CN113272069B

CN113272069B - 水力旋流器废料室

Info

Publication number: CN113272069B
Application number: CN202080004948.8A
Authority: CN
Inventors: B.埃里克森; R.贝克
Original assignee: Valmet Technologies Oy
Current assignee: Valmet Technologies Oy
Priority date: 2019-01-10
Filing date: 2020-01-09
Publication date: 2023-04-21
Anticipated expiration: 2040-01-09
Also published as: US11285496B2; EP3817863A1; US20200222916A1; CN113272069A; EP3817863A4; WO2020146581A1

Abstract

一种与用于将纤维悬浮液分离成基本上包含重污染物的重质部分和基本上包含纤维的轻质纤维部分的水力旋流器结合使用的废料室，该废料室具有内部腔体、通入内部腔体的废料入口、以及从内部腔体引出的废料出口，该废料出口的纵轴相对于废料入口的纵轴成一定角度。所述废料室具有在废料室的弯管处延伸到内部腔体中的主干、以及分别在主干的相对侧延伸到腔体中的至少两个凸块，废料室是沿着穿过主干并在具有对称侧面的凸块之间的横截面截取而形成的。

Description

水力旋流器废料室

对相关申请的引用

本申请要求于2019年1月10日提交的美国临时申请62/790544的权益。

背景技术

本公开涉及一种用于将纤维悬浮液分离成基本上包含重污染物的废料部分和基本上包含纤维的接受部分的水力旋流器，该水力旋流器包括具有限定细长的分离室的周向壁的壳体，该分离室具有两个相对的端部和在相对的端部之间延伸的中心轴线。所述水力旋流器还包括：用于在其一端将纤维悬浮液基本上沿切向供应到分离室中以使纤维悬浮液在分离室中以涡流的形式流动的入口构件、用于在所述一端从分离室排出接受部分的第一出口构件、以及用于在其另一端从分离室排出废料部分的第二出口构件。

在于2006年7月27日公开的美国公开申请2006/0163153(‘153系统)中能发现一个常规系统的例子。该说明书的一部分复制在下文中，并且在所有附图中为相似的项目使用相似的附图标记。

在下面的附图中更详细地说明了‘153系统，其中图1示出了水力旋流器的轴向横截面图。

在图1中，示出了‘153系统的水力旋流器2的一个例子，该水力旋流器2的尺寸是专门针对分离包含较轻和较重的污染物的纤维悬浮液而设计的。水力旋流器2包括壳体4，该壳体4形成长度为49厘米并具有周壁8的分离室6。分离室6具有圆锥形腔室部分10和连接圆锥形腔室部分10的底部的圆柱形腔室部分12，由此分离室6具有较宽的底端14和较窄的开放顶端16。

在分离室的底端14处设有入口构件18，用于将纤维悬浮液沿切向供应到圆柱形腔室部分12中。管道20形式的第一出口构件从分离室6的底端14居中地延伸一段距离进入圆柱形腔室部分12，用于排出基本上包含纤维的轻质纤维悬浮液部分。在分离室6的顶端16处设有第二出口构件22，用于排出包含重污染颗粒(例如沙子、金属碎片等)的重质纤维悬浮液部分。第三出口构件为管道24的形式，其直径比管道20的直径小得多，该第三出口构件居中地延伸并穿过管道20，用于排出包含轻污染颗粒(例如塑料碎片等)的更轻质的纤维悬浮液部分。水力旋流器1还包括用于向分离室6的较靠近顶端16的锥形腔室部分10供应液体和/或气体的流体供应装置26。

在图1的水力旋流器1的操作期间，包含较轻和较重的污染物的纤维悬浮液由泵50通过入口构件18沿切向泵入分离室6，从而在分离室6中产生纤维悬浮液的涡流。结果，纤维悬浮液分离成通过管道20排出的基本上包含纤维的接受部分和通过出口构件22排出的包含较重污染物的废料部分。

在这种水力旋流器的操作期间可能出现的一个众所周知的问题是，流量通常比轻质纤维部分小得多的重质部分变得很厚，由此可能堵塞出口构件22。

重要的是在每个水力旋流器内以尽可能高的选择性进行分离，即，在不减少不想要的颗粒的份额的条件下最大限度地减少通过每个水力旋流器分离并从重质部分出口排出的纤维部分。降低重质部分出口内的纤维浓度也很重要，这能够避免堵塞顶端处的重质部分出口并实现安全的操作条件。水力旋流器可采用光滑的内表面以获得良好的污垢去除能力，因为这会使得颗粒以尽可能适中的扰动湍流迁移到水力旋流器的壁部。但是，这也会增加向水力旋流器的壁部沉降的废弃纤维的数量。

