DE1461052A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Abscheiden von Schmutzteilchen aus einer waessrigen Pulpensuspension von Zellulosefasern - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Abscheiden von Schmutzteilchen aus einer waessrigen Pulpensuspension von ZellulosefasernInfo
- Publication number
- DE1461052A1 DE1461052A1 DE19631461052 DE1461052A DE1461052A1 DE 1461052 A1 DE1461052 A1 DE 1461052A1 DE 19631461052 DE19631461052 DE 19631461052 DE 1461052 A DE1461052 A DE 1461052A DE 1461052 A1 DE1461052 A1 DE 1461052A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- diameter
- outlet
- centrifugal force
- inlet
- vortex
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Paper (AREA)
Description
Vorfahren und Vorrichtung zum Abscheiden von
Schrautztoilchen aus einer wässrigen Pulpensuoponaion
von Zellulosefasem
i)ie .Erfiiiiluug befcrifit ein Verfahren uuü ο ine Vorrichtung zum
Abscheiden von Sohmutzteilcliou aus einer vflissri^en l'ulponsusponalon
von Zolluloaefuseru, wobei die Grötise und die Dienten dieser
Schj'iutzteilchen in eine.u weiten Gröösenbereicu liegen, wobei das
Abscheiden, in einer Vorrichtung öurciigeführt v.ird, die oiae Tremikar.ier
aufweist, von der wenigstens ein Teil ei)ie konische Form
hat, einen tauoe:itialen Einlasa au breiteren Ende der Trennkauraer,
einen fv:ialen Stoffauslass an dew breitereu Ende und einen axialen
Auslast? in der Spitze der Kaincr, wobei eine wässrige Suspension
von Zollulosefasern in den tau^eutialon Einlass mit einen Speisedruck
von etwa 3,7 at ein^e^eben wird, und v/obei diese Suspension
in der Tre irxiin -r.er in eine Yixrbelbowogung vernetzt wird, um ei
nen
v. 4. ä.
nen 17irbel von konischer Form zu erzeugen, der eine erste Zone
mit radial ansteigenden T/inkelgesciiwindigkeiten und eine zweite
Zone aufweist, in der die ITinkelgeschwindigkeit im Aires ent liehe η
konstant ist, wobei vom Mittelafeschnitt des ΐ/irbels au der
Spitze Scüimutzteilchen kontinuierlich abgezogen v/erden, und
wobei am breiteren Ende ein Suspensionsstrom abgezogen wird, der den Hauptteil der Zellulosefasern enthält,
Dei der Umsetzung von Holz oder anderen Faserstoffen in Puljje
und Papierstoff treten drei iiairptklassen von ^'rendstoffeu oder
ScL-nutz in ErücLeimmg,
1. Teile des Holzes, die sich durch dio chemische und/oder
mechanikcue Einwirkung nicht vollständig in einzelne Fasern
unterteilt haben« Ein Teilchen eines derartigem !..ateri^ls
kann verhältnisiuässig grous sein, '.?ie beispielsweise ein
unzerf aserter S χ; au. oder Asticnotene TiTe im ein aerarti^;os To lichen
jedoch έ;ηΐ eine u-rösse zerlrloi.5;ert ist, dass dieses
Teilcl'en in eineu Papierblatt eingebettet werden kann, so
wird dieses als Splitter bezeichnet,
2« Hindeustücce, die heim Kocnen nicht aufgelöst oder zerkleinert
Tferdea und ciie als schwarze oder dunkel gefärbte Teilchen
in der fertigen Pulpe verbleiben,
3. Fremdstoffe, die nicht faserigen Ursprungs sind und die mit
den jlolz oder während späterer Yerarbeitungsgänge eingeführt
werden un:1 fliese Fremdstofie umfassen Sand, lioi rleitungssplitter,
Flugasche, Schlacke u* dgl»
90 981 3-/ QB$ ü , BAD original Weeen
Wegen der ausserordeiitlich unterschiedlichen physikalischen
Eigenschaften und der stark verschiedenen Grossen der Schmutzteilchen,
die auftreten können, wurden sehr viele unterschiedliche Verfahren zur Reinigung von Holzfaserstoffen und Cellulosepulpen
entwickelt und wurden Üblicherweise in Kombination angewendet,
um ein Endprodukt zu erzielen, welches in angemessener Weise frei war von verschmutzenden Fremdstoffen, die sonst
das Aussehen und die Verwertbarkeit des fertigen Papier- oder Pulpenblattes verderben können»
Die am häufigsten verwendete Methode der Reinigung eines Holzfaserstoffes
oder einer Zellulosepulpe ist das Sieben einer,verdünnten wässrigen Suspension der Pulpe. Um jedoch ein Verstopfen
und ein Verfilzen zu vermeiden, ist es erforderlich, Schlitze oder Öffnungen zu verwenden, die ein Vielfaches grosser sind
als die Paserbreite. Da Siebe in Betrieb nicht vollständig abscheiden, wurden sehr oft Mehrfachsiebsätze verwendet, jedoch
gelangten trotz dieser Massiiahme immer einige Splitter durch
die Siebe hindurch« Durch ein sehr starkes Kochen der Pulpe wird die Menge der ursprünglich vorhandenen Splitter vermindert
und beim Bleiehen erfolgt dadurch eine weitere "chemische Reinigung"
, dass aus den Splittern Lignin entfernt wird, welches die Fasern miteinander verbindet» Zusätzlich zu dieser chemischen
reinigung erfolgt durch die Wirkung der Pumpen in der
ulpeiuierstellungsvorrichtung sowie auch in Holländer, im Jorden
Abscheider 909813/0868
) Abscheider oder in anderen Absoheiderη in der Papierfabrik eine
mechanische Zerreibung, wodurch viele der eineeinen Splitter '
zerrissen werden» Durch eine Abstimmung der Vielfachsiebung und
der ohemlsohen und mechanischen Zerfaserung war es «tiglich, den
Splittergehalt im Feinpapier auf einen annehmbaren niedrigen Wert EU halten, wobei die chemieohe Reinigung normalerweise zur
Einstellung verwendet wurde, d« h. die Menge der zugesetzten
Chemikalien oder die Temperatur oder die Koohzeit oder die Bleiohstufen wurden erhöht, wenn an irgendeiner Stelle des Systeme der Splittergehalt zu hoch erschien« Dies führte normalerweise tu einer geringen Pulpenproduktion und manchmal zu
einem ausserordentlioh Starken Abbau der Pulpe« Die Beeinflussung des RindenSchmutzes ist ein sehr schwieriges Problem« Da
die Splitter normalerweise etwas länger sind als breit, wird dadurch die Wahreoheinliohkeiterhöht, dass diese durch das Sieb
abgeschieden werden« Der Rindensohmutz weist eine willkürlichere Form auf, die sich einer Kugelform nähert» Weiterhin ist der
Rindenschüutz weniger durch eine Bleiohung angreifbar« Um ein
Feinpapier frei van Eindenschmutz zu erhalten, war es bisher
üblicherweise erforderlich, bei dem verwendeten Holz besondere
Sieherheit!Vorkehrungen zu treffen. Die Holzklötze wurden wiederholt, duroh die SchKlvorriohtungen geführtf um alle Spuren
der anhaftenden Rinde zu entfernen« Holzklötze weisen jedoch tta161e jtnte herum und an anderen Teilen eingewachsene Rinde
auf
109013/0861 BADORJGINAL
U61052
τ. 5 -
auf und viele Holzstoffabriken bearbeiteten das Holz nochmals
in besonderer Weise, um sowohl Holz als auch Binde aus diesen Bereichen au entfernen· , .
Die Verminderung des Fremdstoffgehaltes mit hohem spezifischen Gewicht wurde normalerweise dadurch erzielt, dass besondere
Vorkehrungen getroffen wurden, um das Eintreten dieser Fremdstoff e zu verhindern· So wurde beispielsweise eine gründliche
Waschung der Holzklötze durchgeführt und das Wasser wurde gefiltert. >In der Holzschleife wurden Riffelungen angebracht und
es wurden ils der Papierfabrik stationäre zylindrische Zentrifugalreinigungsrohre
verwendet» Alle diese SicherheitsvorkehT<%
rungen werden üblicherweise in Kombination angewendet« i
Baraus ergibt sich, dass durch die direkten und indirekten
Betriebskosten sich die Fertigungskosten bei der Herstellung eines sauberen Papieres ausserordentlich erhiJhen«Die einzelnen
üblichen Beinigungsmassnahmen sind normalerweise für eine Art
und/oder Grosse von Schmutz spezifisch und sogar für diese Art und/oder Grösee de· Schmutze· 1st die Wirksamkeit oft gering«
Bei So^mutzarten und Solimut zgrb* ssen, die sich von denen, für
die die Einrichtung bestimmt istν unterscheiden» kann die Lei- '
stungafähigkeit der linriohtung sogar au Null werden«
Durch da» erfindungegemässe Verfahren können Splitter, Rindenteilchen
und veriohmutzungen mit hohem spezifischem Gewicht
/ 909813/08 6 8 f
gleichzeitig
H61Q82
gleichzeitig vom Faserstoff entfernt werden und innerhalb
ter Grenzen kann diese Entfernung unabhängig von der Gjrösse «tie- -I
ser Teilchen durchgeführt werden« Es wurde gefunden* dass durch
die Wahl bestimmter Abmessungen der einzelnen Reinigtmgsvorrichtung) durch welche die Strömung des abgeschiedenen Sohautze·
> innerhalb dieser Vorrichtung verändert wird, es möglich ist» den Grössenbereioh der abgeschiedenen Teilchen, wie gewünscht,
in der einen Richtung oder in der anderen Richtung zu erweitern·
Diese Kombination guter Ergebnisse, die mit einem Witftelabsoheider erreicht werden, konnten bisher mit keinem zur Verfügung
stehenden Verfahren oder mit keiner zur Verfügung stehenden '
Vorrichtung erzielt werden.
In der USA-Patentschrift 2 377 524, deren Autoren ein Hydrooyolon für eine kontinuierliche Abscheidung von Sοheutζ aus
wässrigen Cellulosepulpeaufschlämmungen entwickelten, ist ausgeführt, dass die Splitteranteile des Schmutzes eine Reaktion
auf die Zentrifugalkraft aufweisen, welche fast die gleiche wie die der einzelnen Fasern ist, so dass diese Splitterteilchen
sehr schwer durch eine Zentrifugaleinwirkung von den regulären Fasern getrennt werden können.
