SE442413B - Centrifugalsil - Google Patents

Description

8003304-6 10 15 20 25 30 35 2 ett tangentiellt inlopp och virvlar omkring i en övre inloppskammare, löper över flänsen på en inloppsring och strömmar nedåt in i en nedre silkammare. Denna vir- velverkan skapar en virvel vid inloppsringens centrum som reducerar den mängd massa som strömmar genom inlopps- ringen och in i silkammaren. I silen enligt US-patentet 3 713 536 är överdelen av en vingrotor en plan skiva och massan måste löpa över hjulets kant innan den kan strömma nedåt mellan hjulets och siltrummans periferiytor.

US-patentet 3 081 873 anvisar en sil med horisontell siltrumma som har två spädvatteninlopp vid olika ställen av trumman. I nämnda US-patent föreslås att det ena spädvatteninloppet används för rening av massan och det andra för avlägsnande av rejektet. Föreliggande uppfinning anvisar tillförsel av spädvatten till olika områden ned längs den vertikala silytan för att underlätta fibrernas passage genom silhålen.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att anvisa en stående centrifugalsil av trycktyp med högre kapacitet till samma effektbehov för drivning av rotorn.

Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att an- visa en stående centrifugalsil av trycktyp som åstadkom- mer ett väsentligen stabilt hydrauliskt flöde och därmed stabilt fiberflöde genom siltrumman över ett vidsträckt arbetsområde som täcker variationer i flöde, massakon- sistent och tryck.

Dessa och andra ändamål uppnås med en stående centri- fugalsil av ovannämnda typ, vilken centrifugalsil känne- tecknas av att rotorn har en ungefär parabolisk form och är anordnad längs siltrummans vertikala axel.

Uppfinningen beskrivs närmare i det följande med hän- visning till de bifogade ritningarna som visar utförings- former. Fig-l visar en längdsektion genom en utförings- form av silen enligt uppfinningen. Fig 2 visar en tvär- sektion längs linjen 2-2 i fig l. Fig 3 är en partiell sektion längs linjen 3-3 i fig 2. Fig 4 visar en tvär- sektion längs linjen 4-4 i fig l. Fig 5 visar från sidan 10 15 20 25 30 35 8003504-6 3 och delvis i sektion det nedre partiet av silen sett i riktningen för pilen 5 i fig 4. Fig 6 visar en tvärsek- tion längs linjen 6-6 i fig 1. Fig 7 visar i vertikalpro- jektion ett par rotorblad längs linjen 7-7 i fig 4. Fig 8 visar en tvärsektion längs linjen 8-8 i fig 7. Fig 9 är en partiell tvärsektion och åskådliggör flera ledningar för spädsystem kring drivaxeln för en rotor vid en annan utföringsform av silen enligt uppfinningen. Fig 10 är en mot fig 9 svarande sektion och åskådliggör en annan ut- föringsform av flera ledningar för spädsystem kring driv- axeln för en rotor. Fig ll och 12 visar i längdsektion olika arrangemang av rotor och siltrumma.

I fig l-6 visas en utföringsform av en massasil 10 med ett väsentligen cylindriskt hus ll med en övre gavel l2 som är ansluten till huset ll vid en fläns 13. Huset ll har en nedre fläns 14 som vilar pá en rejektkammar- modul 15, vilken i sin tur uppbärs av en bottenplatta 16.

