NO343536B1

NO343536B1 - Cyclone processor and method for starting and setting the cyclone processor

Info

Publication number: NO343536B1
Application number: NO20170913A
Authority: NO
Inventors: Ståle Amundsen
Original assignee: Standard Bio As
Priority date: 2017-06-02
Filing date: 2017-06-02
Publication date: 2019-04-01
Also published as: NO20170913A1; WO2018222047A1; WO2018222047A4

Description

Beskrivelse Description

Fagområde Subject area

Oppfinnelsen beskriver en videreutvikling av en syklon, nærmere bestemt en syklonprosessor. The invention describes a further development of a cyclone, more precisely a cyclone processor.

Bakgrunn Background

I prosessindustrien spesielt, men også i mange andre sammenhenger er det mange prosesser som involverer separasjon av ønskede materialer fra uønskede materialer. For å separere benyttes mange metoder: Korn sorteres fra klint ved hjelp av luftmotstand og tyngdekraft. Partikkelstørrelse kan sorteres ved hjelp av rister eller for eksempel slemming eller membraner hvis det er snakk om finere partikler. I sentrifuger benyttes sentrifugalkraften. Metoder som bruker faseoverganger er fordampning, kondensering, frysing og krystallisering. Derutover finnes det et utall kjemiske metoder. Syklonprosessoren er et alternativ til disse. In the process industry in particular, but also in many other contexts, there are many processes that involve the separation of desired materials from unwanted materials. To separate, many methods are used: Grain is sorted from the grain using air resistance and gravity. Particle size can be sorted using sieves or, for example, screening or membranes if finer particles are involved. Centrifuges use centrifugal force. Methods that use phase transitions are evaporation, condensation, freezing and crystallization. In addition, there are numerous chemical methods. The cyclone processor is an alternative to these.

Syklonprosessoren er også anvendelig til knusing av partikler og nærmeste kjente teknikk i så henseende er forskjellige typer ‘jet mill’. Noen jet mills har roterende knuseorganer og andre er basert på knusing ved kollisjon med andre partikler, men anvender ikke i en syklonisk formasjon av luften. Felles er at de bruker mye energi. The cyclone processor is also applicable to the crushing of particles and the nearest known technique in this respect are different types of 'jet mill'. Some jet mills have rotating crushing devices and others are based on crushing by collision with other particles, but do not use a cyclonic formation of the air. What they have in common is that they use a lot of energy.

Oppfinnelsen presenterer en syklon som kan anvende gravitasjon, sentrifugalkraft, faseovergang, kollisjonseffekter og fluidmotstand samtidig. I motsetning til kjente sykloner som anvendes til rensing av luft eller separasjon av partikler fra en fluidstrøm, kan syklonen ifølge oppfinnelsen anvendes til separasjon, knusing, blanding, homogenisering og/eller prosessering avhengig av innstillinger. Spesielt viser den seg effektiv på tørking, det vil si separasjon av vann fra tørrstoff. The invention presents a cyclone that can use gravity, centrifugal force, phase transition, collision effects and fluid resistance simultaneously. In contrast to known cyclones which are used for cleaning air or separating particles from a fluid flow, the cyclone according to the invention can be used for separation, crushing, mixing, homogenisation and/or processing depending on settings. In particular, it proves effective in drying, that is, separation of water from dry matter.

En syklon har navnet sitt fra værfenomenet syklon som også har navnet tornado, tyfon, skypumpe og twister avhengig av hvor man er i verden. Den kjennetegnes enkelt sagt med nedadgående heliksformet luftstrøm ytterst og heliksformet oppadgående luftstrøm innerst, lavt trykk og nesten stille i midten (stormens øye, hvis fenomenet har en tilstrekkelig størrelse). Inne i apparatet som kalles en syklon følger luften en liknende bane. Oppfinnelsens filosofi er å utnytte de kreftene som finnes i en syklon på en effektivere måte ved å benytte luftkniver og regulere en rekke parametere, noe som ikke har vært vanlig i kjent teknikk. A cyclone takes its name from the weather phenomenon cyclone, which also has the names tornado, typhoon, cloud pump and twister depending on where you are in the world. Simply put, it is characterized by a downward spiral-shaped air flow at the outside and a spiral-shaped upward air flow at the inside, low pressure and almost quiet in the middle (the eye of the storm, if the phenomenon is of sufficient size). Inside the apparatus called a cyclone, the air follows a similar path. The philosophy of the invention is to utilize the forces found in a cyclone in a more efficient way by using air knives and regulating a number of parameters, which has not been common in the prior art.

US Pat. nr. 2562753 beskriver en ‘anvil grinder’ eller pulveriseringsmølle med et ytre ringrom hvor luft pumpes inn og hvor luften deretter går gjennom åpninger i en retning nær en tangent av en sirkel rundt senteret til møllen og inn i et møllekammer. US Pat. No. 2562753 describes an 'anvil grinder' or pulverizing mill with an outer annulus where air is pumped in and where the air then passes through openings in a direction close to a tangent of a circle around the center of the mill and into a mill chamber.

US 2005098669 A1 beskriver et materialpulveriseringsapparat omfattende et ringformet øvre hus som definerer et øvre kammer inn i hvilket materiale som skal pulveriseres er innført fra oven, et konisk nedre hus som definerer et nedre kammer og støttet i tandem med det øvre huset og ett eller flere vinklede spor definert i sideveggen til det øvre huset gjennom hvilken trykkluft innføres forholdsvis perifert i det øvre kammer for å generere en sirkulær hvirvelstrøm av luft og materiale i det øvre huset for at pulverisering og tørking skal finne sted. Luftstrømmen blåses ut av et rør gjennom en øvre ende av det øvre huset, og det tørkede grunnmaterialet blåses ut gjennom en åpen nedre ende av det nedre huset. Det nedre huset er en nedadgående fortsettelse og forlengelse av det øvre huset slik at det ikke strekker seg oppover i eller forbi det øvre kammer derav. US 2005098669 A1 describes a material pulverizing apparatus comprising an annular upper housing defining an upper chamber into which material to be pulverized is introduced from above, a conical lower housing defining a lower chamber and supported in tandem with the upper housing and one or more angled grooves defined in the side wall of the upper housing through which compressed air is introduced relatively peripherally into the upper chamber to generate a circular vortex of air and material in the upper housing for pulverization and drying to take place. The air stream is blown out of a pipe through an upper end of the upper housing, and the dried base material is blown out through an open lower end of the lower housing. The lower housing is a downward continuation and extension of the upper housing so that it does not extend upwards into or past the upper chamber thereof.

US 2010065669 A1 beskriver en syklon som omfatter: et øvre sylindrisk parti som åpner seg inn i den bredere enden av et nedre frustokonisk parti, idet de langsgående akser av de øvre og nedre partier er på linje og i det vesentlige vertikale; et primærluftinnløp inn i syklonen anordnet slik at innløpsluften er hovedsakelig tangentiell til omkretsen av syklonen; et eksosutløp ved eller nær toppen av det sylindriske parti; en reguleringsventil forbundet med nevnte eksosutløp som er i stand til delvis eller fullstendig å stenge av utløpet; et sekundærluftinnløp assosiert med den smale enden av det frustokoniske partiet og utstyrt med en luftstrømstabiliserende innretning som er innrettet til å innta en luftstrøm hovedsakelig langs eller spiral rundt syklonens langsgående akse; midler for å fjerne bearbeidet produkt fra syklonen; midler for å flytte luftstrømstabiliseringsinnretningen inn i og ut av den smale enden av det frustokoniske partiet under produktbehandling og/eller mellom produktbehandlinger. US 2010065669 A1 describes a cyclone comprising: an upper cylindrical portion opening into the wider end of a lower frustoconical portion, the longitudinal axes of the upper and lower portions being aligned and substantially vertical; a primary air inlet into the cyclone arranged such that the inlet air is substantially tangential to the circumference of the cyclone; an exhaust outlet at or near the top of the cylindrical portion; a control valve connected to said exhaust outlet capable of partially or completely shutting off the outlet; a secondary air inlet associated with the narrow end of the frustoconical portion and provided with an air flow stabilizing device adapted to receive an air flow substantially along or spirally around the longitudinal axis of the cyclone; means for removing processed product from the cyclone; means for moving the airflow stabilization device into and out of the narrow end of the frustoconical portion during product processing and/or between product processing.

