专利名称：用来分离含有相对较重的污染物的纤维纸浆悬浮液的水力旋流器单元及其方法
技术领域：
本发明涉及一种用来分离含有相对较重的污染物的纤维纸浆悬浮液的水力旋 流器单元，包括外壳，该外壳形成细长而大致呈锥形的分离室，该分离室具有底 端和顶端；至少一个位于外壳上的悬浮液入口构件，悬浮液入口构件设计成将待分 离的悬浮液在分离室的底端处切向地馈送到分离室内，这样，进入的悬浮液形成漩 涡，其中，重的污染物被离心力径向地向外拉，而纤维被曳拉力径向地向内推，由 此，基本上含有纤维的悬浮液的中心部分中心地形成在漩涡中，而含有重的污染物 和某些纤维的舍弃部分径向向外地形成在分离室内。水力旋流器单元还包括位于分 离室顶端用来排出舍弃部分的舍弃部分出口、位于分离室底端用来排出中心部分的 中心接纳部分出口、以及至少一个将流体注入到分离室内的流体注射构件。本发明 还涉及一种用来分离含有相对较重的污染物的纤维纸浆悬浮液的方法。
背景技术：
水力旋流器单元用于纸浆和造纸工业中，其用来清洁纤维纸浆悬浮液以脱离污 染物，尤其是但不排外地用来脱离掉密度不同于纤维的污染物。 一种重要的应用是 清洁除掉比重大于纤维比重的较重颗粒形式的污染物，诸如尺寸范围在100-1000 微米内的微粒、碎屑、沙粒和金属颗粒。设计用于如此应用的传统水力旋流器的分 离室在悬浮液入口构件处的直径约小于150mm，以形成足够强的离心力来径向向 外地曳拉漩涡中的重的污染物。分离室的锥形设计是必要的以保持漩涡的转动速 度，因此，保持沿分离室作用在重的污染物上的所需离心力的大小，这样，在全部 分离室内的分离效率符合要求。此外，当清洁高稠度纤维悬浮液以防止形成纤维网 时，保持漩涡速度是特别地重要。如此的纤维网不利地影响着分离效率并在分离室 的顶端处阻塞相当小的轴向开口。由于纤维网形成的趋势随着纤维浓度提高而增 大，所以，传统水力旋流器通常用于分离纤维浓度达1.0% (例外情形达1.5%)的 纤维悬浮液。
并行连接且形成第一分离级的多个传统型的水力旋流器已经用于传统的水力 旋流器设备内，以达到清洁大悬浮液流量所需的总生产量，该生产量典型地在
40000和200000升/分之间，这通常存在于造纸工业中。传统的水力旋流器设备还 包括传统型水力旋流器的其它分离级，典型地是呈串联连接的四至五级，以从第一 级中形成的悬浮液的舍弃部分中回收纤维，由此，提高了设备的分离效率。
人们已经知道提供一个带有流体注射构件的水力旋流器，该流体注射构件用来 将冲洗液体注射到紧靠舍弃部分出口附近的分离室内以冲洗掉变厚的舍弃部分，这 样，纤维从重的污染物中释放出来，并防止舍弃部分出口的堵塞。
发明内容
本发明的目的是提供一种用来分离含有相对较重的污染物的纤维纸浆悬浮液 的水力旋流器单元，与上述传统的水力旋流器相比，本发明的水力旋流器具有提高 的生产量、低的能耗和提高的分离效率。
该目的通过水力旋流器单元来达到，其特征首先在于，流体注射构件适于在离 分离室顶端一距离处切向地将流体注入到分离室内，该距离至少是分离室长度的 40%，这样，注入的流体提高了分离室内漩涡的一部分的转动速度，由此，提高了 存在于所述漩涡部分内的纤维的分离效率。
如果将本发明的水力旋流器单元与底端处具有相同直径的分离室的传统水力 旋流器比较，则可以看到，由于根据本发明的上述流体注射结构，新的水力旋流器 单元可以设计得基本上比传统水力旋流器长。这样做的优点在于，提高了悬浮液通 过长的水力旋流器单元的驻留时间，由此，水力旋流器单元的总分离效率得到提高。 此外，由注射构件注入的流体稀释了进入第二分离室的悬浮液，由此，阻碍阻塞的 纤维网的形成。这使得用较高纤维浓度的纤维悬浮液馈送新的水力旋流器单元成为 可能，g口，浓度至少达到2.0%或可能更高。
