SE464278B

SE464278B - Centrifugal cleaner

Info

Publication number: SE464278B
Application number: SE8804034A
Authority: SE
Inventors: K A Skardal
Original assignee: Celleco Ab
Priority date: 1988-11-08
Filing date: 1988-11-08
Publication date: 1991-04-08
Also published as: SE8804034D0; SE8804034L

Abstract

A centrifugal cleaner for cleaning in particular a paper pulp suspension comprises an elongated centrifugal chamber 1 which is conically tapered towards the one end. At the wider end of the centrifugal chamber there is a tangentially directed inject inlet 2 for the suspension to be treated and at the narrower end of the centrifugal chamber a heavy-reject outlet 5 for heavier impurities in the treated suspension. At the wider end of the centrifugal chamber there is additionally a centrifugal finder tube 9, the outer end of which emerges into a circular-cylindrical chamber 10 which has a tangentially directed acceptance outlet 11 for the desired good fibres in the treated suspension. Intruding coaxially into the circular-cylindrical chamber 10 directly opposite the centrifugal finder tube 9 is a second tube 12. This second tube has its inner end located at an axial distance from the mouth of the centrifugal finder tube 9 and has at least at its inner end a greater diameter than the mouth of the centrifugal finder tube. This second tube serves as a light-reject outlet for lighter impurities and air in the treated suspension and is advantageously conically tapered in the direction away from its inner end. <IMAGE>

Description

15 20 25 30 35 464 278 fraktion, det s.k. rejektet. Vanligtvis sker utmatningen till en utanför virvelkammarens smalare ände anordnad s.k. rejektkammare, som kan innehålla organ för reglering av mängden utmatat rejekt och från vilken rejektet ledes bort genom en rörledning. Den inre delen av virvelströmmen i virvel- kammaren vänder däremot inom kammarens avsmalnande del och fortsätter i axiellt motsatt riktning som en inre, likaledes skruvspiralformad virvelström, som tages ut vid virvelkammarens vidare ände som en lättare fraktion, det s.k. acceptet, som sålunda innehåller de önskade goda fibrerna och även even- tuellt förekommande föroreningar, exempelvis i form av plast- partiklar, som är lättare än de goda fibrerna. Uttagningen av acceptet från virvelkammaren sker vanligtvis medelst ett s.k. virvelfinnarrör, som skjuter in koaxiellt i virvelkamma- rens vidare ände och som har en mindre diameter än virvel- kammarens vidare ände och sträcker sig in i virvelkammaren åtminstone förbi det tangentiellt riktade injektinloppet. 15 20 25 30 35 464 278 fraction, the so-called rejected. The discharge usually takes place to a so-called so-called end outside the vortex chamber. reject chambers, which may contain means for regulating the amount of discharged reject and from which the reject is led away through a pipeline. The inner part of the eddy current in the vortex chamber, on the other hand, turns within the tapered part of the chamber and continues in axially opposite direction as an inner, likewise helical eddy current, which is taken out at the wider end of the vortex chamber as a lighter fraction, the so-called the acceptance, which thus contains the desired good fibers and also any impurities, for example in the form of plastic particles, which are lighter than the good fibers. The acceptance of the acceptance from the vortex chamber usually takes place by means of a so-called vortex finder tubes which project coaxially into the wider end of the vortex chamber and which have a smaller diameter than the wider end of the vortex chamber and extend into the vortex chamber at least past the tangentially directed injection inlet.