WO 2012102619 A2 beskriver en materialbehandlingsanordning omfattende et kammer som har et første kammerområde med en hovedsakelig sirkulær indre vegg og er forbundet med materialtilføringsmidler og et andre kammerområde som er fluidforbundet til og anordnet under det første kammerområdet og har en nedadgående frustokonisk form og en bunnåpning. En gassutblåsningskanal er anordnet konsentrisk med kammeraksen og strekker seg en distanse inn i kammeret. Anordningen omfatter flere dyser, hvor hver dyse har et innløp, en indre boring og en utgangsåpning i fluidkommunikasjon med det første kammerområdet og en pulsgenerator som er konfigurert for å overføre trykkpulser på en gass som strømmer gjennom dysen. Ved drift av enheten blir trykkpulser overført på den gassformige strømning som strømmer gjennom dysen og den resulterende pulserende gasstrømmen (E) utstøtes tangentielt inn i det første kammerområdet for å generere en roterende gruppe av vertekser i kammeret. Typisk er anordningen og fremgangsmåten anvendelig for f.eks. tørking, separering, pulverisering og partikkelbelegging. WO 2012102619 A2 describes a material processing device comprising a chamber having a first chamber region with a substantially circular inner wall and connected by material supply means and a second chamber region which is fluidly connected to and arranged below the first chamber region and has a downward frustoconical shape and a bottom opening. A gas exhaust duct is arranged concentrically with the chamber axis and extends some distance into the chamber. The device comprises multiple nozzles, each nozzle having an inlet, an inner bore and an outlet opening in fluid communication with the first chamber area and a pulse generator configured to transmit pressure pulses on a gas flowing through the nozzle. In operation of the unit, pressure pulses are imparted on the gaseous stream flowing through the nozzle and the resulting pulsating gas stream (E) is ejected tangentially into the first chamber region to generate a rotating array of vertices within the chamber. Typically, the device and method are applicable for e.g. drying, separation, pulverization and particle coating.

US 2010123032 A1 beskriver en luftknivmodulenhet og et utskiftbart sliteplateelement som er tilveiebrakt for en syklonisk pulveriserings- og dehydreringsmaskin. Luftkniven og sliteplaten kan dannes i en modulær konfigurasjon hvor sliteplaten kan monteres i en åpning dannet i sideveggen til det sylindriske kammeret til den sykloniske pulveriseringsmaskinen. Luftknivmodulen kan utformes separat fra sliteplaten og monteres i en åpning dannet i sliteplate-modulen. Sliteplatemodulen kan festes til sideveggen til det sylindriske kammeret med avtakbare festemidler mens luftknivmodulen kan festes med klemmeelementer montert på sliteplate-modulen. Sensorer i luftutløpet som oppdager farlig materiale over en forhåndsbestemt terskel, er i stand til å påvirke en denaturering av grunnmaterialutløpet for fjerning av disse fra den utløpende materialestrømmen. US 2010123032 A1 describes an air knife module assembly and a replaceable wear plate element provided for a cyclonic pulverizing and dehydrating machine. The air knife and wear plate can be formed in a modular configuration where the wear plate can be mounted in an opening formed in the side wall of the cylindrical chamber of the cyclonic pulverizer. The air knife module can be designed separately from the wear plate and mounted in an opening formed in the wear plate module. The wear plate module can be attached to the side wall of the cylindrical chamber with removable fasteners while the air knife module can be attached with clamping elements mounted on the wear plate module. Sensors in the air outlet that detect hazardous material above a predetermined threshold are able to effect a denaturation of the base material outlet to remove it from the exiting material stream.

I motsetning til vanlig sykloner har syklonen ifølge oppfinnelsen separat inngang av luft og materialet som skal prosesseres, og mulighet for å endre en rekke parametere som påvirker syklonen. En ytterligere fordel er at det ikke er noen bevegelige deler i syklonprosessoren. In contrast to ordinary cyclones, the cyclone according to the invention has a separate inlet of air and the material to be processed, and the possibility of changing a number of parameters that affect the cyclone. A further advantage is that there are no moving parts in the cyclone processor.

Sammendrag av oppfinnelsen Summary of the invention

Oppfinnelsen beskriver en syklonprosessor omfattende et syklonhode og en kjegle montert under syklonhodet, hvor syklonhodet omfatter en topplate med et utgangshull i midten; og en ring av innad rettede luftkniver omfattende et kompakt materiale med spalter, hvor ringen er montert under topplaten på en nær symmetrisk og ekvidistant måte i forhold til den vertikale midtlinjen til syklonen, hvor de fleste av luftknivene er vinklet i samme retning i forhold til en tangent til ringen av luftkniver, hvorved en syklonisk bevegelse av luften kan initieres. Videre omfatter syklonhodet en ytre vegg ekvidistant fra ringen av luftkniver; en ringformet bunnplateflens som i det minste dekker bunnen av et ytre ringrom dannet sammen med luftknivene, den ytre veggen og topplaten, hvor bunnplateflensen er festet til den ytre vegg, ringen av luftkniver og toppen av kjeglen; et indre rør (13) som strekker seg ned i kjeglen, opp gjennom utgangshullet i topplaten; og minst én materialmater i topplaten, lufttilførselen eller ringen av luftkniver. Kjeglen omfatter en toppflens festet til bunnplateflensen nær ringen av luftkniver, et kjegleformet hult legeme og et nedre hull med en mindre diameter enn det indre rørets diameter. The invention describes a cyclone processor comprising a cyclone head and a cone mounted below the cyclone head, the cyclone head comprising a top plate with an exit hole in the middle; and a ring of inwardly directed air knives comprising a compact slotted material, the ring being mounted below the top plate in a near symmetrical and equidistant manner relative to the vertical centerline of the cyclone, most of the air knives being angled in the same direction relative to a tangent to the ring of air knives, whereby a cyclonic movement of the air can be initiated. Furthermore, the cyclone head comprises an outer wall equidistant from the ring of air knives; an annular bottom plate flange covering at least the bottom of an outer annulus formed together with the air knives, the outer wall and the top plate, the bottom plate flange being attached to the outer wall, the ring of air knives and the top of the cone; an inner tube (13) extending down into the cone, up through the exit hole in the top plate; and at least one material feeder in the top plate, air supply or ring of air knives. The cone comprises a top flange attached to the bottom plate flange near the ring of air knives, a cone-shaped hollow body and a lower hole with a smaller diameter than the diameter of the inner tube.

Oppfinnelsen er kjennetegnet ved at høy lufthastighet og høy grad av turbulens ved lavt trykk dannes i syklonen ved at minst én lufttilførsel, som er tilkoplet en blåser, blåser luft inn i det ytre ringrom i en retning nær en tangent av ringen av luftkniver (6), en sugeenhet er montert til det indre rør, gjennomstrømningsarealet på utsiden av det indre røret (13) er omtrent like stort som gjennomstrømningsarealet i det indre røret. The invention is characterized by the fact that high air velocity and a high degree of turbulence at low pressure are formed in the cyclone by at least one air supply, which is connected to a blower, blowing air into the outer annulus in a direction close to a tangent of the ring of air knives (6) , a suction unit is fitted to the inner tube, the flow-through area on the outside of the inner tube (13) is approximately as large as the flow-through area in the inner tube.

