KR20180090281A - 사이클론 시스템 - Google Patents

사이클론 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20180090281A
KR20180090281A KR1020187015992A KR20187015992A KR20180090281A KR 20180090281 A KR20180090281 A KR 20180090281A KR 1020187015992 A KR1020187015992 A KR 1020187015992A KR 20187015992 A KR20187015992 A KR 20187015992A KR 20180090281 A KR20180090281 A KR 20180090281A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cyclone
cone
discharge
feed inlet
wall
Prior art date
Application number
KR1020187015992A
Other languages
English (en)
Inventor
한스-조아심 볼터스도르프
Original Assignee
한스-조아심 볼터스도르프
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한스-조아심 볼터스도르프 filed Critical 한스-조아심 볼터스도르프
Publication of KR20180090281A publication Critical patent/KR20180090281A/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B04C5/08—Vortex chamber constructions
    • B04C5/081—Shapes or dimensions
    • 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
    • B04C5/02—Construction of inlets by which the vortex flow is generated, e.g. tangential admission, the fluid flow being forced to follow a downward path by spirally wound bulkheads, or with slightly downwardly-directed tangential admission
    • B04C5/04—Tangential inlets
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • B04C5/185—Dust collectors
    • 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
    • B04C5/26—Multiple arrangement thereof for series flow
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21B—FIBROUS RAW MATERIALS OR THEIR MECHANICAL TREATMENT
    • D21B1/00—Fibrous raw materials or their mechanical treatment
    • D21B1/04—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres
    • D21B1/12—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres by wet methods, by the use of steam
    • D21B1/30—Defibrating by other means
    • D21B1/34—Kneading or mixing; Pulpers
    • 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
    • B04C9/00—Combinations with other devices, e.g. fans, expansion chambers, diffusors, water locks
    • B04C2009/008—Combinations with other devices, e.g. fans, expansion chambers, diffusors, water locks with injection or suction of gas or liquid into the cyclone

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Cyclones (AREA)

Abstract

본 발명은 중심에서 벗어난, 바람직하게는 접선 공급 라인 및 중앙 인출 라인을 구비하는 상부 영역을 포함하는, 특히 제조장치용 사이클론 시스템에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 사이클론을 작동시키는 방법에 관한 것이다. 사이클론 시스템은 사이클론의 중심축에 대해 0° 초과 및 20° 미만의 각도로 확장되는 확장식 배출 콘을 갖는다.

