NO771604L - Hydrosyklon. - Google Patents

Description

Hydrosyklon.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører hydrosykloner, i hvilke væskesuspensjoner av faste emner kan opp-deles i forskjellige fraksjoner ved utnyttelse av sentrifugal-kraften. Hydrosykloner anvendes generelt innen cellulose- og papirindustrien for utskilling av rent fibermateriale fra fibersuspensjon som også inneholder ugunstige forurensninger samt grovere partikler, hvilke bør fjernes før fibersuspensjonen kan ledes videre til papirmaskinen.

En hydrosyklon omfatter et separeringskammer

hvis basisdel er forsynt med en sty.rekanal eller -kanaler for den innkommende væskesuspensjonen. Den innmatede væske-suspensjon kommer inn tangentielt i separeringskammereti hvilket den gjennom en virvelbevegelse beveger seg fra den ene ende til den andre. Spissen til separeringskammeret er åpen og via denne fjernes forurensningene, hvilke danner rejektfraksjonen. Den fra. forurensninger befridde f ibersuspens j on fjernes deretter via ett i separeringskammerets basisdel tilpasset rør eller en styring som har til oppgave å motta en i separeringskammeret oppstående indre virvel, hvilken inneholder for papirmasse anvendbar ren fiberfraksjon. Den førstnevnte fraksjon benevnes rejektfraksjon og den sist-nevnte aksept fraksjon, og i separeringskammeret benevnes respektive deler rejektende og akseptende.

Det er kjent at årsaken til minsket separerings-effekt i en hydrosyklon ligger i akseptenden, der det i området for fibersuspensjonens innløp dannes motstrømmer,

hvilke beveger seg langs med den ytre flate til det aksept-mottagende rør til dets innløpsende, der en del.av mot-strømmene trekkes med inn i akseptrøret og løper ut sammen

med den for papirmasse anvendbare fraksjon før hydrosyklonen har hatt mulighet til å separere forurensningene hvilke burde ha havnet i rejektfraksjonen.

Hensikten med den foreliggende oppfinnelse er å fjerne ovennevnte ulempe ved å utforme akseptrøret slik at forurensningene ikke kan trekkes ned i akseptfraksjonen, samtidig som hydrosyklonens oppbygning bibeholdes mest mulig enkel og strømningsteknisk fordelaktig.

Oppfinnelsen erkarakterisert veddet som fram-går av det etterfølgende krav 1.

Oppfinnelsen baserer seg på at rotasjonshastig-heten til den fra basisdelen nedad strømmende fibersuspensjon i nærheten av akseptrørets flate vokser når rotasjonsbanens radius minsker i nærheten av akseptrørets innløpsende. Allerede dette fremmer avskilling av rejektfraksjonen, hvilken hovedsakelig består av forurensninger som er tyngre enn fibrene, fra fibersuspensjonen. Den fra rejektenden oppad tilbake-vendende fibersuspensjon i den indre virvel passerer delvis akseptrørets inngangsåpning og fortsetter mot basispartiets øvre del langsmed akseptrørets ytre flate i en viss strekning, hvoretter fibersuspensjonens strømningsretning ved hjelp av en i akseptrørets avsmalnende undre ende utformet kam, svinges tilbake mot rejektenden i samme retning som den fra basispartiet kommende strømning. Denne svingte strømning eller en del av akseptstrømningen danner en "vegg" foran den fra basispartiet kommende strømning og forhindrer således i denne forekommende forurensninger fra ved innvirkning av den i radiell retning opptredende trykkforskjell,: å bevege seg mot akseptrørets munning og derfra å føres med av akseptstrømningen. Kammen i akseptrørets mantel utgjør samtidig ett diskontinuitetssted på akseptrørets flate, hvorved den fra basispartiet langsmed den samme kommende strømning, ikke lengre kan følge akseptrørets flate, men ved sin bevegelse nedad havner i radiell retning lengre bort fra akseptrørets munning.

Oppfinnelsen- skal i det følgende beskrives i detalj med henvisning til tegningen, hvor det i lengdesnitt er vist en fordelaktig utførelsesform av hydrosyklonen ifølge oppfinnelsen.

Hydrosyklonen utgjøres på vanlig måte av et konisk utformet separeringskammer 1 til hvilket det er sluttet et sylindrisk basisparti 2 med ett i dette festet innmatings-rør 3 via hvilket f ibersus.pensj onen som skal renses., føres inn tangenielt i'hydrosyklonen. I basispartiet 2 er det sentralt tilpasset et rør 4 for fjerning av akseptet. Akseptrørets ^J øvre del.5 som er festet i hydrosyklonens lokk er i området for innmatningsåpningen 7 og nedenfor denne, sylinderformet, hvoretter følger en konisk del 8, hvorved den fra basispartiet kommende strømnings rotasjonsradius. omkring akseptrørets mantel avtar, av hvilken årsak hastigheten til den med konstant trykk innmatede strømning øker. Dette øker deretter den på basispartiet 2 virkende sentrifugalkraft, og forurensningene i den innkommende strømning, spesielt de forurensninger.som er tyngre enn fibrene, slynges ut mot ;basispartiets 2 vegger og fortsetter langsmed disse nedad og havner til slutt i rejekt-utløpet 9 i separeringskammeret 1. Den koniske del 8 fortsetter videre i en liten sylindrisk del 6, hvilken ikke i merkbar grad øker hastigheten, men hvilken i praksis er konstatert fordelaktig med hensyn til beroling av strømningen. Når strømningen beveger seg nedad langsmed separeringskammerets 1 vegger utskilles fra denne en fiberinneholdende aksept-fraksjon, hvilken idet den er lettere, havner inn i en indre virvel i midten av hydrosyklonen, hvilken virvel strekker seg helt fra rejektfraksjonens utløp 9 til akseptfraksjonens utløp 10 i røret ^1. En del av akseptstrømning ledes dog til en konisk flate 11 ved akseptrørets 4 nedre parti, langsmed hvilken flate strømningen stiger oppad helt til den når en

