專(zhuān)利名稱(chēng)：具有反向水力旋流器的濾清器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般來(lái)說(shuō)涉及粒子分離器，具體說(shuō)涉及用于造紙紙漿漿料的水力旋流器。
背景技術(shù)：
紙張通常是用纖維素纖維制作的，纖維素纖維從各種來(lái)源尤其是從木材和回收紙中提取。用于制造和分離單個(gè)木質(zhì)纖維的各種來(lái)源及方法，使紙張漿料中含有雜質(zhì)，這些雜質(zhì)在采用木質(zhì)纖維造紙之前必須被除去。雖然許多雜質(zhì)可以通過(guò)篩分將其從纖維料中除去，但是還有一些具有一定尺寸的雜質(zhì)難以用過(guò)濾法除去。在過(guò)去，已采用過(guò)通常直徑為2-27英寸的相當(dāng)小的尺寸的水力旋流器即離心濾清器?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，該類(lèi)型的離心濾清器在清除小面積碎片，如斷裂纖維、立方體和球形粒子，種子以及非木質(zhì)碎屑如樹(shù)皮、砂石屑及金屬粒等十分有效。
相對(duì)小尺寸的離心濾清器，可以利用由在水力旋流器內(nèi)產(chǎn)生的離心力和液力剪切平面相結(jié)合提供的某種流體動(dòng)力的和液體動(dòng)力的力，這種力能有效地分離小碎屑。
關(guān)于某些紙漿纖維的現(xiàn)代來(lái)源如熱帶木料和回收紙，由于它們含有粘膠、臘、熱熔膠、聚醚乙烯、聚乙烯以及包括塑料和碎屑在內(nèi)的其它低密度物質(zhì)，而在備料領(lǐng)域中出現(xiàn)了附加的問(wèn)題。水力旋流器分離高、低密度雜質(zhì)的能力在處理現(xiàn)代來(lái)源的紙纖維的濾清問(wèn)題方面具有特別的優(yōu)點(diǎn)，許多現(xiàn)代纖維源可能包含輕和重的兩種雜質(zhì)。
在一種普通型前濾清器中，可接受的材料流必須在濾清器底部改變方向，并返回到達(dá)頂部。這類(lèi)濾清器也對(duì)改變排出流體積略有一點(diǎn)兒控制。為了限制優(yōu)良纖維的損失量，需要約束排出的材料體積。這樣一般就要求排出孔要小，且安置在濾清器中心部位。已試驗(yàn)過(guò)利用淘析水的各種系統(tǒng)。但它是從排放區(qū)域的外直徑方向送入的。在這些情況中的排放體積可以通過(guò)淘析水壓和排放流控制閥進(jìn)行控制，這些閥對(duì)小型濾清器來(lái)說(shuō)是很昂貴的，因而需要小心地管理它們。
雖然已研制出用于清除輕、重兩種雜質(zhì)的現(xiàn)有的水力旋流器，但是強(qiáng)烈地希望對(duì)其進(jìn)一步改進(jìn)。每個(gè)水力旋流器是一種小裝置，而且它們被用于多達(dá)60或更多濾清器的機(jī)組中，這一事實(shí)意味著，每個(gè)水力旋流器必須具有極其高的可靠性，并要求很小量的維護(hù)保養(yǎng)。而整個(gè)水力旋流系統(tǒng)的可靠性就極差，維護(hù)成本很高。水力旋流器的一個(gè)惡化可靠性和維護(hù)方面的特殊的問(wèn)題是，其分離效果是隨著排出流的大小即流率的增加而提高。但是，排出流的增加使良好纖維的排放增加。良好纖維的排放，反過(guò)來(lái)需要為回收和分離排放的良好纖維的附加步驟。降低排出流的尺寸來(lái)減少良好纖維的排放一般會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)問(wèn)題分離效率損失和使水力旋流器被砂子及碎屑堵塞。此外，由于重物排出流與通過(guò)濾清器的總量來(lái)比一般比較小，現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域的濾清器存在有十分緩慢的重物排放流的可能性，這種可能性多半會(huì)使濾清器堵塞。