Description

사이클론 시스템
본 발명은 사이클론 시스템에 관한 것이다. 개략적으로, 본 발명은 회전식 분리기에 관한 것이다.
이러한 시스템은 PCTIDE2015/000405에서 공지되어 있으며, 이는 본 출원에서 그 전체를 참조한다. 특히, 본 발명은 상기 특허에 기재된 바와 같은 사이클론에 관한 것이다.
사이클론에서 입자를 처리하기에 앞서서, 컨디셔너(conditioner)에서 입자를 처리하는 것이 바람직하다. 따라서, 무엇보다도, 액체를 함유하는 입자들이 적절하며, 이들은 컨디셔너에서 섬유 분리된다. 다음에, 컨디셔너를 이용하여 입자를 혼합하고, 입자들 서로 간의 마찰로 인해 섬유 분리가 초래된다. 컨디셔너의 효율성, 특히 섬유 분리에 필요한 에너지 소비량은 컨디셔너의 설계에 크게 좌우된다.
컨디셔너의 언더플로우에서 헹구어 낸 입자는, 특히 모래와 같은 입자를 제거하기 위해, 바람직하게는 1단 또는 다단 하이드로사이클론에서 추가로 처리할 수 있다. 이러한 하이드로사이클론은 그의 구조와 관련하여 간단하고, 높은 효율을 가져오며, 에너지를 거의 필요로 하지 않는다. 화학 물질의 사용에 따라서는, 그러한 하이드로사이클론에서 알루미늄 입자를 제거할 수도 있다. 사이클론에 축적된 섬유는 디스크 필터 또는 농축기에서 제거되거나, 컨디셔너의 상부 경로로 되돌아 갈 수 있다.
이러한 분리 공정의 완료 후에, 다단계 정제 공정이 이어질 수 있으며, 이는 고 농축 레벨의 정제수에서 시작하여 거의 신선한 물로 종료된다.
컨디셔너 및/또는 사이클론에서 혼합물을 보다 쉽게 분리할 수 있도록 하기 위해, 물보다 가볍거나 무거운 액체에서 혼합물의 분획을 분리할 것을 권장한다. 이것은 예를 들어, 물에 소금이나 알코올을 첨가함으로써 달성할 수 있다. 그러나, 예를 들어, 오일과 같은 소수성 액체도 사용할 수 있다.
1보다 큰 밀도를 갖는 물질은 일반적으로 하이드로사이클론에서 분리된다. 그러나, 이 경우 특정 유동 조건에 영향을 받을 수 있다. 이 목적을 위해, 역류를 생성하기 위한 물 등의 액체를 하이드로사이클론의 하단에서 테이퍼진 수집 콘(collection cone) 또는 배출 콘에 첨가할 수 있다. 바람직하게는, 유체는 노즐 또는 유입구를 통해 첨가한다. 이들은 하나 또는 다수의 레벨로 배열된 원주 둘레에 분포될 수 있다. 흡입 유동은 층류가 분리를 촉진하는 방식으로 측정해야 한다.
본 발명은 중심에서 벗어나 접선 공급 라인 및 중앙 인출 라인을 구비하는 상부 영역을 포함하는 제조장치용 사이클론 시스템 및 그 사이클론을 작동시키는 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명의 상기한 목적을 달성하기 위한 사이클론은 연장형 배출 콘이 중앙 출구에 인접해 있는 사이클론으로 설계하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하기는 사이클론 시스템이 직렬로 서로 연결된 다수의 사이클론으로 제조될 경우에 바람직한 사이클론이 제공된다.
바람직한 추가 실시예는 종속항에 의해 달성된다.
본 발명에 따르면, 혼합물 분획이 초기에 제 1사이클론에서, 그리고, 그 후에는 제 2사이클론에서 처리되며, 여기서 선택도를 증가시키기 위해서, 제 1사이클론에서보다 제 2사이클론에서 더 많은 액체를 역류에 첨가한다. 따라서, 다량의 유체를 역류에 첨가함으로써 증가된 선택도를 달성할 수 있는 한편, 첨가된 유체의 양은 후속 사이클론 또는 후속 사이클론들에서 줄어들 수 있다.