Die Autoren der zitierten USA-Patentschrift stellten fest, dass
in einer ihrer leistungsfähigsten. Reinigungsvorrichtung, die
einen
H610S2
• Inen Durfte·»*· vo* 8,08 EoIl und eine Kapazität von 20
nen pro Minute hatt·, dag* 44*1 % der Splitter, die nioht durch j
eepha^eoh· Wirkung $eritürt waren, mit 23,6 % der guten
at|i§sohi«den wurden« Öaraus ergibt eich» dass 1ötB %
^lir Pulpe 65,3 * Splitter enthielten« Weiterhin folgt -dft·· 100 Teil« einwandfreier Fulpe ί ί
at 68,3 » T2,8 %
üer nichi »ehr/verkleinerbaren Splitter enthalten, die von der '
'■* Γ ' ' ' · ■' .-■■-■": ■·■■ ■ . ' \
en Pulpe ,fkageeignet
nie ehe η Lehre wird ein S ohmutE teilchen der Einwirkung der
< "· ■■'■■ :/ : ■■
trifugalkraft auegesetet, w^lohes dieses Teilohen zur Wandung ;
trägt, wo das Teilchen zur Spitzo des Konus wandert und ausgeschieden wird. Diesem Effekt wirkt jedoch die naoh innen gerichtete radiale Strömung entgegen, so dass dae Material, welohes !
nioht sogleich durch die Zentrifugalkrait abgetrennt wird, in j der Mitte geftßirt wird und dureh den oberen Ausläse zusammen
mit dem gate? Material austritt. Die Autoren der zitierten
USA-Patentschrift folgerten daraus, dass der einnige Weg, -die
Leistungsfähigkeit dieaer Vorrichtung iu verbessern, der ist,
eine vorriQhtwngmit...yermilidert^B Durohmepser tu Terwendftn, wodurch di· Winlcelge a clmlndigke it und damit die Zentrifutllkraft
. j ■ ■
* erhöht
O i B r:· / u ii 0 0
erhöht wird und weiterhin schlugen die Autoren vor, die Konuslänge
zu erhöhen, wodurch die radial nach innen gerichtete Strömung vermindert wird. Die Autoren der zitierten USA-Patentschrift
kamen zu dem Schluss, dass eine gute vorrichtung zur Reinigung der Pulpe einen Durchmessergrössenbereich von 2,0 bis
4,2 Zoll haben müsse und dass diese Vorrichtung eine Länge haben müsse, die das Fünf- bis Fünfzehnfache dieses Durchmessers
beträgt.
Es wurde nun gefunden, dass eine ausgezeichnete Abscheidung von.
Splittern bis zu einem Grad erzielt werden kann, der bisher al*,
unmöglich betrachtet wurde und zwar in einem Hydroeyelon, welches
einen wesentlichen grösseren Durchmesser hat und demzufolge
eine beträchtlich geringere Zentrifugalkraft als das HydrooyclojE
das in der USA-Patentschrift vorgeschlagen wird»
Dieser überraschende Effekt ist eine Folge der bisher unentdeokten
Tatsache, dass Splitter und andere grosse leichte Partikel, insbesondere solche von langgestreckter Form, zur Mitte
von Vorrichtungen mit kleinem Durchmesser durch den vorherrsehenden
hohen Geschwindigkeitegradienten oder durch die vorherrschende
Scherung gezogen werden, wobei diese Partikel trotz der hohen entgegenwirkenden Zentrifugalkraft in Zonen mit höherem
Geschwindigkeitsgradienten eintreten, die zur Mitte der Vorrichtung hin liegen«
Es
bii-,ϊ ".. . ■
909813/0868
Es wurde ganz allgemein gefunden, dass, wenn eine wässrige
Faseraufschlämmung tangential in eine konische Kammer, wie beispielsweise in ein Hydrooyclon, eingeführt wird, um eine Wirbelbewegung
um eine Mittelachse zu erzeugen, diese Suspension, wenn sie naoh innen und nach abwärts wirbelt, einen konischen Wirbel
bildet, in welchem deutlioh zwei Zonen zu unterscheiden sind. Es ist eine äussere Zone vorhanden, die durch Winkelgeschwindigkeiten charakterisiert ist, die nach innen längs des Radius ansteigen
und eine innere Zone, in welcher die Winkelgeschwindigkeit
der Flüssigkeit im wesentlichen konstant ist. Die Scherkräfte, die vom Winkelgeschwindigkeitsgradienten ausgehen*, sind
bei der Abscheidung der Holzschmutζteilchen oder Splitter von
den Pasern förderlich. Die Splitter, die so von den Pasern abgetrennt werden, werden durch die Zentrifugalkräfte, die gleichzeitig
entwickelt werden, zur Wandung der konischen KaEimer gefördert, von wo aus diese Splitter zur Spitze des Konus gefördert
und gegebenenfalls ausgeschieden werden. Es wurde nun gefunden, dass eine wirksame und leistungsfähige Abscheidung von
Splittern von den Pasern und eine anschliessende Ausscheidung
der Splitter durch die Konusspitze lediglich dann auftritt, wenn die im Wirbel erzeugte Zentrifugalkraft und der im Wirbel
erzeugte Winkelgeschwindigkeitsgradient ein Verhältnis zueinander haben, welches oberhalb eines bestimmten Minimalwertes
. ' -'■■ ■'■■■-·■■■-■■■:..■ ' ,
Es wurde weiterhin gefunden, dass die Grosse der so erzeugten J
Zentrifugalkraft und des Winkelgeschwindigkeitsgradienten
909813/0888
und demzufolge des Verhältnis dieser Grossen zueinander durch
die geometrischen Variablen der konischen Kammer bestimmt werden,
wie beispielsweise durch den Durohmesser der Kammer, den Konuswinkel,
den Einlassdurchmesser, den Duronmesser des oberen Auslasses
und dass eine eindeutige Beziehung zwischen jeder besonderen Kombination von Werten für diese Variablen und das Verhältnis
von Zentrifugalkraft zu Winkelgesohwindigkeitsgradient
und damit zur Trennleistung der Kammer besteht.
Demzufolge wird durch die Erfindung ein kontinuierliches Verfahren zum Abscheiden von Sclmutzteilehen aus einer wässrigen
Suspension von Cellulosefasern geschaffen, wobei diese Schmutzteilchen in einem weiten Bereich variierende Grossen haben und
wobei unter den Schmutzteilelien solche sind, die im wesentlichen das gleiche spezifische Gewicht haben wie die Cellulosefasern.
Bei diesem Verfahren wird die Suspension unter Druckjfcangential
in das breite Ende einer konischen Treimkanmer eingeleitet, wodurch
ein Wirbel von konischer Form entsteht^ Dieser Wirbel
weist eine äusser Zone mit radial nac:i innen ansteigenden Winkelgeschwindigkeiten
auf und eine innere Zone, in welcher die Winke!geschwindigkeit
konstant ist. Diese Zentrifugalkräfte und die Scherkräfte sind 'in der äusseren Zone mit zunehmenden Winkelgeschwindigkeiten
an einem Punkt am grössten, der nahe an der Übergangsstelle zwischen der äusseren Zone und der Zone mit konstanter
Winkelgeschwindigkeit liegt. Das Verhältnis von Zentrifugalkraft
9Ö9813/0868
U61052 - li -
ittgalkraft zum Winkelgeechwindigkeitsgradienten an dieser Maxi-Halatelie
hat einen Wert von 16 χ IO oder grosser und der
Winkelgeeohwindigkeitegradient hat einen Wert von 600 see
fuse"* biür grosser· '
Unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung soll nun eine
in'β einzelne gehende Beschreibung der Erfindung gegeben werden«
Es «eigen:
fig· 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer AuMsA- !
rungsform des erfindungsgemässen Wirbelabscheiders#
fig· 2 und 3 Schnittansiohten, welche die Anwendung von konisehen
Anschlüssen zeigen, mit denen der wirksame Durchmesser
der Schmutzaustrittsöffnung der konischen Trennkammer verändert werden kann
'und' ' ' ' " ' ' ■"·■'■■"■■'.■
'und' ' ' ' " ' ' ■"·■'■■"■■'.■
Fig. 4,5, 6 und 7 zeigen die VerÄnderungeh des Druckes, dei 4>
Gieschwindigkeit, der Zentrifugalkraft und des Winkelgeschwindigkeitsgradienten innerhalb der Vorrichtung als j
v Funktion des'Sadius. l ? ; ; ;
Der in Fig. 1 gezeigte Abs'che'iäer weist einen hohlen kegel- '-stumpfförmigen
Konusabschniti 5 mit eiiiem vertiältnismässig grossen
Durchmesser auf und mit einer Länge, die beträchtlich grosser ist als'der kaximaläuröhmesseri 6as obere oder breitere
.ν ί-Vi .j ■;..-. iaä ■ ■ . ' ■■
909813/086Ö '
re Ende des Konusabschnittes 5 ist an einen zylindrischen Kopfabochnitt
7 angeschlossen, der einen tangentialen Einlass 8 hat. Dieser Einlass 8 weist vorzugsweise einen rechteckigen Querschnitt
auf. Dieser Querschnitt ist in Achsrichtung der Einheit langgestreckt. Ein Auslassrohr 9 für das gereinigte Gut erstredcb
sich unter die Höhe des tangentialen Stoffeintritts 8 und fluchtet axial mit der Auslassöffnung 6 für die abgeschiedenen
Stoffe. Diese Öffnung 6 sitzt an der kegelstumpfförmigen Spitze des Konus. Der Stoffauslass weist einen grösseren Durchmesser
auf als die Auslassöffnung für die abgeschiedenen Stoffe.
Der gereinigte Stoff kann durch das Auslassrohr 9, ein Reduzierstück
15 und einen Krümmer 16 eineu Drosselventil 17 zugeleitet werden und dann durch Rohransohlüsse 19 zu einer gewünschten
Stelle, beispielsweise zu der Stelle, an der die nächste Verfahrensstufe durchgeführt wird. Ein Druckmesser 20 kann unmittelbar
vor dem Drosselventil 17 vorgesehen seinr
Der eingeschlossene Konuswinkel des Konusabschnittes 5 ist ein
wesentlicher Paktor und kann in der Gröasenordnung von 10 bis
18° liegen. Wenn die Querschnittsfläche des Stoffeinlasses 8 etwa 12,5 Quadratzoll beträgt und der Innendurchmesser des zylindrischen
Kopfabschnittes 7 bis 12 Zoll, dann sollte der Innendurchmesser
des Konusabschnittes 5 an der Öffnung 6 etwa 2 Zoll betragen. Für bestimmte Zwecke kann ein kleinerer Durchmesser
909813/0868 :
BAD ORIGINAL
Η61052
messer der Öffnung Q wünschenswert sein. In diesem Pail können
getrennte, mit einem plansch versehene, konische Anschlüsse 12
und 13 vorgesehen sein und diese können wahlweise am Plansch 14
des Eonusabsohnittes 5 befestigt sein, wie es in den Pig. 2! und
3 gezeigt ist. Der minimale Innendurchmesser der Konusse der ko-*
nisehen AnsohlÜsse 12 und 13 beträgt 1,75 Zoll und 1,5 Zoll, so
dass die gewünschte Auslassgrösse hergestellt werden kann, wobei der Konuswinkel herunter bis zum kleineren Durchmesser bei- '
behalten wird.Iri gleioher Weise können Abseheidungsauslassdurch-i
messer von 1,25 Zoll oder von anderer GrÖsse dadurch erzielt
werden, dass zusätzliche Anschlüsse vorgesehen sind, die den Ansshlüssen 12 und 13 entsprechen.Das Stoffauslassrohr 9 er- ι
streckt sich bis zum unteren Ende des zylindrischen Kopfabschnittes
7. Der innere Querschnitt des Auslassrohres 9 kann efcwa gleich dem Querschnitt des Einlasses 8 sein· Dies entspricht
im vorliegenden Fall einem Durchmesser von etwa 4 Zoll., Wenn Stoff durch diese Vorrichtung gepumpt wirdj so bildet sioh
in der Achse eine flüssigkeitsfreie Säule 21 aus, die sioh zwischen dem Spitzenauslass 6 und dem Auslassrohr 9 erstreokt»
Diese Säule wird von der flüssigen Stoffsuspension 22 umgeben,
die sich schnell um diese Säule herum dreht.
