DE19920237B4

DE19920237B4 - Method and device for mechanically separating a disperse system

Info

Publication number: DE19920237B4
Application number: DE19920237A
Authority: DE
Inventors: Guenter Slowik; Juergen Kohlmann
Original assignee: Kohlmann Juergen Prof Dr
Current assignee: Kohlmann Juergen Prof Dr
Priority date: 1998-10-29
Filing date: 1999-05-03
Publication date: 2011-05-05
Anticipated expiration: 2019-05-04
Also published as: DE59906973D1; DE19920237A1

Abstract

Verfahren zum mechanischen Trennen eines dispersen Systems in zwei oder mehrere disperse Systeme mit unterschiedlichen Eigenschaften in einem Zentrifugalabscheider (10), wobei mindestens zwei Teilströme (7, 8) aus einem Gesamtvolumenstrom (6) oder als getrennte Ausgangsförderströme gebildet werden, die durch tangentiale Zuführungskanäle (1, 2, 12, 13) als Rotationsströmung in den Zentrifugalabscheider (10) eingeleitet werden und die Teilströme (7, 8) entweder
a) in zwei tangentiale Zuführungskanäle (1, 2) mit an den Eintrittstellen (S₁, S₂) in den Zentrifugalabscheider (10) unterschiedlichen Querschnittsflächen in diesen eingeleitet werden oder
b) bei einer Aufteilung der Teilströme (7, 8) auf mehr als zwei tangentiale Zuführungskanäle (1, 2,12, 13) mindestens ein Teilstrom (7, 8) in weitere Unterteilströme (7a, 7b, 8a, 8b) aufgeteilt wird und jeder Unterteilstrom über einen tangentialen Zuführungskanal (1, 2, 12, 13) in den Zentrifugalabscheider (10) eingeleitet wird, wobei sich die Summen der Querschnittsflächen der tangentialen Zuführungskanäle (1, 2, 12, 13) an den Eintrittstellers (S₁ bzw....Method for mechanically separating a disperse system into two or more disperse systems having different properties in a centrifugal separator (10), wherein at least two substreams (7, 8) are formed from a total volume flow (6) or as separate output conveyor streams passing through tangential feed channels (10). 1, 2, 12, 13) are introduced as a rotary flow in the centrifugal separator (10) and the partial streams (7, 8) either
a) in two tangential feed channels (1, 2) with at the entry points (S ₁ , S ₂ ) in the centrifugal (10) different cross-sectional areas are introduced into this or
b) with a division of the partial streams (7, 8) to more than two tangential feed channels (1, 2, 12, 13) at least a partial stream (7, 8) in further sub-streams (7a, 7b, 8a, 8b) is divided and each sub-stream through a tangential feed channel (1, 2, 12, 13) is introduced into the centrifugal separator (10), wherein the sums of the cross-sectional areas of the tangential feed channels (1, 2, 12, 13) at the Eingangsstellers (S ₁ or ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum mechanischen Trennen eines dispersen Systems in zwei oder mehrere disperse Systeme mit unterschiedlichen Eigenschaften in einem Zentrifugalabscheider und eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung.The invention relates to a method for mechanically separating a disperse system into two or more disperse systems having different properties in a centrifugal separator and a device suitable for carrying out the method.

Als disperse Systeme kommen solche in Frage, bei denen die disperse Phase fest, flüssig oder gasförmig ist und das Dispersionsmittel entweder flüssig oder gasförmig, also fluid ist. Die mechanische Trennung eines derartigen dispersen Systems identischer Partikeldichte in Grob- und Feingut wird als ”Klassieren” bezeichnet. Wird eine Trennung nach unterschiedlichen Dichten durchgeführt, so spricht man von ”Sortieren”. Werden Partikel von einem sie umgebenden flüssigen oder gasförmigen Dispersionsmittel getrennt, so handelt es sich um ein Abscheideverfahren. Zur Durchführung der mechanischen Trennverfahren ”Klassieren”, ”Sortieren” und ”Abscheiden” werden sogenannte Zentrifugalabscheider, auch Zyklone genannt, eingesetzt.Disperse systems are those in which the disperse phase is solid, liquid or gaseous and the dispersant is either liquid or gaseous, ie fluid. The mechanical separation of such a disperse system of identical particle density in coarse and fine material is referred to as "classifying". If a separation is carried out according to different densities, this is called "sorting". If particles are separated from a surrounding liquid or gaseous dispersion medium, it is a deposition process. For carrying out the mechanical separation processes "classifying", "sorting" and "separating" so-called centrifugal separators, also called cyclones, are used.

Aus der DE 875 753 B ist eine Einrichtung zum Abscheiden fester, in einem Gasstrom schwebender Gutteile mittels eines Zentrifugalabscheiders bekannt. Der Gesamtstrom wird vor dem Eintritt in den Zentrifugalabscheider in zwei Teilströme geteilt, die tangential an unterschiedlichen Stellen in den Zentrifugalabscheider eingeleitet werden, um den mit der niedrigeren Konzentration an Gut angereicherten Teilstrom so in diesen einzuleiten, dass dadurch die Abscheidung des übrigen Gutes nicht gestört wird. In der Gesamtstromleitung ist eine Trennzunge angeordnet durch die der Gesamtstrom in die zwei Teilströme getrennt wird und um die gewünschte Vorabtrennung der Grobgutschicht zu bewirken.From the DE 875 753 B a device for separating solid, floating in a gas stream good parts by means of a centrifugal separator is known. The total stream is divided before entering the centrifugal separator into two partial streams, which are introduced tangentially at different points in the centrifugal separator, so as to introduce the enriched with the lower concentration of Gut partial stream in this, so that the deposition of the remaining material is not disturbed , In the total power line, a separating tongue is arranged by the total current is separated into the two partial streams and to effect the desired pre-separation of the coarse material layer.

