EP4370743A1 - Hydrozyklone-anordnung zum zentrifugalabscheiden von feststoffen aus einer suspension - Google Patents

Hydrozyklone-anordnung zum zentrifugalabscheiden von feststoffen aus einer suspension

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Publication number
EP4370743A1
EP4370743A1 EP22733086.7A EP22733086A EP4370743A1 EP 4370743 A1 EP4370743 A1 EP 4370743A1 EP 22733086 A EP22733086 A EP 22733086A EP 4370743 A1 EP4370743 A1 EP 4370743A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
chamber
suspension
flow
hydrocyclone
inlet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22733086.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Koerber
Thomas JASCHEK
Wolfgang Mannes
Georg Jaeger
Manuel Brombeis
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP4370743A1 publication Critical patent/EP4370743A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B04C5/24—Multiple arrangement thereof
    • B04C5/28—Multiple arrangement thereof for parallel flow
    • 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
    • B04C5/02—Construction of inlets by which the vortex flow is generated, e.g. tangential admission, the fluid flow being forced to follow a downward path by spirally wound bulkheads, or with slightly downwardly-directed tangential admission
    • 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
    • B04C5/12—Construction of the overflow ducting, e.g. diffusing or spiral exits
    • 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 hydrocyclone arrangement for centrifugally separating solids from a suspension, having at least one first hydrocyclone with a first separation chamber, a first inlet opening tangentially into the first separation chamber for feeding a first suspension portion of a suspension feed material flow into the first separating chamber, a first underflow for discharging a separated heavy fraction and a first overflow pipe for discharging a depleted suspension fraction, at least one second hydrocyclone with a second separating chamber, a second inlet opening tangentially into the second separating chamber for supplying a second suspension portion of the suspension -Feed material flow into the second separation chamber, a second underflow for discharging a separated heavy fraction and a second overflow pipe for discharging a depleted suspension fraction, as well as a common inlet chamber with an inlet for the Introducing the suspension feed stream into the common inlet chamber and one of the number of first and second hydrocyclones corresponds to the number of outlets for discharging respective suspension portions from the common in
  • WO 2018/091173 A1 describes a hydrocyclone arrangement for cleaning a fibrous suspension with a plurality of hydrocyclone chambers with a circular cross-section, each with an inlet and a light-parts outlet at one end and a heavy-parts separator at the opposite end, where the inlets are connected to a common inlet via a common inlet chamber and the light-weight parts outlets are connected to a common lightweight parts outlet via separate outlet lines leading through the common inlet chamber.
  • US Pat. No. 3,543,931 describes a cyclone arrangement with several cyclones, which are supplied with a fluid suspension via a common feed chamber. In each case several cyclones are arranged linearly next to one another in two parallel rows, with the inlet chamber having two parallel, straight inlet channels, the ceiling heights of which are continuously reduced.
  • the part rich in heavy impurities is drawn off laterally and outwards, preferably tangentially to the cylindrical chamber wall, using the centrifugal force developed by the vortex movement.
  • the object of the invention is to provide a hydrocyclone arrangement for centrifugally separating solids from a suspension, which can be operated with a high level of reliability and is compact in design. In addition, if appropriate, an improved release effect is also sought.
  • hydrocyclone arrangement for the centrifugal separation of solids from a suspension having:
  • a common inlet chamber with an inlet for introducing the suspension feedstock flow into the common inlet chamber and a number of the number of first and second hydrocyclones corresponding to the number of runs for discharging respective suspension components from the common inlet chamber into the first and second inlets of the first and second hydrocyclones
  • the common inlet chamber being formed as an annular chamber to which the inlet is connected to form an annular flow
  • the inlet chamber (10) above the hydrocyclones (2.1 , 2.2) is arranged and the radial extent is smaller than the common radial extent of the hydrocyclones (2.1, 2.2).
  • the inlet can be connected eccentrically to form a ring flow.
  • An eccentric arrangement or alignment of the inlet means that the suspension feedstock flow flowing into the annular chamber via the inlet does not flow radially towards the center, but flows in off-center, in particular flows away from the center.
  • the inlet can be connected to the inlet chamber in a tangential orientation in order to form an annular flow.
  • the suspension feedstock flow flowing into the annular chamber can flow in tangentially.
  • Hydrocyclones as such are designed to separate at least one heavy fraction from a suspension.
  • the suspension comprises a carrier liquid, such as water, in which solid particles are dispersed.
  • a heavy fraction can be separated at an underflow of the hydrocyclone.
  • the residual suspension from which the heavy fraction has been separated can be referred to as the depleted suspension fraction.
  • the depleted suspension fraction accordingly includes the carrier liquid and any remaining solid particles after the Heavy fraction has been separated.
  • the depleted suspension fraction can contain remaining solid particles or be free of solid particles.
  • the depleted suspension fraction in a first mode of operation of the hydrocyclones, can form an accept.
  • the accept is that fraction which is to be used as a product or intermediate product.
  • the separated heavy fraction then forms a heavy part reject.
  • the heavy part reject can be discarded or subjected to a further process.
  • the heavy fraction when using hydrocyclones in papermaking, can include, for example, sand particles, glass splinters or metal parts that have to be sorted out.
  • the solid particles forming the accept in the remaining depleted suspension fraction can include the desired fibrous particles, which can be used for the paper production mentioned by way of example.
  • the separated heavy fraction can form the accept.
  • the accept is that fraction which is to be used as a product or intermediate product.
  • the depleted suspension fraction then forms a so-called light part reject.
  • the light part reject can be discarded with regard to the separated heavy fraction representing the accept or be subjected to a further process.
  • the discharge element for the heavy fraction is generally referred to as the underflow and the discharge element for the remaining depleted suspension fraction, i.e. the residual suspension containing the accept, is generally referred to as the upper flow.
  • the suspension introduced via the inlet into the hydrocyclone is brought into a turbulent flow, so that the heavy fraction accumulates near the wall of the separating chamber and can be discharged from there.
  • the separating chamber usually has a conical shape that tapers in the direction of the lower flow, i.e. at least the inner wall of the separating chamber is conical.
  • versions with circular-cylindrical separating chamber walls are also possible, please include.
  • the hydrocyclone arrangement comprises at least two hydrocyclones, ie at least one first hydrocyclone and at least one second hydrocyclone.
  • the hydrocyclone arrangement can have any number of individual hydrocyclones.
  • a ring-shaped arrangement enables a particularly compact design.
  • special hydrocyclone arrangements with, for example, three individual hydrocyclones or four individual annularly arranged hydrocyclones are appropriate.
  • a common inlet and possibly also a common outlet are used, in which the individual depleted suspension fractions of the individual hydrocyclones are combined into one Acceptance flow are brought together.
  • the common exit for the merged flow of accepts from the hydrocyclone arrangement can be in the form of an exit chamber, to which the overflow pipes of the individual hydrocyclones are fluidically connected.
  • the several depleted suspension fractions are combined to form the common accept flow and are conducted away from the hydrocyclone arrangement, for example, via an outlet pipe connection which is fluidically connected to the outlet chamber.
  • a common outlet can be arranged radially centrally between the hydrocyclones.
  • the common outlet or the outlet chamber is arranged radially inside the inlet chamber.
  • the inlet chamber and the outlet chamber are preferably arranged at least partially axially overlapping above the hydrocyclones.
  • the inlet chamber is arranged over an axial section radially outside the outlet chamber coa xial surrounding.
  • a common inlet chamber can also be used, to which a common inlet, for example an inlet pipe socket, is fluidically connected, via which a suspension feed material flow, ie the starting suspension from which the heavy fraction and, if necessary, also an undesired light fraction is to be separated off, which is fed to the hydrocyclone arrangement.
  • a suspension feed material flow ie the starting suspension from which the heavy fraction and, if necessary, also an undesired light fraction is to be separated off, which is fed to the hydrocyclone arrangement.
  • drains such as drain pipe sockets, then lead away from the common inlet chamber, which flow into the inlets of the individual hydrocyclones, so that the The feed suspension flow is divided as evenly as possible into individual suspension parts and distributed or diverted to all hydrocyclones.
  • the common inlet chamber as an annular chamber, to which the inlet for forming an annular flow is connected, in particular eccentrically or in a tangential alignment, a hydrocyclone arrangement for centrifugally separating solids from a suspension is created that is highly reliable can be operated and, in addition, may also have an improved separation effect.
  • the suspension feed material flow By supplying the suspension feed material flow to form an annular flow, in particular eccentrically or in a tangential direction in an annular chamber, the suspension feed material flow is guided into a defined annular channel flow, which is fed in succession to all inlets of all hydrocyclones of the hydrocyclone arrangement. This prevents the suspension feed material flow from entering a large cavity in an uncontrolled or undefined manner in terms of flow technology, as is known from the prior art.
  • the common inlet chamber is designed as an annular chamber, to which the inlet is connected in a tangential direction, sudden flow cross-sectional expansions and thus high pressure losses can be prevented or at least significantly reduced, local turbulence prevented and/or dead spaces largely or completely avoided .
  • the risk of deposits and agglomerations in the hydrocyclone arrangement is reduced and consequently disturbances and malfunctions in the hydrocyclone arrangement are less likely.
  • This increases operational reliability.
  • the desired separation effect can be improved.
  • the suspension feed stream can have solid particles that have a shape that differs significantly from the spherical shape, such as rods or threads, which indicate a particularly high risk of deposits, agglomeration and/or blockage.
  • the common inlet chamber can be formed out as a circular annular chamber with a toroidal main flow channel wall.