Wenn eine ungesiebte Sulfidpulpe mit einem Druck von 45 Pfund
pro Quadratzoll der Vorrichtung zugeführt wird, so hat diese i eine Kapazität von 706 U.S. Gallonen pro Minute. Wenn ein
Spitzenausiass
i 813 / q β e 9
Spitzenauslass mit einem Durchmesser von 1,25 Zoll angeschlossen
ist und wenn ohne Rückdruck gearbeitet wird, so wurde gefunden, dass 4,0 U.S. Gallonen pro Minute mit einem Flottenverhältnis
von 1,2 °/o abgeschieden wurden. Dieser Auslass weist die
Form eines hohlen Sprühkonus auf, der einen eingeschlossenen Winkel von 100 hat und dieser Auslass beträgt etwa 0,57 °ß>
des Einlassvolumens und enthält 1,31 % der Gesamteintrittsfeststoffe.
Diese geringe Strömung durch einen Auslass mit einem Durchmesser von 1,25 Zoll ergibt sich daraus, dass der Bereich, der
die Mittelachse umgibt, vollständig frei von Flüssigkeit ist. Dies wird durch die hohe Zentrifugalkraft innerhalb der Vorrichtung
bewirkt. Die Abscheidungsöffnung wird normalerweise auf einen Durchmesser eingestellt, der etwas grosser ist als der
der flüssigkeitsfreien Säule, Dies vermindert die Menge der Ausscheidung, die wieder behandelt werden muss, wobei dieser Durchmesser
noch ausreichend gross ist, um eine Verstopfung zu verhüten. Es wurde gefunden, dass der mit einer solchen Vorrichtung
erhaltene Stoff sauberer war als der, der mit einen üblichen Riffel- und Feinsiebsystem erhalten wurde, dem der gleiche
Stoff zugeführt wurde.
Es wurde gefunden, dass, wenn der 15 Konusabsohnitt durch einen
Konusabschnitt von 10° ersetzt wurde, es erforderlich war,
die Spitzenöffnung auf 1,5 Zoll zu vergrössern, um einen Ausschussauslass zu erhalten. Mit dieser Abänderung wurde die
Eeinigungsleistung verbessert und die Kapazität der Vorrichtung
stieg von 705 auf 800 U.S. Gallonen pro Minute.
SUÖ813/086Ö Es
- 15 -
Es wurde ein Wirbelabscheider mit den obengenannten Abmessungen, mit einem Konuswinkel von 10° in einer Pulpeaufbereitungsfabrik
installiert, in der ein alkalisches Pulpeaufbereitungsverfahren
durchgeführt wird und die in Cornwall, Ontario liegt. Diese Fabrik
erzeugte 160 bis 200 Tonnen Pulpe pro Tag aus gemischten Harthölzern. Es wurde Braunholzstoff von der Waschanlage durch
ein grobes Siebsystem geführt und dann durch drei Wirbelabscheider, die parallel geschaltet waren. Die Abscheidung von dem
Grobsiebsystem und den Wlrbelscheidern wurde zusammengeführt, verdünnt und durch einen anderen Wirbelabscheider geleitet« Der
Stoff wurde wieder in die Verarbeitunganlage eingegeben und λ
die Ausscheidungen wurden abgezogen. Dann mirde der Stoff eingedickt,
gebleicht und wieder durch eine zweite Bank von vier
parallelen Abscheidern geleitet. Die Ausscheidungen wurden verdünnt und in einen zweiten Abscheider hineingepumpt. Der Stoff
wurde wieder in das Verarbeitungssystem zurückgeführt und die Abscheidung wurde abgezogen. Die Gesamtabscheidung in der ungebleiohten
Stufe betrug etwa 0,15 Gewichts-Prozent des weiter verarbeiteten Stoffes und bestand aus Splittern, Borlcensohmutz
und anderen ScLinutztoilcren, wobei eine ganz geringe Menge von
Pasern vorhanden war. Die Gesamtabscheidung in der gebleichten
Stufe betrug etwa 0,067 $ des weiter verarbeiteten Stoffes,
Nachdem die vors teilend beschriebene Installation durchgeführt
war, wurde gefunden, dass das vorher verwendete übliche System
600813/0860
zur
-ie- ' U61052
zur Behandlung der ungebleichten Siebausscheidung, welches aus einem Drehsieb und einem flachen Sieb bestand, nicht mehr erforderlich
war. Dies' war ebenfalls der Fall bei dem Primär- und Sekundärsystem zur Behandlung des gebleichten Stoffes, d. Ii. bei
den Rifflern und Feinsieben, Alle diese Vorrichtungen wurden aus der Fabrik entfernt. Stündliche Schmutzuntersuchungen, die acht
Monate lang nach dem Einbau durchgeführt wurden, zeigten einen Mittelwert von 1 Quadratmillimeter Äquivalentschwarzfläche pro
1000 Quadratzoll Blattoberfläche, wobei lediglich 2,9 ^o dieser
Messungen über 4 lagen. In der entsprechenden Zeitspanne vor diesem Einbau war keine der Messungen so niedrig wie 1 und 98 %
lagen über 4. Wegen der hohen Reinheit, die mit dem neuen System erzielt werden konnte, war es möglich, 14 0Jo weniger Chemikalien
dem Zellstoffkocher zuzusetzen als vorher, da es nicht mehr langer erforderlich war, periodisch die Beschickung zu erhöhen, um
den Schmutzwert einzustellen.
Bei der bisherigen Betriebsweise war es erforderlich, lediglich
Holz zu verwenden, von welchem die Rinde entfernt war und urelches
sehr sorgfältig gereinigt war. Es wurde gefunden, dass es beim Betrieb mit den Wirbelabscheidern möglieh ist, völlig ungeschältes
Holz erfolgreich zu verwenden und dass in \/esentlichen
alle Rindenteilchen abgeschieden wurden» Bei der Verwendung
von ungeschältem Holz stieg die Totalausscheidung an den ungebleichten und den gebleichten Stufen von etwa 0,22
</o des
weiter
·■ · ν·1 y '
•09813/0868 ^
BADORiQlNAL
U61052
weiter verarbeiise/ten Stoffes auf etwa 1,66 % des weiter verarbeiteten
Stoffes an und zwar wegen 4er grössereu Anzahl von BinJ
denpartikeln« · !
Es wurde gefunden, dass die Art der Abscheidung des Wirbelab- i
scheiders in einsr miteinander verbundenen Weise von einer An- !
zahl von Abmessungen des Abscheiders abhängt, wobei diese Abmes-j
sungen sowohl die absoluten als auch die relativen Grossen der ι
Einlass- und Aus^assansohlüsse, den Durohmesser und den Konus-Winkel
umfasse»« Es war möglich» die Natur der Bewegung inner- l
i halb des Abscheiders und deren Einwirkung auf die mitgefühlten '
Peststoffe zu untersuchen und diese Untersuchungen wurden auf ' die Abmessungen bezogen, so dass es möglioh wurde, die Art der
Einwirkung vorherzusagen, die mit irgendeiner Vorrichtung erhalten
werden kann« Wenn ein grüs.seres Einzel stück, wie bei- .
i spielsweise ein Holzast oder Holzknoten, beispielsweise in der :
Grössenordnung von 1/2 χ l/Z χ 3/4 Zoll in die vorstehend beschriebene
Einrichtung eintritt t wird dieser nicht ausgesohie-
den, sondern läuft gegen die Konuswand um, bis dieser durch den j
mechanischen Abrieb auf eine Grösee abgetragen ist, die ausge- '
sohieden wird, Duron die Verwendung eines durchsichtigen Konus ,
war es möglich, die Geschwindigkeit des umlaufenden Knotens zu
messen. Der sioh einstellende Umlauf war spezifisch für dessen t Grosse und währelpüd des Abriebs des Knotens verschob sich die j
Lage der Umlaufbahn zur Spitze des Konus hin. Ein Laboratoriums«!
gummi stopfe» Nr.. 3 zeigte ein ähnliches Verhalten, jedoch ändert)
• te
ώ1 ■
■ =|
U61052
te dieser seine Umlaufbahn nicht. Dieser Gummistopfen wurde mit
der Beschickung in einen Abscheider von 12 Zoll Durchmesser eingegeben, wobei dieser Abscheider einen Einlass von 12,5 Quadratzoll
aufwies und einen oberen Auslass mit einem Durchmesser von 4 Zoll und einen Konuswinkel von 10°. Dieser Abscheider wurde
mit einem Einlassdruck von 45 Pfund pro Quadratzoll und ohne Druck am Auslass betrieben. Der Durchsatz betrug 800 U.S. Gallonen
pro Minute und die berechnete Geschwindigkeit am Eingangspunkt betrug 20,5 Fuss pro Sekunde« Der Gummistopfen lief an
einer Stelle um, an der der Konus einen Radius von 1,8 Zoll hatte.
Die Geschwindigkeit des umlaufenden Gummistopfens wurde mit einer stroboskopischen Methode gemessen und diese betrug 4300 U/
min, was einer Geschwindigkeit von 67,6 Fuss pro Sekunde an der Konuswandung entsprach«
Wenn ein Körper aus einem fluiden Medium um die Mittelachse
eines Gofässes rotiert, können sich die Extremzustände eines freien Wirbels oder eines erzwungenen Wirbels entwickeln und
zwar in Abhängigkeit von den Bedingungen, die die Wirbelströmung einleiten und aufrechterhalten. Beim freien Wirbel steigen
die Winkelgeschwindigkeiten und die Tangentialgesohwindigkeiten bei einer Annäherung an die Rotationsachse an und zwar gemäss
der Gleichung
V1 x R1 = V2 χ R2 (1),
wobei
900813/0868
U61Ö52
wobei V1 und Vg die Tangentialgesohwindigkeiten für die Radien
R1 und E0 sind· ■ .
Beim erzwungenen Wirbel ist die Winkelgeschwindigkeit konstant, d.h. das fluide Medium dreht sich| als wäre es ein festes Rad,
wobei die Tangentialgeschwindigkeit abnimmt, wenn man sich der Achse nähert. Die entsprechende Gleichung ist
V1 χ R2 m V2 χ B1 (2).
