EP0501134B1 - Epurateur de suspensions pâteuses - Google Patents
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- inner cylinder
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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
- D21D5/22—Purification of the pulp suspension by mechanical means; Apparatus therefor with the aid of centrifugal force in apparatus with a vertical axis
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04B—CENTRIFUGES
- B04B1/00—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles
Definitions
- the invention relates to a cleaner for suspensions of the type specified in the preamble of claim 1.
- the aim of the present invention is to provide a cleaner which is capable of effectively separating both light parts and possibly heavy parts which tend to cake together to form crusts.
- the previously required upstream devices for heavy part separation should possibly be spared. Furthermore, it should take up as little parking space as possible.
- the principle of centrifugal force is used in a known manner, the heavy parts accumulating on the wall of the outer cylinder in the rotation field, while the light parts strive inwards towards the wall of the inner cylinder.
- the suspension to be treated is fed axially to the cleaner in a known manner and conveyed by a pump-like blading to the radius of the separation chamber, in accordance with the invention in such a way that at the end of each pump blade flow channel there is a sudden expansion of the flow channels, advantageously in two step increments in such a way that this step diffuser opens meridional into the deposition chamber.
- the separation chamber is designed in the form of a ring, with radius ratios between the inner and outer cylinders in the range from 0.5 to 0.85, in particular approximately 0.70, being particularly advantageous.
- the separate and specially rotatable part of the inner cylinder advantageously carries at least one scraper which can be inserted into a groove in the outer wall of the inner cylinder which is parallel to it. Then, during operation, the scraper continuously scrapes the outer cylinder to keep solid build-up free by whirling up these particles, namely the heavy parts, each time the scraper passes and then conveying them further by the drag forces.
- several such scrapers are arranged on the inner cylinder in a uniform circumferential division.
- these walls in particular the inner contour of the outer cylinder, the circumferential collecting grooves, the spewing openings with the deflection pieces and the collecting channels can be provided with wear-resistant coatings.
- the type of installation of the cleaner is in itself arbitrary, since the rotational centrifugal acceleration is a multiple of the gravitational acceleration. In order to meet the above-mentioned requirement for smaller space requirements, a vertical installation of the apparatus is preferred.
- the inlet of the suspension can be at the bottom or at the top, the inlet at the bottom again being preferred. Since the cleaner is a rapidly rotating, comparatively heavy system, careful storage with regard to critical speeds must be ensured.
- the two bearing housings that support the outer cylinder are each attached to a plate that are in turn connected to each other by rigid connecting parts.
- These plates and supports form an inner frame which is supported by means of elastic, damping elements in relation to cross members of an outer frame which can be produced with rather coarse tolerances.
- the location, number and hardness of these elastic, damping elements can be freely selected as required to relocate the most important critical speeds to innocuous speed ranges.
- the entire cleaner is built so that after loosening fewer flange connections and removing a light removal piece, the entire separating chamber can be lowered and pivoted out by means of a device attached to the inner frame, so that the annular separating chamber is axially accessible from above and the possibly worn scrapers are easy pulled out of their grooves and new ones can be inserted into them.
- the suspension to be cleaned a waste paper fiber suspension
- An elastic element for example a rubber compensator 2
- a seal 6 is provided here between the fixed part and the following rotatable part, formed either as a packing or as a mechanical seal, and a bearing 59, which can absorb both axial and radial forces.
- the suspension flows through a cone piece 8, which carries a ring gear 9 on a flange, via which the entire cleaner is driven by the motor 11 by means of a toothed belt 10.
- the cone piece 8 also serves as an easily removable removal piece that can be removed first during maintenance work, as will be explained later. It is provided with closable hand openings 12, which make it possible to inspect the critical, dirt-prone inlet part and, if necessary, to clean it.
- a pump-like inlet blading 13 which is shaped in such a way that it catches the incoming flow as smoothly as possible, guides it to a larger radius and releases it in the meridional direction.
- This blading 13 is provided so that nowhere smaller flow gaps than e.g. 12 mm arise, so that even coarse solid parts do not lead to blockage of the apparatus.
- the flow channels widen in the manner of a step diffuser.
- a first expanded chamber of the step diffuser is indicated in the drawing and designated 14. From this the second step diffuser jump to the dimension of the annular separation chamber 15 takes place.
- the purpose of this step-like widening of the flow channels is to cause a high turbulence of the suspension entering the separation chamber 15, which is able to tear apart individual fiber aggregations and to expose any wrapped, packed light and heavy parts as well as the fibers.
- an equal number of the individual diffuser chambers 14 is provided as that of the blades 13 of the inlet blading.
