CN111051610A - 分离装置 - Google Patents

Abstract

一种分离装置，所述分离装置具有包括进料导管(1)和废料导管(2)的外壳(10)，转子单元(13)在所述外壳(10)的所述进料导管和废料导管(1、2)与接受导管(3)之间，所述转子单元具有横向于所述分离装置的通流方向的轴(4)，所述轴使被附接至所述轴(4)的圆盘(5)旋转，所述圆盘的外表面和/或侧表面呈锯齿状，即它们具有突起(6)和/或槽口，并且/或者这些表面相当粗糙，并且被附接至所述外壳(10)的至少两个筛网(7、8)的筛齿(9)在所述圆盘(5)之间延伸，所述第一筛网(7)处在所述废料导管(2)和所述接受导管(3)之间，并且所述第二筛网(8)处在所述进料导管(1)和所述接受导管(3)之间。

Description

分离装置

技术领域

本发明涉及一种用于从含有悬浮物(诸如纤维素悬浮物)的液体和固体中分离出过大碎块的分离装置。更确切地是，本发明涉及一种根据权利要求1所述的分离装置。

背景技术

纤维素和造纸行业的设备和工艺通常会承受一定量的不同杂质，诸如沙子，但进料可能包含较大的碎块，诸如石头，螺栓等金属碎块。纤维碎块通常能够在后续的工艺阶段中使用和去纤维化，只要它们不妨碍设备的运转即可。目标是使进料纸浆保持高浓度，由于进料纸浆含有碎块，所以在较低浓度下，碎块将会留在水池和容器的底部上。通常，确定工艺设备的最大粒径，设备可以承受这种粒径，而不会损坏或不会降低质量。分离装置的目的是从进料流中分离出这些较粗大的碎块或使它们破碎。分离装置也能够用于分离浆料或其它液体和固体。

在美国专利4737274中公开了一种现有技术解决方案的示例，其中分离装置包括腔室，分离单元的轴在该腔室中具有带齿的转子，该带齿的转子将未通过筛网开口的碎块朝向废料出口推开。在对应的解决方案中，筛网也可以是例如多孔板。通常，在这些解决方案中，旋转速度如此之高，以至于它使纸浆流体化，并且因此这些解决方案的能耗很高。

发明内容

新分离装置具有相当低的功率需求和流动阻力，并且避免了易于磨损和断裂的结构。分离装置的特征还在于：接受某种种类的三维碎块，并且使碎块降解，以使其可接受。更确切地是，在权利要求1中限定了根据本发明的分离装置。从属权利要求限定了本发明的优选实施例。

与常规解决方案不同，分离装置的转子单元具有横向于分离装置的通流方向的轴，该轴使附接到该轴的圆盘旋转，该圆盘是实心的或在其中心上开口，并且在其外表面和/或侧表面上具有使所述表面呈锯齿状的槽口或突起。锯齿状表面也被理解为相对粗糙的表面，诸如滚花、波纹或粗糙化，这在圆盘的侧表面上是特别有利的。被附接到外壳的至少两个筛网的筛齿在圆盘之间延伸，其中的第一筛网在废料导管和接受导管之间，并且第二筛网在进料导管和接受导管之间。

有利地是，圆盘的侧表面与第一筛网的筛齿、第一筛网的筛齿的齿尖以及轴的圆盘的支撑构件之间的侧向距离，或者圆盘之间的支撑套管之间的距离，以及筛网的基部与圆盘或大致圆形外表面的突起的尖端之间的距离，即分离狭槽的宽度基本上是相等的。因而，这些分离狭槽的宽度应在20％以内。对于不同的筛网，这些分离狭槽可能彼此不同。狭槽的这些宽度决定了从纸浆流分离出来的碎块的大小。应注意的是，所接受的碎块的大小通常不是受其最大尺寸限制而是受其最小尺寸限制。因而，例如长度有限的细树枝或平坦的板条可能有意地穿过分离单元。例如，加压纸浆清洗机接受这些碎块，并且它们会分解成纤维，或者将在之后的阶段中被去除。现有技术的装置不擅长这种分离。

在圆盘的外表面和/或侧面上，由槽口和/或突起形成的锯齿状表面在筛网上将过大碎块转移、撕裂、压碎和/或磨碎。然后，堵塞在筛网和圆盘之间的碎块会被磨损或分裂成可接受的尺寸，从而使得它们不会造成阻塞。槽口的边缘能够以与突起和隆起相同的方式抓住并影响碎块。如果侧表面是光滑的，则粘附在它们和筛网之间的碎块会移动到外圆周，由此圆盘的锯齿状外表面将这些碎块转移、撕裂、压碎和/或磨碎，并且不会发生阻塞。圆盘的侧面可以是圆锥形的，由此它们不必需具有圆柱形的锯齿状外表面，并且然后，仅侧表面是锯齿状的。然后，筛网的筛齿也对应地朝向顶点成锥形，以便保持分离狭槽的宽度基本上相等。