Mit den vorstehenden Gleichungen war es möglich, die theoretische
Geschwindigkeit an einem Radius von 1,8 Zoll für die beiden Strömungsarten zu errechnen, wobei angenommen wurde, dass die
Tangentialgeschwindigkeit an der Außenseite des zylindrischen Abschnittes, der einen Radius von 6 Zoll hatte, die gleiche ist
wie die Eintrittsgeschwindigkeit, nämlich 20,5 Puss pro Sekunde»! Da der umlaufende Gumiaistdpfen ein breites Radiusband einnahm,
war der tatsächliche Radius für die plüssigkeitsgesciiwindigkeit
nicht bestimmt, die mit der Umlaufgeschwindigkeit des öummistopfens
zusammenfiel« Für die Zwecke der Berechnung wurde jedoch als Radius der Radius an der Konuswandung eingesetzt. Ein
Vergleich der experimentellen Werte mit den berechneten Werten für die freien und erzwungenen Wirbel ist in der Tabelle 1 gezeigt.
■
1 3/OSß S
Radius Zoll
Ge schwindiglceit in Puss
pro Sekunde
Winkelge- Berechnete schwindig- Zentrifugalkraft
keit in U/min in g *__
1. Experimentelle Messung
1,8
2. Berechnete Werte
67,6
4,300
946
freie Wirbelströmung 6,0 (am Eintritt)2O,5
1,8
68,3
erzwungene Wirbelströmung 6,0 (am Eintritt)20,5
1,8
6,15
392 4,350
392 392
26,2 968
26,2 7,9
Ein Vergleich der Werte der Tabelle I zeigt, dass die beträchtliche
Beschleunigung der Flüssigkeit mit der Ausbildung eines freien Wirbels in der Vorrichtung erklärt werden kann. In Tabelle
I wurden die Zentrifugalkräfte geiaäss der folgenden Gleichung
ν3'
berechnet* F = ~ (3),
berechnet* F = ~ (3),
wobei F = Zentrifugalkraft in g
V = Geschwindigkeit in Fuss pro Sekunde
E = Radius in Fuss
2 g = Schwerkraftbeschleunigung = 32,3 Fuss pro Sekunde *
Bei einem Radius von 1,8 Zoll ist der berechnete Wert der Zentrifugalkraft
968 bei freier Wirbelströmung und bei erzwungener
Wirbelströmung lediglich 7,9 und ein Vergleich dieser Grossen zeigt die Grosse der Trennkräfte, die in dieser Art von Vorrichtungen
entwickelt werden können»
Durch
Ö09813/08SS
Durch die mit der freien Wirbelströmung erzielte Geschwindig- ; keitserhöhung werden betrHohtfiiohe Soherkräfte entwickelt, wenn !
das fluide Medium gegen die Achse hin sioh spiralförmig bewegt, ;
Diese Scherkräfte entstehen als eine Folge des WinkeIgeschwin- .
digkeitsgradienteja ar der gegeben 1st duroh;
d
s - TiW-
(4).
Dabei ist " bt " d|öx Winkelgeschwindigkeit und "V" und "R" sind
wie in Gleichung (3) bestimmt*
Es sei bemerkt, dass die allgemeine Definition des Winkelgeschwindigkeit
egrad,ienten gegeben wird duroh die Gleichung
s ss f wobei I^ die Winkelgeschwindigkeit, gemessen in Win-*
kelgraden pro Sekunde, ist und R der Radius, gemessen in Fuss. ! Es kann jedoch leiolit festgestellt werden, dass die hier verwen-i
dete Formel und die allgemeine Definition des Winkelgeschwindig-I
keitsgratlienten sich lediglich um den Ausdruck 2*)f »d.h. um eine
Konstante unterscheiden. Die hier angegebenen berechneten Werte des Winkelgeschwindigkeitsgradienten können leicht in die Werte
des Winkelgeschwindigkeitsgradiejiten umgerechnet werden, der
durch die Formel s = '■■■ gegeben ist, und zwar daduroh, dass ,
mann die gegebenen Werte mit θ,28 multipliziert.
Der Vorteil der Scherkräfte kann am besten aus einer Betrachtung der Ergebnisse ersehen werden, die man erhält, wenn lediglich
eine Zentrifugalkraft angewendet wird. Wenn eine Sus- I
pension
-5ί* * ν -
.22- U61052
pension von Pulpenfasern mit willkürlich verteiltem Sohmutz von der Art, der normalerweise vorhanden ist, in eine Laboratoriumszentrifuge
eingegeben und einem starken Schwerefeld unterworfen wird, so setzt sioh das Material mit hohem spezifischen Gewicht,
wie beispielsweise Sand, am unteren Ende des Zentrifugenrohres ab. Da sich sowohl die Pasern als auoh die Holzversohmutzungen
zum unteren Ende des Zentrifugenrohres hin konzentrieren,bleibt
der Holzschmutz in den Pasern willkürlich verteilt. Dies bedeutet,
dass die Wanderung des Holzschmutzes durch die Fasern bei einer Abwesenheit von Scherkräften zum grössten Teil verhindert
wird, Ganz im Gegensatz hierzu ergibt sich in der erfindungsgemassen
Vorrichtung eine hohe Konzentration eines derartigen Holzsohmutzes und zwar durch die Scherung, die unter einemrechten
Winkel zum Sohwerefeld auftritt und die eine Charakteristik der freien Wirbelströmung ist und die die Paserfloclcen aufbricht
und es ermöglicht, dass sioh ein derartiges Material duroh die Pasern hinduroh arbeiten kann.
Die Scherkräfte spielen weiterhin eine wesentliche Rolle bei der Verhinderung des Auszentrifugierens der Pulpenfasern aus
der Suspension, Die Fasern, die in einem Pulpenstoff enthalten
ι-
sind, weisen eine merkliche Grosse auf und haben einen Durchmesser
von etwa 20 bis 30 Mikron und eine Länge von etwa 1000 bis 3000 Mikron, wobei ihre Masse etwa der einer festen Kugel
von 65 Mikron entspricht. Es könnte erwartet werden, dass duroh
die 100013/08 6 8
H610S2
die hohen Zentrifugalkräfte, die in der erfindungsgemassen Einrichtung
entwickelt-weräen, diese Fasern auszentrifugiert werden
und tatsächlich ist eine beträchtliche Abscheidung von Fasern
vorhandent was durch die erhöhte Konsistenz der austretenden
Abscheidung angezeigt wird. Glücklicherweise ist es jedoch möglich,
die Vorrichtung derart einzustellen und zu steuern, dass
der Hauptteil der Fasern in der nach oben führenden schraubenförmigen
Strömung mitgeführt wird. Es wird angenommen, dass sioh
dies aus der Flexibilität und der Form der Fasern ergibt und aus ihrem Grössenverhältnis von Länge zu Durchmesser. Die Neigung
dieser Fasern, sich zur Wandung hin abzusetzen, wird teilweise durch die Neigung der Enden der Fasern ausgeglichen, sich von
der schneller drehenden inneren Spirale einfangen zu lasses^
welche die Fasern in die Mitte der Vorrichtung führt. Diese \
Scherwirkung ist auf die Bereiche kleiner Durohmesser konzentriert
und dort am stärksten·
Die Hauptströmungsverteilung innerhalb der Vorrichtung ist die folgende: Der Stoff, der unter Druck eintritt, beginnt in der
gesamten Vorrichtung eine Wirbelbewegung, Die Flüssigkeit spiralt gleichzeitig nach innen und nach abwärts mit ansteigender
Geschwindigkeit. Es entwickelt sich um eine Luftsäule, die sich
an der lvlittelaouso ausbildet, ein nach oben steigender schraubenförmiger
Strom, der einen Maximaldurchmesser hat, der etwa
gleich den des Stoffauslassrohres ist. Diese Aufwärtsströmung
wird
- 24 - U61052
wird durch eine Flüssiglceitsströiaungsübertragung aus der nach
unteu gerichteten Spiral strömung aufrechterhalten. Wenn die Grösse des Spitsenauslasues auf einen Durchmesser eingestellt ist,
der etwas grosser ist als die Luftsäule, so kann eine Fraktionierung
oder Klassifizierung stattfinden. Diese Fraktionierung hängt von der Tatsache ab, dass das Material, das auszuscheiden
ist, einem anderem Strömungsverlauf folgt als der Hauptflüssigkeitsstrom.
Unter normalen Betriebsbedingungen.folgen die meisten
Fasern dem Hauptflüssigkeitsstrom, Teilchen, wie beispielsweise Flugasche oder Rinde, arbeiten sich unter dem Einfluss der
Zentrifugalkraft einen Weg durch die Pulpe, die sich wegen der
Scherung nicht in einem flockigen Zustand befindet. Diese Fremdstoffe
bewegen sich zur Konuswandung hin, von ντο sie durch die abwärts gerichtete Komponente der Strömung zum Spitzenauslass
geführt werden. Am Spitzenauslass werden diese Fremdstoffe ausgeschieden. Schwere Teilchen, wie beispielsweise Knoten oder
Knorren, werden ebenfalls zur Konuswandung geführt und von der nach unten gerichteten Strömung nach unten getragen. Wenn sich
jedoch diese Teile der Spitze nähern, so entsteht die Neigung, dass die grossen entwickelten Zentrifugalkräfte diese in Zonen
grösserer Radien zurückdrücken, so dass ein Umlaufgleichgewichtszustand
erreicht wird;
Bei Splittern stellt sich ein anderer Verlauf ein. Während das
Vorhandensein eines Scherfeldes für die Haupt tr eunung des Sc/iuat
909813/08 6 8
zes BAD ORIGINAL
U61052
zes von den Pasern wesentlich ist, kann diese ebenfalls ein
Wiedermitnehmen zur Spitze des iionus hin bewirken. Splitter haben
normalerweise eine etwas grössere Länge als Stärke oder Breite
und in einer Vorrichtung wie der beschriebenen neigen sie dazu,
in den sich aufwärts bewegenden Strom aus Bereichen höherer Scherung gezogen zu werden. Da jedoch diese Splitter eine grössere
Masse verglichen mit der der einzelnen Fasern haben, ist dererx Heigung, aus der nach oben sich bewegenden Säule zur Wandung
hin gezogen zu werden, sehr viel grosser. Der taiigentiale
Impuls, der durch die splitter in devi starten Zentrifugalfeld
der nacii oben strömenden Säule entwickelt wird, ist im allgemeinen
ausreichend, um diese zur Konusvyaiudung hin gegen den
nach innen strömenden Stoff nach aussen zu tragen und durch uie
Bereiche höherer Scherung hindurch in Bereiche geringerer Scherung an üer Wandung hinein, von wo aus die Splitter nach abwärts
gefördert und evtl. ausgeschieden werden. Dieser Umlauf der Splitter innerhalb der Vorrichtung führt zu einer, verglichen
mit der Beschickung der Vorrichtung, erhöhten Konzentration und zwar trotz der Tatsache, dass deren Masse zu klein ist, um einen
Umlauf von der Art zu erzeugen, wie er für Knoten oder Knorren ost Aste oci. dgl. beschrieben wurde. Ss bildet sieb ein Gleichgewicht
zwischen der Scherwirkung, weiche die konzentrierten
Splii-ter in el ie Mittelsäule hineinzieht u^ti zwar voia Bereich
öor Spitze des Konus aus und der Zei.trifugtakraftwirlcuns, welche
die
Qf*a
die Splitter zurück zur Wandung drückt. Wenn die Scherkräfte in
Bezug auf die Zentrifugalkraft verhältnismässig gross ist, so '
stellt sich eine hohe Splitterkonzentration ein und einige Splitter können in den abgezogenen Stoff gelangen. Durch eine
Abänderung der Abmessungen der Vorrichtung kann die Beziehung zwischen den Zentrifugalkräften und den Scherkräften verändert
werden u:id dadurch kann die Treunleistung für ein derartiges
liaterial erhöht oder erniedrigt werden, für welches die Trennleistung
bestimmter Vorrichtungen Null sein kann.