例如，纤维浓度从1.0%增加到2.0%会导致减少超过50%的通过多级水力旋 流器设备的流量，该多级水力旋流器设备中至少第一级装备有本发明的水力旋流器 单元。减少的流量又相应地可减少第一级内的水力旋流器单元的数量。由于第一级 内的舍弃比率也减小了，所以，要求其后可能的传统水力旋流器的级数也较少。在 此实例中，其后级内的水力旋流器数量可以显著地减少。
因此，对于装备有本发明水力旋流器单元的新的水力旋流器设备来说，本发明 的水力旋流器单元能够在提高的纤维浓度下工作，并组合有比传统水力旋流器装置 低的舍弃比率，较小的占地面积，较少的管道，较少的泵和较小的辅助设备。此外， 新设备工作的能耗显著地降低。其结果，与传统设备相比，新设备大大地降低了投 资和工作的能量成本。
根据本发明的一优选实施例，外壳形成分离室的细长而大致呈锥形的第一腔室 部分和分离室的细长而大致呈锥形的第二腔室部分，第一腔室部分从分离室的底端 延伸到具有轴向开口的第一腔室部分的顶端，第二腔室部分从其具有轴向开口的底 端延伸到分离室的顶端。第一腔室部分与第二腔室部分连通，这样，工作中形成在 分离室内的漩涡从第一腔室部分通过第一腔室部分的顶端的轴向开口以及第二腔 室部分的底端的轴向开口延伸到第二腔室部分内。流体注射构件设计成在第二腔室 部分的底端处切向地将流体注入第二腔室部分内，以提高存在于第二腔室部分内的 漩涡的一部分的转动速度。
在该优选实施例中，第二腔室部分的长度至少是第一腔室部分长度的60%，
最好至少为70%，以使流过水力旋流器单元的分离室的悬浮液达到长的驻留时间。
流体注入到第二腔室部分内之处测得的第二腔室部分的宽度小于第一腔室部分的
宽度，最好是在悬浮液馈送到第一腔室部分内之处测得的第一腔室部分宽度的65 至100%。第一腔室部分在顶端处的宽度是在悬浮液馈送到第一腔室部分内之处测 得的第一腔室部分宽度的50至75%，而第一腔室部分的长度是也在悬浮液馈送到 第一腔室部分内之处测得的第一腔室部分宽度的5至9倍。
流体注射构件可注入液体或液体与气体的混和物。注入液体与气体混和物的优 点在于，气体机械地解散发生在第二腔室部分内的纤维网。有利地是，注入的流体 可以是纤维悬浮液，其纤维浓度低于由入口构件馈送的纤维悬浮液的纤维浓度。
第一和第二腔室部分相对于彼此定位成它们的中心对称轴线彼此相交。或者， 第一和第二腔室部分可以彼此对齐。 一般地说，第一腔室部分顶端处的轴向开口形 成了第二腔室部分底端处的轴向开口。
根据本发明第一替代的实施例，第二腔室部分包括位于第二腔室部分底端处的 注射通道以便接纳由注射构件注入的流体，其中，注射通道的宽度沿着注射通道沿 朝向第二腔室部分顶端的方向扩展。
根据本发明第二替代的实施例，第二腔室部分的底端宽于第一腔室部分的顶 端，而第一腔室部分顶端的开口形成第二腔室部分底端的开口，由此，分离室的宽 度在第一腔室部分通入到第二腔室部分的地方突然增加。
根据本发明第三替代的实施例，外壳形成管状壁，该壁形成第一腔室部分，而
管状壁的一部分延伸入第二腔室部分内，这样，第一腔室部分顶端处的轴向开口位 于第二腔室部分内，由此，管状壁的所述部分在第二腔室部分内起作漩涡溢流管的 作用。第二腔室部分包括位于第二腔室部分底端处的注射通道以便接纳由注射构件
注入的流体，管状壁的所述部分延伸通过所述注射通道。在此实施例中，第一腔室 部分顶端的宽度是悬浮液馈送到第一腔室部分内之处测得的第一腔室部分宽度的
30 — 60%,且不大于流体注射到第二腔室部分的注射通道内之处测得的第二腔室部 分宽度的90%。