Såsom ovan nämnts, förekommer det att den till virvel- renaren inledda pappersmassasuspensionen, det s.k. injektet, även innehåller föroreningar, företrädesvis i form av plast- partiklar, som är lättare än de önskade goda fibrerna. Vidare innehåller pappersmassesuspensionen injektet, i allmänhet även vissa mängder luft. Även sådana lättare föroreningar liksom luftblåsor måste avlägsnas ur pappersmassasuspensionen, då de annars ger upphov till oacceptabla fel i det framställda papperet. I virvelrenarens koniskt avsmalnande virvelkammare ansamlar sig nämnda lättare föroreningar liksom den i sus- pensionen ingående luften närmast virvelkammarens centrumaxel, längs vilken det till och med kan uppstå en långsträckt luft- kärna, och lämnar sålunda virvelkammaren genom virvelfinnar- röret tillsammans med de önskade goda fibrerna, dvs. till- sammans med acceptet. Det är därför allmän praxis att leda det från en första virvelrenare erhållna acceptet, som sålunda innehåller såväl goda fibrer som lättare föroreningar och luft, till en ytterligare, andra virvelrenare, i vilken de lättare föroreningarna och luften frånskiljes från de goda fibrerna.As mentioned above, it happens that the pulp suspension introduced to the vortex cleaner, the so-called the injection also contains impurities, preferably in the form of plastic particles, which are lighter than the desired good fibers. Furthermore, the pulp suspension contains the injection, generally also certain amounts of air. Even such minor contaminants as air bubbles must be removed from the pulp suspension, as they otherwise give rise to unacceptable defects in the paper produced. In the conically tapered vortex chamber of the vortex cleaner, said light pollutants accumulate as well as the air contained in the suspension closest to the central axis of the vortex chamber, along which an elongated air core can even form, thus leaving the vortex chamber through the vortex finder tube together with the desired good fibers. , i.e. together with the acceptance. It is therefore common practice to lead the acceptance obtained from a first vortex cleaner, which thus contains both good fibers and lighter pollutants and air, to a further, second vortex cleaner, in which the lighter pollutants and air are separated from the good fibers.

Detta innebär en betydande ökning av såväl installations- som 10 15 20 25 30 35 464 278 driftskostnaderna för anläggningen för rening av den ur- sprungliga pappersmassasuspensionen. Försök har därför även gjorts att i samma virvelrenare, i vilken de tunga förore- ningarna avlägsnas från massasuspensionen, även avlägsna den i massasuspensionen ingående luften och i vissa fall även lättare föroreningar. Den i massasuspensionen ingående luften liksom eventuellt förekommande lätta föroreningar, dvs. lättare än fibrerna, ansamlar sig som följd av sin låga specifika vikt nära intill den koniskt avsmalnande virvelkammarens centrum- axel, längs vilken det uppstår en luftkärna. Som följd av de stora centrifugalkrafterna inuti virvelkammaren uppvisar denna luftkärna ofta ett undertryck relativt atmosfärstrycket. Man har försökt att ta ut denna luftkärna separat medelst ett smalt rör, som stickes in koaxiellt i virvelkammaren, antingen vid dess smalare ände eller vid dess vidare ände, genom vilket rör man försökt suga ut luftkärnan och eventuellt även lättare föroreningar medelst ett undertryck. Dessa försök har dock ej varit särskilt framgångsrika, framförallt emedan luftkärnan ej är särskilt stabil utan svänger fram och åter i sidled och ofta byter läge, varför det är svårt att säkert och stabilt finna densamma medelst det smala utsugningsröret. En väsentlig för- bättring i detta avseende utgör virvelrenaren enligt det svenska patentet 8401275-6, som medelst en speciell anordning vid den övre änden av virvelfinnarröret möjliggör en för- bättrad avluftning av det genom virvelfinnarröret utström- mande acceptet och även i viss utsträckning ett avlägsnande av lättare föroreningar från detta accept, innan detta lämnar virvelrenaren. Även vid denna förbättrade virvelrenare före- ligger åtminstone under vissa förhållanden en icke obetydlig risk för att delar av luftkärnan och framförallt de sig närmast denna luftkärna-ansamlade lättare föro- reningarna kommer att blandas in i den något längre från centrumaxeln förefintliga suspensionen av goda fibrer, så att fortfarande en del luft och framförallt lättare föroreningar följer med de goda fibrerna ut genom acceptutloppet från virvel- renaren. -Ändamålet med föreliggande uppfinning är därför att åstadkomma en ännu bättre virvelrenare av det inledningsvis angivna slaget, vid vilken man erhåller en ännu effektivare och lo 10 15 20 25 30 35 464 278 säkrare frånskiljning av luft och framförallt lättare föro- reningar, såsom exempelvis plastpartiklar, från den genom virvelfinnarröret från den koniska virvelkammaren utström- mande suspensionsvirveln, så att väsentligen endast de önskade goda fibrerna i denna suspensionsvirvel kommer att \',\ strömma ut genom acceptutloppet från virvelrenaren.This means a significant increase in both the installation and operating costs of the plant for cleaning the original pulp suspension. Attempts have therefore also been made that in the same vortex cleaner, in which the heavy contaminants are removed from the pulp suspension, also remove the air contained in the pulp suspension and in some cases also lighter contaminants. The air contained in the pulp suspension as well as any light contaminants, ie. lighter than the fibers, accumulates due to its low specific gravity close to the center axis of the conically tapered vortex chamber, along which an air core is formed. Due to the large centrifugal forces inside the vortex chamber, this air core often exhibits a negative pressure relative to atmospheric pressure. Attempts have been made to remove this air core separately by means of a narrow tube which is inserted coaxially into the vortex chamber, either at its narrower end or at its wider end, through which tube an attempt has been made to suck out the air core and possibly also lighter contaminants by means of a negative pressure. However, these attempts have not been very successful, mainly because the air core is not very stable but swings back and forth sideways and often changes position, so it is difficult to find it safely and stably by means of the narrow exhaust pipe. A significant improvement in this respect is the vortex cleaner according to Swedish patent 8401275-6, which by means of a special device at the upper end of the vortex finder tube enables an improved venting of the acceptance flowing out through the vortex finder tube and also to a certain extent a removal of minor contaminants from this acceptance, before this leaves the vortex cleaner. Even with this improved vortex cleaner, at least under certain conditions there is a not insignificant risk that parts of the air core and especially the lighter contaminants which have accumulated closest to this air core will be mixed into the slightly longer suspension from the central shaft. so that still some air and above all lighter contaminants follow with the good fibers out through the acceptance outlet from the vortex cleaner. The object of the present invention is therefore to provide an even better vortex cleaner of the type indicated in the introduction, in which an even more efficient and safer separation of air and above all lighter contaminants, such as for instance plastic particles, is obtained. , from the suspension vortex flowing through the vortex finder tube from the conical vortex chamber, so that essentially only the desired good fibers in this suspension vortex will flow out through the acceptance outlet from the vortex cleaner.

