EP4719670A1 - Unterlauf-austragsvorrichtung und hydrozyklon mit einer solchen unterlauf-austragsvorrichtung - Google Patents
Unterlauf-austragsvorrichtung und hydrozyklon mit einer solchen unterlauf-austragsvorrichtungInfo
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- EP4719670A1 EP4719670A1 EP24728912.7A EP24728912A EP4719670A1 EP 4719670 A1 EP4719670 A1 EP 4719670A1 EP 24728912 A EP24728912 A EP 24728912A EP 4719670 A1 EP4719670 A1 EP 4719670A1
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Unterlauf-Austragsvorrichtung (7) für einen Hydrozyklon (1), unter anderem aufweisend ein im Zentrum eines topfförmigen Gehäuses (8) koaxial zu einem Ringkanal (11) angeordnetes Zugabe-Rohr (15), welches einen Anschlussstutzen (16) umfasst, der ausgebildet ist zum Zuführen eines Verdünnungsfluids von Außerhalb der Unterlauf-Austragsvorrichtung (7) in einen Hauptkanal (H) des Zugabe-Rohrs (15) zum Leiten des zugeführten Verdünnungsfluids in einen Abscheidekonus (2a) des Hydrozyklons (1) in einer axialen Richtung (R1) entlang der Symmetrieachse (A) des Abscheidekonus (2a) entgegengesetzt zur Ablaufrichtung (R2) der Schwerfraktion aus dem Abscheidekonus (2a) in den Ringkanal (11) der Unterlauf-Austragsvorrichtung (7), wenn die Unterlauf-Austragsvorrichtung (7) an den Hydrozyklon (1) angeschlossen ist, wobei das Zugabe-Rohr (15) einen aus dem Hauptkanal (H) radial abzweigenden Abzweigkanal (17) aufweist. Der Abzweigkanal ist ausgebildet zum Umleiten eines Teil-Fluidstroms. Entweder kann ein Teil-Fluidstrom aus dem in den Hauptkanal (H) eingeleiteten Gesamt-Fluidstrom an Verdünnungsfluid in den Ringkanal (11) der Unterlauf-Austragsvorrichtung (7) eingeleitet werden oder es kann ein Teilfluidstrom aus dem Ringkanal dem Gesamtfluidstrom des Haupt-Kanals H zugeführt werden. Die Erfindung betrifft außerdem einen Hydrozyklon (1) mit einer solchen Unterlauf-Austragsvorrichtung (7).
Description
1 Unterlauf-Austragsvorrichtung und Hydrozyklon mit einer solchen Unterlauf-Austragsvorrichtung Die Erfindung betrifft eine Unterlauf-Austragsvorrichtung für einen Hydrozyklon und einen Hydrozyklon mit einer solchen Un- terlauf-Austragsvorrichtung. Die WO 2020/157383 A1 beschreibt eine Rejekt-Kammer eines Zentrifugalabscheiders, wobei die Rejekt-Kammer so ausgebil- det ist, dass sie unter dem Konus des Zentrifugalabscheiders angebracht werden kann, wenn der Konus nach oben zeigt, wobei die Rejekt-Kammer in ihrer Mitte eine Verdünnungsanordnung aufweist, die mindestens eine Verdünnungsdüse zur Abgabe von Verdünnungsfluid in die Rejekt-Kammer aufweist und die Re- jekt-Kammer einen Rejekt-Auslass am Boden der Rejekt-Kammer aufweist, wobei die mindestens eine Verdünnungsdüse nach au- ßen gerichtet ist, um eine nach außen gerichtete Strömung von Verdünnungsfluid zu erreichen, welche einen die Verdünnungs- anordnung umgebenden ringförmigen Raum kreuzt, um die zirku- lierende Bewegung des Fluids, das vom Konus des Zentrifugal- abscheiders nach unten zur Rejekt-Kammer fließt, zu verlang- samen. Die WO 2021/101742 A1 beschreibt ein Reinigungssystem zum Entfernen von Feststoffen und Verunreinigungen aus einer Be- schickungsaufschlämmung, wobei das Reinigungssystem einen Ab- scheider umfasst, der betreibbar ist, um die Beschickungsauf- schlämmung in eine akzeptierte Aufschlämmung und eine zurück- gewiesene Aufschlämmung zu trennen, wobei die zurückgewiesene Aufschlämmung mindestens einen Teil der Feststoffe und Verun- reinigungen aus der Beschickungsaufschlämmung aufweist. Das Reinigungssystem umfasst außerdem eine Verdünnungsvorrich- tung, die stromabwärts des Abscheiders angeordnet ist und in
Fluidverbindung mit einem Rückstandsauslass des Abscheiders steht, wobei die Verdünnungsvorrichtung einen Verdünnungswas- ser-Hydrozyklon umfasst. Aus der EP 3018 252 B1 ist ein Hydrozyklon zum Trennen einer Fasersuspension in eine schwere Fraktion, die im Wesentlichen schwere Verunreinigungen enthält, und in eine leichte Faser- fraktion, die im Wesentlichen Fasern enthält, bekannt. Der Hydrozyklon umfasst längliche Trennkammer mit zwei gegenüber- liegenden Enden und ein Einlasselement zum Zuführen der Fa- sersuspension im Wesentlichen tangential in die Trennkammer an einem ersten Ende davon, so dass die Fasersuspension in einem Wirbel in die Trennkammer strömt und ein erstes Auslas- selement zum Abführen der akzeptierten Fraktion aus der Trennkammer an dem genannten einen Ende und ein zweites Aus- lasselement zum Abführen der schweren Fraktion aus der Trenn- kammer an dem zweiten Ende davon. Der Hydrozyklon umfasst ei- nen Verteilerkopf zum Zuführen einer Flüssigkeit zu der Trennkammer, wobei der Verteilerkopf zentral in der Trennkam- mer relativ nahe an dem zweiten Ende angeordnet ist und min- destens einen Auslassdurchgang aufweist, der zum Sprühen ei- nes Flüssigkeitsstrahls ausgelegt ist. Ein Flüssigkeitsstrahl des Verteilerkopfes weist eine Strömungskomponente in der Richtung zu dem zweiten Ende der Trennkammer hin auf und kreuzt die Strömung in die Rejektkammer, um eine Verlangsa- mung der Strömung in der Rejektkammer zu bewirken. Ein ande- rer Flüssigkeitsstrahl des Verteilerkopfes weist eine andere Strömungskomponente in Richtung zu dem ersten Ende auf. Auf- gabe der Erfindung ist es, eine Unterlauf-Austragsvorrichtung für einen Hydrozyklon zu schaffen, bzw. einen Hydrozyklon mit einer solchen Unterlauf-Austragsvorrichtung zu schaffen, wodurch eine Trennung einer Suspension in eine abgereicherte
