PL155075B1

PL155075B1 - Apparatus for separating accepted and rejected substances from paper-pulp suspension and method therefor

Info

Publication number: PL155075B1
Application number: PL1986260187A
Authority: PL
Priority date: 1985-06-20
Filing date: 1986-06-20
Publication date: 1991-10-31
Also published as: KR870000486A; PH26032A; FI85730C; JPH0133598B2; JPS61296193A; EP0206975B1; KR900002099B1; US4855038A; BR8602828A; CN1011146B; FI862592A0; EP0206975A2; FI85730B; CN86103397A; MX162931B; DE3670518D1; ES8801400A1; CA1268141A; EP0206975A3; ES556268A0

Description

RZECZPOSPOLITA OPIS PATENTOWY 155 075

POLSKA

URZĄD

PATENTOWY

RP

Patent dodatkowy do patentu nr--Int. Cl.⁵ D21D 5/02

Zgłoszono: 86 06 20 (P. 260187)

Pierwszeństwo 85 06 20 Stany Zjednoczone Ameryki „ _ tzmm oe i ln

Zgłoszenie ogłoszono: 87 07 27

Opis patentowy opublikowano: 1992 04 30

Twórcy wynalazku: Peter E. Le Blanc

Uprawniony z patentu: BELOIT Corporation,

Beloit (Stany Zjednoczone Ameryki)

Sposób sortowania masy papierniczej i urządzenie do sortowania masy papierniczej

Przedmiotem wynalazku jest sposób sortowania masy papierniczej i urządzenia do sortowania masy papierniczej.

Znane jest z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 363759 I. J. ClarkePounder, urządzenie do sortowania, w którym zastosowano sito lub kosz o gładkiej powierzchni wewnętrznej oddalonej od wirnika, mającego na swej powierzchni zewnętrznej zęby i/lub występy do wywoływania miejscowych zmian objętości w strefie przesiewania.

Znane jest urządzenie sortujące z opisu francuskiego zgłoszenia patentowego nr 7 735 151 (nr publikacji 2 410081), które posiada wirnik wyposażony w łopatki. Wirnik posiada kształt cylindryczny, a jego powierzchnia jest równo oddalona od powierzchni wewnętrznej sita na całym obwodzie.

Znane jest również sito „profilowe wytwarzane przez firmę Ahlstrom Machinery Inc. z Glens Falls, New York, które jest stosowane w ciśnieniowych urządzeniach przesiewających.

Znany jest sposób sortowania masy papierniczej, ujawniony w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 437 204 polegający na tym, że wprowadza się ciecz rozcieńczającą do materiału sortowanego podczas jego przepływu przez strefę przesiewania i sito, co powoduje zmniejszenie ilości substancji odrzuconej.

W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3726401 przedstawiono wirnik z oddzielnymi występami w postaci garbów. Ujawniono sposób sortowania polegający na tym, że wytwarza się pulsację w masie, a mianowicie na przemian dodatnie impulsy powodujące przesiewanie i ujemne impulsy oczyszczające sito. Wadą tego rozwiązania jest to, że występują również okresy impulsów równe zeru, co obniża gęstość substancji przyjętej.

Typowo w konwencjonalnych sitach, w okresie pulsacji występują: bardzo krótki impuls dodatni, nieco dłuższy impuls ujemny, zać podczas trwania 50% okresu brak jest jakiegokolwiek impulsu. Te znane urządzenia sortownicze pracują przy gęstości masy sortowniczej wynoszącej około 2%, przy czym tylko niektóre pracują, choć mniej wydajnie przy gęstościach 4%.

155 075

We wszystkich znanych sitach w miarę zwiększania gęstości, zmniejsza się wydajność usuwania odpadów, a ilość substancji odrzuconej wzrasta.

Głównym celem niniejszego wynalazku jest dostarczenie sposobu sortowania masy papierniczej i urządzenia do sortowania masy papierniczej, zapewniających dużą gęstość, przy małej ilości substancji odrzucanych, oraz przy małym zużyciu energii i minimalnym sortowaniu włókien.