Det kännetecknande för virvelrenaren enligt uppfin- ningen framgår av bifogade patentkrav.The characteristics of the vortex cleaner according to the invention appear from the appended claims.

I det följande skall uppfinningen beskrivas närmare i anslutning till bifogad ritning, i vilken fig. l i sidovy och axiellt snitt illustrerar en ut- föringsform av en virvelrenare enligt uppfinningen; och fig. 2 visar ett liknande axiellt snitt genom den övre delen av en andra utföringsform av en virvelrenare enligt uppfinningen. g Den i fig. 1 schematiskt och såsom exempel visade, föredragna utföringsformen av en virvelrenare enligt upp- finningen innefattar på i och för sig konventionellt sätt en långsträckt, vertikalt anordnad virvelkammare 1, som har en cirkulär tvärsektion och över åtminstone en del av sin längd avsmalnar koniskt i riktning mot sin nedre ände. Vid den övre, vidare änden av virvelkammaren l finnes ett tangen- tiellt riktat inlopp 2 för den suspension som skall behandlas, det s.k. injektet, vilken ledes in i virvelkammaren 1 vanligtvis via en skruvspiralformad inloppskanal (ej visad) och bildar en skruvspiralformad virvelström 3 i närheten av virvelkamma- rens l vägg. Vid sin nedre, smalare ände har virvelkammaren l på konventionellt sätt en axiell utloppsöppning 5, som mynnar i en s.k. rejektkammare 4, vilken är försedd med ett utlopp 6.In the following, the invention will be described in more detail in connection with the accompanying drawing, in which Fig. 1 illustrates in side view and axial section an embodiment of a vortex cleaner according to the invention; and Fig. 2 shows a similar axial section through the upper part of a second embodiment of a vortex cleaner according to the invention. The preferred embodiment of a vortex cleaner according to the invention schematically and shown by way of Fig. 1 comprises in itself a conventional elongate, vertically arranged vortex chamber 1, which has a circular cross-section and over at least a part of its length tapers conically towards its lower end. At the upper, wider end of the vortex chamber 1 there is a tangentially directed inlet 2 for the suspension to be treated, the so-called the injector, which is led into the vortex chamber 1 usually via a helical inlet channel (not shown) and forms a helical vortex current 3 in the vicinity of the wall of the vortex chamber 1. At its lower, narrower end, the vortex chamber 1 has in a conventional manner an axial outlet opening 5, which opens into a so-called reject chamber 4, which is provided with an outlet 6.

