CN103201042B - 涡流除渣器中的底部稀释器结构和涡流除渣器中的底部稀释器结构的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及涡流除渣器的底部稀释器管道（6），该底部稀释器管道（6）包括至少流道（7）、用于将稀释水供应到流道（7）的稀释水入口（8）以及用于将稀释水从底部稀释器管道（6）排放到涡流除渣器（1）中的出口（9）。底部稀释器管道（6）还包括用于控制稀释水的流动的装置（10），其设置为可在第一位置与第二位置之间移动。在第一位置，出口（9）关闭，在第二位置，出口（9）打开，其中出口（9）设置为根据稀释水的入口压力（P2）与作用在用于控制稀释水在涡流除渣器中的流动的所述装置（10）的压力（P1）之比而打开。本发明还涉及涡流除渣器和用于将稀释水通过底部稀释器管道（6）供应到涡流除渣器的方法。

Description

涡流除渣器中的底部稀释器结构和涡流除渣器中的底部稀释器结构的方法

技术领域

本发明涉及涡流除渣器（vortex cleaner）的底部稀释器结构，其至少包括流道、将稀释水供应到流道的稀释水入口以及将稀释水从底部稀释器结构排放到涡流除渣器中的出口。本发明还涉及具有将纸浆供应到涡流除渣器中的纸浆入口、从纸浆中分离杂质的分离锥、杂质出口以及纸浆出口的涡流除渣器。此外，本发明涉及涡流除渣器的底部稀释器的方法，在该方法中，稀释水被供应到底部稀释器管道，然后供应到底部稀释器管道的稀释水经由底部稀释器管道中的出口而排放到涡流除渣器。

背景技术

涡流除渣器例如用在处理用于造纸的循环纸浆的工序中，其目的是为了从循环纸浆中去除有害的杂质（废料）。在之前的处理步骤（诸如粗筛等）中已经去除了较大杂质的循环纸浆被引入涡流除渣器中。在涡流除渣器中，目的是在纸浆中产生涡流，其中通过离心力和重力的作用，纸浆中较重的元素沉到涡流除渣器的底部，它们能够从底部去除。图1示出涡流除渣器的操作原理，其中待处理的纸浆从涡流除渣器1的侧面经由纸浆入口2供应，这样在涡流除渣器的壁1a内的循环运动带动以高流速供应的纸浆。涡流除渣器的至少部分壁构成分离锥5，该分离锥5的直径减小的方式使靠近杂质出口3的直径比纸浆入口2一侧的锥端部处的直径小。因此，纸浆中较重的元素被带到涡流的外周并下沉，直到它们能够经由杂质出口3从处理中取出。然而，重量较轻的颗粒被涡流带到涡流除渣器的顶部，该顶部包括从涡流除渣器1中取出干净纸浆并将其引导至其它处理步骤的纸浆出口4。

稀释水经由底部稀释器管道6而被引导至涡流除渣器1，以更好地分离涡流除渣器1中的杂质。此外，这种涡流除渣器具有底部稀释器管道6会被堵塞的问题，例如当一些待清理的纸浆滞留在其内部时。