所需要的是一種提高效率的物料濾清器，但同時(shí)要保留滿(mǎn)意的可靠性及纖維利用率。
發(fā)明簡(jiǎn)述本發(fā)明的物料濾清器將輸入的物料置于一反向錐形腔中，該錐形腔如同一水力旋流器一樣作用，將較高密度的物料組份移送到腔的外壁，而將輕的組份存留在腔的中央部位，可接受的纖維則處于兩區(qū)域之間。濾清器本體有一形成于反向錐下面的反向水力旋流器腔，及位于反向旋流器腔下面的一陶瓷分離器。一個(gè)管狀渦旋檢測(cè)器器向上延伸并接納輕的排放物，用以將其導(dǎo)出濾清器。分離器將重物排放流從接納的物料流中取出，然后將這些重物排放流轉(zhuǎn)向進(jìn)入反向水力旋流腔。一部分被轉(zhuǎn)向的重物排放流通過(guò)喇叭狀的重物排放流卸出口排出，但占更大百分比的重物排放流仍然在反向水力旋流器中進(jìn)行再循環(huán)。因?yàn)樵撉浑S著向上延伸而變窄，該重物排放流的速度也就增大，因而使角速度達(dá)到一定的范圍，致使反向水力旋流器腔中的流動(dòng)與通過(guò)該腔的流動(dòng)相匹配，由此而防止產(chǎn)生紊流混合。
濾清器的幾何形狀避免窄通道，該窄通道是重物排放流必須通過(guò)的。并且要維持足夠的流動(dòng)速度，從而使堵塞即阻斷的可能性大大地減小。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種物料濾清器，該濾清器從可接納的纖維流中分離出重的和輕的雜質(zhì)，而不會(huì)造成被分離的物料流之間交混。
本發(fā)明的另一目的是提供一種具有提高效率的濾清器。
本發(fā)明的又一目的是提供一種濾清器，它具有用于變化輸入物料流的穩(wěn)定性能。
本發(fā)明的附加目的是提供一種抗阻塞和栓塞的濾清器。
本發(fā)明的再一目的是提供一種耐磨損的、具有非運(yùn)動(dòng)零件的濾清器。
本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)在結(jié)合附圖進(jìn)行下面詳細(xì)的介紹后會(huì)更加明顯。


圖1是本發(fā)明濾清器的剖視圖；圖2是圖1所示濾清器放大的局部立體剖視圖，流體和粒子流用箭頭示意性標(biāo)出；圖3是圖1所示濾清器內(nèi)的流體及粒子流的局部示意圖；圖4是本發(fā)明濾清器的替換實(shí)施例的剖視圖，在反向水力旋流器內(nèi)采用白水流；圖5是本發(fā)明濾清器的另一個(gè)替換實(shí)施例的剖視圖，在反向水力旋流器內(nèi)有白水排出。
實(shí)施發(fā)明的最佳方式具體參看圖1-5，在所有附圖中相同的數(shù)碼標(biāo)示相似的零件。本發(fā)明的濾清器20展示于圖1中。濾清器20一般以4-60或更多個(gè)成組使用，各濾清器通過(guò)一公共端板輸入漿料22。在造紙業(yè)中，紙漿的均勻性是維持所期望的運(yùn)作連續(xù)性和生產(chǎn)可靠質(zhì)量紙張所必須的。因此十分重要的是，使木質(zhì)纖維具有要求的尺寸，并將其與可能損害最佳性能的雜質(zhì)進(jìn)行分離。