如果第一筛网的流动方向与轴的更有利的旋转方向相同，则第一筛网将执行大部分分离。圆盘还可以在第一筛网上进行过大碎块的大部分转移、撕裂、压碎和/或磨碎。第二筛网的附加功能是防止所接受的碎块回流。最有利地是，第一筛网在圆盘下方，而第二筛网在圆盘上方，以确保重力分离。圆盘的旋转速度、圆盘的外表面和侧表面的流动阻力以及压力差确定了相对于轴的更有利旋转方向穿过第二筛网的体积流量。即使是由第一筛网中的可抛弃的碎块所引起的部分堵塞也会导致通过第二筛网的轴上方的流量增加。为了优化分离，至少一个筛网的尺寸能够与其它筛网不同。例如，第一筛网的分离狭槽的宽度，或者换句话说，筛网的筛齿和圆盘之间的距离能够与第二筛网的大小不同。

有利地是，圆盘的外表面或圆盘的突起的前边缘与筛网的前表面之间的角度为正的，并且最优选超过10度，由此，突起将被筛网拦截的碎块推向其外圆周并朝向废料导管推动。其中筛网之间的角度较大的平缓上升的前表面也会降低圆盘在圆盘周围引起旋流和流体化流的趋势。通过使至少一些突起的前表面成型为凸形并且/或者使后表面成型为锥形，能够进一步降低流动阻力，并且因而能够进一步降低能耗。有利地是，筛网的至少其中的一些筛齿被倒角，使得在厚度方向上，在其顶点处比在其基部处薄，由此使通过筛网的流动阻力最小化，但是结构仍保持坚固。特别是，第一筛网的前表面能够为凸形的。筛网的前表面是指面对圆盘的旋转方向的表面。还更有利地是，第一筛网的尾缘是成锥形的，即，筛网的筛齿的形状能够对应于前面提到的圆盘的突起的形状。第二筛网的前表面和尾缘有利地是以相反方式成形的，因为纸浆的流动方向朝向另一方向。降低流动阻力平衡了第一筛网和第二筛网之间的流量。也降低了被纤维和第二筛网后面的通过的碎块阻塞堆积的风险。然后，能够将筛网放置在更靠近进料导管的位置。当圆盘的外表面是大致圆形的，即没有突起或具有较低的突起时，筛网的前表面和圆盘的外表面之间的角度有利地是超过80度。然后，将过大碎块向外引导，并且不会卡在圆盘和筛网之间。

有利地是，第二筛网在接受导管下游的轴的旋转方向上位于接受导管的旁边。然后，圆盘的旋转不会引起显著的回流，而是筛网会将纸浆引导到接受导管中。另一方面，将第二筛网定位在进料导管旁边可能是有利的，由此，特别重的金属废料碎块更高效地朝向废料导管落下，而包含纤维的较轻材料则更高效地沿着第一筛网移动，从而被降解，并且没有材料堆积到第二筛网的进料侧。筛网能够在两个所述位置处都布置在进料导管和接受导管之间，由此实现了由于这些位置而造成的所有优点。

有利地是，圆盘通过平行于轴的支撑构件而被附接到旋转轴和/或彼此附接，由此轴不占用转子单元的中心中的整个空间。轴能够比穿过所有的圆盘的圆盘的中心孔薄得多地延伸。轴也能够被分开，使得端部处的分离的轴能够例如仅延伸至最外部的圆盘的中心。然后，穿过分离装置的料流能够具有更大体积，因为料流能够通过中心中的开放空间在支撑构件之间穿过。圆盘还能够具有中心开口，由此料流也能够穿过圆盘的中心。如果在支撑构件内部出现堵塞，则封闭的圆盘防止了堵塞在侧向方向上在相邻的圆盘之间扩散。特别地是，最外部的圆盘优选地是除了轴开口之外都是封闭的，由此力被最高效地传递到使圆盘旋转或支撑圆盘的轴上。支撑构件之间的狭槽的宽度和圆盘之间的距离确定了能够穿过中空的中心空间的颗粒的大小。支撑构件可能导致已经穿过它们的较长的碎块在筛网的筛齿、装置的外壳和导管的开口上切碎成较短的碎块。