Die Bewegung der Splitter in Zonneu hoher Scnerung scheint durch
den Magnuseffekt zu erfolgen, wie von D.L.Streeter in dem Buch "Fluid Dynamics" (Mc Graw-Hill, first edition 1948) auf Seite
143 beschrieben. Durch diesen Effekt bewegt sich ein dre/xender
Zylinder unter einem rechten V/inkel zur Richtung einer Flüssigkeit
sströmung u-sJl zwar wegen des Geschwindigkeitsgradienten,
der bei dieser Bewegung ersielt wird.. Das FlettiaeivRotorschiff,
welches rotierende Zylinder aufweist, deren Achse senkrecht zuri
Schiff verlaufen, arbeitet nach diesem Prinzip. Die Luft, die au Zylinder auf der Seite vorbeistreicht, die sich in Richtung des
Windes dreht, bewegt sich mit einer grösseren Geschwindigkeit als die Luft auf ,der gegenüberliegenden Seite, die sich gegen
den Wind dreht. Dies führt zu einem Zug in Richtung der höheren Lichtgeschwindigkeit,. d.h. zu einen Zug in rechtem Winkel zur
Richtung des Windes. Im Felle einer Fulpensuspension in Wirbelabscheider
werden die Splitter durcn die Scnerung nicht nur in
ihre
§60813/08 6 8
BAD ORIGINAL
ihre Axialrichtung gedreht, sondern auch Ende über Ende usw. In Zonen mit sehr hoher Scherung bzgl. der Splittergrösse kann der
erhaltene Zug grosser sein als der, der durch die Zentrifugalkraft
erzeugt wird.
In einer Vorrichtung mit einem Durchmesser von 12 Zoll und einem Einlass von 2 Zoll Durchmesser und einem oberen Auslassanschluss
von ebenfalls 2 Zoll Durchmesser und mit einem Konuswinkel von 10 wurden kleine Splitter mit einer Länge von 1/4
Zoll und einer Stärke von 1/16 Zoll und kleiner mit sehr hohem
Wirkungsgrad abgeschieden« Jedoch anders als bei der vorher beschriebenen Vorrichtung, welche grosse Splitter mit hohem Wirkungsgrad
abschied, werden Splitter, die eine Länge von 1/4 bis 1/2 Zoll und eine Stärke yon l/8 bis 3/16 Zoll haben, wenn sich
diese der Spitze nähern, zurück in die aufwärts strömende Säule geführt, yon wo aus diese Splitter wieder, wie beschrieben,zur
Kqnuswandung zurückgeleitet werden, wobei etwa 10 γο mit abgezogen werden. Noch grössere Splitter werden vom abgezogenen Stoff
mitgeführt.
Eine Vorrichtung mit gleichem Durchmesser und gleichem Konuswinkel
mit dein gleichen Einlo.ssdurchmesser von 2 Zoll, die jedoch
ein oberes Auslassrohr mit einem Durchmenser von 4 Zoll
hatte, ermöglichte eine seur gute Abscheidung von sehr grossen
Splitt&rn mit einer, wenn überhaupt, auftretenden verhältnismässi£
geringen Rückführung der Splitter in die aufwärts strömende
Säule. Beim Lessen üer Geschwindigkeit au 1,8 Zoll Radi-
US,
f 098 13/086 8
U6 TOS2
) us, wobei das vorher beschriebene Verfahren verwendet wurde,
wurde gefunden, detss die Geschwindigkeit wesentlich geringer war
als für die gleiche Vorrichtung, die einen Einlass von 12,76 Quadratzoll hat und der freie Wirbel zeigte in dein allgemeinen
Bereich, in dem die Messung durchgeführt wurde, eine Umwandlung in einen erzwungenen Wirbel. Unglücklicherweise war es schwierig,
ganz geuau den Umwandlungsradius mit dieser Technik festzustellen und zwar wegen des verhältnisiaässig grossen Radiusbandes,
das von dem umlaufenden Gumriistopfen besetzt wird.
Es wurde gefunden, dass es möglich ist, mittels einer anderen Technik die Strömungsverteilung mit einer etwas grösseren Genauigkeit
festzustellen. Prandtl und Tietj ens zeigen in ihrem Buch
"Fundamentals of Hydro and Aeromechanics" (1st edition,McGraw-Hill,
1934) auf Seite 214, dass die Druckänderung als Punktion des Radius für einen freien Wirbel, der einen erzwungenen Wirbel
umgibt, gegeben ist durch die Gleichung:
wobei P der Druck an einem beliebigen Punkt im Wirbel ist,
R der entsprechende Radius, V die entsprechende Tangentialgeschwindigkeit und i9die Dichte^
Versuchsabscheider wurden über die ganze Länge des Konus mit
Anzapfungen zur Druckmessung versehen und die Druckwerte, die mittels einer Quecksilbersäule ermittelt -,,urdcn, v/urden als Funk
tion ;:
I»
Ö09813/0868 BADORIOfM
tion des Radius aufgetragen^ Eypische Kurven, die mit einem
Druck von 40 Pfund pro Quadratzoll an Kopfstück erhalten wurden,
sind in Fig. 4 dargestellt. Jede dieser Kurven ist bei grossen Radien konvex. Eine derartige Kurvenform ist für das Druekprofil
einer freien Wirbelbewegung typisch. Bei kleinerea Radien zeigen
diese Kurven einen Biegungspunkt, an dea sich ein konkaver Abschnitt
anschliesst. Eine konkave Forra des Druelrprofils ist typisch
für eine erzwungene Wirbelbewegung. Die drei Kurven unterscheiden
sich markbar in ihrer Forui und in den Werten des Radius,
bei welcrhem die üHrcraiidlung von der freien Wirbelbewegung zur
erzwungenen Wirbelbewegung stattfindet» Der Wert des ümwandlun^sradius
ist bei der Vorrichtung der grösste, welche einen
Einlass von 2 Zoll Durchmesser und einen Auslass von 4 Zoll
Durchmesser hat, und ara kleinsten bei der Vorrichtung, v/elche
einen Einlass von 2 Zoll Durchmesser und einen Auslass von 2 Zoll Durchmesser hat» Bei noch kleineren Durchmessern fällt in
jeder Vorriclitixng der Druck auf Null ab tinri die Mittelachse der
Vorrichtung lot flüssigkeitsfrei»
■ieüii luaa die in Fig. 4 gezeigten Kurvenverläufe des Druckes als
Funktion des lladitis gemäus der Gleichung (4) analysiert, werden
die In Fig* 5 gezeigten Funktionen der Geschwindigkeit als Funktion deQ icadiüs erhalten. In jede^ Fall nimrt nie Gescjuwi
:;eit eiivOüentiell sstt» weua der Badius ateii:; t Uiid erreicht
jiea. iiiaxivialwert beim Ümwaadinngsradius uu<i dann fällt die öo
schwiuüigkeit linear ab, wie ei fluröh die öieichung füi* den.
it wird.
kit dieser verbesserteil Technik wurde gefunden, dass die GeschwiB
digkeit als Punktion des Radius nicht genau der Gleichung für die freie Wirbelströmung folgt, d.h. der Gleichung:
V1H1=V2R2 (1).
Die Abweichung wird durch axiale und radiale iJewegung, durch Heibung
und Viskosität bewirkt mid alle diese Einflussgrössen vermindern
die Geschwindigkeit unter die, welche durch die Gleichunf für die freie Wirbelströmung bestimmt wird. Die Gleichung für
die freie Wirbelströmung kr.nu wie folgt geschrieben werden:
wobei rtn" der Gescliwindigkeitsex^onent ist, der für einen idealen
freien Wirbel deu Wert 1 annimnt und für einen erzwungenen
Wirbel den Wert -1. Die Geschwiadigizeitsexponeiiten, die für die
drei Vorrichtungen durch Einsetzen der Werte in die Gleichung
(ö) erhalten werden, sind in Tabelle II, Zeile 11 angegeben.
In ähnlicher "/eise ,<urde ^efunäen, dass die Uiafangsgescnwiruligkeit,
wie sie aus der Druck-Ftaßius-BeZiehung berechnet wurde,
etvas kleiner ist als die Eiiitritts^eschwi^iglceit. Diese .'Äin- ■■
trittsgesehv/inüigkoit wurde aus der Grosse dos -diucrittsari—
Schlusses und äeu Yolunendurclisatz eier Flüssigkeit berechnet.
Die iieziox".ur.g wirö üurcli die folgoiide Gleichung gegeben:
V1 =cvp (T)-,
wobei V. UiU- V die Einlass- und Ußfaxi^sgcsolr,7iuäigl-:eiten.... S1^jIcI1
und C der Sinlassgescli'/indigkeitskoeffizient ist. Jie Tfe.rtq für
909813/0 86 8 badoriginal"
den Einlassgeschwindigkeitskoeffizienten sind in der Zeile 5 der Tabelle II angegeben.
Aus der Beziehung zwischen Tangentialgeschwindigkeit und Badius
kann unter Benutzung der Gleichungen (3) und (4) die Zentrifugalkraft und der Winkeigeschwindigkeitsgradient berechnet werden.
. . ·· ■
Die Beziehung der Zentrifugalkraft und dem Radius und zwischen
dem Winkelgesohwindigkeitsgradienten und dem Radius ist in den
Fig. 6 und 7 dargestellt.