因此，一个目标是最大限度地减少增厚因素，但是同时也需要实现平衡，使得增大纤维团的湍流的产生不会干扰分离不想要的颗粒的螺旋涡流，由此使得水力旋流器的分离效率不会因更大份额的未分离或已分离的重颗粒二次混合到水力旋流器的轻质接受纤维流中等问题而降低。

发明内容

本发明公开了一种与用于将纤维悬浮液分离成基本上包含重污染物的重质部分和基本上包含纤维的轻质纤维部分的水力旋流器结合使用的废料室，该废料室具有内部腔体、通入内部腔体的废料入口、以及从内部腔体引出的废料出口，该废料出口的纵轴相对于废料入口的纵轴成一定角度。所述废料室具有在废料室的弯管处延伸到内部腔体中的主干、以及分别在主干的相对侧延伸到腔体中的至少两个凸块，废料室是沿着穿过主干并在具有对称侧面的凸块之间的横截面截取而形成的。

所公开的废料室具有两个凸块，并沿环流发生的方向加厚，并且可与任一方向的环流结合使用。

附图说明

图1是现有技术的水力旋流器的轴向横截面的侧视图。

图2是本公开的废料室的俯视透视图，其中示出了废料室的对称特征。

图3是图2所示的废料室的侧视透视图。

图4是图2的废料室的局部剖切透视图，其中示出了废料室内存在的两个凸块和主干的一部分。

图5是图2的废料室的俯视透视图。

图6是通过主干的中心截取的废料室的侧视横截面图。

图7是废料室的局部剖切侧视图，其中示出了完整的主干。

图8是废料室的横截面图，示出了废料室内的凸块之一。

图9是废料室的仰视图。

图10是废料室的后视图。

图11是废料室的侧视图。

所有附图都精确地描绘了废料室的比例。

在详细说明本公开的一个实施例之前，应理解，本公开的实施不限于以下说明中阐述的或附图中示出的部件的构造和布置细节。本公开可有其它的实施例，并且可通过多种方式实施。而且，还应理解，在本文中所用的措词或术语仅用于说明目的，不构成任何限制。“包含”和“包括”等词及其变化形式的使用意味着涵盖其后所列的项目和同等项目、以及附加项目。在本文中使用的“由……组成”及其变化形式意味着仅包含其后列出的项目及其等同项目。此外，应理解，诸如“向前”、“向后”、“向左”、“向右”、“向上”、“向下”、“侧部”、“顶部”和“底部”等术语是出于方便目的而使用的词语，不应理解为限制性术语。

具体实施方式

本发明公开了一种废料室60，该废料室具有内部腔体64(参见图4)、通入腔体64的废料入口68(参见图5)、以及从腔体64引出的废料出口72。在所公开的实施例中，废料出口72的纵轴76与废料入口68的纵轴80成90度角，当然，在其它实施例中该角度可有所不同。废料室60用于代替图1中的第二出口构件22和流体供应装置26。

所公开的废料室具有两个主要特征。一个特征是居中布置的主干84，另一个特征是位于主干84两侧的两个斜坡或“凸块”88和92，如图2至5所最佳地示出。更具体地说，在废料入口与废料出口交会的废料室60的弯管处，布置有沿着废料入口68的纵轴80延伸到内部腔体64中的主干84。此外，在主干84的两侧设有一对凸起区域或凸块88和92，每个凸块延伸到内部腔体64中。沿着穿过主干84并在凸块88和92之间的横截面截取而成的废料室60产生对称的侧面，在所示的实施例中，主干84具有大约12毫米的长度，并且具有直径大约为10毫米的圆顶。废料室60的总长度大约为100毫米，凸块88和92的高度大约为5毫米。废料入口68的直径大约为68毫米，通入弯管部分的开口大约为35毫米。如图6所示，废料室在入口88处具有连接套环94、直径缩减的中间部分96、以及随后的直径进一步缩减的弯管部分98，该弯管部分包含主干84以及凸块88和92。

在其它实施例中，主干84的长度为5毫米至20毫米，但是在配套凸块上方的延伸量不超过7毫米。废料室60的总长度为60毫米至100毫米。废料入口68的直径为30毫米至100毫米，凸块的高度为1毫米至10毫米。通入弯头部分的开口的直径为30毫米至80毫米。

迄今为止，带有成型内部构件的水力旋流器废料室是单侧的。也就是说，废料室只能安装在单向旋转的水力旋流器中。一种常规的水力旋流器构造为使得水力旋流器中的流体可沿任一方向旋转，但结果是需要两个版本的此类单侧废料室，一个用于沿一个方向的流动，另一个用于沿另一个方向的流动。采用所公开的废料室，不需要两个版本。也有全向的常规废料室，但它们没有任何内部成型部件来帮助将较重的废料与较轻的接受物料分离。