조정에 의해, 바람직하게는 반죽 물질(pasty material)로서, 물질이 배출 콘에서 적어도 제 1싸이클론으로부터 연속으로 취출되는 것이 가능하다. 또한, 사이클론에 배출 물질의 퇴적물이 남아 있고 수동으로 투입함에 따라서 배출이 연속으로 수행되도록, 배출 밸브는 충분히 넓게 전용으로 개방된다. 이 목적을 위해, 센서는 배출시에 침전물의 레벨을 검출하여 제어 장치를 통해 밸브의 개방을 제어할 수 있다.
본 발명은 하나의 사이클론으로 다양한 물질의 양호한 분리를 이미 달성할 수 있을 뿐 아니라 이러한 사이클론의 조합을 통하여 분류 가능성을 제공하며, 또 공급 입구는, 내벽과 외벽 사이에 대향으로 놓이면서 분포되는 내벽의 외측과 부딪히는 유동으로 이어지는 것에 의해, 벽들 사이의 과압은, 공급구를 경유하여, 일정하고 균일하게 분포된 흐름이 사이클론 내의 입자를 상방을 향해 보내기 위해 상방으로 약간 배향된 사이클론 내로 들어가는 것을 보장하게 되고, 이것에 의해, 보다 가벼운 입자는 상방으로 유동하는 한편, 보다 무거운 입자는 하방으로 가라 앉는 효과가 강화된다.
예시적인 실시예가 도면에 도시되어 있다.
도 1은 2개의 소형 및 하나의 대형 하이드로사이클론으로 복합 물질을 처리하는 장치를 나타내는 개략도이다.
도 2는 2개의 사이클론이 서로 직렬로 연결된 것을 나타내는 2개의 확대도이다.
도 3은 도 2의 제 1사이클론의 헤드 영역을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2의 제 1사이클론의 좁은 영역을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 2의 제 1사이클론의 상부 출구를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 2에 도시된 사이클론의 하부를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 2에 도시된 제 2사이클론을 나타내는 도면이다.
도 8은 2개의 소형 및 2개의 대형 하이드로사이클론으로 복합 물질을 처리하는 장치를 나타내는 개략도이다.
도 9는 이중-벽 배출 콘을 갖는 사이클론을 나타내는 절결도이다.
도 1은 대형 하이드로사이클론(2)을 갖는 장치에 컨디셔너(1)가 결합된 것을 도시한다. 이 하이드로사이클론(2)은 투입 콘(3) 및 헤드 영역(4)을 갖는다. 헤드 영역에는, 접선(tangential) 공급 입구(5) 및 중앙 출구(6)가 구비되어 있다. 헤드 영역도 원추형으로 설계되도록 투입 콘(3)은 헤드 영역(4)까지 연장될 수 있다. 다른 실시예에서, 투입 콘(3) 역시 원통형일 수 있다.
투입 콘(3)의 하단에서 보다 작은 직경(7)을 볼 수 있으며, 이는 투입 콘(3)으로부터 수축 요소와 같이 팽창 배출 콘(8) 내로 이어진다. 배출 콘(8)의 하단에는 제수 밸브(10)를 통해 이어지는 배출구(11)를 갖는 다시 테이퍼진 수집 콘(9)이 제공된다.
컨디셔너(1)는 그의 상부 영역(12)에 스크류(13)를 갖고, 하부에는 상부 영역(12)을 언더플로우(15)로부터 분리시키는 스트레이너(14)를 갖는다. 스크류(13)는 바람직하게는 나선형(spiral) 같이 형성되며, 이는 스크린 판을 통해 스트레이너(14) 위를 미끄럼 이동만 함으로써, 물질을 방사형으로 외부로 배출한다. 스파이럴로 이어지는 스크류는 컨디셔너의 하부 영역 내로의 공기의 진입을 회피하지 않고 수행하여 컨디셔너에서 공기의 배출을 용이하게 하는 것이 바람직하다.