Die Hauptdaten der Fig. 4-7 sind in der Tabelle II zusammengefasst· Vergleicht man zwei Vorrichtungen mit dem gleichen Verhältnis von Einlass zu Auslass miteinander und zwar die Vorrichtung "Α", die einen Einlass und Auslass mit einem Durchmesser
von 4 Zoll hat und die Vorrichtung "B", die einen Auslass und
Einlass mit einem Durchmesser von 2 Zoll hat, so kann man erkennen»
dass die Vorrichtung "B" mit den kleineren Einlass- und Auslassanschlussen einen beträchtlich kleineren Durchsatz aufweist
und am Unfang wesentlich kleinere Werte der Geschwindigkeit, der Zentrifugalkraft und des Winkelgesohwindigkeitsgradienten,
Jedocii ist als eine Folge der geringen Umfangsgeschwindigkeit
der Wert des Eadius, bei welchem der Übergang zwisohen dem freien Wirbel- und dem erzwungenen Wirbelbereich auftritt,
lediglich die üälfte vom Wert der Vorrichtung "A", d.h. 0,6 Zoll
verglichen'mit 1,2 Zoll. Da die Tangentialgeschwindigkeiten am
ÜbergdngsradiuS in diesem Fall nahezu die gleichen sind,\ist
der iiaxiniälwert üer Zentrifugalkraft der Vorrichtung
NAl hemd
809813/0888 ßa<iO\£· S3DS
hemd doppeltso gross wie der in der Vorrichtung "A" und der
.Maximalwert des Winkelgeschwindigkeitsgradienten ist annähernd
viermal so gross. Dadurch ist das Verhältnis von Zentrifugalkraft zur Scherung in der Vorrichtung "B" etwa die Hälfte von
"2 2
dem der Vorrichtung "A",d.h. 29 χ 10 verglichen mit 61 χ 10 .
Wie bereits ausgeführt, scheidet die Vorrichtung B Rindenteile
und kleine Splitter mit einem ausserordentlich hohen Wirkungsgrad aus. Weiterhin erzielt diese Vorrichtung einen mittleren
Wirkungsgrad für mittelgrosse Splitter, die zwischen den inneren -und äusseren Strom umlaufen und der Wirkungsgrad für grosse
Splitter ist Null. Diese grossen Splitter werden durch die ^cherkräfte in die nach oben verlaufende Strömung hineingezogen
und können nicht durch die Bereiche grosser Scherung hindurchtreten und werden deshalb vom Stoff mitgetragen, der vom Oberteil
der Vorrichtung abgezogen wird.
Im Gegensatz hierzu weist die Vorrichtung A eine kleinere Zentrifugalkraft
auf und ebenfalls eine geringere Scherung und ein grösseres Verhältnis von Zentrifugalkraft zum Winkelgeschwindigkeitsgradienten
und mit dieser Vorrichtung können alle Splittergrössen
mit eine;: guten Wirkungsgrad abgeschieden werden, obwohl der Wirkungsgrad für kleinere Scx.nutzteilchen etwas kleiner ist.
als der der Vorrichtung B,
Die
909813/08 6 8 . BAD original
Die Wirkung der Tergrösserujag des oberen Auslassdurchmessers
in Bezug auf den Einlassdurchmesser ist durch einen Vergleich der Vorrichtung 0 mit der Vorrichtung B zu erkennen. Die Vorrich»
tung C weist einen Einlassdurchmesser von 2 Zoll und einen Auslassdurchiaesser
von 4 Zoll auf. Die Umfangsgeschwindigkeit ist grosser, wodurch der Übersangsradius von der Mitte der Vorrichtung wegbewegt wird, d.h. von 0,6 Zoll zum Wert 1,5 Zoll hin
und dadurch wird die Zentrifugalkraft auf etwa 1/3 und der Winkelgeschwindigkeitsgradient
auf etwa 1/8 des Viertes der Vorrichtung B verringert. Das Verhältnis von Zentrifugalkraft zum Winkölgesehwindigkeitsgradieiiten
wird um einen Faktor von 2,5 vergrössert. Diese Änderungen haben die Wirkung, daso alle Splitter*
grössen mit gutem Wirkungsgrad und mit einen minimalen Umlauf
zwischen der Aufwärts- und Abwärtsströmung abgeschieden werden können. Der WirInmgs<irad bei kleinen Schmutzpartikelchen ist
wegen der kleineren Haximalzentrifugalkraft verringert.
üs wurde eine Anzahl von Vorrichtungen gebaut, ivelclio andere
Konbi:.st ionen von Einlass- und Auslassaxischlussdurchiaessern,
ncicimclen Eonusdurchmessern un-:l Konuswinkeln aufwiesen und es
wurde der Druck als Funktion des Haöius bei eine-ü üetrieb mit
einem Druck von 40 Pfund pro Quadratzoll ermittelt. Die verschiedenen
Beziehungen, wie beispielsweise üie in 'l'abelle II
gezeigten Beziehungen, '.vurden für üiese Vorrichtungen errechnet,
üie erhaltenen Hauptwerte sind in der Tabelle III zusammengefasst,
9098 13/086 8
fasst. Die drei bereits beschriebenen Vorrichtungen sind in dieser
Tabelle als Beispiele 3, 1 und 6 gezeigt.
Die Daten sind in Gruppen abnehmenden Durchmessers angeordnet und in jeder Gruppe sind die Vorrichtungen in der Reihenfolge
der Abnahme der Umfangsgeschwindigkeit geordnet. Es ist zu erkennen,
dass in jeder Gruppe und im überprüften! Bereich eine Vergrösserung des oberen Auslassdurchmessers eine Vergrösserung
der Umfangsgeschwindigkeit bewirkt. In jeder dieser Untergruppen bewirkt eine Verkleinerung des Einlasses eine Vergrösserung der
Umfangsgeschwindigkeit. Eine grosse Umfangsgeschwindigkeit führt zu einem grossen Übergangsradius, zu einer kleinen Zentrifugalkraft,
zu einem geringen Geschwindigkeitsgradienten und zu einem
grossen Verhältnis von Zentrifugalkraft zum Winkel ge schwindigkeitogradienten,
wobei die Grösjse ei'acr jeden dieser Wirkungsgrössen
von Durchmesser der Vorrichtung abhängt. So ist
beispielsweise das Verhältnis von Zentrifugalkraft zum Winkelgeschwi
.diglreitsgradienten für Vorrichtungen mit 12 Zoll Duz'chmesser
grosser als für geometrisch ähnliche Vorrichtungen nit
kleinerem Durchmesser.
Bei den Vorrichtungen mit einest Durchmesser von 12 Zoll wird
das grösste Verhältnis von Zentrifugalkraft zur Scherkraft mit
der Vorrichtung erhalten, die einen Einls,ss von 3 Zoll und einen
Auslass von 4 Zoll Iiat, s. Beispiel 2 in Tabelle III. Diese
Vorrichtung ermöglicht eine vollständige Abscheidung aller
SpIiteergrossen
909813/0888
BAD ORIGINAL
14810S2
— do —
SplittergrÖssen aus Pulpesuspensionen mit geringen Faserkonstruktionen
und hat einen ganz hervorragenden Wirkungsgrad bei Faserkonzentrationen
von etwa 0,75 fo. Dies ist die Normalkonzentratior
die in pulpeverarbeitenden Betrieben, wie beispielsweise Papierfabriken,
auftritt. Diese Vorrichtung ist ebenfalls bei Rinden
und anderen Sehmutzpartikein wirksam und besitzt eiue grosse Kapazität*
Der Wert 725 für die Zentrifugalkraft und 925 see Fuss** fUr den Winkelgeschwindigkeitsgradienten ist ausreichend.
Diese Vorrichtung wird der Vorrichtung vorgezogen, die einen Einlass
Von"2"Zoll und einen Auslass Von 4 Zoll hat (Beispiel I)1
welche zwar einen ausgezeichneten Wirkungsgrad bei allen SplittergrÖssen bei einer niedrigen Faserkonsti'uktion aufweist^ die
jedoch wegen der geringen Werte' Von Zentrifugalkraft und Winkel^
gesehwindigkeitsgfadienten dazu neigt, sehr schnell den Wirkungsgrad zu verlieren, wenn sich die Faserkonzentration erhöht.
Die Vorrichtung ist ebenfalls wirksamer als die Vorrichtung lait
einen Einlass von 4 Zoll und eineia Auslass von 3 Zoll (Beispiel
3) und zwar wegen des grössereh Verhältnisses von Zentrifugale ■
kraft zum Wirikelgeschwindig^eitsgradieuten, d.h. 79 χ 10 ver-«
glichen mit 61 χ lö~2. ,
Die'vorrichtung miib deia 3 Zoli-Einlass und den 3 Zoll-Auslass ·
(BeispiGl λ) weist ein 'Verhältnis von •■Zent-ri-fugalfcraft · zum· :
WinkelgesciniXiiaigkeitagrHaienteh von 49 χ ίο"" auf. Die grosse
ijcntrifugallfräft \xM dör gross'e* G-escuwiiidlgkeitsgradient-etrt^i»
len (iiieseV:¥orrich'tung'yeine:· s^iif gute rieiniguhgsleistüng
j f j ir ν ,
daren
13 / o a g s 3
deren Schnutzarten als grosse Splitter. Diese Vorrichtung ist insbesondere bei tier Herstellung von Zeitungspapier geeignet;
welches kleine Splitter und andere Sehmutzteilchen aufweist, jedoch keine sehr grossen Splitter.
üie vorrichtung mit einen Einlass von 2 zoll Durchmesser und einem
Auslass von 2,5 Zoll Durchmesser (Beispiel 5) Iiat eine gerin
gere Kapazität und weist ein Verhältnis von Zentrifugalkraft zum
—2 GeschwindigVeitsgradienteri von 38 χ 10 auf. Diese Vorrichtung
ist für gebleichte Pulpen und bei der Feinpapierherstellung anwendbar,
bei welcher eine ausserordentliche Reinheit bzgl. feiner Teilchen erforderlich ist und wobei lediglich kleine Splitter
im Ausgangsstoff vorhanden sein können. Diese vorrichtung
wird einer gleichen Vorrichtung vorgezogen, die einen Auslass von 2 Zoll Durchmesser hat (Beispiel 6), die einen ähnlichen
Zentrifugalkraftwert-hat und bei der das Verhältnis von Zentrifugalkraft
zum Goschvindigkeitsgradienten kleiner ist.
Die zuletzt genannte Vorrichtung mit einem Einlass von 2 Zoll Durchmesser und einem Auslass von 2 zoll Durchmesser vrarde ursprünglich
verwendet, um leitende Teilchen aus dem Papiei-stox'f
zu entfernen, der für die Herstellung von Lochkarten verwendet wird und dabei wurden, verglichen mit anderen Reinigungsvorrichtungen, ausgezeichnete Ergebnisse erzielt.