kam 12, hvilken retter strømningen tilbake ;nedad parallelt med den'strømning som beveger seg i nærheten av basispartiets 2 mantel. Kammen 2 er formet i akseptrørets 4 undre mantel-parti slik at den koniske flate 11 ved sitt øvre parti går over i en nedad bøyd flate 13, hvilken til slutt går over i sylinder-delen 6. Bøyningsradien til den bøyde flate 13 er slik at retningen .til den strømning som kommer langsmed denne endrer seg til å løpe parallelt med rejektstrømningen. På denne måte oppstår det foran rejektstrømningen en "vegg", hvilken forhindrer forurensningene i den fra basispartiet 2 kommende strømning fra i radiell retning å bevege seg mot akseptrørets

4 munning og fra denne medføres av akseptstrømningen. Når

kammen 12 som omgir akseptrørets 4 hele flate dertil danner et diskontinuitetssted på mantelflaten, frigjøres strømningen fra denne, hvilken har til følge at forurenshingene som inneholdes i strømningen har en mindre mulighet til å havne ned i aksept-strømningen. Således medføres en del av akseptstrømningen med den fra basispartiet 2 kommende strømning, hvilken på vanlig vis fortsetter til det koniske separeringsparti 1. Med andre-ord sirkuleres en del av akseptstrømningen i hydrosyklonen mens den største del løper ut med den indre virvel til aksept-røret 4, hvis indre flate 14 først i løpet av en viss strekning konvergerer, hvoretter den atter utvider seg i retning mot akseptutløpet 10.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til utførelses-formen ifølge tegningen, idet den kan varieres innen rammen for patentkravene. Således kan den koniske delen 8 i akseptrørets. 4 øvre parti fortsette helt fram til kammen 12 uten mellom-liggende sylinderdel 6. Dertil kan kammen 12 bøye seg utad fra den koniske delen 8 eller syUnderdelen 6, hvorved den fra basispartiet 2 langsmed akseptrørets 4 flate kommende strømning oppnår en radielt rettet hastighetskomponent takket være hvilken strømningen havner ennå lengre bort fra akseptrørets 4 munning, og mulighetene for forurensningene i denne til å havne i aksept-røret minsker ytterligere. Det er endog mulig å utforme akseptrørets 4 mantel konisk helt fram til kammen- uten noen sylindrisk del i området for innmatningsåpningen 7. I tegningen er hydrosyklonen ifølge oppf innels.en forsynt med vanlig tangentiell innmatning. Hydrosyklonen ifølge oppfinnelsen kan dog også forsynes med slike innmatningskanaler som er vist i den finske patentansøkning 75 3.027., hvorved funksjonen ytterligere effektiveres. Ved forsøk som er utført i praksis har en ved hjelp av en slik kombinasjon oppnådd spesielt gode resultater og spesielt i forbindelse med hensyn til flis som forekommer i fibersuspensjonen.

Claims (2)

1. Hydrosyklon for oppdeling av en fibersuspensjon i aksept og rejekt, hvilken hydrosyklon omfatter et konisk separeringskammer (1), hvis spiss har en åpning (9) for ut-slipping av rejekt og i hvis motsatte ende det er et basisparti (2), i hvis vegg det er anordnet i det minste en åpning (7) for innmatning av fibersuspensjon og gjennom hvis lokk det strekker seg ett med separeringskammeret (1) koaksialt aksept-rør (4), hvis inne i basispartiet (12) beliggende munning i-aksiell retning befinner seg på et .nivå mellom innmatningsåpningen (7) og rejektåpningen (9)3 karakterisert ved at akseptrørets (4) ytterdiameter minsker i retning fra innmatingsåpningen (7) mot akseptrørets munning, slik at akseptrørets yttermantel i dette område utgjøres av en konvergerende konisk flate (8), og at hele denne konvergerende, flate (8) omgis av en kam (12), hvilken danner ett diskontinuitetssted i den koniske flate (8) samt utgjøres av en fra nevnte flate utdragende skulder (6), hvis mot akseptrørets munning vendte og til den koniske flate (11) tilgrensende anslagsflate (13) er bøyd slik at en del av den til aksept-rørets munning fra rejektåpningen kommende virvel, svinges tilbake i retning mot rejektutløpet (9)-

2. Hydrosyklon ifølge krav 1, karakterisert ved at skulderens (6) ytterflate er vesentlig sylinderformet.