WO2000025933A1 - Hydrozyklonanordnung, sowie dazugehöriges verfahren - Google Patents

Hydrozyklonanordnung, sowie dazugehöriges verfahren Download PDF

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WO2000025933A1
WO2000025933A1 PCT/EP1999/008133 EP9908133W WO0025933A1 WO 2000025933 A1 WO2000025933 A1 WO 2000025933A1 EP 9908133 W EP9908133 W EP 9908133W WO 0025933 A1 WO0025933 A1 WO 0025933A1
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WO
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overflow
hydrocyclone
hydrocyclones
collecting chamber
underflow
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PCT/EP1999/008133
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Inventor
Thomas Neesse
Friedrich Donhauser
Original Assignee
Akw Apparate + Verfahren Gmbh & Co. Kg
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C11/00—Accessories, e.g. safety or control devices, not otherwise provided for, e.g. regulators, valves in inlet or overflow ducting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/24—Multiple arrangement thereof
    • B04C5/28—Multiple arrangement thereof for parallel flow

Definitions

  • the invention is based first of all on a hydrocyclic clone arrangement with a tangential inlet of the feed sludge, an upper run and a lower run, the feed being conveyed by a pump into a receiving chamber, the upper run also being passed into a collecting chamber, and being for the lower run
  • a free outlet is usually provided (preamble of claim 1).
  • Hydrocyclones with small nominal diameters have to be used to achieve high solids separation in the underflow or small separating grain sizes. As a result of the lower underflow nozzle diameter, the solids discharge capacity of small hydrocyclones is limited. Attempts have been made to remedy this disadvantage by working in several stages in order to achieve small particle sizes by first pre-separating in larger hydrocyclones.
  • a hydrocyclone arrangement is also known from DE 195 08 430 AI.
  • This reference is concerned with improving the separation of the solid phase in the hydrocyclone underflow and thereby ensuring a maximum solids discharge or a maximum thickening with fluctuating feed conditions.
  • it is ensured that the entire hydrocyclone has no or a very reduced air core in itself during its operation, ie is completely or predominantly filled with liquid. This results in a corresponding increase in throughput.
  • the structural means are relatively complex since, in accordance with DE 195 08 430 AI, in the case of multi-arrangements of small hydrocyclones, additional devices are required on each individual hydrocyclone.
  • the characterizing part of this claim 1 that several, preferably identically sized hydrocyclones are provided and arranged spatially close to one another, that the overflows of these hydrocyclones into the for them common overflow collection chamber open that the common overflow collection chamber is designed as a pressure pot and is connected via an overflow manifold with an adjustable control valve and an associated control device for adjusting the volume split, namely the ratio of the volume flows of the upper reaches and lower reaches.
  • the volume split can preferably be set or regulated by adjusting the control valve depending on the operating state.
  • hydrocyclones The simple construction and mode of operation as well as the sharp grain size separation, in particular in the range between 5 and 250 ⁇ m, of hydrocyclones can be used here.
  • the disadvantage of adjusting the individual hydrocyclones of a multi-shutter, given in the prior art, is smaller Hydrocyclones avoided since only one central adjustment device is provided.
  • the volume split of all hydrocyclones which belong to this hydrocyclone battery can be adjusted or set via a single control valve, which can be located in an overflow collecting line which leads from the overflow collection container to the control valve.
  • the invention further relates, according to claim 9 ff, to procedural measures for determining the operating state of the hydrocyclone.
  • it is intended to carry out changes in the mode of operation, including the change in the so-called volume split in hydrocyclones.
  • FIG. 2 a top view of FIG. 1 according to arrow II in FIG. 1,
  • Fig. 4 another embodiment of the invention with a single hydrocyclone.
  • FIGS. 2 and 3 show a preferred embodiment of the invention, namely a rotationally symmetrical arrangement of a larger number of hydrocyclones 8. In FIG. 2, only four hydrocyclones 8 are shown for this purpose . In contrast, this can also be a larger number of hydrocyclones. They are arranged around a common central axis 9.
  • the inlet chamber 5 and the overflow collecting chamber 7 are preferably positioned centrally in this rotationally symmetrical hydrocyclone arrangement (see FIG. 2), with which (see FIG. 1) the longitudinal central axis of these two chambers coincides with the central axis 9 of the concentric hydrocyclone arrangement.
