SE426958B - Separator for uppdelning av en inkommande blandning av cellulosasuspension eller liknande och grova tunga partiklar - Google Patents

Description

8001440-0 kunna befrias från värdefull substans till en nivå. som är acceptabel ur ekonomisk resp miljömässíg synpunkt.

En alternativ lösning på. problemet beträffande förlust av värdefull substans tillsammans med rejektflödet utgöres av utslussningsanordningar i samband med rejektutloppen, dvs behållare med en ventil vid inträdet och en ventil vid ut- trädet. Nackdelen med dessa utslussningsanordningar har varit, att behållaren även fylls med värdefull substans vilket hindrar en del av de grova förorening-arna från att utträda. Detta medför, att de grova partiklarna som kvar-stannar i silen eller hçydrocyklonseparatom ger upphov till slitage. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en separator av det in- ledningsvis nämnda slaget, med vilken det är möjligt att upprätthålla ett kon- tinuerligt rejektflöde av grova, tunga partiklar, utan att förluster av värdefull cellulosasuspension eller liknande uppkommer, och utan att pumpar behöver använ- das för cirkulation av flödenf Syftet med uppfinningen är sålunda att separatorn skall vara av enkel konstruktion och vara ekonomisk i drift samt uppvisa effek- tiv funktion. ' Enligt uppfinningen utmärkas en separator av det inledningsvis nämnda slaget av en andra separeringskammare, försedd med minst ett andra inlopp och ett andra utlopp för en lätt returfraktion, och ett utlopp för avskild tung fraktion, varvid utloppet för mellanfraktion står i förbindelse med det andra inloppet och utgår från en första zon, i den första separeringskammaren, vilken zon uppvisar ett högre tryck än en andra zon, vilken står i förbindelse med det andra utloppet, 'varvid den andra zonen befinner sig i den första separeringskanmaren eller står i förbindelse med denna, varvid den första och andra separeringskammaren sålunda kommunicerar att bilda en cirkulationskrets.

Det är därvid lämpligt att utforma den andra separeringskammaren rotationssymmet.. risk, försedd med ett tangentiellt andra inlopp och ett centralt andra utlopp för en lätt returfralction. ' I en gynnsam utföringsform av uppfinningen är även den första separeringskannnaren rotationssymmetrisk och är försedd, med ett första. tangentiellt inlopp och ett _ centralt första utlopp för den lätta fraktionen. _ I Den andra separeringskammaren och/eller den första separeringskammaren är före- trädesvis utformade som konventionella hydrocyklonseparatorer, dvs med en cirka.- a 80014404) lärcylindrisk resp en åtminstone delvis konisk del. I vissa fall kan det vara lämpligt att förse den första separeringskaznmaren med ett första silelement, så anordnat, att den lätta fraktionen bringas att passera detsamma, medan de grova partiklarna hindras att passera detsamma. Även den andra separeringskammaren kan vara försett med ett andra silelement så. anordnat, att den lätta returfraktionen 'bringas att passera densamma, medan den 'tumga fraktionen, dvs de grova partiklarna hindras att passera densamma.

I dessa båda fall är silelementen vanligen anordnade i cirkulärcylindriska sepa- reringskammare, varvid även silelementen uppvisar denna form, och är anordnade koaxiellt med separeringskammarens symmetriaxel. Eventuellt silelementet anordnat roterbart inom separeringskammaren ifråga.

Silelement kan användas på ett alternativt sätt i den första separeringskammaren, nämligen i form av en rotationssymmetrisk silmantel, vilken izmesluter en sil- kammare, vilken ståri direkt förbindelse med det första inloppet, varvid ett omrörarorgan är anordnat att rotera utmed silmantelns insida, så att blandningen i silkammaren bibringas en rotationsrörelse. Av den så uppkomna centrifugal- maften underlättas separeringen i lätt fraktion och tung fraktion.

Den första och andra zonen kan vara anordnade på olika sätt. Det är lämpligt att inrätta utloppet för mellanfraktionen så i första zonen, att strömningens rörelseenergi tillgodogöres. Detta sker genom att utloppets aadella riktning anordnas tangentiellt i den första separeringskammarens yttre del, om denna är utformad som en Iwydrocyklonseparator.