尽管上述本发明的实施例只包括两个分开的分离室的腔室部分，但也可布置三 个或更多个设置有两个或多个流体注射构件的腔室部分。对于相对于细长分离室位 于相同轴向高度上且周向上彼此间隔开的每个腔室部分，可有两个或更多个流体注 射构件。例如，外壳可以设置有两个流体注射构件，它们相对于彼此周向上间隔 180°以将流体注射到第二腔室部分内。
上述的至少一个本发明的水力旋流器单元有利地用于水力旋流器设备中，该设 备包括至少两级水力旋流器，第一级多个水力旋流器并行地连接，第二级多个水力 旋流器也并行地连接。两级水力旋流器串联地连接，至少第一级内的至少一个水力 旋流器包括所述水力旋流器单元。水力旋流器设备的至少第一级内的水力旋流器中 的每一个最好包括所述水力旋流器单元。
本发明还涉及一种分离含有相对较重的污染物的纤维纸浆悬浮液的方法。该方 法包括
a) —提供具有敞开底端和敞开顶端的细长而大致呈锥形的分离室，
b) _在分离室底端处切向地将悬浮液馈送到分离室内以形成漩涡，其中， 重的污染物被离心力径向地向外拉，而纤维被曳拉力径向地向内推，由此，基本上 含有纤维的悬浮液的中心部分中心地形成在漩涡中，而含有重的污染物和某些纤维 的舍弃部分径向向外地形成在分离室内，
c) 一在离分离室顶端一距离处切向地将流体注射到分离室内，该距离至少 为分离室长度的40%，这样，注入的流体提高了腔室内漩涡的一部分的转动速度， 以对存在于所述漩涡部分内的纤维提高分离效率，
d) —通过分离室的敞开底端排出形成的中心部分，以及
e) —从分离室的顶端排出形成的舍弃部分。 本发明的方法还包括
f) 一提供分离室的细长而大致呈锥形的第一腔室部分和分离室的细长而大
致呈锥形的第二腔室部分，第一腔室部分从分离室的底端延伸到具有轴向开口的第 一腔室部分的顶端，第二腔室部分从其具有轴向开口的底端延伸到分离室的顶端，
g) —提供第一腔室部分和第二腔室部分之间的连通，这样，漩涡从第一腔 室部分通过第一腔室部分的顶端的轴向开口以及第二腔室部分的底端的轴向开口 延伸到第二腔室部分内，以及
h) —在第二腔室部分的底端处切向地将流体注入第二腔室部分内，以提高 存在于第二腔室部分内的漩涡的转动速度。
步骤(C)可通过注射液体或液体和气体混和物来执行。例如，通过划分馈送 到第一腔室部分内的纤维悬浮液的一部分流，并在所述流体进入到第二腔室部分内 时注射纤维悬浮液的所述部分流，由此可执行步骤(C)。
第一和第二细长呈锥形的腔室部分可根据上述本发明水力旋流器单元的设计
进行设计。
上述本发明的水力旋流器单元是纸浆和造纸工业中作为前置水力旋流器而公 知的类型，其中，含有接纳部分的纤维通过分离室的底端排出，而含有舍弃部分的 重的污染物通过分离室的顶端排出。
然而，本发明的水力旋流器单元也可替代地是纸桨和造纸工业中作为反置水力 旋流器而公知的类型，其中，清洁纤维悬浮液而脱离轻的污染物。反置水力旋流器 这样进行操作，使含有接纳部分的纤维通过分离室的顶端排出，而含有舍弃部分的 轻的污染物通过分离室的底端排出。
因此，根据本发明的另一方面，本发明提供一种反置的水力旋流器单元，用来 分离含有相对较轻的污染物的纤维纸浆悬浮液，该水力旋流器单元包括外壳，外 壳形成细长而呈锥形的分离室，分离室具有底端和顶端；外壳上的悬浮液入口构件， 该悬浮液入口构件设计成将待分离的悬浮液在分离室底端处切向地馈送到分离室 内，这样，进入的悬浮液形成漩涡，其中，纤维被离心力径向地向外拉，而轻的污 染物被曳拉力径向地向内推，由此，含有轻的污染物和某些纤维的悬浮液的中心舍 弃部分中心地形成在漩涡中，而基本上含有纤维的接纳部分径向向外地形成在分离 室内；位于分离室顶端用来排出接纳部分的接纳部分出口；位于分离室底端用来排 出中心舍弃部分的中心舍弃部分出口；以及至少一个将流体注入到分离室内的流体 注射构件。反置水力旋流器单元的特征在于，流体注射构件适于在离分离室顶端一 距离处切向地将流体注入到分离室内，该距离至少是分离室长度的40%，这样， 注入的液体提高了腔室内漩涡的一部分的转动速度，由此，提高了存在于所述漩涡
