FR2584949A1 - HYDROCYCLONE, IN PARTICULAR FOR PURIFYING PAPER SUSPENSIONS - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN HYDROCYCLONE POUR LA SEPARATION LIQUIDESOLIDE. DANS L'HYDROCYCLONE DE L'INVENTION, LES VOIES D'ECOULEMENT POUR TROIS FRACTIONS SE SITUENT PRES DE L'EXTREMITE DE SORTIE DANS LA PARTIE LA PLUS ETROITE DU CONE DE L'HYDROCYCLONE QUI EST CONSTRUIT COMME UN BATI EN FORME DE CONE TRONQUE SAUF DANS LA ZONE D'ENTREE. DANS LA ZONE DE LA PARTIE DU CONE TRONQUE SE TROUVENT DES CHAMBRES D'ECOULEMENT, ET UN TUYAU CENTRAL 1 D'ECOULEMENT POUR LES DECHETS LEGERS PASSANT A TRAVERS CES CHAMBRES. UN TUYAU D'ECOULEMENT 2 A L'EXTERIEUR, COAXIAL PAR RAPPORT A CE PREMIER TUYAU D'ECOULEMENT TRAVERSE LA PREMIERE CHAMBRE D'ECOULEMENT ET PENETRE DANS LA DEUXIEME CHAMBRE 4 DANS LAQUELLE UNE FRACTION MOYENNE EST RECUPEREE. LA FRACTION LOURDE EST RECUPEREE DANS LA PREMIERE CHAMBRE 3. LE TUYAU D'ECOULEMENT CONCENTRIQUE 2 EXTERIEUR S'ETEND POUR UNE PETITE PARTIE DANS LA CHAMBRE EN FORME DE CONE TRONQUE DU DEPASTILLEUR, MAIS NORMALEMENT BEAUCOUP MOINS QUE POUR LE TUYAU CENTRAL 1. APPLICATION A LA SEPARATION DE MATIERES FIBREUSES DE PAPETERIE NOTAMMENT.THE INVENTION RELATES TO A HYDROCYCLONE FOR SOLID LIQUID SEPARATION. IN THE HYDROCYCLONE OF THE INVENTION, THE FLOWWAYS FOR THREE FRACTIONS ARE LOCATED NEAR THE EXIT END IN THE NARROW PART OF THE HYDROCYCLONE CONE WHICH IS CONSTRUCTED AS A TRUNK CONE-SHAPED BUILDING EXCEPT IN THE ENTRANCE ZONE. IN THE AREA OF THE PART OF THE TRUNCATED CONE ARE FLOW CHAMBERS, AND A CENTRAL 1 FLOW PIPE FOR LIGHT WASTE PASSING THROUGH THESE CHAMBERS. A FLOW PIPE 2 ON THE EXTERIOR, COAXIAL WITH THIS FIRST FLOW PIPE CROSSES THE FIRST FLOW CHAMBER AND ENTERS THE SECOND CHAMBER 4 IN WHICH AN AVERAGE FRACTION IS RECOVERED. THE HEAVY FRACTION IS RECOVERED IN THE FIRST CHAMBER 3. THE OUTSIDE 2 CONCENTRIC FLOW PIPE EXTENDS A SMALL PART INTO THE CONE-SHAPED CHAMBER OF THE DEPASTILER, BUT NORMALLY MUCH LESS THAN FOR THE CENTRAL APPLICATION 1. THE SEPARATION OF FIBROUS STATIONERY MATERIALS IN PARTICULAR.
Description
L'invention a pour objet un hy-The subject of the invention is a
drocyclone destiné notamment à l'épuration fine avec un flux à sens unique plus épais à l'entrée et plus fluide à la sortie, l'hydrocyclone se rétrécissant de toute façon en forme de cône tronqué normalement dans la partie avoisinant l'extrémité de sortie, et un tuyau d'écoulement prévu pour la fraction enrichie d'impuretés légères pénétrant au centre a drocyclone intended in particular for fine purification with a thicker one-way flow at the inlet and more fluid at the outlet, the hydrocyclone narrowing anyway in the form of a truncated cone normally in the region near the exit end , and a flow pipe provided for the fraction enriched with light impurities penetrating the center
de l'ouverture d'écoulement de la partie en forme de cône. of the flow opening of the cone-shaped portion.
