- und/oder Stellsignal ausgegeben werden kann. Dieses Verfahren ist nur mit einer Vielzahl von Messwertgebern und einem entsprechenden Regel- und Stellaufwand zu betreiben.A method for monitoring a cyclone is presented in CH 681360 A, at which determines the surface temperature on the cyclone and with which the Ambient temperature is compared. When constipation, these two approach Temperatures. An evaluation circuit via the Constipation informs, so that it issues a warning and / or control signal can be. This procedure is only with a variety of transducers and to operate a corresponding control and positioning effort.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Hydrozyklon anzugeben, bei dem es möglich ist, Verstopfungen mit einfachsten Mitteln kurzfristig festzustellen und zu beseitigen.The invention is based on the object of specifying a hydrocyclone in which it it is possible to determine and close constipation at short notice using the simplest means remove.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale erfüllt.This object is achieved by the features mentioned in the characterizing part of claim 1 Fulfills.

Bei erfindungsgemäß ausgerüsteten Hydrozyklonen muss lediglich an den kritischen Stellen eine Schicht vorhanden sein, die bei Temperaturänderung im interessierenden Bereich ihr Aussehen, z.B. ihre Farbe, ändert. Damit wird die Tatsache genutzt, dass die kritische Ansammlung von möglicherweise zu Verstopfungen führenden Stoffen, z.B. Störstoffen, zu Temperaturänderungen führt. Der Grund hierfür liegt darin, dass die Temperatur der zu reinigenden Flüssigkeit fast immer von der Umgebungstemperatur abweicht. Ist sie z.B. höher, werden die Stellen, an denen die Flüssigkeit an der Wandung der Strömungsvorrichtung vorbeiströmt, erwärmt Infolge davon stellt sich im ungestörten Betrieb der Strömungsvorrichtung eine in etwa gleichmäßige Temperatur ein. Wird dagegen die Ansammlung z.B. von Störstoffen so groß, dass die Strömung partiell zum Erliegen kommt, sich also z.B. eine Verstopfung anbahnt, kühlt die Strömungsvorrichtung an dieser Stelle ab, sofern die Umgebungstemperatur von der Temperatur der Flüssigkeit abweicht. Daher kann eine lokale Temperaturänderung als Indikator für beginnende oder bereits erfolgte Verstopfungen angesehen werden. Auf diese Weise ist eine Verhinderung oder schnelle Beseitigung von Betriebsstörungen möglich. Das vorzugebende Maß für die Temperaturabweichung, bei dem eine kritische Ansammlung von Störstoffen vorliegt, wird durch Versuche ermittelt. Es hängt u.a. von der Höhe und Konstanz der Temperatur der Flüssigkeit in der Strömungsvorrichtung ab. In the case of hydrocyclones equipped according to the invention, only the critical Make a layer present that changes in temperature in the area of interest Area their appearance, e.g. their color changes. This takes advantage of the fact that the critical accumulation of substances that may lead to constipation, e.g. Impurities, leads to temperature changes. The reason for this is that the Temperature of the liquid to be cleaned almost always depends on the ambient temperature differs. Is it e.g. higher, the places where the liquid on the wall flows past the flow device, warmed up undisturbed operation of the flow device an approximately uniform temperature on. On the other hand, if the accumulation is e.g. of contaminants so large that the flow partially comes to a standstill, e.g. if constipation occurs, it cools Flow device at this point, provided the ambient temperature of the Temperature of the liquid deviates. Therefore, a local temperature change can be considered Indicator of constipation that has started or has already occurred. On this way is preventing or quickly eliminating malfunctions possible. The predefined measure for the temperature deviation at which a critical Accumulation of contaminants is determined by tests. It depends among other things of the level and constancy of the temperature of the liquid in the flow device.

Es ist sehr einfach möglich, eine ganze Batterie von Hydrozyklonen kontrollieren. Es werden keine Leitungen für die Stromversorgung oder Messdaten benötigt. Messstreifen, die je nach Temperatur eine andere Farbe haben, sind billig und einfach zu handhaben. Sie werden auch als Thermometer verwendet, die zwar leicht abzulesen, aber oft träge und ungenau sind. Für die hier gefundene Anwendung sind sie jedoch ideal: Wichtig ist die Erkennung "auf einen Blick". Bei der üblichen- großen Anzahl von Hydrozyklonen in einer Anlage ist das besonders vorteilhaft. Es kommt auch nicht auf den exakten Zahlenwert der Temperatur an.It is very easy to control an entire battery of hydrocyclones. It no cables are required for the power supply or measurement data. Gauges, which have a different color depending on the temperature are cheap and easy to use. They are also used as thermometers that are easy to read but often sluggish and are inaccurate. However, they are ideal for the application found here: the important thing is Detection "at a glance". With the usual large number of hydrocyclones in this is particularly advantageous in a system. It does not come down to the exact one Numerical value of the temperature.

Etwas aufwendiger ist die optische Fernanzeige der Änderungen z.B. in die Schaltwarte, mittels einer Überwachungskamera.The optical remote display of the changes is somewhat more complex, e.g. in the control room, using a surveillance camera.