  • a circular annular chamber with a torus-like main flow channel wall not only promotes an even, unhindered flow of the suspension feedstock flow in the inlet chamber, but also promotes the most uniform possible distribution of the suspension feedstock flow to the individual inlets of the individual hydrocyclones of the hydrocyclone arrangement . Also such an improvement in the even distribution of the suspension feedstock flow leads to improved separating effects on the individual hydrocyclones, since all hydrocyclones present are subjected uniformly to at least approximately the same proportion of suspension at at least approximately the same throughputs.
  • the toroidal main flow channel wall prevents a central dead space in the inlet chamber.
  • the height of the flow cross section of the inlet can correspond to the height of a flow cross section in an annular section of the annular chamber, at which annular section the inlet is connected to the annular chamber. This means that, for example, a top wall section of an inlet pipe can transition flush into a top wall section of the annular chamber.
  • a bottom wall section of the inlet pipe can merge flush into a bottom wall section of the annular chamber. Any slight differences in height that cannot be avoided structurally can be reduced by gradual wall transitions. In this way too, undesired turbulence can be prevented or at least largely avoided.
  • the off-centre, in particular tangential feed of the suspension feed material flow into the annular chamber avoids a sudden deflection of the flow and also helps to avoid unwanted turbulence.
  • the annular chamber can be designed with a decreasing flow cross section in the direction of flow of the suspension.
  • the decreasing flow cross-section can be adapted to the successive separation of a portion of the suspension in a hydrocyclone.
  • the decreasing flow cross-section can be adjusted so that in the course of Strö determination of the suspension feedstock flow through the annular channel Annular chamber, during or after the separation of a suspension portion into an inlet of a hydrocyclone, the flow cross-section is reduced in accordance with the remaining, non-separated residual suspension portion, so that the flow velocity is at least largely or completely maintained.
  • the decrease in the flow cross section can thus be adapted to the reduction in the volume flow of the suspension in the ring channel due to a respective branching off of a suspension portion of the suspension feed material flow into one of the outlets to the first and second inlets of the first and second hydrocyclones.
  • the annular chamber can be designed with a decreasing flow cross section in the direction of flow of the suspension by continuously or stepwise reducing the height of the flow cross section of the annular chamber in the direction of flow.
  • the height of the flow cross-section of the annular chamber can be reduced in the direction of flow, in that a section of the annular chamber's ceiling wall is designed to decrease continuously or step by step in the direction of flow.
  • a reduction in the height of the flow cross section of the annular chamber can be achieved in that the top wall section of the annular chamber is lowered.
  • the ceiling wall section of the annular chamber can also be helical in this respect.
  • the height of the flow cross-section of the annular chamber can be reduced in the direction of flow.
  • a bottom wall portion of the annular chamber in Strö measurement direction is formed continuously or gradually increasing.
  • opposite side wall sections of the annular chamber can also be continuously or gradually reduced in terms of their distance, in order to continuously or gradually reduce the flow cross section of the annular chamber in the direction of flow .
  • the annular chamber can have a recirculation channel section which, in the direction of flow of the suspension in the annular chamber, is downstream of the last outlet for discharging a final portion of the suspension from the common inlet chamber into the last hydrocyclone, with a residual suspension remaining in the annular chamber being returned to the annular section of the annular chamber , to which the inlet is connected.
  • impurities in particular the heavy fraction and/or light fraction that do not belong to the accepts, which could otherwise accumulate in a ceiling area of the ring channel, can be introduced into the newly flowing suspension feed material flow and resuspended therein and guided away from the ceiling area .
  • the recirculation channel section of the annular chamber can be designed to layer the remaining residual suspension below the suspension feed stream.
  • the impurities are particularly well mixed with the new suspension feedstock stream and, in particular, are carried away particularly well from the ceiling area of the ring channel.
  • the inlet can be connected to an annular section of the annular chamber, which is positioned between two immediately adjacent outlets in two inlets of the first and second hydrocyclones.
  • Such an arrangement prevents the suspension feedstock flow from first being deflected into a circular flow in a first annular section before a first portion of the suspension is branched off from the annular channel.
  • Positioning the inlet between two immediately adjacent outlets in two inlets of the first and second hydrocyclones prevents the suspension feedstock flow from being discharged directly into the first hydrocyclone before an annular flow has set in.
  • the processes can be arranged at equal circumferential distances from egg nander branching off from the annular chamber to the running chamber. Since the outlets are arranged at equal circumferential distances from one another, a respective branching off of a portion of the suspension in the annular flow path takes place at equal distances from one another. This further contributes to conformal separation in the individual hydrocyclones.
  • the suspension feedstock flow or the remaining suspension feedstock stream can equalize again after overflowing a drain before a renewed suspension portion is separated at the next drain.
  • Transition areas from the ring chamber to the drains can have rounded contours. Such rounded contours can be formed by large radii at transition curves of wall sections of the annular chamber. This also minimizes potential stalls or turbulence, which means that sudden pressure losses in the flow path can be reduced or prevented altogether.
  • hard edges are avoided or prevented, so that there is no hard oncoming flow, which could cause suspended impurities to accumulate and deposit.
  • the rounded contours of the transition areas can each have radii of between 5 and 50 millimeters, in particular 20 to 30 millimeters.
  • the inner walls of the inlet, the annular chamber and/or the outlets can in particular be smooth-walled and/or free of built-in structures, projections and/or steps. This can also prevent potential stalls or turbulence, so that there is no risk of sudden pressure losses in the flow path.
  • the annular chamber can encompass a central axial passage in which a common outlet of the hydrocyclone arrangement is arranged, via which the depleted suspension fractions of both the at least one first hydrocyclone and the at least one second hydrocyclone are discharged together.
  • the headpipes are the individual hydrocyclones together to form a common outlet, the common outlet, for example a common outlet pipe, being guided along outside the annular chamber, namely centrally through an existing hole in the housing of the annular chamber in the sense of a handle opening of a full torus, ie through the axial passage.
  • An outer jacket wall section of the outlet and/or outer jacket wall sections of deflection devices of the overflow pipes of the at least one first hydrocyclone and of the at least one second hydrocyclone can each form an inner wall section of the annular chamber.
  • the annular chamber can be formed by a multi-part Kammerge housing.
  • an upper half of the chamber housing can be designed in the manner of a cover.
  • the helical top surface can be formed in such a cover.
  • a lower and/or inner chamber housing half can be shaped in such a way that one or more inner wall sections on the inside of the annular chamber simultaneously form the outer jacket wall of the outlet and/or outer jacket wall sections of pipe sections of the overflow pipes.
  • Show it: 1 shows a sectional view of a specific embodiment of a hydrocyclone arrangement according to the invention
  • FIG. 2 shows a partially sectioned perspective representation of the hydrocyclone arrangement according to FIG. 1 in a view obliquely from above with the annular chamber cut open,
  • FIG. 3 shows a perspective partial representation of the hydrocyclone arrangement according to FIG. 2 in a side view with the annular chamber shown closed
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a development from the annular chamber with a flow cross section that decreases continuously in the direction of flow
  • FIG. 5 shows a tabular representation of specific values for an exemplary embodiment of the annular chamber with a flow cross section that decreases continuously in the direction of flow.
  • the hydrocyclone arrangement 1 shows a hydrocyclone arrangement 1 for centrifugally separating solids from a suspension.
  • the hydrocyclone arrangement 1 has at least one first hydrocyclone 2.1, with a first separating chamber 3.1, a first inlet 4.1 opening tangentially into the first separating chamber 3.1 for supplying a first suspension part of a suspension feedstock flow into the first separation chamber 3.1, a first underflow 5.1 for discharging a separated heavy fraction and a first overflow pipe 6.1 for discharging a depleted suspension fraction.
  • the hydrocyclone arrangement 1 also has at least one second hydrocyclone 2.2, with a second separating chamber 3.2, a second inlet 4.2 tangentially opening into the second separating chamber 3.2 for feeding a second suspension portion of the suspension feed material flow into the second separating chamber 3.2, a second Underflow 5.2 for discharging a separated heavy fraction and a second overflow pipe 6.2 for discharging a depleted suspension fraction.
  • the hydrocyclone arrangement 1 comprises a common outlet 7 for the depleted suspension fractions of both the at least one first hydrocyclone 2.1 and the at least one second hydrocyclone 2.2.
  • the first overflow pipe 6.1 and the second overflow pipe 6.2 are each assigned a deflection device 8.1, 8.2, which is designed to deflect the depleted suspension fraction exiting in the axial direction in a direction with a radial directional component, so that the depleted suspension fractions each with these radial directional components in the common outlet 7 are switched on.
  • the deflection devices 8.1, 8.2 are formed, each of which is located in an axially extending dip tube section 9.1, 9.2 of each respective overflow pipe 6.1, 6.2 to deflect guided depleted Sus pensions fraction by 90 degrees from the axial direction in a radial direction.
  • the hydrocyclone arrangement 1 has a common inlet chamber 10 with an inlet 10a for introducing the suspension feed stream into the common inlet chamber 10.
  • To the running chamber 10 are one of the number of first and second hydrocyclones 2.1, 2.2 corresponding number of processes
  • the inlet 10a is connected to an annular section of the annular chamber which runs between two directly adjacent outlets 11.1, 11.2, 11.3, 11.4 into two inlets 4.1, 4.2 of the first and second hydrocyclones
  • the processes 11.1, 11.2, 11.3, 11.4 are arranged in uniform order starting distances from each other spaced from the annular chamber from branching to the inlet chamber 10.
  • 11.1, 11.2, 11.3, 11.4 have rounded contours, as shown in FIG.
  • the rounded contours of the transition areas can each have radii of between 5 and 50 millimeters, in particular 20 to 30 millimeters.
  • the inner walls of the inlet 10a, the annular chamber and/or the outlets 11.1, 11.2, 11.3, 11.4 are preferably smooth-walled and/or formed free of fixtures, projections and/or steps.
