SE525723C2 - Hydrocyklon - Google Patents

Description

525 7233 visserligen även den fördelen erhållas att en del fibrer som annars skulle ha förlorats med den tunga fraktionen kan fås att följa med den lätta fiberfraktionen. Emellertid erhålls denna fördel på bekostnad av försämrad separeringseffektivitet, dvs att tunga föroreningspartiklar följer med den lätta fiberfraktionen, vilket i många fall är en oacceptabel nackdel. Av dessa skäl har hydrocykloner med sådana fluidtillförselanordningar ej kommit till någon större användning inom pappersmassaindustrin. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en förbättrad hydrocyklon av det ovan beskrivna slaget, som kan drivas med tillfredsställande separeringseffektivitet och som dessutom är lämplig för separering av förorenade fibersuspensioner utan att de ovan beskrivna nackdelarna hos kända hydrocykloner uppkommer.

Detta ändamål uppnås medelst en hydrocyklon av det inledningsvis beskrivna slaget, som kännetecknas av att utloppspassagen är så utformad att fluidstrålen som sprutas från den, har en strömningskomposant i riktning mot separeringskammarens andra ände.

Härigenom motverkas effektivt igensättning av utloppet för tung fraktion utan att separeringseffektiviteten med avseende på tunga partiklar försämras. Det huvudsakliga skälet till denna positiva verkan av hydrocyklonen enligt uppfinningen är att fluidstrålen sprutas i riktning utåt från separeringskammarens centrala del, varigenom. tunga partiklar ej medbringas av fluidstrålen in i separeringskammarens centrala del där de tunga partiklarna riskerar_ att dras med av det centrala flödet av den bildade lätta fraktion.

Dessutom har det överraskande visat sig att separeringseffektiviteten med avseende på separering av tunga föroreningar från fibersuspensioner inte bara väsentligt förbättras medelst hydrocyklonen enligt uppfinningen i jämförelse med separeringseffektiviteten hos kända hydrocykloner utrustade med fluidtillförselanordningar av det aktuella slaget utan dessutom signifikant förbättras i jämförelse med separeringseffektiviteten hos traditionella hydrocykloner som saknar sådana fluidtillförselanordningar.

Med fördel är separeringskammarens omkretsvägg försedd med minst en skruvlinjeformig kanal för transport av separerade tunga partiklar mot separeringskammarens andra ände, varvid distributionshuvudet är anordnat att spruta fluidstrålar mot den skruvlinjeformiga kanalen.

Detta nedför att borttransporten av separerade tunga partiklar 47136 mod 5 2 5 7 2 3 _ ;":='=: . o uuuu n» underlättas.

Utloppspassagen är lämpligen utformad för sprutning av fluidstrâlen i en riktning som bildar en vinkel av maximalt 30° med normalen mot omkretsväggen där fluidstrålen träffar omkretsväggen.

Med fördel kan utloppspassagen vara så utformad att fluidstrålen som sprutas från den har en strömningskomposant i rotationsriktningen av fibersuspensionens virvel.

Hydrocyklonen enligt uppfinningen kan innefatta ett tredje utloppsorgan för utmatning av en separerad ytterligare lätt fraktion väsentligen innehållande lätta föroreningar centralt från separeringskammaren vid nämnda ena ände, varvid den ytterligare lätta fraktionen är lättare än den lätta fiberfraktionen. I detta fall kan gas, lämpligen luft, med fördel tillföras av fluidtillförselanordningen så att en luftstråle sprutar mot separeringskammarens omkretsvägg. Förutom att motverka igensättning av utloppsorganet för tung fraktion kommer den tillförda luften att separera till separeringskammarens centrala del och där rycka med sig lätta föroreningar i riktning mot det tredje utloppsorganet, så att även separeringseffektiviteten med avseende på lätta föroreningar förbättras.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen innefattar distributionshuvudet en cylindrisk vägg med två axiella ändar och en gavelvägg som täcker ena änden av den cylindriska väggen, varvid utloppspassagen bildas av en borrning som sträcker sig snett genom den cylindriska väggen. Alternativt kan distributionshuvudet innefatta en konisk vägg, varvid utloppspassagen bildas av en borrning i den koniska väggen. Naturligtvis kan distributionshuvu- det innefatta ett flertal utloppspassager, t ex tre, vilka är jämnt fördelade omkring den cylindriska eller koniska väggen.