3 Suspensions-Fraktion und eine abgetrennte Schwerfraktion mit einem verbesserten Wirkungsgrad erreicht wird. Die Aufgabe wird gelöst durch eine Unterlauf-Austragsvorrich- tung für einen Hydrozyklon, aufweisend: - ein topfförmiges Gehäuse mit einer umlaufenden Sei- tenwand und einer Bodenwand, wobei die Seitenwand und die Bodenwand einen Ringkanal mit einer Ringöffnung begrenzen, - einen am Gehäuse angeordneten, die Ringöffnung umge- benden Flansch, der ausgebildet ist zum fluiddichten Anschließen der Unterlauf-Austragsvorrichtung an eine Unterlauf-Öffnung eines Hydrozyklons, und - einen am Gehäuse angeordneten Auslaufstutzen, der ausgebildet ist zum Ausleiten einer aus dem Hydrozyk- lon über die Ringöffnung in den Ringkanal eingeleite- ten Schwerfraktion aus dem Ringkanal heraus nach Au- ßerhalb der Unterlauf-Austragsvorrichtung, sowie - ein im Zentrum des topfförmigen Gehäuses koaxial zum Ringkanal angeordnetes Zugabe-Rohr, welches einen An- schlussstutzen umfasst, der ausgebildet ist zum Zu- führen eines Verdünnungsfluids von Außerhalb der Un- terlauf-Austragsvorrichtung in einen Hauptkanal des Zugabe-Rohrs zum Leiten des zugeführten Verdünnungs- fluids in einen Abscheidekonus des Hydrozyklons in einer axialen Richtung entlang der Symmetrieachse des Abscheidekonus entgegengesetzt zur Ablaufrichtung der Schwerfraktion aus dem Abscheidekonus in den Ringka- nal der Unterlauf-Austragsvorrichtung, wenn die
25502 4 Unterlauf-Austragsvorrichtung an den Hydrozyklon an- geschlossen ist, wobei - das Zugabe-Rohr einen aus dem Hauptkanal radial ab- zweigenden Abzweigkanal aufweist, der ausgebildet ist zum Umleiten eines Teil-Fluidstroms aus dem in den Hauptkanal eingeleiteten Gesamt-Fluidstrom an Verdün- nungsfluid in den Ringkanal der Unterlauf-Austrags- vorrichtung. Die Unterlauf-Austragsvorrichtung bzw. ein Hydrozyklon mit einer solchen Unterlauf-Austragsvorrichtung kann beispiels- weise in der Papier- bzw. Kartonherstellungsindustrie Anwen- dung finden. Die Unterlauf-Austragsvorrichtung bzw. der Hyd- rozyklon mit einer solchen Unterlauf-Austragsvorrichtung kann insbesondere für die Aufbereitung von Altpapier dienen. Alt- papier weist im Allgemeinen einen besonders hohen Anteil an Störstoffen auf, die aussortiert werden müssen, bevor die Gutstoff-Suspension einer Papier- oder Kartonmaschine zuge- führt wird. Der Hydrozyklon arbeitet dabei vorzugsweise kon- tinuierlich, d.h. ohne eine batchweise Bearbeitung oder in- termittierende Bearbeitung. Der Rejekt-Suspensionsstrom, oder kurz ausgedrückt „das Re- jekt“ oder der „Rejektstoff“, kann auch als Schwerfraktion oder Grobfraktion bezeichnet werden. Es ist derjenige Anteil, welcher in dem Hydrozyklon über den Unterlauf des Hydrozyk- lons abgetrennt wird. Der Akzept-Suspensionsstrom, der einen Gutstoff bilden kann, kann auch als Leichtfraktion oder Feinfraktion bezeichnet werden. Es ist derjenige Anteil, welcher in dem Hydrozyklon über den Oberlauf des Hydrozyklons abgetrennt wird.
Grundsätzlich kann die in einem Hydrozyklon um einen Rejekt- Suspensionsstrom abgereicherte Aufgabe-Fasterstoffsuspension einen Gutstoff bilden. Der Gutstoff ist insofern diejenige Fraktion, die als Produkt oder Zwischenprodukt verwendet wer- den soll und wird unter anderem auch als Akzept-Suspensions- strom bezeichnet. Der Rejekt-Suspensionsstrom kann einem wei- teren Verfahrensprozess oder Verfahrensschritt unterworfen werden. Bei der Papierherstellung kann der Rejekt-Suspensi- onsstrom beispielsweise Unrat, wie Folienreste, Glassplitter, Kunststoff bzw. Polystyrolteile umfassen, die nach ihrer Korngröße und Kornform im Hydrozyklon auszusortieren sind. Allerdings werden aufgrund der alleinigen Selektion nach Korngröße und Kornform im Hydrozyklon auch Stippen, d.h. Fa- serbündel bzw. Faserknoten von mehreren Einzelfasern zusammen mit den unerwünschten Partikeln als Rejekt ausgeschieden, ob- wohl die Stippen eigentliche einen Teil des Gutstoffen dar- stellen würden. Der den Gutstoff bildende Akzept-Suspensionsstrom in der ver- bliebenen abgereicherten Suspensions-Fraktion kann die ge- wünschten Faserstoffpartikel umfassen, welche der erwähnten Papierherstellung dienen können. Die Hydrozyklon kann einen letzten Bearbeitungsschritt bil- den, bevor der Akzept-Suspensionsstrom einer Papier- oder Kartonmaschine zugeführt wird. Rejekte von kontinuierlich be- triebenen Hydrozyklonen enthalten neben den eigentlichen Störstoffen allerdings weiterhin oftmals noch brauchbares Fa- sermaterial, das eigentlich als ein Akzept klassifiziert wer- den könnte und sollte. Der Massenanteil eines solchen verwor- fenen Akzepts oder Gutsstoffes kann in einem Bereich von bis zu 30% bis 70% des gesamten Rejekts ausmachen. Dies ist sehr
6 nachteilig und bedeutet eine geringere Effizienz der Stoff- aufbereitung als möglich wäre. Ein solches noch Gutstoff enthaltene Rejekt könnte zwar wie- der direkt und unbehandelt in die vorgelagerte Trennstufe vor den Hydrozyklon zurückgeführt werden. Allerdings würde dies eine zusätzliche Belastung bedeuten. Außerdem entsteht dadurch auch eine unerwünschte erneute Anreicherung des Auf- gabegutes mit Störstoffen, die sogar bis zu einem vollständi- gen Kollaps, d.h. einer Verstopfung des Hydrozyklons führen können. Um ein Verstopfen des Hydrozyklons durch Eindickung in der Unterlauf-Austragsvorrichtung zu verhindern, kann an der Un- terlauf-Austragsvorrichtung sogenanntes Verdünnungswasser über ein Zugabe-Rohr zugegeben werden. Allerdings verringert ein solches in der Unterlauf-Austragsvorrichtung angeordnetes Zugabe-Rohr konstruktiv, und der aus dem Zugabe-Rohr austre- tende Wasserstrahl auch strömungstechnisch die Austrittsflä- che im unteren Bereich des Abscheidekonus des Hydrozyklons, so dass weniger Rejekt in die Unterlauf-Austragsvorrichtung gespült wird. Der austretende Wasserstrahl kann beispiels- weise mindestens 0,5 bar höher sein als der Durchlaufdruck. Je nach Menge des zugegebenen Verdünnungswassers ergeben sich unterschiedliche Betriebszustände. Je nach Verdünnungswasser- menge ergeben sich beispielsweise unterschiedliche Strömungs- geschwindigkeiten am Verdünnungswasserrohr. In einer beispielhaften Baugröße eines Hydrozyklons kann das Volumen beispielsweise 7,5 Liter betragen. Bei einem Einlauf- volumen von 450 Litern/min, füllt sich der Hydrozyklon einmal in der Sekunde. Im Auslassbereich für den Rejekt-Suspensions- strom werden beispielsweise 10% des Einlaufvolumens