Urządzenie do sortowania masy papierniczej, według wynalazku, posiada obudowę z wlotem do dostarczania zawiesiny masy papierniczej i z wylotem substancji przyjętej oraz wylotem substancji odrzuconej, w której to obudowie jest umieszczone cylindryczne sito, a wokół niego jest utworzona komora dla substancji przyjętej, połączona z wylotem tej substancji, przy czym wlot jest połączony z wylotem substancji przyjętej poprzez sito i komorą dla substancji przyjętej, zaś wewnątrz sita jest umieszczony wirnik oddalony na pewną odległość od wewnętrznej powierzchni sita i osadzony na wale obracanym przez układ napędowy.

Sito osadzone wewnątrz obudowy, posiada profilowaną powierzchnię wewnętrzną, zaś osadzony na wale napędowym wirnik posiada co najmniej jedną tępą krawędź natarcia usytuowaną na jego zewnętrznej ścianie, która to zewnętrzna ściana, posiada nie kołową zewnętrzną powierzchnię, przy czym pomiędzy wewnętrzną powierzchnią sita i zewnętrzną powierzchnią zewnętrznej ściany wirnika jest utworzony obszar o ciągle zamieniającym się przekroju.

Korzystnie zewnętrzna ściana wirnika zawiera dwie półwalcowe części, z których każda ma wzdłużną pierwszą krawędź i wzdłużną drugą krawędź, przy czym pierwsze wzdłużne krawędzie dwóch półwalcowych części są połączone pierwszą tępą krawędzią natarcia, zaś drugie wzdłużne krawędzie dwóch półwalcowych części są połączone drugą tępą krawędzią natarcia.

Korzystnie wirnik zawiera pusty w środku walec, który jest utrzymywany wewnątrz współosiowej ściany zewnętrznej za pomocą płyt końcowych zamykających szczelnie ścianę zewnętrzną, a wewnątrz walca umieszczony jest wał napędzający wystający przez jedną z płyt końcowych i połączony z walcem za pomocą elementu napędowego.

Korzystnie, wirnik stanowi wydłużony, zasadniczo walcowy korpus zawierający wiele łukowych powierzchni przesuniętych promieniowo względem siebie, przy czym te łukowe powierzchnie są połączone ze sobą poprzez wiele elementów tworzących dużą liczbę tępych krawędzi natarcia względem kierunku obrotu.

Korzystnie półwalcowe części, połączone parą tępych krawędzi natarcia w kierunku obrotu, są przesunięte promieniowo względem siebie.

Korzystnie obudowa jest zasadniczo cylidryczna i posiada pierwszą końcową ścianę, obok której jest umieszczony wlot zawiesiny masy papierniczej, drugą końcową ścianę^obok której jest umieszczony wylot substancji odrzuconej, oraz boczną ścianę,w środku której jest umieszczony wylot substancji przyjętej, zaś druga końcowa ściana posiada otwór, przez który wystaje na zewnątrz obudowy uszczelniony w niej wał napędowy układu napędowego, natomiast pierścienie są usytuowane po ubu sronach wylotu substancji przyjętej między wlotem zawiesiony masy papierniczej i wylotem substancji odrzuconej, zaś sito jest połączone z pierścieniami dla oddzielenia wylotu od wylotu substancji przyjętej, zaś tępa krawędź natarcia zewnętrznej ściany wirnika posiada kształt wywołujący turbulencję i pulsację w zawiesinie o impulsach dodatnich stanowiących 50% cyklu i ujemnych stanowiących 50% cyklu.

Korzystnie wirnik ma powierzchnię zewnętrzną zawierającą co najmniej jedną powierzchnię łukową o malejącym promieniu posiadającą tępą krawędź natarcia skierowaną w kierunku obrotu do wywoływania turbulencji. . .

Korzystnie wirnik ma powierzchnię zewnętrzną zawierającą co najmniej dwie powierzchnie łukowe, ' połączone ze sobą co najmniej dwiema krawędziami natarcia do chwytania i przyspieszania masy do prędkości wiąkszej od prędkości wirnika i do wytwarzania turbulencji.

