EP1167621B1 - Hydrocyclone system - Google Patents
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- D21D5/18—Purification of the pulp suspension by mechanical means; Apparatus therefor with the aid of centrifugal force
- D21D5/24—Purification of the pulp suspension by mechanical means; Apparatus therefor with the aid of centrifugal force in cyclones
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Hydrozyklonanlage mit mehreren Hydrozyklonen gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a hydrocyclone plant with several hydrocyclones according to the
Preamble of
Bekanntlich werden Hydrozyklone verwendet, um Flüssigkeiten, in denen sich Stoffe von unterschiedlichem Sinkverhalten befinden, durch starke Zentrifugalkräfte zu fraktionieren. So ist es z.B. möglich, die in einer Faserstoffsuspension, wie sie zur Erzeugung von Papier verwendet wird, enthaltenen Störstoffe aufzukonzentrieren und durch einen Rejektanschluss aus dem Hydrozyklon abzuleiten. Die von Störstoffen befreite Fraktion, nämlich der Gutstoff, wird durch den Gutstoffanschluss geführt und weiter verwendet. Diese Vorgänge sind an sich bekannt, ebenso die Tatsache, dass ein guter Effekt nur gewährleistet ist, wenn die Hydrozyklone eine bestimmte Größe nicht überschreiten. Bei einer Hydrozyklonanlage, die für größere Durchsatzmengen ausgelegt ist, wird daher eine Mehrzahl - oft sogar eine Vielzahl - von Hydrozyklonen benötigt. Diese werden dann parallel von der zu reinigenden Flüssigkeit durchströmt, was bedeutet, dass der Flüssigkeitsstrom in eine Vielzahl von kleineren Teilströmen aufgeteilt werden muss. Hierzu können z.B. Verteil- und Sammelvorrichtungen, wie sie im folgenden noch beschrieben werden, verwendet werden.As is known, hydrocyclones are used to make liquids containing substances from different sinking behavior, due to strong centrifugal forces fractionate. So it is e.g. possible in a pulp suspension, as used to Production of paper is used to concentrate contained impurities and through a Rejektanschluss derive from the hydrocyclone. The of impurities freed fraction, namely the accept, is led through the accepts connection and used further. These processes are known per se, as is the fact that a good effect is only guaranteed if the hydrocyclones do not have a certain size exceed. In a hydrocyclone plant, for larger throughputs is therefore a plurality - often even a variety - of hydrocyclones needed. These are then flowed through in parallel by the liquid to be purified, which means that the liquid flow into a multitude of smaller partial streams must be split. For this, e.g. Distribution and collection devices, such as will be described below.
Eine zweckmäßige Verteil- und Sammelvorrichtung ist in der Regel so zu erstellen, dass die Verteilung der Flüssigkeitsströme weitestgehend gleichmäßig ist. Außerdem sollen hydraulische Störungen, Wirbel oder ähnliches vermieden werden. Eine weitere Anforderung an Hydrozyklonanlagen dieser Art ist ihre Einfachheit, um sie kostengünstig herstellen zu können. Auch sollen die Hydrozyklone zu Wartungszwecken leicht zu tauschen sein. Die Erfüllung aller dieser Forderungen ist bei den bisher vorhandenen Anlagen nicht befriedigend gelöst. A convenient distribution and collection device is usually to create so that the distribution of the liquid streams is largely uniform. In addition, should hydraulic interference, vortices or the like can be avoided. Another Demands on hydrocyclone plants of this type is their simplicity to them to produce inexpensive. Also, the hydrocyclones for maintenance purposes easy to exchange. The fulfillment of all these demands is in the past existing systems not satisfactorily resolved.