Ein Verfahren und die dazugehörige Vorrichtung sind aus der DE 39 36 078 C2 bekannt. Das zur Steuerung des Grades der Trennung eines fluiden Mehrphasengemisches bestimmte Verfahren wird unter Verwendung eines Zyklonabscheiders mit einem Drallerzeuger durchgeführt. Dabei wird der gesamte Stoffstrom durch eine erste Teilung auf mindestens zwei Teilströme aufgeteilt oder es werden mindestens zwei Eingangsstoffströme für den Zyklonabscheider verwendet, wobei mindestens einer der Teilströme in seiner Größe veränderbar ist. Die Teilströme werden gegebenenfalls weiter aufgeteilt und anschließend den Zuführungskanälen des Drallerzeugers zugeleitet. Der Drallerzeuger besitzt eine Drallkammer mit mehreren tangentialen Zuführungskanälen, die die gleiche Querschnittsfläche haben und deren Anzahl geradzahlig ist.A method and the associated device are known from DE 39 36 078 C2 known. The method used to control the degree of separation of a multiphase fluid mixture is carried out using a cyclone separator with a swirl generator. In this case, the entire material flow is divided by a first division to at least two partial streams or at least two input material streams are used for the cyclone separator, wherein at least one of the partial streams is variable in size. The partial streams are optionally further divided and then fed to the feed channels of the swirl generator. The swirl generator has a swirl chamber with a plurality of tangential feed channels which have the same cross-sectional area and whose number is even.

Der Nachteil dieser Verfahrensweise und der dazugehörigen Vorrichtung besteht vor allem darin, dass der Abscheidegrad nur in einem sehr kleinen Bereich variiert werden kann, oder den Einbau einer verhältnismäßig großen Anzahl an tangentialen Zuführungskanälen erfordert. Letzteres führt zu einer wesentlichen Kostenerhöhung. Außer dem Abscheidegrad sind die Trennschärfe und die Trennkorngröße weitere bedeutende Kennwerte beim mechanischen Trennen eines dispersen Systems. Die beiden letztgenannten Kenngrößen können durch die in der DE 39 36 078 C2 beschriebenen Verfahrensweise nur unwesentlich beeinflusst werden.The disadvantage of this procedure and the associated device consists in the fact that the degree of separation can be varied only in a very small area, or requires the installation of a relatively large number of tangential feed channels. The latter leads to a significant increase in costs. In addition to the degree of separation, the selectivity and the separation grain size are further important parameters in the mechanical separation of a disperse system. The latter two parameters can by the in the DE 39 36 078 C2 described procedure are only insignificantly influenced.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zu schaffen, mit dem es möglich ist, ohne große bauliche Veränderungen den Abscheidegrad unabhängig vom Fluiddurchsatz in einer großen Breite variieren zu können sowie die Trennkorngröße und die Trennschärfe zu beeinflussen.The invention had the object of providing a method with which it is possible to vary the degree of separation regardless of the fluid flow in a large width without major structural changes and to influence the separation grain size and selectivity.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Verfahrensmerkmale gelöst. Geeignete Ausgestaltungen der Verfahrensweise sind in den Ansprüchen 2 bis 8 angegeben. Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist Gegenstand des Anspruches 9. Geeignete Ausgestaltungsvarianten der Vorrichtung sind in den Ansprüchen 10 bis 19 angegeben.According to the invention the object is achieved by the method features specified in claim 1. Suitable embodiments of the procedure are given in claims 2 to 8. A device for carrying out the method is the subject of claim 9. Suitable embodiments of the device are specified in claims 10 to 19.

Die vorgeschlagene Verfahrensweise, die Teilströme auf tangentiale Zuführungskanäle mit unterschiedlichen Querschnittsflächen als Einzelwert oder Summe an der Eintrittsstelle in den Zentrifugalabscheider aufzuteilen, führt zu einer wesentlichen Erweiterung des Regelbereiches und auf eine verbesserte Einflussnahme auf die verfahrenstechnischen und qualitativen Parameter während des Betriebes. Von großem Vorteil ist, dass sich im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen, der Abscheidegrad unabhängig vom Gesamtvolumenstrom in einem relativ großen Bereich geregelt werden kann. Für eine Vielzahl an Einsatzgebieten ist bereits eine Betriebsweise mit drei oder vier tangentialen Zuführungskanälen ausreichend. Diese sind entweder direkt am Zentrifugalabscheider gleichmäßig am Umfang verteilt angeordnet oder sie münden in eine gesonderte Drallkammer, mit der der Zentrifugalabscheider zusätzlich ausgerüstet ist. Ein Zentrifugalabscheider mit einer derartigen Drallkammer ist z. B. in der DE 39 36 078 C2 ausführlich beschrieben.The proposed procedure of dividing the partial flows on tangential feed channels with different cross-sectional areas as individual value or sum at the point of entry into the centrifugal separator leads to a substantial expansion of the control range and to an improved influence on the procedural and qualitative parameters during operation. It is of great advantage that, in comparison to the solutions known from the prior art, the degree of separation can be regulated independently of the total volume flow in a relatively large range. For a variety of applications is already a mode of operation with three or four tangential feed channels sufficient. These are either distributed directly on the centrifugal evenly distributed around the circumference or they open into a separate swirl chamber, with which the centrifugal separator is additionally equipped. A centrifugal separator with such a swirl chamber is z. B. in the DE 39 36 078 C2 described in detail.

