DE102016122225B4 - Hydrocyclone arrangement - Google Patents
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Abstract
Hydrozyklonanordnung zur Reinigung einer Faserstoffsuspension mit mehreren Hydrozyklon-Kammern (1) kreisförmigen Querschnitts, in die jeweils an einem Ende ein Einlauf (2) sowie ein Leichtteil-Auslauf (3) und am gegenüberliegenden Ende ein Schwerteil-Abscheider (12) mündet, wobei die Einläufe (2) über eine gemeinsame Zulaufkammer (4) mit einem gemeinsamen Zulauf (5) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Leichtteil-Ausläufe (3) über separate und durch die gemeinsame Zulaufkammer (4) führende Auslauf-Leitungen (6) mit einem gemeinsamen Leichtteil-Ablauf (8) verbunden sind. Hydrozyklonanordnung for cleaning a pulp suspension with a plurality of hydrocyclone chambers (1) circular cross-section, in each of which at one end an inlet (2) and a light part outlet (3) and at the opposite end of a heavy-part separator (12) opens, said Inlets (2) via a common inlet chamber (4) with a common inlet (5) are connected, characterized in that the light part outlets (3) via separate and through the common inlet chamber (4) leading outlet lines (6) a common light-part drain (8) are connected.
Description
Die Erfindung betrifft eine Hydrozyklonanordnung zur Reinigung einer Faserstoffsuspension mit mehreren Hydrozyklon-Kammern kreisförmigen Querschnitts, in die jeweils an einem Ende ein Einlauf sowie ein Leichtteil-Auslauf und am gegenüberliegenden Ende ein Schwerteil-Abscheider mündet, wobei die Einläufe über eine gemeinsame Zulaufkammer mit einem gemeinsamen Zulauf verbunden sind.The invention relates to a Hydrozyklonanordnung for cleaning a pulp suspension with a plurality of hydrocyclone chambers circular cross-section, in each of which an inlet and a light part outlet and at the opposite end of a heavy separator discharges at one end, wherein the inlets via a common inlet chamber with a common Connected inlet.
Hydrozyklone sind gut geeignet, um durch Zentrifugalkräfte Schwerteile und Leichtteile in Faserstoffsuspensionen zu konzentrieren und über den Auslauf bzw. den Abscheider abzuleiten.Hydrocyclones are well suited to concentrate by centrifugal forces heavy parts and light parts in pulp suspensions and to discharge via the outlet or the separator.
In der Regel dienen sie der Entfernung von kleinen Metallteilen, Glassplittern und Sand oder aber von Styropor und anderen leichten Kunststoffteilen.As a rule, they are used for the removal of small metal parts, glass splinters and sand or styrofoam and other light plastic parts.
Dabei unterliegt das Material der Kammer einem hohen Verschleiß, weshalb diese meist aus Keramik, einem formstabilen Kunststoff oder Metall gefertigt wird. Dies gilt umso mehr wegen des hohen Drucks von bis zu 4 oder sogar 6 bar am Einlauf der Kammer bei der Reinigung einer Faserstoffsuspension.In this case, the material of the chamber is subject to high wear, which is why this is usually made of ceramic, a dimensionally stable plastic or metal. This is all the more because of the high pressure of up to 4 or even 6 bar at the inlet of the chamber in the purification of a pulp suspension.
Je kleiner der Durchmesser der Hydrozyklon-Kammer ist, desto effizienter ist der Hydrozyklon. Alternativ lassen sich bei gleichem Wirkungsgrad geringe Druckverluste realisieren. Da der Durchsatz je Hydrozyklon zurückgeht, gibt es Bestrebungen mehrere, kleine Hydrozyklone, wie in der
Probleme bereitet dabei allerdings die Führung der Einläufe und der Leichtteil-Ausläufe insbesondere wegen des geringen Platzangebotes, wenn diese Hydrozyklonanordnungen einzelne Hydrozyklone ersetzen sollen.However, there are problems with the management of the inlets and the light part outlets, in particular because of the small space available, if these hydrocyclone arrangements are to replace individual hydrocyclones.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher die Konstruktion bei derartigen Hydrozyklonanordnungen zu vereinfachen.The object of the invention is therefore to simplify the construction in such Hydrozyklonanordnungen.
Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Leichtteil-Ausläufe über separate und durch die gemeinsame Zulaufkammer führende Auslauf-Leitungen mit einem gemeinsamen Leichtteil-Ablauf verbunden sind.According to the invention this object is achieved in that the light part outlets are connected via separate and leading through the common inlet chamber outlet lines with a common light-part drain.
Dabei steht die gemeinsame Zulaufkammer mit Vorteil über separate Einlauf-Kanäle mit den Einläufen der Hydrozyklon-Kammern in Verbindung.In this case, the common inlet chamber communicates with advantage via separate inlet channels with the inlets of the hydrocyclone chambers in combination.