Aus der DE-A-299 16 565 kennt man bereits eine Hydrozyklonanlage dieser Art, und es wird nebenbei erwähnt, dass als Alternative zur dort beschriebenen Befestigung mittels elastischer-ringförmiger Dichtelemente auch verschraubte Flansche möglich wären. In einer weiteren Publikation, der US-A-4 146 469, werden Möglichkeiten gezeigt, Hydrozyklone so von unten in die Gutstoffleitungen einzuführen, dass ihre Zulauföffnungen durch eine unterhalb der Gutstoffleitungen angeordnete Zuführleitung versorgt werden können. Die an der Rohrdurchführung benötigte Dichtvorrichtung wird durch Bügel und Schrauben verspannt. Durch die WO-A-91/16988 ist die paarweise Befestigung von Hydrozyklonen mittels leicht lösbarer Klemmvorrichtungen bekannt.From DE-A-299 16 565 already known a hydrocyclone plant of this type, and It is incidentally mentioned that as an alternative to the attachment described there by means of elastic-annular sealing elements also screwed flanges possible would. In another publication, US-A-4,146,469, there are possibilities shown to introduce hydrocyclones from below into the accept lines that their Inlet openings through a supply line arranged below the accept lines can be supplied. The required at the pipe feedthrough sealing device is braced by brackets and screws. WO-A-91/16988 is paired Attachment of hydrocyclones by means of easily detachable clamping devices known.
Eine weitere Befestigung solcher Hydrozyklonen mit Flansch und Gegenflansch zeigt die DE-A-3150073. Another attachment of such hydrocyclones with flange and counter flange shows the DE-A-3,150,073th
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Hydrozyklonanlage mit einfachen Mitteln so zu gestalten, dass die Hydrozyklone leicht angebracht und wieder entfernt werden können und ein sicherer Halt auch bei Überdruck gewährleistet ist.The invention is therefore based on the object, a hydrocyclone plant with simple Make the means so that the hydrocyclones easily attached and removed can be and a secure grip is guaranteed even with overpressure.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Maßnahmen
gelöst.This object is achieved by the measures mentioned in the characterizing part of
Die erfindungsgemäß gestaltete Verteil- und Sammelvorrichtung enthält für den Zulauf und für den Ablauf z.B. je ein relativ großes zylindrisches Metallrohr oder ein ovales metallisches Strömungsteil. Daran können die erwähnten Gewindebolzen angeschweißt werden. Für die Schraubverbindung werden nur wenige und zudem billige Normteile benötigt. Da die Hydrozyklone in Serien gefertigt sind, z.B. gegossen oder gespritzt werden, lassen sich die Flansche in einem Stück mit den Anschlüssen herstellen.The inventively designed distribution and collection device contains for the inlet and for the process e.g. each a relatively large cylindrical metal tube or an oval metallic flow part. This can be the mentioned threaded bolts be welded. For the screw connection are only a few and In addition, cheap standard parts needed. Since the hydrocyclones are made in series, e.g. be poured or sprayed, the flanges can be in one piece with the Establish connections.
Die Erfindung und ihre Vorteile werden beschrieben an Hand von Zeichnungen. Dabei zeigt:
- Fig. 1
- Teil einer erfindungsgemäßen Hydrozyklonanlage in Seitenansicht;
- Fig. 2
- die Hydrozyklonanlage der
Figur 1 in einer anderen Seitenansicht; - Fig. 3
- den Anschluss im Detail;
- Fig. 4
- die Dichtung im Detail;
- Fig. 5 + 6
- je eine Variante des Erfindungsgegenstandes.
- Fig. 1
- Part of a hydrocyclone plant according to the invention in side view;
- Fig. 2
- the hydrocyclone plant of Figure 1 in another side view;
- Fig. 3
- the connection in detail;
- Fig. 4
- the seal in detail;
- Fig. 5 + 6
- depending on a variant of the subject invention.