25502 7 abgezogen, also beispielsweise 45 Liter/min. Das entspricht 0,75 Liter pro Sekunde. Der Rejektstoff wird durch die Zugabe von unterschiedlichen Verdünnungswassermengen wie folgt beeinflusst. Beim Zuführen einer geringen Menge an Verdünnungswasser über das Zugabe-Rohr (beispielsweise 20 Liter/min), werden keine Fremdstoffe in den Durchlauf-Vortex zurück gespült. Die ge- samte Menge an zugegebenem Verdünnungswasser kann daher zur Verdünnung des Rejekt-Suspensionsstroms dienen. Die Abschei- dung ist mit dieser Betriebsweise am effektivsten. Allerdings bleibt der Hydrozyklon anfälliger für Verstopfungen, da die über das Zugabe-Rohr zentral axial in den Konus eingeleitet Verdünnungswassermenge die Auslassebene des Konus, dies be- deutet die engste Durchlassstelle des Konus, zusätzlich pas- sieren muss, um in die Unterlauf-Austragsvorrichtung gelangen zu können. Die Stoffdichte des Rejekt-Suspensionsstroms ist hoch und kann, je nach Einlaufstoffdichte, beispielsweise ca. 3,0 % bis 4,0 % des Suspensionsstroms betragen. Beim Zuführen einer mittleren Menge an Verdünnungswasser über das Zugabe-Rohr (beispielsweise 40 Liter/min), entsteht eine Strömung vom Auslauf des Konus ausgehend hin zum Durchlauf- Vortex. Dabei wird ca. 2/3 der Verdünnungswassermenge zur Verdünnung des Rejekts genutzt und ca. 1/3 der Verdünnungs- wassermenge gelangt in den Durchlauf-Vortex, von wo sie in den Akzept-Suspensionsstrom gelangen kann. Je nach anstehender Strömungsgeschwindigkeit am Zugabe-Rohr können bereits an der inneren Konuswand befindliche Teile wieder in den Durchlauf-Vortex gespült werden. Dadurch ver- schlechtert sich der Wirkungsgrad des Hydrozyklons. Die Stoffdichte des Rejekt-Suspensionsstroms beträgt dann, je
25502 8 nach Einlaufstoffdichte, beispielsweise 1,5 % bis 2,0 % des Suspensionsstroms. Beim Zuführen einer hohen Menge an Verdünnungswasser über das Zugabe-Rohr (beispielsweise 60 Liter/min), wird beispiels- weise ca. 60% der Verdünnungswassermenge zur Verdünnung des Rejekts genutzt und ca. 40% der Verdünnungswassermenge ge- langt in den Durchlauf-Vortex. Bei einem Zuführen einer solchen hohen Menge an Verdünnungs- wasser ist die Strömungsgeschwindigkeit so hoch, dass Fremd- teile mit in den Durchlauf-Vortex gespült werden. Durch die hohe Strömungsgeschwindigkeit werden auch Schwerteile mit ei- nem geringen Volumen in der Schwebe gehalten und erst bei ei- ner größeren Ansammlung in die Unterlauf-Austragsvorrichtung gespült. Die Stoffdichte des Rejekts beträgt, je nach Ein- laufstoffdichte, beispielsweise 1,0 % bis 1,5 % des Suspensi- onsstroms. Die Qualität des Akzept-Suspensionsstroms entscheidet sich somit auch im unteren Bereich des Hydrozyklons. Je nachdem wie viele bereits an die Cleanerwandung gedrückter Fremdteile wieder durch Strömungen in den Durchlauf-Vortex gespült wer- den. Die Unterlauf-Austragsvorrichtung weist ein topfförmiges Ge- häuse mit einer umlaufenden Seitenwand und einer Bodenwand auf. Die Seitenwand und die Bodenwand begrenzen dabei einen Ringkanal, der über eine Ringöffnung zugänglich ist. Das topfförmige Gehäuse ist vorgesehen zur Befestigung an einen Unterlauf eines Hydrozyklons. Über die Ringöffnung kann das aus dem Unterlauf des Hydrozyklons nach unten austretende Re- jekt in den Ringkanal der Unterlauf-Austragsvorrichtung ein- treten.
25502 9 Um die Unterlauf-Austragsvorrichtung an dem Unterlauf des Hydrozyklons befestigen zu können, weist das Gehäuse einen die Ringöffnung umgebenden Flansch auf. Der Flansch ist aus- gebildet zum fluiddichten Anschließen der Unterlauf-Austrags- vorrichtung an die Unterlauf-Öffnung des Hydrozyklons. Der Flansch kann beispielsweise mehrere Bohrungen aufweisen, ins- besondere mehrere Bohrungen, die auf einem gemeinsamen Teil- kreis liegen, so dass der Flansch mittels mehrerer Schrauben an einen Unterlauf-Stutzen des Hydrozyklons angeschraubt wer- den kann. Alternativ kann das topfförmige Gehäuse der Unter- lauf-Austragsvorrichtung aber beispielsweise auch ein am Ge- häuse umlaufendes Außen- oder Innengewinde aufweisen, welches mit einem Innen- oder Außengegengewinde an dem Unterlauf- Stutzen des Hydrozyklons zusammenwirken kann. Das Gehäuse kann in einem solchen Fall einfach an den Unterlauf-Stutzen angeschraubt werden. An dem Gehäuse ist ein Auslaufstutzen ausgebildet, der zum Ausleiten einer aus dem Hydrozyklon über die Ringöffnung in den Ringkanal eingeleiteten Schwerfraktion aus dem Ringkanal heraus nach Außerhalb der Unterlauf-Austragsvorrichtung dient. Der Auslaufstutzen kann, beispielsweise als ein Guss- teil, einteilig mit dem Gehäuse ausgebildet sein. Alternativ zu einer einteiligen Ausbildung kann der Auslaufstutzen gege- benenfalls als separates Bauteil hergestellt, an das Gehäuse anmontiert sein. Die Unterlauf-Austragsvorrichtung weist ein im Zentrum des topfförmigen Gehäuses koaxial zum Ringkanal angeordnetes Zu- gabe-Rohr auf, welches einen Anschlussstutzen umfasst, der ausgebildet ist zum Zuführen eines Verdünnungsfluids von Au- ßerhalb der Unterlauf-Austragsvorrichtung in einen Hauptkanal des Zugabe-Rohrs zum Leiten des zugeführten Verdünnungsfluids
