SE435460B - Virvelrenare - Google Patents

Description

a1n24os-3¿ 10 15 20 25 30 35 I vid en fabrik för framställning av pappersmassa eller . 2; axiella utloppet vid-virvelkammarens smala ände och matas ut genom detta som en tyngre, föroreningarna innehållande I fraktion, det s.k. rejektet. Den inre delen av virvel- § strömmen däremot vänder i närheten av kammarens avsmal- nande ände och fortsätter i axiellt motsatt riktning som en inre, likaledes skruvspiralformad virvelström, som tages ut genom det axiellt riktade utloppet vid virvel- kammarens vidare ände som en lättare fraktion, det s.k. acceptet, som vid rening av en pappersmassasuspension till , större delen består av goda fibrer. D Ett väsentligt problem vid virvelrenare av detta *slag är den förhållandevis stora energiförbrukningen.

Eftersom antalet virvelrenare i en anläggning, exempelvis papper, blir mycket stort, blir den totala energikostnaden för virvelrenarnas drift en betydande ekonomisk belastning.

De alltmer ökande enrgikostnaderna har gjort detta problem alltmer besvärande. Den erforderliga energin för drift av en virvelrenare förbrukas i den pump som matar in suspen- sionen till virvelrenarens inlopp. Denna pump måste trans- portera hela suspensionsmängden och alstra ett tillräck- ligt hög tryck, för att det inre tryckfallet i virvelrena- ren från inloppet till acceptutloppet och rejektutloppet skall övervinnas. Suspensionsflödets storlek går natur- ligtvis inte att göra någonting åt, varför en minskning av energiförbrukningen endast kan ske genom en reducering av det tryck som pumpen måste alstra. Ändamålet med föreliggande uppfinning är därför att påstadkomma en förbättrad virvelrenare av det inledningsvisd angivna slaget, som kan drivas med ett lägre tryck vid inloppet och som därigenom får en lägre energiförbrukning; ' Enligt uppfinningen uppnås detta med en virvelrenare utformad i enlighet med de bifogade patentkraven.

Uppfinningen baserar sig på insikten, att vid de hittills kända virvelrenarna av den föreliggande typen besitter det genom det axiella acceptutloppet vid virvel- kammarens vidare ände utströmmande acceptflödet ett be-_ tydande energiinnehåll i form av kinetisk energi, som här- ÅOOR QUALITY' 10 15 20 25 30 35 _1oppet; e1o24o9-3 rör dels från acceptflödets axiella strömningshastighet genom utloppet men.även till en mycket betydande del från , aæwfiwæmpwfiwkflaflfimhßmfißmßeflwwm acceptflödet har formen av en skruvspiralformad virvel- ström. Vid virvelrenaren enligt uppfinningen tillvaratages denna kínetiska energi till en väsentlig del och omvandlas till tryckenergi, så att med bibehållande av oförändrat tryck i den till virvelrenarens acceptutlopp anslutna yttre rörledningen trycket sänkes väsentligt vid accept- utloppsöppningen i virvelkammaren, vilket medför, att ' trycket vid virvelkammarens inlopp kan sänkas i motsva- rande grad med bibehållande av det för virvelkammarens drift erforderliga tryckfallet från inloppet till accept- utloppsöppningen. ' I det följande skall uppfinningen närmare beskrivas i anslutning till bifogad ritning, vilken såsom exempel schematiskt_visar en virvelrenare utformad enligt uppfin- ningen, varvid fig. 1 är en sidovy av virvelrenaren; fig. 2 visar ett axiellt snitt, i större skala, , genom virvelrenarens övre del med inloppet och acceptut-I fig. 3 visar ett tvärsnitt utefter linjen III-III i fig. 2; och ' fig. H visar ett partiellt tvärsnitt utefter linjen IV-IV i fig. 2.

Den i fig. l schematiskt visade virvelrenaren inne- fattar på konventionellt sätt en i tvärsektion cirkulär, långsträckt virvelkammare, allmänt betecknad med 1, som har ett cylindriskt parti la och ett mot virvelrenarens' .nedre ände koniskt avsmalnande parti lb. Vid virvelkamma- rens övre ände finnes ett inlopp 2 för den suspension som skall behandlas och ett utlopp 3 för den lättare fraktío-.z nen, det s.k. acceptet. Vid virvelkammarens nedre, smalare ände finnes ett utlopp N för den tyngre fraktionen, det s.k. rejektet. Detta rejektutlopp kan vara utformat på helt konventionellt sätt och visas därför ej i detalj.