Un hydrocyclone du type précitéA hydrocyclone of the aforementioned type
a été décrit dans la demande de brevet européen 0058484. has been described in European Patent Application 0058484.
Selon ce brevet, il s'agit d'un hydrocyclone avec un courant nonrétrograde (à sens unique). Avec un tel dispositif on trouve dans un exemple de réalisation (fig.3) la possibilité de l'écoulement de trois fractions séparées. Dans ce cas on a prévu deux chambres d'écoulement, disposées l'une derrière l'autre, dont une pour la fraction lourde et une pour une According to this patent, it is a hydrocyclone with a nonretrogressive (one-way) stream. With such a device is found in an exemplary embodiment (fig.3) the possibility of the flow of three separate fractions. In this case, two flow chambers are provided, one behind the other, one for the heavy fraction and one for a
fraction moyenne, qui sont reliées avec un tuyau d'écoule- medium fraction, which are connected with a
ment central pour les déchets légers allant dans la partie en forme de cône de l'hydrocyclone. Dans ce cas, la fraction moyenne est séparée de telle façon qu'à partir de la chambre la plus éloignée prévue pour cette fraction, un prolongement du cône tronqué s'enfonce dans la chambre pour la fraction lourde et forme une chambre d'écoulement en forme d'anneau en face du tuyau d'écoulement. On n'a pourtant pas encore réussi à rendre cet hydrocyclone constructible; cela veut center for light waste going into the cone-shaped part of the hydrocyclone. In this case, the average fraction is separated so that from the furthest chamber provided for this fraction, an extension of the truncated cone sinks into the chamber for the heavy fraction and forms a flow chamber. Ring shape in front of the drain pipe. However, we have not yet managed to make this hydrocyclone constructible; this wants
dire qu'il fonctionne extrêmement mal. to say that it works extremely badly.
En outre un hydrocyclone a été divulgué par la publication DE-OS-I 461 195, lequel sert à nettoyer les suspensions de cellulose. Dans ce cas, on veut de préférence obtenir une extraction d'une part des picots de la cellulose et d'autre part des impuretés en boules ou en petites billes. Avec un tel dispositif on ne s'est pas aperçu qu'à l'aide d'un certain dimensionnement des tuyaux coaxiaux ainsi que d'un choix des distances relatives de l'un par rapport à l'autre, on peut obtenir la séparation complète des impuretés légères d'une part et des impuretés lourdes (en forme de petites billes ou de boules) d'autre part, afin que la masse principale des fibres se trouve dans le tuyau d'écoulement au centre. C'est pour cette raison qu'on ne prévoit pas ce cyclone pour le nettoyage de vieux papiers, qui, comme c'est bien connu, contiennent une grande partie d'impuretés dites légères. In addition, a hydrocyclone has been disclosed by DE-OS No. 461,195, which serves to clean the cellulose suspensions. In this case, it is preferable to obtain an extraction on the one hand of the nibs of the cellulose and on the other hand impurities in balls or in small balls. With such a device it has not been realized that by means of a certain size of the coaxial pipes as well as a choice of the relative distances from one with respect to the other, the separation can be obtained. complete with light impurities on the one hand and heavy impurities (in the form of small balls or balls) on the other hand, so that the main mass of the fibers is in the drain pipe in the center. It is for this reason that this cyclone is not provided for the cleaning of old papers, which, as is well known, contain a large part of so-called light impurities.
