EP1830001A2 - Vorrichtung zum Austragen von Schwerteilen aus einem Apparat zur Behandlung einer Faserstoffsuspension, insbes. aus einem zum Reinigen einer Faserstoffsuspension betreibbaren Hydrozyklon - Google Patents

Vorrichtung zum Austragen von Schwerteilen aus einem Apparat zur Behandlung einer Faserstoffsuspension, insbes. aus einem zum Reinigen einer Faserstoffsuspension betreibbaren Hydrozyklon Download PDF

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EP1830001A2
EP1830001A2 EP07001578A EP07001578A EP1830001A2 EP 1830001 A2 EP1830001 A2 EP 1830001A2 EP 07001578 A EP07001578 A EP 07001578A EP 07001578 A EP07001578 A EP 07001578A EP 1830001 A2 EP1830001 A2 EP 1830001A2
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EP
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connecting part
heavy
pulp suspension
hydrocyclone
connection
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Roman Bart
Jürgen Futterer
Mike Piper
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Voith Patent GmbH
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Voith Patent GmbH
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21D—TREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
    • D21D5/00—Purification of the pulp suspension by mechanical means; Apparatus therefor
    • D21D5/18—Purification of the pulp suspension by mechanical means; Apparatus therefor with the aid of centrifugal force
    • D21D5/24—Purification of the pulp suspension by mechanical means; Apparatus therefor with the aid of centrifugal force in cyclones
    • 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
    • B04C5/14—Construction of the underflow ducting; Apex constructions; Discharge arrangements ; discharge through sidewall provided with a few slits or perforations
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    • B04C5/14—Construction of the underflow ducting; Apex constructions; Discharge arrangements ; discharge through sidewall provided with a few slits or perforations
    • B04C5/15—Construction of the underflow ducting; Apex constructions; Discharge arrangements ; discharge through sidewall provided with a few slits or perforations with swinging flaps or revolving sluices; Sluices; Check-valves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/14—Construction of the underflow ducting; Apex constructions; Discharge arrangements ; discharge through sidewall provided with a few slits or perforations
    • B04C5/18—Construction of the underflow ducting; Apex constructions; Discharge arrangements ; discharge through sidewall provided with a few slits or perforations with auxiliary fluid assisting discharge

Definitions

  • the invention relates to a device according to the preamble of claim 1.
  • the fibrous suspension intended for paper production must in many cases be cleaned of debris contained therein - so-called contaminants. This applies in particular to waste paper processing.
  • Hydrocyclones are capable of concentrating and extracting heavy particles in pulp suspensions by centrifugal forces. As a rule, they are used to remove metal parts, broken glass and stones. The substances or parts removed from the suspension in this way can be brought out of the closed system by attaching a heavy-duty lock to the corresponding devices. How such a discharge device works, is known per se: It generally has two shut-off devices, such as a first and a second slide, between which there is a lock chamber. As long as the first slide, which establishes the connection between the lock chamber and the system guiding the suspension, is opened, the lock space fills continuously with the waste to be removed.
  • the invention is based on the object to reduce the wear by rotating heavy parts.
  • connection part preferably in cooperation with an added liquid (for example return water from the system), a gradually decelerating rotational flow is formed, which absorbs the suspension flowing in from above.
  • an added liquid for example return water from the system
  • the sinking heavy parts are separated in the connecting part of fibers or pieces of fiber, can easily sink down and accumulate at the bottom. The fibers, however, get with the water in the middle of the connecting part and from there ultimately in the Gutstoffauslass.
  • FIG. 1 shows a section in a lateral view through the connecting part 2 designed according to the invention. Its inner surface 9 is a polygon in the projection, for example a regular quadrilateral. The polygonal cross-section may be constant over the entire axial extent A or as here close to the Schwerteilauslass 4 have a constriction 7, which reduces the cross section there back to a circle.
  • the axial extent A of the connecting part 2 is greater here than the inner diameter of the connecting part 6, preferably 1.5 to 5 times as large.
  • connection 15 for adding liquid F is particularly advantageously arranged in the polygonal region of the connection part 2, e.g. like here in the lower third.
  • the terminal 15 may be connected tangentially.
  • the direction of inflow at the connection 15 can oppose the direction of the rotational flow in the connection part 2.
  • the connecting part 2 is e.g. detachable with screws 14 and thus easily replaceable attached to an overlying cylindrical connecting part 6.
  • a hydrocyclone 3 is shown, which is equipped with the device according to the invention, wherein the connecting part 2 opens into a heavy-duty lock 17 with an upper slide 10 and a lower slide 11.
  • the connecting part 2 is here directly with the hydrocyclone. 3 connected, but it can also be the use of the connection part 6 shown in Fig. 1 are provided.
  • the pulp suspension S is pumped tangentially into the interior of the hydrocyclone 3 via an inlet connection 12 and set in rotation. As a result, the centrifugal forces can be used to separate heavy parts and pulp suspension in the known manner.
  • the cleaned suspension is discharged as accept G through the centrally located Accepts pipe 13.
  • the heavily enriched with heavy particles suspension enters the connected below connecting part 2.
  • the almost fiber-free washed out heavy parts can then pass through the slider 11 in the underlying heavy-lift lock 17.
  • the two slides 10 and 11 are clocked by a corresponding control device, so that the heavy parts can fall at adjustable intervals in the Schwerteil gutter 14.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Separation Of Solids By Using Liquids Or Pneumatic Power (AREA)
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Abstract