有利地是，至少一个筛网(最优选地是第一筛网)通过诸如滑块或铰链的运动构件进行附接。然后，在发生阻塞的情况下，能够在操作者或工艺控制器的引导下将筛网移开，并且能够解除阻塞。然后，旁通分离装置的管道可以投入运行，并且能够将阻塞物从接受通道引入到废料通道中，例如通过将液体馈送到接受通道中而实现。阻塞物也能够被引入到另一废料通道中，该另一废料通道被连接至分离装置下游的接受通道。如果筛网的连接屈服或由于废料碎块所导致的过大的力而被滑块拉入，则能够避免分离装置的破坏。过大的力可能激活(activate)筛网的移动，例如通过弹簧加载的铰链或由传感器测量得到的力实现。

如果圆盘的外表面或侧表面除了突起之外或代替突起而设置有较小的隆起或槽口，则它们能够撕裂、压碎和/或磨碎接近要被接受的碎块。如果在隆起或槽口离轴的中心的距离之间存在差异，则所述效果沿着分离狭槽的长度更广泛地发生。

如果圆盘的至少其中的一些最大的突起在不同位置处沿旋转方向位于轴上，则由于碎块的碰撞和击中而引起的力冲击被更均匀分散，这允许避免例如筛网的不必要的屈服或破坏。

有利地是，基于例如磁、超声波、声发射和/或压力测量的至少一个传感器被附接至废料导管，被附接至被附接到分离装置的旋转进料器，被附接至最优选地是处于筛网附近的外壳，以检测阻塞的发生和/或检测废料导管被填满或检测移除废料的装置被填满。废料材料通常仅临时地进入分离装置，所以通过使用传感器，能够仅在需要时并且例如不以规律间隔执行对废料通道的清空。

附图说明

图1示出了其中第二筛网靠近接受导管的优选实施例，

图2示出了第二筛网的位置的另一优选实施例，

图3示出了筛网的优选实施例，

图4示出了从进料导管方向观察的分离单元的优选实施例，

图5示出了其中圆盘利用平行于轴的支撑构件而彼此附接的优选实施例，

图6示出了转子单元的优选实施例的截面图，其中圆盘利用平行于轴的支撑构件而彼此附接，

图7示出了其中圆盘的突起的前表面为圆化形的并且后表面成锥形的优选实施例，

图8示出了其中筛网被布置成能够移动的优选实施例，并且

图9示出了突起、隆起和槽口的优选实施例。

具体实施方式

图1示出了具有外壳10的分离装置的优选实施例，该外壳包括进料导管1和废料导管2，在这些导管1和2与接受导管3之间布置有转子单元13。转子单元13具有横向于通流方向的轴4，该轴4使被附接到轴4上的圆盘5旋转，并且具有至少两个筛网7和8。轴4有利地是处于水平位置。圆盘5的外表面设置有突起6。在圆盘5之间可以有支撑套管11，该支撑套管11保持圆盘5的距离相等。在这一幅图中标记了更有利的旋转方向。圆盘5的旋转速度有利地是在200rpm-1000rpm之间。有利地是，不同的圆盘5的至少一些突起6在轴4的旋转方向上位于不同的位置处。有利地是，该轴设置有管轴12，圆盘5和可选的支撑套管11作为转子单元13布置到该管轴12上。使圆盘5相同是有利的，但是它们能够具有不同数目的各种突起6。

被附接到外壳的两个筛网7、8的筛齿9在圆盘5之间延伸，在这些筛网中，第一筛网7处于废料导管2和接受导管3之间。第二筛网8处于进料导管1和接受导管3之间。第二筛网8被定位成与接受导管3相邻。废料碎块不能穿过由筛网7、8、圆盘5、突起6和轴4或支撑环11形成的障碍物，但是由于重力和冲击，它们穿过突起6进入到废料导管3中，经由废料导管3，废料碎块例如通过旋转进料器而被移除。

有利地是，一个或更多传感器14被附接至废料导管3、被附接至被连接到分离装置或对应装置的旋转进料器、被附接至筛网或筛网附近，以指示废料通道被阻塞和/或被填满。传感器14被连接至分离装置的控制器或工艺控制器。基于磁性的传感器允许检测铁磁金属碎块。超声波允许检测固体碎块。声发射和/或加速度传感器允许检测由所述装置产生的声音上的偏差，以及流动碎块与装置的结构的碰撞还有装置的振动。压力测量允许检测分离装置中的阻塞。