Om den andra zonen befinner sig inom den första separeringskammaren, uppnås detta genom att det andra utloppet mynnar vänt från strömning-sriktningen. Om separe- ringskammaren är rotationssymmetrisk och försedd med ett tangentiellt inlopp er- hålles ytterligare sänkt tryck i den andra zonen om den andra zonen befinner sig på. avstånd från separeríngskammarens periferi, dvs närmare dess centrum.

Alternativt kan den andra zonen vara belägen i inloppet till den första separe- ringskammaren, varvid inloppet företrädesvis är utformat som en ejektor. Därvid av sålunda det andra ëèntrala utlåfipet förbundet medkíeé första inmppm kär'- trängda del, där trycket är läget. ' För att medverka till ynnsamrna strömningsförhållanden i den nämnda cirkulations- krz-etsen är det lämpligt att strömningsarean i utloppet för mellanfraktionen 8001440-o 'i 4 större än strömningsarean i det andra centralutloppet för lätt returfralction.

I de fall, då den andra separeringskammaren är utformad som en hydrocykonsepa- rator, är det lämpligt att anordna demla. med symmetriaxeln väsentligen vertikal, med den komiska. delen nedåt, varvid den andra separeringskanmlaren är så utformad vad avser variationen av dess tvärsnittsarea med dess tangentiella utsträclming, att strömningshastigheten uppgenom separeringskammaren mot det centrala, andra utloppet, är mindre än de grova partiklarnas rörelsehastighet nedåt, uppkommande genom den påtvingade strömningen genom det andra inloppet i kombination med in- verkan av tyngdkraften.

Härigenom hindras de tunga grova partiklarna från att ryckas med den uppåtgående strömmen upp tillbaka till den första separeringskammaren.

Med tanke på. nyttan av en kompakt konstruktion och god funktion är det fördelak- tigt att sammanbygga den första och andra separeringskammaren till en enhet, åt- skilda av en tvärvägg, i vilken dels utloppet för mellanfraktionen sammanfallande med det andra inloppet, samt dels det andra utloppet för lätt returfraktion i direkt kontakt med den andra zonen i den första separeringskamnaren är anordnade genom den nämnda tvärväggen.

Med tanke på risken för att de grova partiklarna skall fastna på sin väg mot ut- loppet för tung fraktion är det lämpligt att anordna åtminstone en ledskena i den ena eller båda separeringskamraxna. Denna ledskena anordnas periferiellt och följer de grova partiklarnas strömningsväg, med uppgift att dela desamma mot ut- loppet för tung fraktion.

I en fördelaktig utföringsform av uppfinningen uppvisar en ledskena, i den första separeringskammaren, i sin utsträclming närmande sig utloppet för mellanfraktion gradvis ökande radiell bredd.

Det är lämpligt att utforma mellanfraktionens utlopp ur 'den första separerings- kammaren som en tangentiellt nedåtgående kanal, försedd med en axiell vägg, varvid en ledskena uppvisar sådan radiell bredd, att den axiella väggen befinner sig radiellt sett utanför ledskenans ' e kant.

| I 4 »-- 1.

För att hålla mellanfraktionens utlopp fritt från föroreningar kan det vara lämp- ligt att anordna ett spolmunstycke, med vilket kan tillföras spolvätska.

Uppfínningen skall i det följande beskrivas närmare med hänvisning till de bifogade schematiska ritningarna, på vilka I o aoomo-o i figur 1 och 2 visar två utföringsfomer av en separator enligt uppfinningen i planvy; figur 5 och 4 visar två utföringsfoimer, försedda med silelement, fig 3 i planvy och fig 4 i tvärsnitt; figur 5 visar en kompakt utföringsform, delvis i längdsnitt; figur 6 - 8 visar snitt längs linjerna - VI, VII - VII och VIII - VIII i fig 5; figur 9 visar ett utlagt snitt längs linjen IX - IX i fig 6, och figur 10 visar en utföringsfom med silelement och omrörarorgfiin.