在许多情况下，泥状的纸浆首先在高黏稠度的涡流除渣器中被处理，以从循环纸浆中分离砂和/或其它重颗粒，从而避免这种磨蚀材料进入其它处理步骤。此后，循环纸浆例如能够在粗筛中被处理，其合格的部分或良浆例如能被进一步引导至低黏稠度的涡流除渣部，而废料返回高黏稠度的涡流除渣部。在粗筛下游的涡流除渣步骤补充从循环纸浆中分离高密度的重颗粒。涡流除渣器也能够反过来使用，其中它们用于分离轻材料（诸如膨胀的聚苯乙烯），其中较高密度的较重部分是合格的部分，或者合格的纸浆或良浆。在高黏稠度的涡流除渣器中，待处理的纸浆的黏稠度常常约为1到4%。在低黏稠度的涡流除渣器中，待处理的纸浆的黏稠度或干物质含量一般则为0.5到1.5%。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的涡流除渣器的底部稀释器结构，以及实施底部稀释的方法。本发明基于如下的构思，即，涡流除渣器内的底部稀释器管道设有阀结构，该阀结构被稀释水的压力打开并在待清理的纸浆有机会进入稀释水管道的情形下关闭。更精确地，根据本发明的涡流除渣器的底部稀释器结构的主要特征在于，底部稀释器管道还包括用于控制稀释水的流动的装置，所述装置被设置成在第一位置与第二位置之间可移动，在所述第一位置，所述出口被关闭，在所述第二位置，所述出口被打开，其中所述出口的打开被设置成根据稀释水的入口压力与作用在用于控制稀释水在所述涡流除渣器中的流动的所述装置上的压力之比而进行。根据本发明的涡流除渣器的主要特征在于，底部稀释器管道还包括控制稀释水的流动的装置，所述装置被设置成在第一位置与第二位置之间可移动，在所述第一位置，所述出口被关闭，在所述第二位置，所述出口被打开，其中所述出口的打开被设置成根据稀释水的入口压力与作用在用于控制稀释水在所述涡流除渣器中的流动的所述装置上的压力之比而进行。根据本发明的方法主要特征在于，经由出口引导的稀释水的流动受到具有至少第一位置和第二位置的控制装置的控制，在所述第一位置，所述出口被关闭，在所述第二位置，所述出口被打开，其中所述出口的打开被设置成根据稀释水的入口压力与作用在用于控制稀释水在所述涡流除渣器中的流动的所述装置上的压力之比而进行。

在本发明的有利实施例中，底部稀释器管道包括使操作更有效的弹簧。

底部稀释器管道的内部结构能被设计成确定从底部稀释器管道排放的稀释水的最佳方向。

用于关闭底部稀释器管道的装置可包括一结构，该结构能够使部件的旋转停止，并实现从底部稀释器管道排放的稀释水在涡流除渣器中更均匀的分配。

供应稀释水的自关闭技术防止或至少降低了稀释水管道和线路堵塞的可能性。根据本发明的构造使其可以有效冲洗并稀释涡旋除渣器中的局部特定区域内的杂质（废料）。这样实现了向涡流除渣器的高黏稠度供应以及高分离效率。

根据本发明的方案不但适合用于在处理循环纸浆的情况下使用的涡流除渣器，而且适合用于在处于机械浆和化学浆的情况下使用的涡流除渣器。有利地，根据本发明的涡流除渣器能够被安置在生产或处理用于制造纸或纸板的纸浆的工序中。此外，涡流除渣器的位置可位于属于造纸机或纸板机的短循环的工序中。本文提出了本发明的涡流除渣器的一些应用，但本发明的应用不仅仅局限于它们。

附图说明

在下文中，将参照附图更详细地描述本发明，其中

图1示出涡流除渣器的操作的原理图；

图2a和2b示出根据本发明的有利实施例的涡流除渣器中的底部稀释的操作原理；

图3示出结合根据本发明的有利实施例的涡流除渣器中的底部稀释，借助半径和角度来控制稀释水的方向；

图4a到4c示出结合根据本发明的另一有利实施例的涡流除渣器中的底部稀释而使用的弹簧辅助阀的操作；

图5a到5c示出本发明的又一有利实施例；以及

图5d示出根据图5c的实施例的底部稀释管道的细节的缩小图。

具体实施方式

在下文中，将参照图2a和2b描述根据本发明的第一有利实施例的涡流除渣器中的底部稀释的操作原理。图2a和2b示出底部稀释器管道6，其包括流道7，该流道7的第一端7a设有稀释水的入口8，用于将稀释水供应到底部稀释器管道6，底部稀释器管道的流道7的第二端7b设有将稀释水从底部稀释器管道6排放到涡流除渣器的分离锥5的出口9。流道7的直径不一定是常量，其可包括例如图2a和2b所示的锥部，使得流道7的第二端7b的直径大于流道的第一端7a的直径。出口9也可以是开口。

而且，底部稀释器管道6包括盖部10，该盖部10例如用作控制稀释水的流动的装置，即用作一种阀。盖部10连接到底部稀释器管道的流道7的方式为盖部10能够进行一些程度的移动（优选地沿稀释水经由入口8流至流道7的流向）。在图2的示例中，该移动方向是上下方向。盖部10的移动沿一个方向受限于流道7的第二端7b，并沿另一方向受限于紧固到盖部10的限制器装置11。因此，盖部能够在第一位置与第二位置之间移动。这些限制器装置11包括例如一个或多个螺母，它们围绕设置在盖部10中的螺纹杆12或类似物而被拧紧。这种方案例如可以使盖部10沿稀释水的流向（在图2中向上）的移动（游隙G）能够被调整（如果需要的话）。该移动使其可以调整流经底部稀释器管道6的流速（如果需要的话）。