  • the annular chamber encloses a central axial passage 14, in which a common outlet 7 of the hydrocyclone arrangement 1 is arranged, as is shown in particular in Fig.l, via which the depleted suspension fractions of both the at least one first hydrocyclone 2.1 and the at least a second hydrocyclone 2.2 together leads ask.
  • An outer jacket wall section of the outlet 7 and/or outer jacket wall sections of deflection devices 8.1, 8.2, i.e. pipe sections of the overflow pipes 6.1, 6.2 of the at least one first hydrocyclone 2.1 and of the at least one second hydrocyclone 2.2 each form an inner wall section of the annular chamber.
  • the common inlet chamber 10 is designed as an annular chamber, to which the inlet 10a is connected in a tangential orientation.
  • the common inlet chamber 10 is designed as a circular annular chamber with a torus-like main flow channel wall.
  • the shape of the annular chamber or the housing shell of the annular chamber can deviate from an ideal shape of a torus surface. Due to additional optional features that may be present, the shape of the ring chamber may also deviate from an ideal torus surface.
  • a top wall 12 of the annular chamber can be designed in a helical shape, as can be seen in particular in FIG is, so that the cross-sectional contour of the annular chamber is not a circle, as is also shown in FIG.
  • the height of the flow cross section of the inlet 10a corresponds to the height of the flow cross section in an annular section of the annular chamber at which annular section the inlet 10a is connected to the annular chamber.
  • the annular chamber is designed with a decreasing flow cross-section starting from the inlet 10a in the direction of flow of the suspension.
  • the decrease in the flow cross-section is due to the reduction in the volume flow of the suspension in the ring channel due to a respective branching of a suspension portion of the suspension feedstock flow into one of the outlets 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, to the first and second inlets 4.1, 4.2 of the first and second Adjusted Hydrocyclones 2.1, 2.2.
  • the annular chamber is designed with a decreasing flow cross section in the direction of flow of the suspension, in that the height of the flow cross section of the annular chamber is continuously reduced in the direction of flow. This is shown schematically in FIG. 4 in a development of the flow path in the direction of flow within the ring channel.
  • the top wall 12 of the inlet chamber 10 is beveled downwards in the direction of flow.
  • the flow channel width can remain constant.
  • the flow channel In front of the first outlet 11.1, in the area of the arrow PI, the flow channel has its original flow cross section. In the area of the arrow P2 at the level of the first outlet 11.1, the reduction of the flow cross section begins is further reduced uniformly over the second outlet 11.2, the third outlet 11.3 and the fourth outlet 11.4, along the flow through the areas of the arrows P3 and P4. After the fourth outlet 11.4, which in the present case of the shown embodiment of a hydrocyclone arrangement with a total of four hydrocyclones is the last outlet, a residual flow cross-section remains through which a residual suspension is returned to the annular section of the annular chamber, as indicated by the arrow P5 is.
  • the annular chamber has a recirculation channel section 13 which, in the direction of flow of the suspension in the annular chamber, is downstream of the last outlet for discharging a final portion of the suspension from the common inlet chamber 10 into the last hydrocyclone 2.1, 2.2 and the residual suspension remaining in the annular chamber in the Annular section of the annular chamber returns to which the inlet 10a is ruled out.
  • the recirculation channel section 13 of the annular chamber is designed to layer the remaining residual suspension below the suspension feed material stream.
  • the cross-sectional area of the flow channel of the annular chamber at the inlet before the first outlet 11.1 is 1830 mm 3 and continuously decreases to 840 mm 3 before the fourth Process 11.4. Accordingly, the cross-sectional area of the flow channel of the annular chamber in front of the second outlet 11.2 is, for example, 1740 mm 3 and in front of the third outlet 11.3, for example, 1290 mm 3 .
  • the flow channel of the flow channel of the annular chamber has a height of 61 mm at the inlet before the first outlet 11.1.
  • the height of the flow channel is then continuously reduced down to 28 mm before the fourth outlet 11.4.
  • the height of the flow channel of the annular chamber in front of the second outlet 11.2 is, for example, 58 mm and in front of the third outlet 11.3, for example, 43 mm.
  • the volume flow in the flow channel of the annular chamber at the inlet before the first outlet 11.1 is, for example, 450 l/min and decreases continuously up to 1501/min before the fourth run 11.4. Accordingly, the volume flow in the flow channel of the annular chamber before the second outlet 11.2 is, for example, 350 l/min and before the third outlet 11.3, for example, 250 l/min. After the fourth sequence 11.4, the volume flow in the recirculation channel section 13 is 50 l/min, for example.
  • a flow rate of, for example, 4.1 m/s then occurs in the flow channel of the annular chamber at the inlet before the first outlet 11.1, which continuously decreases to 3.0 m/s before the fourth outlet 11.4.
  • the flow speed in the flow channel of the annular chamber before the second outlet 11.2 is, for example, 3.35 m/s and before the third outlet 11.3, for example 3.25 m/s.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hydrozyklone-Anordnung (1) zum Zentrifugalabscheiden von Feststoffen aus einer Suspension, aufweisend wenigstens einen ersten Hydrozyklon (2.1) und wenigstens einen zweiten Hydrozyklon (2.2), sowie eine gemeinsame Zulaufkammer (10) mit einem Zulauf (10a) für das Einleiten des Suspensions-Aufgabegutstroms in die gemeinsame Zulaufkammer (10) und einer der Anzahl von ersten und zweiten Hydrozyklonen (2.1, 2.2) entsprechenden Anzahl von Abläufen (11.1, 11.2, 11.3, 11.4) zum Ausleiten von jeweiligen Suspensionsanteilen aus der gemeinsamen Zulaufkammer (10) in die ersten und zweiten Einläufe (4.1, 4.2) der ersten und zweiten Hydrozyklone (2.1, 2.2), wobei die gemeinsame Zulaufkammer (10) als eine Ringkammer ausgebildet ist, an welche der Zulauf (10a) zur Bildung einer Ringströmung angeschlossen ist.

Description

Hydrozyklone-Anordnung zum Zentrifugalabscheiden von Feststoffen aus einer Suspension
Die Erfindung betrifft eine Hydrozyklone-Anordnung zum Zent rifugalabscheiden von Feststoffen aus einer Suspension, auf weisend wenigstens einen ersten Hydrozyklon mit einer ersten Trennkammer, einem in die erste Trennkammer tangential ein mündenden ersten Einlauf zum Zuführen eines ersten Suspensi onsanteils eines Suspensions-Aufgabegutstroms in die erste Trennkammer, einem ersten Unterlauf zum Austragen einer abge trennten Schwerfraktion und einem ersten Oberlaufrohr zum Austragen einer abgereicherten Suspensions-Fraktion, wenigs tens einen zweiten Hydrozyklon mit einer zweiten Trennkammer, einem in die zweite Trennkammer tangential einmündenden zwei ten Einlauf zum Zuführen eines zweiten Suspensionsanteils des Suspensions-Aufgabegutstroms in die zweite Trennkammer, einem zweiten Unterlauf zum Austragen einer abgetrennten Schwer fraktion und einem zweiten Oberlaufrohr zum Austragen einer abgereicherten Suspensions-Fraktion, sowie eine gemeinsame Zulaufkammer mit einem Zulauf für das Einleiten des Suspensi ons-Aufgabegutstroms in die gemeinsame Zulaufkammer und einer der Anzahl von ersten und zweiten Hydrozyklonen entsprechen den Anzahl von Abläufen zum Ausleiten von jeweiligen Suspen sionsanteilen aus der gemeinsamen Zulaufkammer in die ersten und zweiten Einläufe der ersten und zweiten Hydrozyklone.
Die WO 2018/091173 Al beschreibt eine Hydrozyklonanordnung zur Reinigung einer FaserstoffSuspension mit mehreren Hydro- zyklon-Kammern kreisförmigen Querschnitts, in die jeweils an einem Ende ein Einlauf sowie ein Leichtteil-Auslauf und am gegenüberliegenden Ende ein Schwerteil-Abscheider mündet, wo bei die Einläufe über eine gemeinsame Zulaufkammer mit einem gemeinsamen Zulauf verbunden sind und die Leichtteil-Ausläufe über separate und durch die gemeinsame Zulaufkammer führende Auslauf-Leitungen mit einem gemeinsamen Leichtteil-Ablauf verbunden sind.
Die US 3,543,931 beschreibt eine Zyklone-Anordnung mit mehre ren Zyklonen, die über eine gemeinsame Zulaufkammer mit einer Fluidsuspension versorgt werden. Jeweils mehrere Zyklone sind in zwei parallelen Reihen linear nebeneinander angeordnet, wobei die Zulaufkammer zwei parallel zueinander angeordnete gerade verlaufende Zulaufkanäle aufweist, deren Deckenhöhen sind kontinuierlich reduzieren.