컨디셔너(1)에서 처리된 물질 혼합물(16)은 배출 스크류 컨베이어(17)에 의해서 배출되고, 필요시, 물질이 원심 펌프(20)를 경유하여 하이드로사이클론(2)의 분산식 공급 입구(5)로 이송되는 수집기(19)까지 상기 혼합물을 공급하기 위해, 다량의 물질 혼합물을 유지할 수 있는 버퍼(18)로 이송된다. 수집기(21)는 회로 내의 물질을 물(22)로 희석한 다음, 이를 액화 상태로 원심 펌프(20)로 공급하는 역할을 한다. 수집기(21)는 원심 펌프(20)를 경유하여 이송될 수 있는 일관성을 달성하기 위해, 액체가 첨가되는 스크류 컨베이어로서 설계할 수 있다.
배출 코일 또는 배출 스크류 컨베이어(17) 및 버퍼(19) 대신에, 특히 대형 배출 코일을 제공할 수 있는데, 이는 한편으로, 컨디셔너(1)의 상부 경로로부터 물질을 취출할 수 있게 하고, 다른 한편으로, 가능한 한 많은 물질을 저장한 다음, 점차적으로 액화되어 원심 펌프(20)에 첨가할 수 있게 한다.
하이드로사이클론(2)에서, 물질은 초기에 나선형을 통해 수축부(7)까지 이동하고, 그곳에서부터 배출 콘(8) 내로 들어가며, 제수 밸브(10)을 경유하여 물질 분획이 취출된다. 다른 물질은 배출 콘(8) 내에서 스파이럴을 통해 이동한 다음, 다시 투입 콘(3) 내로 올라가서 중앙 출구(6)를 경유하여 컨디셔너(1)로 되돌아간다.
사이클론(2)의 하부 영역(8)에서 공급구(23)는, 외측에서부터 내부로 방사상으로 정렬된 유동 구성요소를 통해 사이클론 내에서의 물질의 분리를 용이하게 하기 위해, 물 또는 다른 유체를 공급할 수 있게 한다. 이 목적을 위해, 공급구는, 액체가 규정된 유동 방향을 따라 사이클론 내로 들어가도록 허용하는 노즐로서 설계할 수 있다.
교차부(24)에서, 메인 유동은 원 호형으로 라인(25) 내로 들어가고, 그곳에서부터 원심 펌프(26)로 들어간다. 따라서,이 순환용의 원심 펌프(26)는 사이클론(2)의 중앙 출구(6)로부터 접선 공급 입구(5)까지 물질을 이송한다.
반드시 필요한 것은 아니지만, 부호 27의 바이패스는, 원심 펌프(20) 앞에서 유동의 일부를 인출하여, 직접 또는 수집기(21)를 경유하여 원심 펌프(20)로 되돌아 갈 수 있게 한다.
하이드로사이클론(2), 컨디셔너(1) 및 원심 펌프(20) 사이의 회로는 혼합기(16)를 보다 장시간 동안 처리할 수 있고, 따라서 배출구(11)에서 원심 펌프로부터 다른 분획을 취출할 수 있게 한다.
값의 모든 분획이 취출되면, 슬라이딩 전환부(18)가 스위칭되어, 특히 폴리올레핀, 예를 들어 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 같은 경량 물질이 배출된다.
따라서, 하이드로 사이클론(2)에서 유체(22)를 선택함으로써, 다양한 플라스틱 재료를 이미 분리할 수 있다. 대안으로서, 물보다 가볍거나 무거운 유체를 함유하는 다른 사이클론에서 전환부(18) 이후에, 플라스틱을 분리할 수 있다.
물질 혼합물로서 새로운 물질(28)이 원심 펌프(20) 이전에 수집기(21)에 첨가되거나, 예를 들어 버퍼(19) 같은 다른 지점에서 첨가된다.
컨디셔너(1)의 언더플로우(15)는 펌프(29)를 경유하여 소형 사이클론(30)에 연결되고, 모래 또는 알루미늄(31)은 가령, 분리되어 배출되는 한편, 조대-입자-정제 현탁액(coarse-grain-purified suspension)(32)은 제 2사이클론(33)으로 유도되는데, 이곳에서 미세한 입자(34)는 가라앉은 다음, 정화된 섬유 물질(35)이 상부 경로를 경유하여 배출되어 필터(36)로 공급되는 동안에 배출된다. 여기서, 섬유 물질은 라인(37)을 경유하여 수집기(21)로 가며, 그곳에서부터 원심 펌프(20)에 도달한다.