Die Erfindung und ihre Vorteile werden erläutert anhand von Zeichnungen. Dabei zeigen:

Fig. 1: einen erfindungsgemäßen Hydrozyklon zur Abscheidung von Schwerteilen im Schnitt;
Fig. 2: einen ähnlichen Hydrozyklon in Seitenansicht;
Fig. 3 + 4: je einen erfindungsgemäßen Hydrozyklon zur Abscheidung von Leichtteilen.

The invention and its advantages are explained with reference to drawings. Show:

Fig. 1: a hydrocyclone according to the invention for the separation of heavy parts in section;
Fig. 2: a similar hydrocyclone in side view;
3 + 4: one hydrocyclone according to the invention for separating light parts.

Fig. 1 zeigt einen zum Ausscheiden von Schwerteilen bestimmten Hydrozyklon 1 mit einem Einlauf 3 für die zu reinigende Flüssigkeit F. Wie an sich bekannt, wird die Flüssigkeit F in dem Hydrozyklon in Rotation versetzt, wodurch Zentrifugalkräfte auftreten, die zum Ausschleudem der Störstoffe an die Innenwand des Hydrozyklons führen. Der so gereinigte Gutstoff G geht durch einen Gutstoffauslass 4 - hier am oberen Teil des Hydrozyklons - ab. Im verstopfungsgefährdeten Bereich 2 tritt eine Aufkonzentration der Störstoffe auf, was an sich erwünscht ist. Sie sollen nämlich von dort durch die Rejektöffnung 5 als Störstoff S aus dem Hydrozyklon abfließen. Die in dieser Figur gezeichnete Situation stellt bereits eine Verstopfung dar, d.h. die Störstoffe S sind im unteren Teil des Hydrozyklons so stark aufkonzentriert, dass ihr Abfluss unterbrochen ist. Infolge dieser Situation kann die Flüssigkeit F nicht mehr direkt an der Wandung im verstopfungsgefährdeten Bereich 2 vorbeifließen, so dass dort eine Temperaturänderung auftritt. Diese wird dadurch sichtbar, dass die Farbschicht 9 ihr Aussehen verändert, z.B. zumindest teilweise eine andere Farbe bekommt. Dann kann eine Stellvorrichtung 8 so betätigt werden, dass im Bereich der Rejektöffnung 5 ein größerer Querschnitt zur Verfügung steht. Diese Maßnahme wird dann so lang durchgeführt, bis die Verstopfung beseitigt ist. Andere - hier nicht gezeigte- Maßnahmen zur Entfernung der Ansammlungen sind Rütteln oder lokale Wasserzugabe.1 shows a hydrocyclone 1 intended for the removal of heavy parts an inlet 3 for the liquid to be cleaned F. As is known per se, the Liquid F in the hydrocyclone is rotated, causing centrifugal forces occur that lead to the ejection of the contaminants to the inner wall of the hydrocyclone to lead. The accept substance G cleaned in this way passes through an accept substance outlet 4 - here at the top Part of the hydrocyclone - off. A occurs in area 2 at risk of constipation Concentration of the contaminants on what is desirable in itself. You should namely from drain there through the reject opening 5 as impurity S from the hydrocyclone. In the The situation shown in this figure already represents constipation, i.e. the contaminants S are so strongly concentrated in the lower part of the hydrocyclone that their outflow is interrupted. As a result of this situation, the liquid F can no longer turn on directly flow past the wall in area 2 at risk of constipation, so that there is a Temperature change occurs. This is visible in that the color layer 9 Appearance changed, e.g. gets a different color at least in part. Then can an actuating device 8 are actuated so that in the area of the reject opening 5 larger cross section is available. This measure will be so long carried out until the constipation is removed. Others - not shown here Measures to remove the accumulations are shaking or adding water locally.

Fig. 2 zeigt in schematischer Form einen erfindungsgemäßen Hydrozyklon, hier mit einer Verbindungsleitung 10 zu einem Abscheidetopf 11 für die Störstoffe. Im konischen Bereich ist eine Farbschicht 9 aufgebracht, deren Farbe sich je nach Temperatur ändert. Diese Maßnahme lässt sich auch als Nachrüstaktion an bereits installierten Hydrozyklonen ausführen.Fig. 2 shows in schematic form a hydrocyclone according to the invention, here with a connecting line 10 to a separator pot 11 for the contaminants. In the conical A layer of paint 9 is applied to the area, the color of which changes depending on the temperature changes. This measure can also be retrofitted to existing ones Carry out hydrocyclones.