25502 10 in einen Abscheidekonus des Hydrozyklons in einer axialen Richtung entlang der Symmetrieachse des Abscheidekonus entge- gengesetzt zur Ablaufrichtung der Schwerfraktion aus dem Ab- scheidekonus in den Ringkanal der Unterlauf-Austragsvorrich- tung, wenn die Unterlauf-Austragsvorrichtung an den Hydrozyk- lon angeschlossen ist. Um eine Unterlauf-Austragsvorrichtung für einen Hydrozyklon zu schaffen, bzw. einen Hydrozyklon mit einer solchen Unter- lauf-Austragsvorrichtung zu schaffen, wodurch eine Trennung einer Suspension in eine abgereicherte Suspensions-Fraktion und eine abgetrennte Schwerfraktion mit einem verbesserten Wirkungsgrad erreicht werden kann, wird erfindungsgemäß vor- geschlagen, dass das Zugabe-Rohr einen aus dem Hauptkanal ra- dial abzweigenden Abzweigkanal aufweist, der ausgebildet ist zum Umleiten eines Teil-Fluidstroms aus dem in den Hauptkanal eingeleiteten Gesamt-Fluidstrom an Verdünnungsfluid in den Ringkanal der Unterlauf-Austragsvorrichtung. Über einen solchen aus dem Hauptkanal des Zugabe-Rohrs radial abzweigenden Abzweigkanal kann ein Teil-Fluidstrom des für den Abscheidekonus des Hydrozyklons vorgesehenen Verdünnungs- fluids abgezweigt werden, noch ehe dieser Anteil des Verdün- nungsfluids nach Oberhalb der Austrittsfläche im unteren Be- reich des Abscheidekonus des Hydrozyklons, d.h. in den Ab- scheidekonus gelangt. Dies bewirkt, dass derjenige Teil-Flu- idstrom an Verdünnungsfluid, welcher dazu dienen soll, den Rejekt-Suspensionsstrom zu verdünnen, nicht entgegen der Hauptströmungsrichtung des Verdünnungsfluids aus dem Hauptka- nal des Zugabe-Rohrs über die Austrittsfläche im unteren Be- reich des Abscheidekonus des Hydrozyklons zurückströmen muss. Dadurch kann eine unnötige Massenbelastung bzw. Druckbelas- tung in diesem Bereich vermieden werden, in dem die
25502 11 Trenngrenze für die Abscheidung im Hydrozyklon liegt. Indem der Teil-Fluidstrom an Verdünnungsfluid vorher über den Ab- zweigkanal direkt in den Ringkanal der Unterlauf-Austragsvor- richtung abgezweigt wird, kann der Rejekt-Suspensionsstrom unmittelbar im Ringkanal durch das Verdünnungsfluid verdünnt werden, ohne dass dieses Verdünnungsfluid den Hydrozyklon be- lastet. Die Trennschärfe des Hydrozyklons wird folglich trotz Verdünnung des Rejekt-Suspensionsstroms mit Verdünnungsfluid nicht negativ beeinflusst bzw. nicht wesentlich negativ be- einflusst. Der Abzweigkanal kann ausgebildet sein zum Einleiten des Teil-Fluidstroms in einem Massenstrom, welcher in dem Schwer- fraktionsstrom im Ringkanal einen Sog erzeugt, der das Ge- misch von Schwerfraktionsstrom und Teil-Fluidstrom in den Auslaufstutzen hineinbeschleunigt. So kann eine unerwünschte Verstopfung im Bereich der Aus- trittsfläche im unteren Bereich des Abscheidekonus des Hydro- zyklons vermieden werden bzw. verringert werden. Der Teil- Fluidstrom, welcher über den radialen Abzweigkanal aus dem Hauptkanal des Zugabe-Rohrs abgezweigt wird, ist insoweit derart ausgebildet, dass die Ringströmung des Schwerfrakti- onsstroms, d.h. des Rejekt-Suspensionsstroms in dem Ringkanal von dem Teil-Fluidstrom nicht abgebremst werden soll, sondern vielmehr in den Auslaufstutzen der Unterlauf-Austragsvorrich- tung hineinbeschleunigt wird. Der Abzweigkanal im Zugabe-Rohr kann in einer solchen radia- len Ausrichtung herausgeführt sein, dass die in den Ringkanal mündende Austrittsöffnung des Abzweigkanals in einem Winkel- bereich zwischen 35 Grad und 50 Grad winkelversetzt zur radi- alen Ausströmrichtung des Gemisches von Schwerfraktionsstrom und Teil-Fluidstrom aus dem Auslaufstutzen heraus nach
25502 12 Außerhalb der Unterlauf-Austragsvorrichtung, an dem Zugabe- Rohr positioniert ist. Wenn die in den Ringkanal mündende Austrittsöffnung des Ab- zweigkanals in einem Winkelbereich zwischen 35 Grad und 50 Grad winkelversetzt zur radialen Ausströmrichtung des Gemi- sches von Schwerfraktionsstrom und Teil-Fluidstrom aus dem Auslaufstutzen heraus positioniert ist, kann der Teil-Flu- idstrom noch innerhalb eines Bereiches des Ringkanals in den Schwerfraktionsstrom eingeleitet werden, der außerhalb des Ausströmbereiches am Eingang des Auslaufstutzens bzw. in Nähe des Eingang des Auslaufstutzens liegt. So wird der eingelei- tete Teil-Fluidstrom nicht unmittelbar in den Auslaufstutzen eingeleitet, sondern dazu versetzt in einem geschlossenwandi- gen Bereich des Ringkanals abseits des Auslaufstutzens. Der Abzweigkanal im Zugabe-Rohr kann insbesondere senkrecht zur Haupt-Strömungsrichtung im Hauptkanal des Zugabe-Rohrs aus dem Zugabe-Rohr herausgeführt sein. Wenn der Auslaufstut- zen der Unterlauf-Austragsvorrichtung derart am Gehäuse ange- bracht oder ausgebildet ist, dass die Zentralachse des Aus- laufstutzens senkrecht zur Haupt-Strömungsrichtung im Haupt- kanal des Zugabe-Rohrs orientiert ist, dann kann der Abzweig- kanal in einer zur Haupt-Strömungsrichtung im Hauptkanal des Zugabe-Rohrs senkrechten Ebene verlaufend angeordnet sein. Der Abzweigkanal kann in der Draufsicht auf den Ringkanal von oben im Uhrzeigersinn in Umfangsrichtung dem Strömungskanal des Auslaufstutzens vorgelagert sein. Alternativ kann der Abzweigkanal in der Draufsicht auf den Ringkanal von oben im Uhrzeigersinn in Umfangsrichtung dem Strömungskanal des Auslaufstutzens nachgelagert sein.
