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CN102215979A - 水力旋流器 - Google Patents

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Voith Paper Patent GmbH
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Abstract

本发明涉及一种用于清洁纤维材料悬浊液(1)的水力旋流器，所述水力旋流器带有圆形横截面的腔室(11)，入口(4)以及轻成分的出口(5)在在该腔室一端开口到该腔室(11)内，而重成分分离器(6)在该腔室对置端部处开口到该腔室(11)内。在此，通过使该腔室(11)在入口(4)和分离器(6)之间的引导部段(8)内的直径大于在入口(4)处的直径而防止了入口(4)和轻成分出口(5)之间的短路流动。

Description

水力旋流器
技术领域
本发明涉及一种用于清洁纤维材料悬浊液的水力旋流器，所述水力旋流器带有圆形横截面的腔室，入口以及轻成分的出口在该腔室一端开口到该腔室内，而重成分分离器则在该腔室的对置端部处开口到腔室内。
背景技术
水力旋流器适合于通过离心力聚集重成分和轻成分，且通过出口或分离器导出。
通常，水力旋流器用于移除小的金属颗粒，碎玻璃和沙子，或移除含有发泡剂的可发性聚苯乙烯(Styropor)和另外的轻的塑料颗粒。
不过，在此在通过入口引入的纤维材料悬浊液和轻成分出口之间出现短路流动。所述短路流动明显地阻碍了清洁的效率，特别地在高材料密度的情况下。
发明内容
因此，本发明所要解决的技术问题是阻止短路流动。
根据本发明，此技术问题通过如下方式解决，即，使得所述腔室在位于入口和分离器之间的引导部段内的直径大于在入口处的直径。
纤维材料悬浊液通过切向吹送经由入口在腔室内被引导在圆形轨迹上，其中纤维材料悬浊液由于离心力而被压在腔室壁上。在此，纤维材料悬浊液螺旋形地从入口向重成分分离器的方向运动。
因为腔室在引导部段的直径大于入口处的直径，所以贴靠在腔室壁上的纤维材料悬浊液形成了从入口部段向引导部段的抽吸作用。
其结果是明显地减少了从入口部段向轻成分出口的短路流动的范围。
在此，被证明有利的是腔室的最大直径在引导部段内至少为5mm，优选地至少为10mm和/或至少比入口处大4％，优选地至少大8％。
为不明显地搅动流入的纤维材料悬浊液，入口和引导部段之间的距离应大于30mm，优选地大于60mm。
为使结构简单，腔室的入口侧端部应形成平的。
为使得流入腔室内的纤维材料悬浊液在旋转后不过强地阻碍经由入口的流入，也具有优点地是可使腔室的入口侧端部至少通过径向圆周区域形成为螺旋形。
在此，另外可有利的是螺旋形圆周区域在腔室的整个入口侧端部上延伸，或仅在腔室的流入侧端部的径向外部部段上延伸。
在特别优选的实施例中，螺旋形圆周区域应在从入口到来的纤维材料悬浊液流动方向上毗邻入口的指向腔室的入口侧端部的边界，且螺旋形圆周区域在入口的背离腔室的入口侧端部的边界上结束。
根据水力旋流器的任务和类型以及纤维材料悬浊液的组成，可具有优点的是在位于入口的开口区域内的入口部段内将腔室形成为圆柱形或圆锥形。
入口部段和引导部段之间的过渡的优选的构造取决于距出口的距离等。为使纤维材料悬浊液的涡流较小，直径从入口部段到引导部段逐渐改变。当然，如果从入口部段到引导部段的直径分级改变，则可实现明显的抽吸作用。
但从引导部段发出的抽吸作用的放大也可通过将引导部段形成为圆锥形而实现，其中直径在分离器的方向上放大。如果另一方面直径在分离器的方向上缩小，则在引导部段内已能够引入重成分的分离。然而，特别短的引导部段应形成为圆柱形。
引导部段应由优选地形成为圆锥体形的分离器部段跟随，其中腔室的直径向分离器减小。直径的降低导致了旋转速度的提高且因此导致了离心力和脱离力的放大。因此，重成分压在腔室壁上且在该处集中。在分离器部段的端部处，重成分可被从腔室中导出。
因为轻成分集中在腔室的中心轴线处，所以优选地为管形的沿中心轴线走向的轻成分出口应在腔室的入口侧端部处突出到腔室中心内。通过此出口因此可将悬浊液的轻成分泵出。由于引导部段的抽吸作用，轻成分出口应突出到直至腔室的引导区域内，但尽可能不突伸出引导区域。
在此，当轻成分出口的外周放大为至少一个、优选位于腔室侧端部的部段时，可防止短路流动。在此有利的是轻成分出口的外周优选地连续地向其腔室侧端部放大。
