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Patent Searching and Data


Title:
HYDROCYCLONE FOR CLEANING A FIBRE SUSPENSION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/208708
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a separation cone for a hydrocyclone and to a hydrocyclone. The separation cone has an upper open end for receiving suspension and a lower open end for removing a heavy-part reject. The lower open end has a smaller diameter than the upper open end. The lower open end can be connected to a lower outlet (11) of a hydrocyclone. The separation cone is provided with a wear indicator (31) which extends axially at least over a partial section of the separation cone for detecting the wall thickness of the separation cone by reflecting radiation.

Inventors:
OTT ELMAR (DE)
EISENHAUER SVEN (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/060261
Publication Date:
November 02, 2023
Filing Date:
April 20, 2023
Export Citation:
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Assignee:
VOITH PATENT GMBH (DE)
International Classes:
B04C11/00; D21D5/24
Domestic Patent References:
WO2019180549A12019-09-26
WO2015017902A12015-02-12
WO2018029573A12018-02-15
WO2019180549A12019-09-26
Foreign References:
DE1417056B11970-08-06
US4358369A1982-11-09
US20090025899A12009-01-29
DE2946157A11980-06-04
DE3119663A11982-01-28
Other References:
NN: "KREBS SMARTCYCLONE™", 22 February 2008 (2008-02-22), XP055424785, Retrieved from the Internet [retrieved on 20171114]
Attorney, Agent or Firm:
VOITH PATENT GMBH - PATENTABTEILUNG (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Abscheidekonus (9) für einen Hydrozyklon (1), wobei der Abscheidekonus (9) ein oberes offenes Ende für die Aufnahme von Suspension aufweist und ein unteres offenes Ende für die Abführung eines Schwerteilrejektes aufweist und wobei das untere offene Ende einen kleineren Durchmesser als das obere offene Ende aufweist und das untere offene Ende mit einem unteren Auslauf (11) eines Hydrozyklones verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Abscheidekonus (9) mit einer sich zumindestens über einen Teilabschnitt des Abscheidekonus (9) axial erstreckenden Verschleißanzeige (31 ) für eine Erfassung der Wandstärke (37) des Abscheidekonuses (9) durch Reflexion von Strahlung versehen ist.

2. Abscheidekonus nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißanzeige (31 ) zumindestens eine Markierung (33) auf der äußeren Oberfläche (38) des Abscheidekonus (9) umfasst.

3. Abscheidekonus nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abscheidekonus (9) zumindestens teilweise transparent ist.

4. Abscheidekonus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierung (33) eine farbige Markierung ist, vorzugsweise farbig transparent, insbesondere in roter Farbe. .

5. Abscheidekonus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke (37) durch Reflexion von Strahlung an der innen Oberfläche (39) des Abscheidekonus (9) erfasst wird. 6. Abscheidekonus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierung (33) auf oder im Bereich der äußeren Oberfläche (38) des Abscheidekonus (9) angebracht oder aufgebracht ist, so dass die Markierung keinem Verschleiß unterworfen ist.

7. Abscheidekonus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierung (33) für die Erzeugung eines Spiegelbildes an der inneren Oberfläche (39) des Abscheidekonus (9) vorgesehen ist.

8. Abscheidekonus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierung (33) mehrere Markierungselemente umfasst, die in Umfangsrichtung des Abscheidekonus (9) verteilt angeordnet sind.

9. Abscheidekonus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abscheidekonus (9) aus einem Kunststoff besteht.

10. Hydrozyklon (1 ) mit einem Einlauf (3) für die Zuführung von Fasersuspension und einem unteren Auslauf (11 ) und einem oberhalb vom unteren Auslauf (11 ) angeordneten Abscheidekonus, dadurch gekennzeichnet, dass der Abscheidekonus (9) ein Abscheidekonus (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ist.

11 . Hydrozyklon (1 ) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass dem Abscheidekonus (9) eine Bilderfassung (43) für eine bildliche Erfassung einer Reflexion eines Abbildes der Markierung (33) für eine Detektion des Verschleißanzeiges (31 ) vorgesehen ist.

12. Hydrozyklon (1 ) nach einem der Ansprüche 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Strahlungsquelle (45) für eine Bestrahlung der Markierung (33) der Verschleißanzeige (31 ) des Abscheidekonus (9) vorgesehen ist.