部分内的纤维的分离效率。
本发明还提供另一种分离含有相对较轻的污染物的纤维纸浆悬浮液的方法，该 方法包括
a) —提供具有敞开底端和敞开顶端的细长而呈锥形的分离室，
b) _在分离室底端处切向地将悬浮液馈送到分离室内以形成漩涡，其中，
纤维被离心力径向地向外拉，而轻的污染物被曳拉力径向地向内推，由此，含有轻 的污染物和某些纤维的悬浮液的中心舍弃部分中心地形成在漩涡中，而基本上含有 纤维的接纳部分径向向外地形成在分离室内，
c) _在离分离室顶端一距离处切向地将流体注射到分离室内，该距离至少
为分离室长度的40%，这样，注入的流体提高了腔室内漩涡的一部分的转动速度， 以对存在于所述漩涡部分内的纤维提高分离效率，
d) —通过分离室的敞开底端排出形成的中心舍弃部分，以及
e) —从分离室的顶端排出形成的接纳部分。
下面参照附图来更详细地描述本发明，附图中
图1是本发明水力旋流器单元的一实施例的示意截面图，
图2和3是图1所示实施例的改型，
图4示意地示出采用传统水力旋流器的五级水力旋流器设备，以及 图5示意地示出具有与图4所示传统设备相同生产量的采用本发明水力旋流器 单元的三级水力旋流器设备。
具体实施例方式
参照附图，在全部的几个图中，相同的附图标记表示相同的或对应的元件。 图1显示本发明的水力旋流器单元1，其包括形成细长而大致呈锥形的分离室 3的外壳2，分离室3具有底端4和顶端5。入口构件6设置在外壳2上并设计成 在分离室3的底端4处将待分离的纤维悬浮液切向地馈送到分离室3内。在分离室 3的顶端5处有舍弃部分出口 7用来排出形成的悬浮液的舍弃部分，而在分离室3 的底端4处有由传统漩涡溢流管9形成的中心接纳部分出口 8用来排出形成的悬浮 液的中心部分。
在工作中，泵IO通过管道11将含有重的污染物的纤维悬浮液泵送到入口构件
6，而入口构件6切向地将悬浮液馈送到分离室3内。进入的悬浮液形成漩涡，其 中，重的污染物被离心力径向地向外拉，而纤维被曳拉力径向地向内推。其结果， 基本上含有纤维的悬浮液的中心部分中心地形成在漩涡中，而含有重的污染物和某 些纤维的舍弃部分径向向外地形成在分离室内。形成的舍弃部分通过舍弃部分出口 7排出，而形成的中心部分通过中心接纳部分出口 8排出。
外壳2形成分离室3的细长而大致呈锥形的第一腔室部分3a和细长而大致呈 锥形的第二腔室部分3b，第一腔室部分从分离室3的底端4延伸到具有轴向开口 13的第一腔室部分3a的顶端12，第二腔室部分从其底端14延伸到分离室3的顶 端5。第一腔室部分3a的顶端12的轴向开口 13也形成了第二腔室部分3b的底端 14处的开口。第一和第二腔室部分3a、 3b彼此对齐，这样，它们的中心对称轴线 形成了公共的中心对称轴线15。工作中形成在分离室3内的漩涡从第一腔室部分 3a通过第一腔室部分3a的顶端12的轴向开口 13延伸到第二腔室部分3b内。
注射构件16设置在外壳2上离分离室3顶端5 —距离处，以将液体切向地注 射到分离室3内，该距离至少是分离室3长度的40%。在图1的实施例中，第二 腔室部分3b包括位于第二腔室部分3b底端14处的用来接纳注射构件16注射出的 液体的注射通道3c。注射通道3c的宽度沿着注射通道3c沿朝向分离室的顶端5 的方向扩张。
