SE434709B - Hydrocyklonseparator for rening av massasuspension med hog ingaende fiberhalt - Google Patents

Description

8107262-1 särskilt vad avser fiberförlust och igensättning av den rela- tivt tunga fraktionens utloppsöppning har hittills presenterats, exempelvis i den svenska patentskriften 7702500, som avser en typ av hydrocyklonseparator av det slag som anges inled- ningsvis. I denna anordnade man nära utloppet i den koniska delen ett ledorgan, som bibringade den mot utloppet i den koniska delen strömmande tunga fraktionen en axiellt inåt separerings- kammaren riktad rörelsekomposant. Dessutom var i separerings- kammarens koniska del minst en ledskena med väsentligen axiell utsträckning anordnad att bibringa det i en skruvbana utmed den koniska delens vägg strömmande flödet av tung fraktion en radiellt inàtriktad komposant. En sådan konstruktion medger i förhållande till tidigare kända hydrocyklonseparatorer för- bättrad driftssäkerhet, minskade driftskostnader och lägre fiberförluster. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en hydrocyklonseparator av det inledningsvis nämnda slaget, vilken uppvisar hög driftssäkerhet, låga driftskostnader, låga fiber- förluster och vilken möjliggör att fibermassasuspensioner med högre fiberkoncentration, än vad som hittills varit möjligt, kan uppdelas, dvs. renas.

Enligt uppfinningen utmärkes en hydrocyklonseparator av det inledningsvis nämnda slaget av att längs en väsentlig del av separeringskammarens axiella utsträckning dess vägg är försedd med ett i så måttlig grad turbulensskapande organ, att ström- ningsförhâllandena i separeringskammaren icke väsentligen för- ändras, anordnat i form av en skruvbana motsatt den skruvbana i vilken flödet strömmar utmed separeringskammarens vägg, och av att i separeringskammaren minst en ledskena med väsentligen axiell utsträckning är anordnad att bibringa det i en skruvbana utmed separeringskammarens vägg strömmande flödet en radiellt inåtriktad komposant.

Det turbulensskapande organet åstadkommer sådana strömningsför- hållanden i hydrocyklonseparatorn, att avsättningar på separe_ ringskamarens vägg motverkas, trots förhållandevis hög fiber- 3 81072624 koncentration i den inmatade fibermassasuspensionen. Det nämnda organet kan vara anordnat både i separeringskammarens cirkulär- cylindriska del och dess koniska del, eller enbart i endera av dem, allt efter tillämpningsområdet.

Ledskenan, eller ledskenorna, placeras vanligen i nedre åêlên av separeringskamarens koniska del, men även placering i dess övre del eller t.o.m. i den cirkulärcylindriska delen är möjlig.

Då de är anordnade i den koniska delen underlättar de ett effek- tivt uppdelande av nedåtgående flöde av tung fraktion och upp- âtgående flöde av lätt fraktion.

I en föredragen utföringsform bildar det nämnda turbulens- skapande organets skruvbaneformade begränsningsyta en vinkel Of med ett plan, vinkelrätt mot separeringskammarens axiella symmetriaxel, varvid Of ligger inom området 0 - 750.

Det är särskilt lämpligt, OHICDC ligger inom området 40-650.