如果需要的话，盖部10还能设有密封件，用于进一步改进底部稀释器管道6的紧密度。

盖部10沿流向的横截面例如为圆形，但是其还可以呈不同的形状，例如卵形或矩形。附图中的字母D表示在关闭位置时盖部10邻接流道的第二端70b的点处的直径。

接下来，我们将描述根据本发明的第一有利实施例的底部稀释器管道6控制稀释水的供应的操作。在涡流除渣器1运行的情形下，待清理的纸浆经由纸浆入口2供应到分离锥5。因此，纸浆被带到分离锥内部的循环运动，较重的颗粒因离心力和重力而靠近分离锥的壁移动并移向分离锥的第二端处的杂质出口3。因此，在分离锥5中产生压力P1，其作用在入口阀6的盖部10上，趋于将其压向底部稀释器管道的流道的第二端7b。因此，压力P1生成作用在盖部10上的作用力F1。因此，如果稀释水未被引导至底部稀释器管道6，则底部稀释器管道的流道7内的压力P2低于作用在盖部10上的压力P1。因此，盖部10被压向底部稀释器管道的流道7的第二端7b，从而关闭出口9。这样防止或至少减少了分离器5中的固体物质进入底部稀释器管道6中。在本申请中，盖部10的该位置被称为第一位置或盖部关闭位置，如图2b所示。

相应地，在稀释水经由稀释水入口8供应到底部稀释器管道6的情形下，入口阀的流道7内的压力增大。在该阶段，当稀释水生成的压力P2高于作用在盖部10上的压力P1时，或压力P2生成的作用力F2大于作用在盖部10上的压力P1产生的作用力F1时，盖部10远离流道7而移动，从而打开经由底部稀释器管道的出口9到分离室5的流路；换言之，稀释水能够流到分离室5。在本申请中，盖部10的该位置被称为第二位置或盖部打开位置，如图2a所示。稀释水的流动防止或至少减少了分离室中可能存在的颗粒进入底部稀释器管道6。这样，能够以有效的方式防止底部稀释器管道的出口9堵塞。

重力也能对盖部10有一定作用，其中压力P2产生的作用力F2大于作用在盖部10上的压力P1产生的作用力F1和重力产生的作用力。在实践中，与压力P1相比，重力的作用一般较小，其中重力无需单独考虑。

在实施例中，打开出口9的条件也能由以下公式表示：当作用在盖部10上的重力非常小时，P2×A2>P1×A1（即P2/P1>A1/A2）时，出口9打开。

图3示出根据本发明的另一有利实施例的底部稀释器管道6。与图2a和2b所示的实施例的不同之处主要在于盖部10的设计。在该实施例中，盖部是弯曲的球形件，其内表面10a同样如此，其功能是引导来自底部稀释器管道6的液体流沿斜向向下，即朝向杂质出口3所处的分离锥5的底部。在图2a的情形下，来自底部稀释器管道6的液体流沿大致横向被引导离开底部稀释器管道6。液体流的出口方向能够通过以合适的方式选择盖部10的内表面10a的半径4和角度α来进行控制。

图4a至4c示出以减小方式与根据本发明的第三有利实施例的涡流除渣器中的底部稀释关联使用的底部稀释器管道6的结构和操作。底部稀释器管道6包括弹簧13或类似物，以产生作用在盖部10上的作用力。对该作用力的方向进行选择，使得其趋向于使盖部10移向流道7的第二端7b，或将其压向流道的第二端7b。在此情况下，流道7中的液体流生成的压力P2必须高于在没有弹簧的情况下运作的底部稀释器管道6中的压力，从而移动盖部10并打开出口9。然而，在稀释液不经由底部稀释器管道6流到分离锥5的情形下，该方案的紧密度甚至比在没有弹簧的情况下运作的底部稀释器管道6的紧密度好。