在工作中，泵17通过管道18将液体泵送到注射构件16，注射构件16切向地 将液体泵送到第二腔室部分3b内，这样，注入的液体提高了腔室部分3b内漩涡的 一部分的转动速度，由此，提高了存在于所述漩涡部分内的纤维的分离效率。如图 1中虚线19所示，通过管道11传输的纤维悬浮液的一部分流可通过可调整阀20 可供选择地引导到管道18。
第一腔室部分3a的长度Ll约为60cm，而第二腔室部分的长度L2约为50cm。 液体注入处测得的第二腔室部分3b的宽度约为6cm，而悬浮液馈入处的第一腔室 部分3a的宽度约为8cm。
一般来说，第一腔室部分3a的长度Ll应为也在悬浮液馈入第一腔室部分内 之处测量的第一腔室部分3a的宽度的5至9倍。在液体注入处测量的第二腔室部 分3b的宽度应等于或小于第一腔室部分的宽度，最好是在悬浮液注入到第一腔室 部分内之处测量的第一腔室部分宽度的65至100%。第一腔室部分顶部处的宽度 应为在悬浮液馈入到第一腔室部分内之处测量的第一腔室部分宽度的50至75%。
图2示出根据图1实施例的一种改型，其中，外壳2形成管状壁21，管状壁
形成了第一腔室部分3a，管状壁21的一部分22延伸入第二腔室部分3b内，这样， 第一腔室部分3a顶端12处的轴向开口23位于第二腔室部分3b内，由此，管状壁 21的部分22起作第二腔室部分3b内的漩涡溢流管的功能。第二腔室部分3b包括 位于第二腔室部分3b底端处的注射通道24，其用来接纳注射构件16注射出的液 体。管状壁21的部分22延伸通过注射通道24。在该实施例中，第一腔室部分3a 在顶端12处的宽度应为在悬浮液馈入到第一腔室部分3a内之处测量的第一腔室部 分3a宽度的30至60%，且不应大于在流体注入到注射通道24内之处测量的第二 腔室部分3b宽度的卯％。
图3示出根据图1实施例的另一种改型，其中，第二腔室部分3b具有的底端 25宽于第一腔室部分3a的顶端12,而第一腔室部分3a的顶端12的开口 26形成 了第二腔室部分3b的底端25的开口。其结果，分离室3的宽度在第一腔室部分 3a通入到第二腔室部分3b的地方突然增加。
图4示意地示出采用传统水力旋流器的典型的五级水力旋流器设备。五级水力 旋流器串联地连接，S卩，形成在第二至第五级中任何一级内的接纳部分被传输到相 邻前一级的馈送入口。中等CSF (加拿大标准打浆度)的纤维纸浆在设备内进行处 理以清洁纤维纸浆脱去重的污染物。纤维纸浆用水箱27供应的水稀释以形成纤维 浓度(FC)为0.99% (按重量计)的纤维悬浮液。第一级28包括62个传统水力 旋流器，悬浮液以38000升/分的流量馈送给它们。在第一级28中，悬浮液分离为 通过管道29从设备中排出的接纳的纤维部分以及包含重的污染物和通过管道30 排走的纤维的舍弃部分。
形成在第一级28内的舍弃重量比率构成了馈送到第一级28的悬浮液流量的 22%并包含了必须回收的相当数量的纤维。这要求如图4所示的四个另外水力旋流 器级，其中，第二级31、第三级32、第四级33和第五级34分别包括22个水力旋 流器、7个水力旋流器、3个水力旋流器和l个水力旋流器。因此，图4所示的传 统设备需要95个传统水力旋流器。传统设备的功耗比为13.8kWh/ton。