Die Aufteilung des Gesamtvolumenstromes auf zwei Teilströme, die separat über ein Drosselventil oder eine Pumpe steuerbar sind, und jeder Teilstrom auf einen oder zwei tangentiale Zuführungskanäle aufgeteilt wird, wobei sich im Falle von zwei tangentialen Zuführungskanälen diese in ihrer Querschnittsfläche an der Eintrittsstelle in den Zentrifugalabscheider unterscheiden, oder bei mehr als zwei tangentialen Zuführungskanälen die Summe der Querschnittsflächen als Unterscheidungsmerkmal wesentlich ist, ermöglicht eine Vielzahl an Variationen hinsichtlich einer unterschiedlichen Einstellung der Eintrittsimpulse der einzelnen in den Zentrifugalabscheider einzuleitenden Teilströme, die sich auf die Zentrifugalbeschleunigung im Abscheider auswirken. Dadurch kann produktspezifisch die Trennschärfe und die Trennkorngröße eingestellt und die Einstellgrößen während des Betriebes verändert werden. Wesentlich ist auch, dass die erforderliche Rotationssymmetrie der Teilströme nach dem Eintritt in den Zentrifugalabscheider nicht beeinträchtigt wird.The distribution of the total volume flow to two partial streams, which are controlled separately via a throttle valve or a pump, and each partial flow is divided into one or two tangential feed channels, wherein in the case of two tangential feed channels, these differ in their cross-sectional area at the entry point into the centrifugal separator , or with more than two tangential feed channels the Sum of the cross-sectional areas as a distinguishing feature is essential, allows a variety of variations in a different adjustment of the input pulses of the individual to be introduced into the centrifugal part streams, which affect the centrifugal acceleration in the separator. As a result, the selectivity and the separation grain size can be adjusted product-specifically, and the setting variables can be changed during operation. It is also essential that the required rotational symmetry of the partial flows after entry into the centrifugal separator is not impaired.

Zur Vergrößerung des Abscheidegrades wird die Teilstrommenge, die durch den tangentialen Zuführungskanal mit der kleinsten Querschnittsfläche an der Eintrittsstelle in den Zentrifugalabscheider eingeleitet wird, durch entsprechende Einstellung von Pumpe oder Drosselorgan vergrößert und die andere Teilstrommenge wird dementsprechend verkleinert. Der Gesamtvolumenstrom bleibt dabei konstant. Die in den Zentrifugalabscheider eingeleiteten Teilströme werden sehr gut miteinander vermischt. Durch die Anordnung der bereits erwähnten Drallkammer kann dieser Effekt noch verbessert werden, wobei die radiale Komponente des Geschwindigkeitsvektors zunimmt. Bei einer Teilung der Teilströme vor den tangentialen Zuführungskanälen auf zwei Teilstrommengen, sollte die Teilstrommenge, die dem tangentialen Zuführungskanal mit der größeren Querschnittsfläche oder den Zuführungskanälen mit der größeren Summe der Querschnittsflächen zugeordnet ist, über ein in die Teilstromleitung eingebundenes Drosselventil regelbar sein. Mit diesem Ventil kann dann dieser Teilstrom in seinem Durchsatz beeinflußt werden. Bei konstantem Durchsatz wird dann zwangsläufig die andere Teilstrommenge, die über den Zuführungskanal mit der kleineren Querschnittsfläche in den Zentrifugalabscheider eingeleitet wird, erhöht. Dadurch ergibt sich bereits ein großer Regelbereich für den Abscheidegrad. Durch den Einbau einer zusätzlichen Drallkammer in den Zentrifugalabscheider können evtl. auftretende Unregelmäßigkeiten infolge unterschiedlicher Eintrittsimpulse der zwei, drei oder vier Teilstrommengen weitestgehend ausgeglichen werden. In der Drallkammer sollten Einbauten für eine gewisse Zwangsführung der eingeleiteten Teilströme vorgesehen sein. Wichtig ist, daß für die Teilströme eine freie Auswahl getroffen werden kann und nicht ein Teilstrom aus einer Rückführung resultiert und demzufolge nicht frei einstellbar ist. Die Teilströme können entweder aus einem Gesamtvolumenstrom durch Teilung oder als getrennte Ausgangsförderströme, die von einem oder zwei Vorratsbehältern ausgehen und bei denen der Stofftransport durch separate Förderorgane erfolgt, gebildet werden. Eine Volumenstromänderung zur Bildung unterschiedlicher Teilströme kann dann durch Änderung der Drehzahl der eingesetzten Pumpen bewirkt werden. Die vorgeschlagene Verfahrensweise kann auch für solche Anwendungen zum Einsatz kommen, bei denen der Abscheidegrad konstant gehalten werden soll, bei veränderlichem Fluiddurchsatz. Im Vergleich zu der erfindungsgemäßen Lösung ist bei der aus dem Stand der Technik bekannten Verfahrensweise der erzielbare Regelbereich erheblich eingeschränkt. Bei gleichen Querschnittsflächen aller tangentialen Zuführungskanäle ist lediglich eine weitere Aufteilung der Teilströme im Teilungsverhältnis 2:1 möglich. Die beiden Teilströme werden über symmetrisch angeordnete Leitungen und tangentiale Zuführungskanäle in die Drallkammer des Zentrifugalabscheiders eingeleitet. Außerdem ist diese Lösung nur für Zentrifugalabscheider mit einer zusätzlichen Drallkammer geeignet. Die Erfindung soll nachstehend an mehreren Beispielen erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigenTo increase the degree of separation, the amount of partial flow which is introduced through the tangential feed channel with the smallest cross-sectional area at the entry point into the centrifugal separator is increased by appropriate adjustment of the pump or throttle body and the other partial flow amount is correspondingly reduced. The total volume flow remains constant. The introduced into the centrifugal part streams are mixed very well with each other. The arrangement of the already mentioned swirl chamber, this effect can be further improved, the radial component of the velocity vector increases. In a division of the partial flows before the tangential supply channels to two partial flow amounts, the amount of partial flow, which is assigned to the tangential supply channel with the larger cross-sectional area or the supply channels with the larger sum of the cross-sectional areas, should be controllable via a throttle valve integrated in the partial flow line. With this valve then this partial flow can be influenced in its throughput. At a constant throughput then inevitably increases the other amount of partial flow, which is introduced via the supply channel with the smaller cross-sectional area in the centrifugal separator. This already results in a large control range for the degree of separation. By installing an additional swirl chamber in the centrifugal separator any irregularities due to different entry pulses of the two, three or four partial flow quantities can be largely compensated. In the swirl chamber internals should be provided for a certain forced operation of the introduced partial flows. It is important that a free selection can be made for the partial flows and not a partial flow results from a feedback and therefore is not freely adjustable. The partial flows can be formed either from a total volume flow by division or as separate output flow rates, which emanate from one or two storage containers and in which the mass transfer takes place by separate conveying elements. A volume flow change to form different partial flows can then be effected by changing the speed of the pumps used. The proposed procedure can also be used for those applications in which the degree of separation is to be kept constant, with variable fluid flow rate. In comparison with the solution according to the invention, the achievable control range is considerably restricted in the procedure known from the prior art. For the same cross-sectional areas of all tangential feed channels only a further division of the partial flows in the division ratio 2: 1 is possible. The two partial streams are introduced via symmetrically arranged lines and tangential feed channels in the swirl chamber of the centrifugal separator. Moreover, this solution is only suitable for centrifugal separators with an additional swirl chamber. The invention will be explained below with reference to several examples. In the accompanying drawing show