13. Verfahren zum Betrieb eines Hydrozyklons (1 ) mit einem Abscheidekonus (9) zur Reinigung einer Fasersuspension, dadurch gekennzeichnet, dass der Abscheidekonus (9) mit einer Verschleißanzeige (31 ) versehen ist und die Wandstärke (37) des Abscheidekonus (9) während des Betriebes erfasst wird, wobei durch die erfassten Werte der Wandstärke (37) bei Unterschreitung eines vorbestimmten Wertes an mindestens einer Stelle ein den Verschleiß erkannt wird und wobei die erfassten Werte der Wandstärke vorzugsweise einer Steuerung (41 ) zugeführt werden und durch die Steuerung bei einer Unterschreitung automatisiert ein den Verschleiß anzeigendes Signal erzeugt .

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass Bilder vom Abscheidekonus (9) durch eine Bilderfassung (43) erfasst werden und einer Steuerung (41 ) zugeführt werden und in der Steuerung (41 ) eine minimale Wandstärke des Abscheidekonus (9) ermittelt wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke (37) des Abscheidekonus (9) in vorbestimmten Zeitabständen erfasst wird.

Description:
Hydrozyklon zur Reinigung einer Fasersuspension

Die Erfindung betrifft einen Hydrozyklon zur Reinigung einer Fasersuspension. Der Hydrozyklon weist einen Einlauf an einem oberen Ende und eine Störstoffabführung an einem unteren Ende auf.

Als Schwerteilcleaner bezeichnete Hydrozyklone werden eingesetzt, um Schwerteile, in der Größenordnung von 0,1-3 mm aus der Fasersuspension abzuscheiden. Schwerteile haben eine größere Dichte als Wasser, und schwimmen daher nicht. Schwerteile ab einer Dichte von 2 Gramm/cm 3 und einer Größe von 0,1 mm Durchmesser sind durch einen Hydrozyklon gut abscheidbar. Umso kleiner die Schwerteile, und je geringer der Dichteunterschied zu Wasser, umso schwerer können die Schwerteile in einem Hydrozyklon abgeschieden werden.

Die Schwerteile werden auch als Störstoffe bezeichnet. Allerdings gibt es neben den Schwerteilen auch Leichtteile, die ebenfalls als Störstoffe bezeichnet werden. In dem Papierherstellungsprozess haben derartige Schwerteile einen schädlichen Einfluss. Im Folgenden bezieht sich die Bezeichnung Störstoffe hier allein auf die Schwerteile.

Speziell bei der Altpapieraufbereitung können sehr viele verschiedene Arten von Schwerteilen in der Fasersuspension vorhanden sein. Hydrozyklone haben die Aufgabe Schwerteile als Störstoffe in der Größenordnung von 0,1 -3 mm aus der Fasersuspension abzuscheiden, um die schädlichen Einflüsse der Schwerteile auf den Papierherstellungsprozess zu verhindern.

Speziell bei der Altpapieraufbereitung können sehr viele verschiedene Arten von Schwerteilen in der Fasersuspension vorhanden sein. Beispielhaft sind als Schwerteile Sande, Glassplitter, kleinste Metallteile, Metallstaub, schwere Kunststoffe, Gummiteile, Silikonteile, Ruß, Knochensplitter, Rostpartikel, Farbsplitter zu nennen.

Die Abscheidung von Schwerteilen aus der Fasersuspension funktioniert über Zentrifugalkräfte. Die Zentrifugalkräfte wirken im Hydrozyklon auf die eingebrachte Fasersuspension. Zur Erzeugung der Zentrifugalkräfte wird die Fasersuspension tangential am Einlaufstutzen des Kopfstückes mit Druck in den Hydrozyklon eingebracht. Dabei verengt sich der Einlaufdurchmesser zu einer Düse. Umso niedriger die Einlaufstoffdichte, umso besser ist die Abscheideeffizienz. In der Düse wird der Einlaufdruck in Strömungsgeschwindigkeit umgewandelt. Dadurch wird das Fasernetzwerk nach der Düse aufgerissen und Schwerteile können aus dem Fasernetzwerk herausgelöst werden. Die Schwerteile reagieren auf Zentrifugalkräfte und werden an die Wandung des Hydrozyklons gedrückt.

Auf Grund der Wendel im Kopfstück bildet sich eine spiralförmige Strömung an der Wandung des Hydrozyklons. Die Strömung wird spiralförmig nach unten in den Abscheidekonus geleitet. Im Abscheidekonus werden die Schwerteile aufkonzentriert, und als Reject zusammen mit einem Anteil an Fasern ausgeschleust.