I den av den genom inloppet 2 inmatade suspensionen, det s.k. injektet, bildade skruvspiralformade, nedåt riktade virvel- strömmen 3 kommer under inverkan av centrifugalkraften de tyngre föroreningarna i suspensionen att sträva att ansamla sig intill virvelkammarens 1 vägg, medan de goda fibrerna liksom lättare föroreningar och luft som finnes i suspensionen förblir kvar närmare virvelkammarens l centrumaxel 7. Inom den koniska delen av virvelkammaren l vänder en del av suspensions- strömmen och bildar en uppåt riktad, skruvspiralformad virvel- ström 8, som kommer att innehålla de goda fibrerna samt i lü 15 20 25 30 35 464 278 ' suspensionen förekommande lättare föroreningar och luft. Den när: st virvelkammarens 1 vägg förefintliga, de tyngre föro- reningarna innehållande delen av den nedåt riktade virvel- strömmen 3 fortsätter däremot nedåt ut genom utloppsöppningen 5 vid virvelkammarens 1 nedre ände od1in i rejektkammaren 4, från vilken denna de tyngre föroreningarna innehållande frak- tionen, det s.k. tungrejektet, ledes ut genom rejektutloppet 6.In the suspension fed through the inlet 2, the so-called Under the influence of the centrifugal force, the heavier impurities in the suspension tend to accumulate next to the wall of the vortex chamber 1, while the good fibers as well as lighter impurities and air present in the suspension remain closer to the center of the vortex chamber. Within the conical part of the vortex chamber 1 a part of the suspension stream turns and forms an upwardly directed, helical eddy current 8, which will contain the good fibers and lighter contaminants present in the suspension. and air. The heavier impurities present near the wall of the vortex chamber 1, on the other hand, continue downwards through the outlet opening 5 at the lower end of the vortex chamber 1 in the reject chamber 4, from which the fractions containing the heavier impurities tion, the so-called the heavy reject, is led out through the reject outlet 6.

Inom den inre, uppåt riktade virvelströmmen 8, som fort- farande har en mycket hög rotationshastighet, fortgår en upp- delning av suspensionens olika partiklar under inverkan av centrifugalkraften, så att den i suspensionen ingående luften ansamlar sig till en långsträckt luftkärna närmast virvel- kammarens 1 centrumaxel 7 och de i suspensionen ingående lätta föroreningarna, såsom plastpartiklar, ansamlar sig närmast intill denna luftkärna, medan de önskade goda fibrerna samlas i den radiellt sett yttre delen av virvelströmmen 8. Den uppåt riktade virvelströmmen 8 tages ut från virvelkammaren 1 på konventionellt sätt medelst ett s.k. virvelfinnarrör 9, som skjuter in koaxiellt i virvelkammaren 1 vid dess övre, vidare ände. Av det föregående inses att det i virvelkammaren 1 mellan den yttre nedåtriktade virvelströmmen 3 och den inre, uppåtriktade virvelströmmen 8 finnes en gränszon, i vilken den axiellt riktade hastighetskomponenten i suspensionen är väsentligen noll. Diametern hos virvelfinnarröret 9 och dess axiellalängd avpassas så, att virvelfinnarröret 9 leder ut den uppåtriktade virvelströmmen 8 utan att den genom injekt- inloppet 2 inströmmande suspensionsströmmen och den övre delen av den nedåtriktade virvelströmmen 3 störes. Genom virvel- finnarröret 9 passerar sålunda en uppåtriktad virvelström 8, som omfattar en central luftkärna och närmast denna lättare föroreningar och ytterligare längre ut goda fibrer. De goda fibrerna upptager därvid naturligtvis normalt den större delen av den ut genom virvelfinnarröret 9 passerande virvel- strömmen 8.Within the inner, upwardly directed eddy current 8, which still has a very high rotational speed, a division of the various particles of the suspension continues under the influence of the centrifugal force, so that the air contained in the suspension accumulates into an elongated air core closest to the vortex chamber. In the central shaft 7 and the light contaminants contained in the suspension, such as plastic particles, accumulate closest to this air core, while the desired good fibers accumulate in the radially outer part of the eddy current 8. The upwardly directed eddy current 8 is taken out of the vortex chamber 1 in a conventional manner by means of a so-called vortex finder tube 9, which projects coaxially into the vortex chamber 1 at its upper, wider end. From the foregoing it will be appreciated that in the vortex chamber 1 between the outer downwardly directed eddy current 3 and the inner, upwardly directed eddy current 8 there is a boundary zone in which the axially directed velocity component of the suspension is substantially zero. The diameter of the vortex finder tube 9 and its axial length are adjusted so that the vortex finder tube 9 discharges the upwardly directed eddy current 8 without disturbing the suspension current flowing in through the injection inlet 2 and the upper part of the downwardly directed eddy current 3. Thus, an upward eddy current 8 passes through the vortex finder tube 9, which comprises a central air core and closer to it lighter contaminants and even further out good fibers. The good fibers then naturally absorb the larger part of the eddy current 8 passing out through the vortex finder tube 9.