用于濾清紙漿的濾清器20是在將紙漿引入造紙機(jī)之前，對(duì)紙漿進(jìn)行處理的系統(tǒng)的一個(gè)部分。例如，漿料首先在碎漿機(jī)中進(jìn)行處理，然后再通過(guò)除去巖石、螺釘和螺母以及其它高密度物件的高密度濾清器處理過(guò)程。接著該漿料經(jīng)過(guò)粗篩，粗篩除去大于0.05英寸的物件。這樣到達(dá)濾清器20的漿料已將大的和很致密的粒子除去。但是，輸入的漿料22中可能仍然混雜有小尺寸顆粒。包含的雜質(zhì)與漿料來(lái)源關(guān)系極大。例如在使用舊瓦垅紙板(OCC)時(shí)，所有的瓦垅材料都重新攪碎制漿，其中所含的輕雜質(zhì)可能是塑料、臘和粘膠，而重雜質(zhì)可能包括砂子，玻璃和石屑。雖然兩種類(lèi)型的雜質(zhì)均對(duì)紙張質(zhì)量有不利影響，但重雜質(zhì)還對(duì)下游側(cè)的漿料處理裝置有破壞性，它通過(guò)磨蝕使磨損加速。
輸入漿料22通過(guò)喂入管24，沿切向輸入到在濾清器本體25內(nèi)形成的反向錐形腔26中。本體25推薦用ZYTELu材料制作，該材料是由Wilmington、Delaware的E.1.Du Pont de Nemous公司制造的玻璃填充尼龍樹(shù)脂。作為一種替代，本體也可以是一種聚氨酯，聚氨酯具有所期望的抗磨蝕性能。雖然所示的本體25是單個(gè)部件，但最好將其制造成上、下兩個(gè)部分，然后用一個(gè)可快速松脫的壓板及O型密封環(huán)連在一起。
切向輸入的漿料22使?jié){料在腔內(nèi)迅速旋轉(zhuǎn)，并如圖1所示那樣在腔26中向下傳送。這樣旋轉(zhuǎn)的結(jié)果使高密度粒子27會(huì)移向腔26的外壁28，使低密度粒子29趨向于沿腔26的垂直軸線(xiàn)分布。并且使可接受密度的粒子趨向于保留在這兩種極限粒子之間。大密度粒子27以示意地展示于各附圖中。應(yīng)該注意所示粒子的大小及濃度并不是按比例標(biāo)定的。喂入管24入口與濾清器20的排出口之間的壓力差，將影響分離效果，而且對(duì)于不同輸入漿料特性可通過(guò)供應(yīng)端板和接受及排出端板中的閥來(lái)調(diào)整該壓力差。
雖然漿料流以高旋轉(zhuǎn)速度(如高達(dá)4000轉(zhuǎn)/分)運(yùn)動(dòng)，但在腔26中的漿料流并未成為一種湍流，漿料流一般具有準(zhǔn)層流的特性。這種液流的關(guān)鍵特征是，不同密度的粒子部分一旦被分離開(kāi)后，就會(huì)存留在不同的區(qū)域內(nèi)，不再進(jìn)行混合。濾清器的這種結(jié)構(gòu)避免了產(chǎn)生湍流區(qū)域，湍流即紊流區(qū)域會(huì)使準(zhǔn)層流流體作短循環(huán)流動(dòng)，因而使被分離的部分之間產(chǎn)生混合。
濾清器20的特殊優(yōu)點(diǎn)在于，在單一個(gè)過(guò)程中，它能夠除去兩種高、低密度排放物部分。低密度排放物29借助于小直徑圓柱形管，即渦旋檢測(cè)器30，從液流中去除，檢測(cè)器30沿軸向向上延伸入錐形腔26、向下延伸到濾清器20外到輕排放物送出端板，管30的外徑約為9/16英寸，內(nèi)徑約為0.413英寸。
渦旋檢測(cè)器30的安置使得能去除輕質(zhì)排出物，但基本上不干擾可接受粒子流32和高密度粒子流27。如圖2所示，剩下的漿料流繼續(xù)沿螺旋方向向下進(jìn)入反向水力旋流器腔34。腔34大致呈截頭圓錐形，而且隨著它向下延伸而變寬大。如圖3中清楚地展示的那樣，雖然漿料流環(huán)繞渦旋檢測(cè)器30作螺旋運(yùn)動(dòng)，但漿料流還有朝下的部分，重的排放物則從可接納的漿料徑向外分布。由于漿料流被導(dǎo)入反向水力旋流器34中，向下的漿料流不是簡(jiǎn)單地膨脹進(jìn)入擴(kuò)大的反向水力旋流器腔34中。在腔34中的漿料的旋轉(zhuǎn)和沿軸向的流率與流過(guò)腔34的漿料旋轉(zhuǎn)和軸向流率相匹配，因而減少了紊流的出現(xiàn)幾率，并使重雜質(zhì)保持在其位置，直到流到下分離器36為止。