25502 13 Der im Zugabe-Rohr ausgebildete Abzweigkanal kann mit seiner Austrittsöffnung in einer bodennahen axialen Höhe in den Ringkanal münden. Durch ein bodennahes Einleiten des aus dem Abzweigkanal kommenden Teil-Fluidstroms in den Ringkanal, wird erreicht, dass der Teil-Fluidstroms möglichst weit ent- fernt von der Austrittsfläche im unteren Bereich des Abschei- dekonus des Hydrozyklons in den Ringkanal eingeleitet wird. So beeinflusst der über den Abzweigkanal in den Ringkanal eingeleitete Teil-Fluidstrom an Verdünnungsfluid den Abschei- debereich in Höhe der Austrittsfläche des Abscheidekonus des Hydrozyklons möglichst wenig. Als bodennah wird insbesondere das untere Drittel der Höhe des Ringkanals angesehen. In analoger Weise kann auch der Eingang des Auslaufstutzens in einer bodennahen axialen Höhe an den Ringkanal angeschlos- sen sein. Demgemäß kann der im Zugabe-Rohr ausgebildete Abzweigkanal mit seiner Austrittsöffnung in einer axialen Höhe in den Ringkanal münden, in welcher sich auch der Strömungskanal des Auslaufstutzens befindet. Der Abzweigkanal kann einen Strömungsquerschnitt aufweisen, der ausgebildet ist, einen Teil-Massenstrom des Teil-Flu- idstroms in den Ringkanal der Unterlauf-Austragsvorrichtung abzuzweigen. Der Strömungsquerschnitt beträgt zwischen 20% und 40% des Strömungsquerschnittes des Hauptkanals. Das Zugabe-Rohr kann lediglich einen einzigen Abzweigkanal aufweisen. Die Nachverdünnung erfolgt dadurch gezielt. Insbe- sondere mündet der Abzweigkanal vorgelagert zu dem Auslauf- stutzen wird vermehrt Verdünnungsfluid dem Auslaufstutzen zu- geführt und faserbefrachtete Suspension kann dem Abscheideko- nus zugeführt werden.
25502 14 Der Abzweigkanal kann mit einer Anströmvertiefung versehen sein. Dadurch kann ein Einströmen in den Abzweigkanal begüns- tigt werden. Wird hauptsächlich eine Strömung vom Hauptkanal in den Abzweigkanal erwartet, so eine Anströmvertiefung auf der Seite des Hauptkanals auszubilden. Werden Strömungen in beiden Richtungen durch den Abzweigkanal erwartet, so ist das Vorsehen von einer Anströmvertiefung beiderseits des Abzweig- kanals von Vorteil. Ein besonders gutes Einströmverhalten in den Abzweigkanal wird durch eine länglich ovale, vorzugsweise augenförmig, ausgebildete Anströmvertiefung erreicht. Dabei ist die läng- lich ovale in Strömungsrichtung ausgerichtet, so dass der längere Durchmesser in axialer Richtung angeordnet ist. Die Aufgabe wird auch gelöst durch einen Hydrozyklon zum Zentrifugalabscheiden von Feststoffen aus einer Suspension mit einer Trennkammer, einem in die Trennkammer einmündenden Einlauf zum Zuführen einer Suspension in die Trennkammer, ei- nem Oberlauf zum Austragen einer abgereicherten Suspensions- Fraktion und einem Unterlauf mit einer Unterlauf-Öffnung zum Austragen einer abgetrennten Schwerfraktion, aufweisend eine an die Unterlauf-Öffnung angeschlossene Unterlauf-Austrags- vorrichtung nach einem der beschriebenen Ausführungsformen. Die Unterlauf-Austragsvorrichtung kann demgemäß eine Teilkom- ponente oder eine Teilbaugruppe eines Zentrifugalabscheiders, insbesondere eines Hydrozyklons sein. Die Unterlauf-Austrags- vorrichtung kann aber auch eine separate Vorrichtung bilden, welche beispielsweise als Aufrüstsatz an bestehenden Zentri- fugalabscheidern, insbesondere Hydrozyklonen nachgerüstet werden kann.
25502 15 Für ein Betreiben eines Hydrozyklons zum Zentrifugalabschei- den ist Einströmung des Verdünnungsfluides zu steuern. Dadurch kann eine Einströmung von dem Ringraum in den Haupt- kanal als auch eine Strömung von Verdünnungsfluid über den Abzweigkanal in den Ringraum für eine Optimierung der Faser- ausbeute durchgeführt werden. Ein konkretes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefüg- ten Figuren näher erläutert. Konkrete Merkmale dieses exemp- larischen Ausführungsbeispiels können unabhängig davon, in welchem konkreten Zusammenhang sie erwähnt sind, gegebenen- falls auch einzeln oder in weiteren Kombinationen betrachtet, allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen. Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines beispielhaften Hydrozyklons, Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Hydrozyk- lon mit einer beispielhaften Unterlauf- Austragsvorrichtung, Fig. 3 eine geschnittene Darstellung der bei- spielhaften Unterlauf-Austragsvorricht- ung gemäß Fig. 2, Fig. 4 eine Darstellung der beispielhaften Un- terlauf-Austragsvorrichtung im Quer- schnitt entlang der Schnittlinie A-A ge- mäß Fig. 3 mit einem dem Auslaufstutzen vorgelagerten Abzweigkanal, und
25502 16 Fig. 5 eine Darstellung der beispielhaften Un- terlauf-Austragsvorrichtung im Quer- schnitt entlang der Schnittlinie A-A ge- mäß Fig. 3 mit einem dem Auslaufstutzen nachgelagerten Abzweigkanal, Fig. 6 einen Längsschnitt durch einen Hydro- zyklon mit einer beispielhaften Unter- lauf-Austragsvorrichtung mit einer An- strömvertiefung, Fig. 7 Draufsicht auf die Anströmvertiefung entlang C-C Fig. 8 Schnitt gemäß Fig. 6 mit Strömung aus dem Abzweigkanal; Fig. 9 Schnitt gemäß Fig. 6 mit Strömung in den Abzweigkanal; In der Fig. 1 ist ein beispielhafter Hydrozyklon 1 zum Zent- rifugalabscheiden von Feststoffen aus einer Suspension darge- stellt. Der Hydrozyklon 1 weit eine Trennkammer 2 auf sowie einen in die Trennkammer 2 einmündenden Einlauf 3 zum Zufüh- ren einer Suspension in die Trennkammer 2, einen Oberlauf 4 zum Austragen einer abgereicherten Suspensions-Fraktion, auch als Accept bezeichnet, und einen Unterlauf 5 mit einer Unter- lauf-Öffnung 6 zum Austragen einer abgetrennten Schwerfrak- tion.
