FI63528C - Hydrocyklonseparator - Google Patents

Description

Ιμ»Τ·Ι ΓΒΐ /«xKUULUTUSJULKAISU ,ZCOQ

Jsjjbj&A (11) UTLÄGGN INOSSKRIFT 6 i 5 2 8 C Patentti myönnetty 11 07 1983 (45) Patent meddelat ^ (51) Kv.lk?/tncCI.3 B 04 C 5/103 SUOMI—FINLAND <*) PatMittlKakamut — NimiwMailng 7Ö2251 (22) HakamltpUvl—AraMcningadac 11(.07.78 (23) Mlniplivt—GIMgh«tad«| lU.07.78 (41) Tulkit jutklMkai —Uhrit offantMg 19.01.79 yattl· ja raklrtaHhallltu. m*Mk*p*»* f.

Patant· och ragiatarstyralMn ' 7 Ajetun utiifdodmtiJkriftM pUinrad 31.03.83 (32)(33)(31) Pjry4*«jr «uoIImui -l«|W prlork* 18.07.77

Ruotsi-Sverige(SE) 7708270-9 (71) AB Celleco, Fack, 100 52 Stockholm, Ruotsi-Sverige(SE) (72) Rune Helmer Frykhult, Huddinge, Ruotsi-Sverige(SE) (7¾) Berggren Qy Ab -(5¾) Hydrosyklonierotin - Hydrocyklonseparator

Esillä oleva keksintö kohdistuu hydrosyklonierottimeen sekoituksen jakamiseksi kahteen jakeeseen, käsittäen erotuskammion, joka muodostuu toisaalta ympyräsylinterimäisestä osasta , joka on varustettu ainakin yhdellä tangentiaalisella sisäänmenolla sisääntulevaa sekoitusta varten ja keskeisellä ulostulolla toista jaetta varten, sekä toisaalta kartiomaisesta osasta , joka päättyy toisena ulostulona toista jaetta varten, jolloin ainakin yksi ohjauskisko on sovitettu erotuskammion ympyräsylinterimäiseen osaan.

Hydrosyklonierottimia on ryhdytty laajasti käyttämään, erityisesti massa- ja paperiteollisuudessa kuitususpensioden puhdistamiseksi. Epäpuhtaudet muodostuvat pääasiallisesti hiekasta, kuoriosista ja epätäydellisesti liuenneista kuiduista, ns. päistäreistä. Pyritään hydrosyklonierottimessa erottamaan mahdollisimman tehokkaasti kuidut ja epäpuhtaudet toisistaan, mikä tarkoittaa sitä, että hydrosyklonierottimeen syötetyistä kuiduista mahdollisimman suuren osan tulisi poistua tästä ns. akseptivirtauksena keskeisen ensimmäisen ulostulon kautta, ja että epäpuhtauksista mahdollisimman suuren osan tulisi poistua ns. rejektivirtauksena toisen ulostulon kautta. Puhdistus- teho prosenteissa ilmaistuna määritellään tällöin seuraavasti: 63528 _ epäpuhtauksien kokonaismäärä - epäpuhtauksien määrä akseptissa ..

epäpuhtauksien kokonaismäärä

On osoittautunut, että massasuspensioiden päistäresisältö merkitsee erityisen suuria vaikeuksia kun pyritään saavuttamaan korkea puhdis-tusteho. Tämä on johtanut siihen, että on ollut pakko antaa suhteellisen suuren kuituosuuden poistua rejektivirran kanssa, jotta aksep-tivirran päistärepitoisuus olisi riittävän alhainen. Tästä huolimatta on osoittautunut vaikeaksi tai mahdottomaksi saavuttaa haluttu puh-distusteho.

Hydrosyklonitekniikassa on sen vuoksi kauan yritetty rakentaa hydro-sykloneja niin, että puhdistustehokkuus olisi parempi. Tällöin on mm. kokeiltu erilaisia erotuskammioon sovitettuja ohjauskiskoja.

