SE435341B - Hydrocyklon - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 aim-sm M 2 godtagbara fraktionen åter innehåller i huvudsak de i hydrocyklonen i suspensionen inmatade fibrerna; När den i hydrocyklonen inmatade fibersuspensionen framskrider såsom en vätskevirvel i riktning mot det ko- niskt avsmalnande rörets, sorteringskonens, spets, sepa- reras fibersuspensionen till fraktioner på så sätt, att de tyngre föroreningarna genom inverkan av centrifugal- dkraften hamnar på virvelns ytterkanter i närhet av sor- ateringskonens väggar, medan fibrerna som utgör den lät- tare fraktionen hamnar i vätskevirvelns innerskikt när- _ mare sorteringskonens längdaxel. Föroreningarna koncentre- .ras i skiktet nära sorteringskonens väggar, och därmed avlägsnas den därav.bildade tyngre fraktionen genom ut- loppsöppningen i sorteringakonens spets såsom en ström med större konsistens än den inmatade fibersuspensionen.

Nära sorteringskonens spets omkastas strömningsrikt- ningen till den motsatta mot sorteringskonens del med större vidd, och fibrerna som ursprungligen befann sig i den inmatade virvelns innerskikt införes i denna in- nervirvel, som avlägsnas genom det med sorteringskonen koaxeilla röret, som är beläget inuti hydrocyklonens cylinderdel, där fibersuspensionen, som skall renas, in- matas. . _ Ovan beskrivna separering av fibersuspensionen i en tyngre fraktion och en lättare fraktion är självfallet inte helt fullständig i praktiken, utan i den lättare fraktionen kan föroreningar förekomma och å andra sidan kan den tyngre fraktionen medföra fibrer. I själva ver- ket har en väl funktionerande hydrocyklonanläggning till uppgift att hålla den lättare fraktionens renhet på hög nivå, medan samtidigt den tyngre fraktionens fiberhalt med hänsyn till fiberförlusterna inte får stiga alltför högt. p y För att undvika fiberförluster förfar man så att den ur hydrocyklonanläggningens första steg komande tyngre, föroreningar innehållande fraktionen, vari förekommer fibrer som bör tillvaratas, inmatas i nästa fas, där 10 15 20 25 30 35 80 05814- 2 fibrerna kan tillvaratagas tillsammans med den där sepa- rerade, lättare fraktionen. Man förfar på detta sätt ända tills fiberhalten i den ur hydrocyklonanläggningen utkommande tyngre fraktionen har nått önskat minimum.

Man strävar att hålla volymströmmen av hydrocyklon- anläggningens tyngre fraktion som avvisas vid lägsta möj- liga värde, vilket i praktiken innebär att utloppsöpp- ningen i spetsen på hydrocyklonens sorteringskon dimen- sioneras så liten som möjligt utan risk för tilltäppning.

Beroende på modern processteknik har temperaturen hos fibersuspensionerna, som inmatas i hydrocyklonanlägg- ningar, stadigt ökat, vilket innebär att vattnets visko- sitet reducerats i motsvarande grad. Härav följer att vattnet i fibersuspensionen tenderar att skilja sig från fibrerna och att gå över i den inre virveln mycket snab- bare än vid lägre temperaturer. När konsistensen på det- ta sätt tilltar i fibersuspensionsvirveln är det själv- klart att fibrerna inte hinner övergå till den inre vir- veln, utan att de hamnar bland den tyngre fraktionen, vars konsistens således ytterligare tilltar med ökande fiberhalt. A andra sidan kan vattnet, som till följd av den nedsatta viskositeten inströmmar med större hastig- het i den inre virveln till den godtagbara fraktionen, också medrycka smutspartiklar, varigenom cyklonens re- ningseffekt nedsätts.

Vissa suspensioner, särskilt sådana som innehåller kortfibrer, koncenteras kraftigt i närheten av den tyng- re fraktionens utträdesöppning när man strävar att hålla den tyngre fraktionens volymström vid ett lågt värde.

Till följd av konsistensökningen och den låga strömningen kan då hydrocyklonens funktion upphöra på grund av till- täppning.