1 einen Zentrifugalabscheider mit zwei tangentialen Zuführungskanälen, als Längsschnitt gemäß der Linie B-B in 2, 1 a centrifugal separator with two tangential feed channels, as a longitudinal section along the line BB in 2 .

2 einen Schnitt gemäß der Linie A-A in 1, 2 a section along the line AA in 1 .

3 die perspektivische Darstellung des Zentrifugalabscheiders gemäß 1 mit einer Variante für die Teilstromaufteilung, 3 the perspective view of the centrifugal according to 1 with a variant for the partial flow distribution,

4 einen Zentrifugalabscheider gemäß 1 mit einer zusätzlichen Drallkammer, als Längsschnitt gemäß der Linie B-B in 5, 4 a centrifugal separator according to 1 with an additional swirl chamber, as a longitudinal section along the line BB in 5 .

5 einen Schnitt gemäß der Linie A-A in 4, 5 a section along the line AA in 4 .

6 einen Zentrifugalabscheider mit drei tangentialen Zuführungskanälen, die in eine Drallkammer münden, in perspektivischer Darstellung, 6 a centrifugal separator with three tangential feed channels, which open into a swirl chamber, in perspective,

7 den Zentrifugalabscheider gemäß 6 als Längsschnitt, 7 the centrifugal separator according to 6 as a longitudinal section,

8 die Draufsicht auf den Zentrifugalabscheider gemäß 6, 8th the top view of the centrifugal separator according to 6 .

9 das Funktionsschaltbild für eine Variante der Teilstromaufteilung des Zentrifugalabscheiders gemäß 6, 9 the functional diagram for a variant of the partial flow distribution of the centrifugal separator according to 6 .

10 ein Funktionsschaltbild für die Aufteilung der Teilströme bei einem Zentrifugalabscheider mit vier tangentialen Zuführungskanälen und 10 a functional diagram for the division of the partial flows in a centrifugal separator with four tangential supply channels and

11 ein Funktionsschaltbild für die Aufteilung zwei separat entnommener Teilströme auf drei tangentiale Zuführungskanäle eines Zentrifugalabscheiders. 11 a functional diagram for the division of two separately removed streams on three tangential feed channels of a centrifugal separator.

Der in der 1 gezeigte Zentrifugalabscheider 10 besteht in an sich bekannter Weise aus einem Abscheideraum 3, der mit einem konischen Unterteil 4 verbunden ist sowie einem Tauchrohr 5, das aus dem Abscheideraum 3 herausragt. In den Abscheideraum 3 münden die beiden tangentialen Zuführungskanäle 1, 2 für die Zuführung des dispersen Systems, das im Zentrifugalabscheider 10 einem Trennprozeß unterzogen werden soll. Wie in der 2 deutlich zu sehen, weisen die beiden Zuführungskanäle 1, 2 an ihren Eintrittsstellen S₁, S₂ unterschiedliche Querschnittsflächen auf. Die beiden tangentialen Zuführungskanäle 1, 2 besitzen die gleiche Höhe und jeweils eine rechteckige Querschnittsfläche, und unterscheiden sich lediglich in ihrer Breite. Der Zuführungskanal 1 ist an der Eintrittsstelle S₁ breiter ausgebildet als der andere tangentiale Zuführungskanal 2 an der gleichen Stelle S₂. Entscheidend ist die Querschnittsfläche unmittelbar an der Eintrittsstelle in den Zentrifugalabscheider 10. Bis zu dieser Stelle können die tangentialen Zuführungskanäle auch einen anderen Querschnittsverlauf aufweisen, z. B. einen konischen. Die Form bzw. Kontur der Querschnittsfläche muß selbstverständlich nicht ausschließlich rechteckförmig, sondern kann z. B. auch kreisrund ausgeführt sein. Unter Bezugnahme auf die 3 wird die Betriebsweise dieser Ausführungsvariante näher erläutert. Der gesamte Fluidstrom des zu trennenden dispersen Systems wird einem Vorratsbehälter entnommen und anschließend auf zwei Teilströme 7 und 8 aufgeteilt. In die Teilstromleitung für den Teilstrom 8 ist vor der Anschlußstelle an den tangentialen Zuführungskanal 1 ein Ventil 9 eingebunden. Der in seinem Volumenstrom veränderbare Teilstrom 8 wird über den Zuführungskanal 1 mit der größeren Querschnittsfläche an der Eintrittsstelle S₁ in den Zentrifugalabscheider 10 eingeleitet. Der andere Teilstrom 7 wird direkt über den Zuführungskanal 2 eingeleitet, der an der Eintrittsstelle S₂ eine kleinere Querschnittsfläche aufweist. Wird das Ventil 9 vollständig geöffnet, so stellt sich bei konstantem Gesamtvolumenstrom 6 ein von der Abscheidegeometrie und den Stoffdaten abhängiger Abscheidegrad ein. Schließt man das Ventil 9 schrittweise und hält dabei den Gesamtvolumenstrom 6 konstant, so wird der Abscheidegrad erhöht, infolge der höheren Geschwindigkeit an der Eintrittsstelle S₂ mit der kleineren Querschnittsfläche. The Indian 1 shown centrifugal separator 10 consists in a conventional manner of a separation chamber 3 , with a conical base 4 connected as well as a dip tube 5 coming from the separation room 3 protrudes. In the separation room 3 open the two tangential feed channels 1 . 2 for the supply of the disperse system, in the centrifugal separator 10 to undergo a separation process. Like in the 2 clearly visible, have the two supply channels 1 . 2 at their entry points S ₁ , S ₂ different cross-sectional areas. The two tangential feed channels 1 . 2 have the same height and each have a rectangular cross-sectional area, and differ only in their width. The feed channel 1 is formed at the entry point S ₁ wider than the other tangential feed channel 2 in the same place S ₂ . The decisive factor is the cross-sectional area directly at the point of entry into the centrifugal separator 10 , Up to this point, the tangential feed channels can also have a different cross-sectional profile, z. B. a conical. The shape or contour of the cross-sectional area must of course not exclusively rectangular, but can z. B. also be circular. With reference to the 3 the operation of this embodiment is explained in detail. The entire fluid flow of the disperse system to be separated is taken from a reservoir and then to two partial streams 7 and 8th divided up. In the partial flow line for the partial flow 8th is in front of the connection point to the tangential feed channel 1 a valve 9 involved. The variable in its volume flow partial flow 8th is via the feed channel 1 with the larger cross-sectional area at the point of entry S ₁ in the centrifugal separator 10 initiated. The other partial flow 7 is directly via the feed channel 2 introduced, which has a smaller cross-sectional area at the entry point S ₂ . Will the valve 9 fully open, so turns at a constant total flow 6 a degree of separation dependent on the deposition geometry and the material data. Close the valve 9 gradually and keeps the total volume flow 6 constant, so the degree of separation is increased, due to the higher speed at the entry point S ₂ with the smaller cross-sectional area.