为也能够清洁材料密度更高的纤维材料悬浊液，有利的是例如在EP1069234中所述，至少一个用于稀释液体的导管开口至腔室内。
特别有利的是将水力旋流器用于清洁重成分的纤维材料悬浊液，且在此将已清洁的纤维材料悬浊液通过轻成分出口导出。
当然也可以的是将轻成分通过出口从纤维材料悬浊液中去除，且将已清洁的纤维材料悬浊液通过分离器导出。
通过所实现的对于短路流动的阻挡，水力旋流器可有利地用于清洁制造纸张、纸板、绵纸或另外的纤维材料带的纤维材料悬浊液，且所述纤维材料悬浊液优选地具有1.5％至4％之间的材料密度，特别地具有2.5％至3.5％之间的材料密度。这特别地适合于通过导管导入稀释液体。
附图说明
本发明在下文中通过多个实施例详细解释。各图为：
图1示出了通过水力旋流器的示意性横截面；
图2a至图2c示出了带有圆柱形入口部段7的不同的构造形式；
图3a至图3c示出了带有圆锥形入口部段7的不同的构造形式。
具体实施方式
在此所述的水力旋流器用于清洁具有2.5％至3.5％之间的重成分材料密度的纤维材料悬浊液1。水力旋流器的固定的壳体根据图1包围了具有圆形横截面的长形的腔室11。入口4位于腔室11的端部处，通过所述入口4将待清洁的纤维材料悬浊液1切向地喷入到腔室11的圆柱形入口区域7内。以此将纤维材料悬浊液1引入到圆形轨迹上，其中纤维材料悬浊液1被压靠在腔室11的壁上。
通过在此起作用的离心力和脱离力，重成分3到达腔室11的壁上，且轻成分2到达腔室11的中心内。以此方式，重成分3在腔室11的壁上螺旋形地到达腔室11的带有重成分分离器6的对置的端部，重成分3通过所述分离器6离开水力旋流器。
为使通过入口4流入的纤维材料悬浊液1在腔室11的壁上环流一周后不被导入入口4的流入区域内，在图1中将腔室11的入口侧端部的径向外部圆周区域形成为螺旋形。在此，螺旋形的圆周区域15在来自入口4的纤维材料悬浊液1的流动方向上连接于入口4的指向腔室11的入口侧端部的边界，且在入口4的背离腔室的入口侧端部的边界处终止。
为防止重成分分离器6的堵塞，在重成分分离器6的区域内通过导管10将稀释液体13导入到腔室11内。这允许也在高材料密度时不受影响地使用水力旋流器，这是在此所力求的情况。
存在于腔室11的中心的清除了重成分3的纤维材料悬浊液1在此作为轻成分组分2通过轻成分出口5泵出。为此，管形的轻成分出口5在入口侧端部处沿中心轴线12到达腔室11的中心内。
轻成分出口5在其腔室侧端部具有外周的加厚部14，其中外径向出口5的端部连续地增加。以此将向下流动的纤维材料悬浊液1压离此出口5，这防止了向此出口5的短路流动。
在入口部段7处在分离器6的方向上连接了引导部段8，在所述引导部段8中腔室11的直径比在入口4处更大。以此方式产生了从入口部段7向引导部段8的吸引流动，这抵抗了从入口4向轻成分出口5的短路流动。其结果是效率得以明显改善。
在引导部段8处在分离器6的方向上又连接了圆锥形的分离部段9，在所述分离部段9中腔室11的直径向分离器6连续减小。通过此缩小提高了悬浊液的旋转速度，使得重成分3集中在腔室11的壁上。轻成分出口5到达直至引导部段8内。
为不影响纤维材料悬浊液1在入口内的流动，引导部段8具有距入口4至少30mm的最小距离。
为充分地强化从入口部段7到引导部段8内的流动，腔室11在引导部段8的最大直径至少比在入口4处大10mm。
根据图2和图3，腔室11可具有不同的构造。但在此为构造简化起见，腔室11的入口侧端部形成为平的。
在图2中示出的水力旋流器中，入口部段7形成为圆柱形。当然，从入口部段7到圆柱形的引导部段8的过渡在图2a中分级地进行，而在图2b中逐渐地进行。与此相对，引导部段8在图2c中形成为圆锥形，腔室11的直径在引导部段8中向分离器6增加，使得腔室11在引导部段8和分离部段9之间的过渡中具有它的最大直径。
在图3中图示的水力旋流器具有圆锥形的入口部段7，在所述入口部段7中腔室11的直径在引导部段8的方向上连续地增加，这支持了向引导部段8的流动。在图3a中引导部段8形成为圆柱形，且在图3b和图3c中引导部段8形成为圆锥形。也在图3b和图3c中，腔室11的直径在分离部段9的方向上增加。当然，在图3b中壁在引导部段8中的倾斜与壁在入口部段7中的倾斜相符，而在图3c中壁在引导部段8中比在入口部段7中更强地向中心轴线12倾斜。
如果将轻成分从纤维材料悬浊液1中移除，则清除了轻成分的纤维材料悬浊液1作为重成分组分2通过重成分分离器6输送出水力旋流器，而轻成分2通过轻成分出口5导出。