Sposób sortowania masy papierniczej, według wynalazku, polegający na przepuszczaniu zawiesiny masy papierniczej między obracającymi się wirnikiem i sitem, w którym substancję przyjętą przeprowadza się przez sito, a substancję odrzuconą przesuwa się wzdłuż sita i wirnika i przy tym z\v iększa się prędkość zawiesiny zwiększając prędkość wirowania, charakteryzuje się tym, że wprowadza się masę włóknistą na pierwszą stronę sita o wewnętrznej profilowanej powierzchni i poddaje się ją stałemu działaniu serii impulsów dodatnich lub ujemnych ciśnień, rozdzielając ją na część przyjętą i część odrzuconą, przy cz.ym na substancję przyjętą po drugiej stronie sita wywiera

155 075 się ciśnienie dotatnie i wytwarzając w niej turbulencję przeprowadza się ją w stan fluidyzowany, po czym zwiększa się jej gęstość odprowadzając wodę poprzez wywieranie na substancję przejętą ujemnego impulsu ciśnieniowego.

Korzystnie zmienia się okresowo odległości między zewnętrzną powierzchnią wirnika i wewnętrzną powierzchnią sita na całej długości wirnika.

Korzystnie wprowadza się masę włóknistą za pierwszą stronę urządzenia przesiewającego i poddaje się ją działaniu serii impulsów dodatnich i ujemnych, wywierając stale na masę ciśnienie dodatnie lub ujemne i rozdziela się masę na część przyjętą odprowadzaną po drugiej stronie sita wytwarzając dodatnie impulsy ciśnieniowe, oraz na część odrzuconą odprowadzoną po pierwszej stronie sita, przy czym przyjętą część włókien przeprowadza się w stan fluidyzowany poprzez wytwarzanie turbulencji za pomocą wywierania impulsów ciśnieniowych dodatniego lub ujemnego, oraz usuwa się wodę z części przyjętej za pomocą wytwarzania ujemnego impulsu ciśnieniowego, doprowadzając do różnicy gęstości masy, przy czym część przyjęta ma większą gęstość, a część odrzucona mniejszą gęstość.

W urządzeniu do sortowania, według wynalazku, zwiększaniu się gęstości nie towarzyszy ani spadek wydajności ani też zwiększanie ilości substancji odrzuconej. Wynika to z tego, że tępa krawędź natarcia wirnika wytwarza większą turbulencję i fluidyzację masy, co umożliwia przepływ tej ostatniej przez płytę sita przy większej gęstości. Stosowanie fazy impulsu ujemnego, przepływu wstecznego lub odwodnienia, rozcieńcza masę wewnątrz sita, eliminując w ten sposób normalne jej zagęszczenie w obszarze sita oraz powstawanie odrzutów, co występuje w innych sitach.

Dalszą jeszcze korzyścią, osiąganą przy zastosowaniu rozwiązania według niniejszego wynalazku, jest to, że wirnik może pracować z większym luzem w stosunku do sita, niż w przypadku innych sit ostrzowych lub foliowych. Odpadki zawarte w materiale nie zakleszczają się między wirnikiem i sitem, co stanowi problem w innych typach sit.

Urządzenie według wynalazku, pracuje przy gęstości, 4%, 5% i 6%, bez jakiegokolwiek spadku wydajności usuwania odpadów oraz bez zwiększania ilości substancji odrzuconej.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie do sortowania masy papierniczej z sitem ciśnieniowym, według niniejszego wynalazku, w przekroju podłużnym; fig. 2 - urządzenie według wynalazku w przekroju poprzecznym wzdłuż linii II-II z fig. 1; fig. 3 - fragment wirnika i sita w przekroju, ilustrujący w szczególności zależność między wewnętrzną powierzchnią sita profilowego a powierzchnią profilową wirnika, przy zastosowaniu pierwszego typu sita; fig. 4 - fragment wirnika i sita w przekroju podobny do tegoż z fig. 3, uwidoczniający użycie drugiego typu sita profilowego; fig. 5 - wykres pulsacji mierzonych w sicie ciśnieniowym; fig. 6 - wykres zależności natężenia przepływu substancji przyjętej od spadku ciśnienia dla sita ciśnieniowego zbudowanego według niniejszego wynalazku; oraz fig. 7 - przedstawia wykres procentowej ilości usuwanych odpadów w funkcji procentowej wagowej zawartości substancji odrzuconej dla sita ciśnieniowego zbudowanego według niniejszego wynalazku.