25502 17 In der Fig. 2 ist der Hydrozyklon 1 nur noch teilweise darge- stellt, und zwar lediglich mit seinem unteren Abschnitt im Bereich des Unterlaufs 5 mit der Unterlauf-Öffnung 6, die sich unterhalb eines Abscheidekonus 2a des Hydrozyklons 1 be- finden. Der Abscheidekonus 2a schließt die Trennkammer 2 ein. Im Bereich des unteren Abschnitts des Abscheidekonus 2a be- findet sich eine an die Unterlauf-Öffnung 6 angeschlossene Unterlauf-Austragsvorrichtung 7. Die in den folgenden Figuren 2 bis 9 dargestellte Unterlauf- Austragsvorrichtung 7 weist ein topfförmiges Gehäuse 8 mit einer umlaufenden Seitenwand 9 und einer Bodenwand 10 auf. Die Seitenwand 9 und die Bodenwand 10 begrenzen einen Ringka- nal 11 mit einer Ringöffnung 12. Die Unterlauf-Austragsvorrichtung 7 weist außerdem einen am Gehäuse 8 angeordneten, die Ringöffnung 12 umgebenden Flansch 13 auf, der ausgebildet ist zum fluiddichten Anschließen der Unterlauf-Austragsvorrichtung 7 an die Unterlauf-Öffnung 6 des Hydrozyklons 1. Für ein fluiddichtes Anschließen der Un- terlauf-Austragsvorrichtung 7 an die Unterlauf-Öffnung 6 des Hydrozyklons 1 kann im Bereich des Flansches 13 bzw. an des- sen Oberseite eine Ringnut eingebracht sein, in die ein nicht näher dargestellter Dichtungsring einsetzbar ist. Die Unterlauf-Austragsvorrichtung 7 weist darüber hinaus ei- nen am Gehäuse 8 angeordneten Auslaufstutzen 14 auf, der aus- gebildet ist zum Ausleiten einer aus dem Hydrozyklon 1 über die Ringöffnung 12 in den Ringkanal 11 eingeleiteten Schwer- fraktion aus dem Ringkanal 11 heraus nach Außerhalb der Un- terlauf-Austragsvorrichtung 7.
25502 18 Der Auslaufstutzen 14 kann, beispielsweise wie es in Fig. 2 dargestellt ist, als ein Gussteil einteilig mit dem Gehäuse 8 ausgebildet sein. Alternativ zu einer einteiligen Ausbildung kann der Auslaufstutzen 14 gegebenenfalls als separates Bau- teil hergestellt, an das Gehäuse 8 anmontiert sein. Ein im Zentrum des topfförmigen Gehäuses 8 koaxial zum Ring- kanal 11 angeordnetes Zugabe-Rohr 15 umfasst einen Anschluss- stutzen 16, der ausgebildet ist zum Zuführen eines Verdün- nungsfluids von Außerhalb der Unterlauf-Austragsvorrichtung 7 in einen Hauptkanal H des Zugabe-Rohrs 15 zum Leiten des zu- geführten Verdünnungsfluids in den Abscheidekonus 2a des Hyd- rozyklons 1 in einer axialen Richtung R1 entlang der Symmet- rieachse A des Abscheidekonus 2a entgegengesetzt zur Ablauf- richtung R2 der Schwerfraktion aus dem Abscheidekonus 2a in den Ringkanal 11 der Unterlauf-Austragsvorrichtung 7 hinein, wenn die Unterlauf-Austragsvorrichtung 7 an den Hydrozyklon 1 angeschlossen ist, wie dies in Fig. 2 ersichtlich ist. Das Zugabe-Rohr 15 weist einen aus dem Hauptkanal H radial abzweigenden Abzweigkanal 17 auf, der ausgebildet ist zum Um- leiten eines Teil-Fluidstroms aus dem in den Hauptkanal H über den Anschlussstutzen 16 eingeleiteten Gesamt-Fluidstrom an Verdünnungsfluid in den Ringkanal 11 der Unterlauf-Aus- tragsvorrichtung 7. Die Unterlauf-Austragsvorrichtung 7 mit dem Hauptkanal H und dem Abzweigkanal 17 ist nochmals in Fig. 3 in einer Allein- stellung dargestellt. Der Abzweigkanal 17 ist ausgebildet zum Einleiten des Teil- Fluidstroms in einem Massenstrom, welcher in dem Schwerfrak- tionsstrom im Ringkanal 11 einen Sog erzeugt, der das Gemisch
25502 19 von Schwerfraktionsstrom und Teil-Fluidstrom in den Auslauf- stutzen 14 hineinbeschleunigt. So kann eine unerwünschte Verstopfung im Bereich der Aus- trittsfläche AF im unteren Bereich des Abscheidekonus 2a des Hydrozyklons 1 vermieden werden bzw. verringert werden. Der Teil-Fluidstrom, welcher über den radialen Abzweigkanal 17 aus dem Hauptkanal H des Zugabe-Rohrs 15 abgezweigt wird, ist insoweit derart ausgebildet, dass die Ringströmung des Schwerfraktionsstroms, d.h. des Rejekt-Suspensionsstroms in dem Ringkanal 11 von dem Teil-Fluidstrom nicht abgebremst wird, sondern vielmehr in den Auslaufstutzen 14 der Unter- lauf-Austragsvorrichtung 7 hineinbeschleunigt wird. Der Abzweigkanal 17 ist im Falle des vorliegenden Ausfüh- rungsbeispiels im Zugabe-Rohr 15 in einer solchen radialen Ausrichtung herausgeführt, dass die in den Ringkanal 11 mün- dende Austrittsöffnung 18 des Abzweigkanals 17 in einem Win- kelbereich zwischen 35 Grad und 50 Grad winkelversetzt zur radialen Ausströmrichtung AR des Gemisches von Schwerfrakti- onsstrom und Teil-Fluidstrom aus dem Auslaufstutzen 14 heraus nach Außerhalb der Unterlauf-Austragsvorrichtung 7, an dem Zugabe-Rohr 15 positioniert ist. Dies ist speziell in zwei verschiedenen Varianten im Querschnitt durch den Ringkanal 11 der Unterlauf-Austragsvorrichtung 7 in Fig. 4 und Fig. 5 dar- gestellt. Wenn die in den Ringkanal 11 mündende Austrittsöffnung 18 des Abzweigkanals 17 in einem Winkelbereich zwischen 35 Grad und 50 Grad winkelversetzt zur radialen Ausströmrichtung AR des Gemisches von Schwerfraktionsstrom und Teil-Fluidstrom aus dem Auslaufstutzen 14 heraus positioniert ist, kann der Teil- Fluidstrom noch innerhalb eines Bereiches des Ringkanals 11 in den Schwerfraktionsstrom eingeleitet werden, der außerhalb
25502 20 des Ausströmbereiches B am Eingang des Auslaufstutzens 14 bzw. in Nähe des Eingang des Auslaufstutzens 14 liegt. So wird der eingeleitete Teil-Fluidstrom nicht unmittelbar in den Auslaufstutzen 14 eingeleitet, sondern dazu versetzt in einem geschlossenwandigen Bereich des Ringkanals 11 abseits des Auslaufstutzens 14, wie dies in Fig. 4 und Fig. 5 aufge- zeigt ist. In der Ausführungsvariante gemäß Fig. 4 ist der Abzweigkanal 17 in der Draufsicht auf den Ringkanal 11 von oben im Uhrzei- gersinn in Umfangsrichtung U dem Strömungskanal des Auslauf- stutzens 14 vorgelagert. In der Ausführungsvariante gemäß Fig. 5 ist der Abzweigkanal 17 in der Draufsicht auf den Ringkanal 11 von oben im Uhrzei- gersinn in Umfangsrichtung U dem Strömungskanal des Auslauf- stutzens 14 nachgelagert. Der Abzweigkanal 17 kann, wie insbesondere in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellt ist, im Zugabe-Rohr 15 insbesondere senkrecht zur Haupt-Strömungsrichtung im Hauptkanal H des Zugabe-Rohrs 15 aus dem Zugabe-Rohr 15 herausgeführt sein. Wenn der Aus- laufstutzen 14 der Unterlauf-Austragsvorrichtung 7 wie darge- stellt am Gehäuse 8 angebracht oder ausgebildet ist, dass die Zentralachse Z des Auslaufstutzens 14 senkrecht zur Haupt- Strömungsrichtung im Hauptkanal H des Zugabe-Rohrs 15 orien- tiert ist, dann kann der Abzweigkanal 17 in einer zur Haupt- Strömungsrichtung im Hauptkanal H des Zugabe-Rohrs 15 senk- rechten Ebene verlaufend angeordnet sein. Der im Zugabe-Rohr 15 ausgebildete Abzweigkanal 17 kann, wie dargestellt ist, mit seiner Austrittsöffnung 18 in einer bo- dennahen axialen Höhe in den Ringkanal 11 münden.