Claims (25)

1.一种用于清洁纤维材料悬浊液(1)的水力旋流器，所述水力旋流器带有圆形横截面的腔室(11)，入口(4)以及轻成分的出口(5)在该腔室(11)一端处开口至该腔室内，且重成分分离器(6)在该腔室的对置端部处开口至该腔室(11)内，其特征在于，该腔室(11)在位于入口(4)和分离器(6)之间的引导部段(8)内的直径大于在入口(4)处的直径。
2.根据权利要求1所述的水力旋流器，其特征在于，所述腔室(11)在引导部段(8)内的最大直径至少比在入口(4)处的直径大5mm，优选至少大10mm。
3.根据权利要求1或2所述的水力旋流器，其特征在于，所述腔室(11)在引导部段(8)内的最大直径比在入口(4)处的直径大4％，优选至少大8％。
4.根据前述权利要求中一项所述的水力旋流器，其特征在于，入口(4)和引导部段(8)之间的距离大于30mm，优选大于60mm。
5.根据前述权利要求中一项所述的水力旋流器，其特征在于，腔室(11)在位于入口(4)的开口区域内的入口部段(7)内形成为圆柱形。
6.根据权利要求1至4中一项所述的水力旋流器，其特征在于，腔室(11)在位于入口(4)的开口区域内的入口部段(7)内形成为圆锥形。
7.根据前述权利要求中一项所述的水力旋流器，其特征在于，入口部段(7)的直径向引导部段(8)逐渐地改变。
8.根据权利要求1至6中一项所述的水力旋流器，其特征在于，入口部段(7)的直径向引导部段(8)分级地改变。
9.根据前述权利要求中一项所述的水力旋流器，其特征在于，引导部段(8)形成为圆柱形。
10.根据权利要求1至8中一项所述的水力旋流器，其特征在于，引导部段(8)形成为圆锥形。
11.根据前述权利要求中一项所述的水力旋流器，其特征在于，引导部段(8)跟随优选地形成为圆锥体形的分离部段(9)，在所述分离部段(9)中腔室(11)的直径向分离器(6)减小。
12.根据前述权利要求中一项所述的水力旋流器，其特征在于，入口(4)切向地引入到腔室(11)内。
13.根据前述权利要求中一项所述的水力旋流器，其特征在于，优选地管形的轻成分出口(5)在腔室(11)的入口侧端部处突伸到腔室(11)的中心内。
14.根据前述权利要求中一项所述的水力旋流器，其特征在于，轻成分出口(5)的外周在至少一个优选地位于腔室侧的端部处的部段内增加。
15.根据权利要求14所述的水力旋流器，其特征在于，轻成分出口(5)的外周向水力旋流器的腔室侧端部优选地连续地增加。
16.根据前述权利要求中一项所述的水力旋流器，其特征在于，腔室(11)的入口侧端部形成为平的。
17.根据权利要求1至15中一项所述的水力旋流器，其特征在于，腔室(11)的入口侧端部至少在外周区域(15)上形成为螺旋形。
18.根据权利要求17所述的水力旋流器，其特征在于，螺旋形外周区域(15)在腔室(11)的整个入口侧端部上延伸。
19.根据权利要求17或18所述的水力旋流器，其特征在于，螺旋形外周区域(15)在来自入口(4)的纤维材料悬浊液(1)的方向上连接在入口(4)的指向腔室(11)的入口侧端部的边界上。
20.根据权利要求17至19中一项所述的水力旋流器，其特征在于，螺旋形外周区域(15)在入口(4)的背离腔室(11)的入口侧端部的边界上结束。
21.根据前述权利要求中一项所述的水力旋流器，其特征在于，轻成分出口(5)沿腔室(11)的中心轴线(12)走向。
22.根据前述权利要求中一项所述的水力旋流器，其特征在于，轻成分出口(5)突出直至腔室(11)的引导部段(8)内。
23.根据前述权利要求中一项所述的水力旋流器，其特征在于，至少一个用于稀释液体(13)的导管(10)开口到腔室(11)内。
24.根据前述权利要求中一项所述的水力旋流器，其特征在于，已清洁的纤维材料悬浊液(1)通过轻成分出口(5)导出。
25.根据前述权利要求中一项所述的水力旋流器，其特征在于，用于制造纸张、纸板、绵纸或另外的纤维材料带的纤维材料悬浊液(1)优选地具有1.5％至4％之间的材料密度，特别地具有2.5％至3.5％之间的材料密度。
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