Virvelfinnarröret 9 mynnar i en cirkulärcylindrisk kammare 10, som har ett väsentligen tangentiellt riktat ut- lopp 11 avsett för den del av suspensionsflödet som innehåller de önskade, goda fibrerna, det s.k. acceptet. För att skilja luftkärnan och de närmast denna förefintliga lätta förore- 10 15 20 25 30 35 464 278 ningarna från de önskade goda fibrerna i den genom virvel- finnarröret 9 passerande virvelströmmen 8, finnes ett i kammaren 10 koaxiellt uppifrån inskjutande rör 12, vars nedre inre ände är belägen på något axiellt avstånd från den övre änden av virvelfinnarröret 9 och som vid denna nedre inre ände har en större diameter än virvelfinnarröret 9. Med för- del kan detta rör 12 vara utformat koniskt avsmalnande i rikt- ning uppåt, såsom visat i fig. 1.The vortex finder tube 9 opens into a circular-cylindrical chamber 10, which has a substantially tangentially directed outlet 11 intended for the part of the suspension flow which contains the desired, good fibers, the so-called accepted. In order to separate the air core and the light contaminants closest to it from the desired good fibers in the vortex stream 8 passing through the vortex fin tube 9, there is a tube 12 projecting coaxially from above, the lower inner end is located at some axial distance from the upper end of the vortex finder tube 9 and which at this lower inner end has a larger diameter than the vortex finder tube 9. Advantageously, this tube 12 may be formed conically tapered in the upward direction, as shown in Fig. 1.

Genom detta arrangemang uppnås, att den centrala luft- kärnan och de närmast denna befintliga lätta föroreningarna kommer att strömma rakt fram igenom röret 12 och ut genom dess övre öppna änden som ett s.k. lättrejekt. Den övriga radiellt sett yttre delen av virvelströmmen 8 genom virvel- finnarröret 9, vilken del väsentligen består av de önskade goda fibrerna, kommer däremot att vid övre änden av virvel- finnarröret 9 vika av radiellt utåt och passera genom den ringformade spalten mellan virvelfinnarrörets 9 övre ände och rörets 12 nedre ände ut i kammaren 10 och från denna ut genom utloppet 11 som det s.k. acceptet. Genom justering av de ventiler (ej visade) som finns i de till utloppet 11 och övre änden av röret 12 anslutna rörledningarna har det visat sig möjligt att avpassa förhållandena så, att det genom ut- loppet 11 strömmande acceptet kommer att vara i mycket hög grad fritt från luft och lätta föroreningar samtidigt som det genom rörets 12 övre ände utströmmande flödet kommer att innehålla endast en mycket ringa del goda fibrer. En viss mängd goda fibrer kan naturligtvis från virvelfinnarröret 9 komma att strömma upp i det koniskt avsmalnande röret 12, men det har visat sig möjligt att avpassa förhållandena så, att dessa fibrer ej strömmar ut genom rörets 12 övre ände utan blir kvar i röret 12 som ett roterande flöde närmast rörets 12 vägg eller alternativt bildar ett flöde som vänder inuti röret 12 till att återvända till rörets 12 nedre ände och ut i kammaren lo.By this arrangement it is achieved that the central air core and the light contaminants closest to it will flow straight through the pipe 12 and out through its upper open end as a so-called light project. The other radially outer part of the vortex stream 8 through the vortex fin tube 9, which part essentially consists of the desired good fibers, will, on the other hand, at the upper end of the vortex fin tube 9 deviate radially outwards and pass through the annular gap between the vortex fin tube 9 upper end and the lower end of the tube 12 out into the chamber 10 and from this out through the outlet 11 as the so-called accepted. By adjusting the valves (not shown) present in the pipelines connected to the outlet 11 and the upper end of the pipe 12, it has been found possible to adjust the conditions so that the acceptance flowing through the outlet 11 will be very high. free from air and light contaminants while the flow exiting through the upper end of the tube 12 will contain only a very small amount of good fibers. A certain amount of good fibers may, of course, flow from the vortex finder tube 9 into the conically tapered tube 12, but it has been found possible to adjust the conditions so that these fibers do not flow out through the upper end of the tube 12 but remain in the tube 12 which a rotating flow closest to the wall of the tube 12 or alternatively forms a flow which turns inside the tube 12 to return to the lower end of the tube 12 and out into the chamber 10o.

