EP2358479A2 - Hydrocyclone arrangement - Google Patents

Hydrocyclone arrangement

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Publication number
EP2358479A2
EP2358479A2 EP10751877A EP10751877A EP2358479A2 EP 2358479 A2 EP2358479 A2 EP 2358479A2 EP 10751877 A EP10751877 A EP 10751877A EP 10751877 A EP10751877 A EP 10751877A EP 2358479 A2 EP2358479 A2 EP 2358479A2
Authority
EP
European Patent Office
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underflow
arrangement according
tank
hydrocyclone
feed
Prior art date
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Application number
EP10751877A
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German (de)
French (fr)
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EP2358479B1 (en
Inventor
Peter Kaniut
Thomas Neesse
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AKW Apparate und Verfahren GmbH
Original Assignee
AKW Apparate und Verfahren GmbH
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Filing date
Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C11/00—Accessories, e.g. safety or control devices, not otherwise provided for, e.g. regulators, valves in inlet or overflow ducting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/14—Construction of the underflow ducting; Apex constructions; Discharge arrangements ; discharge through sidewall provided with a few slits or perforations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/22—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed with cleaning means
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21D—TREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
    • D21D5/00—Purification of the pulp suspension by mechanical means; Apparatus therefor
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a Hydrozyklonan leather with an inlet of
  • Hydrozyklonan pants with tangential inlet of the feed pulp in a cylindrical-conical process space and two discharges of the separation products in a fine grain upper course and a coarse grain underflow are state of the art.
  • Such apparatus are used to classify polydisperse suspensions as close as possible to a desired particle size. For physical and structural reasons, however, the selectivity in a continuous operation of hydrocyclones are limited.
  • a discharge of fine particles in the underflow can be largely prevented if no or only small amounts of liquid from the hydrocyclone reach the lower reaches. It is known to carry the coarse feed of the hydrocyclone into a closed container. Such underflow chambers are used for example in hydrocyclones in the paper industry. These hydrocyclones are subject to a continuous
  • the discharge capacity of the lower reaches can be increased and can be dispensed with a pre-separation of coarse grain. Even with highly fluctuating feed conditions, it is possible to stabilize the size of the separation grain and to maximize the solids content in the underflow. However, in many applications, the selectivity is not enough
  • the underflow container is pressure-tight connected to the coarse grain discharge of the hydrocyclone and is filled before startup with a liquid medium, especially fresh water.
  • the fresh water filling prevents unwanted discharge of
  • suspension volume which is discharged in the circuit via the upper reaches of the cyclone, remains largely constant, especially when the feed solids content is only a few percent by volume.
  • the underflow communicates with a closed underflow container, which has a fresh water supply.
  • the respective volume of suspension to be separated in the feed tank is introduced batchwise and then fed to the hydrocyclone.
  • the filling of the underflow tank with fresh water takes place before the hydrocyclone is put into operation so that the discharge of fine grain into the underflow tank is effectively reduced.
  • the fine grain fraction is after shutting off the connection between
  • Outlet and inlet tank discharged For this purpose, a slider or a three-way valve can be used.
  • the feed tank is filled with a new batch to be treated.
  • the underflow container After completion of the batch-guided circulation and separation process, the underflow container via a further slide or a
  • a predetermined amount of the suspension can be withdrawn from the underflow container during the separation process.
  • the removal of the cleaning water can be shut off
  • the feed pump can also provide several hydrocyclones with suspension in a further development according to the invention, wherein the respective upper runs lead to a collecting line which directs the fine-grain suspension into the feed tank.
  • flow sensors are provided at the inlet and / or headwaters of the arrangement.
  • the feed tank has a measuring device for determining the suspension level and it is provided on the upper and lower run an array of measuring means for solids content determination.
  • Fig. 2 is a representation similar to that of Fig. 1, but added to
  • Hydrocyclone 4 started, with a feed tank 2 via a
  • Feed pump 3 is in communication.
  • the discharged through the underflow nozzle 5 coarse grain 6 is collected in a closed underflow container 7.
  • the underflow container 7 is before startup of the hydrocyclone with
  • Feed tank 2 returned. The cycle via the feed tank 2 to the hydrocyclone 4 is performed until the desired separation is achieved.
  • the feed tank 2 can be filled with a new suspension batch 1.
  • a check valve 13 is located between the underflow nozzle 5 and the underflow container 7 .
  • the coarse grain suspension is discharged via a nozzle at the bottom of the underflow after opening the slide, wherein the discharge can be realized as a free outflow or only with the aid of a withdrawal pump.
  • the slide between the underflow nozzle and the underflow container enables the complete or partial removal of coarse grain even during cyclone operation. As a result, a fractionation of the coarse grain can be achieved since, at first, the coarsest and later finer ones are preferred
  • Fresh water stream from the underflow tank as explained, be used to clean the entire system.
  • the present invention In order to make the discontinuous operation of the presented arrangement quasi-continuous, in one embodiment, the
  • the first container is filled and switched to by means of a slide when the separation of the one being processed
  • Flow measurement according to the embodiment makes it possible to determine whether there is a blockage when interconnecting a plurality of cyclones.
  • Blockages in the underflow can, according to the illustration of FIG. 3 be eliminated by a cleaning rod 19 is inserted through the neck at the bottom of the underflow container.