Fig. 1 zeigt exemplarisch einen Hydrozyklon 1, der in der erfindungsgemäßen Weise an
die Verteil- und Sammelvorrichtung 5 angeschlossen ist und somit einen Teil der
Hydrozyklonanlage bildet. Bei Betrieb der Anlage gelangt die zu reinigende Flüssigkeit
über ein tiefer liegendes Zulaufrohr 10, an das der Zulaufanschluss 2 angeschlossen ist,
in den Hydrozyklon 1. Nach bestimmungsgemäßer Reinigung fließt die Flüssigkeit in den
Gutstoffanschluss 3 und anschließend in das Gutstoffrohr 11, welches sich oberhalb des
Zulaufrohres 10 befindet. Zulaufanschluss 2 und Gutstoffanschluss 3 sind jeweils mit
einem Flansch 6 versehen, der mit Hilfe von Gewindebolzen 9 und Muttern 8 an der
zylindrischen Seitenwand 7 der entsprechenden Rohre lösbar befestigt ist. Der
Rejektanschluss 4 befindet sich hier wie üblich am unteren Ende des Hydrozyklons 1
und dient der Abführung der im Hydrozyklon gesammelten Schwerteile in ein
Rejektsammelrohr 16. Mit Vorteil ist der Anschluss an das Rejektsammelrohr 16
parallel zu den übrigen Anschlüssen. Als Halterung für die Teile der Verteil- und
Sammelvorrichtung 5 dient ein nur angedeutetes Befestigungsgerüst 15. Die
Hydrozyklone selbst sind bereits durch die beschriebenen Verbindungen ausreichend
fest verankert.Fig. 1 shows an example of a
Eine andere Seitenansicht der in Fig. 1 gezeigten Hydrozyklonanlage, wiederum nur
ausschnittsweise, zeigt die Fig. 2. Dabei sind das Zulaufrohr 10 und das Gutstoffrohr 11
in Seitenansicht erkennbar. Der am oberen Rohr angeschlossene Flansch 6 ist ein
Rundflansch, während der entsprechende Flansch 6' am Zulaufrohr 10 als Alternative
oval gezeichnet ist. In der Regel sind zwei Gewindebolzen pro Flansch ausreichend. Es
kann sinnvoll sein, die Gewindebolzen 9 erst bei Montage der Hydrozyklonanlage auf die
zylindrische Seitenwand 7 aufzuschweißen, da dann eventuelle Ungenauigkeiten der
Rohrverlegung ausgeglichen werden können. Dabei ist in der Regel kein zusätzlicher
Aufwand wie Bohren oder Anbringen von Verstärkungen erforderlich. Der Gewindebolzen
kann einfach auf die gewölbte Rohrwandung aufgesetzt und angeschweißt werden.Another side view of the hydrocyclone plant shown in Fig. 1, again only
Sectionally, Fig. 2 shows. In this case, the
Zweckmäßigerweise erfolgt der Anschluss an die Verteil- und Sammelvorrichtung 5
gemäß Fig. 3 bzw. Fig. 4 mit einer elastischen Dichtung 14, die durch die Öffnung in der
zylindrischen Seitenwand 7 durchgesteckt ist. Gewindebolzen 9 und Muttern 8 sind in
Fig. 3 gestrichelt gezeichnet, da sie verdeckt sind. Die Dichtung hat innerhalb und
außerhalb des Zulauf- bzw. Ablaufrohres einen größeren Außendurchmesser als ihn die
Öffnung in diesem Rohr aufweist. Der Außendurchmesser, den die Dichtung 14 an der
Stelle hat, die nach dem Einsetzen in der Öffnung des Zulauf- bzw. Ablaufrohres liegt,
ist geringer als der Durchmesser dieser Öffnung. Dadurch bildet sich zunächst, also
bevor der Anschluss des Hydrozyklons in seiner Endlage ist, ein Zwischenraum 17 (s.
Fig. 4). Die Bohrung der Dichtung ist konisch ausgeführt, und zwar so, dass sie sich von
außen nach innen, also in Montagerichtung 18 des Flansches 6 verengt. Dadurch wird
beim Einfahren des Anschlussrohres die Dichtung erweitert und legt sich im Innern des
Verteilrohres an. Auch so können die nicht ganz auszuschließenden Toleranzen bei der
Herstellung der Hydrozyklone bzw. Hydrozyklonanlage ausgeglichen werden.