Na figurach 1-4 przedstawiono urządzenie sortujące 10, które zawiera obudowę 12 z parą ścian końcowych 14,16 oraz boczną ścianą 18, mającą kształt walcowy. Zawiesina masy papierniczej, wpompowana pod ciśnieniem przez przewód wlotowy 20, wchodzi do obudowy 12 przez otwór 22 w jednym końcu i przepływa w kierunku wylotu odprowadzającego 24 i wylotu odbiorczego 26.

Wewnątrz obudowy 12, na drodze wspomnianego przepływu, jest osadzone sito profilowe, 28, przytwierdzone do wewnętrznej powierzchni obudowy 12 za pomocą pary pierścieni 30, które razem ze ścianą 18 obudowy 12 i sitem 28 tworzą komorę odbiorczą 32 (komorę substancji przyjętej).

Wirnik 34 jest osadzony na wale napędzającym 36, obracanym za pomocą układu napędowego 34. Wirnik 34 posiada pusty w środku walec 40, który jest połączony z elementem napędowym 42 zaklinowanym na wale 36, za pomocą klina 44. Wirnik 34 posiada ponadto płyty końcowe 46, łączące ścianę zewnętrzną 48 wirnika 34 z walcem 40 i zamykające szczelnie końce wirnika 34 względem przepływającej zawiesiny.

Jak to najlepiej widać na fig. 2, wirnik 34 ma kształt podobny do krzywki z parą tępych krawędzi 50 natarcia, skierowanych w kierunku obrotu 52. Za każdą z tych krawędzi 50 natarcia znajduje się część półwalcowa 54. W przedstawionym przykładzie obie części półwalcowe 54 mają

155 075 taki sam promień krzywizny, przy czym środki poprzecznego przekroju części półwalcowych 54 są przesunięte względem osi obrotu wzdłuż średnicy. Jakkolwiek pokazano tylko dwie takie części półwalcowe 54, to dla bardzo wielkich sił ciśnieniowych można zastosować ich większą liczbę. W znaczeniu użytym w niniejszym opisie i zastrzeżeniach określenie „tępy“, zastosowane w odniesieniu do krawędzi 50 wirnika 34,, oznacza krawędź ukształtowaną tak, ażeby mogła chwytać pewną objętość masy i przyspieszać ją do prędkości powyżej prędkości wirnika 34. Tak więc na przykład, krawędzie 50 natarcia mogą być nachylone ku przodowi względem kierunku obrotu 52, lub też mogą mieć kształt wklęsły.

Na figurach 3 i 4 przedstawiono dwie różne powierzchnie profilowe sita 28, przy czym powierzchnia profilowa 56 z fig. 3 i powierzchnia profilowa 58 z fig. 4 mają inny zarys ich przekroju poprzecznego. Zwykle tylko zewnętrzna powierzchnia sita 28 ma kształt profilowy. Można również używać profilowych powierzchni innych niż zostały pokazane.