도 8은 직렬로 연결된 2개의 대형 사이클론을 사용하는 것을 보여준다. 따라서, 보다 작은 사이클론은 0.5m 미만의 최대 직경 및 100㎜ 미만의 공급 입구 직경을 갖는 한편, 대형 사이클론은 0.7m 초과의 최대 직경 및 150㎜ 초과의 공급 입구 직경을 갖는다. 배열은 도 1에 나타낸 것과 대응하며, 사이클론(2)을 먼저 통과한 다음, 사이클론(2')을 통과한다.
도 2 내지 도 7에 도시된 예를 기초로 하여, 이하에서는 소형 사이클론들 중 하나의 원리 및 2개의 소형 사이클론들의 상호 작용을 설명한다.
도 2에 도시된 것들 중 하나의 사이클론으로 다양한 물질의 양호한 분리를 이미 달성할 수 있지만, 이러한 사이클론의 조합은 분류 가능성을 제공한다. 따라서, 바람직하게는, 2 개 이상의 사이클론이 서로 직렬로 연결되는 것이 바람직하다. 처리될 물질(40)은 접선 공급 입구(41)을 경유하여 제 1사이클론(42) 내로 들어간다. 여기에서, 상기 물질은 조대-입자-정제 현탁액(43)과 조대 입자(44)로 분리되고, 이들은 출구(45)를 경유하여 제 1사이클론(42)으로부터 제거될 수 있다.
조대 입자를 제거하기 위해, 사이클론(42)의 하단에는 슬라이더(47, 48)에 의해 상부 및 하부가 각각 제한되는 수집 컨테이너(46)가 있다. 수집 컨테이너(46)내의 개구(49, 50)는 충전 수(filling water)를 공급 및 배수하고 환기를 위해 사용한다.
슬라이더(47)의 상부와 사이클론(42)의 하부 영역에 있는 개구(51)는 사이클론의 하부 영역에서 역류 수(counter-flowing water)를 사이클론(42)에 공급하기 위해 사용한다.
사이클론(42)은 원뿔형 또는 원통형인 상부(52)와, 원뿔형 사이클론 요소가 하방으로 연장되는 수축부(53)로 구성된다.
제 2사이클론(55)은 제 1사이클론(42)에 대해 하류에 있으며, 제 1사이클론(42)의 상부 경로 상의 조대-입자-정제 현탁액(43)은 제 2사이클론(55)의 접선 공급 입구(56)로 공급된다. 제 2사이클론(55)은 제 1사이클론(42)과 같이 구성되며, 출구(58)에서 제 2사이클론(55)으로부터 제거된 조대-입자-정제 현탁액으로부터 조대 입자(57)를 분리하는데 사용한다. 제 2사이클론(55)의 상부에서, 미세-입자-정제 현탁액(59)은 제 2사이클론(55)으로부터 제거된다. 또한 제 2사이클론에서, 역류 수(60)는 사이클론 내에서의 분리를 지지하고, 슬라이더(61, 62)는 환기용 및 충전 수용 개구(64 및 65)가 구비된 수집 컨테이너(63)의 경계를 정한다.
도 3은 조대 입자(70), 미세 입자(71) 및 섬유 물질(72)이 접선 공급 입구(41)에 공급되는 방법을 도시한다. 조대 입자 및 미세 입자로 오염된 섬유 물질 현탁액(70, 71, 72)은 펌프(29)에 의해 제 1사이클론(42) 내로 접선 방향으로 이송된다. 사이클론(42)에는 하방으로 배향된 와류(73)가 형성되며, 이를 1차 와류라고 부른다. 이 1차 와류는 초기에 섬유 물질, 조대 입자 및 미세 입자를 하방으로 끌어 당긴다. 본 실시예에서, 유체의 중량보다 높은 비중량(specific weight)을 갖는 입자는 조대 입자(70) 및 미세 입자(71)를 포함한다. 이들 입자는 높은 원심력으로 인해 1차 와류(73)에서 가압되어 나와 콘(52)의 가장자리에 가라앉는다.
원추형상(52) 및 수축부(53)로 인해, 와류(73)는 강제 반전된다. 상방으로 배향된 제 2와류는, 가벼운 입자와 함께 상방으로 이동하여 제 2사이클론(55) 내로 상부 경로를 거쳐 운반되는 2차 와류(74)를 형성한다. 조대 입자(70) 및 미세 입자(71)는 제 1사이클론(42)의 하부(54)에 다시 가라앉는다.