I det cylindriska huset ll finns det nedanför den övre flänsen 13 en skivring l7 som delar upp huset i en övre inloppskammare 18 ovanför ringen l7 och en nedre silkammare 19 under ringen. Ett inloppsrör 20 med en fläns 21 vid sin fria ände bildar inlopp till ett spiral- hus 22, som vid den visade utföringsformen har rektan- gulär tvärsektion, se fig 3. Formen på tvärsektionen, vare sig den är rektangulär, cirkulär, triangulär eller annan, är helt valfri och utgör inget väsentligt upp- finningssärdrag. Spiralhuset 22 har en topplåt 23 och en bottenplât 24. När det finns en stenfälla såsom vid silen enligt fig 2 och 3 är bottenplåten 24 väsentligen horisontell medan topplåten 23 lutar nedåt. När det inte finns någon stenfälla är topplåten 23 väsentligen hori- och lutar bottenplåten 24 uppåt. På detta sätt förblir spiralhusets 22 tvärsektion väsentligen fyrkan- sontell tig. På spiralhusets 22 topp finns det ett inloppshål 25 till det cylindriska huset ll, vilket hål sträcker sig kring åtminstone ett parti av husets ll periferi. Hålet . ,__,. ._..__.._.__ 8005304-6 10 15 20 25 30 _35 4 25 sträcker sig tillräckligt långt kring periferin för att medge hinderfri inströmning av massaslam i inlopps- kammaren l8. Inloppshålets totala area är i huvudsak be- stämd av den kvantitet massa som inkommer i den övre in- loppskammaren 18. Hålets 25 Storlek tar också hänsyn till kravet på låg flödeshastighet, så att tunga föremål inte kommer in i den övre inloppskammaren. Detta hål 25 gör det också möjligt för massan att inkomma i inloppskam- maren 18 utan virvelbildning i inloppskammaren. Vid slu- tet av spiralhuset 22 finns det en stenfälla 25A för att fånga stenar eller andra stora föremål som inte kan kom- ma igenom hålet 25. Stenfällan 25A har en första sluss- ventil 25B och en andra slussventil 25C med en kammare 25D däremellan. Det finns en spädvattenanslutning 25E för tillförsel av spolvatten för att spola bort prima fibrer från stenfällan 25A och därmed underlätta till- försel av tunga föroreningar. Det är också lämpligt att rensa kammaren 25D när den andra slussventilen 25C är öppen.

En konisk inloppsring 26 har vid sin storände en nedre fläns 27 som vilar på skivringen l7. Flänsen 27 överlappar ringen 17 så att i inloppskammaren 18 in- kommande massa måste röra sig uppför inloppsringens koniska sida och flöda över en läpp 28 vid lilländen.

Därifrån strömmar massan nedåt genom den koniska in- loppsringen 26 och in i den nedre kammaren 19, genom en cylindrisk siltrumma 29 och in i en acceptkammare 30. Läppen 28 bibringar massan en stor axiella hastig- het till den nedre kammaren 19. Den koniska inlopps- ringen 26 sträcker sig uppåt ett gott stycke ovanför inloppshålet 25, så att detta hål alltid befinner sig under massans yta och att den i inloppskammaren 18 in- kommande massan alltid måste röra sig uppåt och löpa över den koniska ringens 26 läpp 28. Det föreligger hela tiden ett jämnt flöde av massa kring hela läppen 28, och 7 silen kan arbeta med en så låg statisk tryckhöjd som 0,3-0,6 m. Med den visade utföringsformen är en virvel- 10 15 20 25 30 35 8003304-6 5 brytare 31 i form av två vertikala, korslagda plattor monterad i den koniska inloppsringen 26 för att garan- tera ett lugnt flöde och hindra virvelbildning i massan när den löper över läppen 28 och strömmar ned i den nedre kammaren 19. Virvelbrytaren 31 kan utelämnas i de fall ingen virvelbildning uppstår i ringen 26.

Den cylindriska siltrumman 29 är axiellt monterad inuti den nedre kammaren 19 och sträcker sig utmed dennas hela längd. Ett tangentiellt acceptutlopp 33 vid bottnen av den nedre kammaren 19 i det cylindriska huset 11 utanför trumman 29 gör det möjligt för de silade fibrerna, dvs acceptet, att lämna silen 10. En fläns 34 vid utloppets 33 ände utgör en anslutning till utloppsledningar.

En rotor 36 är axiellt placerad inuti siltrumman 29.

Rotorn 36 har väsentligen parabolform, och vid den visade utföringsformen är parabolen bildad av en serie stympade koner som är förbundna med varandra och med en skålad noskon längst upp. Rotorn är gjord på detta sätt för att vara enkel att konstruera, men den ungefärliga pa- rabolformen är rotorns väsentliga särdrag. Vid den vi- sade utföringsformen befinner sig spetsen på rotorns noskon väsentligen i nivå med siltrummans 29 topp. Ro- torn 36 sträcker sig såsom visas i fig l utmed väsent- ligen hela höjden av siltrumman 29. Vid andra utförings- former kan rotorn 36 sträcka sig ovanför siltrummans topp och in i den koniska ringen 26 eller inte sträcka sig .siltrummans 29 hela höjd, i vilket fall spetsen på rotorns noskon befinner sig under siltrummans 29 topp.