Fluidtillförselanordningen innefattar lämpligen ett tillförselrör, som sträcker sig genom, separeringskammarens nämnda andra ände centralt in i separeringskammaren och som är förenat med distributionshuvudet, varvid tillförselrörets inre kommunicerar med distributionshuvudets utloppspassage.

Normalt har separeringskammaren på konventionellt vis en konisk kammarsektion med en spetsände som motsvarar nämnda andra ände hos separeringskammaren. Distributionshuvudet ska vara beläget i nämnda 47136 mod 525 725 koniska kammarsektion, företrädesvis så att distributionshuvudets utloppspassage mynnar i denna på ett avstånd från spetsänden som är O till 45%, företrädesvis 3-15, av den koniska kammarsektionens axiella längd. Vidare är den radiella utsträckningen hos den ringformiga passage som avgränsas av distributionshuvudet och omkretsväggen hos separeringskammarens koniska kammarsektion företrädesvis 6 till 60% av radien i den koniska kammarsektionen axiellt mitt för distributionshuvudet.

Uppfinningen beskrivs närmare i det följande med hänvisning till den bifogade ritningen, på vilken figur 1 visar en vy av ett axiellt snitt genom en hydrooyklon enligt en utföringsform av uppfinningen, figur 2 visar en förstorad fluidtillförselanordning i hydrocyklonen enligt figur 1, figur 3 visar ett tvärsnitt längs linjen III-III i figur 2, figur 4 visar en modifikation av utföringsformen enligt figur 3, och figur 5 visar en vy av ett axiellt snitt genom en hydrocyklon enligt en annan utföringsform av uppfinningen.

I figurerna har samma komponenter i de visade utföringsformerna försetts med samma hänvisningsbeteckningar.

I figur 1 visas ett exempel på en hydrocyklon 2 enligt uppfinningen som speciellt är dimensionerad för separering av en fibersuspension innehållande relativt lätta och tunga föroreningar. Hydrocyklonen 2 innefattar ett hus 4, som bildar en 49 cm lång separeringskammare 6 med en omkretsvägg 8. Separeringskammaren 6 har en konisk kammarsektion 10, vars längd är cirka 28 cm, och en cylindrisk kammarsektion 12 som ansluter till den koniska kammarsektionens 10 bas, varigenom separeringskammaren 6 har en relativt bred basände 14 och en motsatt relativt smal öppen spetsände 16. I detta exempel är den koniska kammarsektionens 10 konvinkel 1OE. Generellt kan dock nämnda konvinkel vara i intervallet 5-2OE. Separeringskammaren 6 har en centrumaxel 17 som sträcker sig mellan basänden 14 och spetsänden 16.

Det finns ett inloppsorgan 18 för inmatning av fibersuspensionen tangentiellt in i den cylindriska kammarsektionen_ 12 vid separeringskammarens basände 14. Ett första utloppsorgan i form av ett rör 20 sträcker sig centralt ett stycke in i den cylindriska 47136 mod 5 2 5 7 2 5 - E11; - kammarsektionen 12 från separeringskammarens 6 basände 14 för utmatning av en lätt fraktion av fibersuspensionen väsentligen innehållande fibrer. Ett andra utloppsorgan 22 är anordnat vid separeringskammarens 6 spetsände 16 fört utmatning av' en tung fraktion av fibersuspensionen innehållande tunga föroreningspartiklar, såsom sand, metallfragment och dylikt. Ett tredje utloppsorgan i form av ett rör 24, som har väsentligt mindre diameter än röret 20, sträcker sig centralt genom röret 20 för utmatning av en ytterligare lätt fraktion av fibersuspensionen innehållande lätta föroreningspartiklar, såsom plastfragment och dylikt.

Hydrocyklonen 1 innefattar vidare en fluidtillförselanordning 26 för tillförsel av vätska och/eller gas till den koniska kammarsektionen 10 av separeringskammaren 6 relativt nära spets- änden 16. Fluidtillförselanordningen 26 innefattar ett tillförsel- rör 28, som är fastsatt på en cylindrisk plugg 30. Omkretsväggen 8 övergår från spetsänden 16 i ett radiellt expanderat parti 32 av huset 4, som avgränsar en öppen cylindrisk kammare 34 som är tillsluten av pluggen 30, t ex medelst gängor, så att tillförselröret 28 sträcker sig centralt in i den koniska kammarsektionen 10 via spetsänden 16. Tillförselrörets 28 ände i separeringskammaren 6 är försluten medelst ett distributionshuvud 36, som innefattar en cylindrisk vägg 38 med två axiella ändar och en gavelvägg 40 som täcker ena änden av väggen 38, se figur 2.