图5示意地示出新的采用本发明水力旋流器单元1的三级水力旋流器设备，其 具有与图4所示的传统设备相同的生产量。纤维纸浆(中等CSF)用水箱27中的 水进行稀释以形成纤维浓度(FC)为1.99% (按重量计)的纤维悬浮液。第一级 35包括27个水力旋流器单元，悬浮液以17000升/分的流量馈送给它们。以水、白 水或纤维悬浮液形式注入的液体被注入到对应水力旋流器单元的分离室内。这里， 注入液体是通过管道38从水箱27供应的水的形式。形成在第一级35内的舍弃重 量比率构成了馈送到第一级35的悬浮液流量的10%。只需要包括本发明水力旋流 器单元l的另外两个水力旋流器级，用来回收离开第一级35的舍弃部分中的纤维， 其中，第二级36和第三级37分别包括4个水力旋流器单元1和1个水力旋流器单 元l。因此，新的设备只需要32个水力旋流器单元1 (对于传统的设备，需要95 个水力旋流器)。新的设备的功耗比小于5kWh/ton (对于传统的设备，则为13.8)。 以上如图4所示的传统水力旋流器设备和采用如图5所示的本发明水力旋流器 单元的新的设备之间所作的比较，强调了本发明技术中的显著进步。
权利要求
1.一种用来分离含有相对较重的污染物的纤维纸浆悬浮液的水力旋流器单元(1)，包括外壳(2)，所述外壳(2)形成细长而呈锥形的分离室(3)，所述分离室具有底端(4)和顶端(5)；至少一个位于所述外壳上的悬浮液入口构件(6)，所述悬浮液入口构件设计成将待分离的所述悬浮液在所述分离室的所述底端处切向地馈送到所述分离室内，这样，进入的悬浮液形成漩涡，其中，所述重的污染物被离心力径向地向外拉，而所述纤维被曳拉力径向地向内推，由此，基本上含有纤维的悬浮液的中心部分中心地形成在所述漩涡中，而含有重的污染物和某些纤维的舍弃部分径向向外地形成在所述分离室内；位于所述分离室的所述顶端用来排出所述舍弃部分的舍弃部分出口(7)；位于所述分离室的所述底端用来排出所述中心部分的中心接纳部分出口(8)；以及至少一个将流体注入到所述分离室内的流体注射构件(16)，其特征在于，所述流体注射构件(16)适于在离所述分离室的所述顶端(5)一距离处切向地将流体注入到所述分离室(3)内，该距离至少是所述分离室长度(L1+L2)的40％，这样，注入的流体提高了所述分离室内所述漩涡的一部分的转动速度，由此，提高了存在于所述漩涡部分内的纤维的分离效率。
2. 如权利要求1所述的水力旋流器单元，其特征在于，所述外壳(2)形成所 述分离室(3)的细长而大致呈锥形的第一腔室部分(3a)和所述分离室的细长而 大致呈锥形的第二腔室部分(3b)，所述第一腔室部分从所述分离室的所述底端(4) 延伸到具有轴向开口 (13; 23; 26)的所述第一腔室部分的顶端(12)，所述第二 腔室部分从其具有轴向开口 (13; 23; 26)的底端(14; 25)延伸到所述分离室的 所述顶端(5)，所述第一腔室部分(3a)与所述第二腔室部分(3b)连通，这样， 在工作中形成在所述分离室内的所述漩涡从所述第一腔室部分通过所述第一腔室 部分的所述顶端(12)的所述轴向开口 (13; 23; 26)以及所述第二腔室部分的所 述底端(14; 25)的所述轴向开口 (13; 23; 26)延伸到所述第二腔室部分(3b) 内，所述流体注射构件(16)设计成在所述第二腔室部分的所述底端处切向地将流 体注入所述第二腔室部分(3b)内，以提高存在于所述第二腔室部分内的所述漩涡 的一部分的转动速度。
3. 如权利要求2所述的水力旋流器单元，其特征在于，所述第二腔室部分(3b) 的长度(L2)至少是所述第一腔室部分(3a)的长度(Ll)的60%。
4. 如权利要求2或3所述的水力旋流器单元，其特征在于，在流体注入到所述 第二腔室部分内之处测量的所述第二腔室部分(3b)的宽度等于或小于在悬浮液馈 送到所述第一腔室部分内之处测得的所述第一腔室部分(3a)的宽度。