Die Vorrichtung dient zum Austragen von Schwerteilen aus einem Apparat zur Behandlung einer Faserstoffsuspension, insbesondere bei einem Hydrozyklon (3), der zur Abscheidung von Schwerteilen aus der Faserstoffsuspension dient. Dieser weist ein Verbindungsteil (2) auf, das an den Schwerteilauslass (4') des Apparates direkt oder indirekt angeschlossen ist und das zur Abbremsung der Rotationsströmung mit einem polygonförmigen Querschnitt versehen ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Die für die Papiererzeugung bestimmte Faserstoffsuspension muss in vielen Fällen von darin enthaltenem Unrat - sogenannten Störstoffen - gereinigt werden. Das gilt insbesondere bei der Altpapieraufbereitung.
  • Hydrozyklone sind in der Lage, durch Zentrifugalkräfte Schwerteile in Faserstoffsuspensionen aufzukonzentrieren und herauszuleiten. In der Regel dienen sie der Entfernung von Metallteilen, Glassplittern und Steinen. Die auf diese Weise aus der Suspension entfernten Stoffe oder Teile können aus dem geschlossenen System herausgebracht werden, indem eine Schwerteilschleuse an die entsprechenden Vorrichtungen angesetzt wird. Wie eine solche Ausschleuseinrichtung funktioniert, ist an sich bekannt: Sie weist im Allgemeinen zwei Absperrorgane auf, z.B. einen ersten und einen zweiten Schieber, zwischen denen sich ein Schleusenraum befindet. Solange der erste Schieber, der die Verbindung zwischen dem Schleusenraum und dem die Suspension führenden System herstellt, geöffnet ist, füllt sich der Schleusenraum kontinuierlich mit dem zu entfernenden Unrat. In anderen Fällen ist es möglich, den ersten Schieber über längere Zeit geschlossen zu halten und nur taktweise zu öffnen, so dass schubweise ein Teil des im System aufkonzentrierten Unrates in die Schleusenkammer gelangt. Das eigentliche Ausschleusen erfolgt dadurch, dass der erste Schieber geschlossen und der zweite Schieber geöffnet wird, wodurch der im Schleusenraum befindliche Inhalt entleert werden kann. In der Regel fällt dieser in Folge seines Gewichtes aus dem Schleusenraum heraus; er kann aber auch abgesaugt oder ausgespült werden. Ausschleuseinrichtungen der hier betrachteten Art werden zumeist automatisch betrieben, d.h. es erfolgt eine Taktsteuerung, wobei die Absperrorgane automatisch öffnen und schließen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, den Verschleiß durch rotierende Schwerteile zu reduzieren.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1 mit den im Kennzeichen dieses Anspruchs genannten Merkmalen gelöst.
  • Mit Hilfe des beschriebenen Verbindungsteils gelingt es nämlich, die Strömung darin so zu beeinflussen, dass sich vorzugsweise im Zusammenwirken mit einer zugegebenen Flüssigkeit (z.B. Rückwasser aus der Anlage) eine sich allmählich abbremsende Rotationsströmung ausbildet, die die von oben einströmende Suspension aufnimmt. Das hat insbesondere den Vorteil, dass im Verbindungsteil selbst und an den sich anschließenden Teilen, z.B. einer Schieberplatte, der Verschleiß stark reduziert wird. Die absinkenden Schwerteile werden im Verbindungsteil von Fasern oder Faserstücken getrennt, können leicht nach unten absinken und sich am Boden ansammeln. Die Fasern hingegen gelangen mit dem Wasser in die Mitte des Verbindungsteils und von dort letztendlich in den Gutstoffauslass.
  • Die Erfindung wird erläutert an Hand von Zeichnungen. Dabei zeigen:
    • Figur 1:
    Einen achsparallelen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung;
    Figur 2:
    Schnitt gemäß Linie II der Fig. 1;