- the separation chamber 15 is formed and delimited by walls of the concentrically and coaxially arranged outer cylinders 16 and inner cylinders 17.
- the wall of the inner cylinder 17 is provided with nose-like projections 18.
- turbulence-inducing elements which protrude into the area of the separation chamber 15 for selection.
- the light parts on the outer wall of the inner cylinder 17 will collect due to the centrifugal forces, while the heavy parts are carried against the inner wall of the outer cylinder 16.
- extraction devices 19 and 20 are provided for the light parts 19 and the heavy parts 20.
- slot-like openings 19 are provided in the inner cylinder 17, which open into subsequent discharge channels 21. These channels 21 are formed between two cone shells 22 and 23, which are held together by means of connecting ribs and close off the inner cylinder.
- the cone jackets end in seals 25 and 26.
- the light parts with a certain proportion of the suspension flow into a fixed central tube 27, which widens and finally leads outwards via an elastic element 28.
- a shaft 29 which is coupled to a gear drive shaft 35.
- this shaft 29 does not normally rotate. However, it can also be rotated by a motor for the purpose which will also be explained later. Therefore, the shaft 29 leads out through a seal 30 out of the central tube 27 to an auxiliary motor 31.
- the heavy parts fall at the end of the deposition chamber 15 into an annular collecting groove 20 which runs in the circumferential direction on the circumference of the outer cylinder 16, so that the heavy parts which strike somewhere on the inner wall of the outer cylinder 16 are reliably conveyed to the collecting groove 20
- Elastic scrapers 32 are provided, which are inserted and held on the inner cylinder 17 in a groove 33 running axially parallel to the inner cylinder axis.
- the inner cylinder 17 rotates slowly during operation relative to the outer cylinder 16, ie when the number of revolutions of the outer cylinder 16 is 1500, for example, the inner cylinder 17 rotates in the same sense, for example at 1490 rpm.
- the inner cylinder 17 is driven by means of an epicyclic reduction gear 34 with an aligned drive shaft 35 and output shaft 36.
- the housing of this gear 34 is fixedly connected to the conical jacket 22, and the drive shaft 35 is kept at zero speed by means of the shaft 29 coupled to it . rotated with the auxiliary motor 31.
- the conical jackets 22 and 23 connected to the ribs are fixedly connected via the blades 37 of the turbine-like outlet blading to the conical end part 38 of the cleaner, which forms the end of the outer cylinder 16 rotatable with the drive motor 11.
- the part of the inner cylinder 17 which essentially delimits the separation chamber 15 is force-separated from this system, which is closed in terms of both force and form, so that it can be rotated specifically and separately relative to the outer cylinder 16 by the means mentioned above:
- a driver clutch 39 on the output shaft 36 drives the separated part of the inner cylinder 17 at a somewhat reduced speed compared to the above-mentioned system connected to the outer cylinder 16.
- the part of the inner cylinder 17 can carry out the relative rotary movement, it is separated from the inner cone jacket 22 and is supported at both ends, above and below, in bearings 40 and 41. Seals 42 and 43 prevent the penetration of suspension from the separation chamber 15 into the hollow interior of the inner cylinder 17th
- the scrapers 32 graze along the inner wall of the outer cylinder 16 and thus prevent caking of heavy parts here, the heavy parts being carried further by the drag forces from the flow until they reach the collecting groove 20 fall.
- the heavy parts that have fallen into the collecting groove 20 are dragged there in the circumferential direction by ribs provided in a slide ring 44, which is also moved by the rotatable part of the inner cylinder 17 via arms and / or trailing bolts 46 inserted in the groove 33, until they reach the region of the openings leading out of the collecting groove 20, spit openings 47.
- a jet limited to the circulation of the slide ring 44 is limited to the heavy parts discharges through the spit opening 47 and impinges on a wall of a stationary collecting channel 49, which is assembled from two sections and which wraps around the outer cylinder 16.
- This has a drain pipe 50 in at least one place. Seals between the collecting channel and the outer wall of the outer cylinder prevent splash water from undesired Places exits.
- the same heavy parts discharge device 20, not shown in detail in the drawing, can be provided at the inlet end of the separation chamber 15 and / or in the middle thereof. This is in the case that heavy parts that are heavier than average are obtained and then do not have to be transported as far up.
- the advantage of this arrangement of the cleaner in the two frames, the inner and the outer, is that a critical speed of the cleaner rotating during operation can be varied within wide limits. With an appropriate choice of location, number and hardness of the rubber-elastic elements 64, the critical speed can thus be shifted into a harmless speed range.