Die
909f1370868 BAD ORONAL
Die Abmessungen der Vorrichtung mit einem Durchmesser von 9 Zoll
(Beispiel 7)sind so gewählt, damit diese Ergebnisse erzielt, die
mit der Vorrichtung von 12 Zoll Durchmesser und 2 zoll Einlassünd
Auslassdurchmesser erzielt werden (Beispiel 6). Es ist ebenfalls
möglich, etwa die gleichen Ergebnisse mit einer Vorrichtung zu erzielen, die einen Durchmesser von 6 Zoll hat, wobei
jedoch ein Auslassdurchmesser verwendet wird, der beträchtlich grosser ist als der Einlas3durehmesser, Im allgemeinen sind diese
vorrichtungen mit einem Durchmesser von 6 Zoll, die einen verhältnismässig leichten Aufbau haben könuen, insbesondere bei
der Abscheidung von Spänen und Saraeiiteilohen, die klein sind, kurzen uuzerfaserten llolzstücken von Nutzen, die bei der Verarbeitung
von Sägespanabfällen auftreten,
üls ist ebenfalls möglich, Vorrichtungen zu bauen, die einen .
grösserea Durchmesser als 12 Zoll haben und die im wesentlichen die *iX£;enschaften von Vorrichtungen haben mit eineu 3 Zoll-Einlass
unrt einem 4 Zoll-Auslass. Wenn jedoch eine derartige Bauweise
zu weit getrieben v/ird, d.h. wenn beispielsweise Vorrichtungen
mit einem Durchmesser von 36 Zoll nercestellt werden,
entwickeln diese Vorrichtungen Leine ausreichende Zentrifugalkraft,
um eine wirkungsvolle Abscheidung von Splittern und feinem Schmutz zu erreichen. Jedoch können eicrartige Vorrichtungen
zur Abscheidung von Ästen, Knorren und Knoten und anderen schweren Sohnutzteilciien verwendet werden.·
Die
■ ■ ' ■ . ~*a
: 908813/086 8
Die Wirkung der Abänderung des Konuswinkels bei Beibehaltung der
anderen Abmessangen kann durcli einen Vergleich der Beispiele 11·
und 12 ermittelt werden. iCs ist eine Vorrichtung mit eineiii Durchmesser
von 6 Zoll vorgesehen und die Vorrichtung des Beispiels
11 hat eine,: lionusv/inkel von 7 l/2 und die des Beispiels 12
einen IZonuawinkel von 15 . ±5ei den kleineren Xonusv/inkel ist der
Durchsatz etwas grosser, was zur Erzeugung einer grösseren Eintritt
sgeschv/iudigkeit führt. Dadurcli bildet sieh ein ^rösserer
IJbergaii^sradius aus und deshalb eiue geringe Zentrifugalkraft
und Scherung, ^Je i diesen beiden Aus führung sbei spielen ist das
Verhältnis von Zentrifugalkraft Zoir 3 ehe rung in den beiden Vorrichtungen
etwas verschieden.
Die in Leispiel 13 der Tabelle IXI beschriebene Vorrichtung mit
einem Durchmesser von 3 Zoll η.Λ einem Einlass von 0,5 Zoll und
eineiu Avislass von 0,63 Zoll und -einem IConuswinlrel von 5 ist die
Vorrichtung, die von den Autoren der zitierten US^-Pateutschrift
zur Reinigung von Vulv^e-Suspensioneii veri/enclot vairde, JSs v.oirde
gefuriuan, <lass diese einen sehr kleinen übergaugsrrdius nat,
nänlicl, 0,07 Zoll, eine grosse Zeutrifugalkrr.ft und einen ausserordeiitlich
hohen Ixesciiv/ir.cligkeitsgradienteii. Jna Verhältnis
von Zentrifugalkraft sum GescI;»viii-:ii3-:eitsgr&:liQnteu von ό,ΰ χ
—2
10 " ist zu klein, uii irgendwelche Splitter abs asche iden, v'.ie eine grussere Länge haben al 3/16 Zoll,
10 " ist zu klein, uii irgendwelche Splitter abs asche iden, v'.ie eine grussere Länge haben al 3/16 Zoll,
Es
804813/0868 BAD
Es wurde gefunden, dass es möglich ist, die Abscheidung von Splittern zu verbessern und zwar durch eine Vergrösserung der
Auslassgrösse. auf 1,06 Zoll (Beispiel 14). Dadurch war es möglich,
Splitter auszuscheiden, die eine Länge von 1/4 bis 1/2 Zoll und eine Stärke von l/8 bis 3/16 Zoll haben und diese Ergebnisse
entsprechen den Ergebnissen, die mit der Vorrichtung erzielt.werden, die einen Durohaesser von 12 Zoll hat und die
Einlass- und Auslassanschlüsse mit einen Durchmesser von 2 Zoll
hat (Beispiel 6). Jedoch ist diese Vorrichtung lediglich bei sehr niedrigen Faserkousentrationen wirkungsvoll,
Das Verhältnis von Zentrifugalkraft zum Gesehwindiglreitsgradienten
1st für geoeiatrisch ähnliche Vorrichtungen grosser und zwar
etwa zweimal so gross für Vorrichtungen mit den doppelten Durchmesser und es können daher wit derartigen Vorrichtungen bessere
Splitterabscheidungen erzielt werden* Ss kann jedoch bei jeder Vorrichtungsgrösse das Verhältnis von Zentrifugalkraft zura Geschwindigkeit
sgradienten erhöht werden und zwar durch eine Vergrösserung
des Auslassrohres gegenüber dem Einlassrohr« Durch Übertreibung dieser liassiiahne v/erden die Zentrifugalkräfte und
die Scherkräfte klein und die Vorrichtung ist für eine direkte
Abscheidung, unwirksam mit Ausnahme von ausserordeutlieh niedrigen
Faserkonzentrationen.
Wenn .tier einer Vorrichtung zugefiihrte Druck erhöht wird, so erhöhen
sich der Durchsatz, die Tangentialgeschwindigkeit, die Zentrifugalkraft und der Geschwindigkeitsgradient. Die Lage
• ■■■■..*"*■.· '"■—τ-—*·» des
909813/0860 BADORIGINAL
H61052
des Übergangsradius v/ird jedoch "nicht geändert und innerhalb des
Druckbereiches von 10 bis 60 Pfund pro Quadratzoll tritt keine wesentliche Änderung in der Klassifikation von Splittern auf,
obwohl der tteinigungswirkungsgrad erhöht v/ird.
Ganz allgemein wurde gefunden, dass ein Verhältnis von Zentrifugalkraft
zum Geschwindigkeits^raclieiiten in der Grüssenordnung
-2
von 16x10 oder höher erforderlich ist, um eine zufriedenstellende
Abscheidung von Splittern oder Spänen von Fasern in hanaeli
üblichen Pulpen zu ermöglichen.Vorrichtungen, die mit einem Verhältnis
von Zentrifugalkraft zum Gescuwiudiglceitsgradienten von
—2
60x10 und höher arbeiten, scheiden Schmutz aller Art ab und haben insbesondere einen hohen Wirkungsgrad bei grossen Spänen und Splittern, die in nicht-gesiebten und nicht-gebleichten PuI-
60x10 und höher arbeiten, scheiden Schmutz aller Art ab und haben insbesondere einen hohen Wirkungsgrad bei grossen Spänen und Splittern, die in nicht-gesiebten und nicht-gebleichten PuI-
—2 pen auftreten. Vorrichtungen, die im Bereich von 25 bis 60x10
arbeiten,, sind für Pulpen geeignet, die bereits einer gewissen Vorreinigung unterzogen wurden und die die grössten Schiefer
oder Splitter oder Späne nicht uehr enthalten und diese Vorrichtungen
sind insbesondere wirkungsvoll bei Rindenbrocken, bei Splittern oder Spänen oder Schiefern in der Grössenordnung von
1/4 Zoll Länge und 1/16 Zoll Stärke bis zu l/2 Zoll Länge und 1/8 Zoll Stärke, die schwierig zu bleichen sind.
9098T3/0868 BAD OR1GINAL
Oopy
je trieusiinten einer Vorrichtung nit 12 Zoll Durcknesser um", mil eiriorc
JoiuGvinkel von 10 , ;lie nit oinojj Druck von -10 Pfur-ti nro (,madiat'/oll
bo ι r i t>
ho:: v.i rd.