I et annet perspektiv beskriver oppfinnelsen en fremgangsmåte for oppstart og innstilling av syklonprosessoren omfattende følgende trinn: å starte blåseren og sug uten mating og med det indre røret og verteksvenderen i øvre posisjon og nedre konus i nedre posisjon og å la blåser å sug gå inntil arbeidstemperatur stabiliseres. Videre omfatter fremgangsmåten å regulere blåser og sug slik at det blir et trykk i syklonprosessoren mellom 1 og 2 bar, mer foretrukket mellom 1,5 og 1,8 bar, å senke det indre røret nedover inntil en tilnærmet ønsket fraksjon kommer ut fra utløpsseparatoren, å innstille verteksvenderen nedover mot bunnhullet inntil en ønsket fraksjon kommer ut og å innstille nedre konus oppover for delvis å strupe lufttilførselen slik at flere mindre partikler kommer ut i bunn og trykket synker i syklonprosessoren. In another perspective, the invention describes a method for starting and adjusting the cyclone processor comprising the following steps: starting the blower and suction without feeding and with the inner tube and host inverter in the upper position and the lower cone in the lower position and letting the blower and suction run until working temperature stabilize. Furthermore, the method comprises regulating the blower and suction so that there is a pressure in the cyclone processor between 1 and 2 bar, more preferably between 1.5 and 1.8 bar, lowering the inner tube downwards until an approximately desired fraction emerges from the outlet separator, to set the host inverter downwards towards the bottom hole until a desired fraction comes out and to set the lower cone upwards to partially throttle the air supply so that more smaller particles come out at the bottom and the pressure drops in the cyclone processor.

Kort beskrivelse av figurene Brief description of the figures

For lettere å forstå oppfinnelsen og å vise eksempler på utførelser er det vedføyd figurer hvor trekk med samme nummer i forskjellige figurer representerer de samme trekkene. To make it easier to understand the invention and to show examples of embodiments, figures are attached where features with the same number in different figures represent the same features.

Figur 1a: Viser en syklon i sin helhet fra siden. Figure 1a: Shows a cyclone in its entirety from the side.

Figur 1b: Viser generell luftstrøm i en syklon. Figure 1b: Shows general airflow in a cyclone.

Figur 2: Viser et vertikalt snitt gjennom midten av en syklon. Figure 2: Shows a vertical section through the center of a cyclone.

Figur 3: Viser et vertikalt snitt gjennom midten av et syklonhode Figure 3: Shows a vertical section through the center of a cyclone head

Figur 4: Viser et vertikalt snitt gjennom midten av en utløpsseparator. Figure 4: Shows a vertical section through the center of an outlet separator.

Figur 5: Viser indre og ytre ring av luftkniver sett ovenfra. Figure 5: Shows the inner and outer ring of air knives seen from above.

Figur 6: Viser indre og ytre ring av luftkniver i perspektiv. Figure 6: Shows the inner and outer ring of air knives in perspective.

Figur 7a og b Viser to utforminger av reguleringsstykket i en luftspalte. Figure 7a and b shows two designs of the regulating piece in an air gap.

Detaljert beskrivelse Detailed description

I det følgende vil vi anta at syklonen står oppreist med syklonhodet øverst i en horisontal posisjon. Dette vil i de aller fleste tilfeller være en nødvendig forutsetning for at en syklon kan fungere bra, selv om den kan skråstilles noe. Videre kan det være nyttig å vite at syklonprosessoren i stor grad er utviklet gjennom eksperimentering og ikke i så stor grad gjennom teoretiske betraktinger og beregninger. Siden prosessen er veldig turbulent er gode beregninger vanskelig og nettopp derfor er gjerne eksperimentering den raskeste veien til suksess. Syklonprosessoren ifølge oppfinnelsen kan utføre opp til 5 prosesser hver for seg eller samtidig: separere, knuse, blande, homogenisere og indusere kjemiske prosesser. In the following, we will assume that the cyclone stands upright with the cyclone head at the top in a horizontal position. In the vast majority of cases, this will be a necessary prerequisite for a cyclone to work well, even if it can be tilted somewhat. Furthermore, it may be useful to know that the cyclone processor has been largely developed through experimentation and not so much through theoretical considerations and calculations. Since the process is very turbulent, good calculations are difficult and this is precisely why experimentation is often the fastest way to success. The cyclone processor according to the invention can perform up to 5 processes separately or simultaneously: separate, crush, mix, homogenize and induce chemical processes.

Syklonprosessoren omfatter to hoveddeler som vist i figur 1: et syklonhode 1 og en kjegle 2 montert under syklonhodet. Derutover må syklonprosessoren omfatte et matesystem for materialet som skal behandles og et lufttilførselssystem. Som oftest vil syklonprosessoren også ha en sugeenhet 22 påmontert et utgangshull 3 i toppen. The cyclone processor comprises two main parts as shown in Figure 1: a cyclone head 1 and a cone 2 mounted below the cyclone head. In addition, the cyclone processor must include a feed system for the material to be processed and an air supply system. Most often, the cyclone processor will also have a suction unit 22 fitted with an exit hole 3 at the top.

Syklonhodet omfatter en topp-plate 4 med et utgangshull 3 i midten. Under toppplaten 4 er det påmontert en ring 5 av innover rettede luftkniver 6 slik som vist i figur 2 og 3. Luftknivene er laget av et kompakt lufttett materiale med spalter 7 som luften strømmer gjennom. Ringen 5 av luftkniver 6 er posisjonert på en nær symmetrisk og ekvidistant måte i forhold til den vertikale midtlinjen til syklonen, hvor de fleste av luftknivene 6 er vinklet i samme retning, slik at en syklonisk bevegelse av luften kan startes og opprettholdes. Et eksempel på en syklonisk bevegelse er vist i figur 1b. The cyclone head comprises a top plate 4 with an exit hole 3 in the middle. Under the top plate 4, a ring 5 of inwardly directed air knives 6 is mounted as shown in figures 2 and 3. The air knives are made of a compact airtight material with slits 7 through which the air flows. The ring 5 of air knives 6 is positioned in a near symmetrical and equidistant manner in relation to the vertical center line of the cyclone, where most of the air knives 6 are angled in the same direction, so that a cyclonic movement of the air can be started and maintained. An example of a cyclonic movement is shown in Figure 1b.

Videre omfatter syklonhodet 1 en ytre vegg 8 ekvidistant fra ringen av luftkniver og en ringformet bunnplate 9 som i det minste dekker bunnen av et ytre ringrom 10 som dannes sammen med ringen 5 av luftkniver 6 og topplaten 4. Det ytre ringrommet 10 er lufttett bortsett fra luften som går gjennom luftknivene 6, og bunnplaten 9 er festet til den ytre vegg 8, ringen av luftkniver og en toppflens 11 til kjeglen. Furthermore, the cyclone head 1 comprises an outer wall 8 equidistant from the ring of air knives and an annular bottom plate 9 which at least covers the bottom of an outer annular space 10 which is formed together with the ring 5 of air knives 6 and the top plate 4. The outer annular space 10 is airtight apart from the air passing through the air knives 6, and the bottom plate 9 is attached to the outer wall 8, the ring of air knives and a top flange 11 to the cone.

For å forsyne luftknivene med luft er det tilveiebrakt minst én lufttilførsel 12 koplet til en blåser 23 som blåser luft inn i det ytre ringrom 10, fortrinnsvis i en retning nær en tangent av ringen 5 av luftkniver 6. In order to supply the air knives with air, at least one air supply 12 is provided connected to a blower 23 which blows air into the outer ring space 10, preferably in a direction close to a tangent of the ring 5 of air knives 6.