도 5는 가라앉으려는 보다 가벼운 미세 입자(71)가, 하부로부터 공급되고 초기에 콘(54)에서 현탁액에 유지되는 역류 수(51)로 인해 가라앉는 것이 방지되는 것을 보여준다. 다음에, 보다 가벼운 미세 입자(71)는 상방으로 유동하는 와류(74) 내로 들어가며, 섬유 물질(72)과 함께로 상부 경로를 경유하여 제 2사이클론(55) 내로 운반된다.
보다 무거운 조대 입자(70)는 역류 수(51)에 의해 정지하지 않고 다시 가라앉는다. 이것에 의해, 순수한 조대 입자 분획(44)은, 수집 컨테이너(46)를 경유하여 반죽 형태로 제거될 수 있는 제 1사이클론(42)을 생성한다.
따라서, 역류 수(51)의 양으로 인해, 분류 결과가 결정될 수 있다.
도 7은 섬유 물질(72)과 미세 입자(71)로 이루어지는 조대-입자-정제 현탁액이 공급되는, 접선 공급 입구(56)에서, 제 2사이클론(55)의 분리를 도시한다. 섬유 물질(72)과 미세 입자(71)는 제 2사이클론(55)의 상부(75)에서 1차 와류(76)를 형성하고, 미세 입자(71)는 1차 와류(76)에서 가압되어 나와 콘(75)의 가장자리에 가라앉는다. 정제된 섬유 물질(72)은 상부 경로(78)를 경유하여 2차 와류(77)와 함께 배출된다.
제 2사이클론(55)의 하부 영역(79)에 미세 입자 분획이 생성되도록 미세 입자(71)는 제 2사이클론(55)에 가라앉으며, 이 분획은 수집 컨테이너(63)를 경유하여 반죽 미세 입자 분획(80)으로서 제거될 수 있다. 보다 긴 하부 콘은 부호 79이며, 따라서 원심 분리부가 상부 영역(75)에 적절하게 설계되는 경우, 분리될 입자는 보다 미세하게 될 수 있다. 제 2사이클론(55)에서는 일반적으로 역류 수를 사용하지 않는다.
사이클론의 상부는 원통형 영역을 가질 수 있으며, 심지어 수축부까지 완전히 원통형일 수 있다. 또한, 사이클론의 상부 영역에 있는 파이프로서, 상기 원통형 영역은 수축부 아래의 원추형 영역보다 짧을 수 있다.
도 9는 보다 작은 사이클론, 또는 특히 보다 큰 사이클론으로서도 사용할 수 있는 하이드로사이클론(90)을 도시한다. 상부 영역(91)에서, 처리될 유체는 접선 방향으로 사이클론 내로 들어가고 원추형 벽(92)상에서 형상이 원통형일 수도 있는 나선형으로 지점(93)까지 이동하며, 그 후 배출 콘(94)에 인접하게 있다. 중심축(96)에 대해 6° 내지 7°의 벽(92)의 작은 각도(95)는 배출 콘에 충분한 층류를 제공한다.
이것은 이중 벽 설계를 갖는 다시 좁아지는 수집 콘(97)에 의해 결합된다. 외벽(98)은 2개의 물 또는 가스용 공급 입구(100, 101)을 가지며, 내벽(102)은 다수의 공급구(104)를 갖는 공급 입구(100, 101) 위에 상부 영역(108)을 갖는다. 공급구는 벽 안에 수직으로 천공되는 내벽(103)에 있는 구멍이므로, 중심축(96)의 법선(107)에 대해 0° 초과 및 바람직하게는 20° 미만의 리프트 각도(106)로 공급 유동(105)이 생성된다. 공급구(104)의 구멍은 2 내지 6㎜의 직경, 바람직하게는 약 4㎜의 직경을 갖는다. 공급 입구(100 및 101)는, 내벽(103)과 외벽(98) 사이에 대향으로 놓이면서 분포되는 내벽(103)의 외측과 부딪히는 유동으로 이어진다. 이것에 의해, 벽들 사이의 과압은, 공급구(104)를 경유하여, 일정하고 균일하게 분포된 흐름이 사이클론 내의 입자를 상방을 향해 보내기 위해 상방으로 약간 배향된 사이클론 내로 들어가는 것을 보장한다. 이것에 의해, 보다 가벼운 입자는 상방으로 유동하는 한편, 보다 무거운 입자는 하방으로 가라 앉는 효과가 강화된다.