Problemet är således att åstadkomma en hydrocyklon som effektivt åtskiljer den lättare godtagbara fraktionen och den tyngre underkända fraktionen, varvid den sistnämn- da obehindrat kan avvika från cyklonen med minsta möjliga fiberinnehåll och som minsta möjliga volymström.

IâßüBB-“T-Å- 2 10 15 20 25 30 35 4 En lösning på ovanstående problem har varit att spä- da den tyngre fraktionen genom tillförsel av vatten i strålar. Detta ökar emellertid den tyngre fraktionens volymström i senare reningsskeden, vartill kommer att det är svårt att åstadkomma vattenstrålar i särskilt re- ningsanläggningar av behållartyp.

Enligt en annan lösning för att kunna förhindra hydro- oyklonens tilltäppning anordnas utströmningsöppningen för den underkända fraktionen excentriskt i förhållande till sorteringskonen. Denna lösning är ej tillräckligt drift- säker, i synnerhet vid virvelrensare av behållartyp. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att elimi- nera de ovannämnda, av fiberförluster och tilltäppning förorsakade olågenheterna med hydrocykloner. Ändamålet uppnås medelst en hydrocyklon med de i ef- terföljande patentkrav angivna särdragen. Medelst en så- dan kan man.avsevärt nedsätta den underkända fraktionens volymström utan att öka renarens benägenhet till till- täppning samt att nedbringa mängden godtagbara fibrer däri utan att hydrocyklonens separeringsförmåga reduce- ras.

I det följande beskrivs en fördelaktig utföringsform av uppfinningen med hänvisning till bifogade ritningar, vilka visar utföringsexempel och på vilka fig 1 visar en hydrocyklon enligt uppfinningen 1 längdsektion och fig 2 visar anordningen enligt fig 1 i sektion längs linjen II-II. ' Enligt fig l har hydrocyklonen en sorteringskon l, till vars ände med större vidd en cylindrisk del 2 är ansluten. Sorteringskonen 1 och cylinderdelen 2 bildar en separeringskammare för fibersuspension under tryck som ledes tangentiellt in 1 cylinderdelen 2 genom matnings- kanalen 3 och som inuti hydrocyklonen försätts i en mot sorteringskonens l spets riktad virvelrörelse.

Till sorteringskonens l spets är kondys 4 ansluten som har brantare avsmalning än sorteringskonen l. I spet- sen pâ kondysen 4 finns en utloppsöppning S för den tyng- 10 15 20 25 30 35 aeese14-2 5 re fraktionen, och cylinderdelen 2 har ett koaxiellt rör 6 för avlägsning av den godtagbara fraktionen.

Enligt fig l och 2 finns på sorteringskonens l och kondysens 4 inneryta med jämna mellanrum fyra med hydro- cyklonens längdaxel parallella ledvingar 7, som har triangulärt tvärsnitt. Höjden uppmätt i riktningen av ledvingens radie är störst på skarvstället mellan sorte- ringskonen 1 och kondysen 4, och såsom visas i fig l be- finner sig större delen av ledvingens 7 längd på den mot sorteringskonen 1 vända sidan av skarven mellan sorte- ringskonen l och kondysen 4.

I hydrocyklonen enligt uppfinningen har tilltäppnings- faran till stor del eliminerats, och detta beror på vingarnas 7 funktion. När den i sorteringskonen 1 i rikt- ning mot utträdesöppningen 5 rörliga vätskevirveln når ledvingarna 7, tvingas den att avvika från sin spiral- bana i riktning mot sorteringskonens l mitt. Därvid ham- nar den lättare fraktionen i vätskevirvelns innerskikt .och fibrerna komer närmare den från sorterarkonens 1 spets mot utloppsröret 6 gående innervirveln, som rycker fibrerna med sig. Ledvingarnas 7 höjd är så dimensione- rad, att rörelsen av den tyngre fraktionen på vätskevir- velns yttersta kanter på sin spiralbana mot utträdesöpp- ningen 5 inte störes, dvs de tyngre partiklarna passerar över ledvingarna 7 och slungas genom centrifugalkraft- verkan åter ut till i närheten av sorteringskonens l väggar. När vätskevirveln när fram till sorteringskonens 1 och kondysens 4 skarv, där strömningstvärsnittet börjar avta snabbare, minskar virvelrörelsens rotationsradie, vilket stegrar centrifugalkraftens inverkan på den tyng- re fraktionen. Härvid har de tyngre smutspartiklarna i närheten av kondysens 4 vägg ännu mindre möjlighet att medryckas i den i motsatt riktning vandrande innervir- veln och att därigenom hamna bland den godtagbara lätta fraktionen. När å andra sidan ledvingarnas 7 höjd tilltar i innervirvelns rörelseriktning i området av kondysen 4 blir det svårare för en smutspartikel som eventuellt ham- 10 15 _20 6 nat på innervirvelns ytterkant, att passera över led- vingens 7 kam, och denna smutspartikel återföres till den-tyngre fraktionens virvel nära kondysens 4 vägg.

