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Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Abseheidung von in einer Flüssigkeit enthaltenen
Stoffen verschiedenen spezifischen Gewichtes. -.--.-----
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Abscheidung von in einer Flüssigkeit enthaltenen Stoffen verschiedenen spezifischen Gewichtes. Insbesondere sind das Verfahren und die Vorrichtung dazu bestimmt, Zellstoff-bzw. Papiermasse zu reinigen.
Es sind Vorrichtungen zur Reinigung von Zellstoff-bzw. Papiermasse bekannt, die mit Hilfe von Zentrifugen nur auf eine Beseitigung der an Gewicht schweren Verunreinigungen der Masse abzielen. Bei diesen Vorrichtungen gelangt die Papiermasse tangential in einen rotierenden konischen
Behälter, in dem sie eine kreisende Bewegung erhält. Eine regelbare Öffnung gestattet die kontinuier- liche Wegschaffung der Verunreingungen am höher gelegenen Umfange des Behälters. Die Masse tritt durch ein zentral vorgesehenes Rohr aus. Apparate dieser Art ermöglichen weder die Beseitigung der leichten Verunreinigungen noch die eigentliche Scheidung des behandelten Gutes in seine Bestandteile.
Bei andern bekanntgewordenen Vorrichtungen ist ein fixes zylindrisches Sieb vorgesehen, gegen dessen innere Oberfläche die axial zugeführte Masse geschleudert wird, wobei die Masse von ablenken- den konischen Flächen verteilt wird. Wasser, das zur Verdünnung gebraucht wird, wird auf gleiche
Weise und durch die gleichen Mittel verteilt und auf das Sieb geschleudert.
Diese Vorrichtung hat den Nachteil, dass sie nur ein Reinigungs-und nicht ein Scheidungs- apparat ist. Sie weist den weiteren Nachteil auf, dass ihre Verwendung wegen des eingeführten Wassers zu einer unerwünschten Verdünnung der Masse führt.
Es wurde auch vorgeschlagen, rotierende Siebe zu verwenden, auf welchen die Drehung des
Siebes mit machende Organe in Kegelform Hindernisse bilden, die dazu dienen, die zu behandelnde Masse unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft über die ganze gleichfalls konisch gestaltete Sieb- oberfläche zu verteilen. Die Welle, die diese Kegel trägt, ist hohl und mit Löchern versehen, durch welche Löcher Waschwasser mit Unterbrechungen in die Vorrichtung eingeführt werden kann.
Die zuletzt beschriebene Vorrichtung kann ebenso wie die weiter oben erwähnten Vorrichtungen nur zwei Kategorien von Produkten liefern : ein Produkt, das im Inneren des Siebes zurückgehalten wird, und ein Produkt, das durch das Sieb hindurchgehen kann.
Es sind auch feststehende Vorrichtungen bekannt, in denen die zur Behandlung kommende Masse einer langsamen Rotation unterworfen wird. Eine langsame Bewegung dieser Art ist der Abscheidung schwerer Verunreinigungen wohl in einem gewissen Masse förderlich ; indes ist die Wirkung der Zentrifugalkraft mit Rücksicht auf die geringe Geschwindigkeit, die die Flüssigkeitsteilchen erhalten, eine nur sehr geringe und durchaus ungeeignet, die Abscheidung von solchen Fremdkörpern zu gewährleisten, deren Dichte der Dichte des behandelten Materials nahekommt. Eine schärfere Abseheidung von Fremdkörpern, deren Dichte der Dichte des zu behandelnden Materials naheliegt, ist der Erfindung gemäss, nur möglich, wenn die Wirkungen der Zentrifugalkraft durch Wahl einer hohen Rotationsgeschwindigkeit vervielfacht werden.
Damit eine genügend grosse Geschwindigkeit eingehalten werden kann, wird erfindungsgemäss ein geschlossener nicht drehbarer Behälter vorgesehen und überdies die Flüssigkeit unter Druck in den Behälter eingeführt.