Auf Grund der Aufkonzentration und der abrassiven Wirkweise der Schwerteile im Abscheidekonus findet hier ein Verschleiß an der inneren Oberfläche statt. Der Abrieb kann bis zum kompletten Durchschleißen des Abscheidekonus erfolgen. Es kann im schlimmsten Fall eine Leckage entstehen.

Der Einsatz von besonders abriebfesten Materialien, wie z.B. Keramik, ist besonders kostenintensiv. Hinzu kommt, dass derartige Materialen häufig sehr empfindlich sind und die Gefahr des Reißens bei der Montage und Verarbeitung besteht.

Aus der US 2009/0025899 ist ein Hydrozyklon zur Reinigung einer Fasersuspension bekannt. Es werden Maßnahmen vorgeschlagen, durch welche es ermöglicht wird, in einfacher Weise festzustellen, ob beim Gehäuse ein Durchbruch aufgetreten ist. Des Weiteren kann die Gehäusewand in einfacher Weise dahingehend überprüft werden, ob sie noch eine hinreichende Stärke aufweist, sodass keine Gefahr eines Durchbruches besteht. Ist die Dicke der Gehäusewand infolge der Abrasionen schon so gering, dass die Gefahr von Durchbrüchen besteht, so muss das Gehäuse oder ein Gehäuseteil ersetzt werden. Dies wird dadurch erzielt, dass zumindest der unteren Gehäuseteil oder eine diese umgebende Ummantelung aus einem transparenten oder einem durchsichtigen Material, insbesondere aus einem transparenten bzw. einem durchsichtigen Kunststoffmatenal, hergestellt ist. Aufgrund der Transparenz bzw. der Durchsichtigkeit der Ummantelung ist jederzeit ersichtlich, ob ein Durchbruch aufgetreten ist. Aufgrund der Transparenz bzw. der Durchsichtigkeit der Wand des Gehäuses bzw. der Gehäuseteile kann deren Dicke durch gelegentliche Inspektion festgestellt werden. Bei Verwendung einer transparenten Ummantelung ist ersichtlich, wenn ein Durchbruch bereits aufgetreten ist. Das verschlissene Teil ist dann zu ersetzen. Allerdings ist die Ausführung mit einer Ummantelung kostenintensiver aufgrund der zusätzlichen Ummantelung.

Beim Stand der Technik sind Hydrozyklone bekannt, die außerhalb von der Trennkammer Kammern aufweisen, wobei eine Leckage in diese äußeren Kammern fließt und nicht aus dem Hydrozyklon austritt. Die äußeren Kammern können sich mit Suspension füllen und der Betrieb kann sogar fortgesetzt werden, wie in der DE 29 46 157 beschrieben.

Die DE 31 19 663 beschreibt einen Hydrozyklon mit einer äußeren Kammer, die eine Schwächung des Hydrozyklons überdeckt. Durch die Schwächung wird eine Sollbruchstelle bereitgestellt, um einen Durchbruch leichter lokalisieren und reparieren zu können.

Aus der EP 429 919 ist eine Hydrozyklon zum Trennen von abrasiven Verunreinigungen von einer Flüssigkeit, bekannt. Der Hydrozyklon umfasst eine im wesentlichen konische Trennkammer mit einer Außenwand, die auf ihrer Innenfläche aufgrund der abrasiven Verunreinigungen einem Verschleiß unterworfen ist und wobei der Hydrozyklon mit einem Abschnitt mit reduzierter Wandstärke versehen ist. Dieser Abschnitt mit reduzierter Wandstärke ist für eine Ausbildung von Verschleißöffnung vorgesehen, um eine Lokalisierung eines Verschleißes zu vereinfachen. Die Verschleißöffnungen sind vertikal an einer Seite des Hydrozyklons angeordnet. Für ein Verschließen eines so lokalisierten Lecks sind die Verschleißöffnungen in der Außenfläche der Außenwand so ausgebildet, dass ein Dichtglied zum Verschließen der Verschleißöffnung durch die Verschleißöffnung gehalten werden kann. Die Leckage kann durch Verwendung einer Dichteinrichtung gestoppt werden.

Aus der WO 2019/180549 ist ein Hydrozyklon mit einer inneren ersetzbaren Beschichtung bekannt. Die Dicke der Beschichtung wird durch einen Ultraschall- Sensor aufgenommen. Wenn kein Abschnitt der inneren Beschichtung eine Dicke aufweist, die einen vorbestimmten Grenzwert übertrifft, so wird über die Control Einheit ein Service Signal ausgegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die Betriebssicherheit von als Schwerteilcleaner eingesetzten Hydrozyklonen zu verbessern.

