DE1461052A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Abscheiden von Schmutzteilchen aus einer waessrigen Pulpensuspension von Zellulosefasern - Google Patents

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 tau_oe: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 Asticnoten_e 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 ^Wee^en

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 geführt_f um alle Spuren der anhaftenden Rinde zu entfernen« Holzklötze weisen jedoch tta161e jtnte herum und an anderen Teilen eingewachsene Rinde

auf

109013/0861 BADORJGINAL

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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 Sicherheitsvorkeh_T<% 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

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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 1ö_tB %

^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 '

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AusgangBptttpe «itgeführt werden^Dies »eigt, das« eine ddrartige ; Vorrichtung offensichtlich Tür die Erzeugung einer splitterfrei-,

en Pulpe ,fkageeignet

Oemäas der durch die Kltierte USA-Patentaohrift gegebenen tftöh-

nie ehe η Lehre wird ein S ohmutE teilchen der Einwirkung der

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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

UWBi 37osgft Bad

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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 ".. . ■

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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

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Es wurde weiterhin gefunden, dass die Grosse der so erzeugten J Zentrifugalkraft und des Winkelgeschwindigkeitsgradienten

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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

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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' ' ' ' " ' ' ■"·■'■■"■■'.■

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 ■ ■ . ' ■■

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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

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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

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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.

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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

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zur

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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 u^relches 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

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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

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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

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wobei V₁ und V_g 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. ■

Tabelle I

1 3/OSß S

Tabelle I

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),

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 a_r der gegeben 1st duroh; d

^s - TiW- (4).

Dabei ist " bt " d|ö_x 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 -

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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 vorhanden_t 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

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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 =cv_p (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

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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

⁹⁰⁹f^1370868 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,

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-

—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.

Tabelle II

9098T3/0868 BAD OR₁GINAL

Oopy

Tabelle II

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

Tabelle 111

	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)

1. Patentansprüche

   1· 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 Verhältnis

   90981^/0863

   COPY J

   τοπ Zentrifugalkraft zu Winkelgeschwindigkeitsgradient in diesem radialen Abstand auf einem Wert von grosser eis etwa ,

   "~2

   53 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. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das

   Verhältnis von Zentrifugalkraft zu Winkelgescliwindigkeits-

   —2 —2

   gradient in: Bereich von 16 χ 10 bis zu 79 χ 10 gehalten

   wird. j
3. 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. 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