In den 4 und 5 ist eine Ausführungsvariante dargestellt, die im Vergleich zu der Variante gemäß den 1 bis 3 noch mit einer zusätzlichen Drallkammer 11 ausgerüstet ist. Diese befindet sich oberhalb des Abscheideraumes 3 und besitzt einen größeren Durchmesser als der Abscheideraum 3. In ihrer Höhe ist die Drallkammer 11 niedriger als die Höhe des Abscheideraumes 3. Die tangentialen Zuführungskanäle 1 und 2 münden am Außenumfang der Drallkammer 11 in diese. In der Drallkammer 11 werden die tangential eingeleiteten Teilströme zur Mittelachse des Zentrifugalabscheiders 10 beschleunigt und vergleichmäßigt. Dadurch wird erreicht, dass beim Eintritt in den Abscheideraum 3 eine besonders hohe Rotationssymmetrie der Strömung erreicht wird.In the 4 and 5 a variant is shown, in comparison to the variant according to the 1 to 3 still with an additional swirl chamber 11 equipped. This is located above the separation chamber 3 and has a larger diameter than the separation chamber 3 , At its height is the swirl chamber 11 lower than the height of the separation chamber 3 , The tangential feed channels 1 and 2 open on the outer circumference of the swirl chamber 11 in these. In the swirl chamber 11 be the tangentially introduced streams to the central axis of the centrifugal separator 10 accelerated and evened out. This ensures that when entering the separation chamber 3 a particularly high rotational symmetry of the flow is achieved.

In den 6 bis 8 ist eine Ausführungsvariante mit drei tangentialen Zuführungskanälen 1, 2, und 12 mit identischen Querschnittsflächen an den Eintrittsstellen S₁, S₂ und S₁₂ in die Drallkammer 11 des Zentrifugalabscheiders 10 gezeigt. Die Eintrittsstellen S₁, S₂ und S₁₂ sind gleichmäßig verteilt über den Umfang der Drallkammer 11 angeordnet, besitzen somit jeweils den gleichen Abstand zueinander. Innerhalb der Drallkammer 11 ist um das Tauchrohr 5 ein Bauteil 14 mit einer kegelförmigen Mantelfläche angeordnet, deren Kegelspitze in Richtung des Abscheideraumes 3 zeigt. Parallel dazu beabstandet ist an der Übergangsstelle von der Drallkammer 11 in den Abscheideraum 3 ein in entgegengesetzter Richtung zeigender kegelförmiger bzw. trichterförmiger Einlauf 15 angeordnet. Dadurch kann in der Drallkammer bereits eine Vorabscheidung der schwereren Phase stattfinden.In the 6 to 8th is a variant with three tangential feed channels 1 . 2 , and 12 with identical cross-sectional areas at the entry points S ₁ , S ₂ and S ₁₂ in the swirl chamber 11 of the centrifugal separator 10 shown. The entry points S ₁ , S ₂ and S ₁₂ are evenly distributed over the circumference of the swirl chamber 11 arranged, thus each have the same distance from each other. Inside the swirl chamber 11 is around the dip tube 5 a component 14 arranged with a conical lateral surface, whose apex in the direction of the separation chamber 3 shows. Parallel spaced apart is at the transition point of the swirl chamber 11 in the separation room 3 a conical or funnel-shaped inlet pointing in the opposite direction 15 arranged. As a result, a pre-separation of the heavier phase can already take place in the swirl chamber.