Videre omfatter syklonhodet 1 et indre rør 13 som strekker seg delvis ned i kjeglen 2, opp gjennom utgangshullet 3 i topp-platen 4, hvor røret 13 fortrinnsvis kan justeres opp og ned. Toppen av røret koples til en sugeenhet og alternativt et filter for å fjerne ytterligere partikler. Det virker en del krefter på det indre røret 13 og det må derfor forsynes med glidende tetningsmidler mellom topplaten 4 og røret 13 og justeringsmekanismen kan f.eks. være noen stenger med rullelagre og en tannstang eller skruestang tilkoplet en sveiv. Diameteren bør være slik at Furthermore, the cyclone head 1 comprises an inner tube 13 which extends partly down into the cone 2, up through the exit hole 3 in the top plate 4, where the tube 13 can preferably be adjusted up and down. The top of the tube is connected to a suction unit and, alternatively, a filter to remove further particles. Some forces act on the inner tube 13 and it must therefore be provided with sliding sealing means between the top plate 4 and the tube 13 and the adjustment mechanism can e.g. be some rods with roller bearings and a rack or screw rod connected to a crank. The diameter should be such that

gjennomstrømningsarealet av den nedadgående luft i kjeglen 2 på utsiden av det indre røret 13 er ca. like stort som gjennomstrømningsarealet i det indre røret. Det betyr at diameteren er ca. halvparten av diameteren til ringen med luftkniver, fordi det indre røret 13 gjerne posisjoneres et stykke ned i kjeglen 2 hvor diameteren til kjeglen er mindre. the flow area of the downward air in the cone 2 on the outside of the inner tube 13 is approx. as large as the flow area in the inner tube. This means that the diameter is approx. half the diameter of the ring with air knives, because the inner tube 13 is preferably positioned a little way down in the cone 2 where the diameter of the cone is smaller.

Kjeglen 2 omfatter en øvre flens 11, et kjegleformet hult legeme 39 og et nedre hull 15 i apeks av kjeglen. The cone 2 comprises an upper flange 11, a cone-shaped hollow body 39 and a lower hole 15 in the apex of the cone.

Mating av materialet som skal behandles foregår gjennom én eller flere av: topplaten 4, ringen 5 av kniver og lufttilførselen 12. Typisk vil det være hensiktsmessig å sende gasser gjennom lufttilførselen og vannholdige råmaterialer gjennom en materialmater i topplaten 4. Èn eller flere materialmater(e) kan være posisjonert i topplaten på én eller flere posisjoner like innenfor ringen 5 av luftkniver 6. Fortrinnsvis er det plassert en spoilerplate 38 i topp-platen like oppstrøms for en mateåpningen 14 slik at det oppstår et sug ved mateåpningen 14, slik som vist på figur 3. Alternativt kan en luftkniv være rettet direkte mot en spoilerplate montert på undersiden av topplaten mellom luftkniven 6 og mateåpningen. Feeding of the material to be processed takes place through one or more of: the top plate 4, the ring 5 of knives and the air supply 12. Typically, it will be appropriate to send gases through the air supply and aqueous raw materials through a material feeder in the top plate 4. One or more material feeder(s) ) can be positioned in the top plate at one or more positions just inside the ring 5 of air knives 6. Preferably, a spoiler plate 38 is placed in the top plate just upstream of a feed opening 14 so that a suction occurs at the feed opening 14, as shown in figure 3. Alternatively, an air knife can be aimed directly at a spoiler plate mounted on the underside of the top plate between the air knife 6 and the feed opening.

Til det ytre ringrom 10 er det tilkoplet minst én lufttilførsel hvor minst én blåser 23 blåser luft inn i det ytre ringrom, fortrinnsvis i en retning nær parallelt med en tangent til ringen 5 av luftkniver 6. Det er valgt en stor diameter på lufttilførselen fordi man da får luft med høy hastighet og relativt lavt trykk inn i det ytre ringrom, noe som er mer energieffektivt. At least one air supply is connected to the outer annular space 10, where at least one blower 23 blows air into the outer annular space, preferably in a direction close to parallel to a tangent to the ring 5 of air knives 6. A large diameter of the air supply has been chosen because then air at high speed and relatively low pressure enters the outer annulus, which is more energy efficient.

Kjeglen 2 omfatter en toppflens 11 festet til bunnplateflensen 9 nær ringen 5 med luftkniver 6, og et nedre hull 15 i apeks av kjeglen 2 med en diameter som er mindre enn diameteren på det indre røret 13. I én utførelse har kjeglen en øvre 16 og nedre 17 seksjon hvor den øvre seksjon 16 har en større apeksvinkel en den nedre seksjonen 17. Effekten av dette er at materialet som skal behandles oppholder seg litt lengre i den nedre del av kjeglen og kan dermed gi en bedre separasjon. The cone 2 comprises a top flange 11 attached to the bottom plate flange 9 near the ring 5 with air knives 6, and a lower hole 15 in the apex of the cone 2 with a diameter smaller than the diameter of the inner tube 13. In one embodiment, the cone has an upper 16 and lower 17 section where the upper section 16 has a greater apex angle than the lower section 17. The effect of this is that the material to be processed stays a little longer in the lower part of the cone and can thus provide a better separation.

I en utførelse rager bunnplateflensen 9 forbi toppflensen 11 til kjeglen slik at det dannes en kant (ikke vist) som materialet må over for komme videre nedover i kjeglen. Det medfører at materialet oppholder seg lengre i prosesseringsrommet 24 i nærheten av luftknivene og vil dermed i større grad knuses. In one embodiment, the bottom plate flange 9 projects past the top flange 11 of the cone so that an edge (not shown) is formed over which the material must pass to continue down the cone. This means that the material stays longer in the processing room 24 in the vicinity of the air knives and will thus be crushed to a greater extent.

Utløpsseparator med verteksvender Outlet separator with host diverter

Ved separasjon av partikler fra en luftstrøm kan det være en fordel å ha en utløpsseparator 18 ved det nedre hullet 15 i kjeglen, som vist i figur 4. En utløpsseparator 18 omfatter en utløpssylinder 19 som er montert på det nedre hullet 15 og har tilsvarende diameter, en øvre konisk verteksvender 20, med en diameter som er mindre enn det nedre hullet og en nedre konus 21 med apeks pekende oppover. Videre har den nedre konus en diameter som er større enn diameteren til utløpssylinderen, en apeksvinkel på omtrent 90 grader og bunnen av konusen må være under bunnen av utløpssylinderen 19. For at dette oppsettet skal virke må det være montert en sugeenhet 22 for å suge fra toppen av det indre rør 13. When separating particles from an air stream, it can be an advantage to have an outlet separator 18 at the lower hole 15 in the cone, as shown in figure 4. An outlet separator 18 comprises an outlet cylinder 19 which is mounted on the lower hole 15 and has a corresponding diameter , an upper conical host deflector 20, with a diameter smaller than the lower hole and a lower cone 21 with its apex pointing upwards. Furthermore, the lower cone has a diameter greater than the diameter of the outlet cylinder, an apex angle of approximately 90 degrees and the bottom of the cone must be below the bottom of the outlet cylinder 19. For this setup to work, a suction unit 22 must be fitted to suck from the top of the inner tube 13.