L'objet de l'invention par con-The object of the invention
tre est de mettre à disposition un hydrocyclone avec lequel to make available a hydrocyclone with which
une séparation sans défaut des trois fractions soit possi- a perfect separation of the three fractions is possible
ble, afin d'obtenir une fraction lourde définie sans impure- ble, in order to obtain a defined heavy fraction without impure-
tés légères, et une fraction légère enrichie de façon importante d'impuretés légères, aussi en forme de minces copeaux. Ce problème est résolu avec un hydrocyclone du type précité caractérisé en outre et d'une manière générale en ce qu'il comporte un deuxième tuyau d'écoulement vers l'extérieur pour une fraction moyenne, ledit deuxième tuyau se situant coaxialement par rapport au premier tuyau d'écoulement et pénétrant dans la partie en forme de cône au maximum aussi loin que le premier tuyau d'écoulement. De préférence le tuyau coaxial occupe au moins % et au plus 85 % du diamètre de l'ouverture de sortie du light, and a lightly enriched fraction of light impurities, also in the form of thin chips. This problem is solved with a hydrocyclone of the aforementioned type characterized in addition and generally in that it comprises a second outward flow pipe for a medium fraction, said second pipe lying coaxially with respect to the first flow pipe and penetrating the cone-shaped portion as far as the first flow pipe. Preferably the coaxial pipe occupies at least% and at most 85% of the diameter of the outlet opening of the
bâti de l'hydrocyclone (cône tronqué). De préférence l'ex- construction of the hydrocyclone (truncated cone). Preferably the former
trémité de sortie du deuxième tuyau d'écoulement pénètre dans une chambre de récupération séparée, à travers laquelle est dirigée le premier tuyau d'écoulement tandis que le premier tuyau d'écoulement passe à travers une première chambre de récupération pour la fraction (fraction lourde) exit end of the second flow pipe enters a separate recovery chamber, through which the first flow pipe is directed while the first flow pipe passes through a first recovery chamber for the fraction (heavy fraction )
enrichie d'impuretés lourdes ou de particules lourdes récu- enriched with heavy impurities or heavy particles
pérées au bord du bâti de l'hydrocyclone à l'extrémité de perched on the edge of the hydrocyclone frame at the end of
sortie du premier tuyau d'écoulement. outlet of the first drain pipe.
Avantageusement, alors que le diamètre extérieur du tuyau extérieur coaxial est compris entre 75 % et 85 % du diamètre de l'extrémité de sortie, le diamètre extérieur du tuyau intérieur est au maximum de 40 % de ce dernier. De préférence, le tuyau extérieur coaxial pénètre d'au moins 4 mm et le tuyau d'écoulement intérieur d'au moins 20 mm à 60 mm dans la partie en forme de cône Advantageously, while the outer diameter of the coaxial outer pipe is between 75% and 85% of the diameter of the outlet end, the outer diameter of the inner pipe is at most 40% of the latter. Preferably, the coaxial outer pipe penetrates at least 4 mm and the internal drain pipe at least 20 mm to 60 mm into the cone-shaped portion
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tronqué. De préférence le tuyau d'écoulement intérieur dépasse le tuyau extérieur coaxial d'au moins 15 mm dans la partie en forme de cône tronqué. De préférence, l'angle du cône est compris entre 2 et 5 , c'està-dire que l'angle d'ouverture du cône est compris entre 4 et 10 ; de truncated. Preferably the inner flow pipe protrudes from the coaxial outer pipe by at least 15 mm in the truncated cone-shaped portion. Preferably, the angle of the cone is between 2 and 5, that is to say that the opening angle of the cone is between 4 and 10; of
préférence cet angle d'ouverture est compris entre 50 et 8 . preferably this opening angle is between 50 and 8.
La présente invention sera mieux comprise et des détails en relevant apparaîtront à la The present invention will be better understood and details thereof will be apparent to the
description qui va être faite d'une forme particulière de description that will be made of a particular form of
réalisation, en relation avec les figures de la planche unique annexée dans laquelle: realization, in relation to the figures of the attached single plate in which:
- la fig.1 est une coupe par-- fig.1 is a sectional section
tielle longitudinale d'un cyclone de l'invention, et - la fig.2 est un détail grossi longitudinal section of a cyclone of the invention, and - fig.2 is a magnified detail
de la figure précédente.from the previous figure.