Rotorn 36 är monterad på en roterande axiellt riktad axel 40 som roterar i ett lageraggregat 41 på centrum- axeln för silen 10. Axelns 40 nedre drivände 42 kan ha en därpå monterad, inte visad V-remskiva för att via V-remmar anslutas till en elektromotor.

Ett antal blad 43 är belägna på lika inbördes avstånd kring rotorn 36 och är fästa därpå. Som framgår av fig l sträcker sig rotorbladen 43 fram till i närheten av sil- 8003304-6 10 15 20 25 30 35 6 trumman och utmed dennas hela längd. Varje rotorblad 43 kan vara gjort i ett stycke som visas eller vara bildat av flera sektioner. Bladen 43 är fästa på rotorn men sträcker sig inte upp till noskonen utan kvarlämnar ett utrymme ovanför noskonen till den koniska ringen 26 fritt, så att man åstadkommer en stegvis ökning av den radiella hastigheten hos massan när denna inkommer i silkammaren 19 och strömmar mot siltrumman 29. Denna stegvisa ökning av den radiella hastigheten förhindrar ackumulering av massafibrerna vid siltrummans 29 topp. Bladen 43 sträcker sig uppåt från anslutningen till rotorn 36 till en rote- rande ring 44, vilken förbinder rotorbladens 43 spetsar med varandra vid den övre änden av siltrumman 29. Ringen 44 har större innerdiameter än innerdiametern hos den ko- niska inloppsringen 26. På så sätt hindrar ringen 44 inte massan från att strömma från inloppsringen 26 och in i den nedre kammaren 19. När massan först inkomer i den nedre kammaren 19 avlänkas den av rotorns noskon mot den cylindriska siltrumman 29 och den radiella hastigheten ökar stegvis allteftersom rotorbladen 43 roterar massan.

Som visas mera i detalj i fig 7 och 8 är sekundära blad 45 monterade på rotorn 36 upp till anslutningen till rotorbladen 43. Dessa sekundära blad 45 är placerade in- till rotorbladen 43 och kvarlämnar spalter 46 däremellan för att bilda bladpar. En topplatta 47 är anbragt över spalten 46 mellan bladen i varje par och är belägen vid toppen av bladen, medan en vertikal platta 48 är place- rad i spalten 46 och befinner sig approximativt halv- vägs nedåt längs bladen. Rotorbladen 43 och de sekundä- ra bladen 45 sträcker sig lika långt fram till i närhe- ten av siltrumman 29. Flera hål 49 är upptagna i rotorns 36 kropp mellan bladen i varje par över och under den vertikala plattan 48 och tjänstgör som spädmunstycken så att genom dessa häl strömmande vatten riktas mot sil- trumman 29.

I fig 1-6 visar första och andra spädvattensystem för rotorn 6. Det första spädvattensystemet har ett flänsat 10 15 20 25 30 35 8003304-6 7 vatteninlopp 5l och en vatteninloppsledning 52 bildar en utloppsöppning och som sträcker sig till en inre ringkammare 53 kring lageraggregatet 41 för axeln 40.

Den inre ringkammaren 53 leder spädvatten upp till ro- torns 36 inre. Vattnet utströmmar ur ringkammaren 53 via flera hål 54 i denna kammares topp och/eller sido- yta. Därefter strömmar vattnet ut via hålen 49 i rotorns 36 periferivägg och fyller spalterna 46 mellan paren av blad 43 och 45 ovanför plattan 48 för att strömma ut mot siltrumman 29. Inuti rotorn 36 finns det en ro- terande skiljering 55 som skiljer de första och andra spädvattensystemen från varandra. Skiljeringen 55 är fäst på rotorns 36 inre mantelvägg och roterar intill en sta- tionär skiljering 56 på den inre ringkammarens 53 ytter- yta. Det finns ett litet spel mellan den roterande ring- en 55 och den stationära ringen 56, så att inget eller ringa spädvatten kan läcka mellan de första och andra spädvattensystemen. Vid en föredragen utföringsform kan det finnas en labyrinttätning mellan ringarna 55 och 56.