  • the upper runs 11 of the hydrocyclones 8 are fed to the upper run collecting chamber 7 (see also FIGS. 2 and 3). 1 also shows the connections 12 from the inlet chamber 5 to the inlets of the hydrocyclones 8. In the top view according to FIG. 2, the connections 12 cannot be seen, since they are covered by the overflows 11.
  • the connections 12 also feed the slurry tangentially to the respective hydrocyclone in a known manner (not shown in the drawing).
  • the aforementioned connections 11 and 12 can be flexible hoses. Any air is present through the Rotation of the slurry in the interior of the collecting container, namely along the central axis 9. It can be discharged to the outside through the outlet valve 22.
  • the underflows 13 of the hydrocyclones 8 are fed to a common discharge chute 14 and are discharged from there downwards in accordance with number 14 '.
  • a control valve 15 is provided, which may have a servomotor 16 and is acted upon by the pressure in the overflow collecting tank 7 via an upper line collecting line 17.
  • one of the hydrocyclones 8 can be designed as a measuring hydrocyclone 8 '.
  • the level of the solid in its lower area is determined according to section 18 with the help of a
  • Measuring cell determined is connected to a PC 19, which can also have a connection 20 to the servomotor 16 of the control valve 15 and a further connection 21 for driving the feed pump 3.
  • the teaching according to the invention presupposes or includes that the upper courses 11 of the hydrocyclones 8, the upper course collecting tank 7 and the upper course collecting pipe 17 are largely free of air bubbles at the outlet of the collecting pot.
  • the collecting container is provided with a ventilation valve 22, which is only indicated schematically here.
  • feed lines in particular flexible hoses of the overflow lines 11 of the hydrocyclones, can likewise preferably be introduced tangentially into the upper region of the overflow collection container, so that a vortex flow is thereby formed in the interior of the overflow collection container.
  • the above Overflow manifold 17 is attached tangentially in the lower region of the collecting container, so that a low swirl and low pressure loss exit of the upper course from this collecting container 6 into the upper course collecting line 17 is ensured.
  • the overflow collecting container 7 can also have a manometer 23 for measuring the pressure in it.
  • the selectivity can also be operated at the optimum, since the transition area from the strand to the screen discharge can advantageously be observed with a minimum of stored solid mass in the cyclone cone.
  • continuous or quasi-continuous monitoring of the grain distribution or a characteristic grain size in the inflow or overflow and / or underflow of the "hydrocyclone battery” can also be used as an input measurement of the operating state of this hydrocyclone battery.

Landscapes

  • Cyclones (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Separation Of Solids By Using Liquids Or Pneumatic Power (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
  • Lubricants (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hydrozyklonanordnung mit einem Einlauf (6) der Aufgabetrübe (1), einem Oberlauf (11) und einem Unterlauf (13), wobei der Einlauf (6) von einer Pumpe (3) in eine Aufnahmekammer (5) geführt wird. Der Oberlauf (11) ist in eine Sammelkammer (7) geleitet, und für den Unterlauf (13) steht ein freier Auslauf zur Verfügung. Erfindungsgemäß sind mehrere, bevorzugt gleich bemessene Hydrozyklone (8) vorgesehen und diese so räumlich dicht beieinander angeordnet, daß die Oberläufe (11) dieser Hydrozyklone (8) in die für sie gemeinsame Oberlaufsammelkammer (7) münden, wobei die Oberlaufsammelkammer (7) als Drucktopf ausgebildet ist und über eine Oberlaufsammelleitung mit einem verstellbaren Regelventil (15) und einer zugehörigen Regeleinrichtung für die Einstellung des Volumensplittes, nämlich des Verhältnisses der Volumenströme von Oberlauf (11) und Unterlauf (13) zusammenwirkt.