Die DE 828346 beschreibt ein Verfahren zum Reinigen hetero gener flüssiger Gemische, insbesondere von Papierbrei. Die Reinigung erfolgt durch Bildung eines ringförmigen wirbelnden Bandes des genannten Gemisches in einer vertikalen zylindri schen Wirbelkammer. Mehrere kreisförmig angeordnete Zylinder werden tangential durch eine gemeinsame kreisförmige sich verjüngende Rohrleitung gespeist und der gereinigte Papier brei wird ebenfalls durch eine kreisförmige sich aufweitende Rohrleitung abgezogen. Im unteren Teil der Zylindrischen Wir belkammer wird der zylindrischen Kammer die Abwärtsbewegung des ringförmigen Bandes durch den Zylinderboden aufgehalten. Der an schweren Verunreinigungen angereicherte Teil wird in Höhe dieses Bodens und der Rest des Gemisches in der Mitte des oberen Teils dieser Kammer abgezogen. Der an schweren Verunreinigungen reiche Teil wird seitlich und nach außen, vorzugsweise tangential zur zylindrischen Kammerwand, unter Ausnutzung der durch die Wirbelbewegung entwickelten Schleu derkraft abgezogen. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Hydrozyklone-Anordnung zum Zentrifugalabscheiden von Feststoffen aus einer Suspension zu schaffen, die mit einer hohen Zuverlässigkeit betrieben wer den kann und kompakt aufgebaut ist. Darüber hinaus ist gege benenfalls auch eine verbesserte Trennwirkung angestrebt.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Hydrozyklone-Anordnung zum Zentrifugalabscheiden von Feststoffen aus einer Suspension, aufweisend :
- wenigstens einen ersten Hydrozyklon mit einer ersten Trennkammer, einem in die erste Trennkammer tangential einmündenden ersten Einlauf zum Zuführen eines ersten Suspensionsanteils eines Suspensions-Aufgabegutstroms in die erste Trennkammer, einem ersten Unterlauf zum Aus tragen einer abgetrennten Schwerfraktion und einem ers ten Oberlaufrohr zum Austragen einer abgereicherten Sus pensions-Fraktion,
- wenigstens einen zweiten Hydrozyklon mit einer zweiten Trennkammer, einem in die zweite Trennkammer tangential einmündenden zweiten Einlauf zum Zuführen eines zweiten Suspensionsanteils des Suspensions-Aufgabegutstroms in die zweite Trennkammer, einem zweiten Unterlauf zum Aus tragen einer abgetrennten Schwerfraktion und einem zwei ten Oberlaufrohr zum Austragen einer abgereicherten Sus pensions-Fraktion, sowie
- eine gemeinsame Zulaufkammer mit einem Zulauf für das Einleiten des Suspensions-Aufgabegutstroms in die ge meinsame Zulaufkammer und einer der Anzahl von ersten und zweiten Hydrozyklonen entsprechenden Anzahl von Ab läufen zum Ausleiten von jeweiligen Suspensionsanteilen aus der gemeinsamen Zulaufkammer in die ersten und zwei ten Einläufe der ersten und zweiten Hydrozyklone, wobei die gemeinsame Zulaufkammer als eine Ringkammer ausge bildet ist, an welche der Zulauf zur Bildung einer Ringströmung angeschlossen ist, wobei die Zulaufkammer (10) oberhalb der Hydrozyklonen (2.1, 2.2) angeordnet ist und die radiale Erstreckung kleiner als die gemein same radiale Erstreckung der Hydrozyklonen (2.1, 2.2) ist.
Der Zulauf kann zur Bildung einer Ringströmung außermittig angeschlossen sein. Eine außermittige Anordnung bzw. Ausrich tung des Zulaufs bedeutet insofern, dass der über den Zulauf in die Ringkammer einströmende Suspensions-Aufgabegutstrom nicht radial zum Zentrum hin gerichtet zuläuft, sondern au ßermittig zuströmt, insbesondere vom Zentrum weggelenkt zu strömt. Insbesondere kann der Zulauf zur Bildung einer Ringströmung in tangentialer Ausrichtung an die Zulaufkammer angeschlossen sein. Insofern kann die in die Ringkammer ein strömende Suspensions-Aufgabegutstrom tangential einströmen.
Hydrozyklone als solches sind ausgebildet zum Abtrennen we nigstens einer Schwerfraktion aus einer Suspension. Die Sus pension umfasst eine Trägerflüssigkeit, wie beispielsweise Wasser, in der Feststoffpartikel dispergiert sind. In Abhän gigkeit des Strömungsverhaltens der Feststoffpartikel in der Trägerflüssigkeit kann eine Schwerfraktion an einem Unterlauf des Hydrozyklons abgetrennt werden. Die Restsuspension, von der die Schwerfraktion abgetrennt ist, kann als abgereicherte Suspensions-Fraktion bezeichnet werden. Die abgereicherte Suspensions-Fraktion umfasst demgemäß die Trägerflüssigkeit und gegebenenfalls verbliebene Feststoffpartikel, nachdem die Schwerfraktion abgetrennt worden ist. Die abgereicherte Sus pensions-Fraktion kann verbliebende Feststoffpartikel enthal ten oder frei von Feststoffpartikeln sein.
Grundsätzlich kann in einer ersten Betriebsweise der Hydro- zyklone die abgereicherte Suspensions-Fraktion einen Gutstoff bilden. Der Gutstoff ist insofern diejenige Fraktion, die als Produkt oder Zwischenprodukt verwendet werden soll. In einer solchen ersten Betriebsweise bildet dann die abgetrennte Schwerfraktion ein Schwerteilrejekt. Das Schwerteilrejekt kann im Hinblick auf die den Gutstoff darstellende abgerei cherte Suspensions-Fraktion verworfen werden oder einem wei teren Verfahrensprozess unterworfen werden. Beispielsweise bei der Verwendung von Hydrozyklonen in der Papierherstellung kann die Schwerfraktion beispielsweise Sandpartikel, Glas splitter oder Metallteile umfassen, die auszusortieren sind. Die den Gutstoff bildenden Feststoffpartikel in der verblie benen abgereicherten Suspensions-Fraktion können die ge wünschten Faserstoffpartikel umfassen, welche der beispiel haft erwähnten Papierherstellung dienen können.
In einer anderen, zweiten Betriebsweise der Hydrozyklone kann hingegen die abgetrennte Schwerfraktion den Gutstoff bilden. Der Gutstoff ist in dieser zweiten Betriebsweise insofern diejenige Fraktion, die als Produkt oder Zwischenprodukt ver wendet werden soll. In einer solchen zweiten Betriebsweise bildet dann die abgereicherte Suspensions-Fraktion ein soge nanntes Leichtteilrejekt. Das Leichtteilrejekt kann im Hin blick auf die den Gutstoff darstellende abgetrennte Schwer fraktion verworfen werden oder einem weiteren Verfahrenspro zess unterworfen werden. Beispielsweise bei der Verwendung von Hydrozyklonen in der Papierherstellung kann es gewünscht sein, Feinstpartikel abzutrennen, die kleinere Korngrößen aufweisen, als die zur Papierherstellung zweckmäßige Korngrö ßenverteilung vorgibt.
Unabhängig der tatsächlichen Orientierung des Hydrozyklons im Raum wird das Austragsorgan der Schwerfraktion generell als Unterlauf bezeichnet und das Austragsorgan der verbliebenen abgereicherten Suspensions-Fraktion, d.h. der den Gutstoff enthaltende Restsuspension generell als Oberlauf bezeichnet.
In der Trennkammer wird die über den Einlauf in den Hydrozyk- lon eingebrachte Suspension in eine Wirbelströmung gebracht, so dass sich die Schwerfraktion wandnah der Trennkammer an reichern und von dort ausgetragen werden kann. Die Trennkam mer weist meistens eine sich in Richtung des Unterlaufs ver jüngende konische Gestalt auf, d.h. zumindest die Innenwand der Trennkammer ist konisch ausgebildet. Es sind jedoch auch Ausführungen mit kreiszylindrischen Trennkammerwänden mög lich.
Die Hydrozyklone-Anordnung umfasst zumindest zwei Hydrozyk- lone, also wenigstens einen ersten Hydrozyklon und wenigstens einen zweiten Hydrozyklon. Die Hydrozyklone-Anordnung kann jedoch in allgemeiner Betrachtung eine beliebige Anzahl von einzelnen Hydrozyklonen aufweisen. Eine ringförmige Anordnung ermöglicht eine besonders kompakte abauweise. So sind insbe sondere Hydrozyklone-Anordnungen mit beispielsweise drei ein zelnen Hydrozyklonen oder vier einzelnen ringförmig angeord nete Hydrozyklonen zweckmäßig.
Wenn mehrere Hydrozyklone zu einer gemeinsamen Hydrozyklone- Anordnung zusammengefasst werden, kommt ein gemeinsamer Zu lauf und gegebenenfalls auch ein gemeinsamer Austritt zur An wendung, in dem die einzelnen abgereicherten Suspensions- Fraktionen der einzelnen Hydrozyklone zu einem gemeinsamen Gutstoffström zusammengeführt werden. Der gemeinsame Austritt für den zusammengeführten Gutstoffström aus der Hydrozyklone- Anordnung kann insbesondere als eine Austrittskammer ausge bildet sein, an welche die Oberlaufrohre der einzelnen Hydro- zyklone strömungstechnisch angeschlossen sind. In der Aus trittskammer werden die mehreren abgereicherten Suspensions- Fraktionen zu dem gemeinsamen Gutstoffström vereinigt und beispielsweise über einen an die Austrittskammer strömungs technisch angeschlossen Austrittsrohrstutzen von der Hydro- zyklone-Anordnung weggeführt. Für eine besonders kompakte Bauform kann ein gemeinsamer Austritt radial mittig zwischen den Hydrozyklonen angeordnet sein.
In einer besonders kompakten Ausführungsform ist der gemein same Austritt bzw. die Austrittskammer radial innerhalb der Zulaufkammer angeordnet. Vorzugsweise sind die Zulaufkammer und die Austrittskammer zumindestens teilweise axial überlap pend oberhalb der Hydrozyklonen angeordnet. Somit ist die Zu laufkammer über einen axialen Abschnitt radial außerhalb koa xial die Austrittskammer umgebend angeordnet.