  • This cleaning rod 19 may be encountered in a blockage in the underflow nozzle 16.
  • the discharge nozzle is located directly under the underflow nozzle 16.
  • the needle 19 may have a guide, the alignment of the same on the
  • a cleaning of the lower courses can be done after each separation cycle as a precaution.
  • the clogging of a cyclone does not affect the overall separation result. It is possible to monitor the quality of the separation result during operation by measuring the solids content in the upper run or alternatively in the lower run vessel. In addition to this, the grain size distributions in the upper run and / or in the lower run can be determined.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)

Abstract

The invention relates to a hydrocyclone arrangement having a batch pulp inlet, a head water, an underflow, a supply tank, and at least one hydrocyclone feed pump present between the feed tank and the inlet. According to the invention, a lockable connection is provided between the head water and the feed tank for guiding the fine grain suspension from the head water into circulation over a prescribed time. The underflow is furthermore connected to a closed underflow tank comprising a freshwater feed. The suspension volume to be separated is placed in the feed tank in batches and is delivered to the hydrocyclone in batches. The underflow tank is filled with fresh water before commissioning the hydrocyclone, so that the discharge of fine grain into the underflow tank can be reduced.

Description

Hydrozyklonanordnung  Hydrocyclone arrangement
Beschreibung description
Die Erfindung betrifft eine Hydrozyklonanordnung mit einem Einlauf der The invention relates to a Hydrozyklonanordnung with an inlet of
Aufgabetrübe, einem Oberlauf, einem Unterlauf, einem Zulaufbehälter sowie mindestens einer Hydrozyklonspeisepumpe, die zwischen dem Zulaufbehälter und dem Einlauf befindlich ist, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Aufgabetrübe, an upper reaches, an underflow, a feed tank and at least one Hydrozyklonspeisepumpe, which is located between the feed tank and the inlet, according to the preamble of claim 1.
Hydrozyklonanordnungen mit tangentialem Einlauf der Aufgabetrübe in einen zylindrisch-konischen Prozessraum und zwei Austrägen der Trennprodukte in einem Feinkorn-Oberlauf und einem Grobkorn-Unterlauf gehören zum Stand der Technik. Hydrozyklonanordnungen with tangential inlet of the feed pulp in a cylindrical-conical process space and two discharges of the separation products in a fine grain upper course and a coarse grain underflow are state of the art.
Derartige Apparate werden eingesetzt, um polydisperse Suspensionen bei einer gewü nschten Korngröße möglichst trennscharf zu klassieren. Aus physikalischen sowie konstruktiven Gründen sind jedoch der Trennschärfe bei einem kontinuierlichen Betrieb von Hydrozyklonen Grenzen gesetzt. Such apparatus are used to classify polydisperse suspensions as close as possible to a desired particle size. For physical and structural reasons, however, the selectivity in a continuous operation of hydrocyclones are limited.
Diese Grenzen betreffen vor allem feinste Teilchen im μm-Bereich, die mit dem wässrigen Medium gemeinsam mit dem Grobkorn ausgetragen werden, aber auch grobe Körner, die bei gewünschten Trennungen im μm-Bereich nicht vollständig im Unterlauf abgeschieden werden. These limits mainly concern the finest particles in the micron range, which are discharged together with the coarse grain with the aqueous medium, but also coarse grains which are not completely deposited in the underflow at desired separations in the micron range.
Ein Austrag von Feinteilchen im Unterlauf kann weitgehend dadurch verhindert werden, wenn keine oder nur geringe Flüssigkeitsmengen aus dem Hydro- zyklon in den Unterlauf gelangen. Bekannt ist es, den Grobg utaustrag des Hydrozyklons in einen geschlossenen Behälter zu führen. Derartige Unterlaufkammern werden beispielsweise bei Hydrozyklonen in der Papierindustrie angewendet. Diese Hydrozyklone unterliegen einer kontinuierlichen A discharge of fine particles in the underflow can be largely prevented if no or only small amounts of liquid from the hydrocyclone reach the lower reaches. It is known to carry the coarse feed of the hydrocyclone into a closed container. Such underflow chambers are used for example in hydrocyclones in the paper industry. These hydrocyclones are subject to a continuous
Beschickung mit diskontinuierlicher Entleerung des Unterlaufbehälters, in dem sich nur relativ wenige störende Grobbestandteile sammeln. Bei einer solchen Betriebsweise werden allerdings keine hohen Anforderungen an das Trennergebnis gestellt. Charging with discontinuous emptying of the underflow container, in which only relatively few disturbing coarse constituents collect. In such an operation, however, no high demands are placed on the separation result.
Ebenso ist es bekannt, die Abscheidung von groben Teilchen im kontinuierlichen Betrieb durch Rückführung eines Teilstroms des Hydrozyklonoberlaufs zur Aufgabe in denselben Hydrozyklon und Vereinigung dieser Rückführung mit der Primäraufgabe zu verbessern. Der mit dieser Maßnahme erreichte Effekt ist jedoch im Vergleich zu einer Nachtrennung des Oberlaufs in einer folgenden Trennstufe unter Einsatz von kleineren Hydrozyklonen nur gering. It is also known, the deposition of coarse particles in continuous operation by recycling a partial flow of the hydrocyclone overflow to improve the task in the same hydrocyclone and combine this feedback with the primary task. However, the effect achieved with this measure is only slight compared with a subsequent separation of the upper run in a subsequent separation stage using smaller hydrocyclones.