Gewindebolzen 9 und Muttern 8 sind gestrichelt gezeichnet, da sie verdeckt sind.Conveniently, the connection to the distribution and
Bei der in Fig. 5 gezeigten Hydrozyklonanlage sind die Verteil- und Sammelrohre, also
das Zulaufrohr 10 und das Gutstoffrohr 11 nicht direkt übereinander angeordnet,
sondern so versetzt, dass das Gutstoffrohr 11 mit der Mittelachse des Hydrozyklons 1
fluchtet, dass also das Gutstoffrohr 11 senkrecht über dem Hydrozyklon 1 liegt. Dadurch
haben Gutstoffanschluss 3 und Zulaufanschluss 2 rechtwinkelig zueinander liegende
Anschlussrichtungen. Diese Anordnung ist in vielen Fällen günstig. Insbesondere was die
Kompaktheit der Anlage, die Einfachheit der Anschlüsse und die Sicherheit der
Befestigung des Hydrozyklons an der Verteil- und Sammelvorrichtung 5 betrifft.In the hydrocyclone plant shown in Fig. 5 are the distribution and manifolds, ie
the
Die Figur 5 zeigt noch eine weitere Besonderheit, die nicht nur hier, sondern auch bei
anderen Ausführungen des Erfindungsgegenstandes möglich ist. Es kann nämlich durch
eine - hier nur angedeutete - Verstelleinrichtung 19 der Gutstoffanschluss 3 in axialer
Richtung verschoben werden. Dadurch lassen sich auch größere Toleranzen ausgleichen.
Diese Einstellmöglichkeit kann aber einen weiteren Vorteil haben, weil die Montage des
Hydrozyklons beträchtlich vereinfacht wird. Es wäre dann z.B. zunächst der
Zulaufanschluss 2 in das Zulaufrohr 10 einzustecken. Anschließend kann durch
Höherstellen des Gutstoffanschlusses 3 auch die Verbindung zum Gutstoffrohr 11
hergestellt werden. Die Verwendung von Dichtungen, wie sie in Fig. 3 und 4 beschrieben
sind, ist dabei von Vorteil. Dann werden, wie bereits beschrieben, die Flansche 6 an die
Gewindebolzen 9 geschraubt, und auch ohne dass die Hydrozyklone 1 an einer
zusätzlichen Halterung befestigt sind, ist ein sicherer Halt gewährleistet.The figure 5 shows yet another feature that not only here but also at
other embodiments of the subject invention is possible. It can namely by
an - here only hinted - adjusting 19 of the accepts 3 in the axial
Direction are shifted. As a result, larger tolerances can be compensated.
But this adjustment can have a further advantage because the assembly of
Hydrocyclone is considerably simplified. It would then be e.g. first of all
Die in der Fig. 6 gezeigte Hydrozyklonanlage erhält die zu reinigende Suspension durch
eine als stehender Zylinder ausgebildete Verteil- und Sammelvorrichtung 5'. Dieser
Zylinder ist im Innern durch eine waagerechte Trennwand 13 (gestrichelt gezeichnet)
quer zur Strömungsrichtung geteilt. Stromaufwärts zu dieser Trennwand 13, d.h. also
zulaufseitig, befinden sich die Zulaufanschlüsse 2 der seitlich angeordneten
Hydrozyklone 1 und stromabwärts der Trennwand 13 die Gutstoffanschlüsse 3. Die
Mittelachse der Hydrozyklone ist jeweils parallel zur zylindrischen Seitenwand 7
angeordnet.The hydrocyclone plant shown in FIG. 6 receives the suspension to be purified
a distribution and collection device 5 'designed as a stationary cylinder. This
Cylinder is inside by a horizontal partition 13 (dashed lines)
divided transversely to the flow direction. Upstream of this
Hydrozyklone können auch so eingesetzt werden, dass die Schwerfraktion als Gutstoff
und die Leichtfraktion als Rejekt verwendet wird. Mit einer solchen Anwendung werden
z.B. spezifisch leichte Störstoffe aus einer Papierfasersuspension abgeschieden. Auch
hierzu kann eine erfindungsgemäße Anlage verwendet werden, indem der
Gutstoffanschluss 3 der Fig. 1 oder 2 als Rejektanschluss dient. Der Gutstoff fällt dann
am Auslass für die Schwerfraktion an. Solche Schaltungen sind an sich bekannt und
daher hier nicht speziell dargestellt.Hydrocyclones can also be used so that the heavy fraction as accepts
and the light fraction is used as a reject. With such an application will be
e.g. specifically light impurities separated from a paper fiber suspension. Also
For this purpose, a system according to the invention can be used by the