Wenn mehrere Hydrozyklone zu einer gemeinsamen Hydrozyklone- Anordnung zusammengefasst werden, kann auch eine gemeinsame Zulaufkammer zur Anwendung kommen, an die ein gemeinsamer Zu lauf, beispielsweise ein Zulaufrohrstutzen strömungstechnisch angeschlossen ist, über den ein Suspensions-Aufgabegutstrom, d.h. diejenige Ausgangssuspension, von der die Schwerfraktion und gegebenenfalls auch eine unerwünschte Leichtfraktion ab getrennt werden soll, der Hydrozyklone-Anordnung zugeführt wird. Von der gemeinsamen Zulaufkammer führen dann mehrere Abläufe, beispielsweise Ablaufrohrstutzen, weg, welche in die Einläufe der einzelnen Hydrozyklone münden, so dass der Auf- gabesuspensionsstrom möglichst gleichmäßig in einzelne Sus pensionsanteile aufgeteilt und auf alle Hydrozyklone verteilt bzw. ausgeleitet wird.
Indem die gemeinsame Zulaufkammer als eine Ringkammer ausge bildet ist, an welche der Zulauf zur Bildung einer Ringströ mung, insbesondere außermittig oder in tangentialer Ausrich tung angeschlossen ist, wird eine Hydrozyklone-Anordnung zum Zentrifugalabscheiden von Feststoffen aus einer Suspension geschaffen, die mit einer hohen Zuverlässigkeit betrieben werden kann und darüber hinaus gegebenenfalls auch eine ver besserte Trennwirkung aufweisen kann.
Durch eine Zuführung des Suspensions-Aufgabegutstroms zur Bildung einer Ringströmung, insbesondere außermittig oder in tangentialer Ausrichtung in eine Ringkammer wird der Suspen sions-Aufgabegutstrom in eine definierte Ringkanalströmung geführt, welche nacheinander an alle Einläufe aller Hydrozyk lone der Hydrozyklone-Anordnung geleitet wird. Damit wird ein in strömungstechnischer Hinsicht unkontrollierter bzw. Unde finierter Eintritt des Suspensions-Aufgabegutstroms in einen großen Hohlraum, wie aus dem Stand der Technik bekannt ist, verhindert. Ein solcher großer Hohlraum würde nämlich einer seits bei Eintritt des Suspensions-Aufgabegutstroms von dem Zulauf in den Hohlraum aufgrund der plötzlichen Strömungs- querschnittserweiterung einen hohen Druckverlust verursachen und anderseits würde der eingetretene Suspensions-Aufgabegut strom sich in dem großen Hohlraum unkontrolliert ausbreiten mit entsprechenden lokalen Verwirbelungen und/oder Toträumen, in denen die Strömung fast oder vollständig zum Stehen kommen kann. Die insoweit unerwünschten Verwirbelungen und/oder Tot räume würden Ablagerungen und Agglomerationen verursachen und begünstigen, welche die Strömungswege in der Hydrozyklone-An- ordnung zusetzen können, so dass es zu unerwünschten Störun gen und Fehlfunktionen in der Hydrozyklone-Anordnung kommen würde. Indem die gemeinsame Zulaufkammer als eine Ringkammer ausgebildet ist, an welche der Zulauf in tangentialer Aus richtung angeschlossen ist, können plötzliche Strömungsquer- schnittserweiterungen und damit hohe Druckverluste verhindert oder zumindest deutlich reduziert werden, lokale Verwirbelun gen verhindert und/oder Toträumen weitgehend oder vollständig vermieden werden. Somit ist die Gefahr von Ablagerungen und Agglomerationen in der Hydrozyklone-Anordnung reduziert und folglich Störungen und Fehlfunktionen in der Hydrozyklone-An ordnung weniger wahrscheinlich. Dadurch wird die Betriebszu verlässigkeit erhöht. Außerdem kann aufgrund der geringeren Ablagerungen und Agglomerationen und der geringeren Druckver luste die gewünschte Abscheidewirkung verbessert werden. Spe ziell in der erwähnten Papierherstellung kann der Suspensi ons-Aufgabegutstrom Feststoffpartikel aufweisen, die ein von der Kugelform deutlich abweichende Gestalt aufweisen, wie beispielsweise Stäbchen oder Fäden, die eine besonders hohe Gefahr der Ablagerung, Agglomeration und/oder Verstopfung be deuten.
Die gemeinsame Zulaufkammer kann als eine kreisförmige Ring kammer mit einer torusartigen Hauptströmungskanalwand ausge bildet sein. Eine kreisförmige Ringkammer mit einer torusar tigen Hauptströmungskanalwand begünstig nicht nur ein gleich mäßiges, ungehindertes Strömen des Suspensions-Aufgabegut stroms in der Zulaufkammer, sondern fördert auch die mög lichst gleichmäßige Verteilung des Suspensions-Aufgabegut stroms auf die einzelnen Einläufe der einzelnen Hydrozyklone der Hydrozyklonen-Anordnung. Auch eine solche Verbesserung der gleichmäßigen Verteilung des Suspensions-Aufgabegutstroms führt zu verbesserten Abscheidewirkungen an den einzelnen Hydrozyklonen, da alle vorhandenen Hydrozyklone gleichförmig mit einem zumindest annähernd gleichen Suspensionsanteil bei zumindest annähernd gleichen Durchsätzen beaufschlagt werden. Die torusartige Hauptströmungskanalwand verhindert einen zentralen Totraum in der Zulaufkammer.
Die Höhe des Strömungsquerschnitts des Zulaufs kann der Höhe eines Strömungsquerschnitts in einem Ringabschnitt der Ring kammer entsprechen, an welchem Ringabschnitt der Zulauf an die Ringkammer angeschlossen ist. Dies bedeutet, dass bei spielsweise ein Deckenwandabschnitt eines Zulaufrohres bündig in einen Deckenwandabschnitt der Ringkammer übergehen kann.
In gleicher Weise kann auch ein Bodenwandabschnitt des Zu laufrohres bündig in einen Bodenwandabschnitt der Ringkammer übergehen. Gegebenenfalls konstruktiv nicht zu vermeidende geringfügige Höhenunterschiede können durch allmähliche Wand übergänge abgemildert werden. Auch hierdurch können uner wünschte Verwirbelungen verhindert oder zumindest weitegehend vermieden werden. Die außermittige, insbesondere tangentiale Zuführung des Suspensions-Aufgabegutstroms in die Ringkammer vermeidet eine plötzliche Umlenkung der Strömung und hilft zusätzlich unerwünschte Verwirbelungen zu vermeiden.
Die Ringkammer kann ausgehend vom Zulauf in Strömungsrichtung der Suspension mit einem abnehmenden Strömungsquerschnitt ausgebildet sein.
Der abnehmende Strömungsquerschnitt kann angepasst sein auf die jeweils sukzessive Abtrennung eines Suspensionsanteils an einem Hydrozyklon. Insoweit kann der abnehmende Strömungs querschnitt so angepasst sein, dass in dem Verlauf der Strö mung des Suspensions-Aufgabegutstroms durch den Ringkanal der Ringkammer, während oder nach der Abtrennung eines Suspensi onsanteils in einen Einlauf eines Hydrozyklons der Strömungs querschnitt entsprechend dem verbleibenden, nicht abgetrenn ten Rest-Suspensionsanteils reduziert wird, so dass die Strö mungsgeschwindigkeit zumindest weitgehend oder vollständig beibehalten wird.
Die Abnahme des Strömungsquerschnitts kann somit an die Ver ringerung des Volumenstroms der Suspension im Ringkanal auf grund einer jeweiligen Abzweigung eines Suspensionsanteils des Suspensions-Aufgabegutstroms in einen der Abläufe zu den ersten und zweiten Einläufen der ersten und zweiten Hydrozyk- lone angepasst sein.
Die Ringkammer kann in Strömungsrichtung der Suspension dadurch mit einem abnehmenden Strömungsquerschnitt ausgebil det sein, indem die Höhe des Strömungsquerschnitts der Ring kammer in Strömungsrichtung kontinuierlich oder schrittweise reduziert wird.
Die Höhe des Strömungsquerschnitts der Ringkammer kann in Strömungsrichtung reduziert werden, indem ein Deckenwandab schnitt der Ringkammer in Strömungsrichtung kontinuierlich oder schrittweise absenkend ausgebildet ist.
Eine Reduzierung der Höhe des Strömungsquerschnitts der Ring kammer kann insofern dadurch erfolgen, dass der Deckenwandab schnitt der Ringkammer erniedrig wird. Der Deckenwandab schnitt der Ringkammer kann insoweit auch wendelförmig sein.
Alternativ oder ergänzend kann die Höhe des Strömungsquer schnitts der Ringkammer in Strömungsrichtung reduziert wer- den, indem ein Bodenwandabschnitt der Ringkammer in Strö mungsrichtung kontinuierlich oder schrittweise ansteigend ausgebildet ist.
Des Weiteren alternativ oder ergänzend zu einem Absenken des Deckenwandabschnitts und/oder einer ansteigenden Ausbildung des Bodenwandabschnitts der Ringkammer, können gegebenenfalls auch gegenüberliegende Seitenwandabschnitt der Ringkammer kontinuierlich oder schrittweise hinsichtlich ihres Abstandes reduziert werden, um den Strömungsquerschnitt der Ringkammer in Strömungsrichtung kontinuierlich oder schrittweise zu re duzieren.
Die Ringkammer kann einen Rückführungskanalabschnitt aufwei sen, welcher in Strömungsrichtung der Suspension im Ringkam mer dem letzten Ablauf zum Ausleiten eines letzten Suspensi onsanteils aus der gemeinsamen Zulaufkammer in den letzten Hydrozyklon nachgelagert ist, wobei eine in der Ringkammer verbleibende Restsuspension in den Ringabschnitt der Ringkam mer zurückführt, an dem der Zulauf angeschlossen ist.