Description

"Hydrozyklonanordnung , sowie dazugehöriges Verfahren"
Die Erfindung geht zunächst aus von einer Hydrozy klonanordnung mit einem tangentialen Einlauf der Aufgabetrübe, einem Oberlauf und einem Unterlauf, wobei der Einlauf von einer Pumpe in eine Aufnahmekammer gefördert wird, wobei ferner der Oberlauf in eine Sammelkammer geleitet wird, und wobei für den Unterlauf in üblicher Weise ein freier Auslauf vorgesehen ist (Oberbegriff des Anspruches 1) . Zur Erzielung hoher Feststoffabscheidung im Unterlauf, bzw. niedriger Trennkorngrößen müssen Hydrozyklone mit kleinen Nenndurchmessern eingesetzt werden. Infolge geringer Unterlaufdüsen- durch esser ist aber die Feststoff-Austragskapazität kleiner Hydrozyklone beschränkt. Man hat versucht, diesen Nachteil dadurch abzuhelfen, daß man zur Erzielung geringer Trennkorngrößen mehrstufig gearbeitet hat, indem zunächst eine Vorabscheidung in größeren Hydrozyklonen erfolgt. In dem Zusammenhang ist aber eine Eigenschaft von Hydrozyklonen nachteilig, wonach bei einer Veränderung der Aufgabebedin- gungen, d.h. des Feststoffgehaltes und/oder der Korngrößenzusammensetzung des Feststoffes sich auch das Trennergebnis des Hydrozyklons verändert. Hierzu hat man Regelungen des 1 Volumensplitts mit Hilfe von regelbaren Unterlaufdüsen in
Abhängigkeit vom Aufgabefeststoffgehalt vorgesehen. Auch dies ist umständlich. Das gleiche gilt für die Anbringung von Stellgliedern an Einzelzy klonen zur Durchführung ent-
5 sprechender Regelmaßnahmen.
Bekannt ist auch eine Hydrozyklonanordnung aus DE 195 08 430 AI. Diese Literaturstelle befaßt sich mit einer Verbesserung der Abscheidung der festen Phase im Hydrozy klonunterlauf und 0 dabei der Sicherstellung eines maximalen Feststoffaustrages bzw. einer maximalen Eiπdickung bei schwankenden Aufgabebedingungen. Zur Lösung dieser Aufgabe, insbesondere bei kleinen Hydrozyklonen, ist dafür gesorgt, daß der gesamte Hydrozyklon bei seinem Betrieb keinen oder einen doch sehr 5 reduzierten Luftkern in sich aufweist, d.h. ganz oder überwiegend mit Flüssigkeit ausgefüllt ist. Dies hat eine entsprechende Zunahme des Durchsatzes zur Folge. Auch ergibt sich eine Aufsplittuπg der im Oberlauf und im Unterlauf abziehbaren Teilströme zugunsten des Oberlaufes. Es ist Q ferner ein Belüftungsventil vorgesehen, wobei durch Öffnen oder Schließen dieses Ventiles das Teilungsverhältnis (Volumensplitt genannt) der in den Oberlauf und Unterlauf gelangenden Volumenströme einstellbar und veränderbar sein soll. Die beim Gegenstand der o.g. Literaturstelle hierzu vorgese-
_,- henen baulichen Mittel sind relativ aufwendig, da entsprechend DE 195 08 430 AI bei Multianordnungen kleiner Hydrozyklone zusätzliche Vorrichtungen an jedem Einzelhydrozyklon notwendig sind.