Keine der oben genannten Maßnahmen bietet eine ausreichend trennscharfe Klassierung im Feinkornbereich von weinigen μm unter einem sinnvollen wirtschaftlichen Aspekt. None of the above-mentioned measures offers a sufficiently selective classification in the fine grain range of a few μm under a meaningful economic aspect.
Aus der DE 198 49 870 C2 ist eine Hydrozyklonanordnung mit einem Einlauf der Aufgabetrübe, einem Oberlauf und einem Unterlauf vorbekannt, wobei der Einlauf von einer Pumpe in eine Aufnahmekammer geführt wird . Ferner wird der Oberlauf in eine Sammelkammer geleitet, wobei für den Unterlauf ein freier Auslauf vorgesehen ist. Mehrere gleich bemessene Hydrozyklone sind räumlich dicht beieinander angeordnet und es münden die Oberläufe dieser Hydrozyklone in die für sie gemeinsame Oberlaufsammelkammer ein. Bei dieser Lehre des Standes der Technik ist die gemeinsame Oberlaufsammelkammer als Drucktopf ausgebildet und über eine Oberlaufsammelleitung mit einem verstellbaren Regelventil und einer zugehörigen Regeleinrichtung für die Einstellung des Volumensplits verbunden. From DE 198 49 870 C2, a hydrocyclone arrangement with an inlet of Aufgabetrübe, an upper course and an underflow is already known, wherein the inlet is guided by a pump in a receiving chamber. Further, the upper reaches is directed into a collection chamber, wherein a free outlet is provided for the lower reaches. Several identically sized hydrocyclones are spatially close to each other and open the headings of these hydrocyclones in the common upper collecting chamber. In this teaching of the prior art, the common overflow collecting chamber is designed as a pressure pot and connected via an overflow collecting line with an adjustable control valve and an associated control device for adjusting the volume split.
Mit einer solchen Lösung kann die Austragskapazität der Unterläufe erhöht und auf eine Vorabscheidung von Grobkorn verzichtet werden. Auch bei stark schwankenden Aufgabebedingungen gelingt es, die Trennkorngröße zu stabilisieren sowie den Feststoffgehalt im Unterlauf zu maximieren. Allerdings genügt in vielen Anwendungsfällen die Trennschärfe noch nicht den  With such a solution, the discharge capacity of the lower reaches can be increased and can be dispensed with a pre-separation of coarse grain. Even with highly fluctuating feed conditions, it is possible to stabilize the size of the separation grain and to maximize the solids content in the underflow. However, in many applications, the selectivity is not enough
diesbezüg lichen Forderu ngen der Anwender. in this regard, users' demands.
Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine weiterentwickelte Hydrozyklonanordnung mit einem Einlauf der Aufgabetrübe, einem Oberlauf, einem Unterlauf sowie einem Zulaufbehälter und mindestens einer Hydrozyklonspeisepumpe anzugeben, welche es ermöglicht, die Trennung im Feinkornbereich zu verbessern, so dass sowohl der Fehlaustrag von Feinkorn im Unterlauf als auch des Grobkorns im Oberlauf reduzierbar ist. Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch die Merkmalskombination gemäß der Lehre nach Patentanspruch 1, wobei die Unteransprüche From the above, it is therefore an object of the invention to provide an advanced hydrocyclone arrangement with an inlet of Aufgabetrübe, an upper reaches, an underflow and a feed tank and at least one Hydrozyklonspeisepumpe, which makes it possible to improve the separation in the fine grain range, so that both the Fehlaustrag of Fine grain in the lower course and the coarse grain in the upper reaches can be reduced. The object of the invention is achieved by the combination of features according to the teaching of claim 1, wherein the dependent claims
mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen umfassen. at least expedient refinements and developments.
Es besteht demnach der Grundgedanke der Erfindung darin, den Hydrozyklon mit einem bestimmten, vorgelegten Suspensionsvolumen chargenweise zu beschicken u nd den Hydrozyklonoberlauf im Kreislauf zur Hydrozyklonvorlage zurückzuführen. It is therefore the basic idea of the invention to charge the hydrocyclone batchwise with a given, presented suspension volume and to recycle the hydrocyclone overflow in the circulation to the hydrocyclone template.
Darüber hinaus ist der Unterlaufbehälter druckdicht am Grobkornaustrag des Hydrozyklons angeschlossen und wird vor Inbetriebnahme mit einem liquiden Medium, insbesondere Frischwasser gefüllt. In addition, the underflow container is pressure-tight connected to the coarse grain discharge of the hydrocyclone and is filled before startup with a liquid medium, especially fresh water.
Die Frischwasserfüllung verhindert einen unerwünschten Austrag von The fresh water filling prevents unwanted discharge of
Flüssigkeit im Zyklonunterlauf. Es wird vielmehr nur der abgeschiedene Liquid in the cyclone underflow. Rather, it's just the isolated one
Feststoff ausgetragen. Solid discharged.