Naturligtvis är modifikationer av den i fig. l visade och ovan beskrivna utföringsformen av uppfinningen möjliga.Of course, modifications of the embodiment of the invention shown in Fig. 1 and described above are possible.

Sålunda kan rörets 12 diameter vid den nedre änden och det axiella avståndet mellan rörets 12 nedre ände och övre änden av virvelfinnarröret 9 varieras, så att bästa resultat er* 10 464 278' hålles. Vidare kan även rörets 12 konicitet varieras. I ett ytterlighetsfall kan röret l2 göras helt cylindriskt, såsom schematiskt illustreras i fig. 2. Vid ett utförande enligt fig. 2 torde det dock föreligga en något större risk för att goda fibrer och lätta föroreningar och luft kommer att blandas inuti röret 12, så att en större mängd goda fibrer kommer att följa med lättrejektet ut genom utloppet från rörets 12 övre ände.Thus, the diameter of the tube 12 at the lower end and the axial distance between the lower end of the tube 12 and the upper end of the vortex finder tube 9 can be varied, so that best results are maintained. Furthermore, the conicity of the tube 12 can also be varied. In an extreme case, the pipe 12 can be made completely cylindrical, as schematically illustrated in Fig. 2. In an embodiment according to Fig. 2, however, there should be a slightly greater risk that good fibers and light contaminants and air will be mixed inside the pipe 12, so that a larger amount of good fibers will accompany the light projectile out through the outlet from the upper end of the tube 12.

Det har visat sig att en virvelrenare enligt uppfin- ningen arbetar speciellt fördelaktigt om den nedre änden av virvelkammaren l utformas på det sätt som beskrives i det svenska patentet 8205011-3.It has been found that a vortex cleaner according to the invention works particularly advantageously if the lower end of the vortex chamber 1 is designed in the manner described in the Swedish patent 8205011-3.

Claims

464 278 Patent claims

A vortex cleaner for separating a particle-liquid suspension, in particular a pulp suspension, into fractions, comprising an elongate vortex chamber (1) having a circular cross-section, which tapers conically over at least a part of its length towards one end and which at its wider end has a substantially tangentially directed inlet (2) for the suspension to be treated and a first outlet (9) for a lighter fraction of the treated suspension and at its narrower end has a second outlet (5) for a heavier fraction of the treated suspension, said first outlet comprising a tube (9) of smaller diameter coaxially projecting into the wider end of the vortex chamber (1) than the wider end of the vortex chamber (1), which tube opens at its outer end into a circular cylindrical chamber (10) , which is provided with a substantially tangentially directed outlet (11) for a first part of the lighter fraction flowing out through said pipe (9) and a further outlet for a second part of said lighter fraction, which second part is lighter than said first part, characterized in that said further outlet from said circular-cylindrical chamber (10) comprises a second tube (12) projecting into the circular-cylindrical chamber ( 10) coaxially opposite said first tube (9) and has its inner end located at some axial distance from the mouth of the first tube (9), said second tube (12) having at least at its said inner end a larger diameter than the first tube (9) orifice in the circular cylindrical chamber (10).

A vortex cleaner according to claim 1, characterized in that said second tube (12) is conically tapered in the direction away from said inner end. v »