2 Zoll
4 Zoll
messer
1. Der Vorrichtung zugeleiteter -»ruck in
Pfund «ro ^uadr.'.tzoll 10 40 40
2. Durchsatz in U.S. Gallonen pro iinute 7UO 230 360
3. Einlassgesci-windi^heit, Fuss pro Minute 2l,6 23,6 38,9
«o 4. UinfaugS2esc::v7i:.tii3l:eit, Fuss jro Mnute - 19,S 10,7 23,6
J0 5. Einlassgescn'./inuiglieixskoeffizient ι.ί,05 · 0,4a 0,61
^* 6. Uuifa»:£saruck, Fuss pro Sekunde 31.,5 36,0 25,0
«*> . 7. Umfangszentrifugalkraft in g 24,S 7,1 31,6
ο 8. Umfangswinkeläesciiwindiglceitsgradieiit, see"" 20 11,3 21,6
^ 9. Verhältnis von Lc.trifu^alkraft zur Scaer-
K, kraft ;irj Ur.ir.::s ^ 10 124 G3 16
10. LLercivi^src.cMus, Zoll l,2u 0,60 1,50
11. Gescii'.:l*,idigl;eitcexpoiiout C,57 0,uö ί ,4o
12. Geschwindigkeit a»_ Über^uri^sradius, Fuss pro Sclamde 49,:? 49,0 4i,5
Q Q 13. Zeutrifugtillu-nft p.-. ütcrsraissra.'lius in g Γ7ϋ 1490 T^ 4^t;
Vorricjitun'j AuslvissHuroh- niesser |
Sclzimde | "A" +) 12,8 (iuadr 4 Zoll |
"B" atzoll 2 Zoll 2 Zoll |
10 | 40 | ||
7UO | 230 | ||
2l , 6 | 23,6 | ||
- | 19, S | 10,7 | |
«,,05 | 0,4a | ||
31% ,5 | 36,0 | ||
24, S | 7,1 | ||
20 | 11,3 | ||
124 | 03 | ||
1,12h | 0,60 | ||
C,57 | ü, UO | ||
49,3 | 49,0 |
5 8
Λ 14. WinkelgescliT/iudigkeitsgradiont iia Übergar.^oradius cn &1
in see , Fuss"1 12 Iu 5150 —* 660
15. Verhältnis von Lentrifugulkraft zxia ucschn-inuig- cn
keitsgradieiiten au Uberjiarigsrr.dius, χ ΙΟ""'5 61 29 j^j 74
+) Äquivalent für einen 4 Zoll Durchmesser
1. | Durchmesser, 7.oll | Ein | oberer | ι | Ho- | Ka^azi- | η von "/i: | riielat'sche i<\ | c rn | (üytlrocyol | ii-::.-:rs- | on) | lt | 1, | ait | vu-sch | Ibt.r | ietlei, | en | 1 | It | X | η is voi | |
2. | Ko | lass | Auslass | Ü-üitsc'infte | nus- | UiL r.oi | die mit | einen Druck | ν ο η | 40 k'iiiηd | L β.\·;ο:.·.·ιι | pro | 1, | _^ll".<ilT t VOl | 1 Uc t | Verliii | if | X | uiüil- | |||||
3. | nus | Abmessungen, | •.7 in- | -iO p3i i. | 1, | Ct «.-I.'.·'. | .'•li'iS- | rU'bon '..ertliv». | <?C*iil 1" | 7. | X | u;.; >ic— | ||||||||||||
4. | kel° | üailo:.en | Geschwin | ι a- | Uin- | Uo- | 0,4ο | ID | o, | I . ^ | l-'i:ss | /.oii- | i'.;ui it»s-/ol | ivl'liV | .;·! | X | ig- | |||||||
1 | 5. | pro i.inute | digkeit | ir.ncs- | Ii. s a | se.-.win- | 0,03 | ·'. *l | o, | n^-s- | 1 ; r·' | tri- | licschvTin- | SCilV.l | .:ei tsgr | X | a.lion- | |||||||
6. | an £ialL- | ss ^esoiu;. | ',osct.1;. .'»ι >£- | 0,57 | o, | u 1 =!S | SiiC | iu- | liii-Uuit- | ton | X | |||||||||||||
7. | 2 | 4 | 10 | 380 | Fuss _>ro | Fur. s .ro | Mo el' | 0,70 | in | o, | .':al - | ürail. | 7·* | X | 10~2 | |||||||||
I | 8. | 12 | 3 | 4 | 10 | 540 | sole. | sec | Ο,:53 | o, | 44,5 | U it. ft | 79 | X | 10 - | |||||||||
9. | 12 | 4 | 4 | 10 | 790 | t- ,66 | o, | 54, C | */-c ^1 )· \ ι i>\ <; |
61 | X | O 10 - |
||||||||||||
10. | 12 | 3 | 3 | 10 | 420 | 38,9 | 23,6 | 0,61 | 0,56 | 0, | •5 | 49,b | 490 | 49 | X | 10"2 | ||||||||
11. | 12 | 2 | 2,5 | 10 | 2üö | 24,5 | 21,0 | 0,8ti | 0,06 | 5 | 56,5 | 7Üo | 3-. | X | Iu | |||||||||
12. | 12 | 2 | 2,0 | 10 | 2oü | 20,6 | 19,6 | 0,98 | 0,53 | υ, | f» Π, «3 | 770 | y_ö | 20 | X | _o 10 - |
||||||||
§13. | 12 | 1,66 | 2,0 | 10 | 165 | 19,1 | iö,0 | 0,79 | C ,60 | 0, | υθ | 4';,0 | 1340 | 1240 | 27 | X | 10 " | |||||||
< 14. α ο . |
9 | 1,5 | 1.5 | 10 | 112 | ~ < , -« | 14,0 | 0,51 | ü, 34 | ο, | 72 | 51,6 | 1 l-.*ü | 273u | 17 | X | 1υ 2 «c | |||||||
δ | 1,03 | 15 | 83 | 23,6 | 10,7 | 0,4Γ, | 0,63 | GO | 11-J(* | 3900 | 25 | 10~2 C5 | ||||||||||||
6 | 1,0 | 1,3υ | 15 | 73 | 24,6 | 15,0 | 0,01 | 0,23 | 50 | K· 90 | 3150 | 24 | 10 " | |||||||||||
6 | 1,0 | 1,0 | 7,5 | 70 | 2),4 | 11,3 | 0,55 | -19 | 30 | 52,5 | 25f>0 | 74Hi | 16 | ΙΟ"2 | ||||||||||
6 | 1,0 | 1,0 | 15 | üö | 34,0 | 21,5 | 0,03 | 51 | 44,3 | 1.1Λ·) | 1470t· | 17 | 10 " | |||||||||||
6 | 0,5 | 0,63 | 5 | 21,2 | 20, ö | Iu1S | O,56 | Ii. | 56,8 | ^2=0 | ü42o | ΙΟ"2 | ||||||||||||
3 | 0,5 | 1,06 | 5 | 28,0 | 2 L., 7 | 13,6 | 0,43 | 33 | 31,0 | 2200 | 9330 | 17,5 | ΙΟ"2 ^v. is |
|||||||||||
3 | 23 | 12,5 | υ, 54 | 27 | 25,0 | 4680 | 14500 | |||||||||||||||||
34,6 | 15,5 | L,45 | 07 | 5140 | 29000 | |||||||||||||||||||
45,7 | ' 33,0 | 0,69 | 35 | 670 | 1500C0 | |||||||||||||||||||
3320 |
Claims (4)
- Patentansprüche1· Verfahren zum Abscheiden von Schnutzteilchen aus einer wässrigen Pulpensuspension von Zellulosefasern, wobei die Grosse und die Dichten dieser Schmutzteilchen in einem weiten Grössenbereich liegen, in einer Vorrichtung, die eine Treunkammer aufweist, von der virenigstens ein Teil eine konische Form hat, einen tan^entialeu Einlass am breiteren Ende der Trennkamuier, einen axialen Stoffauslass an dem breiteren Ende und einen axialen Auslass an der Spitze der Kammer, wobei eine wässrige Suspension von Zelluiosefasern in den tangenti'alen Einlass mit einem Speisedruck von etwa 3,T at eingegeben wird, und wobei diese Suspension in der Trennkammer in eine Wirbelbewegung versetzt wird, uia einen Wirbel von konischer Forn zu erzeugen,' der eine erste Zone mit radial ansteigenden Winkelgeschwindigkeiten und eiue zweite Zone aufweist, in der die Winkelgeschwindigkeit im wesentlichen konstant ist, wobei vom Mitte lab schnitt des Yfirbels an der Spitze Scämutsteilchen kontinuierlich abgezogen werden, und wobei am breiteren Ende ein Suspensionsstrom abgezogen wird, der den Hauptteil der Zeliulosefasern enthält, dadurch gekennzeichnet, dass bewirkt wird, dass sich die erste und die zweite Zone in einem radialen Abatand von der Mittelachse treffen, bei welchem die Zentrifugalkraft und der Winkelgeschwir-üigkeitsgradient maximal sind, dass das Verhältnis90981^/0863COPY Jτοπ Zentrifugalkraft zu Winkelgeschwindigkeitsgradient in diesem radialen Abstand auf einem Wert von grosser eis etwa ,"~253 χ IO cm.see gehalten wird, dass der Winkelgeschwindigkeitsgradient an diesem radialen Abstand kleiner ist als 951,4 see cm , so dass die Schmutzteilchen, die Späne enthalten, im äusseren Zentrifugalfeld des Wirbels konzentriert werden«
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dasVerhältnis von Zentrifugalkraft zu Winkelgescliwindigkeits-—2 —2gradient in: Bereich von 16 χ 10 bis zu 79 χ 10 gehaltenwird. j
- 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 oder 2, gekeimzeichnet durch einen Durchmesser am breiteren Ende der Trennkammer, der zwischen den Werten von etwa 7,6 cm und 91 om liegt, einen Konuskegel, der zwischen 5° und 18 liegt und einen Einlassdurchmesser, der grosser ist als 1,25cm und durch einen Durchmesser des Stoffauslasses, der nicht kleiner ist als 2,5 cm.
- 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Durchmesser am breiteren Ende der Tronn'.ia· iner, der zwischen efc-./a 15 era und etvfa 30 era liegt, einen Konuswinlcel zwischen 7,5 und 15 , einen iiünlassdurcliniesser, der zwischen 2,5 cn imri 4 cm liegt und einen Durchmesser des axialen Stoffaaslasses, der zwischen 2,5 cm und IO cm liegt«BAD ORIGINAL 909813/0868
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEB0072544 | 1963-06-29 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1461052A1 true DE1461052A1 (de) | 1969-03-27 |
Family
ID=6977495
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19631461052 Pending DE1461052A1 (de) | 1963-06-29 | 1963-06-29 | Verfahren und Vorrichtung zum Abscheiden von Schmutzteilchen aus einer waessrigen Pulpensuspension von Zellulosefasern |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1461052A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3121855A1 (de) * | 1981-06-02 | 1982-12-16 | J.M. Voith Gmbh, 7920 Heidenheim | "rotationssortierer fuer faserstoffsuspensionen" |
-
1963
- 1963-06-29 DE DE19631461052 patent/DE1461052A1/de active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3121855A1 (de) * | 1981-06-02 | 1982-12-16 | J.M. Voith Gmbh, 7920 Heidenheim | "rotationssortierer fuer faserstoffsuspensionen" |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2954409C2 (de) | ||
DE69113932T2 (de) | Drucksortierer für eine faserhaltige Stoffsuspension. | |
DE2812071A1 (de) | Verfahren zur behandlung einer fluessigkeit und hochturbulenz-sieb zur durchfuehrung des verfahrens | |
DE2943904A1 (de) | Verfahren zum betrieb einer anlage zur aufbereitung von altpapier sowie anlage zur ausfuehrung des verfahrens | |
DE2440393A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur wiederaufbereitung von papierfasern aus abfallpapier enthaltenden materialien | |
DE2949029A1 (de) | Verfahren zur verarbeitung von altpapier sowie anlage zur ausfuehrung des verfahrens | |
WO2013135224A2 (de) | Aufbereiter mit einem geschlossenen gefäss, das unter druck setzbar ist | |
DE2345148A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum sortieren von papierfaserstoff | |
DE2841958A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum waschen von faserrohmaterial bei der entfaerbung von papier | |
DE3201701A1 (de) | "vorrichtung zur reinigung und wiederaufbereitung von papierpulpe bzw. papierbrei" | |
DE3244336A1 (de) | Hydrozyklon-trennvorrichtung | |
DE2305408A1 (de) | Wiederaufbereitung von papierfasern aus staedtischem abfall | |
DE2851124A1 (de) | Verfahren zum abtrennen von papierstoff und anlage zur durchfuehrung des verfahrens | |
DE2946157A1 (de) | Verfahren zum trennen von schleifenden teilchen enthaltenden materialmischungen in einer hydrozyklon-trennvorrichtung | |
WO2010124911A2 (de) | Verfahren zur behandlung einer faserstoffsuspension sowie siebvorrichtungen zu seiner durchführung | |
DE69611732T2 (de) | Siebvorrichtung | |
DE1082107B (de) | Vorrichtung zum Entnehmen von aufgeschlossenem Fasermaterial aus einem Druckgefaess | |
DE4242338A1 (de) | ||
DE3029978A1 (de) | Verfahren zum reinigen von holzschliff und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens | |
DE102005016192A1 (de) | Verfahren zum Auflösen und Reinigen von störstoffhaltigen Papierrohrstoffen | |
DE1461052A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Abscheiden von Schmutzteilchen aus einer waessrigen Pulpensuspension von Zellulosefasern | |
DE3001448A1 (de) | Drucksortierer | |
DE2349065A1 (de) | Verfahren zur wiedergewinnung von papierfasern | |
EP0732442A2 (de) | Verfahren zur Behandlung von Altpapier sowie Anlage zu seiner Durchführung | |
DE2934880A1 (en) | Method of making pulp |