Dadurch, dass keine Flüssigkeit aus dem Zyklon in den Grobkornaustrag, d . h. den Unterlauf gelangt, wird die Trennung hinsichtlich des fehlausgetragenen Feinkorns wesentlich schärfer. Due to the fact that no liquid from the cyclone in the coarse grain discharge, d. H. reaches the underflow, the separation is significantly sharper with respect to the mis-discharged fine grain.
Andererseits bleibt aber auch das Suspensionsvolumen, das im Kreislauf über den Oberlauf des Zyklons ausgetragen wird, weitgehend konstant, insbesondere, wenn der Aufgabefeststoffgehalt nur wenige Volumenprozent beträgt. On the other hand, however, the suspension volume, which is discharged in the circuit via the upper reaches of the cyclone, remains largely constant, especially when the feed solids content is only a few percent by volume.
Vorstehendes bedeutet, dass die Anzahl der Kreisläufe zur Nachreinigung des Oberlaufs an sich unbegrenzt sind . Bei Feinkorntrennungen kann es sinnvoll sein, den Kreislaufprozess über mehrere Stunden aufrecht zu erhalten. Die chargenweise Behandlung respektive Trennung wird spätestens dann The above means that the number of cycles for post-purification of the headwaters per se are unlimited. For fine grain separations, it may be useful to maintain the cycle process over several hours. The batch treatment respectively separation will be then at the latest
abgebrochen, wenn der im Unterlauf abgeschiedene Feststoff annähernd die gleiche Größenverteilung aufweist wie derjenige im Zyklonoberlauf. aborted when the solid deposited in the underflow has approximately the same size distribution as that in the cyclone overflow.
Es wird aus oben Genanntem von einer Hydrozyklonanordnung mit einem Einlauf der Aufgabetrübe, einem Oberlauf, einem Unterlauf sowie einem It is from the above-mentioned by a Hydrozyklonanordnung with an inlet of Aufgabetrübe, an upper course, an underflow and a
Zulaufbehälter sowie mindestens einer Hydrozyklonspeisepumpe ausgegangen. Die Hydrozyklonspeisepumpe befindet sich zwischen dem Ausgang des Inlet tank and at least one Hydrozyklonspeisepumpe assumed. The hydrocyclone feed pump is located between the output of the
Zulaufbehälters und dem Einlauf des Hydrozyklons. Feed tank and the inlet of the hydrocyclone.
Erfindungsgemäß ist eine absperrbare Verbindung zwischen dem Oberlauf und dem Zulaufbehälter vorgesehen, um die Feinkornsuspension aus dem Oberlauf über eine vorgegebene oder vorgebbare Zeit in einem Kreislauf zu führen. According to the invention a lockable connection between the upper reaches and the feed tank is provided to guide the fine grain suspension from the upper reaches over a predetermined or predetermined time in a cycle.
Weiterhin steht der Unterlauf mit einem geschlossenen Unterlaufbehälter in Verbindung, welcher eine Frischwasserzuführung aufweist. Furthermore, the underflow communicates with a closed underflow container, which has a fresh water supply.
Es wird weiterhin erfindungsgemäß chargenweise das zu trennende jeweil ige Suspensionsvolumen im Zulaufbehälter vorgelegt und dann dem Hydrozyklon zugeführt. Die Füllung des Unterlaufbehälters mit Frischwasser erfolgt vor Inbetriebnahme des Hydrozyklons, so dass der Austrag von Feinkorn in den Unterlaufbehälter wirksam reduziert wird . In accordance with the invention, the respective volume of suspension to be separated in the feed tank is introduced batchwise and then fed to the hydrocyclone. The filling of the underflow tank with fresh water takes place before the hydrocyclone is put into operation so that the discharge of fine grain into the underflow tank is effectively reduced.
Die Feinkornfraktion wird nach dem Absperren der Verbindung zwischen The fine grain fraction is after shutting off the connection between
Oberlauf und Zulaufbehälter ausgeschleust. Hierfür kann ein Schieber oder ein Dreiwegeventil Anwendung finden. Outlet and inlet tank discharged. For this purpose, a slider or a three-way valve can be used.
Nach dem Ausschleusen der Feinkornfraktion wird der Zulaufbehälter mit einer neuen, zu behandelnden Charge befüllt. After the fine grain fraction has been discharged, the feed tank is filled with a new batch to be treated.
Nach Abschluss des chargenweise geführten Kreislauf- und Trennprozesses wird der Unterlaufbehälter über einen weiteren Schieber bzw. ein After completion of the batch-guided circulation and separation process, the underflow container via a further slide or a
entsprechendes Ventil entleert. corresponding valve emptied.
Mittels des Schiebers oder des Ventils am Unterlaufbehälter kann auch während des Trennprozesses eine vorgegebene Menge der Suspension aus dem Unterlaufbehälter abgezogen werden. By means of the slide or the valve at the underflow container, a predetermined amount of the suspension can be withdrawn from the underflow container during the separation process.
Zwischen dem Unterlaufausgang des Hydrozyklons und dem Unterlaufbehälter ist eine Absperreinrichtung vorgesehen. Between the underflow outlet of the hydrocyclone and the underflow container a shut-off device is provided.