I figurerna har använts följande beteckningar: Första separeringskammare 1, 11, 12, 15, 14 och 110 2 .andra oopororingekommaro 2, 21, 2 , 25, 24 ooh 210 Första inlopp 3, 31, 52, 55, 54 och 310 Första utlopp 4, 41, 42, 45, 44 ooh 410 utlopp for rollonfraktion 5, 51, 52, 55 ooh 510 Andra inlopp 6, 61, 62, 63, 64 och 610 Andra utlopp 7, 71, 72, 75, 74 ooh 710 utlopp för tung fraktion s, 81, 82, 85, 84 ooh 810 Utslussningsanordning 9, 91, 95 och 910 Separatorn i fig 1 uppvisar en cirkulärcylindrisk första separeringslcammare 11 och en andra separeringskammare 21 i form av en konventionell hydrocyklonsepa- rator, försedd med en utslussningsanordning 91. Det första. inloppet 51 är ut- format som en ejektor, till vilket det andra centrala utloppet 71 är anslutet.

En cirkulationslcrets bildas sålunda, där en mellanfraktion strömmar ut genom utloppet 51 och in i den andra separeringskammaren 21, där tunga, grova partiklar samlas i utslussningsanordningen 91, medan en lätt returfrakticn suges in i ejektorn i inloppet 51 och tillbaka till den första separeringskanmlaren 11.

Utföringsfomen i figur 2 innefattar ett förbindelser-ör 102, som förbinder, det andra utloppet 52, utgående från den första separeringskamnarens 12 perifera del, med den andra separeringskamarens 22 andra inlopp 62: Det andra centrala ut- loppet 72 är direkt förbundet med den första separeringskammarens 12 centrala, nedre del. soowm-o i f, Den utföringsform som visas i figur 5 innefattar ett förbindelserör 105 och ett cirjulärcylindriskt silelement 113, vilket är roterbart medelst en motor 12.

I separatorn enligt fig 4 har utloppet för mellanfraktionen 54 anordnats så, med sin mynning riktad mot strömningen i den första separeringskammarens 1 peri- fera del, att strömningens rörelseenergi tillgodogöres. Mellanfraktionen strömmar 4 andra. inlopp genom ett förbindelserör 104 in i den andra separeringskammarens 2 64, varpå 'L-Lmga, grova partiklar frånskiljes, och en lätt ret-urfralction strömmar genom det andra centrala utloppet 74 in i den andra zonen i den första separe- ringskammaren 14 med mynningen vänd i strömningsriktningen utanför ett silelement 114, varigenom ejektorverkan uppkommer. Den lätta fraktionen bringas utträda ur V den första separeringskanzmaren 14 genom det första centrala utloppet 44.

Separatorn i figur 10 innefattar ett silelement 1110, utformat som en rotations- synmetrisk silmantel, med symmetriaxeln i 900 vinkel mot den första separerings- kammarens 110 symmetriaxel. Inloppet 510 leder in i en av silmanteln bildad sil- kammare, i vilken en omrörare, s k "foil" är anordnad att rotera utmed silmantelns insida, så att blandningen i silkammaren 'bibringas en rotationsrörelse. Genom denna rotationsrörelse skapas ett högre tryck vid utloppet för mellanfraktion 510 än vid det andra centrala utloppet 710, vilket mynnar inuti inloppet 510, så. att en viss ejektorverkan erhålles.

I figur 5 - 9 beskrivas en kompakt utföringsfonn av en hydrocyklonseparator enligt uppfinningen mer i detalj. Den första separeringskammaren 1 innefattar en cirkulârcylindrisk del 15 samt två. stympat koniska delar 14 och 15. Den senare av dessa delar begränsas av en plan tvärvägg 16, vilken även utgör övre gavel till den andra separeringskammaren, vilken i sin tur består av två stympat ko- niska delar 17 och 18. Utloppet 5 för mellanfraktion leder direkt, i form av en kanal, genom tvärväggen 16 och övergår i det andra inloppet 6. Den nämnda kanalen uppvisar en axiell begränsningsvägg 19. Det andra centrala utloppet 7 är utformat som ett centralt cirkulärt hål i tvärväggen 16. I den första separeringskammaren 1 är anordnade ledskenor 20 och 21, och i den andra separeringskammaren en ledskena 22.

Ledskenan 21 tilltar radiellt i bredd allteftersom ledskenan närmar sig utloppet för mellanfraktion 5, hvilket särskilt framgår av figuir' 6., så. att den axiella p väggen 19 radiellt sett ligger utanför ledskenans 21 inre kant. En spolanordning 25 är inrättad att hålla utloppet 5 fritt från avsättningar och grova partiklar.