Die erfindungsgemässe Reinigungs-und Scheidungsvorrichtung besteht im wesentlichen aus mehreren hohlen und unten offenen Kegeln, die gleichachsig im Innern eines unbeweglichen und geschlossenen Behälters unter dem für die gereinigte Masse bestimmten Austrittsrohr angeordnet sind. Die Kegel sind auf einem Ableitungsrohr befestigt, das Öffnungen aufweist, die ins Innere der Kegel münden. Die neue Vorrichtung ist befähigt, Güter, wie z. B. Zellstoff-bzw. Papiermasse, nicht nur
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von schweren, sondern auch von leichten Verunreinigungen zu befreien. Sie kann somit mit Erfolg auch dazu verwendet werden, verschiedene Stoffe auf Grund ihrer verschiedenen Dichte zu scheiden.
Das zu behandelnde Gut gelangt mit grosser Geschwindigkeit tangential an die innere Wand des fixen Behälters und füllt ihn vollständig aus. Alle für den Materialaustritt vorgesehenen Leitungen bzw. Öffnungen gehen von der Mitte des Behälters aus.
Die besondere Anordnung der Kegel und der ins Innere der Kegel mündenden Öffnungen des Rohres, an dem die Kegel befestigt sind, hat den Zweck, am Aussenrand der Masse eine abwärts gerichtete Strömung zu bewirken, die die Absetzung der schweren Verunreinigungen in den tiefer gelegenen Teilen des Behälters begünstigt. Von diesem Behälterteil werden die schweren Verunreinigungen durch eine eigene Leitung abgeführt.
Die Kegel verhindern überdies durch Schirmwirkung das Entstehen eines Wirbels in der Mittelachse,'der durch die grosse Umlaufgeschwindigkeit der Flüssigkeit hervorgerufen werden würde.
Es ist auf diese Weise möglich, die Umlaufgeschwindigkeit der Masse in der Vorrichtung zu erhöhen (bis und über 30 m, jsek an Stelle der in den früheren Apparaten üblichen Geschwindigkeit von 5 mlsek) und damit die durch die Zentrifugalkraft bewirkbare und auf Grund der Verschiedenheit der Dichte vor sich gehende Scheidung zu verbessern. Auf diese Weise gelangt man bei übrigens gleichartigen Bestandteilen-und darin ist ein besonderer Vorzug der neuen Vorrichtung zu erblickenzu grösserer Feinheit in der Trennung und Abscheidung.
Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung dargestellt.
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der Fig. 1.
Die Vorrichtung besteht aus einem unbeweglichen Gefäss, an dessen zylindrischen Teil 1, u. zw. am oberen und unteren Ende kegelstumpfförmige Teile 2 und 3. angeschlossen sind. Über dem Teil 2 befindet sich ein zylindrischer Teil 4 von kleinerem Durchmesser, in den das zur Zuführung der zu reinigenden Masse bestimmte Eintrittsrohr 5 tangential einmündet. Im Inneren des Zylinders 4 befindet sich ein unten offener Trichter 6, der mit einer Rohrleitung verbunden ist und der die leichten Ver-. unreinigungen aufnimmt und abführt. Ein Rohr 8, das in der Vertikalachse des Apparates vorgesehen ist, reicht in den zylindrischen Teil 1 und dient zur Ableitung der gereinigten Masse.
Der Kegelstumpf 3 hat an seinem unteren Ende eine Ablasseinriehtung 9, die derart ausgebildet sein kann, dass sie kontinuierlich (das Rohr ist mit einem Klärbecken in Verbindung) oder mit Unterbrechungen arbeitet (Schleuse, verbunden mit dem zur Sammlung der schweren Anteile bestimmten Becken). Eine Reihe von aufeinanderfolgenden Kegeln 10, 11, 12, 13 ist in der Achse des Apparates, u. zw. in den Teilen 1 und 3 angeordnet. Diese Kegel sind auf einem Rohr 14 angebracht, das mit einem Rohr 15 in Verbindung steht, welch letzteres Rohr aus dem Apparat austritt. Löcher 16 verbinden das Innere der Kegel mit dem Inneren des Rohres 14.