下分離器36推薦用如硼炭化物一類(lèi)的陶瓷材料制作，并將其壓配入濾清器本體25內(nèi)的反向水力旋流器腔34中。分離器36有圓柱形內(nèi)壁38，內(nèi)壁38與渦旋檢測(cè)器30確定一環(huán)狀區(qū)域50，可接受漿料流通過(guò)環(huán)狀區(qū)域50進(jìn)入接納腔40。陶瓷分離器36有向上延伸的突緣42，凸緣42延伸入向下流過(guò)的漿料，而且被安置得將排放重物流與可接受的漿料流分開(kāi)，并且使重物排放流轉(zhuǎn)向沿徑向外流，使重物排放流沿著腔34的傾斜內(nèi)壁44向外流動(dòng)。一部分重物排放流經(jīng)一重物排放環(huán)面45排出。通過(guò)切向重物排放口47的排放環(huán)面45的流率，受到重物排出端板的閥控制。在本實(shí)施例中出口47的直徑為約3/4英寸。
由于實(shí)際上的重物排放口與主漿料流方向成180°交角，雖然排放流與可接受的物料流通過(guò)料流分離區(qū)域平行，重物排放率與排放口的背壓沒(méi)有很大變化。因?yàn)榉蛛x器被準(zhǔn)確地定位使得將重物排放流分離開(kāi)，為了避免堵塞，環(huán)狀區(qū)域50的寬度可設(shè)置得相當(dāng)大。此外在環(huán)繞著渦旋檢測(cè)器30向下流動(dòng)的可接受漿料，與轉(zhuǎn)向入反向水力旋流器腔中的重物排放流之間的界面是很大的，它從上分離器46延伸至下分離器36，因此濾清器20堵塞的可能性大大地減小。上分離器46安置在錐形腔26與反向水力旋流器腔34之間的接合處。
上分離器46向下凹陷，因而它使向上循環(huán)的排放物流的一部分向下，與從錐形腔26向下進(jìn)入的物料流平行。由于腔34隨其向上延伸而變窄，所以隨著料流向上運(yùn)動(dòng)而使其速度趨向于增大，從而使得物料一旦被上分離器46轉(zhuǎn)向時(shí)，在上、下分離器46、36之間的物料速度，基本上與兩個(gè)分離器36、46徑向向內(nèi)限定的中心區(qū)域48中的、從錐形腔26進(jìn)入的料流速度一樣。
在下分離器36與渦旋檢測(cè)器30之間設(shè)有的環(huán)狀區(qū)域50的內(nèi)徑，小于上分離器36的內(nèi)徑，由于通過(guò)重物排出口47排出了一定量的重物排放流，通過(guò)環(huán)狀區(qū)域50的可接受的料流，少于通過(guò)中央?yún)^(qū)域48的可接受料流和重物排放流的混合流。換言之，選擇該環(huán)狀區(qū)域的橫截面積，使得能保持經(jīng)過(guò)此環(huán)狀區(qū)域的可接受料流速度，大致等于在中央?yún)^(qū)域48處的重物粒子流和可接受粒子流的混合流流速。這樣，通過(guò)環(huán)狀區(qū)域的可接受粒子流量就等于流入中央?yún)^(qū)域48的可接受粒子流與重物排放流的混合流量，減去重物排放流流出重物排放口的流量。
如圖3最清楚地展示那樣，在反向水力旋流器腔34中的重物排放流可以被假想成是一種流體滾子軸承，它在向下速度和旋轉(zhuǎn)速度兩方面均與中心部分48的漿料流匹配。這種速度的匹配避免了紊流的發(fā)生，從而使重物排放流從中心區(qū)域在不產(chǎn)生混合的情況下與可接受料流有效地分離開(kāi)。此外，只有一部分重排放物從腔34中通過(guò)重物排放環(huán)面45和重物排放口47去除這一事實(shí)，在主要部分進(jìn)行再循環(huán)時(shí)使?jié){料中的重排放物組份具有更大的流速。