Weiterhin steht der Unterlaufbehälter über eine weitere Absperreinrichtung mit einer Frischwasser-Druckleitung in Verbindung . Nach Entleerung des Zulaufbehälters und des Unterlaufbehälters kann über die Frischwasser-Druckleitung im Gegenstrom eine Reinigung der Gesamtanordnung vorgenommen werden. Furthermore, the underflow container is connected via a further shut-off device with a fresh water pressure line. After emptying the feed container and the underflow container can be made via the fresh water pressure line in countercurrent purification of the overall arrangement.
Das Ausschleusen des Reinigungswassers kann über die absperrbare The removal of the cleaning water can be shut off
Verbindung zwischen Oberlauf und Zulaufbehälter erfolgen, wobei die diesbezüg liche Absperreinrichtung als Dreiwegeventil oder Schieber, wie bereits dargelegt, ausgebildet sein kann. Connection between the upper reaches and feed tank done, the Liche relative shutoff device can be designed as a three-way valve or slide, as already stated.
In Weiterbildung der Erfindung besteht die Möglichkeit, mehrere Hydrozyklone auf einen gemeinsamen Unterlaufbehälter zu führen. In a further development of the invention, it is possible to lead several hydrocyclones to a common underflow container.
Die Speisepumpe kann in ebenfalls erfindungsgemäßer Weiterbildung mehrere Hydrozyklone mit Suspension versorgen, wobei die jeweiligen Oberläufe zu einer Sammelleitung führen, die die Feinkornsuspension in den Zulaufbehälter leitet. The feed pump can also provide several hydrocyclones with suspension in a further development according to the invention, wherein the respective upper runs lead to a collecting line which directs the fine-grain suspension into the feed tank.
Bei mindestens zwei vorhandenen Zulaufbehältern besteht die Möglichkeit eines wechselseitigen Kreislaufbetriebs unter Nutzung des jeweils mit dem Hydrozyklon verbundenen Zulaufbehälters. In at least two existing feed containers there is the possibility of a reciprocal cycle operation using the associated each with the hydrocyclone feed tank.
Ebenfalls besteht die Möglichkeit, mehrere komplette vorgeschlagene There is also the possibility of several complete proposed
Anordnungen auszubilden, wobei zur Durchsatzerhöhung ein abwechselnder Trenn- und Reinigungsbetrieb der jeweiligen Anlage erfolgt. Form arrangements, wherein the throughput increase an alternating separation and cleaning operation of the respective system takes place.
Zur Betriebsüberwachung sind ausgestaltend am Einlauf und/oder Oberlauf der Anordnung Durchflusssensoren vorgesehen. To monitor the operation, flow sensors are provided at the inlet and / or headwaters of the arrangement.
Ebenso besteht die Möglichkeit, ausgangsseitig des Unterlaufbehälters Mittel zum mechanischen Beseitigen einer eventuellen Verstopfung anzuordnen. It is also possible to arrange on the output side of the underflow container means for mechanically eliminating a possible blockage.
Hierfür kann z. B. der Unterlaufbehälter ein Kniestück umfassen, durch welches ein Reinigungsstab oder eine Nadel zum Lösen von Verschmutzungen For this purpose, z. B. the underflow container include an elbow through which a cleaning rod or a needle to solve soiling
einführbar bzw. in diesen Bereich hinein bewegbar ist. Ergänzend weist der Zulaufbehälter eine Messeinrichtung zur Bestimmung des Suspensionsniveaus auf und es ist am Ober- und Unterlauf eine Anordnung von Messmitteln zur Feststoffgehaltsbestimmung vorgesehen. can be inserted or moved into this area. In addition, the feed tank has a measuring device for determining the suspension level and it is provided on the upper and lower run an array of measuring means for solids content determination.
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels und unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden. The invention will be explained below with reference to an embodiment and with the aid of figures.
Hierbei zeigen : Hereby show:
Fig . 1 eine prinzipielle Darstellung der erfindungsgemäßen Hydrozyklon- anordnung; Fig. 1 is a schematic representation of the hydrocyclone arrangement according to the invention;
Fig. 2 eine Darstel lung ähnlich derjenigen nach Fig. 1, jedoch ergänzt um Fig. 2 is a representation similar to that of Fig. 1, but added to
Mess- und Steuermittel, sowie  Measuring and control means, as well
Fig. 3 eine Darstel lung einer Ausführungsform des druckdichten Fig. 3 is a presen- tation of an embodiment of the pressure-tight
Unterlaufbehälters mit der Möglichkeit zum Einführen eines  Underflow container with the possibility to insert a
Reinigungsstabs oder einer Reinigungsnadel über ein Kniestück.  Cleaning rod or a cleaning needle over an elbow.
Wie in den Darstellungen nach Fig . 1 und 2 ersichtlich, wird von einem As in the illustrations according to FIG. 1 and 2 is seen by a
Hydrozyklon 4 ausgegangen, der mit einem Zulaufbehälter 2 über eine Hydrocyclone 4 started, with a feed tank 2 via a
Speisepumpe 3 in Verbindung steht. Feed pump 3 is in communication.
Ein bestimmtes Suspensionsvolumen 1, das im Zulaufbehälter 2 vorgelegt wird, gelangt über die Speisepumpe 3 in die tangentiale Einlaufdüse des Hydro- zyklons 4. A certain suspension volume 1, which is initially introduced in the feed tank 2, passes via the feed pump 3 into the tangential inlet nozzle of the hydrocyclone 4.