在图4a和4b的情形下，出口打开，并在图4c的情形下，出口关闭。

而且，图5a到5c示出以减小方式与根据本发明的第四有利实施例的涡流除渣器中的底部稀释关联使用的底部稀释管道6的结构和操作。图5a示出其盖部为球形、但盖部下表面大致平坦的底部稀释器管道6，其中来自底部稀释器管道6的液体流从底部稀释器管道6沿大致横向被引导。

图5b示出其盖部是球形、但盖部下表面是倾斜的底部稀释器管道6，其中来自底部稀释器管道6的液体流从底部稀释器管道6沿斜向被引导。除了其它因素以外，该液体流的方向能够通过适当地选择下表面的倾斜部的角度（例如通过模拟或通过测试不同的角度）而受到影响。

图5c示出底部稀释器管道6，其部分地类似图5b的底部稀释器管道6，但盖部10设有翼部14或类似物，用于使从底部稀释器管道6排放的液体流更有效地均匀分配并用于确保底部稀释管道6的出口9保持清洁。由于这些翼部，液体流使盖部10产生围绕其轴线的旋转运动，这可进一步加强从底部稀释器管道6排放的液体流的均匀分配性。

在正常使用的情形下，液体一般从底部稀释器管道6出来，亦即，在盖部10与流道的第二端7b之间设有间隙。在发生故障的情形下，底部稀释器管道6关闭；亦即，盖部10与流道的第二端7b之间的间隙关闭。这样保护底部稀释器管道6不被堵塞。

通过以各种方式利用本发明的方案能够调整稀释水经由底部稀释器管道6流到分离锥的速率。一种控制稀释水的体积流的方式是改变底部稀释器管道的流道7的压力P2。例如，能够通过改变在稀释水的入口管中设置的阀的节流活门来调整压力P2。当压力P2增大时，经由出口9或底部稀释器管道的开口的体积流增大，当压力P2减小时，该体积流相应减小。当压力P2改变时，底部稀释器管道的出口9的体积流改变，即使底部稀释器管道的出口9的横截面保持恒定。相应地，出口9也被作用在分离锥10上的压力P1阻止打开，其中如果作用在分离锥10上的压力P1在涡流除渣器的操作期间改变，底部稀释器管道的出口9的打开一方面可取决于压力比P2/P1。

另一方面，底部稀释器管道的出口9的横截面能够设置成被压力P2平滑地改变。例如当底部稀释器管道设有如图4a到4c所示的弹簧13时，这种配置是可以的，其中弹簧13阻止底部稀释器管道的盖部10的移动，亦即，阻止出口9的横截面在压力P2的作用下被打开。出口的横截面打开得越大，所设置的压力P2越高。自然地，出口9的打开也被作用在分离锥10上的压力P1阻止，其中如果作用在分离锥10上的压力P1也能改变，则底部稀释器管道的出口9的打开一方面取决于压力比P2/P1。

一种在运作期间控制底部稀释器的出口9的横截面的方式是，以密封方式通过底部稀释器管道的壁为底部稀释器管道6设置臂，用于改变限制器装置11的位置。当限制器装置11包括用于调整底部稀释器管道的出口的位置的螺杆和螺母时，限制器装置11的位置能够被臂（例如通过旋转）改变。

通过增大稀释水向分离锥的流动，可以按这样的方式增强冲掉废料物质，该方式极大地避免了合格的纸浆进入废料。合格的材料因此从废弃材料中冲掉，并与经由纸浆出口4的来自涡流除渣器1的良浆流一起排放。按相应的方式，必然会增大所供应的纸浆中的待废弃材料的比例，例如如果检测到可废弃的材料流入良浆（即，流向纸浆出口4）的流动。因此，通过减少稀释水的量能够避免可废弃的材料向纸浆出口4的流动，其中被涡流除渣器处理的更大比例的材料经由废料出口从涡流除渣器1（即，杂质出口3）去除，其中能够从待处理的纸浆中分离出更大部分的废弃材料。

稀释水的量的控制也能设置成在废料流的体积流的基础上改变。随着废料流的体积流减小，可以将稀释水的体积流设置为增大，其中来自废料出口3的体积流增大。按相应方式，随着废料流的体积流增大，可以将稀释水的体积流设置为减小，其中来自废料出口3的体积流减小。废料流的体积流的减小可能是堵塞涡流除渣器1的先期信号，这能够通过增大稀释水的体积流来防止。