Die Aufgabe wird durch einen Abscheidekonus für einen Hydrozyklon mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst und durch ein Hydrozyklon nach Anspruch 10 und einem Verfahren zum Betrieb des Hydrozyklons gemäß Anspruch 13 gelöst.

Weitere vorteilhafte Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen genannt.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Abscheidekonus mit einer sich zumindestens über einen Teilabschnitt des Abscheidekonus axial erstreckenden Verschleißanzeige für eine Erfassung der Wandstärke des Abscheidekonus durch Reflexion von Strahlung versehen ist. Insbesondere kann die innere Kontur des Abscheidekonus durch die Reflexion von Strahlung erfasst werden. Dadurch kann ein Verschleiß des Abscheidekonus erkannt werden. Eine Wartung kann frühzeitig eingeplant werden, wodurch eine Leckage verhindert werden kann.

Durch die Erfassung des Verschleißes wird es möglich, auch leichter verschleißende Materialien, wie z.B. Kunststoffe einzusetzen. Das kann sich vorteilhaft auf die Herstellkosten auswirken. Der Abscheidekonus kann auch als Ersatzteil eingesetzt und ersetzt werden, wodurch Hydrozyklone mit einer Verschleißanzeige auf einfache Weise nachgerüstet werden können. Der Abscheidekonus verjüngt sich in Richtung seiner axialen Erstreckung. Hydrozyklone mit Abscheidekonen können sowohl vertikal als auch horizontal angeordnet werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Verschleißanzeige eine Markierung umfasst. Durch die Markierung wird eine Ermittlung der Wandstärke erleichtert. Insbesondere hat es sich als vorteilhaft herausgestellt in Abhängigkeit von der Markierung selbst oder einem Abbild der Markierung die Wandstärke zu ermittelt. Die Markierung ist auf der äußeren Oberfläche des Abscheidekonus angeordnet. Somit wird die Markierung der Verschleißanzeige selbst keinem Verschleiß unterzogen. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt ein Abbild der Markierung in Reflexion zu erfassen. Dadurch kann eine Kontur der inneren Oberfläche des Abscheidekonus erfasst werden. Eine derartige Verschleißanzeige liefert zuverlässig und auf einfache Weise eine Anzeige des Verschleißes durch Detektion der Wandstärke.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Abscheidekonus zumindestens teilweise transparent ist. Dadurch kann zum einen die Wandstärke besonders einfach durch Erfassung eines Abbildes der Markierung, z.B. Spiegelbild oder Schattenbild, ermittelt werden. Diese einfache Art der Ermittlung ist eine besonders kostengünstige Lösung. Es ist sogar eine Erfassung durch das menschliche Auge möglich, was eine besonders günstige Variante darstellt. Darüber hinaus ist es möglich, auch die Strömung in dem Abscheidekonus einzusehen, was sich vorteilhaft auf eine Ermittlung von Störfällen und eine Vermeidung von Störfällen auswirkt. In vorteilhaften Ausführungsvananten kann vorgesehen sein eine Strahlungsquelle vorzusehen, wobei die Strahlung an der inneren Oberfläche des Abscheidekonus reflektiert wird. Dabei kann ein Sensor zur Aufnahme der reflektierten Strahlung vorgesehen sein. Dadurch ist ein besonders exaktes Abbild möglich. Auch eine gepulste oder getacktet Bestrahlung ist möglich, wodurch es mögliche wird, gezielt Störsignale zu minimieren. Es hat sich als Markierung insbesondere eine farbige Markierung als vorteilhaft herausgestellt. Insbesondere Kontrastfarben im Vergleich zu der Farbe der Suspension haben sich als geeignet herausgestellt. Besonders gut sind Signalfarben, wie z.B. rot. Eine teils transparente rote Markierung bildet ein für das menschliche Auge gut erkennbares Spiegelbild aus.

Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, die Markierung der Verschleißanzeige auf der äußeren Oberfläche des Abscheidekonus vorzusehen. Dadurch kann auch im Nachgang eine derartige Markierung vorgesehen werden. Hinzu kommt, dass dadurch die Markierung vor Abrieb und Verschleiß geschützt ist. Ein Nachrüsten oder eine Bedarfsbedingte Anordnung einer Verschleißanzeige wird dadurch besonders einfach und kostengünstig möglich.

Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt mehrere Markierungselemente vorzusehen, um auch eine räumlich verteilte Verschleißerfassung durchführen zu können. Es hat sich insbesondere gezeigt, dass Verschleiß sehr punktuell auftreten kann. Ist nur eine vertikal angeordnete Markierung vorgesehen, so kann dennoch eine Leckage auftreten, wenn der Verscheiß aufgrund von Einströmung und Störstoffen vermehrt in einem Bereich, insbesondere in einem beschränkten Bereich in Umfangsrichtung, auftritt.

In einer Ausführungsvariante sind eine Mehrzahl von Markierungen in unterschiedlicher vertikaler Höhe des Abscheidekonus vorgesehen, um eine Verschleiß auf unterschiedlichen Höhen zu erfassen.

Es kann vorgesehen sein, Es hat sich als besonders kostengünstig herausgestellt einen Abscheidekonus aus einem zumindestens teilweise transparenten Kunststoff vorzusehen. Das wirkt sich vorteilhaft auf die Herstellkosten und auch auf die Erhaltungskosten aus. Darüber hinaus kann eine Inspektion mit dem menschlichen Auge möglich sein, was von der Beleuchtungssituation abhängt. Durch einen Austausch von herkömmlichen Abscheidekonen gegen jeweils einen erfindungsgemäßen Abscheidekonus kann eine Nachrüstung im Rahmen von Wartungen vorgenommen werden.

Für eine Fernwartung hat es sich als vorteilhaft herausgestellt eine Bilderfassung vorzusehen. Dadurch kann die Markierung und/oder ein Abbild der Markierung erfasst werden und durch eine Steuerung oder durch Personal anhand des Bildes eine Verschleißsituation frühzeitig erkannt werden. Eine Wartung kann so frühzeitig eingeplant werden. Besonders bevorzugt ist eine Strahlungsquelle für eine Bestrahlung der Markierung der Verschleißanzeige vorgesehen. Dadurch ist eine Verschleißbestimmung unter gleichbleibenden Bedingungen möglich. Auch können für das Auge nicht sichtbare Strahlung eingesetzt werden, die gegenüber durch Beleuchtung oder einfallendes Licht eine sichere Bestimmung der Wandstärke und damit des Verschleißes erlauben. Auch kann das für den Abscheidekonus verwendete Material und die Strahlungsquelle aufeinander abgestimmt sein, so dass eine gute Konturerfassung der inneren Kontur des Abscheidekonus anhand der an der inneren Oberfläche reflektierten Strahlung möglich ist.

In einer Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, eine Markierung mit einer Lichtquelle und einem Detektor um den Konus zu verfahren, um ein komplettes Abbild der inneren Kontur und damit des Verschleißes aufzunehmen.

Anhand von Ausführungsbeispielen werden weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung erläutert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.

Fig. 1 schematische Darstellung eines Hydrozyklones mit einem transparenten Abscheidekonus

Fig. 2 : Abscheidekonus mit Strichmarkierung vor Nutzung

Fig. 3 : Abscheidekonus mit Strichmarkierung mit Verschleiß

Fig. 4 : Abscheidekonus mit durchgefärbter Markierung als Verschleißanzeige

In Figur 1 ist ein Hydrozyklon 1 gezeigt. Dem Hydrozyklon 1 wird über einen Einlauf 3 zu reinigende Suspension zugeführt. Über den Kopf 5 des Hydrozyklons 1 wird die Suspension in einen Hauptkörper 7 geleitet. Durch den Kopf 5 strömt die Suspension ringförmig in einen Hauptkörper 7. Die Ringströmung 17 ist durch Pfeile dargestellt. Eine Mittenströmung ist durch die die Pfeile 19 dargestellt.

Der Hauptkörper 7 ist mit einem Abscheidekonus 9 verbunden. Der Abscheidekonus 9 ist aus einem transparenten Material und weist eine Verschleißanzeige 31 auf. Der Abscheidekonus 9 könnte mit dem Hauptkörper auch einstückig ausgebildet sein. Die Verschleißanzeige umfasst eine Markierung 33. Der Abscheidekonus 9 ist an seinem unteren Ende mit einem unteren Auslauf 11 verbunden. Über den unteren Auslauf 11 wird ein Überlauf, auch als Schwerteilrejekt 21 bezeichnet, abgeführt. Der untere Auslauf 11 ist mit einer Zuführung 25 für Rückspülwasser 27 versehen. Zur Einstellung des Flusses des Rückspülwassers kann auch die in dem Abscheidekonus sichtbare Strömung herangezogen werden. Auch kann eine sich anbahnende Verstopfung frühzeitig erkannt werden. Der Abscheidekonus wird bildlich erfasst, so dass auch eine Ferndiagnose möglich ist.