Bei dieser Variante tritt der erfindungsgemäße Effekt nur dann ein, wenn zwei tangentiale Zuführungskanäle, wie z. B. 2 und 12, über eine Zuführungsleitung für den Teilstrom 8 und der dritte Zuführungskanal, z. B. 1, über die andere Zuführungsleitung für den Teilstrom 7 gespeist werden. Diese Schaltungsvariante ist in 9 gezeigt. Der Gesamtfluidstrom 6 wird mittels einer Förderstrompumpe 16 dem Vorratsbehälter entnommen und auf die beiden Teilströme 7 und 8 aufgeteilt. Der Teilstrom 7 gelangt ohne weitere Beeinflussung über den tangentialen Zuführungskanal 1 in den Zentrifugalabscheider 10. Der Teilstrom 8 wird in zwei weitere Unterteilströme 8a und 8b aufgeteilt, wobei in die Leitung für den Teilstrom 8 ein Ventil 9 eingebunden ist. Der Unterteilstrom 8a gelangt dann über den tangentialen Zuführungskanal 2 und der Unterteilstrom 8b über den tangentialen Zuführungskanal 12 in den Zentrifugalabscheider 10. Die Summe der Querschnittsflächen an den Eintrittsstellen S₂ und S₁₂ der Zuführungskanäle 2 und 12 ist größer als die Querschnittsfläche an der Eintrittsstelle S₁ des Zuführungskanals 1.In this variant, the effect of the invention occurs only when two tangential feed channels such. B. 2 and 12 , via a supply line for the partial flow 8th and the third feed channel, e.g. B. 1 , via the other supply line for the partial flow 7 be fed. This circuit variant is in 9 shown. The total fluid flow 6 is by means of a delivery pump 16 taken from the reservoir and the two streams 7 and 8th divided up. The partial flow 7 passes through the tangential feed channel without further influence 1 in the centrifugal separator 10 , The partial flow 8th will be in two more sub-streams 8a and 8b split, taking in the line for the partial flow 8th a valve 9 is involved. The sub-stream 8a then passes over the tangential feed channel 2 and the sub-stream 8b over the tangential feed channel 12 in the centrifugal separator 10 , The sum of the cross-sectional areas at the entry points S ₂ and S _{12 of} the feed channels 2 and 12 is greater than the cross-sectional area at the entry point S _{1 of} the feed channel 1 ,

Im vorliegenden Fall sind die Querschnittsflächen aller drei Zuführungskanäle identisch.In the present case, the cross sectional areas of all three feed channels are identical.

Das muss jedoch nicht immer so sein, wesentlich ist nur, dass die beiden tangentialen Zuführungskanäle, die mit einer im Volumenstrom veränderbaren Leitung verbunden sind, in ihrer Summe eine größere Querschnittsfläche aufweisen.However, this does not always have to be the case, it is only essential that the two tangential supply channels, which are connected to a variable volume flow line, in their sum have a larger cross-sectional area.

Die Vorteile dieser Schaltungsvariante bestehen vor allem in einer einheitlichen konstruktiven Auslegung der tangentialen Zuführungskanäle, wodurch der bauliche Aufwand gering gehalten wird. Außerdem können alle tangentialen Zuführungskanäle mit den gleichen Anschlussverbindungen ausgerüstet werden.The advantages of this circuit variant consist mainly in a uniform structural design of the tangential feed channels, whereby the structural complexity is kept low. In addition, all tangential feed channels can be equipped with the same connection connections.

In der 10 ist eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsvariante für eine Anordnung mit vier tangentialen Zuführungskanälen 1, 2, 12 und 13 dargestellt.In the 10 is a further embodiment of the invention for an arrangement with four tangential feed channels 1 . 2 . 12 and 13 shown.

Die Zuführungskanäle 1 und 12 haben an ihren Eintrittsstellen S₁, und S₁₂ in den Zentrifugalabscheider 10 jeweils die gleiche Querschnittsfläche und sind einander gegenüberliegend angeordnet. Beides trifft in analoger Weise auch für die Zuführungskanäle 2 und 13 mit den Eintrittsstellen S₂ und S₁₃ zu. Die Summen der Querschnittsflächen, einerseits der Zuführungskanäle 1 und 12 und andererseits der Zuführungskanäle 2 und 13, sind jedoch unterschiedlich. Der einem Behälter entnommene Gesamtvolumenstrom 6 wird nach der Einbindung der Förderstrompumpe 16 auf die beiden Teilströme 7 und 8 aufgeteilt. In die Leitung für den Teilstrom 8 ist ein Ventil 9 eingebunden. Nach dem Ventil 9 wird der Teilstrom 8 auf zwei weitere Unterteilströme 8a und 8b aufgeteilt, die über die tangentialen Zuführungskanäle 2 und 13, die an den Eintrittsstellen S₂ und S₁₃ im Vergleich zu den beiden anderen Zuführungskanälen 1 und 12 die größeren Querschnittsflächen aufweisen, in den Zentrifugalabscheider 10 eingeleitet werden. Der andere, vom Gesamtvolumenstrom abzweigende Teilstrom 7 wird ebenfalls auf zwei weitere Teilströme 7a und 7b aufgeteilt, die über die tangentialen Zuführungskanäle 1, 12 mit den kleineren Querschnittsflächen an den Eintrittsstellen S₁ und S₁₂ in den Zentrifugalabscheider 10 eingeleitet werden. An dieser Stelle soll nochmals darauf hingewiesen werden, dass z. B. bei vier Zuführungskanälen nicht die Einzelquerschnitte von Bedeutung sind, sondern die Summen der Querschnittsflächen der jeweils einer von der Gesamtvolumenstrom 6 führenden Leitung abzweigenden Leitungen für die Teilströme 7 und 8. Bei vier tangentialen Zuführungskanälen besteht auch die Möglichkeit einer Schaltungsvariante, wonach der eine Teilstrom, z. B. 7, nur über einen tangentialen Zuführungskanal in den Zentrifugalabscheider eingeleitet wird und der andere Teilstrom 8, der über ein Ventil regelbar ist, auf die anderen drei tangentialen Zuführungskanäle aufgeteilt wird. Selbstverständlich ist die Summe der drei Querschnittsflächen größer als die noch verbleibende Querschnittsfläche.The feeder channels 1 and 12 have at their entry points S ₁ , and S ₁₂ in the centrifugal separator 10 each have the same cross-sectional area and are arranged opposite each other. Both meet in an analogous manner for the supply channels 2 and 13 with the entry points S ₂ and S ₁₃ too. The sums of the cross-sectional areas, on the one hand the supply channels 1 and 12 and, on the other hand, the feed channels 2 and 13 but are different. The total volume flow taken from a container 6 becomes after the integration of the delivery pump 16 to the two partial streams 7 and 8th divided up. Into the line for the partial flow 8th is a valve 9 involved. After the valve 9 becomes the partial flow 8th on two further sub-streams 8a and 8b split over the tangential feed channels 2 and 13 at the entry points S ₂ and S ₁₃ in comparison to the two other feed channels 1 and 12 have the larger cross-sectional areas in the centrifugal separator 10 be initiated. The other partial flow branching off from the total volume flow 7 is also on two more sub-streams 7a and 7b split over the tangential feed channels 1 . 12 with the smaller cross-sectional areas at the entry points S ₁ and S ₁₂ in the centrifugal separator 10 be initiated. At this point, it should again be noted that z. B. in four feed channels not the individual cross-sections are of importance, but the sums of the cross-sectional areas of each one of the total volume flow 6 leading line branching lines for the partial streams 7 and 8th , In four tangential feed channels there is also the possibility of a circuit variant, after which a partial flow, z. B. 7 , is introduced only via a tangential feed channel in the centrifugal separator and the other partial flow 8th which is controllable via a valve, is divided on the other three tangential feed channels. Of course, the sum of the three cross-sectional areas is greater than the remaining cross-sectional area.