Sålunda reduceras genom ledvingarnas ? inflytande inblandningen av den lättare fraktionen på kondysens 4 inneryta in i den tyngre fraktionen och omvänt, varav följer i första fallet framför allt det att den tyngre fraktionens konsistensökning minskas och att den tyngre fraktionen lättare strömmar ut genom utloppsöppningen 5.

Tack vare kondysen 4 kan strömningshastigheten i ut- loppsöppningen 5 höjas, varvid det blir möjligt att öka tryckdifferensen mellan fibersuspensionen, som matas in i hydrocyklonen, och den därifrån avskilda tyngre frak- tionen, vilket medger bättre reglerbarhet av hydrocyklo- nen med avseende på den tyngre fraktionens volymström, och hydrocyklonens driftsäkerhet ökar.

Uppfinningen är inte begränsad till utföringsformen enligt ovanstående beskrivning och figurerna, utan kan modifieras inom ramen för efterföljande patentkrav.

Sålunda kan ledvingen 7 med större delen av sin längd ligga på kondysens 4 sida om sorteringskonens 1 och kon- dysens 4 skarvställe. '

Claims (5)

10 15 20 (25 30 Bïüßffiß 1 4- 2 PATENTKRAV
1. l. Hydrocyklon för uppdelning av en fibersuspension i en fibrer innehållande lättare godtagbar, lättare frak- tion samt en smutsämnen innehållande underkänd tyngre fraktion, innefattande en separeringskammare bestående av dels en cylinderdel (2), vilken är försedd med minst en kanal (3) för tangentiell inmatning av fibersuspensionen, som skall uppdelas i olika fraktioner, och inuti vilken ett koaxiellt rör (6) är anordnat för bortförsel av den lättare fraktionen, dels en i cylinderdelens (2) fort- sättning belägen sorteringskon (1), i vars spets en kon- dys (4) är anordnad, vilken avsmalnar i högre grad än kondelen (1) och vilken i sin spets har en utloppsöpp- ning (5) för den tyngre fraktionen, varvid sorteringsko- nen (1) och kondysen (4) på sin inneryta har minst en i cyklonens axialriktning förlöpande ledvinge (7), som ger den på sorteringskonens (1) och kondysens (4) inneryta längs en spiralbanan rörliga tyngre fraktionen en ra- diellt inåtriktad rörelsekomponent, k ä n n e t e c k - n a d därav, att den för sorteringskonen (1) och kondy- sen (4) gemensamma ledvingen (7) är belägen vid dessas förbindningsställe. '
2. 2. Anordning enligt patentkravet l, k ä n n e - t e c k n a d därav, att ledvingens (7) längd till över- vägande delen är belägen på sorteringskonens (1) sida.
3. 3. Anordning enligt patentkravet 1, k ä n n.e - t e c k n a d därav, att ledvingens (7) längd till över- vägande delen är belägen på kondysens (4) sida.
4. 4. Anordning enligt något av patentkraven l-3, k ä n n e t e c k n a d därav, att ledvingens (7) höjd mätt i radiens riktning är störst vid sorteringskonens (1) och kondysens (4) förbindningsställe.
5. 5. Anordning enligt något av patentkraven 1-4, k ä n n e t e c k n a d därav, att ledvingen (7) har triangulärt tvärsnitt.