Po stwierdzeniu zjawiska pulsacji, omówionego powyżej, podjęto badania w celu ustalenia jego przyczyn, w tym przyczyn natury geometrycznej, dynamicznej i związanych z przerabianą masą. W grupie przyczyn geometrycznych badano ostry dodatni impuls ciśnieniowy, obszar impulsów ciśnieniowych ujemnych i dodatnich, stan powierzchni płyty sita 28 oraz luz między wirnikiem 34 i sitem 28. Jako przyczyny dynamiczne rozważono prędkość obwodową wirnika 34, częstość impulsów i spadki ciśnienia na sicie 28. Przyczyny związane z masą obejmują gęstość, temperaturę i typ włókna. Badania podjęto przy użyciu masy z pudeł od mleka o gętości 4,5%. Osiągnięto wydatek pompowania około 45421/min., stosując sito z otworami 1,98 mm i sito z otworami 1,38mm przerabiając ponad 272ton/dzień stosując moc 18,64kW. Ustalono, że przy udziale odrzutów 5,5% wagowych usunięto 52% odpadów stosując sito o wielkości oczek 1,38 mm. Chudość między wlotem masy i wylotem substancji przyjętej spadła przeciętnie o 8 punktów dla sita o wielkości oczek 1,98 mm i wzrastała o 10 punktów na sicie o wielkości oczek 1,38 mm. Sita były stabilne we wszystkich próbach i mogły z łatwością przesiewać masę z pudełek od mleka. Przy przeprowadzaniu wyżej wspomnianego badania masę z pudełek od mleka przygotowano przy użyciu 1000 TriDyne, z podchlorynem sodu, która to substancja jest substancją roztwarzającą, produkcji f-my Beloit Corporation, i jest używana do wytwarzania pulpy papierowej, przy czym oznaczenie 1000 Tri Dynę określa ilość tej substancji potrzebną do wytworzenia 450 kg pulpy. Po okresie działania wynoszącym około 30 minut, masę o gęstości 5,01% odciągano przez otwory o wielkości 3,18 mm w kracie maszyny do rozcierania. Do masy nie dodawano odpadów. Jednakże w zawiesinie było dużo małych płatków i cząstek plastyku. W istocie zawiesinę tę przesiano wstępnie przez otwory 3,18 mm we wspomnianej maszynie.

W wirniku 34 pokaźnym na fig. 2 użyto sit o wielkości oczek 1,98 mm i 1,38 mm; wirnik 34 obracał się ze stałą prędkością 750obr./min. Układ przesiewający był początkowo napełniony wodą, która rozcieńczała zawiesinę z 5% do 4,5%. Wybrano szereg natężeń przepływu, co umożliwiało uzyskanie zależności spadku ciśnienia od natężenia przepływu. Wielkość natężenia przepływu odrzutów utrzymywano w tych próbach na poziomie około 10% substancji przyjętej. Próbki masy wchodzącej, przyjętej i odrzuconej były w jednej próbie pobierane przy znamionowej wydajności całego urządzenia, a w drugiej próbie- przy wydajności pompowania. W próbie trzeciej zastosowano również wydajność pompy, ale przy przepływie odrzutów 5%.

Poniższe zestawienia w tabelach 1 i 2 zawierają dane zebrane podczas wyżej wspomnianych prób.

Tabela 1 zawiera dane dla sita z otworami 1,98 mm. Należy zauważyć, że w miarę zwiększania się natężenia przepływu, obciążenie silnika spada. Jest to wywołane głównie większą prędkością wlotową masy, która powoduje zmniejszenie prędkości, względem wirnika w stosunku do tej ostatniej oraz zapotrzebowanie mocy. Przy dużych natężeniach przepływu zapotrzebowanie mocy wynosiło około 0,06 kW dzień/tonę odebraną. Małą zmianę zauważa się w gęstości przy poziomie odrzutów 10%, jak również zmianę większą przy poziomie 5%. Wydaje się, że ilość odrzutów nie wpływa na zmianę chudości, która jest niewielka, jakkolwiek występuje zmiana między wlotem i wylotem substancji przyjętej.

Tabela 2 zawiera dane dla sita z otworami 1,38 mm. Moc jest w zasadzie taka sama, jak wyżej i wynosi mniej niż 0,08 k W dzień/tonę przy dużych natężaniach przepływu. Zmiana chudości na tym sicie jest tego rodzaju, że CSF substancji przyjętej jest większe niż doprowadzanej, a CSF substancji

155 075 5 odrzuconej - mniejsze niż doprowadzanej. Jest to normalne dla otworów mniejszych, lecz efekt zwiększa się wskutek obecności dużych cząstek plastyku w strumieniu substancji odrzuconej. Są one wystarczająco duże, ażeby zmniejszyć chudość, i dostatecznie lekkie, aby zmienić gęstość.