Die separaten Auslauf-Leitungen ermöglichen eine bessere Verteilung der zugeführten Faserstoffsuspension zu den Einläufen bzw. ihren Einlauf-Kanälen und auf diese Weise auch eine sehr kompakte Gestaltung.The separate outlet lines allow a better distribution of the supplied pulp suspension to the inlets or their inlet channels and in this way also a very compact design.
Unterstützt werden kann die möglichst homogene Verteilung der Faserstoffsuspension noch dadurch, dass der gemeinsame Zulauf zumindest mit einer Komponente tangential in die Zulaufkammer mit vorzugsweise kreisrundem Querschnitt mündet. Auf diese Weise bildet sich in der Zulaufkammer eine ringförmige Strömung aus, die alle Einlauf-Kanäle überstreicht.The most homogeneous possible distribution of the pulp suspension can be supported by the fact that the common inlet opens at least one component tangentially into the inlet chamber with preferably circular cross-section. In this way, an annular flow is formed in the inlet chamber, which sweeps over all inlet channels.
Zusätzlich können in der Zulaufkammer noch Leitelemente untergebracht werden, welche die Faserstoffsuspension zu den Einlauf-Kanälen lenken. Auch die Auslauf-Leitungen selbst können direkt über eine entsprechende Anordnung oder Formgebung oder indirekt über eine Befestigung von Leitelementen für die Umlenkung der Faserstoffsuspension zu den Einlauf-Kanälen genutzt werden.In addition, guide elements can still be accommodated in the inlet chamber, which guide the pulp suspension to the inlet channels. The outlet lines themselves can be used directly via a corresponding arrangement or shaping or indirectly via an attachment of guide elements for the deflection of the pulp suspension to the inlet channels.
Um die Anschlüsse der Hydrozyklonanordnung zu minimieren, sollten auch die Auslauf-Leitungen über eine gemeinsame Ablaufkammer mit dem gemeinsamen Leichtteil-Ablauf verbunden werden.In order to minimize the connections of the hydrocyclone arrangement, also the outlet lines should be connected via a common drain chamber with the common light part drain.
Für den Ersatz bestehender, einzelner Hydrozyklone ist es wegen des begrenzten Raumangebotes vorteilhaft, wenn die Hydrozyklonanordnung drei bis acht, vorzugsweise vier Hydrozyklon-Kammern umfasst und/oder diese möglichst kompakt nebeneinander angeordnet sind.For the replacement of existing, individual hydrocyclones, it is advantageous because of the limited space available, if the hydrocyclone assembly comprises three to eight, preferably four hydrocyclone chambers and / or these are arranged as compact as possible side by side.
Wegen des in der Regel obenliegenden Einlaufs sollte auch die gemeinsame Zulauf-Kammer über den Hydrozyklon-Kammern angeordnet sein.Because of the generally overhead inlet and the common inlet chamber should be located above the hydrocyclone chambers.
Dies wiederum erlaubt einen sehr einfachen und platzsparenden Verlauf der Einlauf-Kanäle. Mit Vorteil sollten die Einlauf-Kanäle im Anschluss an die Zulauf-Kammer über einen ersten Abschnitt zumindest überwiegend senkrecht und/oder nach einem ersten Abschnitt zumindest überwiegend horizontal verlaufen.This in turn allows a very simple and space-saving course of the inlet channels. Advantageously, after the inlet chamber, the inlet channels should extend over a first section at least predominantly vertically and / or after a first section at least predominantly horizontally.
Die Faserstoffsuspension wird im Allgemeinen durch tangentiales Einblasen über den Einlauf in der Hydrozyklon-Kammer auf eine kreisförmige Bahn gebracht, wobei die Faserstoffsuspension auf Grund der Zentrifugalkraft an die. Wand der Hydrozyklon-Kammer gedrückt wird. Dabei bewegt sich die Faserstoffsuspension spiralförmig vom Einlauf in Richtung Schwerteil-Abscheider.The pulp suspension is generally placed on a circular path by tangential blowing through the inlet in the hydrocyclone chamber, whereby the pulp suspension due to the centrifugal force to the. Wall of the hydrocyclone chamber is pressed. The fibrous suspension moves in a spiral from the inlet towards the gravity separator.