Det andra spädvattensystemet har ett flänsat vatten- inlopp 57 och en vatteninloppsledning 58 som bildar en inloppsöppning och som sträcker sig till en yttre ring- kammare 59 kring den inre ringkammaren 53. Den yttre ringkammaren 59 sträcker sig dock endast in i det inre av rotorns 36 nedre parti. Hål 60 i den yttre ringkam- marens 59 topp- och/eller sidoyta gör det möjligt för spädvatten att strömma in i det nedre partiet och av- gå via hålen 49 i rotorns mantelvägg in i spalterna 46 mellan paren blad 43 och 45 under plattan 48 och därmed ströma utåt mot siltrumman 29. Vid en föredra- gen utföringsform kan en labyrinttätning användas vid nederdelen av den nedre sektionen 39 för att begränsa flödet av spädvatten vid rotorns 36 bas.

Vid en föredragen utföringsform är det nedre partiet 62 på rotorns 36 mantelvägg cylindriskt,så att den kvar- varande massan med rejektet inte bibringas en hastighets- 8003304-6 10 15 20 25 30 35 8 ökning när den passerar detta nedre parti och faller ned i en rejektkammare 63.

Rejektkammaren 63 finns inuti rejektkammarmodulen 15, och åtminstone ett av rotorbladen 43 sträcker sig in i rejektkammaren 63 för att se till att denna rensas kon- tinuerligt. Ett tangentiellt rejektutlopp 64 visas i fig 6 slutande vid ett flänsat utlopp 65 för att underlätta utpumpningen av rejektet från rejektkammaren 63 och hind- ra tilltäppning i rejektkammaren.

Vid en annan utföringsform kan ett rejektutloppshus och -utloppsrör av den i US-patentet 3 713 536 visade ty- pen användas för rejektet. Spädvatten kan tillföras re- jektkammaren 63 antingen axiellt eller tangentiellt för att underlätta bortföringen av rejektet.

När centrifugalsilen är i drift leds massan via in- loppsröret 20 till spiralhuset 22 i vilket massan lyfts för att strömma genom inloppshålet 25. Massan bibringas en hastighetsändring vid sin passage genom detta inlopps- hâl 25, och massans hastighet minskas för att göra det möjligt för stenar och andra tunga föremål att ramla ned i stenfällan 25A. Massan rör sig uppåt längs den koniska inloppsringens 26 sidor, löper över läppen 28 och ström- mar nedåt in i silkammaren 19. När massan strömman genom inloppsringen 26 ser virvelbrytaren 31 till att ingen eller ringa virvelbildning uppstår, varför ingen virvel bildas när massan strömmar in i den nedre kammaren 19.

Rotorns 36 form ungefär som en parabol medför en av- länkning av massan i riktning mot rotorns 36 sidor så att ringa eller ingen turbulens uppstår i flödet hos den massa som kommer in i silområdet. Allteftersom massan förflyttar sig i riktning mot silytan slungar rotorbla- den 43 massan mot siltrumman 29 varvid en normal sil- ning åstadkoms med bladen 43 roterande massan och bil- dande en matta av massafibrer mellan bladens 43 kanter och siltrumman 29. Denna massa roterar relativt siltrum- man och har också en axiellt rörelsekomposant i riktning mot rejektkammaren 63. Genom mattans roterande och axi- 10 20 25 30 35 8003304-6 .9 ella rörelse uppstår en skjuv- eller klippkraft mellan mattans ena sida och rotorbladens spetsar som styr mat- tans tjocklek och hindrar tilltäppning av hålen i sil- trumman 29. De prima massafibrerna passerar fibermassan vilken är sammansatt av oren massa och prima fibrer och därefter genom hålen i siltrumman 29 till acceptkammaren 30.Allteftersom massan rör sig nedåt längs siltrumman 29 fullständigar spädvatten från i första hand det första spädvattensystemet och därefter det andra spädvatten- systemet silningen. Genom att ha flera olika områden på rotorn 36 för flera olika spädvattensystem är det möjligt att ha separata spädvattenförråd, varav ett kan ha högre tryck eller större flöde än de övriga för att säkerställa maximal silningseffektivitet. Rejektet går in i rejekt- kammaren 63 varifrån det utmatas via utloppet 64. Den si- lade massan, acceptet, lämnar silen 10 via utloppet 33 för fortsatt behandling.