Na figurze 6 przedstawiono natężenie przepływu substancji przyjętej w funkcji spadku ciśnienia dla obu sit. Dla obu z nich górną granicę stanowiła wydajność pompy, a nie - sito. Krzywa 1,38 mm osiąga prawie maximum, podczas gdy krzywa 1,98 mm wykazuje istnienie dodatkowej przepustowości.

Na figurze 7 przedstawiono usuwanie odpadów dla obu sit w funkcji Wagowego udziału procentowego odrzutów. Jak widać, sito 1,38 mm zapewniało lepsze usuwanie odpadów, niż sito 1,98 mm. Przy ilości odrzutów 5,5% wagowo usuwanie odpadów wyniosło 52% dla sita (1,98 mm) i 71% dla sita (1,38 mm).

Tabela 1

Kosz, otw., 0,78 materiał: pudełka od mleka gęstość: 4,4% ilość odrzutów: 10%

Prędkość Próba obrotów wirnika nr obr./min.	Obciążenie silnika kW	Ciśnienie xl0*[Pa]	tlO* [Pa]	Natężenie przepływu l/min.	Gęstość %
wejście	przyjęcie	przyjęcie	odrzut	wejście	wejście	przyjęcie	odrzut
I	750	21,33	0.46	0,34	0,12	1249,2	208,2	1457,4	-	-	-
1	750	21.10	0,60	0.46	0,14	1601,2	185,5	1786,7	4,51	4,35	4.70
	750	20,88	0.80	0,62	0,18	2044,1	208,2	2252,3	-	-	-
	750	'20,73	1,00	0.80	0,20	2365,9	242,3	2608,2	-	-	-
	750	20,36	1.23	0.98	0,25	2687,7	276,3	2964,0	-	-	-
	750	19.84	1.23	0,93	0,30	3228,9	283,9	3512,8	-	-	-
	750	19.54	1,40	1,06	0,34	3482,6	340,7	3823,3	-	-	-
	750	19,16	1.58	1.19	0,39	3823,3	367,2	4190,5	-	-	-
	750	18,64	1,92	1.45	0,47	4410,0	412,6	4822,6	4,47	4,34	5.34
2	750	18.64	1,92	1.-45	0,47	4410,0	412,6	4822,6	4,47	4,34	5,34
3	750	18.64	1,99	1,50	0,49	4345,6	204,4	4450,0	4,45	4,11	5,72 i
				T abeia	i a
wejście	Przerób ton/dzień przyjęcie odrzut	wejście	Chudość CSF przyjęcie	odrzut	% Odpadów wejście przyjęcie	odrzut	. % wagowy odrzutów
94,80	-	-	-	-	-	-		-	-	-
115,85	100.15	12,52	395	410	470	1,32		0,47	2,85	10.9
146,06	-	-	-	-	-	-		-	-	-
169,10	-	-	-	-	-	-		-	-	-
192,24	-	-	-	-	-	-		-	-	-
227,07	•	-	-	-	-	-		-	-	-
247,94	-	-	-	-	-	-		-	-	-
271,71	-	•	-	-	-	-		-	-	-
312,71	275,24	31,66	420	390	500	0,68		0,22	2,33	18.2
295,11	256,74	16,78	395	385	520	0,52		0,25	1,79	5.9

Usuwanie odpadów ilość odrzutów próba 1=64,4% 10,9% próba 2 = 67,6% 10.2% próba 3 = 51,9% 5,9%