已從重和輕排放物中除去的可接受漿料32，通過(guò)由接受環(huán)面50進(jìn)入接受腔40?？山邮芰狭鹘?jīng)接受料出口52從接受腔40沿切線(xiàn)方向排出。在接受料出口52處的背壓，由在接受料支管上的未示出的閥調(diào)節(jié)，沒(méi)有示出的該閥用于控制一組濾清器20的背壓。所要求的背壓可以根據(jù)輸入漿料內(nèi)的雜物含量及設(shè)備的種類(lèi)變化。
由于可接受的漿料從濾清器流向細(xì)篩筒，所以有效地排除重粒子，能通過(guò)減少磨蝕粒子的數(shù)量，大大地有利于延長(zhǎng)篩筒的抗磨損壽命。
一旦濾清器20開(kāi)始運(yùn)行，不管較短的輸入流如何變化，該濾清器的幾何形狀均可保持工作物料流非常穩(wěn)定。在濾清器內(nèi)的移動(dòng)料流與總的切向速度成比例，因而軸向和徑向料流成比例地增加。
由于在單一過(guò)程中濾清器20能除去輕、重兩種粒子，因此允許以一系列的先除去輕粒子然后除去重粒子的濾清器來(lái)替代單獨(dú)一組濾清器，用多個(gè)濾清器代替單獨(dú)一組濾清器不僅能降低設(shè)備成本和所需空間，而且還可降低泵汲漿料所需要的能量。
一個(gè)濾清器的替換實(shí)施例120展示于圖4中。濾清器120在幾何形狀上總的來(lái)說(shuō)類(lèi)似濾清器20，但它有更大的規(guī)模，適合用于漿料處理系統(tǒng)的前端。濾清器120有一個(gè)限定反向錐形腔126的本體，沿切向送入的漿料122被供入腔126中。輕排放物通過(guò)渦旋檢測(cè)器130去除，而可接受的漿料流經(jīng)上分離器146和下分離器136到達(dá)可接受料出口154。
較大的開(kāi)口使濾清器120可以減少可能的阻塞，而且一組濾清器120可以用作輕、重及中間物料流組份的料流分離器。濾清器120在反向水力旋流器腔134中配置一白水入口152。白水156經(jīng)入口152沿切向引入，然后稀釋在腔134中循環(huán)的重排放物流。這種稀釋對(duì)于應(yīng)用較高粘稠性的輸入料很有幫助。稀釋在兩方面減少阻塞。首先，稀釋漿料本身達(dá)到較低粘稠度，其次，由于有額外的流體加入排放物流，排放物流的速度可維持在較高值，這可減少重組份隨著其經(jīng)重物排放口147排出而被分離出去，從而將通道阻塞的可能性。
另一替換實(shí)施例濾清器220展示于圖5中。濾清器220通過(guò)喂入管224接受輸入漿料222。管224沿切線(xiàn)方向?qū){料注入在濾清器本體225中形成的反向錐形腔226中，腔226最好由上部分231，和用壓板235以快速松脫連接方式與上部分連接的下部分233組成。推薦將O形環(huán)密封件設(shè)置于兩部分231、233之間。
設(shè)計(jì)濾清器220使得將重粒子227從接受流232中分離開(kāi)。渦旋檢測(cè)器230向上延伸，部分地進(jìn)入反向水力旋流器腔234中，用于接納可接受的料流并將其導(dǎo)出濾清器220外面。反向水力旋流器腔234限定在一反向水力旋流件260中。件260最好用陶瓷材料制作，它有一個(gè)螺紋基部262，基部262與濾清器225內(nèi)的螺紋孔264結(jié)合，以便調(diào)整在本體225內(nèi)的反向水力旋流件的高度。
在本體下部分233的外壁268和反向水力旋流件260之間限定一重物排放腔266。排放腔266從連接反向錐形腔226的頸部270延伸至反向水力旋流件260。通過(guò)排放出口47將重物排放流向下排出排放腔266。白水272經(jīng)一白水入口274引入反向水力旋流腔234的基部。另外，白水可以是清潔水或來(lái)自第二階段的接受的漿料流。利用來(lái)自上述水力旋流器的料流壓力及排放腔的幾何形狀，料流被偏轉(zhuǎn)，在頸部270區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生一收縮點(diǎn)，該收縮點(diǎn)區(qū)域限制著來(lái)自濾清器的排放容積，但仍然允許大直徑的物體通過(guò)。因此，該排放孔可以是大的，因而很難被堵塞或阻斷。