Hierbei sollte die Hydrozyklon-Kammer zumindest abschnittsweise konisch ausgebildet sein, wobei sich der Durchmesser der Hydrozyklon-Kammer zum Abscheider verringert. Die Verminderung des Durchmessers führt zu einer Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit und damit zu einer Verstärkung der Zentrifugal- und Fliehkräfte. Dadurch werden die Schwerteile an die Wand der Hydrozyklon-Kammer gedrückt und dort aufkonzentriert. Am Ende der Hydrozyklon-Kammer können die Schwerteile dann über den Abscheider abgeführt werden.Here, the hydrocyclone chamber should be at least partially conical, with the diameter of the hydrocyclone chamber is reduced to the separator. The reduction of the diameter leads to an increase in the Rotation speed and thus to an increase in centrifugal and centrifugal forces. As a result, the heavy parts are pressed against the wall of the hydrocyclone chamber and concentrated there. At the end of the hydrocyclone chamber, the heavy parts can then be removed via the separator.
Da sich in der Zentrumsachse der Hydrozyklon-Kammer die Leichtteile aufkonzentrieren, sollte am einlaufseitigen Ende der Hydrozyklon-Kammer ein vorzugsweise rohrförmiger, entlang der Zentrumsachse verlaufender Leichtteil-Auslauf in die Mitte der Hydrozyklon-Kammer ragen. Über diesen Auslauf können so die Leichtteile der Suspension abgepumpt werden.Since concentrating the light parts in the center axis of the hydrocyclone chamber, should at the inlet end of the hydrocyclone chamber a preferably tubular, extending along the center axis light part spout project into the middle of the hydrocyclone chamber. About this outlet so the light parts of the suspension can be pumped.
Um auch Faserstoffsuspensionen hoher Stoffdichte reinigen zu können ist es von Vorteil, wenn, beispielsweise wie in der
Besondere Vorteile ergeben sich, wenn die Hydrozyklonanordnung zur Reinigung der Faserstoffsuspension von Schwerteilen eingesetzt wird und dabei die gereinigte Faserstoffsuspension über den Leichtteil-Auslauf abgeführt wird.Particular advantages arise when the hydrocyclone assembly is used to clean the pulp suspension of heavy parts and thereby the purified pulp suspension is discharged through the light part outlet.
Es ist allerdings auch möglich Leichtteile über den Auslauf aus der Faserstoffsuspension zu entfernen und die gereinigte Faserstoffsuspension über den Abscheider abzuführen.However, it is also possible to remove light parts via the outlet from the pulp suspension and to remove the purified pulp suspension via the separator.
Wegen der hohen Verschleißfestigkeit eignet sich die Hydrozyklonanordnung mit Vorteil zur Reinigung von Faserstoffsuspensionen, welche zur Herstellung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn dienen und vorzugsweise eine Stoffdichte zwischen 0,5 und 4%, insbesondere zwischen 1,5 und 3 % haben. Dies gilt insbesondere dann, wenn über eine Zuleitung Verdünnungsflüssigkeit zugeführt wird.Because of the high wear resistance, the hydrocyclone arrangement is advantageously suitable for cleaning pulp suspensions which serve to produce a paper, board, tissue or another fibrous web and preferably a stock consistency between 0.5 and 4%, in particular between 1.5 and Have 3%. This applies in particular when dilution liquid is supplied via a supply line.
Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigen die
Die Hydrozyklonanordnung besteht gemäß
Wie in
Durch die dabei wirkenden Zentrifugal- und Fliehkräfte reichern sich die Schwerteile an der Wand der Hydrozyklon-Kammer
Auf diese Weise gelangen die Schwerteile an der Wand der Hydrozyklon-Kammer
Um Verstopfungen des Schwerteil-Abscheiders
Dies erlaubt den störungsfreien Einsatz des Hydrozyklons auch bei hohen Stoffdichten, wie hier angestrebt.This allows the trouble-free use of the hydrocyclone even at high material densities, as sought here.
Die in der Mitte der Hydrozyklon-Kammer
Hierzu reicht ein rohrförmiger Leichtteil-Auslauf
An den zylindrischen Einlaufabschnitt schließt sich gemäß
Durch diese Verjüngung steigt die Rotationsgeschwindigkeit der Suspension derart an, dass sich die Schwerteile an der Wand der Hydrozyklon-Kammer
Der Leichtteil-Auslauf
Sollen Leichtteile aus der Faserstoffsuspension entfernt werden, so wird die von diesen gereinigte Faserstoffsuspension als Schwerteil-Komponente über den Schwerteil-Abschneider
Am Einlauf
Entsprechend
Diese Zulaufkammer
Dabei verlaufen die Einlauf-Kanäle
Über der gemeinsamen Zulaufkammer
Die tangentiale Einströmung der Faserstoffsuspension führt in der Zulaufkammer
Von der Ablaufkammer
Auf diese Weise ergibt sich eine einfache und platzsparende Konstruktion der Hydrozyklonanordnung, so dass diese bestehende Hydrozyklone ersetzen kann.In this way results in a simple and space-saving design of the hydrocyclone assembly so that it can replace existing hydrocyclones.
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