    Figur 3:
    Hydrozyklon mit erfindungsgemäßer Vorrichtung und Schwerteilschleuse.
  • In an sich bekannter Weise wird aus einem Hydrozyklon 3 (nur der untere Teil ist in Fig. 1 gezeichnet) eine mit Schwerteilen angereicherte Suspension durch einen ersten Schwerteilauslass 4' in ein im Allgemeinen darunter liegendes zylindrisches Anschlussteil 6 und dann über einen Schieber 10 in ein Verbindungsteil 2 abgeführt. Das Anschlussteil 6 kann mit einer verschleißfesten Auskleidung (5), z.B. einer Keramikbüchse, versehen sein. Die Figur 1 zeigt einen Schnitt in seitlicher Ansicht durch das erfindungsgemäß ausgestaltete Verbindungsteil 2. Dessen Innenfläche 9 ist in der Projektion ein Polygon, z.B. ein regelmäßiges Viereck. Der polygonförmige Querschnitt kann über die ganze axiale Erstreckung A konstant sein oder wie hier nahe am Schwerteilauslass 4 eine Einschnürung 7 aufweisen, die den Querschnitt dort wieder auf einen Kreis reduziert.
  • Die axiale Erstreckung A des Verbindungsteils 2 ist hier größer als der Innendurchmesser des Anschlussteiles 6, vorzugsweise 1,5 bis 5 Mal so groß. In Folge der bereits beschriebenen Trennvorgänge im Verbindungsteil 2 gelangen die überwiegend von Fasern befreiten Schwerteile in dessen unteren Bereich und können z.B. bei geöffnetem Schieber 10 in eine darunter liegende Schwerteilschleuse 17 (Fig. 3) gelangen. Das Verbindungsteil 2 könnte auch selbst als Schwerteilschleuse dienen, also oben und unten mit Schiebern angeschlossen werden. Die Verwendung einer Schwerteilschleuse ist zwar eine häufige, aber nicht die einzige Möglichkeit, Schwerteile aus dem Hydrozyklon zu entfernen. Es ist auch denkbar, das anfallende Gemisch von Wasser und Schwerteilen kontinuierlich abzuziehen.
  • Axial gesehen ist der Anschluss 15 zur Zugabe von Flüssigkeit F besonders vorteilhaft im polygonförmigen Bereich des Verbindungsteiles 2 angeordnet, z.B. wie hier im unteren Drittel. Wie Fig. 2 zeigt, kann der Anschluss 15 tangential angeschlossen sein. Die Einströmungsrichtung am Anschluss 15 kann der Richtung der Rotationsströmung im Verbindungsteil 2 entgegen stehen. Das Verbindungsteil 2 ist z.B. mit Schrauben 14 lösbar und damit leicht austauschbar an einem darüber liegenden zylindrischen Verbindungsteil 6 befestigt.
  • In Fig. 3 ist ein Hydrozyklon 3 dargestellt, der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattet ist, wobei das Verbindungsteil 2 in eine Schwerteilschleuse 17 mit einem oberen Schieber 10 und einem unteren Schieber 11 mündet. Das Verbindungsteil 2 ist hier direkt mit dem Hydrozyklon 3 verbunden, es kann aber auch die Verwendung des in Fig. 1 gezeigten Anschlussteils 6 vorgesehen werden. Die Faserstoffsuspension S wird über einen Zulaufanschluss 12 tangential in das Innere des Hydrozyklons 3 eingepumpt und in Rotation versetzt. Dadurch können in der bekannten Weise die Zentrifugalkräfte zu einer Trennung von Schwerteilen und Faserstoffsuspension benutzt werden. Die gereinigte Suspension wird als Gutstoff G durch das zentral oben angeordnete Gutstoffrohr 13 abgeführt. Die mit Schwerteilen stark angereicherte Suspension gelangt in das unten angeschlossene Verbindungsteil 2. Die darin nahezu faserfrei ausgewaschenen Schwerteile können dann durch den Schieber 11 in die darunter liegende Schwerteilschleuse 17 gelangen. Üblicherweise werden die beiden Schieber 10 und 11 durch eine entsprechende Steuervorrichtung getaktet, so dass die Schwerteile in einstellbaren Intervallen in die Schwerteilrinne 14 fallen können.