Speziell bei der Altpapieraufbereitung können sehr viele verschiedene Arten von Schwerteilen in der Fasersuspension vorhanden sein. Beispielhaft sind als Schwerteile Sande, Glassplitter, kleinste Metallteile, Metallstaub, schwere Kunststoffe, Gummiteile, Silikonteile, Ruß, Knochensplitter, Rostpartikel, Farbsplitter zu nennen.

Schwerteile haben eine größere Dichte als Wasser, und schwimmen daher nicht.

Schwerteile ab einer Dichte von 2 Gramm/cm 3 und einer Größe von 0,1 mm Durchmesser sind sehr gut abscheidbar. Umso kleiner die Schwerteile, und je geringer der Dichteunterschied zu Wasser, umso schwerer können die Schwerteile in einem Hydrozyklon abgeschieden werden.

Die Abscheidung von Schwerteilen aus der Fasersuspension funktioniert über Zentrifugalkräfte, wobei die Zentrifugalkräfte im Hydrozyklon auf die eingebrachte Suspension wirken. Zur Erzeugung der Zentrifugalkräfte wird die Fasersuspension tangential am Einlaufstutzen des Kopfstückes mit Druck in den Hydrozyklon eingebracht. Dabei verengt sich der Einlaufdurchmesser zu einer Düse. Damit die Funktion des Hydrozyklons und eine gute Abscheideeffizienz für Schwerteile gewährleistet ist, sollte die Einlaufstoffdichte 2,5% nicht überschreiten. Umso niedriger die Einlaufstoffdichte, umso besser ist die Abscheideeffizienz.

In der Düse wird der Einlaufdruck in Strömungsgeschwindigkeit umgewandelt. Dadurch wird das Fasernetzwerk nach der Düse aufgerissen und die Schwerteile können aus dem Fasernetzwerk herausgelöst werden. Die Schwerteile reagieren auf Zentrifugalkräfte und werden an die innere Oberfläche 39, auch als Wandung bezeichnet, des Hydrozyklons 1 gedrückt.

Auf Grund der Wendel im Kopfstück bildet sich eine spiralförmige auch als Ringströmung 17 bezeichnete Strömung an der inneren Wandung des Hydrozyklons 9 aus. Die Strömung wird spiralförmig nach unten in den Abscheidekonus 7 geleitet. Während dessen gelangen die schwerteilfreien Fasern im Mittenbereich und bildet die Kernströmung 19. Die Kernströmung 19 gelangt zum oberen Auslass 15, siehe dazu die Strömungspfeile 19 in Fig. 1. Der obere Auslass 15 stellt die Gutstoffabführung 23 dar.

Durch eine Verschleißanzeige 31 des Abscheidekonuses 9 ist es möglich zum einen verschleißbehaftete Werkstoffe für den Abschiedekonus 9 einzusetzen und zum anderen durch eine Erfassung des Verschleißes eine rechtzeitige Wartung und/oder Austausch zu gewährleisten.

Im Folgenden wird das Grundprinzip der Verschleißanzeige 31 beschrieben.

Hier ist nur exemplarisch eine auf der äußeren Oberfläche 38 des transparenten Abscheidekonus 9 angebrachten Markierung 33 gezeigt. Die Markierung der Verschleißeinrichtung wird je nach Betrachtungsposition auf der inneren Oberfläche 39, 39' siehe Figur 2 und Figur 4, des Abscheidekonus 9 gespiegelt. Beim Verschleißen des Abscheidekonus 9 verringert sich die Wandstärke 37 des Abscheidekonus 9. Die Markierung 33, insbesondere farbliche Markierung in Streifenform, wird nun an der inneren Oberfläche 39 der verringerten Wandstärke 37 gespiegelt. Bei zunehmendem Verschleiß wird die Wandstärke 37 in einzelnen Abschnitten immer geringer. Dadurch nähert sich die innere farbige Markierung des Spiegelbildes 34 immer mehr der äußeren farbigen Markierung 33 an. Der Zwischenraum zwischen der farbigen Markierungen 31 und seines Spiegelbildes zeigt die noch vorhandene Wandstärke 37 an. Bei einer Distanz von 1-2 mm sollte der Abscheidekonus 9 ausgewechselt werden.