Die Aufgaben- bzw. Problemstellung der Erfindung liegt
30 demgegenüber darin, unter Vermeidung der zum Stand der Technik geschilderten Nachteile mit einer baulich einfachen Anordnung die Möglichkeit zum Einsatz von kleinen Hydrozyklonen mit einer großen Feststoff-Austragskapazität zu schaffen, wobei die Regelung des o.g. Volumensplitts möglich
35 sein soll. Zur Lösung dieser Aufgaben- bzw. Problemstellung wird, ausgehend von dem eingangs genannten Oberbegriff des Anspruches 1, gemäß dem Kennzeichen dieses Anspruches 1 vorgesehen, daß mehrere, bevorzugt gleich bemessene Hydrozyklone vorgesehen und räumlich dicht beieinander angeordnet sind, daß die Oberläufe dieser Hydrozyklone in die für sie gemeinsame Oberlauf-Sammelkammer münden, daß die gemeinsame Oberlauf-Sammelkammer als Drucktopf ausgebildet und über eine OberlaufSammelleitung mit einem verstellbaren Regelventil und einer zugehörigen Regeleinrichtung für die Einstellung des Volumensplittes, nämlich des Verhältnisses der Volumenströme von Oberlauf und Unterlauf zueinander verbunden ist. Wie es aus den späteren Ausführungen noch näher hervorgehen wird, kann durch Verstellung des Regelventiles bevorzugt in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Volumensplitt eingestellt oder geregelt werden. Bei einer Drosselung dieses Regelventiles wird der Oberlaufström aller Hydrozyklone verringert. Außerdem wächst der Druck im Innern des Hydro- zyklons, womit der Unterlaufaustragstrom des Grobgutes verstärkt wird. Der o.g. Betriebszustand des Hydrozyklons wird durch den Feststoffgehalt und die Korngrößenzusammensetzung des Feststoffgehaltes der aufgegebenen Trübe bestimmt. Dabei wird der Umstand ausgenutzt, daß ein Hydro- zyklon in Abhängigkeit von seinem Betriebszustand unterschiedliche Mengen an Feststoffen in seinem konischen, unteren Abschnitt speichert. Da hier mehrere, bevorzugt eine größere Anzahl von Hydrozyklonen vorgesehen sind, ergibt sich die Möglichkeit des Einsatzes von Hydrozyklonen kleinerer Bauart, die jeweils einen relativ großen Austrag an Feststoff erlauben. Hierdurch wird die Kapazität der Gesamtanordnung verstärkt. Der hierfür erforderliche bauliche Aufwand ist relativ gering, wie sich aus den späteren Ausführungen noch ergeben wird. Diese Vorteile sind mit der erläuterten, erfindungsgemäßen Regelung bzw. Einstellung des Volumensplittes gekoppelt. Somit ist es vorteilhafterweise möglich, eine Gruppe solcher, kleinerer Hydrozyklone mit Hilfe eines einzigen Regelventiles zu regeln bzw. einzu- st e lle n .
Eine rotationssymmetrische Anordnung von Hydrozyklonen ist an sich bekannt. Der Gegenstand des Anspruches 2 beinhaltet im Zusammenhang mit der Erfindung aber nicht nur dieses
Merkmal, sondern auch die Zuordnung zum vorstehend erläuterten Anspruch 1, sowie die zugehörige Positionierung einer Zulaufkammer und einer Oberlauf-Sammelkammer, die problemlos in dem Innenraum dieser konzentrischen Hydrozyklonanordnung unterbringbar sind (wie es von anderen rotationssymmetrischen Anordnungen von Hydrozyklonen bekannt ist) . Somit können alle Hydrozyklone einer solchen rotationssymmetrischen Anordnung vorteilhafterweise einlauf- und oberlauf- seitig betrieben werden.
Die Merkmale des 'Anspruches 3 befassen sich mit der besonderen Ausgestaltung der gemeinsamen Zulaufkammer .
Beispiel des Einsatzes solcher Hydrozy klonanordnungen bzw. Einzelhydrozyklone wäre die Klassierung einer polydispersen Suspension in ein grobkörniges Produkt, das durch die Unterlaufdüse (bzw. Unterlaufdüsen) ausgetragen wird und in ein feinkörniges Produkt, das durch die Oberlaufdüse (bzw. -düsen) ausgetragen wird. Zur Erzielung niedriger Trennkorngrößen sind Zyklone mit kleinem Nenndurchmesser und einem entsprechend geringen Durchsatz auszuwählen. Um aber entsprechend größere Durchsatzmengen pro Zeiteinheit bewältigen zu können, ist eine Parallelschaltung solcher Zyklone in Form einer Multischaltung notwendig. Dies ist ein Vorteil der o.g. bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in Form einer rotationssymmetrischen "Rundbatterie" einer entsprechenden Anzahl von Hydrozyklonen. Man kann hierbei die einfache Konstruktion und Betriebsweise sowie die scharfe Korngrößentrennung, insbesondere im Bereich zwischen 5 und 250 μm, von Hydrozyklonen ausnutzen. Es ist aber der beim Stand der Technik gegebene Nachteil einer Verstellung an den einzelnen Hydrozyklonen einer Multischal ung kleinerer Hydrozyklone vermieden, da nur eine zentrale VerStelleinrichtung vorgesehen ist. Es ist bei der Erfindung der Volumensplitt aller Hydrozyklone, welche zu dieser Hydrozyklon- batterie gehören, über ein einziges Regelventil verstellbar bzw. einstellbar, das sich in einer OberlaufSammelleitung befinden kann, die vom Oberlaufammelbehälter zum Regelventil führt.