将底部稀释器管道6设置成以这样的方式操作是有利的，该方式为在涡流除渣器启动期间或在关闭涡流除渣器1时关闭该底部稀释器管道6的出口9。这样，可以防止可能堵塞出口9的纸浆进入涡流除渣器1的底部稀释器管道的出口9，并防止其操作，使得当涡流除渣器1再次使用时，底部稀释器管道6被清洁并发挥作用。

有利地，在使用涡流除渣器1期间，底部稀释器管道的出口9被正常打开。然而，由于本发明，如果需要的话，可以关闭底部稀释器管道的出口9，或者调整底部稀释器管道的出口9的横截面，这使得经由出口9能够以多种方式控制稀释水的流动。

经由底部稀释器管道的出口9的流动也能被设置成指向涡流除渣器的入口2，亦即，沿图中所示的方向的反方向，或沿斜向向上，乃至朝向纸浆出口2，亦即沿图中直接向上的方向。通过将底部稀释液管道的出口9的流道设计成沿斜向向上开口，能够按所述方式将稀释水经由底部稀释器管道的出口9的流动方向设置成向上或沿斜向向上。

在图中示出，底部稀释器管道的出口9处于指向底部稀释器管道的侧面的圆周表面上。然而，底部稀释器管道的出口9也能以较小直径设置在底部稀释器的盖部10中，其中稀释水经由底部稀释器的出口9的流动能够被更容易地指向涡流除渣器的纸浆入口2和纸浆出口4。应用本发明的又一方案是底部稀释器的盖部10设有图中所示类型的至少两个出口9，其中出口9以至少两个半径开口，或者在底部稀释器的盖部10的两个不同的点开口。借助相同支撑轴上支撑的套筒部和支撑盖部10的支撑臂，例如通过设置属于该配置的盖部10的支撑能够实施这种配置。

底部稀释器的一个或多个出口9通过适当地改变压力比P2/P1而打开和关闭，或者底部稀释器的一个或多个出口9设置成在压力比P2/P1被适当改变时打开。

在本发明的有利实施例中，底部稀释器管道6包括用于控制稀释水在流道7中的体积流的装置。这些装置能够设置成控制例如稀释水的供应压力、出口9的横截面、出口9的最大打开度和/或可能关联盖部10设置的弹簧13的弹簧力。

本发明不限于上述实施例，而是能够在随附权利要求书的范围内更改。

Claims (21)

1.一种涡流除渣器中的底部稀释器管道（6），包括至少以下部件：

-流道（7），

-稀释水入口（8），用于将稀释水供应到所述流道（7），以及

-出口（9），用于将稀释水从所述底部稀释器管道（6）排放到所述涡流除渣器（1）中，

其特征在于，所述底部稀释器管道（6）还包括用于控制稀释水的流动的盖部（10），所述盖部被设置成在第一位置与第二位置之间可移动，在所述第一位置，所述出口（9）被关闭，在所述第二位置，所述出口（9）被打开，其中所述出口（9）的打开被设置成根据稀释水的入口压力（P2）与作用在用于控制稀释水在所述涡流除渣器中的流动的所述盖部（10）上的压力（P1）之比而进行。

2.根据权利要求1所述的底部稀释器管道（6），其特征在于，所述出口（9）的打开被设置成当稀释水的所述入口压力（P2）超过预定的第一极限值时进行。

3.根据权利要求1所述的底部稀释器管道（6），其特征在于，所述底部稀释器管道（6）包括用于控制稀释水在所述流道（7）中的体积流的装置。

4.根据权利要求2所述的底部稀释器管道（6），其特征在于，所述底部稀释器管道（6）包括用于控制稀释水在所述流道（7）中的体积流的装置。

5.根据权利要求3或4所述的底部稀释器管道（6），其特征在于，用于控制稀释水在所述流道（7）中的体积流的所述装置被设置成控制稀释水的所述入口压力。

6.根据权利要求3或4所述的底部稀释器管道（6），其特征在于，用于控制稀释水在所述流道（7）中的体积流的所述装置被设置成控制所述出口（9）的横截面积。

7.根据权利要求3或4所述的底部稀释器管道（6），其特征在于，用于控制稀释水在所述流道（7）中的体积流的所述装置被设置成控制所述出口（9）的最大开口度。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的底部稀释器管道（6），其特征在于，所述底部稀释器管道（6）还包括弹簧（13），所述弹簧被设置成与所述盖部（10）关联，用于提供作用在所述盖部（10）上的作用力。