Claims (14)

  1. Vorrichtung zum Austragen von Schwerteilen aus einem Apparat zur Behandlung einer Faserstoffsuspension, insbesondere aus einem zum Abscheiden von Schwerteilen aus einer Faserstoffsuspension (S) dienenden Hydrozyklon (3) mit mindestens einem Verbindungsteil (2) zum direkten oder indirekten Anschluss an den Schwerteilauslass (4') des Apparats, wobei das Verbindungsteil (2) mit mindestens einem Schwerteilauslass (4) versehen ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Verbindungsteil (2) an seiner Innenfläche (9) einen polygonförmigen Querschnitt aufweist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass mindestens ein Verbindungsteil (2) mit mindestens einem Anschluss (15) zur Zugabe von Flüssigkeit (F) versehen ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Anschluss (15) im Bereich des polygonförmigen Querschnittes mündet.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Anschluss (15) tangential am Verbindungsteil (2) angeordnet ist.
  5. Vorrichtung nach einem der voran stehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Verbindungsteil (2) so an den Hydrozyklon (3) anzuschließen ist, dass seine Mittellinie (8) mit der des Hydrozyklons (3) fluchtet.
  6. Vorrichtung nach einem der voran stehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Verbindungsteil (2) eine Innenfläche (9) aufweist, deren Projektionsfläche ein Quadrat ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Quadrat abgerundete Ecken aufweist.
  8. Vorrichtung nach einem der voran stehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Verbindungsteil (2) an ein Anschlussteil (6) und dieses an den Schwerteilauslass (4') eines Hydrozyklons (3) anzuschließen ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Anschlussteil (6) mit einer zylindrischen verschleißfesten Auskleidung (5) versehen ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Auskleidung (5) eine Keramikbüchse ist.
  11. Vorrichtung nach einem der voran stehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Verbindungsteil (2) als Schwerteilschleuse mit zwei Schiebern ausgebildet ist.
  12. Vorrichtung nach einem der voran stehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Verbindungsteil (2) eine axiale Erstreckung (A) hat, die größer ist als der Innendurchmesser des Schwerteilauslasses (4') des Apparates zur Behandlung der Faserstoffsuspension.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die axiale Erstreckung (A) 1,5 bis 5 Mal so groß ist wie der Innendurchmesser.
  14. Vorrichtung nach einem der voran stehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Verbindungsteil (2) lösbar befestigt ist.
EP07001578A 2006-03-04 2007-01-25 Vorrichtung zum Austragen von Schwerteilen aus einem Apparat zur Behandlung einer Faserstoffsuspension, insbes. aus einem zum Reinigen einer Faserstoffsuspension betreibbaren Hydrozyklon Withdrawn EP1830001A3 (de)

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