5. 如权利要求2—4中任何一项所述的水力旋流器单元，其特征在于，第一腔 室部分(3a)在所述顶端(12)处的宽度是在悬浮液馈送到所述第一腔室部分内之 处测得的第一腔室部分(3a)宽度的50至75%。
6. 如权利要求2 — 5中任何一项所述的水力旋流器单元，其特征在于，所述第 一腔室部分(3a)的长度(Ll)是在悬浮液馈送到所述第一腔室部分内之处测得 的所述第一腔室部分宽度的5至9倍。
7. 如权利要求l一6中任何一项所述的水力旋流器单元，其特征在于，所述流 体注射构件(16)适于注射液体或液体和气体的混和物。
8. 如权利要求7所述的水力旋流器单元，其特征在于，待注入的流体是纤维悬 浮液，其纤维浓度低于或等于由所述入口构件馈送的纤维悬浮液的纤维浓度。
9. 如权利要求2 — 6中任何一项所述的水力旋流器单元，其特征在于，所述第 一和第二腔室部分(3a、 3b)相对于彼此定位成它们的中心对称轴线(15)彼此相 交。
10. 如权利要求2 — 6中任何一项所述的水力旋流器单元，其特征在于，所 述第一和第二腔室部分(3a、 3b)彼此对齐。
11. 如权利要求9或10所述的水力旋流器单元，其特征在于，所述第二腔 室部分(3b)包括位于所述第二腔室部分的所述底端(14)处的注射通道(3c)以 便接纳由所述注射构件(16)注入的流体，所述注射通道的宽度沿着所述注射通道 沿朝向所述分离室(3)的所述顶端(5)的方向扩展。
12. 如权利要求9或10所述的水力旋流器单元，其特征在于，所述第二腔 室部分(3b)的所述底端(25)宽于所述第一腔室部分(3a)的所述顶端(12)， 而所述第一腔室部分(3a)的所述顶端(12)的所述开口 (26)形成所述第二腔室 部分(3b)的所述底端(25)的所述开口，由此，所述分离室(3)的宽度在所述 第一腔室部分(3a)通入到所述第二腔室部分(3b)的地方突然增加。
13. 如权利要求11或12所述的水力旋流器单元，其特征在于，在流体注入 到所述第二腔室部分内之处测量的所述第二腔室部分(3b)的宽度是在悬浮液注入 到所述第一腔室部分内之处测量的所述第一腔室部分(3a)宽度的65至100%。
14. 如权利要求9或10所述的水力旋流器单元，其特征在于，所述外壳(2)形成管状壁(21),该壁形成所述第一腔室部分(3a)，而所述管状壁的一部分(22) 延伸入所述第二腔室部分(3b)内，这样，所述第一腔室部分的所述顶端(12)处 的所述轴向开口(23)位于所述第二腔室部分内，由此，所述管状壁的所述部分(22) 在所述第二腔室部分内起作漩涡溢流管的作用。
15. 如权利要求14所述的水力旋流器单元，其特征在于，所述第二腔室部 分(3b)包括位于所述第二腔室部分的所述底端处的注射通道(24)以便接纳由所 述注射构件(16)注入的流体，所述管状壁(21)的所述部分(22)延伸通过所述 注射通道(24)。
16. 如权利要求15所述的水力旋流器单元，其特征在于，所述第一腔室部 分(3a)的所述顶端(12)的宽度是悬浮液馈送到所述第一腔室部分内之处测得的 所述第一腔室部分宽度的30 — 60%，且不大于流体注射到所述第二腔室部分的所 述注射通道(24)内之处测得的所述第二腔室部分(3b)宽度的卯％。
17. —种在水力旋流器设备内使用如权利要求1一17中任何一项所述的至 少一个水力旋流器单元(1)的用途，该设备包括至少两级水力旋流器，第一级多 个水力旋流器并行地连接，第二级多个水力旋流器也并行地连接，其中，所述两级 水力旋流器串联地连接，至少所述第一级内的至少一个水力旋流器包括所述水力旋 流器单元(1)。
18. 如权利要求17所述的用途，其特征在于，所述水力旋流器设备的至少 所述第一级内的所述水力旋流器中的每一个包括所述水力旋流器单元(1)。