Die zu reinigende Masse wird mittels einer (auf der Zeichnung nicht dargestellten) Pumpe mit grosser Geschwindigkeit, etwa mit 20-40 mlsek, durch die Düse 5 in die Vorrichtung befördert. Der tangentiale Eintritt versetzt die Flüssigkeit im Inneren der Mäntel 4, 2, 1, 3 in eine rasch rotierende Bewegung. Unter dem Einflusse der Zentrifugalkraft werden die schweren Verunreinigungen gegen die Wand 2, 1 geschleudert, von wo sie die Wand 3 entlang bis 9 gelangen. Von dieser Stelle werden sie abgeführt. Die weniger schweren Verunreinigungen bleiben in der Flüssigkeit in Schwebe. Obschon sie zum Teil durch die Zentrifugalkraft aufgewirbelt werden, gelangen sie nicht bis an die Wand der Vorrichtung.
Sie werden durch den Kegelstumpf 6 aufgenommen und durch die Leitung 7 kontinuierlich in ein (nicht dargestelltes) Klärbecken fortgeführt. Die in diesem Klärbecken wiedergewonnene Flüssigkeit gelangt nach Absetzen der Verunreinigungen in den Prozess zurück. Die gereinigte Masse, u. zw. deren leichterer Anteil wird durch die Leitung 8 aufgenommen und unmittelbar der Weiterverarbeitung zugeführt. Die in der unteren Partie, u. zw. in der Achse des fixen Gefässes 1 übereinander angeordneten Kegel 10, 11, 12, 13 verhindern, dass die schweren Teile durch die Strömung mitgerissen werden, die durch die Absaugung durch das Rohr 8 hervorgerufen wird. Die schweren Verunreinigungen werden vielmehr, wie im übrigen bereits im vorstehenden gesagt ist, durch die Öffnung 9 abgelassen.
Durch die im Rohre 15 vorgesehenen Löcher 16 und durch das Rohr 14 geht der schwerere Anteil der Papiermasse ab.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur kontinuierlichen Abscheidung von in einer Flüssigkeit enthaltenen Stoffen verschiedenen spezifischen Gewichtes, dadurch gekennzeichnet, dass die zu behandelnde Mischung mit grosser Geschwindigkeit und unter Druck tangential in einen feststehenden geschlossenen Behälter eingeführt und gleichzeitig die Abscheidung der schweren Verunreinigungen im unteren Teil des Behälters, der leichten im oberen Teil und des gereinigten Materials in der Mitte des Behälters vorgenommen wird.
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Method and device for the continuous separation of substances contained in a liquid
Substances of different specific weights. -. - .-----
The invention relates to a method and a device for the continuous separation of substances of different specific gravity contained in a liquid. In particular, the method and the device are intended to produce pulp or pulp. To clean paper pulp.
There are devices for cleaning pulp or. Known paper pulp, which with the help of centrifuges only aim to remove the heavy weight impurities in the pulp. In these devices, the paper pulp arrives tangentially in a rotating conical
Container in which it receives a circular motion. A controllable opening allows the continuous removal of the impurities on the higher circumference of the container. The mass exits through a centrally provided pipe. Apparatus of this type enable neither the removal of light impurities nor the actual separation of the treated material into its components.
In other devices that have become known, a fixed cylindrical sieve is provided against the inner surface of which the axially fed mass is thrown, the mass being distributed by deflecting conical surfaces. Water that is used for dilution is equal
Wise and distributed by the same means and slung on the sieve.
This device has the disadvantage that it is only a cleaning and not a separation apparatus. It has the further disadvantage that its use leads to an undesirable dilution of the mass because of the water introduced.
It has also been suggested to use rotating screens on which the rotation of the
Conical organs that make sieves form obstacles which serve to distribute the mass to be treated under the influence of centrifugal force over the entire, likewise conical, sieve surface. The shaft which carries these cones is hollow and provided with holes through which holes washing water can be introduced into the device with interruptions.
The last-described device, like the devices mentioned above, can only deliver two categories of products: a product that is retained inside the sieve and a product that can pass through the sieve.
Fixed devices are also known in which the mass to be treated is subjected to slow rotation. A slow movement of this kind is probably conducive to the separation of heavy impurities to a certain extent; however, the effect of the centrifugal force, with regard to the low speed which the liquid particles receive, is only very small and entirely unsuitable for ensuring the separation of foreign bodies whose density comes close to the density of the material being treated. A sharper separation of foreign bodies, the density of which is close to the density of the material to be treated, is only possible according to the invention if the effects of the centrifugal force are multiplied by selecting a high rotational speed.