Das durch die Unterlaufdüse 5 ausgetragene Grobkorn 6 wird in einem geschlossenen Unterlaufbehälter 7 aufgefangen. The discharged through the underflow nozzle 5 coarse grain 6 is collected in a closed underflow container 7.
Der Unterlaufbehälter 7 wird vor Inbetriebnahme des Hydrozyklons mit The underflow container 7 is before startup of the hydrocyclone with
Frischwasser 8 gefüllt. Diese Füllung erfolgt über entsprechende Rohrleitungen (Druckleitungen) sowie ein Absperrventil 12. Fresh water 8 filled. This filling takes place via corresponding pipelines (pressure lines) and a shut-off valve 12.
Aus dem Unterlaufbehälter 7 kann auch während des Betriebs über ein weiteres Ventil 11 bzw. einen Schieber Suspension abgezogen werden. Die Feinkornsuspension 9 im Oberlauf des Hydrozyklons 4 wird in den From the underflow container 7 can be withdrawn during operation via a further valve 11 and a slider suspension. The fine grain suspension 9 in the upper reaches of the hydrocyclone 4 is in the
Zulaufbehälter 2 zurückgeführt. Der Kreislauf über den Zulaufbehälter 2 hin zum Hydrozyklon 4 wird so lange geführt, bis die gewünschte Trennung erreicht ist. Feed tank 2 returned. The cycle via the feed tank 2 to the hydrocyclone 4 is performed until the desired separation is achieved.
Wenn das Maß der gewünschten Trennung gegeben ist, kann ein Schieber 10 geöffnet werden, um die getrennte Feinkornfraktion auszuschleusen. Given the degree of separation desired, a pusher 10 can be opened to discharge the separated fines fraction.
Anschließend kann der Zulaufbehälter 2 mit einer neuen Suspensionscharge 1 gefüllt werden. Subsequently, the feed tank 2 can be filled with a new suspension batch 1.
Zwischen der Unterlaufdüse 5 und dem Unterlaufbehälter 7 ist ein Absperrventil 13 befindlich. Between the underflow nozzle 5 and the underflow container 7 is a check valve 13 is located.
Es besteht erfindungsgemäß die Möglichkeit, während des Hydrozyklonbetriebs über eine Druckleitung unter Nutzung des Ventils 12 kontinuierlich Frischwasser dem Unterlaufbehälter 7 zuzuführen. According to the invention, it is possible, during the hydrocyclone operation, to continuously supply fresh water to the underflow container 7 via a pressure line using the valve 12.
Nach Entleerung des Zulaufbehälters 2 und des Unterlaufbehälters 7 kann mittels Frischwasser über die Druckleitung und das Ventil 12 eine Gegenstrom- reinigung der gesamten Anlage erfolgen. Das Waschwasser kann, sobald der Zulaufbehälter 2 gefüllt ist, durch Einschalten der Hydrozyklonspeisepumpe über den Bypass durch Öffnen des Schiebers 10 ausgeschleust werden. After emptying the feed container 2 and the underflow container 7, a countercurrent cleaning of the entire system can take place by means of fresh water via the pressure line and the valve 12. As soon as the feed tank 2 is filled, the wash water can be discharged by switching on the hydrocyclone feed pump via the bypass by opening the slide 10.
Für die Prozessführung besteht die Möglichkeit, das Suspensionsniveau 17 über eine geeignete Messeinrichtung L zu ermitteln. Ebenso kann durch For the process control, it is possible to determine the suspension level 17 via a suitable measuring device L. Likewise can through
Sensoren Dl und D2 der Feststoffgehalt 18 in der Feinkornsuspension des Oberlaufs und im Unterlaufbehälter ermittelt werden. Sensors Dl and D2 the solids content 18 in the fine grain suspension of the upper reaches and in the underflow container are determined.
Die Grobkornsuspension wird über einen Stutzen am Boden des Unterlaufs nach Öffnen des Schiebers abgeführt, wobei der Austrag als freies Ausfließen oder nur mit Hilfe einer Abzugspumpe realisierbar ist. The coarse grain suspension is discharged via a nozzle at the bottom of the underflow after opening the slide, wherein the discharge can be realized as a free outflow or only with the aid of a withdrawal pump.
Der Schieber zwischen Unterlaufdüse und Unterlaufbehälter ermöglicht den vollständigen oder teilweisen Abzug von Grobkorn auch während des laufenden Zyklonbetriebs. Hierdurch kann eine Fraktionierung des Grobkorns erzielt werden, da anfangs vorzugsweise die gröbsten, später immer feinere The slide between the underflow nozzle and the underflow container enables the complete or partial removal of coarse grain even during cyclone operation. As a result, a fractionation of the coarse grain can be achieved since, at first, the coarsest and later finer ones are preferred
Fraktionen abgetrennt werden. Fractions are separated.
Es besteht betriebsseitig die Möglichkeit, einen geringen Strom aus dem There is the possibility on the operating side, a small current from the
Unterlaufbehälter kontinuierlich abzuziehen, wodurch die Trennung in den gröberen Bereich verschoben wird. Wenn ein geringer, kontinuierlicher Continuously draw underflow container, which moves the separation in the coarser area. If a lower, more continuous
Frischwasserstrom in den Unterlaufbehälter eingeführt wird, erfolgt eine Trennung hinein in den feineren Bereich. Schließlich kann ein starker Fresh water flow is introduced into the underflow container, there is a separation into the finer area. Finally, a strong
Frischwasserstrom aus dem Unterlaufbehälter, wie dargelegt, zur Reinigung der Gesamtanlage genutzt werden. Fresh water stream from the underflow tank, as explained, be used to clean the entire system.