Die Spiegelung ist auch bei auftretendem Verschleiß bei einer Eintrübung des Materials des Abscheidekonus 9 bzw. bei einer aufgerauten inneren Oberfläche 39 auf der inneren Oberfläche 39 erkennbar. Auch damit bleibt eine teilweise Transparenz des Könen-Materials bis zum kompletten Durchschleißens des Abscheidekonus 9 erhalten. Dabei ist eine Reflexion an der inneren Oberfläche von 50% der auf den Konus eingestrahlten Strahlung ausreichend, sofern eine Betrachtung mit dem menschlichen Auge erfolgt. Bei einem Einsatz eines Sensors darf der reflektierte Anteil und die reflektierte Intensität deutlich geringer sein.

In Abhängigkeit von der erfassten Wandstärke 37 des Abscheidekonus 9 kann ein Austausch geplant und durchgeführt werden. Da insbesondere in dem unteren konisch zulaufenden Bereich des Abscheidekonus 9 mit Verschleiß zu rechnen ist, ist in dem unteren Bereich, mindestens in dem unteren Drittel des Abscheidekonus 9 eine Markierung 33 der Verschleißanzeige 31 positioniert. Hier erstreckt sich die Markierung 33 über mindestens 20 cm der axialen Höhe des Abscheidekonus 9. Um auch radial unterschiedlich verteilte Verschleißsituationen zu erfassen können mehrere in Umfangsrichtung beabstandet angeordnete Markierungen 33 vorgesehen sein, nicht dargestellt. Auch können mehrere in vertikaler Richtung beabstandete Markierungen vorgesehen sein. Da ein Verschleiß insbesondere in dem unteren Bereich vermehrt auftreten wird und auch sehr punktuell auftreten kann, sind insbesondere in dem unteren Drittel des Abscheidekonus mehrere Markierungen der Verschleißanzeige vorgesehen. Eine einen merklichen Verschleiß aufweisende innere Oberfläche ist mit 39' gekennzeichnet.

Bei der in Figur 2 ist eine Ausführung eines Abscheidekonus 9 dargestellt. Der Abscheidekonus besteht aus einem transmittierenden Material. Die Markierung 33 der Verschleißanzeige 31 ist auf der äußeren Oberfläche 38 aufgebracht, z.B. aufgeklebt. An der inneren Oberfläche ist ein Spiegelbild 34 der Markierung 33 erkennbar. Diese Spiegelbild 34 kann auch durch die Bilderfassung 43 aufgenommen werden. Ist die Markierung selbst nicht teilweise transparent, so bildet sich an der inneren Oberfläche 39 ein Schattenbild der Markierung 33 für die Bestimmung der Wandstärke. Insbesondere eine teilweise transparente rote Markierung ist gut zu erkennen, da rot einen guten Kontrast zu der Fasersuspension in dem Abscheidekonus darstellt.

Als Markierung der Verschleißanzeige können mehrere Markierungen 33 mit einem zumindestens teilweise axialen Verlauf vorgesehen sein.

Die Markierungen können dabei folgende Formen aufweisen:

- Eine gerade Linie

- Eine schräge Linie

- Eine wellenförmige Linie

- eine Punktereihe

- Aufgebrachte Formen wie Dreiecke, Rechtecke, Spezialformen

- Schriftzüge und Schriftzeichen

Die oben genannte Markierung 33 oder Markierungen der Verschleißanzeige 31 können folgende Anbringungsmöglichkeiten aufweisen:

- Markierung kann vertieft eingebracht sein

- Markierungen kann aufgesetzt angebracht sein oder werden

- Markierung kann direkt auf die Oberfläche aufgebracht sein oder werden.

- Markierung kann durch Aufkleben von Folien und dickeren Formteilen erstellt werden. - Markierungen können in Form einer oder mehreren partielle Einfärbung des Abscheidekonus ausgebildet sein.

Die Markierung kann folgende Farbgestaltung aufweisen:

- Vertiefungen oder Erhöhungen können ohne zusätzliche Farbgestaltung ausgeführt werden.

- Die Markierung kann farblich gestaltet sein, dafür können alle bekannten Farbtöne Verwendung finden, besonders geeignet sind farbliche Kontraste zu der Farbe der

Suspension.

- Zur besseren Sichtbarmachung können Farbenmaterialien eingesetzt werden.

- Die Markierung kann farblich transparent ausgebildet sein.