在纸浆流中密度接近纸浆密度的碎块，并且尤其是纤维碎块，在料流中的漂浮得更好，并且它们能够有利地大部分保持在突起6和第一筛网7之间的狭槽中被撕裂、压碎和/或磨碎。筛网7、8的前表面和突起6的前表面或大致圆形外表面之间的角度α越小，就越可能发生降解。角度α越大，越更好地将废料碎块引出分离单元。角度α在不同筛网7、8中的大小能够不同。同样地是，分离狭槽的尺寸可在不同筛网7、8中优化，从而具有不同尺寸。筛网7、8能够处于与所呈现的附图不同的定向和不同的位置处。

图2示出了如图1那样的对应的分离装置，但是其第二筛网8位于进料导管1附近，由此，它将已分离出来的碎块更好地引入到废料导管2中。这种筛网8也能够与图1的第二筛网8一起作为双重第二筛网8被放置于相同的位置处。

图3示出了筛网7、8的优选实施例。有利地是，在筛网7、8的圆盘5之间延伸的筛齿9的齿尖被制成在厚度方向上比筛网7、8的基部薄。

图4示出了从进料导管1的方向看到的根据图1的解决方案。轴4在使轴旋转的马达的端部处通过轴承被支撑到外壳8。轴4的端部优选地是在筛网7、8的端部之间设置有填充件14，该填充件形成了轴4的端部与筛网7、8之间的分离狭槽。轴4也能够在其一端处通过轴承安装到外壳8。填充件14还能够用作轴4的支承外壳。

图5和图6示出了优选实施例，其中圆盘5利用平行于轴4的支撑构件51、52被附接至轴4并且彼此附接。由于在转子单元13的中心形成有开放空间，因此可接受的纸浆也能够穿过转子单元13的中心部分。平面的支撑构件51传递轴4的旋转力并支撑圆盘5。如果平面的支撑构件51之间的距离太大，则杆状的支撑构件52主要起筛网的作用。支撑构件51、52的相互距离优选地是基本上与结构的其余部分的分离狭槽的大小相等。轴4能够具有与旋转单元13的长度相等的长度，或者能够更短，由此，分离段的中心完全或部分敞开。轴4也能够被分开，使得驱动轴4仅延伸至最外部的圆盘5，并且旋转单元13的另一端被通过轴承安装的支撑轴支撑到外壳10或支撑到填充件14。

允许通流的转子单元13可以被设计成使得圆盘5在其中心处是封闭的或敞开的。如果杆状的支撑构件52延伸穿过圆盘的穿孔或被适当地支撑并固定到圆盘，则不需要平面的支撑构件51。至少最外部的圆盘5必须在其中心开口处被附接到轴4或被附接到另一端的支撑轴上，以便使转子单元13在没有平面的支撑构件51的情况下足够坚固耐用。如果杆状的支撑构件52在其它情况下没有固定至圆盘，则能够在圆盘6之间将支撑套管设置在杆状的支撑构件52上，这些支撑套管确定了圆盘之间的距离。

图7示出了圆盘5的突起6的优选横截面。突起的前表面是凸形的，而尾缘是成锥形的，以降低流动阻力。筛网7、8的筛齿以对应的方式成形。成锥形的尾缘不会在其自身后方强烈地拉入和收集纤维和物块，而纤维和碎块可能会堆积出阻塞物。

图8示出了一些解决方案，其中筛网7、8被布置成能够移动的。移动的可能性允许例如移除阻塞物。第一筛网7是铰接的，由此其能够借助于致动器旋转(最优选是反向的)，由此将废料碎块推入到废料导管2中。如果接头81的轴例如是弹簧加载的，则当筛网7承受过大的力时，筛网7可能会偶尔同向地屈服。被连接到筛网7或其铰链的传感器或开关能够向分离装置的控制器或向工艺控制器或向操作者指示有关重合或过大的力的数据。第二筛网8能够通过滑块82的致动器而被移动到更靠近或更远离圆盘5的位置。其中的一个或多个筛网7、8能够不同地移动并且位于外壳10的各个点处。如果有多于两个的筛网7、8，则在需要时将加倍的筛网7、8中的至少一个筛网移动到一边是特别有利的可能性。

图9在左手侧上示出了圆盘的外表面上的突起6，这些突起具有平缓倾斜的前表面和更尖锐的尾缘。最有利地是，突起6在径向方向上具有10mm-50mm的高度。较小的槽口或隆起90被成形或附接到圆盘5或其突起6。它们的功能是帮助将碎块在筛网7、8上撕碎、压碎和/或磨碎。隆起90能够延伸到突起的侧面。它能够固定在突起6的前表面上。有利地是，所述隆起90或槽口位于离圆盘5的中心的各种不同距离处。