So that a sufficiently high speed can be maintained, a closed, non-rotatable container is provided according to the invention and, moreover, the liquid is introduced into the container under pressure.
The cleaning and separating device according to the invention consists essentially of several hollow cones which are open at the bottom and which are arranged coaxially inside an immovable and closed container under the outlet pipe intended for the cleaned mass. The cones are mounted on a drainage pipe that has openings that open into the interior of the cones. The new device is capable of goods such. B. pulp or. Paper pulp, not only
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to get rid of heavy as well as light impurities. It can therefore also be used successfully to separate different substances based on their different densities.
The material to be treated reaches the inner wall of the fixed container at high speed tangentially and fills it completely. All lines or openings provided for the material outlet start from the center of the container.
The special arrangement of the cones and the openings of the tube to which the cones are attached, which open into the interior of the cones, has the purpose of causing a downward flow at the outer edge of the mass, which prevents the heavy impurities from settling in the lower parts of the Container favors. The heavy contaminants are removed from this part of the container through a separate line.
The cones also prevent the creation of a vortex in the central axis by means of a shielding effect, which would be caused by the high velocity of the liquid.
In this way it is possible to increase the speed of rotation of the mass in the device (up to and over 30 m, jsec instead of the speed of 5 mlsec used in earlier devices) and thus that which can be achieved by the centrifugal force and due to the difference in the Density going to improve divorce. In this way, with components of the same type - and this is a particular advantage of the new device - one arrives at greater fineness in the separation and separation.
The drawing shows an embodiment of the device according to the invention.
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of Fig. 1.
The device consists of an immovable vessel, on the cylindrical part 1, u. Between the upper and lower end frustoconical parts 2 and 3 are connected. Above the part 2 there is a cylindrical part 4 of smaller diameter, into which the inlet pipe 5 intended for supplying the mass to be cleaned opens tangentially. Inside the cylinder 4 there is a funnel 6 which is open at the bottom and which is connected to a pipeline and which provides easy access. absorbs and removes impurities. A tube 8, which is provided in the vertical axis of the apparatus, extends into the cylindrical part 1 and serves to discharge the purified mass.
The truncated cone 3 has a discharge device 9 at its lower end, which can be designed in such a way that it works continuously (the pipe is connected to a clarifier) or intermittently (sluice, connected to the basin intended for collecting the heavy parts). A series of successive cones 10, 11, 12, 13 is in the axis of the apparatus, u. Between parts 1 and 3 arranged. These cones are mounted on a tube 14 which is in communication with a tube 15, the latter tube emerging from the apparatus. Holes 16 connect the interior of the cones with the interior of the tube 14.
The mass to be cleaned is conveyed through the nozzle 5 into the device by means of a pump (not shown in the drawing) at high speed, about 20-40 mlsec. The tangential entry sets the liquid inside the jackets 4, 2, 1, 3 in a rapidly rotating movement. Under the influence of centrifugal force, the heavy contaminants are thrown against the wall 2, 1, from where they get along the wall 3 to 9. From this point they are led away. The less severe impurities remain suspended in the liquid. Although some of them are whirled up by centrifugal force, they do not reach the wall of the device.
They are taken up by the truncated cone 6 and continuously carried through the line 7 into a clarifier (not shown). The liquid recovered in this clarifier is returned to the process after the impurities have settled. The purified mass, u. zw. Their lighter portion is taken up through the line 8 and fed directly to further processing. The ones in the lower part, u. Between cones 10, 11, 12, 13 arranged one above the other in the axis of the fixed vessel 1 prevent the heavy parts from being carried away by the flow caused by the suction through the pipe 8. Rather, as has already been said above, the heavy impurities are drained through the opening 9.
The heavier portion of the paper pulp goes through the holes 16 provided in the tube 15 and through the tube 14.
PATENT CLAIMS:
1. A method for the continuous separation of substances of different specific gravity contained in a liquid, characterized in that the mixture to be treated is introduced tangentially into a fixed, closed container at high speed and under pressure and, at the same time, the separation of heavy impurities in the lower part of the container, the light in the upper part and the cleaned material in the middle of the container.