Um den diskontinuierlichen Betrieb der vorgestellten Anordnung quasikontinuierlich zu gestalten, besteht bei einem Ausführungsbeispiel die In order to make the discontinuous operation of the presented arrangement quasi-continuous, in one embodiment, the
Möglichkeit, einen zweiten Zulaufbehälter vorzusehen, der während des Possibility to provide a second feed tank, which during the
Betriebs des ersten Behälters gefüllt und auf den mittels eines Schiebers umgestellt wird, wenn die Trennung des in Bearbeitung befindlichen The first container is filled and switched to by means of a slide when the separation of the one being processed
Suspensionsvolumens abgeschlossen ist. Suspension volume is completed.
Im gleichen Sinne können zwei komplette parallele Systeme installiert und betrieben werden, was dann vorteilhaft ist, wenn bei relativ kurzer Trenndauer ein größerer Aufwand für die Reinigung der Anlage benötigt wird . Die In the same sense, two complete parallel systems can be installed and operated, which is advantageous when a relatively short separation time, a greater effort for cleaning the system is needed. The
Durchflussmessung gemäß Ausführungsbeispiel ermöglicht das Bestimmen, ob bei Zusammenschaltung mehrerer Zyklone eine Verstopfung vorliegt. Flow measurement according to the embodiment makes it possible to determine whether there is a blockage when interconnecting a plurality of cyclones.
Verstopfungen im Unterlauf können gemäß der Darstellung nach Fig . 3 dadurch beseitigt werden, dass durch den Stutzen am Boden des Unterlaufbehälters ein Reinigungsstab 19 einführbar ist. Dieser Reinigungsstab 19 kann bei einer Verstopfung in die Unterlaufdüse 16 gestoßen werden. Zu diesem Zweck ist der Ablaufstutzen direkt unter der Unterlaufdüse 16 angeordnet. Die Nadel 19 kann eine Führung besitzen, die die Ausrichtung derselben auf die Blockages in the underflow can, according to the illustration of FIG. 3 be eliminated by a cleaning rod 19 is inserted through the neck at the bottom of the underflow container. This cleaning rod 19 may be encountered in a blockage in the underflow nozzle 16. For this purpose, the discharge nozzle is located directly under the underflow nozzle 16. The needle 19 may have a guide, the alignment of the same on the
Unterlauföffnung gewährleistet. Underflow opening guaranteed.
Eine Reinigung der Unterläufe kann sicherheitshalber nach jedem Trennzyklus vorgenommen werden. Beim Parallelbetrieb mehrerer Zyklone beeinträchtigt die Verstopfung eines Zyklons nicht das insgesamt vorliegende Trennergebnis. Es besteht die Möglichkeit, die Qualität des Trennergebnisses im laufenden Betrieb dadurch zu überwachen, dass der Feststoffgehalt im Oberlauf oder alternativ im Unterlaufbehälter gemessen wird. Ergänzend hierzu können auch die Korngrößenverteilungen im Oberlauf und/oder im Unterlaufbehälter bestimmt werden. A cleaning of the lower courses can be done after each separation cycle as a precaution. In the case of parallel operation of several cyclones, the clogging of a cyclone does not affect the overall separation result. It is possible to monitor the quality of the separation result during operation by measuring the solids content in the upper run or alternatively in the lower run vessel. In addition to this, the grain size distributions in the upper run and / or in the lower run can be determined.

Claims

Patentansprüche claims
1. Hydrozyklonanordnung mit einem Einlauf der Aufgabetrübe, einem 1. Hydrozyklonanordnung with an inlet of the Aufgabetrübe, a
Oberlauf, einem Unterlauf, einem Zulaufbehälter sowie mindestens einer Hydrozyklonspeisepumpe, die zwischen dem Zulaufbehälter und dem Einlauf befindlich ist, Headrace, an underflow, a feed tank and at least one hydrocyclone feed pump located between the feed tank and the inlet,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
eine absperrbare Verbindung zwischen dem Oberlauf und dem Zulaufbehälter vorgesehen ist, um die Feinkornsuspension aus dem Oberlauf über eine vorgebbare Zeit im Kreislauf zu führen, a lockable connection between the upper reaches and the feed tank is provided in order to circulate the fine-grain suspension from the upper reaches over a predeterminable time,
weiterhin der Unterlauf mit einem geschlossenen Unterlaufbehälter in continue the underflow with a closed underflow tank in
Verbindung steht, welcher eine Frischwasserzuführung aufweist,  Compound is, which has a fresh water supply,
wobei chargenweise das zu trennende Suspensionsvolumen im Zulaufbehälter vorgelegt und dem Hydrozyklon zugeführt wird sowie die Füllung des wherein batchwise to be separated suspension volume is presented in the feed tank and fed to the hydrocyclone and the filling of the
Unterlaufbehälters mit Frischwasser vor Inbetriebnahme des Hydrozyklons erfolgt, so dass der Austrag von Feinkorn in den Unterlaufbehälter reduziert ist.  Underflow tank with fresh water prior to commissioning of the hydrocyclone is done so that the discharge of fine grain is reduced in the underflow tank.