Claims (15)

  1. 분산식, 바람직하게는 접선 공급 입구(5) 및 중앙 출구(6)를 갖는 헤드 영역(4)과; 중심축(96)을 지닌 배출 콘(8)을 구비하는, 특히 컨디셔너(1)용 사이클론 시스템에 있어서,
    상기 배출 콘(8)은 상기 중심축(96)에 대해 0° 초과 및 20° 미만의 각도(95)로 연장되는 것을 특징으로 하는 사이클론 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 헤드 영역(4)은 연장형 배출 콘(8)까지 원통형인 것을 특징으로 하는 사이클론 시스템.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 배출 콘(8)에는 다시 테이퍼진 수집 콘(9)이 인접해 있는 것을 특징으로 하는 사이클론 시스템.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배출 콘(8) 또는 상기 수집 콘(9)에는 잠금형 배출구(11)가 인접해 있는 것을 특징으로 하는 사이클론 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 배출구(11)는 제수 밸브(sluice)(10)를 갖는 것을 특징으로 하는 사이클론 시스템.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 배출구(11)는 조정된 연속 배출을 가능케 하는 밸브를 갖는 것을 특징으로 하는 사이클론 시스템.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 유체 또는 가스의 공급 입구용 공급구(104)를 가지며, 이 공급구는 상기 중심축(96)의 법선(107)에 대해 0°초과 및 바람직하게는 20°미만의 리프트 각도(106)로 공급 유동(105)을 생성하도록, 벽(103)에 배열되는 것을 특징으로 하는 사이클론 시스템.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 벽(103)은 단면이 이중벽이며, 외벽(98)에 하나 이상의 공급 입구(inlet-feed opening)(100, 101) 및 내벽(103)에 다수의 공급구들(supply openings)(104)을 갖는 것을 특징으로 하는 사이클론 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서, 하나 이상의 공급 입구(100, 101) 및 바람직하게는 각 공급 입구는, 상기 내벽(103)이 상기 공급 입구(100, 101)를 통해 공급된 매체에 대한 충돌면을 형성하도록, 내벽(103)이 어떤 공급구(104)도 갖지 않은 영역(108)에 배열되는 것을 특징으로 하는 사이클론 시스템.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 정화도를 증가시키기 위해, 0.7m 초과의 최대 직경을 갖는 다수의 사이클론(2, 2')과 150㎜ 초과의 직경을 갖는 접선 공급 입구(5)가 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 사이클론 시스템.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접선 공급 입구(5)는 사이클론 내에서의 유동이 코리올리력(Coriolis force)에 의해서 지지되는 방식으로 배열되는 것을 특징으로 하는 사이클론 시스템.
  12. 사이클론을 작동시키는 방법에 있어서, 연장형 배출 콘(8) 내에서의 유동은, 작동 중에 상기 배출 콘(8)이 유체로 완전히 채워지며, 하방으로 배향된 회전류가 외측 영역에 존재하고, 상방으로 배향된 회전류가 중앙 영역에 존재하는 방식으로 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 헤드 영역(4)도 작동 중에 유체로 완전히 채워지며, 하방으로 배향된 회전류가 외측 영역에 존재하고, 상방으로 배향된 회전류가 중앙 영역에 존재하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 혼합물 분획이 초기에 제 1사이클론(2)에서, 그리고, 그 후에는 제 2사이클론(2')에서 처리되며, 선택도를 증가시키기 위해서, 제 1사이클론에서보다 제 2사이클론에서 더 많은 액체를 역류(counterflow)에 부가하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 바람직하게는 반죽 물질로서, 물질이 상기 배출구(11)에서 적어도 제 1사이클론으로부터 연속으로 취출되는 것을 특징으로 하는 방법.
KR1020187015992A 2015-11-06 2016-11-07 사이클론 시스템 KR20180090281A (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015014285 2015-11-06
DE102015014285.2 2015-11-06
DE102016007548.1A DE102016007548A1 (de) 2015-11-06 2016-06-22 Zyklonsystem
DE102016007548.1 2016-06-22
PCT/DE2016/000388 WO2017076384A1 (de) 2015-11-06 2016-11-07 Zyklonsystem