Rejektutloppet från den smalare änden av virvelkammarens l . 1. I .l ' y _ * Y PoOR Qmaß se ß1o24o9-§ 10 15 20 '25 30 35 koniskt avsmalnande del lb är på konventionellt sätt axiellt riktat men mynnar i en s.k. rejektutloppskammare 5, som har det i huvudsak tangentiellt riktade rejektut- loppet 4. _ _ _ U Såsom visas i detalj i fig. 2-H, finnes vid den övre änden av virvelkammarens l cylíndriska del la ett tangentiellt riktat inlopp 2 för den suspension som skall behandlas. Detta inlopp 2 fortsätter som en skruvspiral- formad kanal 6, som sträcker sig i huvudsak över ett helt varv och som är utformad i virvelkammarens la lock eller gavel 7. Genom inloppet 2 och_kanalen 6 ledes den inkom- mande suspensionen, det s.k. injektet, in i kammaren la som en skruvspiralformad virvelström med hög hastighet, som fortsätter nedåt utmed virvelkammarens längd genom den cylindriska delen la och vidare ned genom den-koniskt avsmalnande delen lb. Såsom beskrivits i det föregående, medför centrifugalkraftens verkan i denna skruvspiralfor- made virvelström, att de tyngre partiklarna, föroreningar- na, ansamlar sig närmast virvelkammarens vägg, medan de lätta partiklarna, exempelvis de nyttiga fibrerna i en pappersmassasuspension, samlar sig närmare virvelkammarens axel. Det närmast virvelkammarens vägg belägna skiktet av virvelströmmen lämnar virvelkammaren genom dess nedre smala ände ut till rejektutloppskammaren 5, medan den inre delen av virvelströmmen vänder inom den koniska delen lb av virvelkammaren och fortsätter i axiellt motsatt riktning som.en inre skruvspiralformad virvelström upp mot den övre änden av virvelkammaren.

För uttagning av denna inre, uppåtriktade virvelström, som bildar den lättare fraktionen eller det s.k. acceptet, finnes ett i virvelkammarens övre vidare ände koaxiellt inskjutande rör 8, ett s.k. virvelfinnarrör, som sträcker sig axiellt in i virvelkammaren åtminstone förbi injektin- loppet 2,5. Acceptet strömmar in i virvelfinnarröret 8 som en skruvspiralformad virvelström, som har ett stort kine- tiskt energiinnehåll dels som följd av sin axiella ström- ningshastighet men även i väsentlig grad som följd av den höga periferiella strömningshastigheten i den skruvspiral- v v . 1-1 r. "g FQQR QUALITY 1Û_ 15 20 25 30 35 8102409-3 formade virvelströmmen. Vid konventionella virvelrenare fortsätter det som acceptutlopp tjänande virvelfinnarröret 8 rakt ut från virvelrenaren och är direkt anslutet till en yttre rörledning för transport av acceptet till en sam- lingsrörledning, till vilken vanligtvis ett flertal virvel- renare är anslutna; Det inses, att därvid det betydande kinetiska energiinnehållet i acceptflödet, vilket ursprung- ligen alstras med hjälp av den till injektinloppet 2 an-H slutna pumpen, går förlorat. I Vid virvelrenaren enligt den föreliggande uppfin- ningen däremot tillvaratages det kinetiska energiinnehâllet hos det genom virvelfinnarröret 8 från virvelkammaren 1 utströmmande acceptflödet till en betydande del. Detta sker, genom att det vid den övre eller yttre änden av virvelfínnarröret 8 är anordnade organ, som avlänkar det genom virvelfinnarröret 8 utströmmande acceptflödet i ra- diell riktning ut till en ringformad, relativt virvelrenar- röret 8 koaxiellt anordnad och väsentligen radiellt riktad spalt 9, som är anordnad i den inre väggen av en ringformad, koaxiellt relativt virvelfinnarröret 8 anordnad kammare lö.

Vid det visade utföringsexemplet av uppfinningen sker- nämnda avlänkning med hjälp av en i den övre eller yttre änden av virvelfinnarröret 8 koaxiellt inskjutande, i huvudsak koniskt avsmalnande kropp ll, som har sin spets riktad in mot virvelfinnarrörets 8 mynning och vars yttre omkretskant bildar den ena.kanten av spalten 9. Vidare ut- vidgar sig den övre-eller yttre änden av virvelfinnar- röret 8 gradvis ut mot den andra kanten av spalten 9. Det skruvspiralformade acceptflödet genom virvelfinnarröret 8 avlänkas härigenom till att strömma ut genom den radiellt riktade ringformade spalten 9 med en mycket hög strömnings- hastighet med väsentligen endast radiella och periferiella hastighetskomponenter. Under inverkan av den mycket stora centrifugalkraft som uppstår i det genom spalten 9 ut- -strömmande flödet slungas detta ut mot den yttre väggen av den ringformade kammaren 10. Den uppstâende effekten liknar den som föreligger vid en centrifugalpump eller centrifugalkompressor, varvid den radiellt-periferiellt nroou uufi-íïfïlf 8102lr09~3 01 10 15 20 25 30 35 . 6 , - 4' riktade suspensionsströmmen genom den ringformade spalten 9 och genom den till densamma ledande strömningsvägen_ från virvelfinnarrörets 8 övre ände tjänar som det drivande pump- eller kompressorhjulet. Resultatet blir, att i den ringformade kammaren 10 alstras ett väsentligt övertryck relativt trycket i virvelfínnarröret 8. Från den ringforma- de kammaren 10 strömmar acceptet ut genom det väsentligen tangentiellt relativt kammarens 10 vägg riktade utloppet 3.