19. 一种分离含有相对较重的污染物的纤维纸浆悬浮液的方法，该方法包括a) _提供具有敞开底端(4)和敞开顶端(5)的细长而呈锥形的分离室 (3)，b) —在所述分离室的所述底端处切向地将悬浮液馈送到所述分离室内以 形成漩涡，其中，所述重的污染物被离心力径向地向外拉，而所述纤维被曳拉力径 向地向内推，由此，基本上含有纤维的悬浮液的中心部分中心地形成在所述漩涡中， 而含有重的污染物和某些纤维的舍弃部分径向向外地形成在所述分离室内，c) —在离所述分离室(3)的所述顶端(5) —距离(L2)处切向地将流 体注射到所述分离室内，该距离至少为所述分离室长度(Ll+L2)的40%，这样， 注入的流体提高了所述腔室内所述漩涡的一部分的转动速度，以对存在于所述漩涡 部分内的纤维提高分离效率，d) _通过所述分离室的所述敞开底端排出形成的所述中心部分，以及e) —从所述分离室的所述顶端排出形成的所述舍弃部分。
20. 如权利要求19所述的方法，其特征在于，还包括提供所述分离室(3) 的细长而呈锥形的第一腔室部分(3a)和所述分离室的细长而呈锥形的第二腔室部 分(3b)，所述第一腔室部分从所述分离室的所述底端(4)延伸到具有轴向开口(l'3; 23; 26)的所述第一腔室部分的顶端(12)，所述第二腔室部分从其具有轴向开口 的底端(14; 25)延伸到所述分离室(3)的所述顶端(5);提供所述第一腔室部 分和所述第二腔室部分之间的连通，这样，所述漩涡从所述第一腔室部分通过所述 第一腔室部分(3a)的所述顶端(12)的所述轴向开口 (13; 23; 26)以及所述第 二腔室部分(3b)的所述底端的所述轴向开口延伸到所述第二腔室部分内；在所述 第二腔室部分的所述底端(14; 25)处切向地将流体注入所述第二腔室部分内，以 提高存在于所述第二腔室部分内的所述漩涡的转动速度。
21. 如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述第二腔室部分(3b)的 长度(L2)至少是所述第一腔室部分(3a)长度(Ll)的60%。
22. 如权利要求19一21中任何一项所述的方法，其特征在于，通过注射液 体或液体和气体混和物来执行步骤(d)。
23. 如权利要求19一21中任何一项所述的方法，其特征在于，通过注射纤 维悬浮液来执行步骤(d)。
24. 如权利要求23所述的方法，其特征在于，通过划分馈送到所述分离室 (3)内的纤维悬浮液的一部分流，并在所述流体进入到所述分离室内时注射纤维悬浮液的所述部分流，由此执行步骤(d)。
全文摘要
一种用来分离含有相对较重的污染物的纤维纸浆悬浮液的水力旋流器单元(1)，包括细长而呈锥形的分离室(3)；将悬浮液在分离室底端(4)处切向地馈送到分离室内的入口构件(6)，这样，进入的悬浮液在分离室内形成漩涡；位于分离室顶端(5)处用来排出含有重的污染物的舍弃部分的舍弃部分出口(7)；以及位于分离室底端(4)处用来排出含有纤维的中心部分的中心接纳部分出口(8)。流体注射构件(16)适于在离分离室顶端(5)一距离(L2)处切向地将流体注入到分离室(3)内，该距离至少是分离室长度(L1+L2)的40％，这样，注入的流体提高了分离室内漩涡的一部分的转动速度，由此，提高了存在于所述漩涡部分内的纤维的分离效率。
文档编号B04C5/14GK101184553SQ200680018374
公开日2008年5月21日 申请日期2006年4月26日 优先权日2005年4月29日
发明者J·巴克曼, V·库彻 申请人:Gl&V管理匈牙利公司