Durch einen Rückführungskanalabschnitt können Störstoffe, insbesondere die nicht zu den Gutstoffen gehörende Schwer fraktion und/oder Leichtfraktion, die sich sonst in einem De ckenbereich des Ringkanals ansammeln könnten, in den neu ein strömenden Suspensions-Aufgabegutstrom eingeleitet und darin erneut suspendiert und aus dem Deckenbereich weggeführt.
Der Rückführungskanalabschnitt der Ringkammer kann ausgebil det sein die verbleibende Restsuspension unterhalb des Sus pensions-AufgabegutStroms unterzuschichten. Durch ein solches Unterschichten der verbleibenden Restsus pension unterhalb des neuen Suspensions-Aufgabegutstroms wer den die Störstoffe besonders gut mit dem neuen Suspensions- Aufgabegutstrom vermischt und insbesondere besonders gut von dem Deckenbereich des Ringkanals weggeführt.
Der Zulauf kann an einem Ringabschnitt der Ringkammer ange schlossen sein, der zwischen zwei unmittelbar benachbarten Abläufen in zwei Einläufe der ersten und zweiten Hydrozyklone positioniert ist. Eine solche Anordnung verhindert, dass der Suspensions-Aufgabegutstrom zunächst in einem ersten Ringab schnitt in eine kreisförmige Strömung umgelenkt wird, bevor ein erster Suspensionsanteil aus dem Ringkanal abgezweigt wird. Indem der Zulauf zwischen zwei unmittelbar benachbarten Abläufen in zwei Einläufe der ersten und zweiten Hydrozyklone positioniert ist, wird insoweit verhindert, dass der Suspen sions-Aufgabegutstrom unmittelbar in den ersten Hydrozyklon abgeführt wird, noch bevor sich eine Kreisringströmung einge stellt hat.
Die Abläufe können in gleichmäßigen Umfangsabständen vonei nander beabstandet aus der Ringkammer abzweigend an der Zu laufkammer angeordnet sein. Indem die Abläufe in gleichmäßi gen Umfangsabständen voneinander beabstandet angeordnet sind, erfolgt eine jeweilige Abzweigung eines Suspensionsanteils in dem ringförmigen Strömungspfad in gleichmäßigen Abständen voneinander. Dies trägt weiter zu einer konformen Abscheidung in den einzelnen Hydrozyklonen bei. Im jeweiligen Strömungs abschnitt des Ringkanals zwischen zwei Abläufen kann sich der Suspensions-Aufgabegutstrom bzw. der verbleibende Suspensi ons-Aufgabegutstrom nach überströmen eines Ablaufes wieder vergleichmäßigen, bevor am nächsten Ablauf ein erneuter Sus pensionsanteil abgetrennt wird. Übergangsbereiche jeweils von der Ringkammer in die Abläufe können abgerundete Konturen aufweisen. Solche abgerundeten Konturen können von großen Radien an Übergangskrümmungen von Wandabschnitten der Ringkammer gebildet werden. Dies mini miert zusätzlich potenzielle Strömungsabrisse bzw. Verwirbe lungen, wodurch plötzliche Druckverluste im Strömungspfad re duziert oder ganz verhindert werden können. Außerdem werden harte Kanten vermieden bzw. verhindert, so dass es zu keiner harten Anströmung kommt, wodurch suspendierte Störstoffe sich gegebenenfalls anreichern und ablagern könnten.
Die abgerundeten Konturen der Übergangsbereiche können je weils Radien zwischen 5 bis 50 Millimeter, insbesondere 20 bis 30 Millimeter aufweisen.
Die Innenwände des Zulaufs, der Ringkammer und/oder der Ab läufe können insbesondere glattwandig und/oder frei von Ein bauten, Vorsprüngen und/oder Stufen ausgebildet sein. Dies kann potenzielle Strömungsabrisse bzw. Verwirbelungen zusätz lich verhindern, so dass keine plötzlichen Druckverluste im Strömungspfad zu befürchten sind.
Die Ringkammer kann einen zentralen Axialdurchgang umfangen, in dem ein gemeinsamer Austritt der Hydrozyklone-Anordnung angeordnet ist, über den die abgereicherten Suspensions-Frak tionen sowohl des wenigstens einen ersten Hydrozyklons als auch des wenigstens einen zweiten Hydrozyklons gemeinsam ab geführt werden.
Bei einer solchen Anordnung müssen keine mehreren, einzelnen Austritte der mehreren Hydrozyklon durch die Ringkammer hin durchgeführt werden, was ungünstige Einbauten in der Ringkam mer bedingen würde. Vielmehr werden die Oberlaufrohre der einzelnen Hydrozyklone zu einem gemeinsamen Austritt zusam mengeführt, wobei der gemeinsame Austritt, beispielsweise ein gemeinsames Austrittsrohr, außerhalb der Ringkammer entlang geführt ist, und zwar zentral durch ein insoweit bestehendes Loch in dem Gehäuse der Ringkammer im Sinne einer Henkelöff nung eines Volltorus, d.h. durch den Axialdurchgang.
Ein äußerer Mantelwandabschnitt des Austritts und/oder äußere Mantelwandabschnitte von Umlenkeinrichtungen der Oberlauf rohre des wenigstens einen ersten Hydrozyklons als auch des wenigstens einen zweiten Hydrozyklons können jeweils einen Innenwandabschnitt der Ringkammer bilden.
Die Ringkammer kann insoweit durch ein mehrteiliges Kammerge häuse gebildet werden. Dabei kann eine obere Kammergehäuse hälfte in Art eines Deckels ausgebildet sein. In einem sol chen Deckel kann die wendelförmige Deckenfläche ausgebildet sein. Eine untere und/oder innere Kammergehäusehälfte kann derart geformt sein, dass insoweit innenseitig der Ringkammer eine oder mehrere Innenwandabschnitte gleichzeitig die äuße rer Mantelwand des Austritts und/oder äußere Mantelwandab schnitte von Rohrstücken der Oberlaufrohre bilden.
Konkrete Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nach folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Konkrete Merkmale dieser exemplari schen Ausführungsbeispiele können unabhängig davon, in wel chem konkreten Zusammenhang sie erwähnt sind, gegebenenfalls auch einzeln oder in weiteren Kombinationen betrachtet, all gemeine Merkmale der Erfindung darstellen.
Es zeigen: Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer konkreten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hydrozyklone-Anordnung,
Fig. 2 eine teilgeschnittene perspektivische Darstellung der Hydrozyklone-Anordnung gemäß Fig. 1 in einer Ansicht von schräg oben bei aufgeschnittener Ringkammer,
Fig. 3 eine perspektivische Teildarstellung der Hydrozyklone-Anordnung gemäß Fig. 2 in einer Seitenansicht mit geschlossen dar gestellter Ringkammer,
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Ab wicklung der Ringkammer mit in Strö mungsrichtung sich kontinuierlich ver ringerndem Strömungsquerschnitt, und
Fig. 5 eine tabellarische Darstellung von spe zifischen Werten bei einer beispielshaf ten Ausführungsform der Ringkammer mit in Strömungsrichtung sich kontinuierlich verringerndem Strömungsquerschnitt.
In der Fig. 1 ist eine Hydrozyklone-Anordnung 1 zum Zentrifu- galabscheiden von Feststoffen aus einer Suspension darge stellt. Die Hydrozyklone-Anordnung 1 weist wenigstens einen ersten Hydrozyklon 2.1 auf, mit einer ersten Trennkammer 3.1, einem in die erste Trennkammer 3.1 tangential einmündenden ersten Einlauf 4.1 zum Zuführen eines ersten Suspensionsan- teils eines Suspensions-Aufgabegutstroms in die erste Trenn kammer 3.1, einem ersten Unterlauf 5.1 zum Austragen einer abgetrennten Schwerfraktion und einem ersten Oberlaufrohr 6.1 zum Austragen einer abgereicherten Suspensions-Fraktion.
Die Hydrozyklone-Anordnung 1 weist außerdem wenigstens einen zweiten Hydrozyklon 2.2 auf, mit einer zweiten Trennkammer 3.2, einem in die zweite Trennkammer 3.2 tangential einmün denden zweiten Einlauf 4.2 zum Zuführen eines zweiten Suspen sionsanteils des Suspensions-Aufgabegutstroms in die zweite Trennkammer 3.2, einem zweiten Unterlauf 5.2 zum Austragen einer abgetrennten Schwerfraktion und einem zweiten Oberlauf rohr 6.2 zum Austragen einer abgereicherten Suspensions-Frak tion.
Die Hydrozyklone-Anordnung 1 umfasst im Falle des dargestell ten Ausführungsbeispiels einen gemeinsamen Austritt 7 für die abgereicherten Suspensions-Fraktionen sowohl des wenigstens einen ersten Hydrozyklons 2.1 als auch des wenigstens einen zweiten Hydrozyklons 2.2.
Dem ersten Oberlaufrohr 6.1 und dem zweiten Oberlaufrohr 6.2 ist jeweils eine Umlenkeinrichtung 8.1, 8.2 zugeordnet, wel che ausgebildet ist, die in axialer Richtung austretende ab gereicherte Suspensions-Fraktion in eine Richtung mit einer radialen Richtungskomponente umzulenken, so dass die abgerei cherten Suspensions-Fraktionen jeweils mit diesen radialen Richtungskomponenten in den gemeinsamen Austritt 7 eingelei tet werden.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind die Um lenkeinrichtungen 8.1, 8.2 ausgebildet, die jeweils in einem sich axial erstreckenden Tauchrohrabschnitt 9.1, 9.2 des je- weiligen Oberlaufrohrs 6.1, 6.2 geführte abgereicherte Sus pensions-Fraktion um 90 Grad aus der axialen Richtung in eine radiale Richtung umzulenken.