Rejektkammarmodulen 15 gör det möjligt att demonte- ra det cylindriska huset ll, siltrumman 29 och rotorn 36 för att medge fullständigt utbyte av rejektkammarmodulen 15. Det tangentiella utloppet, också ett uppfinningssär- drag, gör det lätt att underhålla modulen l5 genom att risken för tilltäppning inte är särskilt stor i rejekt- kammaren.

Fig 9 visar en ringkammare 70 kring axeln 40. Kamma- ren 70 är uppdelad i en serie utrymmen 71, och varje så- dant utrymme är anslutet till ett separat vattentillopp 72. Varje utrymme är anslutet till ett inre parti av ro- torn som leder spädvatten till ett bestämt område av sil- trumman. Fig l0 visar en annan utformning av separata spädvattensystem där flera rör 8l sträcker sig uppåt inuti rotorn. Rören 81 slutar på olika nivåer för att på så sätt leda spädvatten till ett bestämt område av siltrumman. Varje rör 81 är anslutet till ett eget vat- tentillopp 82. Olika typer av munstycken mellan paren av blad enligt fig 7 och 8 kan användas för att mata vatt- net till siltrumman. Exempelvis kan man använda ett 8003304-6 10 tjockare blad med radiella hål som sträcker sig genom varje blad och till rotorns inre, och även andra system för tillförsel av vatten till silytorna kan användas.

Den i fig ll visade rotorn 36 är längre än siltrumman 5 29, varvid noskonen sträcker sig över siltrummans topp, och fig 12 visar en rotor 36 som är kortare än siltrum- man med noskonens spets under trummans topp.

Claims (6)

1. 0 15 20 25 30 35 8003304-6 ll PATENTKRAV l. Stående centrifugalsil av trycktyp, omfattande dels ett cylindriskt hus (ll) med en övre inloppskam- mare (18), en nedre silkammare (19) och en skivring (17), som skiljer de övre och nedre kamrarna (18, 19) från varandra, dels ett inlopp (20) till den övre kammaren (18), dels en cylindrisk siltrumma (29) inuti den nedre kammaren (19), dels en rotor (36), vilken är monterad för rotation kring en central vertikal axel (40) inuti siltrumman (29), dels organ (42) för drivning av rotorn (36), dels rotorblad (43, 45), som är anordnade i par, vilka bildar längsgående spalter (46) och som utskjuter från åtminstone ett parti av rotorn (36) samt sträcker sig fram till i närheten av siltrumman (29) över dennas hela längd, dels ett acceptutlopp (33) från den nedre kammaren (19) utanför siltrumman (29) och en rejektkammare (63) under det cylindriska huset (ll), dels två spädvattensystem för att leda spädvatten till rotorbladens (43, 45) banor intill siltrumman (29), varav det ena spädvat- tensystemet innefattar en första inloppsöppning (51, 52) och en inre ringkammare (53) kring rotorns (36) axel (40), k ä n n e t e c k n a d av att rotorn (36) har en ungefär parabolisk form och är anordnad längs siltrummans (29) vertikala axel.

2. Centrifugalsil enligt krav l, k ä n n e ~ t e c k n a d av att det i inloppskammaren (18) finns en stympat konisk inloppsring (26), vars minsta diameter är vänd mot inloppet (20) och i vilken det finns åt- minstone en vertikal platta (31).

3. Centrufugalsil enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a d av att rejektkammaren (63) har ett tangentiellt rejektutlopp (64).

4. Centrifugalsil enligt krav 3, k ä n n e - t e c k n a d av att rejektkammaren (63) är en sepa- rat, till det cylindriska huset (ll) ansluten modul (15). 8003304-6 12

5. Centrifugalsil enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a d av att rotorn (36) har ett nedre cylind- riskt parti (62).

6. Centrifugalsil enligt krav 1, k ä n n e - 5 t e c k n a d av att en vertikal platta (48) är anord- nad i spalten (46) mellan rotorbladen (43, 453.