Tähän saakka on kuitenkin osoittautunut, että näillä ohjauskiskoilla on rajoitettu vaikutus, tai ne ovat jopa osoittautuneet omaavansa haitallisen vaikutuksen. Näin on esimerkiksi asianlaita kun kyseessä on kuitumassaan sisältyvät päistäreet ja ohjauskiskot ovat siten järjestetyt erotuskammion ympyräsylinterimäiseen osaan, että ne antavat tangentiaalisesti sisääntulevalle virtaukselle ainoastaan aksiaalisen, erotuskammion kartiomaista osaa kohti suunnatun liikekomponen-tin.

Esillä olevan keksinnön mukaisesti ratkaistaan korkeamman puhdistus-vaikutuksen saavuttamiseen liittyvä ongelma, erityisesti kuitumassan päistäreitä ajatellen johdannossa mainittua tyyppiä olevassa hydro-syklonierottimessa siten, ja on keksinnölle tunnusomaista, että oh-jauskisko on sovitettu lähtemään erotuskammion seinämästä ulottuen kehäsuunnassa tätä pitkin ainakin sisäänmenon suuaukkoon saakka erotus kammiossa, jolloin ohjauskisko on sinänsä tunnetulla tavalla olennaisesti taivutettu vain yhteen suuntaan ja sovitettu kaltevaksi siten, että sisäänmenon kautta sisääntulevalle sekoituksen virralle aiheutetaan toisaalta säteettäisesti sisäänpäin suunnattu ja toisaalta aksiaalisesti kohti erotuskammion kartiomaista osaa suunnattu liikekomponentti.

Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaan on ohjauskiskolla aksiaalisuunnassa sisäänmenon suuaukon kohdalla ainakin yhtä suuri ulottuvuus kuin mainitulla suuaukolla.

3 63528

Voidaan myöskin ajatella suoritusmuotoja, joissa ohjauskiko myös ulottuu alas erotuskammion kartiomaiseen osaan. Tämä pätee erityisesti silloin, kun erotuskammion ympyräsylinterimäinen osa on suhteellisen lyhyt.

Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin viitaten oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää pystysuoraa leikkausta keksinnön mukaisesta hydro-sykloniertottimesta; kuvio 2 on vaakasuora leikkaus kuvion 1 viivaa II-II pitkin; ja kuviot 3-6 esittävät leikkauksia kuvion 2 viivoja III-III, IV-IV, V-V ja VI-VI pitkin.

Kuviossa 1 esitetty hydrosyklonierotin käsittää erotuskammion, jossa on ympyräsylinterimäinen osa 1 ja kartiomainen osa 2, tangentiaalinen sisäänmeno 3, keskeinen ulostulo 4 ja kartiomaisen osan kärjessä oleva ulostulo 5. Kuviossa 2 on numerolla 6 merkitty erotuskammion ympyräsylinterimäisen osan seinämää,3' on toinen tangentiaalisesti järjestetty sisäänmeno suuaukkoineen 8, ja 7 sekä 7' ovat kaksi oh-jauskiskoa. Kuviossa 3 esitetään erotuskammion osaa, jossa ei ole ohjauskiskoa. Kuviot 4-6 esittävät ohjauskiskon 7 osia 7a, 7b ja 7c, sisäänmenon 3 suuaukon ollessa merkitty numerolla 8.

Sisäänmenon 3 suuaukkoa 8 on tässä esitetty poikkileikkaukseltaan soikeana. Sillä voi kuitenkin olla mielivaltainen poikkileikkaus, esimerkiksi trapetsin muotoinen, mikä tuo mukaansa etuja ajatellen kavitaation ja laskeutumien estämistä.

Ilmenee, että ohjauskiskon 7 voidaan ajatella muodostuvan tasomaisesta pinnasta, joka on taivutettu yhteen suuntaan ja sovitettu lähtemään erotuskammion seinämästä 6 vinosti sisäänpäin kohti hydrosykloni-erottimen symmetria-akselia. Ohjauskisko 7 ulottuu esitetyssä suoritusmuodossa kehäsuunnassa siihen kohtaan asti, jossa sisäänmeno 3 avautuu erotuskammioon.

Keksintöä voidaan soveltaa hydrosyklonierottimissa, joissa on mielivaltainen lukumäärä tangentiaalisia sisäänmenoja, mutta tavallisesti on edullista käyttää korkeintaan neljää sisäänmenoa.