Eine alternative Lösung der eingangs erläuterten Proble - Stellung ist Inhalt des nebengeordneten Anspruches 4. Danach ist nur ein Hydrozyklon, jedoch von größeren Abmessungen, vorgesehen, wobei sich das Regelventil in dessen Oberlauf befindet und eine Messung der im konischen Unterteil der Hydrozyklone gestauten Feststoffmenge vorgesehen ist, sowie die Zuführung der Meßergebnisse zu dem o.g. Regelventil. Ein relativ großer Hy:drozyklon hat einen entsprechend größeren Durchsatz; jedoch auch bei einer höheren Trennkorngröße.
Aus den beiden alternativen Lehren der Erfindung, nämlich gemäß Anspruch 1 und gemäß Anspruch 4 kann man je nach den im speziellen Fall gegebenen Verhältnissen und Anforderungen entweder eine Reihe von kleineren Hydrozyklonen in Form einer Hydrozyklon-Batterie oder nur einen einzelnen größeren Hydrozyklon vorsehen.
Die Erfindung betrifft ferner gemäß Anspruch 9 ff Verfahrensmaßnahmen zur Bestimmung des Betriebszustandes des Hydrozyklons. Dabei ist insbesondere an die Durchführung von Änderungen der Betriebsweise, einschließlich der Änderung des sogenannten Volumensplittes bei Hydrozyklonen gedacht.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind den weiteren Unteransprüchen, sowie der nachfolgenden Beschreibung und zugehörigen Zeichnung von erfinduπgsgemäßen Ausführungsmöglichkeiten zu entnehmen. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1: eine schematische Seitenansicht einer Hydrozy- klonaπordnung nach der Erfindung,
Fig. 2: eine Draufsicht auf Fig. 1 gemäß dem Pfeil II in Fig. 1,
Fig. 3: die Seitenansicht zu Fig. 2,
Fig. 4: eine weitere Ausführungsmöglichkeit der Erfindung mit einem einzigen Hydrozyklon.
Die Aufgabetrübe 1 wird über einen Pumpensumpf 2 und eine Pumpe 3, die einen frequenzgeregelten Antrieb 4 haben kann, einer Zulaufkammer 5 über eine Leitung 6 zugeführt. Oberhalb der Zulaufkammer 5 befindet sich eine Oberlauf-Sammelkammer 7. Fig. 2 und 3 zeigen hierzu eine bevorzugte Ausführung der Erfindung, nämlich eine rotationssymmetrische Anordnung einer größeren Anzahl von Hydrozyklonen 8. In Fig. 2 sind aus zeichnerischen Gründen hierzu nur vier Hydrozyklone 8 dargestellt. Dies kann aber auch eine demgegenüber größere Anzahl von Hydrozyklonen sein. Sie sind um eine gemeinsame Mittelachse 9 angeordnet. Bevorzugt sind die Zulaufkammer 5 und die Oberlaufsammelkammer 7 mittig in dieser rotationssymmetrischen Hydrozyklonanordnung positioniert (siehe Fig. 2), womit (siehe Fig. 1) die Längsmittelachse dieser beiden Kammern mit der Mittelachse 9 der konzentrischen Hydrozyklonanordnung zusammenfällt.
Die Oberläufe 11 der Hydrozyklone 8 werden der Oberlaufsammelkammer 7 zugeleitet (siehe auch Fig. 2 und 3). Fig. 1 zeigt ferner die Verbindungen 12 von der Zulaufkammer 5 zu den Einlaufen der Hydrozyklone 8. In der Draufsicht gemäß Fig. 2 sind die Verbindungen 12 nicht zu erkennen, da sie von den Oberläufen 11 verdeckt sind. Die Verbindungen 12 führen die Trübe dem jeweiligen Hydrozyklon in bekannter Weise ebenfalls tangential zu (in der Zeichnung nicht dargestellt) . Die vorgenannten Verbindungen 11 und 12 können flexible Schläuche sein. Etwa vorhandene Luft wird durch die Rotation der Trübe im Sammelbehälter-Innern und zwar entlang der Läπgsmittelachse 9 zusammenführt. Sie ist durch das Auslaßventil 22 nach außen ableitbar.