Wie insbesondere in Fig.2 näher dargestellt ist, weist die Hydrozyklone-Anordnung 1 eine gemeinsame Zulaufkammer 10 mit einem Zulauf 10a für das Einleiten des Suspensions-Aufgabe gutstroms in die gemeinsame Zulaufkammer 10 auf. An die Zu laufkammer 10 sind einer der Anzahl von ersten und zweiten Hydrozyklonen 2.1, 2.2 entsprechenden Anzahl von Abläufen
11.1, 11.2, 11.3, 11.4 zum Ausleiten von jeweiligen Suspensi onsanteilen aus der gemeinsamen Zulaufkammer 10 in die ersten und zweiten Einläufe 4.1, 4.2 der ersten und zweiten Hydro- zyklone 2.1, 2.2.
Der Zulauf 10a ist, wie in Fig. 2 dargestellt ist, an einem Ringabschnitt der Ringkammer angeschlossen, der zwischen zwei unmittelbar benachbarten Abläufen 11.1, 11.2, 11.3, 11.4 in zwei Einläufe 4.1, 4.2 der ersten und zweiten Hydrozyklone
2.1, 2.2 positioniert ist.
Die Abläufe 11.1, 11.2, 11.3, 11.4 sind in gleichmäßigen Um fangsabständen voneinander beabstandet aus der Ringkammer ab zweigend an der Zulaufkammer 10 angeordnet.
Übergangsbereiche jeweils von der Ringkammer in die Abläufe
11.1, 11.2, 11.3, 11.4 weisen, wie in Fig. 2 dargestellt ist, abgerundete Konturen auf. Die abgerundeten Konturen der Über gangsbereiche können jeweils Radien zwischen 5 bis 50 Milli meter, insbesondere 20 bis 30 Millimeter aufweisen.
Die Innenwände des Zulaufs 10a, der Ringkammer und/oder der Abläufe 11.1, 11.2, 11.3, 11.4 sind vorzugsweise glattwandig und/oder frei von Einbauten, Vorsprüngen und/oder Stufen aus gebildet.
Die Ringkammer umfängt einen zentralen Axialdurchgang 14, in dem ein gemeinsamer Austritt 7 der Hydrozyklone-Anordnung 1 angeordnet ist, wir dies insbesondere in Fig.l dargestellt ist, über den die abgereicherten Suspensions-Fraktionen so wohl des wenigstens einen ersten Hydrozyklons 2.1 als auch des wenigstens einen zweiten Hydrozyklons 2.2 gemeinsam abge führt werden.
Ein äußerer Mantelwandabschnitt des Austritts 7 und/oder äu ßere Mantelwandabschnitte von Umlenkeinrichtungen 8.1, 8.2, d.h. Rohrstücken der Oberlaufrohre 6.1, 6.2 des wenigstens einen ersten Hydrozyklons 2.1 als auch des wenigstens einen zweiten Hydrozyklons 2.2 bilden jeweils einen Innenwandab schnitt der Ringkammer.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist die ge meinsame Zulaufkammer 10 als eine Ringkammer ausgebildet, an welche der Zulauf 10a in tangentialer Ausrichtung angeschlos sen ist.
Die gemeinsame Zulaufkammer 10 ist dabei als eine kreisför mige Ringkammer mit einer torusartigen Hauptströmungskanal- wand ausgebildet. Die Form der Ringkammer bzw. der Gehäuse schale der Ringkammer kann von einer Idealform einer Torus fläche abweichen. Aufgrund zusätzlicher optionaler Merkmale, die gegebenenfalls vorhanden sind, kann die Form der Ringkam mer ebenfalls von einer idealen Torusfläche abweichen. So kann, beispielsweise wie im Falle des vorliegenden Ausfüh rungsbeispiels, eine Deckenwand 12 der Ringkammer wendelför mig gestaltet sein, wie dies insbesondere in Fig. 3 erkennbar ist, so dass die Querschnittskontur der Ringkammer kein Kreis ist, wie dies in Fig. 1 auch dargestellt ist.
Die Höhe des Strömungsquerschnitts des Zulaufs 10a entspricht der Höhe des Strömungsquerschnitts in einem Ringabschnitt der Ringkammer, an welchem Ringabschnitt der Zulauf 10a an die Ringkammer angeschlossen ist. Die Ringkammer ist insoweit ausgehend vom Zulauf 10a in Strömungsrichtung der Suspension mit einem abnehmenden Strömungsquerschnitt ausgebildet.
Die Abnahme des Strömungsquerschnitts ist an die Verringerung des Volumenstroms der Suspension im Ringkanal aufgrund einer jeweiligen Abzweigung eines Suspensionsanteils des Suspensi ons-Aufgabegutstroms in einen der Abläufe 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, zu den ersten und zweiten Einläufen 4.1, 4.2 der ersten und zweiten Hydrozyklone 2.1, 2.2 angepasst.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist die Ring kammer in Strömungsrichtung der Suspension dadurch mit einem abnehmenden Strömungsquerschnitt ausgebildet, indem die Höhe des Strömungsquerschnitts der Ringkammer in Strömungsrichtung kontinuierlich reduziert wird. Dies ist in Fig. 4 schematisch in einer Abwicklung des Strömungspfades in Strömungsrichtung innerhalb des Ringkanals dargestellt.
Zur Reduzierung des Strömungsquerschnitts der Ringkammer ist die Deckenwand 12 der Zulaufkammer 10 in Strömungsrichtung nach unten abgeschrägt. Die Strömungskanalbreite kann dabei konstant bleiben.
Vor dem ersten Ablauf 11.1, im Bereich des Pfeiles PI, weist der Strömungskanal seinen ursprünglichen Strömungsquerschnitt auf. Im Bereich des Pfeiles P2 auf Höhe des ersten Ablaufs 11.1 beginnt die Reduzierung des Strömungsquerschnitts und wird über den zweiten Ablauf 11.2, den dritten Ablauf 11.3 und den vierten Ablauf 11.4 hinweg gleichmäßig weiter redu ziert, entlang der Strömung durch die Bereiche der Pfeile P3 und P4. Nach dem vierten Ablauf 11.4, welcher im vorliegenden Fall des gezeigten Ausführungsbeispiels einer Hydrozyklonen- Anordnung mit insgesamt vier Hydrozyklonen der letzte Ablauf ist, verbleibt ein Restströmungsquerschnitt, über den eine Restsuspension in den Ringabschnitt der Ringkammer zurückge führt wird, wie dies durch den Pfeil P5 angedeutet ist.
Die Ringkammer weist insoweit einen Rückführungskanalab schnitt 13 auf, welcher, in Strömungsrichtung der Suspension im Ringkammer, dem letzten Ablauf zum Ausleiten eines letzten Suspensionsanteils aus der gemeinsamen Zulaufkammer 10 in den letzten Hydrozyklon 2.1, 2.2 nachgelagert ist und die in der Ringkammer verbleibende Restsuspension in den Ringabschnitt der Ringkammer zurückführt, an dem der Zulauf 10a angeschlos sen ist.
Der Rückführungskanalabschnitt 13 der Ringkammer ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ausgebildet die ver bleibende Restsuspension unterhalb des Suspensions-Aufgabe gutstroms unterzuschichten.
In der Fig. 5 sind, in Verbindung mit einer schematischen Darstellung des abgewickelten Strömungskanals der Ringkammer anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels einer Hydrozyklo- nen-Anordnung 1 mit vier Hydrozyklonen 4.1, 4.2, 4.3, 4.4 ei ner bestimmten Baugröße, tabellarisch wesentliche Prozessgrö ßen aufgezeigt.
Die Querschnittsfläche des Strömungskanals der Ringkammer am Zulauf vor dem ersten Ablauf 11.1 beträgt 1830 mm3 und ver ringert sich kontinuierlich bis auf 840 mm3 vor dem vierten Ablauf 11.4. Demgemäß beträgt die Querschnittsfläche des Strömungskanals der Ringkammer vor dem zweiten Ablauf 11.2 beispielsweise 1740 mm3 und vor dem dritten Ablauf 11.3 bei spielsweise 1290 mm3.
Aufgrund der konstruktiven Gegebenheiten an der Hydrozyklo- nen-Anordnung 1 des konkreten Ausführungsbeispiels weist der Strömungskanal des Strömungskanals der Ringkammer am Zulauf vor dem ersten Ablauf 11.1 eine Höhe von 61 mm auf. Die Höhe des Strömungskanals reduziert sich dann kontinuierlich bis auf 28 mm vor dem vierten Ablauf 11.4. Demgemäß beträgt die Höhe des Strömungskanals der Ringkammer vor dem zweiten Ab lauf 11.2 beispielsweise 58 mm und vor dem dritten Ablauf 11.3 beispielsweise 43 mm.
Im Falle einer Beaufschlagung der Hydrozyklonen-Anordnung 1 mit einem niedrigen Durchsatz, der beispielsweise nur halb so groß ist und der eine höhere Abscheidequalität bedeuten kann, beträgt der Volumenstrom im Strömungskanal der Ringkammer am Zulauf vor dem ersten Ablauf 11.1 beispielsweise 4501/min und verringert sich kontinuierlich bis auf 1501/min vor dem vierten Ablauf 11.4. Demgemäß beträgt der Volumenstrom im Strömungskanal der Ringkammer vor dem zweiten Ablauf 11.2 beispielsweise 3501/min und vor dem dritten Ablauf 11.3 bei spielsweise 2501/min. Nach dem vierten Ablauf 11.4 beträgt der Volumenstrom im Rückführungskanalabschnitt 13 beispiels weise 501/min. In diesem Zusammenhang stellt sich dann im Strömungskanal der Ringkammer am Zulauf vor dem ersten Ablauf 11.1 eine Strömungsgeschwindigkeit von beispielsweise 4,1 m/s ein, die sich kontinuierlich bis auf 3,0 m/s vor dem vierten Ablauf 11.4 verringert. Demgemäß beträgt die Strömungsge- schwindigkeit im Strömungskanal der Ringkammer vor dem zwei ten Ablauf 11.2 beispielsweise 3,35 m/s und vor dem dritten Ablauf 11.3 beispielsweise 3,25 m/s.