1 Sur les fig.1 et 2, l'hydrocy-1 In Figures 1 and 2, the hydrocyclic
clone possède un corps conique avec un angle d'ouverture < entre 4 et 10 , de préférence entre 5 et 8 , comme c'était habituel jusqu'à maintenant. L'hydrocyclone peut aussi avoir une forme de cylindre dans la zone à l'entrée se trouvant dans la partie supérieure de l'hydrocyclone présentant le grand diamètre. A l'extrémité de sortie de l'hydrocyclone se trouvent deux tuyaux d'écoulement coaxiaux 1 et 2; dans ce cas le tuyau central 1 est prévu pour la fraction légère et le tuyau coaxial extérieur pour une fraction moyenne. Le tuyau à l'extérieur 2 est dans ce cas guidé dans la partie conique de l'hydrocyclone à travers une chambre d'extraction 3 pour une fraction lourde. La distance avec laquelle ce tuyau pénètre dans la partie conique, est indiquée par fi dans la fig.2. Cette distance peut aussi être pratiquement nulle et est normalement moins importante que la distance f3, avec laquelle le tuyau central rentre dans la partie conique. La distance f3 est de préférence de 20 à 60 mm et la distance fl au moins d'environ 4 mm. Dans ce cas, il faut prévoir de préférence que la différence des profondeurs d'immersion, dont la distance f2 = f3 - fl, est au moins clone has a conical body with an opening angle <between 4 and 10, preferably between 5 and 8, as was usual up to now. The hydrocyclone may also have a cylinder shape in the inlet zone at the top of the large diameter hydrocyclone. At the outlet end of the hydrocyclone are two coaxial flow pipes 1 and 2; in this case the central pipe 1 is provided for the light fraction and the outer coaxial pipe for a medium fraction. The pipe outside 2 is in this case guided in the conical part of the hydrocyclone through an extraction chamber 3 for a heavy fraction. The distance with which this pipe enters the conical part is indicated by fi in FIG. This distance can also be practically zero and is normally less important than the distance f3, with which the central pipe enters the conical part. The distance f3 is preferably 20 to 60 mm and the distance f1 is at least about 4 mm. In this case, the difference in immersion depths, whose distance f2 = f3 - fl, should preferably be at least
d'environ 15 à 20 mm.about 15 to 20 mm.
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Dans ce cas, il n'est pas impor-In this case, it is not important
tant qu'en fait tout au fond de la partie conique, la paroi conique n'existe plus puisque à cet endroit la paroi supérieure 10 des chambres d'écoulement 3 et 4 présente une ouverture de passage intérieure cylindrique. Puisque ceci représente une distance très petite d'environ 4 outt 5 mm, cette petite inexactitude n'est pas importante. On pourrait naturellement construire]'hydrocyclone de telle manière qu'on ne pose pas la partie conique sur la paroi 10 mais que l'on choisisse l'évidement, c'est-à-dire l'ouverture de passage de la paroi 10, un peu plus grand et que l'on fasse while in fact at the very bottom of the conical portion, the conical wall no longer exists since at this location the upper wall 10 of the flow chambers 3 and 4 has a cylindrical inner passage opening. Since this represents a very small distance of about 4 to 5 mm, this small inaccuracy is not important. It would naturally be possible to construct the hydrocyclone in such a way that the conical portion on the wall 10 is not laid, but that the recess, that is to say the passage opening of the wall 10, is chosen. a little bigger and that we do
pénétrer la partie conique dans la paroi 10. penetrate the conical part into the wall 10.
I] est démontré comme très favo-It is shown to be very
rable de choisir le diamètre extérieur D2 du tuyau extérieur concentrique 2 d'au moins 70 % et au plus 85 % du diamètre select the outer diameter D2 of the concentric outer pipe 2 of at least 70% and not more than 85% of the diameter
D3 de l'ouverture de passage de la paroi 10 ou de l'ouvertu- D3 of the passage opening of the wall 10 or the opening
re d'écoulement de la partie conique. En outre, il est aussi avantageux que le diamètre Dl du tuyau intérieur central soit au maximum d'environ 40 % du diamètre extérieur du tuyau extérieur 2, si celui-ci est d'au moins 75 et au maximum 85 % du diamètre D3 de l'ouverture de l'écoulement flow of the conical part. In addition, it is also advantageous that the diameter D1 of the central inner pipe is at most about 40% of the outside diameter of the outer pipe 2, if it is at least 75 and at most 85% of the diameter D3 of the opening of the flow
16 de la partie conique.16 of the conical part.