Die Unterläufe 13 der Hydrozyklone 8 werden einer gemeinsamen Austragsschurre 14 zugeleitet und von dort gemäß Ziffer 14' nach unten abgeführt.
Es ist ein Regelventil 15 vorgesehen, das ggf. einen Stell- motor 16 aufweist und von dem Druck im OberlaufSammelbehälter 7 über eine Oberleitsa mel-Leitung 17 beaufschlagt wird.
Ferner kann einer der Hydrozyklone 8 als Meßhydrozyklon 8' ausgebildet sein. Das Niveau des in seinem unteren Bereich stehenden Feststoffes wird gemäß Ziffer 18 mit Hilfe einer
Meßzelle festgestellt. Diese Meßzelle steht in Verbindung mit einem PC 19, der außerdem eine Verbindung 20 zum Stellmotor 16 des Regelventiles 15 und eine weitere Verbindung 21 zum Antrieb der Speisepumpe 3 haben kann.
Mit der vorbeschriebenen Anordnung können die nachfolgenden Daten gemessen und vom Prozeßrechner 19 erfaßt und ausgewertet werden:
Die aufgestaute Feststoffmenge 18 im Meßzyklon 8', die Drücke in der Zulaufkammer 5 und der Oberlaufsammelkammer 7 sowie der Aufgabemengenstrom 6. All diese Meßgrößen werden dem Prozeßrechner 19 als Input zugeführt. Dessen Ausgang 20 bewirkt über ein Verstellen des Regelventils, und gegebenenfalls auch mittels des Ausganges 21 durch eine Verstellung der Drehzahl der Speisepumpe 3 eine Einstellung oder Regelung des Volumensplitts. Bei einer Drosselung der Oberlaufsammelleitung 17 des Hydrozyklons durch das Regelventil 15 wird der Gesamtdurchsatz der Hydrozyklonbatterie verringert, Dies ist im Normalfall unerwünscht, jedoch kann dem durch eine Erhöhung der Drehzahl der Pumpe 3 entgegengewirkt werden. Die Erhöhung der Pumpendrehzahl und damit des Volu enstromes kann soweit gesteigert werden, bis bestimmte Maximaldrücke im Zulauf ehälter 5 und im OberlaufSammelbehälter 7 erreicht sind, die aus Sicherheitsgründen nicht überschritten werden dürfen.
Die erfindungsgemäße Lehre setzt voraus bzw. beinhaltet, daß die Oberläufe 11 der Hydrozyklone 8, der OberlaufSammelbehälter 7 und die OberlaufSammelleitung 17 am Ausgang des Sammeltopfes weitgehend frei von Luftblasen sind. Um etwa eingedrungene Luft entfernen zu können, ist der Sammelbehälter mit einem hier nur schematisch angedeuteten Entlüftungsventil 22 versehen.
Im übrigen können die Zuleitungen, insbesondere flexiblen Schläuche der Oberlaufleitungen 11 der Hydrozyklone in den oberen Bereich des OberlaufSammelbehälters ebenfalls bevorzugt tangential eingeführt werden, so daß sich hierdurch im Innern des OberlaufSammelbehälters eine Wirbelströmung ausbildet .
Auch die o.g. Oberlaufsammelleitung 17 ist im unteren Bereich des Sammelbehälters tangential angebracht, so daß ein verwirbelungsarmer und druckverlustarmer Austritt des Oberlaufes aus diesem Sammelbehälter 6 in die Oberlaufsammelleitung 17 gewährleistet ist. Auch kann der OberlaufSammelbehälter 7 ein Manometer 23 zur Messung des in ihm befindlichen Druckes aufweisen.