9.根据权利要求8所述的底部稀释器管道（6），其特征在于，所述底部稀释器管道（6）包括用于控制所述弹簧（13）的弹性力的装置。

10.根据权利要求1至4中任一项所述的底部稀释器管道（6），其特征在于，所述盖部（10）的底表面是大致平坦的，其中来自所述出口（9）的液体流被设置成大致垂直定向地离开所述底部稀释器管道（6）。

11.根据权利要求1至4中任一项所述的底部稀释器管道（6），其特征在于，所述盖部（10）的底表面是倾斜的，其中来自所述出口（9）的液体流被设置成大致倾斜定向地离开所述底部稀释器管道（6）。

12.根据权利要求1至4中任一项所述的底部稀释器管道（6），其特征在于，所述盖部（10）的底表面设有翼部，其中所述流道（7）中的液体流被设置成使所述盖部（10）产生旋转运动，以增强从所述底部稀释器管道（6）排放的液体流的均匀分配性。

13.一种涡流除渣器，包括：

-纸浆入口（2），用于将纸浆供应到所述涡流除渣器（1）中，

-分离锥（5），用于从纸浆中分离杂质，

-杂质出口（3），

-纸浆出口（4），以及

-底部稀释器管道（6），所述底部稀释器管道包括至少以下部件：

-流道（7），

-稀释水入口（8），用于将稀释水供应到所述流道（7），以及

-出口（9），用于将稀释水从所述底部稀释管道（6）排放到所述涡流除渣器（1）中，

其特征在于，所述底部稀释器管道（6）还包括用于控制稀释水的流动的盖部（10），所述盖部被设置成在第一位置与第二位置之间可移动，在所述第一位置，所述出口（9）被关闭，在所述第二位置，所述出口（9）被打开，其中所述出口（9）的打开被设置成根据稀释水的入口压力（P2）与作用在用于控制稀释水在所述涡流除渣器中的流动的所述盖部（10）上的压力（P1）之比而进行。

14.一种将稀释水经由底部稀释器（6）供应到涡流除渣器（1）的方法，在所述方法中：

-稀释水被供应到所述底部稀释器管道（6），以及

-供应到所述底部稀释器管道（6）的稀释水经由所述底部稀释器管道（6）的出口（9）被引导至所述涡流除渣器（1），

其特征在于，经由所述出口（9）引导的稀释水的流动由具有至少第一位置和第二位置的盖部（10）控制，在所述第一位置，所述出口（9）被关闭，在所述第二位置，所述出口（9）被打开，其中所述出口（9）的打开被设置成根据稀释水的入口压力与作用在用于控制稀释水在所述涡流除渣器中的流动的所述盖部上的压力之比而进行。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，稀释水在所述底部稀释器管道的流道（7）中的体积流通过控制稀释水的所述入口压力来控制。

16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，稀释水在所述底部稀释器管道的流道（7）中的体积流通过控制所述出口（9）的横截面积来控制。

17.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，稀释水在所述底部稀释器管道的流道（7）中的体积流通过控制所述出口（9）的最大开口度来控制。

18.根据权利要求14至17中任一项所述的方法，其特征在于，打开所述出口（9）所需的压力借助连接到所述盖部（10）的弹簧（13）来控制。

19.根据权利要求14至17中任一项所述的方法，其特征在于，来自所述出口（9）的液体流大致垂直定向地离开所述底部稀释器管道（6）。

20.根据权利要求14至17中任一项所述的方法，其特征在于，来自所述出口（9）的液体流倾斜定向地离开所述底部稀释器管道（6）。

21.根据权利要求14至17中任一项所述的方法，其特征在于，供应到所述底部稀释器管道（6）的稀释水用来产生所述盖部（10）的旋转运动，以增强从所述底部稀释器管道（6）排放的液体流的均匀分配性。