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20180090281A true KR20180090281A (ko) 2018-08-10

Family

ID=58584427

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187015992A KR20180090281A (ko) 2015-11-06 2016-11-07 사이클론 시스템

Country Status (10)

Country Link
US (1) US20190060918A1 (ko)
EP (1) EP3370882B1 (ko)
JP (1) JP2018533479A (ko)
KR (1) KR20180090281A (ko)
AU (1) AU2016351053A1 (ko)
CA (1) CA3004375A1 (ko)
DE (2) DE102016007548A1 (ko)
HK (1) HK1253278A1 (ko)
RU (1) RU2018120722A (ko)
WO (1) WO2017076384A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113423803A (zh) * 2019-02-15 2021-09-21 埃克森美孚化学专利公司 从炉流出物去除焦炭和焦油
CA3153460A1 (en) * 2021-03-30 2022-09-30 Kyata Capital Inc. Systems and methods for removing contaminants from surfaces of solid material
DE102022110164A1 (de) 2021-08-26 2023-03-02 Voith Patent Gmbh Hydrozyklonanordnung

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2735547A (en) * 1956-02-21 vissac
NL78361C (ko) * 1950-03-09
DE1092886B (de) * 1953-09-16 1960-11-17 Bauer Bros Company Hydrozyklon zum Abtrennen von Faserstoffen aus einer Suspension
AT285486B (de) * 1968-04-22 1970-10-27 Oesterr Amerikan Magnesit Verfahren und Zentrifugalkraftklassierer zum Trennen einer Trübe in mehrere Kornanteile
US3612276A (en) * 1969-04-29 1971-10-12 Bird Machine Co Vortex-type separator apparatus
DE2410700A1 (de) * 1974-03-06 1975-09-11 Bayer Ag Verfahren zur abscheidung von feststoffen aus einem gasstrom und dafuer geeignete vorrichtung
US4960525A (en) * 1988-09-26 1990-10-02 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of Agriculture Hydrocyclone for washing particles in liquid suspension
GB2284165A (en) * 1993-11-24 1995-05-31 Winton Eurotech Limited Dust Separator
DE202005003104U1 (de) * 2005-02-25 2005-05-12 Voith Paper Patent Gmbh Schwerteilaustragsvorrichtung für einen zum Abscheiden von Schwerteilen aus einer Faserstoffsuspension bestimmten Hydrozyklon
AT512479B1 (de) * 2012-02-10 2013-11-15 Andritz Energy & Environment Gmbh Verfahren zur feinstoffreduktion im rea-gips

Also Published As

Publication number Publication date
HK1253278A1 (zh) 2019-06-14
WO2017076384A1 (de) 2017-05-11
CA3004375A1 (en) 2017-05-11
RU2018120722A (ru) 2019-12-06
RU2018120722A3 (ko) 2020-05-18
EP3370882A1 (de) 2018-09-12
US20190060918A1 (en) 2019-02-28
DE102016007548A1 (de) 2017-05-11
DE112016005089A5 (de) 2018-07-26
AU2016351053A1 (en) 2018-05-24
EP3370882B1 (de) 2021-01-06
JP2018533479A (ja) 2018-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4578199A (en) Cyclone separators
EP0881926B1 (en) Hydrocyclone gas separator
CA2864034C (en) Hydrocyclone with fine material reduction in the cyclone underflow
US6702877B1 (en) Apparatus and method for processing of a mixture of gas with liquid and/or solid material
US4927298A (en) Cyclone separating method and apparatus
RU2769707C2 (ru) Гидроциклонный сепаратор
KR20180090281A (ko) 사이클론 시스템
US20170050191A1 (en) Hydrocyclone with Fine Material Depletion in the Cyclone Underflow
EA001025B1 (ru) Устройство и способ разделения смеси, состоящей из менее плотной и более плотной жидкостей
CA2863996A1 (en) Method for reducing the content of fine material in fgd gypsum
NO343290B1 (en) Solids separator
RU2019142224A (ru) Гидроциклонный сепаратор
US9073064B2 (en) Cyclonic separation system comprising gas injection means and method for separating a fluid mixture
US7997414B2 (en) Method for separating particles in hydrous slurry and a hindered-bed separator
SE1550297A1 (sv) Cyclone separator arrangement and method
CN109225687A (zh) 一种锥体开缝结构的水力旋流器
RU2302907C2 (ru) Гидроциклон
US9399227B2 (en) Reduced air hydrocyclone unit and fluid system and method
USRE26720E (en) Dhr=g dse
NO20190982A1 (ko)
RU2534634C2 (ru) Сепаратор-пробкоуловитель и способ его применения
US9861913B2 (en) Centrifugal separator
JPH02182986A (ja) ハイドロサイクロン分離方法
WO1999007477A1 (en) Tube trap
RU2467786C1 (ru) Центробежный газожидкостный сепаратор