Esimerkkinä siitä puhdistustehon parannuksesta, joka voidaan saavuttaa 4 kuitumassaa puhdistettaessa päistäreistä keksinnön mukaisesti ohjaus-kiskoilla varustetuissa hydrosyklonierottimissa mainittakoon seuraa-vaa:

Suoritettiin kokeita puhdistettaessa 0,6 paino-%:Sta kuitumassasus-pensiota, jonka päistäresisältö oli 2 % laskettuna kuitujen painosta. Kokeissa käytettiin sovinnaista tyyppiä olevia hydrosyklonierottimia sekä keksinnön mukaisia ohjauskiskoilla varustettuja. Kapasiteetti, toisin sanoen hydrosyklonierottimeen aikayksikköä kohti syötetty massasuspension tilavuus oli sama kaikissa kokeissa, joissa hydro-syklonierottimen painohäviö oli sama. Puhdistusteho päistäreiden suhteen, 7\ , mitattiin.

p = 10 m vp p = 15 m vp p = 20 m vp

Sovinnainen hydrosykloni- η = 61 % ^ = 72 % 77 = 80 %

Keksinnön mukainen hydro- 7)-72% ^ ^ _ Rr a syklonierotin η - Ί2 % 7? " 80 % ^ - 85 %

Ilmenee, että puhdistusteho paranee 5-11 absoluuttista prosenttiyksikköä. Epäsuorasti ilmenee myöskin se, että puhdistustehoa säilyttäen voidaan pienentää painehäviötä, joka merkitsee sitä, että pumpun teho pienenee. Tämä on myöskin tärkeä etu ajatellen jatkuvasti kohoavia energian kustannuksia.

Claims (4)

1. 5 Patenttivaatimukset 6 3 5 2 8
2. 1. Hydrosyklonierotin kiinteästä aineesta muodostuvien sekoituksien jakamiseksi kahteen jakeeseen, käsittäen erotuskairanion, joka muodostuu toisaalta ympyräsylinterimäisestä osasta (1), joka on varustettu ainakin yhdellä tangentiaalisella sisäänmenolla (3) sisääntulevaa sekoitusta varten ja keskeisellä ulostulolla (4) toista jaetta varten, sekä toisaalta kartiomaisesta osasta (2), joka päättyy toisena ulostulona (5) toista jaetta varten, jolloin ainakin yksi ohjauskisko (7) on sovitettu erotuskammion ympyrä-sylinterimäiseen osaan (1) , tunnettu siitä, että ohjaus-kisko (7) on sovitettu lähtemään erotuskammion seinämästä (6) ulottuen kehäsuunnassa tätä pitkin ainakin sisäänmenon (3) suu-aukkoon (8) saakka erotuskammiossa, jolloin ohjauskisko (7) on sinänsä tunnetulla tavalla olennaisesti taivutettu vain yhteen suuntaan ja sovitettu kaltevaksi siten, että sisäänmenon (3) kautta sisääntulevalle sekoituksen virralle aiheutetaan toisaalta säteettäisesti sisäänpäin suunnattu ja toisaalta aksiaalises-ti kohti erotuskammion kartiomaista osaa (2) suunnattu liikekom-ponentti.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen hydrosyklonierotin, tunnettu siitä, että ohjauskiskolla (7) on aksiaalisuunnassa sisäänmenon suuaukon (8) kohdalla ainakin yhtä suuri ulottuvuus kuin mainitulla suuaukolla (8).
4. 1. Hydrocyklonseparator för uppdelning av blandningar av fast stoff i tvä fraktioner, med en separeringskammre bestäende dels av en cirkulärcylindrisk del (1) försedd med minst ett tangen-tiellt inlopp (3) för den inkommande blandningen och ett centralt anordnat första utlopp (4), för den ena fraktionen, och dels av en konisk del (2), mynnande som ett andra utlopp (5), för den andra fraktionen, varvid minst en ledskena (7) är anordnad i separeringskammarens cirkulärcylindriska del (1), k ä n n e -tecknad av att ledskenan (7) är anordnad utgäende frän separeringskammarens vägg (6), sträckande sig i periferiell led längs denna ätminstone fram tili inloppets (3) mynning (8) i separeringskammaren, varvid ledskenan (7) pä i och för sig känt sätt är väsentligen enkelkrökt och sä anordnad lutande, att den genom inloppet (3) inträdande blandningsströmmen bibringas