Verteksvenderen 20 bestemmer som navnet antyder hvor verteksen, eller syklonen, snur. Jo høyere opp verteksvenderen er jo mer partikler tas ut i bunn. Den nedre konus 21 bestemmer hvor mye luft som kommer inn i bunnen. Jo mere luft som kommer inn, det vil si jo lenger ned konusen 21 står, jo færre partikler kommer ut. De minste partiklene er de første som blir med luftstrømmen oppover. For å få ut flere partikler i bunn, spesielt små partikler, kan det være formålstjenlig å ha et nedre senterrør 32 gjennom midten av verteksvenderen 20 og den nedre konus 21 for å minske luftstrømmen mellom veggen til utløpssylinderen 19 og verteksvenderen 20, slik at færre partikler blir revet med oppover. Senterrøret kan med fordel stikke et stykke oppover mot det indre røret. The vertex turner 20 determines, as the name suggests, where the vertex, or cyclone, turns. The higher up the host inverter is, the more particles are taken out at the bottom. The lower cone 21 determines how much air enters the bottom. The more air that comes in, that is, the further down the cone 21 is, the fewer particles come out. The smallest particles are the first to go with the air flow upwards. In order to get more particles out at the bottom, especially small particles, it may be expedient to have a lower center tube 32 through the middle of the host diverter 20 and the lower cone 21 to reduce the air flow between the wall of the outlet cylinder 19 and the host diverter 20, so that fewer particles is swept upwards. The center tube can advantageously stick a bit upwards towards the inner tube.

Når materialet som skal separeres beveger seg nedover kjeglen 2 vil tunge partikler samles ytterst og mindre partikler og damp/gass innerst. Når det indre rør 13 senkes nedover i kjeglen vil det først motta forholdsvis ubehandlet materiale og jo lenger ned røret senkes jo lenger har syklonprosessen virket og jo nærmere kommer det nedre hullet 15 til det indre røret hvor partiklene samler seg ytterst mot veggen til kjeglen. Hvis det indre røret kommer for langt ned vil syklonen strupes og separasjonsprosessen reduseres. When the material to be separated moves down the cone 2, heavy particles will collect on the outside and smaller particles and steam/gas on the inside. When the inner tube 13 is lowered down into the cone, it will first receive relatively untreated material and the further down the tube is lowered the longer the cyclone process has worked and the closer the lower hole 15 gets to the inner tube where the particles collect at the outermost against the wall of the cone. If the inner tube gets too far down, the cyclone will choke and the separation process will be reduced.

Større partikler har en tendens til å samles mot topplaten 4 et stykke fra luftknivene på grunn av turbulens. For å motvirke dette kan det anbringes formasjoner (ikke vist) på undersiden av topplaten 4 mellom den ytre ring 5 av luftkniver 6 og det indre rør 13, eller mellom den ytre ring 5 av luftkniver 6 og den indre ring 25 av luftkniver 26 hvis den eksisterer. Da vil en forholdsvis homogen masse komme ut av prosesseringsrommet. Larger particles tend to collect towards the top plate 4 some distance from the air knives due to turbulence. To counteract this, formations (not shown) can be placed on the underside of the top plate 4 between the outer ring 5 of air knives 6 and the inner tube 13, or between the outer ring 5 of air knives 6 and the inner ring 25 of air knives 26 if the exists. A relatively homogeneous mass will then come out of the processing room.

For å regulere tiden materialet som skal behandles er i syklonen, er det mulig å sette inn sylindriske eller kjegleformede seksjoner i kjeglen 2 for å gjøre den lengre. Videre er det mulig å sette inn et ekstra, mindre syklonhode med én ring av luftkniver som er montert på kjeglen i en avstand fra toppen av kjeglen. Denne kan brukes for å gi ekstra fart på syklonen eller for å gi ekstra kollisjoner og senke lufthastigheten i syklonen. In order to regulate the time the material to be treated is in the cyclone, it is possible to insert cylindrical or cone-shaped sections in the cone 2 to make it longer. Furthermore, it is possible to insert an additional, smaller cyclone head with one ring of air knives mounted on the cone at a distance from the top of the cone. This can be used to give extra speed to the cyclone or to give extra collisions and lower the air speed in the cyclone.

Luftknivene The air knives

I sin enkleste form er det én ring 5 av innover rettede luftkniver 6 som beskrevet ovenfor. I én utførelse er det montert en ekstra indre ring 25 av utover rettede luftkniver 26 til topplaten 4, slik som vist i figur 5 og 6. Den ekstra indre ringen 25 av luftkniver 26 er ekvidistant fra den eksisterende (ytre) ringen 5 av luftkniver 6. Det ringformede rommet mellom de to ringer 5, 25 med luftkniver danner dermed et prosesseringsrom 24. De fleste av luftknivene 26 på den indre ring 25 bør være vinklet i samme retning som luftknivene 6 i den ytre ringen 5, for således å opprettholde den sykloniske bevegelsen. Videre må det tilveiebringes en nedre ringformet plate 27 og en vertikal indre sylindrisk plate 28 som danner et indre ringrom 29 sammen med topplaten 4 og den indre ring 25 av luftkniver 26. Det indre ringrommet 29 er lufttett bortsett fra luft som slipper ut gjennom luftknivene og minst én lufttilførsel som er koplet til en blåser 23 som blåser luft inn i det indre ringrom 23. In its simplest form, there is one ring 5 of inwardly directed air knives 6 as described above. In one embodiment, an additional inner ring 25 of outwardly directed air knives 26 is mounted to the top plate 4, as shown in Figures 5 and 6. The additional inner ring 25 of air knives 26 is equidistant from the existing (outer) ring 5 of air knives 6 The annular space between the two rings 5, 25 with air knives thus forms a processing space 24. Most of the air knives 26 on the inner ring 25 should be angled in the same direction as the air knives 6 in the outer ring 5, so as to maintain the cyclonic the movement. Furthermore, a lower annular plate 27 and a vertical inner cylindrical plate 28 must be provided which form an inner annular space 29 together with the top plate 4 and the inner ring 25 of air knives 26. The inner annular space 29 is airtight except for air escaping through the air knives and at least one air supply which is connected to a blower 23 which blows air into the inner annular space 23.

Luftknivene er et sentralt element i oppfinnelsen. Figur 5 og 6 viser to varianter av ringer 5 av luftkniver 6. De kan konfigureres på mange måter for å oppnå forskjellige effekter. For at luften skal bevege seg syklonisk må de imidlertid være tilnærmet konfigurert i en ring og de fleste må ha en tilnærmet felles retning i horisontalplanet som ikke er for langt unna parallell med en tangent til ringen av luftkniver. The air knives are a central element of the invention. Figures 5 and 6 show two variants of rings 5 of air knives 6. They can be configured in many ways to achieve different effects. For the air to move cyclonically, however, they must be approximately configured in a ring and most must have an approximately common direction in the horizontal plane that is not too far from parallel to a tangent to the ring of air knives.

En luftkniv 6, 26 har følgende parametere: åpningslengde, åpningsbredde, spaltelengde (gjennom ringen av luftkniver), vinkel relativt til en tangent til ringen av kniver, vinkel relativt til vertikalt, lufthastighet, lufttrykk og lufttemperatur. Derutover kan man regulere antall luftkniver i ringen, antall ringer av kniver og konfigurasjonen av disse samt den kjemiske sammensetningen av luften. Alle disse parameterne kan varieres og vil ha en innvirkning på resultatet. An air knife 6, 26 has the following parameters: opening length, opening width, slot length (through the ring of air knives), angle relative to a tangent to the ring of knives, angle relative to vertical, air velocity, air pressure and air temperature. In addition, the number of air knives in the ring, the number of rings of knives and their configuration as well as the chemical composition of the air can be regulated. All these parameters can be varied and will have an impact on the result.