排放量可以通過(guò)利用回轉(zhuǎn)螺紋元件調(diào)節(jié)反向水力旋流件260的高度來(lái)控制。調(diào)整將引起頸部270處的壓力變化。在這一區(qū)域的壓力范圍或箝制范圍，應(yīng)該在從高于此濾清器的反向錐形腔的離心壓力到離開(kāi)此反向水力旋流器的物料流產(chǎn)生的負(fù)壓之間。
濾清器220使排放物聚集和使排放率被控制，以及允許最低數(shù)量的排放物從水力旋流器的直徑外側(cè)排出，而不會(huì)堵塞。
應(yīng)該注意，雖然本發(fā)明的濾清器已經(jīng)在制備紙漿的用途中進(jìn)行了介紹，但該濾清器還可以用于造紙工藝中的其它程序。
應(yīng)該理解，本發(fā)明并不局限于這里介紹和討論過(guò)的部件安排和具體結(jié)構(gòu)，而可包括在所附權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)所做出的各種改型。
權(quán)利要求
1.一種用于在輸入流體流中將輕、重排放粒子與可接受粒子分開(kāi)的濾清器，它包括一具有流體入口的本體，通過(guò)流體入口將輸入流體注入濾清器；限定第一腔的本體部分，該第一腔有反向錐形外壁，其中輸入流體沿切線(xiàn)方向注入第一腔，使輸入流體在反向錐形腔中這樣分布，即使重排放粒子位于貼近其外壁分布，使輕排放粒子位于沿該腔軸心線(xiàn)的中央部位，并使可接受粒子主要位于輕、重排放粒子之間；一在本體內(nèi)軸向延伸的管，以便接納含有輕排放粒子的流體的一部分；限定有大致為截頭圓錐形壁的第二腔的本體部分，第二腔的直徑在向上延伸中逐漸減小，其中第二腔位于第一腔的下面；限定重粒子排放出口的本體部分，該出口從第二腔的壁向外延伸；確定可接受粒子流出口的本體部分，該部分位于第二腔下面，且與第二腔連通；以及一固定到本體上、延伸入可接受粒子流出口上方的第二腔中的第一分離器，其中分離器具有從第一腔延伸入粒子流中的突緣，所述突緣用于將含有重排放粒子的部分粒子流分離進(jìn)入第二腔，同時(shí)使剩下的含有可接受粒子的粒子流流到可接受粒子流出口，其中在含有重排放粒子的部分粒子流的第二腔內(nèi)確立再循環(huán)流，所述再循環(huán)流以低紊流狀態(tài)從鄰近第一腔向下流動(dòng)的粒子流延伸。
2.如權(quán)利要求1所述的濾清器，還包括一大體為喇叭形的第三腔，該腔由第二腔上方的本體部分限定，且與第二腔連通，其中第三腔與第二腔同軸，并與重粒子排放口連通，從而使重粒子在經(jīng)過(guò)重粒子排放口排出濾清器之前先通過(guò)第三腔。
3.如權(quán)利要求1所述的濾清器，還包括一本體的部分，其限定第二腔下面的一接受腔，其中接受腔與可接受粒子流出口連通。
4.如權(quán)利要求1所述的濾清器，其中在管和第一分離器之間限定環(huán)狀區(qū)域，從而使含有接受粒子的粒子流經(jīng)所述環(huán)狀區(qū)域到可接受粒子流出口。
5.如權(quán)利要求4所述的濾清器，其中，選取環(huán)狀區(qū)域的橫截面積，使得經(jīng)過(guò)該環(huán)狀區(qū)域的可接受粒子流的軸流速度，大體上等于軸向通過(guò)第二腔的中央?yún)^(qū)域內(nèi)的重粒子和可接受粒子流的組合粒子流的流速。