Väggen 38 är försedd. med tre radiella borrningar som bildar utloppspassager 42 som kommunicerar med tillförselrörets 28 inre, se figur 3. I detta fall mynnar varje utloppspassage 42 i den koniska kammarsektionen 10 cirka 4 cm från spetsänden 16.

Distributionshuvudet 36 och omkretsväggen 8 hos den koniska kammarsektionen 10 avgränsar en ringformig passage 44 för bildad tung fraktion som har en radiell utsträckning av cirka 0,5 cm.

Generellt bör varje utloppspassage 42 mynna på ett avstånd från spetsänden 16 som är 5 till 45% av den koniska kammarsektionens 10 axiella längd, och den radiella utsträckningen av passagen 44 bör vara 6 till 60% av radien i den koniska kammarsektionen 10 mitt för distributionshuvudet 36. Lämpliga värden ur dessa intervall får bestämmas empiriskt från fall till fall.

I figur 4 visas ett distributionshuvud 46 enligt en alternativ utföringsform, som är ekvivalent med distributionshuvudet 36 med undantag av att den har tre annorlunda utformade utloppspassager 47136 mOd 525 725 =w; 48. Således sträcker sig utloppspassagerna 48 icke-radiellt genom distributionshuvudets 46 cylindriska omkretsväggf Sett i ett tvärsnitt genom denna.

Figur 5 visar en hydrocyklon enligt en annan utföringsform av uppfinningen, i vilken separeringskammarens 6 omkretsvägg 8 är försedd med minst en skruvlinjeformig kanal 50 för transport av separerade tunga partiklar mot separeringskammarens andra ände 16.

Kanalen 50 sträcker sig i samma riktning som den roterande virveln i separeringskammaren 6. I detta fall har fluidtillförselanordningen ett distributionshuvud 52 som är utformat med en konisk vägg 54, varvid varje utloppspassage bildas av en borrning 56 i den koniska väggen 54. Distributionshuvudet 52 är anordnat att spruta fluidstrålar mot åtminstone en del av den skruvlinjeformiga kanalen 50. Kanalen 50 kan utformas på många sätt, t ex med formen av en trapetsgänga eller med triangulärt tvärsnitt såsom visas i figur 5.

Under drift av hydrocyklonen l enligt figur 1 pumpas fiber- suspensionen, som innehåller relativt lätta och tunga föroreningar, medelst en pump 50 tangentiellt in i separeringskammaren 6 via inloppsorganet l8 så att en virvel av fibersuspensionen bildas i separeringskammaren 6. Härigenom separerar fibersuspensionen i en lätt fiberfraktion väsentligen innehållande fibrer, som utmatas genom röret 20, en ytterligare lätt fraktion innehållande relativt lätta föroreningar, som utmatas genom röret 24, och en tung fraktion innehållande relativt tunga föroreningar, som utmatas genom utloppsorganet 22. En blandning av vatten och luft sprutas medelst fluidtillförselanordningen 26 mot den koniska kammarsektionens 10 omkretsvägg 8 för att späda ut den bildade tjocka tunga fraktionen och lösgöra inbäddade fibrer, så att dessa kan följa med den bildade lätta fiberfraktionen. Den insprutade luften separerar i form av bubblor inåt i separeringskammaren 6 och medbringar lätta föroreningar till det centralt belägna röret 24.

Alternativt kan fluidtillförselanordningen 26 naturligtvis endast tillföra vätska eller gas till separeringskammaren 6.

I vilken som helst av de ovan beskrivna utföringsformerna kan separeringskammarens omkretsvägg vara försedd med den skruvlinjeformiga kanalen eller alternativt utformas med slät yta. 47136 mod

Claims (11)

0 o c 0 u q o c n n n n n c o: o a 0 a 0 n o i ao nu leo nano cl 525 7233 oo nano nu scan en n: n u oo c lo O u a o Patentkrav