I applikasjoner hvor separasjon ved sentrifugalkraft er ønsket kan alle knivene være rettet samme vei for å gi økt laminær lufthastighet og økt sentrifugalkraft. Lengre samlet åpningslengde, lengre luftspalte, nærheten av spaltens vinkel til ringens tangent og høyere trykk og hastighet på luft fra blåseren, gir høyere lufthastighet i syklonen. Ytterligere høyere hastighet oppnås hvis spalteåpningen er forsynt med en Coanda flate slik at luften tilføres prosesseringsrommet parallelt med tangenten til prosesseringsrommet. En Coandaflate kan også settes på motsatt side av ringen av luftkniver like oppstrøms for spalteåpningene i ringrommene 10, 29 for å lede luft inn i spalten på en mer effektiv måte. In applications where separation by centrifugal force is desired, all the blades can be directed in the same direction to provide increased laminar air velocity and increased centrifugal force. Longer overall opening length, longer air gap, the closeness of the angle of the gap to the tangent of the ring and higher pressure and speed of air from the blower, give higher air speed in the cyclone. Further higher speed is achieved if the slot opening is provided with a Coanda surface so that the air is supplied to the processing space parallel to the tangent to the processing space. A Coandaflate can also be placed on the opposite side of the ring of air knives just upstream of the slot openings in the annular spaces 10, 29 to guide air into the slot in a more efficient manner.

Spaltene 7 til luftknivene har en vinkel i forhold til ringens tangent på mellom 5 og 30 grader, mer foretrukket mellom 10 og 20 grader. Med fordel kan Coandaflater påmonteres ringen av luftkniver hvor den spisse enden ligger inn mot spalten på den siden hvor det er en slak vinkel mellom spalten og siden av ringen 5, 25 og hvor Coandaflatene er påmontert på begge sider av ringen av luftkniver. Coanda effekten som oppnås ved en Coandaflate er at luften til en viss grad følger en buet flate slik at retningen endres uten å danne turbulens. Fig 7 a viser en avslutning av et reguleringsstykke 31 (som forklares nedenfor) i spalten med spiss vinkel som gir mye turbulens og fig. 7b viser en avrundet avslutning som forårsaker at luften bøyes av i en retning mer parallelt med prosesseringsrommets retning. De tykke pilene viser luftens retning. The slits 7 of the air knives have an angle in relation to the tangent of the ring of between 5 and 30 degrees, more preferably between 10 and 20 degrees. Advantageously, Coanda flats can be attached to the ring of air knives where the pointed end lies against the slot on the side where there is a slight angle between the slot and the side of the ring 5, 25 and where the Coanda flats are fitted on both sides of the ring of air knives. The Coanda effect achieved with a Coandaflat is that the air follows a curved surface to a certain extent so that the direction changes without creating turbulence. Fig 7 a shows an end of a regulation piece 31 (which is explained below) in the gap with an acute angle which produces a lot of turbulence and fig. 7b shows a rounded termination which causes the air to be deflected in a direction more parallel to the direction of the processing space. The thick arrows show the direction of the air.

I applikasjoner hvor turbulens og partikkelkollisjoner er ønskelig kan noen luftkniver være rettet i andre retninger for å fremme dette. Alternativt kan det anbringes formasjoner i prosesseringsrommet som gir mye av den samme effekten. Generelt kan enhver formasjon med dimensjoner som passer i prosesseringsrommet monteres. In applications where turbulence and particle collisions are desirable, some air knives may be directed in other directions to promote this. Alternatively, formations can be placed in the processing room which give much of the same effect. In general, any formation with dimensions that fit in the processing space can be mounted.

Effekten av formasjonene vil være én eller flere av: endring i turbulens, retningsendring av luftstrøm, trykkendringer og kollisjonsfrekvens. Spesielt kan det være ønskelig å montere luftkniver og etterfølgende buede flater ovenfor hverandre slik at det oppstår Venturi effekter i prosesseringsrommet 24. The effect of the formations will be one or more of: change in turbulence, change in direction of air flow, pressure changes and collision frequency. In particular, it may be desirable to mount air knives and subsequent curved surfaces above each other so that Venturi effects occur in the processing room 24.

I en utførelse er luftknivene 6, 26 utstyrt med en pulsmekanisme slik at én eller flere av luftknivene avgir luft med en gitt frekvens. In one embodiment, the air knives 6, 26 are equipped with a pulse mechanism so that one or more of the air knives emit air at a given frequency.

I én utførelse er luftknivene laget av seksjoner 30 som skrus på topplaten 4 og således danner spalter 7 dem i mellom. Spaltene 7 bør ha en viss lengde for at lufthastigheten skal øke tilstrekkelig i spalten. Lengden bestemmes av vinkelen til spalten i forhold til en tangent til ringen av luftkniver og ringmaterialets tykkelse i radiell retning. Med fordel kan luftkniven være utstyrt med et reguleringsstykke 31 som regulerer åpningsbredden og/eller bredden av spalten i hele sin lengde. Åpningen bør være mellom 0,5 og 5 mm, fortrinnsvis mellom 1 og 3 mm. Reguleringsstykket kan ha en form i den enden som går inn i prosesseringsrommet som en Coandaflate eller en spiss vinkel avhengig om det er ønskelig med turbulens eller hastighet på syklonen. Med seks vertikale spalter 7 med spaltelengde gjennom ringen av luftkniver på 5 til 15 cm vil en god balanse mellom luftmengde inn i syklonen og lufthastighet oppnås. In one embodiment, the air knives are made of sections 30 which are screwed onto the top plate 4 and thus form slots 7 between them. The slits 7 should have a certain length in order for the air velocity to increase sufficiently in the slit. The length is determined by the angle of the slit relative to a tangent to the ring of air knives and the thickness of the ring material in the radial direction. Advantageously, the air knife can be equipped with a regulating piece 31 which regulates the opening width and/or the width of the slot throughout its length. The opening should be between 0.5 and 5 mm, preferably between 1 and 3 mm. The regulating piece can have a shape at the end that goes into the processing room such as a Coandaflate or an acute angle depending on whether turbulence or speed on the cyclone is desired. With six vertical slits 7 with a slit length through the ring of air knives of 5 to 15 cm, a good balance between air volume into the cyclone and air speed will be achieved.

Vanligvis vil en luftkniv være lineær og vertikalt posisjonert, men kan også ha andre former og vinkler, for eksempel skrånende luftkniver. Typically, an air knife will be linear and vertically positioned, but can also have other shapes and angles, such as sloping air knives.

Det er en del fordeler med kombinasjonen luftkniver, separat mating av materialet som skal behandles og lavt trykk i syklonen. For det første blir matingen lettere fordi det er bedre kontroll på materialet i den forstand at det er mulig å beslutte hvorvidt materialet trenger en forbehandling før det mates inn. Videre er det en fordel at det mates ovenfra og at det er et relativt lavt trykk i prosesseringsrommet 24; det gir færre komplikasjoner, spesielt når en luftkniv umiddelbart knuser materialet med en gang det kommer inn i prosesseringsrommet. For det andre gir luftknivene store hastighetsgradienter og besørger raskt at materialet som skal behandles finfordeles i lufta i sine minste faste stabile partikler. For det tredje er det mulig å introdusere høyhastighets kollisjoner mellom partikler ved f. eks å rette én eller flere luftkniver i andre retninger. There are a number of advantages with the combination of air knives, separate feeding of the material to be processed and low pressure in the cyclone. Firstly, feeding becomes easier because there is better control over the material in the sense that it is possible to decide whether the material needs pre-treatment before it is fed in. Furthermore, it is an advantage that it is fed from above and that there is a relatively low pressure in the processing room 24; it provides fewer complications, especially when an air knife immediately crushes the material as soon as it enters the processing room. Secondly, the air knives provide large velocity gradients and quickly ensure that the material to be processed is finely divided in the air into its smallest solid stable particles. Thirdly, it is possible to introduce high-speed collisions between particles by, for example, directing one or more air knives in other directions.