Claims

Patentansprüche
1. Hydrozyklone-Anordnung zum Zentrifugalabscheiden von Feststoffen aus einer Suspension, aufweisend:
- wenigstens einen ersten Hydrozyklon (2.1) mit einer ersten Trennkammer (3.1), einem in die erste Trennkammer
(3.1) tangential einmündenden ersten Einlauf (4.1) zum Zuführen eines ersten Suspensionsanteils eines Suspensi ons-Aufgabegutstroms in die erste Trennkammer (3.1), ei nem ersten Unterlauf (5.1) zum Austragen einer abge trennten Schwerfraktion und einem ersten Oberlaufrohr
(6.1) zum Austragen einer abgereicherten Suspensions- Fraktion,
- wenigstens einen zweiten Hydrozyklon (2.2) mit einer zweiten Trennkammer (3.2), einem in die zweite Trennkam mer (3.2) tangential einmündenden zweiten Einlauf (4.2) zum Zuführen eines zweiten Suspensionsanteils des Sus pensions-Aufgabegutstroms in die zweite Trennkammer
(3.2), einem zweiten Unterlauf (5.2) zum Austragen einer abgetrennten Schwerfraktion und einem zweiten Oberlauf rohr (6.2) zum Austragen einer abgereicherten Suspensi ons-Fraktion, sowie
- eine gemeinsame Zulaufkammer (10) mit einem Zulauf (10a) für das Einleiten des Suspensions-Aufgabegutstroms in die gemeinsame Zulaufkammer (10) und einer der Anzahl von ersten und zweiten Hydrozyklonen (2.1, 2.2) entspre chenden Anzahl von Abläufen (11.1, 11.2, 11.3, 11.4) zum Ausleiten von jeweiligen Suspensionsanteilen aus der ge meinsamen Zulaufkammer (10) in die ersten und zweiten Einläufe (4.1, 4.2) der ersten und zweiten Hydrozyklone (2.1, 2.2), dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Zulaufkammer (10) als eine Ringkammer ausgebildet ist, an welche der Zulauf (10a) zur Bildung einer Ringströmung angeschlossen ist, wobei die Zulauf kammer (10) oberhalb der Hydrozyklonen (2.1, 2.2) ange ordnet ist und die radiale Erstreckung kleiner als die gemeinsame radiale Erstreckung der Hydrozyklonen (2.1, 2.2) ist.
2. Hydrozyklone-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die gemeinsame Zulaufkammer (10) als eine kreisförmige Ringkammer mit einer torusartigen Haupt strömungskanalwand ausgebildet ist.
3. Hydrozyklone-Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des Strömungsquerschnitts des Zulaufs (10a) der Höhe eines Strömungsquerschnitts in einem Ringabschnitt der Ringkammer entspricht, an welchem Ringabschnitt der Zulauf (10a) an die Ringkammer angeschlossen ist.
4. Hydrozyklone-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringkammer ausgehend vom Zulauf (10a) in Strömungsrichtung der Suspension mit einem abnehmenden Strömungsquerschnitt ausgebildet ist.
5. Hydrozyklone-Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, dass die Abnahme des Strömungsquerschnitts an die Verringerung des Volumenstroms der Suspension im Ringkanal aufgrund einer jeweiligen Abzweigung eines Suspensionsanteils des Suspensions-Aufgabegutstroms in einen der Abläufe (11.1, 11.2, 11.3, 11.4) zu den ersten und zweiten Einläufen (4.1, 4.2) der ersten und zweiten Hydrozyklone (2.1, 2.2) angepasst ist.
6. Hydrozyklone-Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringkammer in Strömungsrichtung der Suspension dadurch mit einem abnehmenden Strömungs querschnitt ausgebildet ist, indem die Höhe des Strö mungsquerschnitts der Ringkammer in Strömungsrichtung kontinuierlich oder schrittweise reduziert wird.
7. Hydrozyklone-Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, dass die Höhe des Strömungsquerschnitts der Ringkammer in Strömungsrichtung reduziert wird, indem ein Deckenwandabschnitt der Ringkammer in Strömungsrich tung kontinuierlich oder schrittweise absenkend ausge bildet ist.
8. Hydrozyklone-Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, dass die Höhe des Strömungsquerschnitts der Ringkammer in Strömungsrichtung reduziert wird, indem ein Bodenwandabschnitt der Ringkammer in Strömungsrich tung kontinuierlich oder schrittweise ansteigend ausge bildet ist.
9. Hydrozyklone-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringkammer einen Rück führungskanalabschnitt (13) aufweist, welcher in Strö mungsrichtung der Suspension im Ringkammer dem letzten Ablauf (11.4) zum Ausleiten eines letzten Suspensionsan teils aus der gemeinsamen Zulaufkammer in den letzten Hydrozyklon (2.1, 2.2) nachgelagert ist und eine in der Ringkammer verbleibende Restsuspension in den Ringab schnitt der Ringkammer zurückführt, an dem der Zulauf (10a) angeschlossen ist.
10. Hydrozyklone-Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, dass der Rückführungskanalabschnitt (13) der Ringkammer ausgebildet ist die verbleibende Restsuspen sion unterhalb des Suspensions-Aufgabegutstroms unterzu schichten.
11. Hydrozyklone-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis
10, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulauf (10a) an ei nem Ringabschnitt der Ringkammer angeschlossen ist, der zwischen zwei unmittelbar benachbarten Abläufen (11.1,
11.2, 11.3, 11.4) in zwei Einläufe (4.1, 4.2) der ersten und zweiten Hydrozyklone (2.1, 2.2) positioniert ist.
12. Hydrozyklone-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis
11, dadurch gekennzeichnet, dass die Abläufe (11.1,
11.2, 11.3, 11.4) in gleichmäßigen Umfangsabständen von einander beabstandet aus der Ringkammer abzweigend an der Zulaufkammer (10) angeordnet sind.
13. Hydrozyklone-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis
12, dadurch gekennzeichnet, dass Übergangsbereiche je weils von der Ringkammer in die Abläufe (11.1, 11.2,
11.3, 11.4) abgerundete Konturen aufweisen.
14. Hydrozyklone-Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekenn zeichnet, dass die abgerundeten Konturen der Übergangs bereiche jeweils Radien zwischen 5 bis 50 Millimeter, insbesondere 20 bis 30 Millimeter aufweisen.
15. Hydrozyklone-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis
14, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwände des Zu laufs (10a), der Ringkammer und/oder der Abläufe (11.1, 11.2, 11.3, 11.4) glattwandig und/oder frei von Einbau ten, Vorsprüngen und/oder Stufen ausgebildet sind.
16. Hydrozyklone-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis
15, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringkammer einen zentralen Axialdurchgang (14) umfängt, in dem ein ge meinsamer Austritt (7) der Hydrozyklone-Anordnung (1) angeordnet ist, über den die abgereicherten Suspensions- Fraktionen sowohl des wenigstens einen ersten Hydrozyk- lons (2.1) als auch des wenigstens einen zweiten Hydro- zyklons (2.2) gemeinsam abgeführt werden.
17. Hydrozyklone-Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekenn zeichnet, dass ein äußerer Mantelwandabschnitt des Aus tritts (7) und/oder äußere Mantelwandabschnitte von Um lenkeinrichtungen (8.1, 8.2) der Oberlaufrohre (6.1,
6.2) des wenigstens einen ersten Hydrozyklons (2.1) als auch des wenigstens einen zweiten Hydrozyklons (2.2) je weils einen Innenwandabschnitt der Ringkammer bilden.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1004379A (fr) 1947-04-11 1952-03-28 Procédé et appareil de traitement de mélanges fluides hétérogènes, en particulier de pâte à papier
US3543931A (en) 1968-02-29 1970-12-01 Nichols Eng & Res Corp Multiple cyclone assembly
GB1209874A (en) * 1969-04-10 1970-10-21 William Robert Robinson Hydrocyclone unit
FI74894C (fi) * 1984-03-19 1988-04-11 Enso Gutzeit Oy Dubbelhydrocyklon.
GB8527215D0 (en) 1985-11-05 1985-12-11 Shell Int Research Solids-fluid separation
DE3800849A1 (de) * 1988-01-14 1989-07-27 Akw Apparate Verfahren Einrichtung zur verteilung des zuflusses der suspension in die zulaeufe einer anzahl von hydrozyklonen
US5769243A (en) * 1996-07-30 1998-06-23 Thermo Black Clawson Inc. Through-flow cleaner with improved inlet section
DE20205911U1 (de) * 2002-04-16 2002-07-25 Nägele, Ulf, Dipl.-Ing., 71711 Murr Zyklonabscheider
BRPI0924831B1 (pt) * 2009-05-08 2022-05-10 Ovivo Luxembourg S.A.R.L Montagem com múltiplos hidrociclones, método para montar múltiplos hidrociclones e estrutura de suporte para múltiplos hidrociclones
WO2012113453A1 (de) * 2011-02-24 2012-08-30 Gea Mechanical Equipment Gmbh Hydrozyklonanordnung
DE102016122225B4 (de) 2016-11-18 2018-11-08 Voith Patent Gmbh Hydrozyklonanordnung

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