Der in Fig. 3 dargestellte Hydrozyklon 1' ist so ausgestaltet, dass aus der zugegebenen Flüssigkeit F ein Gutstoff G gebildet wird, aus dem die enthaltenen Leichtteile zu einem möglichst großen Grad ausgeschieden sind. Zu diesem Zweck befindet sich am unteren Teil des Abscheidekonus ein Gutstoffringraum 12, aus dem tangential oder radial nach außen über den Gutstoffauslass 4 der Gutstoff G entnommen werden kann. Die Leichtteile, die sich naturgemäß in der Mitte des Hydrozyklons ansammeln, werden über das Leichtstoffrohr 13 in den Abscheidetopf 11 abgeleitet. Im Bereich des Leichtteilrohrs 13 liegt normalerweise auch der verstopfungsgefährdete Bereich 2. Dieser ist, wie hier gezeichnet, mit einer Farbschicht 9 versehen.The hydrocyclone 1 'shown in Fig. 3 is designed such that from the added Liquid F is a good substance G, from which the contained light parts to one as large a degree as possible. For this purpose is located at the bottom Part of the separation cone is an accept material ring space 12, from which tangential or radial the accept substance G can be removed from the outside via the accept substance outlet 4. The Light parts that naturally accumulate in the middle of the hydrocyclone are over the light pipe 13 in the separator pot 11 derived. In the area of Light part pipe 13 is usually also the area 2 at risk of clogging. As shown here, this is provided with a color layer 9.

Bekanntlich können Hydrozyklone auch in liegender Form verwendet werden, wie die Fig. 4 zeigt. Dieser Hydrozyklon 1 " ist für die Entfernung von Leichtteilen ausgestattet. Der Gutstoff G wird tangential aus dem Hydrozyklon 1'' direkt abgeführt, während die Leichtteile über ein konisches Teil mittig herausgeleitet werden. Der verstopfungsgefährdete Bereich 2 umfasst normalerweise alle diese zur Abfuhr der Leichtteile dienenden Bereiche. Im Bedarfsfall können an mehreren Stellen Farbschichten 9 aufgebracht sein. As is known, hydrocyclones can also be used in a lying form, such as the Fig. 4 shows. This hydrocyclone 1 "is equipped for the removal of light parts. The accept G is discharged tangentially from the hydrocyclone 1 '', while the Light parts can be led out in the middle via a conical part. The Area 2 at risk of constipation normally includes all of these for the removal of the Areas serving light parts. If necessary, can be in several places Color layers 9 may be applied.

Die erfindungsgemäße Lösung lässt sich auch auf andere als bisher gezeigte Strömungsvorrichtungen übertragen, in denen sich an bestimmten Stellen Ablagerungen bilden können, und bei deren Betrieb die Temperatur der Flüssigkeiten von der Umgebungstemperatur abweicht. Neben den Hydrozyklonen wären z.B. an Schwerteilfallen oder Schwerteilschleusen in Papierstoffaufbereitungsanlagen zu denken oder kritische Stellen in Rohrleitungen, in denen hochbeladene Stoffgemische fließen.The solution according to the invention can also be applied to others than previously shown Flow devices transfer, in which deposits at certain points can form, and in their operation, the temperature of the liquids from the Ambient temperature deviates. In addition to the hydrocyclones, e.g. on Heavy part traps or heavy part locks in pulp processing plants think or critical points in pipelines in which highly loaded mixtures of substances flow.

Claims

A hydrocyclone (1,1', 1") for removing anionic trash (S) from a liquid (F), comprising at least one inlet (3) for the liquid (F) to be cleaned, at least one accepted-stock outlet (4) for the cleaned liquid (G) and at least one reject opening (5) for anionic trash (S), which has at least one region (2) which is at risk of clogging,
characterised in that
a coloured layer (9) is applied to the outer wall of the hydrocyclone (1, 1', 1"), the appearance of which layer changes at different temperatures.
A hydrocyclone (1, 1', 1") according to Claim 1, characterised in that
the reject opening (5) serves to discharge heavy particles.
A hydrocyclone (1, 1', 1") according to Claim 1 or 2, characterised in that
the reject opening (5) serves to discharge light particles.
A hydrocyclone (1, 1', 1") according to one of Claims 1 to 3,
characterised in that
the coloured layer (9) changes its colour upon cooling or heating.
A hydrocyclone (1, 1', 1") according to one of Claims 1 to 4,
characterised in that
the coloured layer (9) is applied in the vicinity of the reject opening (5) of the hydrocyclone (1).
A hydrocyclone (1, 1', 1") according to one of Claims 1 to 5,
characterised in that
the coloured layer (9) is applied to a connecting line (10) downstream of the reject openings (5).
A hydrocyclone (1, 1', 1") according to one of Claims 1 to 6,
characterised in that
the change in the appearance of the coloured layer (9) effected by a change in temperature takes place at a temperature of between 25 and 40°C.
A hydrocyclone (1, 1', 1") according to one of Claims 1 to 7,
characterised in that
the coloured layer (9) consists of a film.
A hydrocyclone (1, 1', 1") according to Claim 8, characterised in that
the film is glued on.
A hydrocyclone (1, 1', 1") according to one of the preceding claims,
characterised in that
it is suitable for separating out anionic trash from a paper fibre suspension, the temperature of which differs from the ambient temperature.
A hydrocyclone (1, 1', 1") according to one of the preceding claims,
characterised in that
the flow cross-section of the reject opening (5) can be enlarged by an adjustment device (8).
A hydrocyclone unit comprising at least ten simultaneously operable hydrocyclones,
characterised in that
the hydrocyclones (1, 1', 1") are constructed in accordance with one of Claims 1 to 11.