2. Anordnung nach Anspruch 1, 2. Arrangement according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Feinkornfraktion nach Absperren der Verbindung zwischen Oberlauf und Zulaufbehälter ausschleusbar ist. the fine grain fraction can be removed after shutting off the connection between the upper run and the feed tank.
3. Anordnung nach Anspruch 2, 3. Arrangement according to claim 2,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
nach dem Ausschleusen der Feinkornfraktion der Zulaufbehälter mit einer neuen zu behandelnden Charge befüllbar ist. after discharging the fine grain fraction of the feed tank can be filled with a new batch to be treated.
4. Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, 4. Arrangement according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
nach Abschluss des chargenweisen Kreislauf- und Trennprozesses der after completion of the batch cycle and separation process of the
Unterlaufbehälter über einen Schieber oder ein Ventil entleerbar ist. Underflow container via a slide or a valve can be emptied.
5. Anordnung nach Anspruch 4, 5. Arrangement according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Schiebers oder des Ventils auch während des Trennprozesses eine vorgegebene Menge der Suspension aus dem Unterlaufbehälter abziehbar ist. characterized in that by means of the slide or the valve during the separation process, a predetermined amount of the suspension from the underflow container is removable.
6. Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, 6. Arrangement according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
zwischen dem Unterlaufausgang des Hydrozyklons und dem Unterlaufbehälter eine weitere Absperreinrichtung befindlich ist. between the underflow outlet of the hydrocyclone and the underflow a further shut-off is located.
7. Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, 7. Arrangement according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der Unterlaufbehälter über eine Absperreinrichtung verfügt, die mit einer Frischwasser-Druckleitung in Verbindu ng steht. the underflow container has a shut-off device which communicates with a fresh water pressure line.
8. Anordnung nach Anspruch 7, 8. Arrangement according to claim 7,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
nach Entleerung des Zulaufbehälters und des Unterlaufbehälters über die Frischwasser-Druckleitung eine Gegenstromreinigung der Anordnung durchführbar ist. after emptying the feed tank and the underflow tank via the fresh water pressure line countercurrent cleaning of the arrangement is feasible.
9. Anordnung nach Anspruch 8, 9. Arrangement according to claim 8,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das Ausschleusen des Reinigungswassers über die absperrbare Verbindung zwischen Oberlauf und Zulaufbehälter erfolgt, wobei die diesbezügliche Absperreinrichtung als Dreiwegeventil, Schieber oder dergleichen Mittel ausgebildet ist. the removal of the cleaning water via the lockable connection between the upper reaches and the feed tank, the relevant shut-off device is designed as a three-way valve, slide or the like means.
10. Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, 10. Arrangement according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
mehrere Hydrozyklone auf einen gemeinsamen Unterlaufbehälter führen. lead several hydrocyclones to a common underflow tank.
11. Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, 11. Arrangement according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Speisepumpe mehrere Hydrozyklone mit Suspension beaufschlagt, wobei die jeweiligen Oberläufe zu einer Sammelleitung führen, die die Feinkornsuspension in den Zulaufbehälter leitet. the feed pump subjected to suspension of several hydrocyclones, wherein the respective headings lead to a manifold which directs the fine grain suspension in the feed tank.
12. Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, 12. Arrangement according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
über mehrere Zulaufbehälter ein wechselseitiger Kreislaufbetrieb des jeweils mit dem Zyklon verbundenen Zulaufbehälters erfolgt. a reciprocal circulation operation of each connected to the cyclone inlet container takes place via a plurality of feed containers.
13. Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, 13. Arrangement according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
mehrere komplette Anordnungen vorgesehen sind, wobei zur Durchsatzerhöhung ein abwechselnder Trenn- und Reinigungsbetrieb erfolgt. a plurality of complete arrangements are provided, wherein the throughput increase is carried out an alternating separation and cleaning operation.
14. Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, 14. Arrangement according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
zur Betriebsüberwachung am Einlauf und/oder Oberlauf Durchflusssensoren vorgesehen sind . for operation monitoring at the inlet and / or upstream flow sensors are provided.
15. Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, 15. Arrangement according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
ausgangsseitig des Unterlaufbehälters Mittel zum mechanischen Beseitigen einer eventuellen Verstopfung befindlich sind . On the output side of the underflow container means for mechanically eliminating a possible blockage are located.
16. Anordnung nach Anspruch 15, 16. Arrangement according to claim 15,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der Unterlaufbehälter ein Kniestück umfasst, durch welches ein Reinigungsstab oder eine Reinigungsnadel bis hin zur Unterlaufdüse einführbar ist. the underflow container comprises an elbow through which a cleaning rod or a cleaning needle can be inserted up to the underflow nozzle.
17. Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, 17. Arrangement according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der Zulaufbehälter eine Messeinrichtung zur Bestimmung des Suspensionsniveaus aufweist und und dass am Ober- und/oder Unterlauf Messmittel zur Feststoffgehaltsbestimmung vorgesehen sind . the feed tank has a measuring device for determining the suspension level and and that are provided on the upper and / or lower flow measuring means for solids content determination.
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