Es können beispielsweise bei einem Ausführungsbeispiel, nicht dargestellt, in den transparenten Abscheidekonen drei Nuten mit einer Tiefe von 0,3 mm eingebracht sein. Diese Nuten können farblich ausgelegt sein. Die farblich transparente Markierung in den Nuten dient als Basis für die Verschleißanzeige 31 .

Verfahren zur Erkennung eines Verschleißes bei einem Abscheidekonus 9 eines Hydrozyklons 1 kann den Schritt einer Anbringung einer Markierung auf dem Hydrozyklon vorsehen, sofern noch keine Markierung vorhanden ist. Durch die Markierung selbst und deren Veränderung oder die Veränderung des Spiegelbildes der Markierung kann die Wandstärke erfasst werden. Bei Unterschreitung einer vorbestimmten Wandstärke ist eine Ausgabe eines Signals vorgesehen. Dabei kann es ausreichend sein, dass auch nur in einem Bereich des erfassten Bereiches eine Unterschreitung der vorbestimmten Wandstärke erkannt wird. Um die Anzahl der fehlerhaften Signale zu minimieren kann vorgesehen sein, dass eine Mindesterstreckung einer minimalen erfassten Wandstärke 37 erfasst sein muss, bevor ein Signal zur Anzeige eines Verschleißzustandes des Abscheidekonus 9 erzeugt wird.

Besteht der Verdacht eines massiven Verschleißes an einer unerwarteten Position, so kann eine farbliche Markierung dort an der äußeren Oberfläche 38 des Abscheidekonus 9 z.B. mit einem wasserfesten Stift, in dieser Position gezogen werden. Damit ist dann auch an dieser Position eine Verschleißerkennung möglich. Das kann insbesondere im Rahmen einer Sichtung vom Personal vorgenommen werden.

Darüber hinaus kann ein Bildaufnehmer vorgesehen sein, mittels dessen eine bildliche Erfassung der Markierung 33 auf Veranlassung und/oder automatisch in fest vorbestimmten Zeitabständen vorgenommen wird. Die Signale werden in einer Steuerung 41 ausgewertet. Wird ein vorbestimmter Grenzwert an einer Position und/oder über eine vorbestimmte Distanz und/oder über eine vorbestimmte Zeitdauer anhaltend unterschritten, so wird ein Signal für eine Veranlassung eines Austausches von der Steuerung 41 ausgegeben.

Alternativ kann auch vorgesehen sein, eine Strahlungsquelle 45 vorzusehen, deren Strahlung an der inneren Oberfläche 39 des Abscheidekonus 9 reflektiert wird. Die reflektierte Strahlung wird dann von einem Detektor /Bilderfassung 43 aufgenommen. Dadurch kann die Kontur der inneren Oberfläche 39 des Abscheidekonus und die Dicke der Wand des Abscheidekonus erfasst werden. Bei einer derartigen Ausführung sollten Strahlung und Material des Abscheidekonus gut aufeinander abgestimmt werden für eine Darstellung der inneren Oberfläche durch die reflektierte Strahlung. Durch gepulste Bestrahlung kann Störstrahlung eliminiert werden.

Als Material für den transparenten Teil des Abscheidekonus 9 kann ein Kunstsoff eingesetzt werden. Darüber hinaus ist auch Glas verwendbar.

Dem Abscheidekonus 9 ist eine Bilderfassung 43 und eine Steuerung 41 zugeordnet. Darüber hinaus ist dem Abscheidekonus 9 eine Strahlungsquelle 45 zugeordnet. Durch die Bilderfassung 43 wird die Markierung 33 der Verschleißanzeige 31 aufgenommen und die Wandstärke über zumindestens einen Abschnitt der axialen Erstreckung des Abscheidekonus 9 ermittelt. Dabei kann mittels der Strahlungsquelle 45 auch ein für das menschliche Auge nicht sichtbare Strahlung verwendet werden, die an der inneren Oberfläche reflektiert wird. In Abhängigkeit von der ermittelten Wandstärke wird von der Steuerung ein Signal zur Anzeige einer Verschleißsituation ausgegeben. Dafür sind in der Steuerung vorbestimmte Grenzwerte hinterlegt. Diese Grenzwerte können von dem Material des Abscheidekonus und einzuplanenden Vorlaufzeiten für eine Wartung abhängen. Im Fall der Verwendung einer für das Auge nicht sichtbaren Strahlung bezieht sich transparent auf eine für diese Strahlung transparentes Material.

Bezugszeichenliste