Et problem med luftkniver er at slitasjen på syklonen blir veldig høy i nærheten av knivene. Påkjenningen kan sammenliknes med sandblåsing. Derfor bør prosesseringsrommet være belagt med et slitesterkt belegg. Det slitesterke belegget kan for eksempel være silisiumkarbid eller et keramisk materiale i nærheten av luftknivene og et billigere, men fremdeles slitesterkt materiale i resten av syklonen. Videre er det verdt å merke seg at i stedet for å hindre slitasje ved hjelp av et materiale som er hardere enn materialet som skal behandles er det mulig å bruke et fleksibelt materiale slik som gummi ved behandling av de hardeste materialene. A problem with air knives is that the wear on the cyclone becomes very high near the blades. The stress can be compared to sandblasting. Therefore, the processing room should be coated with a durable coating. The wear-resistant coating can for example be silicon carbide or a ceramic material near the air knives and a cheaper but still wear-resistant material in the rest of the cyclone. Furthermore, it is worth noting that instead of preventing wear using a material that is harder than the material to be treated, it is possible to use a flexible material such as rubber when treating the hardest materials.

I en utførelse anvendes forhøyet temperatur sammen med kollisjoner. For eksempel kan avføring eller kloakk og sand mates inn i syklonen ved 200 ̊ C eller en forhøyet temperatur. Da ville ingrediensene blandes godt og pulveriseres samtidig som det tørkes og steriliseres. In one embodiment, elevated temperature is used together with collisions. For example, faeces or sewage and sand can be fed into the cyclone at 200 ̊ C or an elevated temperature. Then the ingredients would be mixed well and pulverized at the same time as it is dried and sterilized.

I noen anvendelser vil det være ønskelig med en verteksblokker 34 i det indre røret 13, spesielt ved tørking. Sugeeffekten vil da avta og en større andel vil komme ut i bunn. Verteksblokkeren 34 kan være utformet som to plater vinkelrett på hverandre som strekker seg over en del av lengden av det indre røret. In some applications, it will be desirable to have a vertex blocker 34 in the inner tube 13, especially when drying. The suction effect will then decrease and a larger proportion will come out at the bottom. The vertex blocker 34 may be designed as two plates perpendicular to each other which extend over part of the length of the inner tube.

Syklonprosessoren kan innstilles veldig forskjellig avhengig av hvilke materialer som skal prosesseres, men felles for alle prosesser er at det kommer noe ut i toppen av det indre røret og noe ut av det nedre hullet 15. fortrinnsvis kommer lette og mindre partikler og gass ut gjennom det indre røret 13, og tyngre partikler kommer ut gjennom det nedre hullet 15. The cyclone processor can be set very differently depending on the materials to be processed, but common to all processes is that something comes out at the top of the inner tube and something out of the lower hole 15. preferably light and smaller particles and gas come out through it the inner tube 13, and heavier particles come out through the lower hole 15.

Ved oppstart av syklonprosessoren bør den gå en halv time før mating starter slik at temperaturene i luft og gods har stabilisert seg. Trykket i prosesseringskammeret bør ikke være høyere enn 2 bar slik at det ikke blir problemer med mating, som i mange tilfeller ikke er mulig å gjennomføre ved for høyt trykk i prosesseringsrommet 24. Det betyr at suget ikke bør være mindre enn ca.10 % av lufttilførselen. Det enkleste er å starte med det indre røret 13 og verteksvenderen 20 i øvre posisjon og nedre konus 21 i nedre posisjon når mating starter. Først kommer nesten bare gasser og små partikler ut i toppen av det indre røret. Så senkes det indre røret nedover inntil en tilnærmet ønsket fraksjon kommer ut fra utløpsseparatoren 18. Så innstilles verteksvenderen nedover mot det nedre hullet 15 inntil en ønsket fraksjon kommer ut. Den nedre konus kan så innstilles for delvis å strupe lufttilførselen slik at flere mindre partikler kommer ut i bunn fordi luftstrømmen forbi verteksvenderen reduseres og færre partikler rives med oppover. Dette regulerer også trykket i syklonen, noe som er meget viktig for matingen. Mindre partikler og gasser vil da typisk gå ut gjennom det indre røret 13 og større partikler vil komme ut i det nedre hullet 15. Justering av sugekraften på det indre røret vil ha en liknende effekt som å justere den nedre konus. Disse justeringene har stor innvirkning på effektiviteten (det vil si hvor mye som kan kjøres gjennom pr. tidsenhet) til syklonprosessoren, hvis trykket blir for høyt går matingen i stå og blir trykket for lavt suges det meste rett gjennom til utløpet i toppen av det indre røret. Et typisk ønskelig trykk i syklonen vil være 1,3 til 1,6 bar. When starting up the cyclone processor, it should run half an hour before feeding starts so that the temperatures in the air and goods have stabilised. The pressure in the processing chamber should not be higher than 2 bar so that there are no problems with feeding, which in many cases is not possible due to excessive pressure in the processing room 24. This means that the suction should not be less than about 10% of the air supply. The simplest is to start with the inner tube 13 and the host inverter 20 in the upper position and the lower cone 21 in the lower position when feeding starts. At first, almost only gases and small particles come out at the top of the inner tube. Then the inner tube is lowered downwards until an approximately desired fraction emerges from the outlet separator 18. Then the host inverter is adjusted downwards towards the lower hole 15 until a desired fraction emerges. The lower cone can then be set to partially throttle the air supply so that more smaller particles come out at the bottom because the air flow past the host inverter is reduced and fewer particles are swept upwards. This also regulates the pressure in the cyclone, which is very important for the feeding. Smaller particles and gases will then typically go out through the inner tube 13 and larger particles will come out in the lower hole 15. Adjusting the suction force on the inner tube will have a similar effect to adjusting the lower cone. These adjustments have a big impact on the efficiency (that is, how much can be run through per unit of time) of the cyclone processor, if the pressure becomes too high the feeding stops and if the pressure is too low, most of it is sucked straight through to the outlet at the top of the interior the pipe. A typical desirable pressure in the cyclone will be 1.3 to 1.6 bar.

I en utførelse er det plassert en ytterligere sugeenhet som suger i mellomrommet mellom den nedre konus 21 og det nedre hullet 15. In one embodiment, a further suction unit is placed which sucks in the space between the lower cone 21 and the lower hole 15.

Tegningsoversikt Drawing overview

1 Syklonhode 1 Cyclone head

2 Kjegle 2 Cone

3 Utgangshull 3 Exit hole

4 Topplate 4 Top plate

5 Ytre ring av luftkniver 5 Outer ring of air knives

6 Luftkniv i ytre ring 6 Air knife in outer ring

7 Spalte 7 Column

8 Ytre vegg 8 Outer wall

9 Bunnplateflens 9 Bottom plate flange

10 Ytre ringrom 10 Outer annulus

11Toppflens til kjegle 11Top flange for cone

12 Lufttilførsel 12 Air supply

13 Indre rør 13 Inner tube

14 Mateåpning/Materialmater 15 Nedre hull 14 Feed opening/Material feeder 15 Lower hole

16 Øvre seksjon 16 Upper section

17 Nedre seksjon 17 Lower section

18 Utløpsseparator 18 Outlet separator

19 Utløpssylinder 19 Outlet cylinder

20 Verteksvender 20 Host switch

21 Nedre konus 21 Lower cone

22 Sugeenhet 22 Suction unit

23 Blåser 23 Blowing

24 Prosesseringsrom 24 Processing room

25 Indre ringrom 25 Inner annulus

26 Indre luftkniver 26 Internal air knives

27 Ringformet bunnplate 27 Ring-shaped bottom plate

28 Vertikal indre sylindrisk plate 29 Indre ringrom 28 Vertical inner cylindrical plate 29 Inner annulus

30 Luftknivseksjon 30 Air knife section

31 Reguleringsstykke 31 Adjustment piece

32 Nedre senterrør 32 Lower center tube

34 Verteksblokker 34 Vertex blocks

35 Ytre gjengestenger 35 External threaded rods

36 Sentergjengestang 36 Center threaded rod

37 Former/Coandaflater 37 Shapes/Coanda surfaces

38 Matespoiler 38 Food spoiler

39 Kjegleformet seksjon 39 Cone-shaped section

Claims

Patent claims

1. Cyclone processor comprising a cyclone head (1) and a cone (2) mounted below the cyclone head, where the cyclone head (1) comprises:

a top plate (3) with an exit hole (4) in the middle,

a ring (5) of inwardly directed air knives (6) comprising a compact material with slits (7), the ring being mounted below the top plate (3) in a near symmetrical and equidistant manner in relation to the vertical center line of the cyclone, where most of the air knives are angled in the same direction relative to a tangent to the ring (5) of air knives (6), whereby a cyclonic movement of the air can be initiated, an outer wall (8) equidistant from the ring of air knives (6),

an annular bottom plate flange (9) covering at least the bottom of an outer annular space (10) formed together with the air knives, the outer wall and the top plate, where the bottom plate flange (9) is attached to the outer wall, the ring of air knives (6) and the top of the cone (2),

an inner tube (13) which extends down into the cone, up through the exit hole in the top plate, and

at least one material feeder (14) in the top plate, the air supply or the ring of air knives (6), and

the cone includes

a top flange (11) attached to the bottom plate flange (9) near the ring (5) of air knives (6), a cone-shaped hollow body (39) and

a lower hole (15) with a smaller diameter than the diameter of the inner tube (13),

characterized by high air speed and a high degree of turbulence at low pressure being formed in the cyclone by:

• at least one air supply (12), which is connected to a blower (23), blows air into the outer annular space (10) in a direction close to a tangent of the ring (5) of air knives (6), • a suction unit is mounted to the inner tube,

• the flow-through area on the outside of the inner tube (13) is roughly the same size as the flow-through area in the inner tube.

2. Cyclone processor according to claim 1, characterized in that the cyclone head (1) also comprises:

an additional inner ring (25) of outwardly directed air knives (26) mounted equidistant from the existing (outer) ring (5) of air knives (6), where the annular space between the two sets of air knives (6) forms a processing space (24) ) and where most of the air knives on the inner ring (25) are angled in the same direction as the air knives in the outer ring (5), thus maintaining the cyclonic motion,

a lower annular plate (27) and an inner cylindrical plate (28) forming an inner annular space (29) together with the top plate (4) and the inner ring (25) of air knives (26), where the inner annular space 29) is airtight except for the air exiting through the air knives and

at least one air inlet which is connected to a blower (23) which blows air into the inner annulus (29),

3. Cyclone processor according to claim 1, characterized in that an outlet separator (18) is provided below the lower hole (15) and comprises:

an outlet cylinder (19) mounted on the bottom hole and of corresponding diameter, a conical host diverter (20), with a diameter smaller than the bottom hole (15), and

a lower cone (21) with the apex pointing upwards, a diameter equal to or greater than the diameter of the outlet cylinder (19), an apex angle of about 90 degrees and the bottom of the cone (21) being below the bottom of the outlet cylinder (19).

4. Cyclone processor according to claim 3, characterized in that the lower cone (21) is attached in an adjustable manner to the outlet cylinder (19) with at least two outer threaded rods (35) and where the circular host diverter (20) is attached to a central threaded rod (36) ) which is adjustable attached to the lower cone (21).

5. Cyclone processor according to claim 4, characterized in that a lower center pipe (32) is mounted through the middle of the host inverter (20) and the lower cone (21) to reduce the air flow between the wall of the outlet cylinder (19) and the host inverter (20).

6. Cyclone processor according to claim 1, characterized in that formations are placed on the underside of the top plate (4) between the outer ring (5) of air knives (6) and the inner pipe (13), or between the outer ring (5) of air knives (6) and the inner ring (25) of air knives (26) if it exists.

7. Cyclone processor according to claim 1, characterized in that the air knives are produced from a plurality of separate knife sections (30) which together form a circle containing slits (7).

8. Cyclone processor according to claim 1, characterized in that the slots (7) have an angle in relation to the tangent of the ring (5, 25) between 5 and 30 degrees, more preferably between 10 and 20 degrees.

9. Cyclone processor according to claim 1, characterized in that different shapes (37) are mounted on the knife sections to influence the air flow.

10. Cyclone processor according to claim 1, characterized in that the molds (37) which are mounted on the knife sections (30) on the side facing the processing room are Coandaflater (37) which lies against the slot downstream of this.

11. Cyclone processor according to claim 1, characterized in that the Coandaflater is mounted upstream on the side of the ring (5, 25) of air knives (6, 26) which faces away from the processing space (24).

12. Cyclone processor according to claim 1, characterized in that the cone (2) is divided into an upper (16) and lower (17) section, where the upper section (16) has a greater apex angle than the lower (17).

13. Cyclone processor according to claim 1, characterized in that the cone (2) has one or more additional cylindrical or cone-shaped sections.

14. Cyclone processor according to claim 1, characterized in that the inner tube is provided with a vertical vertex blocker (34), which prevents the air from circulating in the inner tube.

15. Cyclone processor according to claims 1 and 2, characterized in that the inner ring (25) of air knives (6) has a shorter vertical height than the outer ring (5) of knives.

16. Cyclone processor according to claim 1, characterized in that the inner tube (13) is adjustable in vertical direction.

17. Cyclone processor according to claims 1 and 2, characterized in that the processing space (24) is coated with a wear-resistant coating.

18. Cyclone processor according to claim 1, characterized in that the wear-resistant coating is silicon carbide or a ceramic coating.

19. Cyclone processor according to claims 1 and 2, characterized in that at least one material feeder (14) is placed in the top plate (4) just inside the outer ring 5 of air knives (6).

20. Cyclone processor according to claim 1, characterized in that the air knives are equipped with a regulating piece (31) which regulates the opening width and/or the width of the slot (7) throughout its length.

21. Cyclone processor according to claim 1, characterized in that the regulating piece (31) has a shape at the end that enters the processing space as a Coandaflate or an acute angle.

22. Cyclone processor according to claim 1, characterized in that a spoiler plate 38 is placed in the top plate just upstream of a feed opening (14) so that a suction occurs at the feed opening (14).

23 Cyclone processor according to claim 1, characterized in that a spoiler plate (38) is placed in the top plate between an air knife (6, 26), which is directed towards a feed opening, and the feed opening so that a suction occurs at the feed opening (14) .

24. Method for starting and setting the cyclone processor according to claims 1 to 3, comprising the following steps:

to start the blower and suction without feeding and with the inner pipe (13) and the host inverter (20) in the upper position and the lower cone (21) in the lower position, to let the blower and suction run until the working temperature stabilizes,

to regulate blower and suction so that there is a pressure in the cyclone processor of between 1 and 2 bar, more preferably between 1.3 and 1.6 bar,

lowering the inner tube downwards until an approximately desired fraction emerges from the outlet separator (18)

to set the host inverter downwards towards the bottom hole until a desired fraction comes out, and

to set the lower cone upwards to partially throttle the air supply so that more smaller particles come out at the bottom and the pressure drops in the cyclone processor.