- Protective insurance (not shown) can be attached to the inner frame, possibly also to the outer frame, which prevents the rotating cleaner from touching.
Landscapes
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- Centrifugal Separators (AREA)
Claims (24)
- Epurateur pour matières en suspension en particulier pour suspensions fibreuses de vieux papiers, desquelles des particules légères ou des particules légères et lourdes doivent être séparées lequel épurateur possède un cylindre intérieur (17) monté coaxialement dans un cylindre extérieur (16) creux, rotatif, de manière à tourner avec celui-ci entre lesquels est laissée libre une chambre de séparation (15) en forme d'anneau circulaire apte à être traversée axialement par un courant ; chambre (15) en amont de laquelle est monté un aubage d'entrée (13), servant de pompe, pour le transport de la suspension dans la chambre de séparation (15) et en aval de laquelle est monté un aubage de sortie (37), servant de turbine, destiné et conformé pour recevoir et évacuer le courant principal de la suspension épurée ; chambre (15) à partir de laquelle une évacuation pour les particules légères (19, 27), et éventuellement une évacuation séparée pour les particules lourdes (20, 49), ainsi que pour la suspension épurée (37, 53, 56) mènent à l'extérieur ; des orifices (19), qui à travers la paroi du cylindre intérieur (17) mènent à l'intérieur de celui-ci étant prévus pour l'évacuation des particules légères caractérisé en ce que, directement en aval de l'aubage d'entrée (13) dans le sens de circulation, est monté un diffuseur à plusieurs gradins (14), qui débouche suivant une ligne méridienne dans la chambre de séparation (15) et en ce que les orifices (19) pour l'évacuation des particules légères sont prévus à l'extrémité côté sortie du cylindre intérieur (17) devant l'aubage de sortie (37), pour le passage des particules légères séparées avec une proportion de liquide.
- Epurateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour l'évacuation des particules lourdes il est prévu, sur la paroi intérieure du cylindre extérieur (16), au moins une rainure de collecte (20) pour les particules lourdes séparées, à partir de laquelle des orifices (47), qui sont adaptés pour s'ouvrir brièvement à intervalles de temps, traversent la paroi du cylindre extérieur (16) de manière que les particules lourdes accumulées pendant le fonctionnement soient évacuées à travers les orifices vers l'extérieur à intervalles de temps avec la surpression régnant dans la chambre de séparation (15), en ce que dans la région de la chambre de séparation sont prévus des moyens (18 ou 32) destinés à faciliter le déplacement des particules lourdes séparées, le long de la paroi délimitant la chambre de séparation (15), pendant le fonctionnement, vers les points d'évacuation (19 ou 20) respectifs, ainsi qu'à empêcher un dépôt des particules séparées sur la paroi.
- Epurateur selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le cylindre intérieur (17) est divisé en parties et comporte une partie délimitant la chambre de séparation (15) qui possède son propre entraînement qui permet pendant le fonctionnement de faire tourner cette partie du cylindre intérieur (17) à une vitesse différente de la vitesse de rotation du cylindre extérieur (16).
- Epurateur selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que comme moyen destiné à faciliter le déplacement des particules séparées, la paroi de la chambre de séparation est pourvue de parties saillantes (18) conçues et décalées de manière appropriée.
- Epurateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie séparée du cylindre intérieur (17) porte au moins un racloir (32), qui pendant le fonctionnement a pour but de transporter les particules lourdes déposées sur la paroi du cylindre extérieur (16), vers au moins une rainure de collecte (20), avec l'assistance des forces d'entraînement du courant.
- Epurateur selon la revendication 3 caractérisé en ce que la partie séparée entraînable séparément du cylindre intérieur (17), est reliée, par des bras (46), à un anneau coulissant (44), qui pendant le fonctionnement est conçu de manière à tourner dans la rainure de collecte (20), en déplaçant les particules lourdes accumulées dans la rainure de collecte (20) dans la zone des orifices (47) menant vers l'extérieur et est conçu de manière à recouvrir par intermittence et à libérer brièvement les orifices (47), pendant le fonctionnement.
- Epurateur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le diffuseur à gradins (14), monté en aval de l'aubage d'entrée (13) servant de pompe est à deux gradins et en ce que le nombre des diffuseurs individuels, formant le diffuseur à gradins, est égal au nombre de pales de l'aubage d'entrée (13).
- Epurateur selon la revendication 7, caractérisé en ce que sont prévus à la suite des diffuseurs à gradins, des composants (18) générant des turbulences, qui s'engagent dans la zone de la chambre de séparation (15).