1. l. Hydrocyklon (2) för separering av en fibersuspension i en tung fraktion väsentligen innehållande tunga föroreningar och en lätt fiberfraktion väsentligen innehållande fibrer, innefattande ett hus (4) med en omkretsvägg (8), som avgränsar en långsträckt separeringskammare (6) med två motsatta ändar (l4,l6) och med en centrumaxel (l7), som sträcker sig mellan de motsatta ändarna, ett inloppsorgan (l8) för inmatning av fibersuspensionen väsentligen tangentiellt i separeringskammaren vid dennas ena ände (l4), så att fibersuspensionen strömmar i en virvel i separeringskammaren, ett första utloppsorgan (20) för utmatning av den lätta fraktionen från separeringskammaren vid nämnda ena ände, ett andra utlopps- organ (22) för utmatning av den tunga fraktionen från separeringskammaren vid dennas andra ände (16), och ett distributionshuvud (36;46;52) för tillförsel av en fluid till separeringskammaren, vilket distributionshuvud är beläget centralt i separeringskammaren (6) relativt nära nämnda andra ände (16) och har minst en utloppspassage (42;48;56) utformad för sprutning av en fluidstråle i riktning mot separeringskammarens (6) omkretsvägg (8), varvid utloppspassagen (48) är utformad för sprutning' av fluidstrâlen i riktning snett mot separeringskammarens (6) omkretsvägg (8), sett i en projektion av fluidstràlen på ett plan som sträcker sig vinkelrätt genom separeringskammarens centrumaxel (l7), kännetecknad av att utloppspassagen (48) är så utformad att fluidstrålen som sprutas från den har en strömningskomposant i riktning mot separeringskammarens (6) andra ände (16).

2. Hydrocyklon enligt krav l, kännetecknad av att separeringskammarens omkretsvägg (8) är försedd med minst en skruvlinjeformig kanal (50) för transport av separerade tunga partiklar mot separeringskammarens andra ände (l6), varvid distributionshuvudet (36;46;52) är anordnat att spruta fluidstràlar mot den skruvlinjeformiga kanalen.

3. Hydrocyklon enligt krav l eller 2, kännetecknad av att utloppspassagen (48) är så utformad att fluidstrålen som sprutas från den har en strömningskomposant i rotationsriktningen av fibersuspensionens virvel.

4. Hydrocyklon enligt något av kraven l-3, kännetecknad av att 47136 mod 525 721% utloppspassagen (48) är utformad för sprutning av fluidstrålen i en riktning som bildar en vinkel av maximalt 30° med normalen mot omkretsväggen där fluidstrålen träffar omkretsväggen.

5. Hydrocyklon enligt något av kraven 1-4, kännetecknad av att distributionshuvudet (36) innefattar en cylindrisk vägg (38) med två axiella ändar och en gavelvägg (40) som täcker ena änden av den cylindriska väggen, varvid utloppspassagen (48) bildas av en borrning som sträcker sig snett genom den cylindriska väggen.

6. Hydrocyklon enligt något av kraven 1-5, kännetecknad av att fluidtillförselanordningen (26) innefattar ett tillförselrör (28), som sträcker sig genom separeringskammarens (6) nämnda andra ände (16) centralt in i, separeringskammaren och soul är förenat med distributionshuvudet (36;46;52), varvid tillförselrörets inre kommunicerar med distributionshuvudets utloppspassage (42;48;56).

7. Hydrocyklon enligt något av kraven 1-6, i vilken separeringskammaren (6) har en konisk kammarsektion (10) med en spetsände (16) som motsvarar nämnda andra ände hos separeringskammaren, kännetecknad av att distributionshuvudet (36;46;52) är beläget i separeringskammarens koniska kammarsektion (10).

8. Hydrocyklon enligt krav 7, kännetecknad av att distributionshuvudets (36;46;52) utloppspassage (42;48;56) mynnar i separeringskammarens (6) koniska kammarsektion (10) på ett avstånd från spetsänden (16) som är 0 till 45%, företrädesvis 3-15%, av den koniska kammarsektionens axiella längd.

9. Hydrocyklon enligt krav 7 eller 8, kännetecknad av att distributionshuvudet (36;46;52) och omkretsväggen (8) hos sepa- reringskammarens (6) koniska kammarsektion (10) avgränsar en ringformig passage (44), vars radiella utsträckning är 6 till 60% av radien i den koniska kammarsektionen axiellt mitt för distributionshuvudet.

10. Hydrocyklon enligt något av kraven 1-9, kânnetecknad av att den innefattar ett tredje utloppsorgan (24) för utmatning av en separerad ytterligare lätt fraktion väsentligen innehållande lätta föroreningar centralt från separeringskammaren (6) vid nämnda ena ände (14), varvid den ytterligare lätta fraktionen är lättare än 47136 mod 525 723 ägg den lätta fiberfraktionen.

11. ll. Hydrocyklon enligt något av kraven l-10, kännetecknad av att fluidtillförselanordningen (26) är inrättad att tillföra fluid i form av vätska eller gas. 47136 mod