Es können also mit einem einzigen Regelventil 15 sämtliche Hydrozyklone dieser "Batterie" geregelt werden, welche sämtlich den zugehörigen OberlaufSammelbehälter 7 mit ihren Oberläufen 11 speisen. Die Regelung mit Hilfe des feinkörnigen Oberlaufes kann wesentlich subtiler erfolgen als eine Regelung im demgegenüber grobkörnigen Unterlauf. Man regelt sozusagen in der "dünnen Phase" und nicht im grobkörnigen Schlamm. Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile seien nachstehend noch einmal kurz zusammengefaßt: Die Austragskapazität der Unterläufe kann wesentlich erhöht werden. Damit ist es gegenüber dem Stand der Technik gegebenenfalls möglich, auf die Vorabscheidung von Grobkorn in einer vorgeschalteten Hydrozyklonstufe zu verzichten. Weiterhin ist es möglich, bei stark schwankenden Aufgabebediπgungen den Betrieb hinsichtlich Feststoffgehalt, Korngrößenzusammensetzung und Trennkorngröße zu stabilisieren, sowie den Feststoffgehalt bzw. das Feststoffausbringen im Unterlauf zu maximieren.
Schließlich kann auch die Trennschärfe am Optimum gefahren werden, da bei einem Minimum an gespeicherter Feststoffmasse im Zyklonkonus vorteilhaft der Übergangsbereich vom Strang- zum Schirmaustrag zu beobachten ist.
Alternativ kann a'uch eine kontinuierliche bzw. quasi kontinuierliche Überwachung der Kornverteilung bzw. einer kennzeichnenden Korngröße im Zulauf oder Oberlauf und/oder Unterlauf der "Hydrozyklonbatterie" als Eingangsmeßgröße des Betriebszustandes dieser Hydrozyklonbatterie verwendet werden .
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 ist nur ein einziger, größerer Hydrozyklon 8" vorgesehen, dessen Oberlauf 11 ebenfalls zu einem Regelventil 15 geführt wird. Im übrigen kann zum weiteren Aufbau und zur Funktion auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen werden. Der die Feststoffmasse aufnehmende, zum Austrag 24 konisch zusammenlaufende Abschnitt dieses Hydrozyklons 8" ist mit 25 beziffert. Ferner ist dort eine Meßvorrichtung 26 für die Erfassung des aufgestauten Feststoffes vorgesehen.
Alle dargestellten und beschriebenen Merkmale, sowie ihre Kombinationen miteinander, sind erfindungswesentlich.

Claims

Patentansprüche
1. Hydrozyklonanordnung mit einem Einlauf der Aufgabetrübe, einem Oberlauf und einem Unterlauf, wobei der Einlauf von einer Pumpe in eine Aufnahmeka mer geführt wird, wobei ferner .der Oberlauf in eine Sammelkammer geleitet wird, und wobei für den Unterlauf in üblicher Weise ein freier Auslauf vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, bevorzugt gleich bemessene Hydrozyklone (8, 8') vorgesehen und räumlich dicht beieinander angeordnet sind, daß die Oberläufe (11) dieser Hydrozyklone in die für sie gemeinsame Oberlaufsammelkammer (7) münden, daß die gemeinsame Oberlaufsammelkammer (7) als Drucktopf ausgebildet und über eine OberlaufSammelleitung (17) mit einem verstellbaren Regelventil (15) und einer zugehörigen Regeleinrichtung für die Einstellung des Volumensplittes, nämlich des Verhältnisses der Volumenströme von Oberlauf und Unterlauf zueinander, verbunden ist.
2. Hydrozyklonanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von bevorzugt in einem Kreis angeordneter Hydrozyklone (8) vorgesehen ist, wobei eine Zulaufkammer (5) und die Oberlaufsammelkammer (7) mittig zu diesem Kreis positioniert sind.
3. Hydroyklonanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine für alle Hydrozyklone (8) gemeinsame Zulaufkammer (5) vorgesehen und jeweils mit deren Einlaufen (12) verbunden ist, wobei diese Zulaufkammer als Druckkammer ausgebildet ist.
4. Hydrozyklonanordnung mit einem Einlauf der Aufgabe- trübe, einem Oberlauf und einem Unterlauf, dadurch gekennzeichnet , daß sich bei einem Hydrozyklon (8") größerer Abmessung das Regelventil (15) in dessen Ober- lauf (11) befindet, und Meßmittel zur Erfassung der in seinem konischen Unterteil (25) befindlichen Masse an schwerem Austrittsgut vorgesehen und mit dem Regelventil verbunden sind.
5. Hydrozyklonanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberlaufsammelkammer (7) für die zusammengeführten Oberläufe (11) ein zylindrisches Druckgefäß ist, an dem oberseitig eine Entlüftungsvorrichtung (22) vorgesehen ist, wobei in diese Oberlaufsammelkammer die Oberläufe (11) der einzelnen Hydrozyklone im Bereich von radial bis tangential vorzugsweise tangential eingeführt sind, und daß sich im unteren Bereich dieses Druckgefäßes die Oberlaufsammelleitung (17) für die Verbindung der Oberlaufsammelkammer zum Regelventil (15) befindet und ebenfalls bevorzugt tangential an die Oberlaufsammelkammer angeschlossen ist.
6. Hydrozyklonanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Verstellmöglichkeit (4) der Antriebsdrehzahl der Speisepumpe (3).
7. Hydrozyklonanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erfassung der Menge der in den Hydrozyklonen (8) gespeicherten Feststoffe eine radiometrische oder eine gravi- metrische Messung des Füllstandes dieser Feststoffe vorgesehen ist.
8. Hydrozyklonanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß für die Durchführung von Messungen, insbesondere des Füllstandes mit Feststoffen, einer der Hydrozyklone als Meßhydrozy- klon (8') ausgebildet ist und mit der Meßwertverarbei- tuπg und den Regelmitteln, insbesondere einem PC (19), dem Antrieb (16) des Regelventiles (15) und dem Antrieb (4) der Speisepumpe (3) in Verbindung steht.
9. Verfahren, insbesondere zur Änderung, und damit zur Änderung des sog. Volumensplittes bei Hydrozyklonen, insbesondere unter Verwendung der Merkmale bzw. Merk- alskombinationen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung des Betriebszustandes des Zyklons oder der Zyklone bei verschiedenen Feststoffgehalten und Korngrößenverteilungen im Aufgabegut die Masse des im Hydrozyklonkonus gespeicherten Feststoffes eines Einzelhydrozyklons oder aller Zyklone gemessen und den betreffenden Regelorganen zugeführt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung des Betriebszustandes zusätzlich die Drücke in der Zulaufkammer und/oder in der Oberlaufsammelkammer gemessen und den betreffenden Regelorganen zugeführt werden.
11. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich der Volumenstrom der aufgegebenen Trübe und/oder die Stromaufnahme der Speisepumpe (3) der Trübe (6) gemessen und den betreffenden Regelorganen zugeführt werden.
12. Verfahren, insbesondere zur Änderung des sogenannten Volumensplittes bei Hydrozyklonen, insbesondere unter Verwendung der Merkmale bzw. Merkmalskombinationen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß alternativ zur Bestimmung des Betriebszustandes des Einzelhydrozklons oder der Hydro- zyklonbatterie die Korngrößenverteilung bzw. der kennzeichnende Anteil einer Korngröße im Zulauf und/oder Oberlauf bzw. /und die Feststoffgehalte im Zulauf/Oberlauf und/oder Unterlauf bestimmt werden.
13. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei zur gravi- metrischen Messung des gespeicherten Feststoffes der Meßhydrozyklon (81) aufgabeseitig und oberlaufseitig über flexible Schläuche mit der Aufgabe der Trübe bzw. mit einer zum Regelventil führenden Leitung verbunden ist und eine Messung des Füllstandes der eingedickten
Feststoffe im Zyklonunterteil erfolgt, gekennzeichnet durch eine Erfassung der Meßgrößen entsprechend einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 12, für die Regelung oder Einstellung des Durchlasses des Regelventiles (15) und des Antriebes (4) der Speisepumpe (3) .
PCT/EP1999/008133 1998-10-29 1999-10-27 Hydrozyklonanordnung, sowie dazugehöriges verfahren WO2000025933A1 (de)

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EP99971356A EP1124642B1 (de) 1998-10-29 1999-10-27 Hydrozyklonanordnung, sowie dazugehöriges verfahren
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