Den kanal, som bildas av utloppet 5 och inloppet 6 visas i snitt efter linjen nc-nc1f1g6,ut1a¿tif1g9. '

Claims (20)

BÛOHrhO-O Hydrocyklonseparatorn enligt fig 5 fungerar så, att en inkommande blandning av exempelvis cellulosasuspension och grova, tunga partiklar inkommer genom inloppet 5 och strömmar i spiralbazla ner mot utloppet 5, genom vilken en mellanfraktion innehållande de grova partiklarna utträder. Huwuddelen av flödet, innehållande cellulosasuspension eller liknande utträder centralt genom det första centrala utloppet 4. Mellanfraktionen inträder genom det andra inloppet 6 och strömmar i spiralbana ned mot utloppet för tung fraktion 8, där grova partiklar avskiljes ned i utslussningsanordningen 9, som eventuellt kan hållas kontinuerligt öppen, medan en lätt retur-fraktion träder in centralt i den första. separeringskammaren genom det andra centrala utloppet 7. Därvid är den axiella uppåtgående ström- ningshastigheten genom den andra separeringskammaren lägre än de grova partik- larnas nedåtgående hastighet, så att risk ej finnes, att de skall ryckas med upp till den första separeringskammaren. Det förutsättes här, att den andra sepa- reringskammarens synrmetriaxel är väsentligen vertikalt orienterad, och att dess koniska del är nedåtvänd. Patentkrav

1. Separator för uppdelning av en inkommande blandning av cellulosasuspension eller lilcrzande och grova, tunga partiklar, i en lätt fraktion bestående av cellulosasuspension eller lilmande, och en tung fraktion av grova partiklar, inne- fattande en första separeringskanunare (1) försedd med minst ett första inlopp (5) för den inkommande blandingen och ett första utlopp (4) för den lätta fraktionen och ett utlopp (5) för en på grova partiklar anrikad mellanfraktion, k ä n n e - t e c k n a d a v en andra separeringskauunare (2), försedd med minst ett, andra inlopp (6) och ett andra utlopp (7) för en lätt returfraktion, och ett ut- lopp (8) för avskild tung fraktion, varvid utloppet för mellanfraktion (5) står i förbindelse med det andra inloppet (6) och utgår från en första zon, i den första separeringskammaren (1), vilken zon uppvisar ett högre tryck än en andra zon, vilken står i förbindelse med det anüa utloppet (7), varvid den andra zonen befinner sig i den första separeringskammaren (1) eller står i förbindelse med denna, varvid den första och andra separeringskanmaren (1, 2) sålunda kommunicerar att bilda en cirkulatíonskrets.

2. Separator enligt krav 1, k ä. n n e t e c k n a d a v att den andra separeringekammaren »(2) är rotationsaymmefriak och är försedd med ett tangentieiit andra inlopp (6) och ett centralt andra utlopp (7) för en lätt returfralction.

3. Separator enligt krav 1 eller 2, k ä. n n e t e ck n a d a v att den första separeringskannnaren (1) är rotationssymmetrísk och är försedd med ett första tangentiellt inlopp (5) och ett centralt första utlopp (4) för den lätta fraktionen. SOOUrhO-Û ' o

4. Separator enligt krav 2 eller 5, k ä. n n e t e c k n a d a. v att den andra separeringskammaren (2) består dels av en cirkulärcylindrisk del, försedd med det tangentiella andra inloppet (6) och dels av en del, utgörande åtminstone en del av en kon.

5. Separatorenligtnågotavkrav2-4, kännetecknad av att den första separeringskammaren (1) består dels av en cirkulärcylindrisk del, försedd med det tangentiella inloppet (5) och dels av en del, utg-örande åtminstone en del av en kon.

6. Separatorenligtnågotavlcrav1-5, känneteoknad av att den första separeringskammaren (1) innehåller ett första silelement (11), så anordnat, att den lätta fraktionen bringas att passera detsamma, medan de grova partiklarna hindras att passera detsamma.

Y. Separator enligt något avfkrav1 - 6, k ä. n n e t e c k n a d a v att den andra separeríngskammaren (2) innehåller ett andra silelement så anord- nat, att den lätta returfraktionen bringas att passera detsamma, medan den tunga fraktionen, dvs de grova partiklarna hindras att passera detsamma.