Accept
Claims (13)
- A hydrocyclone unit comprising a plurality of hydrocyclones (1) each of which has at least one feed connector (2), one accepted-stock connector (3) and a rejected-stock connector (4) and also comprising at least one distribution and collecting device (5, 5') for feeding liquids into the hydrocyclones (1) and removing them from the hydrocyclones, respectively,
at least one of the connectors of the hydrocyclones (1) being screw-connected to the distribution and collecting device (5, 5'),
characterised in that
at least one of the connectors of the hydrocyclones (1) is provided with a flange (6, 6'), which is screwed to the distribution and collecting device (5, 5') using threaded bolts (9) welded to the wall (7) of the distribution and collecting means (5, 5'). - A hydrocyclone unit according to Claim 1,
characterised in that
the wall (7) does not have any reinforcements or bores at the weld attachment points. - A hydrocyclone unit according to Claim 1 or 2,
characterised in that
two threaded bolts (9) are provided per connector and that these are attached at those points on the wall (7) which are at the shortest distance from the flange (6, 6'). - A hydrocyclone unit according to one of Claims 1 to 3,
characterised in that
it comprises at least one seal (14) which surrounds the connector inserted into the distribution and collecting means (5, 5') in a ring shape, extends into the interior of the distribution and collecting means (5, 5') and inside and outside the distribution and collecting means (5, 5') in each case has a larger external diameter than the opening in the wall (7) at this point. - A hydrocyclone unit according to Claim 4,
characterised in that
the external diameter of the seal (14) at the point which in the mounted state lies in the opening of the wall (7) is at least 2 mm less than the diameter of this opening. - A hydrocyclone unit according to Claim 4 or 5,
characterised in that
the bore of the seal (14) is conical, such that it tapers in the direction of mounting (18) of the flange (6, 6'). - A hydrocyclone unit according to Claim 4, 5 or 6,
characterised in that
the disc surface of the flange (6, 6') does not contact the seal (14). - A hydrocyclone unit according to one of the preceding claims,
characterised in that
at least two of the connectors of the hydrocyclones (1) are adjustable in their position relative to each other and then can be fixed rigidly. - A hydrocyclone unit according to Claim 1,
characterised in that
the central axes of the hydrocyclones (1) are at right-angles to the main direction of flow in the distribution and collecting device (5). - A hydrocyclone unit according to one of Claims 1 to 8,
characterised in thatthe distribution and collecting device (5') contains a flow section which has a closed, preferably cylindrical, side wall (7) with openings for the feed connectors (2) and openings for the accepted-stock connectors (3) or for the rejected-stock connectors (4) of the hydrocyclones (1),the distribution and collecting device (5') has an internal partition (13) which closes off its flow cross-section,the feed connectors (2) of the hydrocyclones (1) open into the distribution and collecting device (5') upstream, and the accepted-stock connectors (3) or the rejected-stock connectors (4) downstream, of the partition (13). - A hydrocyclone unit according to Claim 10,
characterised in that
the openings for the accepted-stock connectors (3) or the rejected-stock connectors (4) are distributed uniformly over the periphery of the distribution and collecting device (5'). - A hydrocyclone unit according to Claim 10 or 11,
characterised in that
the central axes of the hydrocyclones (1) are parallel to the main direction of flow in the distribution and collecting device (5'). - A hydrocyclone unit according to Claim 10, 11 or 12,
characterised in that
the side wall (7) has an outline corresponding to a regular polygon.
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