- Epurateur sel on la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le rapport des rayons du cylindre intérieur (17) et du cylindre extérieur (16) se situe entre 0,5 et 1, en particulier est voisin de à 0,7.
- Epurateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'entraînement de la partie possédant son propre entraînement du cylindre intérieur (17) s'effectue au moyen d'un engrenage réducteur (34) à rapport de démultiplication important qui est relié par un arbre moteur et un arbre de sortie (29, 35 et 36) coaxial à cette partie avec un moteur auxiliaire (31) ; engrenage réducteur (34) au niveau duquel pendant le fonctionnement une vitesse de rotation du cylindre intérieur (17) légèrement différente de celle du cylindre extérieur (16) peut être réglée par maintien de l'arbre moteur (29) à l'arrêt.
- Epurateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que pendant le fonctionnement, la différence de vitesse entre le cylindre intérieur (17) et le cylindre extérieur (16) est réglable dans une plage allant de plus ou moins 0,1 à 2,0 % de la vitesse de rotation du cylindre extérieur (16), de manière plus avantageuse à environ 0,5 % de la vitesse de rotation du cylindre extérieur.
- Epurateur selon la revendication 10, caractérisé en ce que pour l'évacuation des particules légères à partir de l'intérieur du cylindre intérieur (17), il est prévu un tube (27) coaxial à celui-ci l'arbre moteur (29 et 35) passant coaxialement au tube (27) dans celui-ci.
- Epurateur sel on la revendication 10, caractérisé en ce que pendant le fonctionnement l'arbre moteur (29 et 35) peut tourner au moyen du moteur auxiliaire (31).
- Epurateur selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'au moins un racloir (32) est fixé dans la paroi du cylindre intérieur (17), dans une rainure (33), s'étendant sur celui-ci et parallèlement à l'axe de celui-ci.
- Epurateur selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un certain nombre de racloirs (32) sont disposés sur la paroi du cylindre intérieur (17), à intervalles périphériques réguliers.
- Epurateur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que sur le cylindre extérieur (16) sont prévues au moins une rainure de collecte (20) pour les particules lourdes à l'extrémité de sortie de la chambre de séparation (15), devant le début de l'aubage de sortie (37) et une rainure de collecte dans la zone initiale - vue dans le sens de l'écoulement - de la chambre de séparation (15), à proximité du diffuseur à gradins (14).
- Epurateur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est prévu un certain nombre d'orifices (47), menant à l'extérieur de la rainure de collecte (20), qui sont disposés à intervalles périphériques réguliers.
- Epurateur selon la revendication 17, caractérisé en ce que dans le sens de l'évacuation, derrière les orifices (47) menant à la rainure de collecte (20), sont fixées sur le cylindre extérieur (16) des pièces de déviation, destinées à diriger, vers l'arrière par rapport au sens de rotation du cylindre extérieur (16), les jets de suspension sortant chargés de particules lourdes, pendant le fonctionnement.
- Epurateur selon l une des revendications précédentes, caractérisé en ce que toutes les parois et les éléments venant en contact avec des particules lourdes très concentrées, pendant le fonctionnement, sont pourvus d'un revêtement résistant à l'usure.
- Epurateur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'épurateur est placé verticalement dans l'espace l'entrée de la suspension (4) étant prévue à la partie inférieure, et les sorties de la suspension (53) épurée et des particules légères (19) ainsi que des particules lourdes (20) à la partie supérieure.
- Epurateur selon la revendication 20, caractérisé en ce que l'épurateur est monté dans un cadre intérieur (62, 63) rigide, léger, qui de son côté est intégré, au moyen d'éléments (64) souples et amortisseurs, dans un cadre extérieur (65) plus robuste.
- Epurateur selon la revendication 21, caractérisé en ce que le nombre la nature et l'emplacement des éléments (64) souples et amortisseurs peuvent être modifiés suivant les besoins.
- Epurateur selon les revendications 5 et 20, caractérisé en ce que le cylindre extérieur (16) est divisé, dans la région de l'extrémité supérieure de la chambre de séparation (15) le long d'un plan de coupe horizontal, et en ce qu'ainsi sa partie inférieure peut être abaissée et pivotée avec la partie tournante du cylindre intérieur (17), au moyen d'un dispositif (66) monté dans le cadre intérieur (82, 63), de manière que la chambre de séparation (15) soit en cas de besoin accessible, axialement à partir du haut pour changer le ou les racloir(s) (32).
- Epurateur selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que pour inspecter et éventuellement nettoyer des endroits particulièrement susceptibles d'être encrassés, on prévoit des éléments (12) facilement démontables.
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