Bredden på det turbulensskapande organets skruvbaneformade begränsningsyta måste vara tillräcklig för att åstadkomma en relativt måttlig turbulens, men inte så stor, att alltför kraftig turbulens åstadkommes i separeringskammaren. Detta inne- bär, att den del av separeringskammarens inre vägg, som inte utgöres av det turbulensskapande organets skruvbaneformade be- gränsningsyta, och som bildar en skruvbana, âstadkommes av en generatris, vilkens lutning mot separeringskammarens axiella symmetriaxel varierar med konvinkeln. Om nämligen konvinkeln är stor, dvs. separeringskammarens koniska del uppvisar rela- tivt liten axiell utsträckning, måste den sistnämnda generatrisen luta med en spetsig vinkel f? mot separeringskammarens axiella symmetriaxel sett från hydrocyklonseparatornsutlopp för den tunga fraktionen, för att det turbulensskapande organets skruv- baneformade begränsningsyta ej skall bli för bred. Om å andra sidan den koniska delen är relativt lângsträckt, måste nyss- nämnda generatris luta med en spetsig vinkelïf mot separerings- kammarens axiella symmetriaxel, sett från hydrocyklonseparatorns inlopp. Förhållandet är analogt i separeringskammarens cirkulär- cylindriska del, där den nämnda generatrisen måste luta med en spetsig vinkel Ü' mot den axiella symmetriaxeln för att man skall få plats med ett turbulensskapande organ f form av ett skruvband. i 8107262-1 I ett specialfall, avseende den koniska delen av separerings- kammaren, är den nämnda generatrisen parallell med separerings- kammarens axiella symmetriaxel.

En utföringsform av uppfinningen skall i det följande beskrivas såsom exempel med hänvisning till den bifogade ritningen. På ritningen visar figur l en Hydrocyklonseparator enligt upp- finningen i längdsnitt, med ett turbulensskapande organ visat scbematiskt, medan figur 2 återger ett snitt efter linjen II-II i figur l och figur 3 visar ett snitt efter linjen III-III i figur l. I figur 4 visas i längdsnitt en del av en konisk separeringskammares vägg, medan figur 5 slutligen visar samma föremål som i figur 4, men med en annan konicitet.

I figurerna 1-3 betecknar l och 2 en hydrocyklonseparators cirkulärcylindriska respektive koniska delar, 3 är ett tangen- tiellt inlopp för den blandning, som skall separeras, 4 ett centralt utlopp för den specifikt lättare fraktionen och 5 ett utlopp från den koniska delen för den specifikt tyngre frak- tionen, I den koniska delen 2 är axiellt anordnade fyra led- skenor 6, jämnt fördelade kring den koniska delens periferi.

Dessa ledskenor har i tvärsnittet, se figur 3, formen av symme- triska åsar. Ett turbulensskapande organ är anordnat i form av en skruvbana 7 sträckande sig utmed separeringskammarens koniska del. Skruvbanans 7 generatris bildar vinkeln Of med separerings- ',kammarens axiella symmetriaxel. Vinkeln Uf är i det visade, exemplet ca 45°. Den del av separeringskammarens koniska dels inre vägg, som icke utgöres av det turbulensskapande organets skruvbaneformade begränsningsyta, bildar en skruvbana 8, vilkens generatris i det visade utföringsexemplet i figur 1 är parallell med separeringskammarens axiella symmetriaxel 9. I figur 4 visas ett avsnitt av en vägg i en konisk separeringskammare med rela- tivt liten längdutsträckning. Beteckningarna 21, 71 och 81 mot- svarar beteckningarna 2, 7 och 8 i figur 1, medan 91 är den -koniska separeringskammarens axiella symmetriaxel. Skruvbanan 81 lutar, sett från hydrocyklonseparatorns utlopp, utåt med vinkeln ß . " 8107262-1 I figur 5 visas ett avsnitt av en vägg i konisk separerings- kammare med relativt stor längdutsträckning. I denna figur motsvarar beteckningarna 2", 7" och 8" beteckningarna 2, 7 och 8 i figur l, medan 9" motsvarar 91 i figur 4. Skruvbanan 8” lutar, sett från hydrocyklonseparatorns inlopp, utåt med vinkeln Inom uppfinningens ram kan en rad olika utformningar tänkas.

Så kan det turbulensskapande organet sträcka sig mer eller mindre långt i axiell led inom separeringskammarens cirkulär- cylindriska och koniska del. Ledskenan eller ledskenorna med väsentligen axiell utsträckning kan vara placerade på olika sätt i separeringskammaren i förhållande till nyssnämnda organ.