25502 21 Der im Zugabe-Rohr 15 ausgebildete Abzweigkanal 17 ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels mit seiner Aus- trittsöffnung 18 in einer axialen Höhe in den Ringkanal 11 mündend ausgebildet, in welcher sich auch der Strömungskanal des Auslaufstutzens 14 befindet. Der Abzweigkanal 17 kann einen Strömungsquerschnitt aufwei- sen, der ausgebildet ist, einen Teil-Massenstrom des Teil- Fluidstroms in den Ringkanal 11 der Unterlauf-Austragsvor- richtung 7 abzuzweigen, der zwischen 20% und 40% des Gesamt- Massenstroms des in den Hauptkanal H eingeleiteten Gesamt- Fluidstroms an Verdünnungsfluid ist. Das Zugabe-Rohr 15 kann wie dargestellt in der jeweiligen Ausführungsvariante lediglich einen einzigen Abzweigkanal 17 aufweisen. Die Darstellung in Fig. 6 entspricht der teilweisen Darstel- lung des Hydrozyklons 1 gemäß Figur 2, wobei der Abzweigkanal 17 auf der Seite des Hautkanals H mit einer Anströmvertiefung 19 versehen ist. Die Anströmvertiefung 19 ist vorzugsweise augenförmig ausgebildet, wie in der Draufsicht in Fig. 7 dar- gestellt ist. Durch die Anströmvertiefung 19 wird ein Ein- strömen in den Abzweigkanal 17 begünstig. In den Figuren 8 und 9 sind verschiedene Strömungsvarianten und somit verschiedene Betriebsmöglichkeiten dargestellt. Bei der Ausführung gemäß Figur 8 ist der Abzweigkanal 17 mit einem Winkel in Richtung Hauptsymmetrieachse A ausgebildet. Die Abweichung von der horizontalen kann im Bereich von 20° bis 50° liegen.
25502 22 Durch den Hauptkanal H tritt Verdünnungsfluid in den Abschei- dekonus 2a ein. Bei großen Volumen an Verdünnungsfluid kann bereits radial außen im Abscheidekonus 2a abgesonderte Fremd- material wieder in den Abscheidekonus 2a nach radial innen zurückgespült werden. Das zurückgespülte Material gelangt dann in den Bereich der Symmetrieachse A und wird in axialer Richtung R1 als Accept dem Oberlauf 4 zugeführt. Die zurück- gespülten Fremdteile verursacht eine Verschlechterung der der Qualität des Acceptes. Durch die zusätzliche Zuführung von Verdünnungsfluid durch den Abzweigkanal 17 wird Verdünnungswasser vor dem Austritt des Rejects vor dem Auslaufstutzen 14 zugeführt. Dadurch ergibt sich eine zusätzliche, gezielte Verdünnung des austre- tendes Rejectes. Aber dadurch wird auch weniger Verdünnungs- fluid durch den Hauptkanal H in den Abscheidekonus 2a einge- spült. Demzufolge ist das Risiko einer Rückspülung von Fremd- teilen, insbesondere Schwerteilen, reduziert. Die Abschei- deeffizienz wird verbessert. Das radial eingegebene Verdünnungsfluid bewirkt eine zusätz- liche Rückspülung von Fasern und nutzbaren Feinstoffen in die Unterlauf-Öffnung. Es werden nur Fasern und Feinstoffe zu- rückgespült, da sich die Schwerteile an der Außenwand des Ringkanals 11 der Unterlauf-Austragsvorrichtung 7 entlang strömen. Aufgrund der Massenträgheit der radial außen abge- sonderten Fremdteile ist wird ein Abfluss durch den Auslauf- stutzen 14 begünstigt. Die in die Unterlauf-Öffnung zurück gespülten Fasern und nutzbaren Feinstoffe werden durch den Düseneffekt durch das in Richtung R1 eintretende Verdünnungsfluid aus dem Hauptka- nal H in den unteren Abscheidekonus 2a zurückgespült.
25502 23 Die zurückgespülten Fasern und Feinstoffe werden mit dem aus- tretendem axialen Verdünnungswasser dem Accept zugeführt und durch den Oberlauf abgeführt. In Figur 9 ist eine andere Betriebssituation unter anderen Betriebsbedingungen dargestellt. Suspension aus dem radial inneren Bereich des Ringkanals 11 der Unterlauf-Austragsvor- richtung 7 wird durch den Abzweigkanal 17 in den Hauptkanal H abgezogen und dann mit dem Verdünnungsfluid in den unteren Abscheidekonus 2a gespült. Die Gestaltung des Abzweigkanals 17 mit den Kanten bewirkt, dass keine schweren Fremdteile in den Abzweigkanal 17 gelan- gen können. Auf Grund der kinetischen Energie, die in den strömenden schweren Teilen steckt, ist eine Umlenkung in die Bohrung des Abzweigkanals 17 auf solch kurzen Distanzen in einen derartig kleinen Strömungsquerschnitt des Abzweigkanals 17 nicht möglich. Durch das Zuführen von Suspension aus dem Ringraum 11 in den Hauptkanal kann ein Anteil von nutzbaren Fasern und Feinstof- fen aus dem Rejekt abgezogen werden und damit die Trennwir- kung des Hydrozyklons verbessert werden. Die Ausbildung einer Anströmvertiefung 19 im axialen Hauptka- nal H bewirkt eine bessere Einströmung in den Hauptstrom im Hauptkanal H. Es bildet sich eine stetige Strömung aus und Fasern werden dadurch dem unteren Abscheidekonus 2a zuge- führt.