6.如權(quán)利要求5所述的濾清器，其中，選取環(huán)狀區(qū)域的截面積是使經(jīng)過(guò)該環(huán)狀區(qū)域的可接受粒子流的粒子流體積，等于流入該管外中央?yún)^(qū)域的可接受粒子和重排放粒子流組合流的體積，減去流出重粒子排出口的重排放粒子流的體積。
7.如權(quán)利要求1所述的濾清器，還包括限定第二粒子流分離器的本體部分，第二粒子流分離器置于第二腔內(nèi)，且與第二腔共軸，所述第二粒子流分離器向下凹陷，并用于向下指引第二腔內(nèi)的再循環(huán)粒子流。
8.如權(quán)利要求1所述的濾清器，其中，還包括在第二腔內(nèi)限定水入口的本體部分，其中水經(jīng)此入口引入第二腔，用以稀釋腔內(nèi)的重粒子排放流。
9.如權(quán)利要求1所述的濾清器，其中，第一分離器是由陶瓷材料制作的，本體則是由塑料制作的。
10.一種用于在輸入流體流中將輕、重排放粒子與可接受粒子分離開(kāi)的濾清器，它包括一具有流體入口的本體，經(jīng)該入口將輸入流體注入濾清器；本體還有一重粒子流出口，一輕粒子流出口以及一可接受粒子流出口；限定具有反向錐形外壁的第一腔的本體部分，所述第一腔隨其向下延伸而變窄，其中輸入流體流這樣分布在倒錐腔中，使重排放粒子貼近外壁，使輕排放粒子位于沿該腔軸線(xiàn)的中央部位，以及使可接受的粒子主要位于重排放粒子和輕排放粒子之間；一在本體內(nèi)沿軸向延伸的管，用于接納部分含有輕排放粒子的粒子流，所述管與輕粒子流出口連通；限定在第一腔下面的第二腔的本體部分，其中第二腔具有截頭錐狀壁，該截頭錐狀腔在其向下延伸時(shí)直徑逐漸增大；用于將含有可接受粒子和重排放粒子的粒子流，分離成主要含有可接受粒子的粒子流或重排放粒子流的分離裝置，所述分離裝置位于鄰近所述第二腔處；用于至少指引部分所述含重排放粒子的分離出的粒子流，進(jìn)入第二腔內(nèi)再循環(huán)的裝置，所述指引裝置使被分離的重排放粒子流部分具有旋轉(zhuǎn)和軸向流動(dòng)速率，為了分離其與附近的未分離的重排放粒子流的旋轉(zhuǎn)和軸向流動(dòng)速率相匹配，由此而減少他們之間的紊流。
11.如權(quán)利要求10所述的濾清器，還包括一由第三腔上的本體部分確定的大體上呈喇叭形的第三腔，第三腔與第二腔連通，其中第三腔與第二腔共軸，并與重粒子排放出口連通，從而使重粒子在經(jīng)重粒子流排放出口排出濾清器之前先通過(guò)第三腔。
12.如權(quán)利要求10所述的濾清器，還包括限定在第二腔下面的接納腔的本體部分，其中該接納腔與可接受粒子流出口連通。
13.如權(quán)利要求10所述的濾清器，其中，在管與分離裝置之間限定有一個(gè)環(huán)狀區(qū)域，從而使含有可接受粒子的粒子流，經(jīng)所述環(huán)狀區(qū)域到可接受粒子流出口。
14.如權(quán)利要求13的所述的濾清器，其中，選取該環(huán)狀區(qū)域的橫截面積，使得經(jīng)過(guò)該環(huán)狀區(qū)域的可接受粒子流的軸向流速，保持在大約與沿軸向經(jīng)過(guò)第二腔中央?yún)^(qū)域的重粒子與可接受粒子組合的流速相同。
15.如權(quán)利要求14所述的濾清器，其中，選取環(huán)狀區(qū)域的橫截面積，使得通過(guò)環(huán)狀區(qū)域的可接受粒子流的體積，等于可接受粒子流和進(jìn)入管外中央?yún)^(qū)域的重粒子排放流的組合體積，減去重粒子排放口排出的重粒子排放流的體積。
16.如權(quán)利要求10所述的濾清器，還包括本體部分，該部分限定一個(gè)重新導(dǎo)引置于第二腔內(nèi)粒子流的、且與第二腔共軸的裝置，所述重新導(dǎo)引粒子流的裝置是向下凹陷的，且使在第二腔內(nèi)再循環(huán)流動(dòng)的粒子流向下流動(dòng)。