Som exempel på funktionen hos en hydrocyklonseparator enligt uppfinningen må nämnas, att man med densamma uppnår samma reningsresultatvid.en ingående fiberkoncentration av 0,9 vikt-X cellulosa som tidigare erhållits med en ingående fiber- koncentration av 0,6 vikt-X. Denna ökning har stor ekonomisk betydelse, vilket framgår av följande driftsexempel.-Om produk- tionskapaciteten i en cellulosafabrik är 1000 ton/dygn uppgår det fibermassaflöde, som skall renas till 115 m3/min. vid fiberkoncentrationen 0,6 vikt-X men endast 77 m3/min vid fiber- koncentrationen 0,9 vikt-2. Detta innebär lägre kostnader både för investeringen och driften, bl.a. 30 X lägre energikostnad.

I det föregående har endast berörts rening av fibermassašus- pensioner. Hydrocyklonseparatorn enligt uppfinningen kan emellertid med fördel användas även inom andra tillämpningar utanför cellulosa- och pappersindustrin.

Claims (7)

8107262-1

1. Patentkrav - gf '- _ 1. Hydrocyklonseparator för uppdelning av en blandning i en specifikt relativt lätt första fraktion och en specifikt relativt tung andra fraktion, med en separeringskammare bestående dels av en cirkulärcylindrisk del, försedd med ett tangentiellt inlopp för den inkommande blandningen och ett centralt anordnat utlopp för den lätta fraktionen, och dels av en konisk del mynnande som ett utlopp för den tunga frak- tionen, k ä n n e t e c k n a d a v att längs en väsentlig del av separeringskammarens (1, 2, 2', 2") axiella utsträck- ning dess vägg är försedd med ett i så måttlig grad turbulens- skapande organ, att strömningsförhållandena i separerings- kammaren icke väsentligen förändras, anordnat i form av en skruvbana (7, 7', 7") motsatt den skruvbana i vilken flödet strömmar utmed separeringskammarens (1, 2, 2', 2") vägg, ooh a v att i separeringskammaren (l, 2, 2', 2") minst en led- skena (6) med väsentligen axiell utsträckning är anordnad att bibringa det i en skruvbana utmed separeringskammarens (l, 2, 2', 2") vägg strömmande flödet en radiellt inåtriktad komposant.

2. Hydrocyklonseparator enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att det nämnda turbulensskapande organets skruvbane- formade begränsningsyta 7, 7', 7") bildar vinkeln OC med ett plan, vinkelrätt mot separeringskammarens axiella symmetri- axel (9, 9', 9"), varvid CK ligger inom området 0-75°.

3. Hydrocyklonseparator enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d a v att CK ligger inom området 40-65°.

4. Hydrocyklonseparator enligt något av krav l-3, k ä n n e - t e c k n a d a v att det turbulensskapande organet är anordnat i separeringskammarens koniska del (2, 2', 2"). 8107262-1

5. ¿ Hydrocyklonseparetor enligt krav 4, k E n n e t e c k n a d a v att den del av lepareringskammarens inre vägg, som icke utgöres av det turbulensskapande organets skruvbaneformade begränsningsyta (7')"bi1dar en akruvbane'(8'), vilken: generatris, sett från hydrocyklonseparatorns utlopp (5) för den tunga fraktionen, bildar en spetsig vinkel ¿? med separe- ringskammarens axiella symmetriaxël (9').

6. Hydrocyklonseparator enligt krav 4, k ä n n-e t e c k n a d a v att den del av separeringskammarens inre vägg, som icke utgöres av det turbulensskapande organets skruvbaneformade begränsningsyta (7), bildar en skruvbana (8), vilkens genera- tris är parallell med separeringskammarens axiella symmetri- axel (9).

7. Hydrocyklonseparator enligt något av krav 1-3, k ä n n e - t e c k n a d a v att den del av speareringskammarens inre vägg, som icke utgöres av det turbulensskapande organets skruv- baneformade begränsningsyta (7“), bildar en skruvbana (8"), vilkens generatris, sett från hydrocyklonseparatorns inlopp, bildar en spetsig vinkel X med separeringskammarens axiella symmetriaxel (9").