Durch die paarweise gegenüberliegende Anordnung der tangentialen Zuführungskanäle mit jeweils gleichem Querschnitt an der Eintrittsstelle in den Zentrifugalabscheider wird eine verbesserte Rotationssymmetrie bei Einleitung unterschiedlicher Teilstrommengen erreicht. In 11 ist noch eine weitere Ausführungsvariante dargestellt, bei der der Gesamtvolumenstrom aus zwei separaten Teilströmen 7, 8 gebildet wird, die entweder einem Behälter oder zwei örtlich getrennten Behältern entnommen werden, und zwar jeweils jeder Teilstrom 7, 8 über eine gesonderte Förderstrompumpe 16 bzw. 17.Due to the paired arrangement of the tangential feed channels, each with the same cross-section at the entry point into the centrifugal separator, an improved rotational symmetry is achieved when different amounts of partial flow are introduced. In 11 is yet another embodiment shown, in which the total volume flow of two separate partial streams 7 . 8th is formed, which are removed either a container or two locally separate containers, in each case each partial flow 7 . 8th via a separate delivery pump 16 respectively. 17 ,

Der Teilstrom 7 gelangt dann ohne weitere Aufteilung über den tangentialen Zuführungskanal 1 mit der kleineren Querschnittsfläche an der Eintrittsstelle S₁ in den Zentrifugalabscheider 10. Der andere Teilstrom 8 wird auf zwei Unterteilströme 8a und 8b aufgeteilt, die über die tangentialen Zuführungskanäle 2 und 12 mit den größeren Querschnittsflächen an den Eintrittsstellen S₂ und S₁₂ in den Zentrifugalabscheider 10 geleitet werden. Entscheidend ist wiederum, dass die Summe der Querschnittsflächen der Eintrittsstellen S₂ und S₁₂ größer ist als die noch verbleibende Querschnittsfläche.The partial flow 7 then passes through the tangential feed channel without further division 1 with the smaller cross-sectional area at the point of entry S ₁ in the centrifugal separator 10 , The other partial flow 8th is on two sub-streams 8a and 8b split over the tangential feed channels 2 and 12 with the larger cross-sectional areas at the entry points S ₂ and S ₁₂ in the centrifugal separator 10 be directed. Decisive, in turn, is that the sum of the cross-sectional areas of the entry points S ₂ and S _{12 is} greater than the remaining cross-sectional area.

Die Regelung der einzelnen Förderstrommengen erfolgt ausschließlich über die Drehzahlregelung der Förderstrompumpen 16 und 17.The regulation of the individual flow rates is carried out exclusively via the speed control of the delivery pumps 16 and 17 ,

Diese Variante bietet folgende Vorteile:
Bei bestimmten dispersen Systemen besteht die Gefahr, dass die die Zufuhrleitungen verstopfen können, insbesondere im Bereich von Ventilen. Durch die mögliche Regelung der zuzuführenden Stoffmengen ausschließlich durch die Drehzahlregelung über eingebaute Pumpen, kann eine Verstopfungsgefahr vermieden werden.This variant offers the following advantages:
Certain disperse systems are in danger of clogging the supply lines, particularly in the area of valves. By the possible control of the supplied quantities of material exclusively by the speed control via built-in pumps, a risk of clogging can be avoided.

Wird der Zentrifugalabscheider im Saugbetrieb gefahren, so ist die Pumpe bzw. der Verdichter hinter dem Zentrifugalabscheider angeordnet. Eine Einflussnahme auf den Förderstrom erfolgt dann über die Kennlinie der Pumpe oder über die die angesaugte Falschluft (Aerozyklon).If the centrifugal separator is driven in suction mode, then the pump or the compressor is arranged behind the centrifugal separator. An influence on the flow then takes place via the characteristic curve of the pump or via the sucked secondary air (aero cyclone).

Claims

Method for mechanically separating a disperse system into two or more disperse systems having different properties in a centrifugal separator ( 10 ), wherein at least two partial streams ( 7 . 8th ) from a total volume flow ( 6 ) or as separate output feed streams formed by tangential feed channels ( 1 . 2 . 12 . 13 ) as a rotary flow in the centrifugal separator ( 10 ) and the partial flows ( 7 . 8th ) either a) into two tangential feed channels ( 1 . 2 ) with at the entry points (S ₁ , S ₂ ) in the centrifugal separator ( 10 ) of different cross-sectional areas are introduced into this or b) in a division of the partial flows ( 7 . 8th ) to more than two tangential feed channels ( 1 . 2 . 12 . 13 ) at least one substream ( 7 . 8th ) into further sub-streams ( 7a . 7b . 8a . 8b ) and each sub-stream via a tangential feed channel ( 1 . 2 . 12 . 13 ) in the centrifugal separator ( 10 ), the sums of the cross-sectional areas of the tangential feed channels ( 1 . 2 . 12 . 13 ) at the entry point (S ₁ or S ₂ and S ₁₂ or S ₁ and S ₁₂ or S ₂ and S ₁₃ ) in the centrifugal separator ( 10 ), which the respective partial flow ( 7 or 8th ), and at least the substream ( 8th ) facing the tangential feed channel ( 1 ) with the larger cross-sectional area or the tangential feed channels ( 2 . 12 . 13 ) is associated with the larger sum of the cross-sectional areas, by means of a control member ( 9 . 17 ) is changed immediately, and the division of the partial flows ( 7 . 7a . 7b . 8th . 8a . 8b ) on the tangential feed channels ( 1 . 2 . 12 . 13 ) is carried out so that at the required higher peripheral speed in the centrifugal separator ( 10 ) the tangential feed channels ( 2 . 1 or 1 and 12 ) with the smaller cross-sectional area or sum of the cross-sectional areas at the entry point (S ₂ , S ₁ or S ₁ and S ₁₂ ) in the centrifugal separator ( 10 ) with a larger partial flow ( 7 ) or the total volume flow ( 6 ) and vice versa.