8. Separator enligt lcrav 6 eller 7, k ä. n n e t e c k n a d a v att det första silelementet (1110) är utformat såsom en rotatíonssymmetrisk sil- mantel, ínneslutande en silkammare, vilken står i direkt förbindelse med det första inloppet (510) och utloppet för mellanfraktion (510) varvid ett omrörar-_ orgor (24) är anordnat att rotera utmed oiimantolns (1110) insida, så att blana- a ningen i silkammaren bibringas en rotationsrörelse.

9. Separ-atorenligtnågotavkrav1-8, kännetecknad av att utloppet (5) för mellanfraktion är anordnat att tillgodogöras rörelseenergi i den första zonen.

10. Separator enligt något av krav 1 - 9, varvid den andra zonen befinner sig inom den första separeringskannnaren (1), k ä. n n e t e c k n a d a v att den andra zonen befinner sig på avstånd från den första separeringskammarens (1) periferi.

11. Separator enligt krav 9 eller 10, k 'al n n e t 'e c k n a d a v att det andra utloppet (7) mynnar vänt från strömningsriktningen. 9 80014110-0

12. Separator enligt något av lu-av 1 - 9, varivd den andra zonen befinner sig utanför den första separeringskammaren (1), k 'al n n e t e c k n a d a v den andre zonen befinner sig i det förste. inloppet (51) till den förste eepe- reringskammaren (1), varvid detta inlopp är utformat som en ejektor.

15. Separatorenligtnågotavlæav1-12, känneteoknad av att strömningsarean i utloppet för mellanfraktion är större än strömningsarean i det andra centrala utloppet för lätt returfraktion.

14. Separator enligt något av krav 4 - 15, varvid den andra separeríngskammaren (2) är anordnad med symmetriaxeln väsentligen vertikal, med den komiska delen nedåt, k ä n n e t e c k n a d a v att den andra separeringskammaren (2) är så. utfolmad vad avser variationen av dess tvärsnittsarea med dess tangentiella utsträckning, att strömningshastigtleten upp genom separeringskammaren mot det centrala, andra utloppet (7) är mindre än de grova partiklarnas rörelsehastighet nedåt, uppkommande genom den påtvingade strömningen genom det andra inloppet i kombination med inverkan av tyngdkraften.

15. Separator enligtnâgot avlcrav7, 9-14, kännetecknad av att den första och andra separeringskammaren (1, 2) är sammanbyggda till en enhet, åteltilde ev en tvarvaee (16), i vilken dele utloppet (5) för nellenfrele- tionen sammanfallande med det andra inloppet (6), samt dels det andra utloppet (7) for latt retnrfrelttion i direkt kontext ned den endre zonen i den forete separeringskammaren (1), är anordnade genom den nämnda tvärväggen (16).

16. Separator enligt något av krav 1 - 15, k ä n n e t e c k n a. d a v att en i den andra separeringskammaren (2) anordnad ledskena (22), följande de grova. partiklarnas strömningsväg, med uppgift att leda desamma mot utloppet (8) för tung fraktion.

17. Separator enligt något avkrav1-7, 9 - 16, känna t e cknad a v att åtminstone en i den första separeringskammáren (1) periferiellt an- ordnad ledekene (20, 21) följande de grova pertiltlernne etromningeväg, med upp- gift att leda desamma mot utloppet för mellanfraktion ,.. Ilcännetecknad av attden . 1

18. Separator enligt .krav 17, nämnda ledskenan (21) i sin utsträckning närmande sig' utloppet för mellanfrak- tion (5) nppvieer en gredvie okende rediell bredd. » soo1u4o-o 1 . w

19. Separator enligt krav 17 eller 18, k ä n n e t e c k n a. d. a v att en radiellt sett utanför den nämnda ledskenan (21) anordnad axíell vägg (19) ut- görande en del av mellanfraktionens utlopp (5) genom den nämnda tvänräggen (16).

20. Separator enligtnågot av1crav1-19, kännetecknad. av ett spolumrxstycke (23), anordnat att tillföras spolvätska. för renhållande av mellanfraktionens utlopp (5) .