这种双侧废料室60与现有的单侧版本的主要优点在于，它可安装在可使流体沿顺时针或逆时针方向旋转的水力旋流器中。在纸浆和造纸行业中存在一种清洁器，该清洁器因保持清洁器的结构而制造为使一侧的流体沿顺时针旋转，并使外侧的流体沿逆时针旋转。因此，双侧废料室60的主要益处是在这种清洁器中只需要一种废料室设计。凸块88和92以及主干84减少了增厚因素，即，减少了从清洁器排出的优质纤维的量，这是任何水力旋流器的一个主要特征。此外，与单侧废料室相比，所公开的废料室60具有稍好的杂质去除效果。

单个凸块可能会对沿反向旋转的清洁器产生严重干扰影响。

在下文的权利要求中阐述了本公开的各种其它特征。

Claims

1.一种用于将纤维悬浮液分离成包含重污染物的重质部分和包含纤维的轻质纤维部分的水力旋流器，该水力旋流器包括具有限定细长分离室的周壁的壳体，该细长分离室具有两个相对的端部以及在相对的端部之间延伸的中心轴线、在分离室的一端处用于将纤维悬浮液沿切向供应到分离室中以使纤维悬浮液在分离室中以涡流形式流动的入口构件、在所述一端处用于从分离室排出接受部分的第一出口构件、以及在分离室的另一端处用于从分离室排出重质部分的废料室，该废料室具有内部腔体；具有通入内部腔体的废料入口的废料入口部分；以及具有壁和从内部腔体引出的废料出口的废料出口部分，该废料出口部分的纵轴相对于废料入口部分的纵轴成一定角度；在废料入口与废料出口会合处从废料出口部分沿着废料入口部分的纵轴延伸到内部腔体中的主干；以及在所述废料出口部分壁中的至少两个凸块，所述至少两个凸块分别从废料出口部分并在主干的相对侧延伸到内部腔体中，废料室是沿着穿过主干并在具有对称侧面的凸块之间的横截面截取而成的。

2.如权利要求1所述的水力旋流器，其中，所述主干的长度为5毫米至20毫米，但在凸块上方的延伸量不超过7毫米，废料室的总长度为60毫米至100毫米，废料入口68的直径为30毫米至100毫米，凸块的高度为1毫米至10毫米，通入废料出口部分的开口的直径为30毫米至80毫米。

3.一种与用于将纤维悬浮液分离成包含重污染物的重质部分和包含纤维的轻质纤维部分的水力旋流器结合使用的废料室，所述水力旋流器包括具有限定细长分离室的周壁的壳体，该细长分离室具有两个相对的端部以及在相对的端部之间延伸的中心轴线、在分离室的一端处用于将纤维悬浮液沿切向供应到分离室中以使纤维悬浮液在分离室中以涡流形式流动的入口构件、在所述一端处用于从分离室排出接受部分的第一出口构件、以及适于连接在分离室的另一端处以从分离室排出重质部分的废料室，该废料室具有内部腔体；具有通入内部腔体的废料入口的废料入口部分；以及具有壁和从内部腔体引出的废料出口的废料出口部分，该废料出口部分的纵轴相对于废料入口部分的纵轴成一定角度；以及在所述废料出口部分壁中的至少两个凸块，所述至少两个凸块分别从废料出口部分延伸到内部腔体中，废料室是沿着在具有对称侧面的凸块之间的横截面截取而成的。

4.一种与用于将纤维悬浮液分离成包含重污染物的重质部分和包含纤维的轻质纤维部分的水力旋流器结合使用的废料室，所述水力旋流器包括具有限定细长分离室的周壁的壳体，该细长分离室具有两个相对的端部以及在相对的端部之间延伸的中心轴线、在分离室的一端处用于将纤维悬浮液沿切向供应到分离室中以使纤维悬浮液在分离室中以涡流形式流动的入口构件、在所述一端处用于从分离室排出接受部分的第一出口构件、以及适于连接在分离室的另一端处以从分离室排出重质部分的废料室，该废料室具有内部腔体；具有通入内部腔体的废料入口的废料入口部分；具有壁和从内部腔体引出的废料出口的废料出口部分，该废料出口部分的纵轴相对于废料入口部分的纵轴成一定角度；从废料出口部分沿着废料入口部分的纵轴延伸到内部腔体中的主干；以及在所述废料出口部分壁中的至少两个凸块，所述至少两个凸块分别从废料出口部分并在主干的相对侧延伸到内部腔体中，废料室是沿着穿过主干并在具有对称侧面的凸块之间的横截面截取而成的。

5.如权利要求4所述的废料室，其中，所述主干的长度为5毫米至20毫米，但在凸块上方的延伸量不超过7毫米，废料室的总长度为60毫米至100毫米，废料入口68的直径为30毫米至100毫米，凸块的高度为1毫米至10毫米，通入废料出口部分的开口的直径为30毫米至80毫米。