The method according to claim 1, characterized in that a pump ( 17 ) and / or a valve ( 9 ) are used.

Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that the partial flows ( 7 . 8th ) are changed independently of each other by changing the flow rate of the respective pump.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that two separate partial streams ( 7 . 8th ) form the output flow rates, each of these streams ( 7 . 8th ) by a pump ( 16 . 17 ) and at least one substream ( 8th ) to further sub-streams ( 8a . 8b ), which via tangential feed channels ( 2 . 12 ) in the centrifugal separator ( 10 ) be initiated.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the influence on the flow rate of the partial flows ( 7 . 7a . 7b . 8th . 8a . 8b ) outside the tangential feed channels ( 1 . 2 . 12 . 13 ) is made.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the in the centrifugal separator ( 10 ) introduced partial and / or sub-streams ( 7 . 7a . 7b . 8th . 8a . 8b ) before reaching the working space of the centrifugal separator ( 10 ) are accelerated in the direction of Zentrifugalabscheiderachse.

Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the partial flows ( 7 . 8th ) are taken from a common or separate storage containers.

Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that at a constant total volume flow ( 6 ) for lowering the separation grain size of the partial flow ( 7 . 8th ) is reduced with the larger volume flow and the partial flow is increased with the smaller volume flow, while increasing the form.

Apparatus for carrying out the method according to at least one of the preceding claims, consisting of a centrifugal separator ( 10 ) with several tangential feed channels ( 1 . 2 . 12 . 13 ), where a) in an arrangement of two feed channels ( 1 . 2 ) these at the entry points (S ₁ , S ₂ ) in the centrifugal separator ( 10 ) have a different cross-sectional area and b) in an arrangement of more than two tangential feed channels ( 1 . 2 . 12 . 13 ) at least two tangential feed channels ( 2 . 12 or 2 . 13 ) with lines for sub-streams ( 8a . 8b ) connected by one of the partial flow ( 8th branch off the leading line, and the sums of the cross-sectional areas at the entry points (S ₁ or S ₂ and S ₁₂ ; or S ₁ and S ₁₂ or S ₂ and S ₁₃ ) of the feed channels ( 1 . 2 . 12 . 13 ) in the centrifugal separator ( 10 ), the respective line for a partial flow ( 7 or 8th ) and both in an arrangement of two and more than two tangential feed channels ( 1 . 2 . 12 . 13 ) at least into the partial flow ( 8th ) leading to the tangential feed channels ( 1 or 2 . 12 or 2 . 13 ) with the larger cross-sectional area or sum of the cross-sectional areas at the point of entry into the centrifugal separator ( 10 ), a control body ( 9 . 17 ) is involved.

Apparatus according to claim 9, characterized in that the tangential feed channels ( 1 . 2 . 12 . 13 ) at the entry points (S ₁ , S ₂ , S ₁₂ , S ₁₃ ) in the centrifugal separator ( 10 ) have the same height.

Device according to one of claims 9 or 10, characterized in that differ the different cross-sectional areas or the sums of the cross-sectional areas formed by more than four times.

Device according to one of claims 9 to 11, characterized in that the tangential feed channels ( 2 . 12 or 1 . 12 or 2 . 13 ) with equal cross-sectional areas at the point of entry into the centrifugal separator ( 10 ) via lines for the sub-streams ( 7a . 7b . 8a . 8b ) with a common supply line for the partial flows ( 7 . 8th ) are connected.

Device according to one of claims 9 to 12, characterized in that in at least one of the supply lines of the partial streams ( 7 . 8th ) a continuously adjustable control member ( 9 . 16 . 17 ) is involved.

Apparatus according to claim 13, characterized in that the control member is a pump ( 16 . 17 ) or a valve ( 9 ).

Device according to one of claims 9 to 14, characterized in that the central axes of the cross-sectional areas of the tangential feed channels ( 1 . 2 . 12 . 13 ) at the entry points (S ₁ , S ₂ , S ₁₂ , S ₁₃ ) into the centrifugal separator ( 10 ) lie in a plane and the cross-sectional areas are arranged evenly distributed.

Device according to one of claims 9 to 15, characterized in that the tangential feed channels ( 1 . 2 . 12 . 13 ) are arranged lying on the same axial coordinate.

Device according to one of claims 9 to 16, characterized in that the supply lines of the partial flows ( 7 . 8th . 7a . 7b . 8a . 8b ) have different connection cross sections, such that the supply lines of the partial flows ( 8th . 8a . 8b ) connected to the tangential feed channels ( 1 . 2 . 12 . 13 ) whose cross-sectional area or sum of the cross-sectional areas at the entry points into the centrifugal separator ( 10 ) is the largest, have the larger connection cross-section.

Device according to one of claims 9 to 17, characterized in that the centrifugal separator ( 10 ) with a swirl chamber ( 11 ) whose diameter is greater than the diameter of the separation chamber ( 3 ) of the centrifugal separator ( 10 ) and whose height is less than the height of the separation chamber ( 3 ), wherein the tangential feed channels ( 1 . 2 . 12 . 13 ) with the swirl chamber ( 11 ) keep in touch.

Device according to one of claims 9 to 18, characterized in that the number of tangential feed channels ( 1 . 2 . 12 . 13 ) is limited to four.