右手侧示出了其中圆盘的外表面和侧表面上的突起在对应的位置处为隆起91和/或槽口的实施例。然后，圆盘5大致为圆形的。当槽口或隆起91具有适当大小时，它们能够几乎起到所呈现的更大的突起6的作用。代替或除了突起6、隆起或槽口6、91之外，圆盘5的外表面和侧表面能够具有滚花、开槽或粗糙化。

尽管未单独提及，但是本专利申请中提出的实施例能够彼此结合使用。

Claims (15)

1.一种分离装置，所述分离装置具有外壳(10)，所述外壳包括进料导管(1)和废料导管(2)，转子单元13在所述外壳(10)的所述进料导管和废料导管(1、2)与接受导管(3)之间，并且至少一个筛网(7、8)被附接至所述外壳(10)，其特征在于，所述转子单元(13)设置有横向于所述分离单元的通流方向的轴(4)，所述轴(4)使被附接至所述轴(4)的圆盘(5)旋转，所述圆盘(5)的外表面和/或侧表面呈锯齿状，即它们具有突起(6)、隆起(90、91)和/或槽口，并且/或者这些表面是相当粗糙的，并且被附接至所述外壳(10)的至少两个筛网(7、8)的筛齿(9)在所述圆盘(5)之间延伸，第一筛网(7)位于所述废料导管(2)和所述接受导管(3)之间，而第二筛网(8)位于所述进料导管(1)和所述接受导管(3)之间。

2.根据权利要求1所述的分离装置，其特征在于，所述圆盘(5)的所述突起(6)的前表面比尾缘更平缓地倾斜。

3.根据权利要求1或2所述的分离装置，其特征在于，所述圆盘(5)通过平行于所述轴(4)的平面的支撑构件(51)和/或杆状的支撑构件(52)而被附接至所述轴(4)和/或彼此附接。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的分离装置，其特征在于，在所述转子单元(13)与至少一个筛网(7、8)之间的分离狭槽的宽度具有基本上相同的大小。

5.根据前述权利要求中任一项所述的分离装置，其特征在于，至少一个筛网(7、8)的所述筛齿(9)之间的距离与某一其它筛网(7、8)的所述筛齿(9)之间的距离大小不同。

6.根据前述权利要求中任一项所述的分离装置，其特征在于，至少一个筛网(7、8)通过诸如铰链(81)或滑块(82)的运动构件进行附接。

7.根据权利要求5所述的分离装置，其特征在于，至少一个筛网(7、8)的附接被布置成在冲击的作用下能够移动，或者布置成指示由废料碎块引起的过大的力。

8.根据前述权利要求中任一项所述的分离装置，其特征在于，所述第二筛网(8)靠近所述接受导管(3)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的分离装置，其特征在于，所述第二筛网(8)靠近所述接受导管(1)。

10.根据前述权利要求中任一项所述的分离装置，其特征在于，至少一些圆盘(5)的至少一些突起(6)的前表面是凸形的，并且/或者所述突起(6)的尾缘是锥形的。

11.根据前述权利要求中任一项所述的分离装置，其特征在于，在从所述轴(4)的中心到所述圆盘(5)的所述外表面或侧表面上的所述隆起(90、91)或槽口之间的距离上存在差异。

12.根据前述权利要求中任一项所述的分离装置，其特征在于，所述筛网(7、8)的至少一些所述筛齿(9)朝向顶点成锥形，并且/或者任何所述筛网(7、8)的所述筛齿(9)的前表面和/或尾缘是凸形的或者成锥形。

13.根据前述权利要求中任一项所述的分离装置，其特征在于，所述转子单元(13)的各个圆盘(5)的至少一些突起(6)在所述轴(4)的旋转方向上处于不同位置处。

14.根据前述权利要求中任一项所述的分离装置，其特征在于，所述第一筛网(7)和/或所述第二筛网(8)加倍，即它们由两个单独的筛网组成。

15.根据前述权利要求中任一项所述的分离装置，其特征在于，基于磁、超声波、加速度、声发射和/或压力测量的至少一个传感器(14)被附接至所述废料导管，被附接至被附接到所述分离装置的旋转进料器，被附接至所述筛网(7、8)并且/或者被附接至尤其是处于所述筛网附近的所述外壳(10)，用于检测阻塞的发生和/或检测所述废料导管或废料移除装置的填满和/或检测存在于料流中的碎块击中所述分离装置的结构，并且用于检测所述装置的振动。

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