17.如權(quán)利要求10所述的濾清器，還包括本體部分，該部分在第二腔內(nèi)限定一入水口，其中引導(dǎo)水到第二腔，以便稀釋在腔內(nèi)的重粒子排放流。
18.如權(quán)利要求10所述的濾清器，其中，分離裝置是由陶瓷材料制作的，本體是由塑料制作的。
19.一種用于在輸入流體流內(nèi)將重、輕排放粒子與可接受粒子分開(kāi)的濾清器，該濾清器包括一具有流體入口的本體，輸入流體流通過(guò)該入口注入濾清器，限定具有外反向錐形壁的第一腔的本體部分，其中輸入流體沿切線(xiàn)方向注入該腔內(nèi)，而且其中使輸入流體在反向錐形腔內(nèi)這樣分布，即使重排放粒子位于貼近外壁，輕排放粒子位于沿該腔軸線(xiàn)的中心部位，可接受粒子則主要位于重排放粒子和輕排放粒子之間；用于接納含有輕排放粒子的部分粒子流的裝置；限定第二腔的本體部分，該腔直徑隨向上延伸而減少，其中第二腔置于第一腔的下面；限定重粒子排出口的本體部分，該排出口從第二腔壁向外延伸，限定可接受粒子流出口的本體部分，該出口位于第二腔下面，且與該腔連通；以及固定到本體的第一分離器，該分離器延伸入第二腔，以便將含有重排放粒子的粒子流的一部分分離進(jìn)入第二腔，而使含有可接受粒子的剩余的粒子流流向可接受粒子流出口，并且其中在含有重排放粒子的粒子流的一部分的第二腔內(nèi)建立再循環(huán)粒子流，所述再循環(huán)粒子流以低紊流狀態(tài)從鄰近第一腔向下的粒子流延伸。
20.一種用于在輸入流體流中將重、輕排放粒子與可接受粒子分離開(kāi)的濾清器，該濾清器包括一具有流體入口的本體，輸入流體流經(jīng)此入口注入濾清器；限定具有外反向錐形壁的第一腔的本體部分，其中輸入流體沿切線(xiàn)方向注入該腔，而且其中使輸入流體在反向錐形腔中這樣分布，即重排放粒子位于比可接受粒子更貼近腔壁；一在本體內(nèi)沿軸向延伸的管，以接納含有可接受粒子的粒子流的一部分；限定位于第一腔下面的第二腔的本體部分；一位于第二腔內(nèi)、且具有向上延伸壁的反向水力旋流件，該延伸壁限定一截頭錐面，隨著該壁向上延伸，截頭錐面的直徑逐漸變小，其中管從反向水力旋流件向上延伸，在反向水力旋流件內(nèi)有一入水口，其中通過(guò)所述入水口將水引入帶有重排放粒子的第二腔，以及限定在反向水力旋流件外面的重粒子排放出口的主體部分，重排放粒子流通過(guò)該出口從濾清器中提取。
21.如權(quán)利要求20所述的濾清器，其中，反向水力旋流件用螺紋與本體連接，從而使所述件的轉(zhuǎn)動(dòng)可以調(diào)節(jié)到反向水力旋流件延伸入第二腔中的范圍。
全文摘要
一種濾清器,在反向錐形腔(26)內(nèi)接納輸入漿料,將該濾清器作為水力旋流器,重排放料流向外導(dǎo)引,輕排放料流進(jìn)入排放渦旋腔,并使可接受料流置于渦旋檢測(cè)器中。濾清器本體有一個(gè)反向錐下面的反向水力旋流器腔(34),及在腔(34)下面的陶瓷分離器(36),用于將重排放料流從可接受料流中分離出來(lái),并將其導(dǎo)入腔(34)中。分離出來(lái)的重料流的一部分通過(guò)喇叭形重料流排放口(47)排出,但是大部分重排放料流在反向旋流器的腔(34)中進(jìn)行再循環(huán)。因?yàn)樵撉浑S著向上延伸而變窄,所以料流的線(xiàn)速度及角速度增大到一定范圍,即在反向水力旋流腔中的料流與穿過(guò)該腔中的料流相匹配,由此而防止紊流混合。
文檔編號(hào)B03B5/28GK1198787SQ96197393
公開(kāi)日1998年11月11日 申請(qǐng)日期1996年9月19日 優(yōu)先權(quán)日1995年10月5日
發(fā)明者戴維·B·格蘭姆斯 申請(qǐng)人:貝洛特工藝技術(shù)公司