Comme indiqué, on met à disposi-As indicated, provision is made
tion une fraction lourde au bord extérieur de la partie en forme de cône. Celle-ci arrive dans la chambre 3 et est évacuée à travers le tuyau de rallonge 5. Le tuyau extérieur 2 amène une fraction moyenne dans la chambre inférieure 4; elle est évacuée à l'aide du tuyau de rallonge pour l'écoulement 6. Dans ce cas, les tuyaux de rallonge pour l'écoulement 5 et 6 sont de préférence raccordés de façon a heavy fraction at the outer edge of the cone-shaped portion. This arrives in the chamber 3 and is evacuated through the extension pipe 5. The outer pipe 2 brings an average fraction into the lower chamber 4; it is evacuated with the aid of the extension pipe for the flow 6. In this case, the extension pipes for the flow 5 and 6 are preferably connected in such a way
tangentielle aux chambres.tangential to the rooms.
Le mode d'action de l'hydrocy-The mode of action of the hydrocyclic
clone de l'invention est très bon dans la mesure o une très grande quantité d'impuretés légères, surtout les colles, s'accumule dans le tuyau d'écoulement central, et o une très bonne séparation des impuretés lourdes sur le bord du cône s'effectue en direction de la chambre 3 dans laquelle pratiquement aucune impureté légère ne peut arriver. Dans la chambre inférieure 4 ne se trouvent encore quasiment plus d'impuretés lourdes, mais en partie des impuretés légères qui cependant peuvent être séparées très facilement dans des niveaux ultérieurs de ce type d'hydrocyclone. Bien que l'on ait décrit et/ou représenté une forme particulière et préférée de réalisation de l'invention, il doit être compris que la portée de cette dernière n'est pas limitée à cette forme, mais qu'elle s'étend à tout dispositif comportant les caractéristiques The clone of the invention is very good insofar as a very large quantity of light impurities, especially glues, accumulates in the central flow pipe, and a very good separation of heavy impurities on the edge of the cone. is made in the direction of the chamber 3 in which virtually no light impurity can occur. In the lower chamber 4 there are still almost more heavy impurities, but in part light impurities which however can be easily separated in subsequent levels of this type of hydrocyclone. Although a particular and preferred embodiment of the invention has been described and / or represented, it should be understood that the scope of the invention is not limited to this form, but extends to any device with the characteristics
générales énoncées plus haut.general rules set out above.