Vid detta utlopp 3 föreligger sålunda ett.väsent1igt högre tryck än i virvelfinnarröret 8 och med bíbehållet tryck i det till den yttre rörledningen för acceptet anslutna ut- ” loppet 3 erhålles sålunda en väsentlig trycksänkning i virvelfínnarröret 8. Man kan också uttrycka resultatet på så sätt, att man genom det speciella arrangemanget vid den övre eller yttre änden av vírvelfinnarröret B åstadkommer en kraftig sugverkan i virvelfinnarröret 8. Genom denna I väsentliga trycksänkning i vírvelfinnarröret 8 kan man sänka matningstrycket vid inloppet 2 i motsvarande grad och därigenom reducera energiförbrukningen hos den till in- loppet 2 anslutna injektpumpen, utan att det för virvel-I renarens funktion, dvs. fraktioneringsprocessen i vírvel- kammaren l, erforderliga tryckfallet från inloppet 2 till acceptutloppet 8 minskas.

Skulle det vid en i enlighet med uppfinningen utfor- mad virvelrenare visa sig, att som följd av det sänkta trycket vid injektinloppet 2 tryckfallet från injektin- loppet 2 till rejektutloppet blir så lågt, att det blir svårt att uppnå en tillfredsställande utmatning av rejek- tet, kan denna svårighet avhjälpas, genom att den koniskt avsmalnande delen lb av virvelkammaren l utformas på det i den svenska patentansökningen 7811510-2 beskrivna sättet; En sådan utformning av virvelkammarens koniskt avsmalnande del medför nämligen en avsevärt förbättrad rejektutmatning från virvelkammaren. l ' Det inses, att flera olika utföranden och modifika- tioner av uppfinningen är möjliga utöver det i det före- gående beskrivna och i ritningen visade exemplet. Detta gäller i synnerhet utformningen av avlänkningskanalen ha... ___.___...__.__.___._fi........._................._. _-. ...i . .

POOR QÜÃLÉTY r a1o2no9+s 7 från övre eller yttre änden av virvelfínnarröret 8 till den ríngformade, radiellt riktade spalten 9. Vidare kan exempelvis kroppen 11 vara utformad med en central, axiellt genomgående kanal för utsugníng av gas från den gaskärna som ofta bildas í centrum av virvelkammaren 1. ' f EQÅQR QUALITY :fu-l l_....._.___..__..._ __ _,.._._ ._. _. ___..-

Claims (3)

1. i 81024094: 8 Patentkrav l. Virvelrenare för separering av en fiber-vätske- _suspension, i synnerhet en pappersmassasuspension, i fraktioner, innefattande en långsträckt virvelkammare (la, lb) med cirkulär tvärsektion, som över en del (lb) av sin längd avsmalnar i riktning mot sin ena ände, varvid denna kammare vid sin vidare ände har ett väsentligen tangentiellt riktat inlopp (2, 6) för den suspension som skall behandlas och ett första, axiellt riktat utlopp (8) för en lättare fraktion av den behandlade suspensionen och vid sin smalare ände ett andra utlopp (4) för en tyngre fraktion av den behandlade-suspensionen, varjämte nämnda första utlopp för den lättare fraktionen utgöres av ett i virvelkammarens (la) vidare ände koaxiellt inskjutande rör (8), som har en mindre diameter än virvelkammarens vidare ände och som sträcker sig in i vírvelkammaren åtmins- tone förbi det tangentiella inloppet (2, 6% kännetecknad av att vid den yttre änden av detta rör (8) är anordnade organ (ll) för avlänkning av det genom röret som en skruvsprial- formad virvelström.utströmmande flödet av den lättare frak- tionen i radiell riktning ut till ett ringformat, i huvudsak radiellt riktat, spaltformat munstycke (9), vilket har en större diameter än röret och är anordnat koaxialt relativt rörets centrumaxel, varvid detta munstycke mynnar i den inre väggen av en ringformat cirkulär, relativt förlängningen av rörets (8) centrumaxel koaxiellt anordnad kammare (10), vilken i sin yttre vägg har en utloppsöppning (3) för den? lättare fraktionen.

2. Virvelrenare enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda organ för avlänkning av den genom nämnda rör (8) utströmmande lättare fraktionen i radiell riktning inne- fattar en cirkulär, i huvudsak koniskt avsmalnande kropp (ll), som med sin smalare ände skjuter koaxiellt in i den yttre Å änden av nämnda rör (8) och vars yttre omkrets vid kroppens bredare ände bildar ena kanten av nämnda ringformade munstycke (9), varjämte den yttre änden av nämnda rör (8) utvidgar sig gradvis ut till att bilda den andra kanten av nämnda ringfor- made munstycke (9). 8102409-3

3. Virvelrenare enligt krav 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a d av att utloppsöppningen (3) från nämnda ringformade kammare (10) är väsentligen tangentiellt riktad relativt kammarens yttre vägg.