25502 24 Bezugszeichenliste 1 Hydrozyklon 2 Trennkammer 2a Abscheidekonus 3 Einlauf 4 Oberlauf 5 Unterlauf 6 Unterlauf-Öffnung 7 Unterlauf-Austragsvorrich- tung 8 topfförmiges Gehäuse 9 Seitenwand 10 Bodenwand 11 Ringkanal 12 Ringöffnung 13 Flansch 14 Auslaufstutzen 15 Zugabe-Rohr 16 Anschlussstutzen 17 Abzweigkanal 18 Austrittsöffnung 19 Anströmvertiefung A Symmetrieachse AF Austrittsfläche H Hauptkanal R1 Axiale Richtung R2 Ablaufrichtung Schwerteil- fraktion U Umfangsrichtung
Claims
Patentansprüche 1. Unterlauf-Austragsvorrichtung für einen Hydrozyklon (1), aufweisend: - ein topfförmiges Gehäuse (8) mit einer umlaufenden Seitenwand (9) und einer Bodenwand (10), wobei die Seitenwand (9) und die Bodenwand (10) einen Ringkanal (11) mit einer Ringöffnung (12) begrenzen, - einen am Gehäuse (8) angeordneten, die Ringöffnung (12) umgebenden Flansch (13), der ausgebildet ist zum fluiddichten Anschließen der Unterlauf-Austragsvor- richtung (7) an eine Unterlauf-Öffnung (6) eines Hyd- rozyklons (1), und - einen am Gehäuse (8) angeordneten Auslaufstutzen (14), der ausgebildet ist zum Ausleiten einer aus dem Hydrozyklon (1) über die Ringöffnung (12) in den Ringkanal (11) eingeleiteten Schwerfraktion aus dem Ringkanal (11) heraus nach Außerhalb der Unterlauf- Austragsvorrichtung (7), sowie - ein im Zentrum des topfförmigen Gehäuses (8) koaxial zum Ringkanal (11) angeordnetes Zugabe-Rohr (15), welches einen Anschlussstutzen (16) umfasst, der aus- gebildet ist zum Zuführen eines Verdünnungsfluids von Außerhalb der Unterlauf-Austragsvorrichtung (7) in einen Hauptkanal (H) des Zugabe-Rohrs (15) zum Leiten des zugeführten Verdünnungsfluids in einen Abscheide- konus (2a) des Hydrozyklons (1) in einer axialen
26 Richtung (R1) entlang der Symmetrieachse (A) des Ab- scheidekonus (2a) entgegengesetzt zur Ablaufrichtung (R2) der Schwerfraktion aus dem Abscheidekonus (2a) in den Ringkanal (11) der Unterlauf-Austragsvorrich- tung (7), wenn die Unterlauf-Austragsvorrichtung (7) an den Hydrozyklon (1) angeschlossen ist, wobei - das Zugabe-Rohr (15) einen aus dem Hauptkanal (H) ra- dial abzweigenden Abzweigkanal (17) aufweist, wobei der Abzweigkanal (17) zum Umleiten eines Teil-Flu- idstroms in oder aus dem in den Hauptkanal (H) ein- geleiteten Gesamt-Fluidstrom an Verdünnungsfluid der Unterlauf-Austragsvorrichtung (7)ausgebildet ist. 2. Unterlauf-Austragsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abzweigkanal (17) ausgebildet ist zum Einleiten des Teil-Fluidstroms in einen Massen- strom, welcher in dem Schwerfraktionsstrom im Ringkanal (11) einen Sog erzeugt, der das Gemisch von Schwerfrak- tionsstrom und Teil-Fluidstrom in den Auslaufstutzen (14) hineinbeschleunigt. 3. Unterlauf-Austragsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abzweigkanal (17) im Zugabe-Rohr (15) in einer solchen radialen Ausrichtung herausgeführt ist, dass die in den Ringkanal (11) mün- dende Austrittsöffnung (18) des Abzweigkanals (17) in einem Winkelbereich zwischen 35 Grad und 50 Grad winkel- versetzt zur radialen Ausströmrichtung (AR) des Gemi- sches von Schwerfraktionsstrom und Teil-Fluidstrom aus dem Auslaufstutzen (14) heraus nach Außerhalb der Unter- lauf-Austragsvorrichtung (7), an dem Zugabe-Rohr (15) positioniert ist.
25502 27 4. Unterlauf-Austragsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abzweigkanal (17) in der Draufsicht auf den Ringkanal (11) von oben im Uhrzeigersinn in Umfangsrichtung (U) dem Strömungska- nal des Auslaufstutzens (14) vorgelagert ist. 5. Unterlauf-Austragsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abzweigkanal (17) in der Draufsicht auf den Ringkanal (11) von oben im Uhrzeigersinn in Umfangsrichtung (U) dem Strömungska- nal des Auslaufstutzens (14) nachgelagert ist. 6. Unterlauf-Austragsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der im Zugabe-Rohr (15) ausgebildete Abzweigkanal (17) mit seiner Aus- trittsöffnung (18) in einer bodennahen axialen Höhe in den Ringkanal (11) mündet. 7. Unterlauf-Austragsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der im Zugabe-Rohr (15) ausgebildete Abzweigkanal (17) mit seiner Aus- trittsöffnung (18) in einer axialen Höhe in den Ringka- nal (11) mündet, in welcher sich auch der Strömungskanal des Auslaufstutzens (14) befindet. 8. Unterlauf-Austragsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abzweigkanal (17) einen Strömungsquerschnitt aufweist, der ausgebil- det ist, einen Teil-Massenstrom des Teil-Fluidstroms in den Ringkanal (11) der Unterlauf-Austragsvorrichtung (7) abzuzweigen, wobei der Strömungsquerschnitt des
25502 28 Abzweigkanals (17) zwischen 20% und 40% des Strömungs- querschnittes des Hauptkanals (H) beträgt. 9. Unterlauf-Austragsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugabe-Rohr (15) lediglich einen einzigen Abzweigkanal (17) aufweist. 10. Unterlauf-Austragsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der der Abzweigkanal (17) senkrecht zum Hauptkanal(H) ausgebildet ist. 11. Unterlauf-Austragsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Abzweigkanal (17) mindestens an einem Ende in eine Anströmvertiefung (19) mündet. 12. Unterlauf-Austragsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anströmvertie- fung (19) im Hauptkanal (H) ausgebildet ist. 13. Unterlauf-Austragsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anströmvertie- fung (19) länglich, vorzugsweise oval, insbesondere au- genförmig, in Strömungsrichtung des Hauptkanals (H) aus- gebildet ist. 14. Hydrozyklon zum Zentrifugalabscheiden von Feststoffen aus einer Suspension mit einer Trennkammer (2), einem in die Trennkammer (2) einmündenden Einlauf (3) zum Zufüh- ren einer Suspension in die Trennkammer (2), einem Ober- lauf (4) zum Austragen einer abgereicherten Suspensions- Fraktion und einem Unterlauf (5) mit einer Unterlauf-
25502 29 Öffnung (6) zum Austragen einer abgetrennten Schwerfrak- tion, aufweisend eine an die Unterlauf-Öffnung (6) ange- schlossene Unterlauf-Austragsvorrichtung (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 13. 15. Verfahren zum Zentrifugalabscheiden von Feststoffen aus einer Suspension mit einem Hydrozyklon nach Anspruch 14, wobei die Strömung des Verdünnungsfluid für ein Einströ- men von Suspension vom Ringraum in den Hauptkanal oder Einströmung von Verdünnungsfluid in den Ringraum gesteu- ert wird.
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