R E V E N D I C AT IONSR E V E N D I C AT IONS
1.- Hydrocyclone destiné notamment à l'épuration fine avec un flux à sens unique plus épais à l'entrée et plus fluide à la sortie, l'hydrocyclone se rétrécissant de toute façon en forme de cône tronqué normalement dans la partie avoisinant l'extrémité de sortie, et un tuyau d'écoulement prévu pour-la fraction enrichie d'impuretés légères au centre de l'ouverture d'écoulement de la partie en forme de cône, caractérisé: 1.- Hydrocyclone intended in particular for fine purification with a thicker one-way flow at the inlet and more fluid at the outlet, the hydrocyclone narrowing anyway in the form of a truncated cone normally in the part adjacent to the outlet end, and a flow pipe provided for the fraction enriched with light impurities in the center of the flow opening of the cone-shaped portion, characterized
par un deuxième tuyau d'écoule-by a second pipe of
ment vers l'extérieur (2) pour une fraction moyenne, ledit deuxième tuyau se situant coaxialement par rapport au premier tuyau d'écoulement (1) et pénétrant dans la partie en forme de cône au maximum aussi loin que le premier tuyau d'écoulement (1); 2.- Hydrocyclone selon la revendication 1, caractérisé: par le fait que le tuyau coaxial occupe au moins 70 % et au plus 85 % du diamètre de l'ouverture de sortie (16) du bâti de l'hydrocyclone (cône tronqué); outwardly (2) for a medium fraction, said second pipe lying coaxially with the first flow pipe (1) and penetrating the cone-shaped portion as far as the first flow pipe (1); 2. Hydrocyclone according to claim 1, characterized in that the coaxial pipe occupies at least 70% and at most 85% of the diameter of the outlet opening (16) of the frame of the hydrocyclone (truncated cone);
3.- Hydrocyclone selon l'une quelconque des revendications 1 Hydrocyclone according to claim 1
et 2, caractérisé: par le fait que l'extrémité de sortie (16) du deuxième tuyau d'écoulement (2) pénètre dans une chambre de récupération (4) séparée, à travers laquelle est dirigée le premier tuyau d'écoulement (2), et par le fait que le premier tuyau d'écoulement (1) passe à travers une première chambre de récupération (2) pour la fraction (fraction lourde) enrichie d'impuretés lourdes ou de particules lourdes and 2, characterized in that the outlet end (16) of the second flow pipe (2) enters a separate collection chamber (4) through which the first flow pipe (2) is directed. ), and in that the first flow pipe (1) passes through a first recovery chamber (2) for the fraction (heavy fraction) enriched with heavy impurities or heavy particles
récupérées au bord du bâti de l'hydrocyclone à l'extré- recovered at the edge of the frame of the hydrocyclone at the
mité de sortie du premier tuyau d'écoulement (1); S894' exit of the first flow pipe (1); S894 '
4.- Hlydrocyclone selon l'une quelconque des revendications i 4. Hlydrocyclone according to any one of claims i
à 3, caractérisé: par le fait que, alors que le diamètre extérieur du tuyau extérieur coaxial (2} est compris entre 75 % et 85 % du diamètre de l'extrémité de sortie, le diamètre extérieur du tuyau intérieur (1) est au maximum de 40 % de ce dernier; to 3, characterized in that, while the outer diameter of the coaxial outer pipe (2) is between 75% and 85% of the diameter of the outlet end, the outer diameter of the inner pipe (1) is at maximum of 40% of the latter;
5.- Hydrocyclone selon l'une quelconque des revendications 1 5. Hydrocyclone according to any one of claims 1
à 4, caractérisé:at 4, characterized
par le fait que le tuyau exté-in that the outer pipe
rieur coaxial (2) pénètre d'au moins 4 mm et le tuyau d'écoulement intérieur (1) d'au moins 20 mm à 60 mm dans la partie en forme de cône tronqué; 6.- HIydrocyclone selon la revendication 5, caractérisé: the coaxial pipe (2) penetrates at least 4 mm and the internal drain pipe (1) at least 20 mm to 60 mm into the truncated cone-shaped portion; 6. Hydrocyclone according to claim 5, characterized by:
par le fait que le tuyau d'écou-by the fact that the water pipe
lement intérieur (1) dépasse le tuyau extérieur coaxial (2) d'au moins 15 mm dans la partie en forme de cône tronqué; the inner (1) exceeds the coaxial outer pipe (2) by at least 15 mm in the truncated cone-shaped portion;
7.- Ilydrocyclone selon l'une quelconque des revendications 1 7. Ilydrocyclone according to any one of claims 1
à 6, caractérisé: par le fait que l'angle du cône est compris entre 2 et 5 , c'est-à-dire que l'angle d'ouverture du cône est compris entre 4 et 10; 8.- Hydrocyclone selon la revendication 7, caractérisé: at 6, characterized in that the angle of the cone is between 2 and 5, that is to say that the opening angle of the cone is between 4 and 10; Hydrocyclone according to claim 7, characterized by:
par le fait que l'angle d'ouver-by the fact that the opening angle
ture de cône est compris entre 5 et 8 . The cone is between 5 and 8.
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