155 075

Tabela 2 kosz: otw. 0,55 materiał pudelka od mleka gęstość. 4,4%

Próba nr	Prędkość obrotów wirnika obr./min	Obciążenie silnika kW	Ciśnienie x^0”^[Pa]	. χΙΟ* [Pa]	Natężenie przepływu l/min.		Gęstość %
wejście	przyjęcie	przyjęcie	odrzut	wejście	wejście	przyjęcie	odrzut
	750	21,77	0,36	0,25	0,11	1362,7	200,6	1563,3	-	-	-
	750	21,40	0,49	0,33	0,16	1817,0	200,6	2017,6	-	-	-
4	750	20,88	0,63	0,45	0,18	2082,0	208,2	2290,2	4,25	4,25	2,48
	750	20,58	0,76	0,55	0,21	2392,4	227,1	2619,5	-	-	-
	750	19,84	1,01	0,75	0,26	2839,1	287,7	3126,8	-	-	-
	750	19,24	1,21	0,89	0,32	3198,7	310,4	3509,1	-	-	-
	750	18,64	1,40	1,03	0,37	3475,0	325,5	3800,5	-	-	-
	750	18,05	1,61	1,19	0,42	3808,1	363,4	4171,5	-	-	-
	750	17,60	1,79	1,30	0,49	4023,9	371,0	4394,9	-	-	-
	750	17,15	1,86	1,29	0,57	4126,1	340,7	4466,8	-	-	-

Tabela 2a

wejście	Przerób ton/dzień przyjęcie	odrzut	wejście	Chudość CSF	% odpadów	- % wagowy odrzutów
przyjęcie	odrzut	wejście	przyjęcie	odrzut
95,53	-	-	-	-	-	-	-	-	-
123,29	-	-	-	-	-	-	-	-	-
139,98	127,28	7,44	405	415	295	0,62	0,18	1,69	5,4
160,12	-	-	-	-	-	-	-	-	-
191.06	-	-	-	-	-	-	-	-	-
214.46	-	-	-	-	-	-	-	-	-
232,24	-	-	-	-	-	-	-	-	-
254,92	-	-	-	-	-	-	-	-	-
268,53	-	-	• -	-	-	-	-	-	-
272,98	-		•	-	-	-	-	-	-

Usuwanie odpadów próba 4 = 70,96% przy ilości odrz,utów 5,4%

Zawartość odpadów była mierzona przy użyciu analizatora obrazu. Z każdej próbki zawiesiny wykonano cztery jednogramowe arkusze kontrolne. Analizator ustawiono tak, aby poddać obliczeniu możliwie jak największą część arkusza, która stanowiła około 80% całej jego powierzchni. Czułość dobrano tak, że liczone były cząstki dostrzegalne okiem. Powiększenie wynosiło około 1,4 w celu uzyskania korelacji obserwacji wizualnej z analizatorem. Wyniki tych prób zebrano poniżej w tabeli 3, która podaje powierzchnię odpadów zmierzoną dla każdej próbki z wlotu substancji przyjętej i substancji odrzuconej. Ilość usuwanych odpadów obliczono z równania:

% usuwanych odpadów = » «>»· : y 100 odpady w subst. odrzuconej

155 075

Tabela 3

	Próba 1	Próba 2	Próba 3	Próba 4
Wejście	0,01318	0,00681	0,00512	0,00620
Przyjęto	0,00473	0,00222	0,00251	0,00182
Odrzucono	0,02845	0,02324	0,01786	0,00620
% usuniętych odpadów	64,1	67	51	70,6

Na podstawie tych prób i obserwacji opracowano teorię uzasadniającą, dlaczego opisane tu: wirnik 34 i sito 28 pracują lepiej od innych urządzeń, znanych w tej dziedzinie techniki. Znane konwencjonalne sita z występami, sita foliowe itp. wytwarzają impulsy dodatnie, poruszając się w masie bez wprowadzania do niej dostrzegalnych ilości energii turbulencyjnej. W tych konstrukcjach wywołuje się bardzo małą fluidyzację materiału.

W urządzeniu według niniejszego wynalazku tępe krawędzie 50 natarcia wirnika 34 poruszają się w masie papierniczej, a każda z nich zabiera pewną jej objętość i przyspiesza ją w kierunku stycznym do wirnika 34, aż do jego prędkości. Przy tej dużej prędkości masa porusza się obok sita profilowego 28, gdyż wzdłuż powierzchni walca 40 powstaje znaczna turbulencja, fluidyzująca w dużym stopniu masę. Ta znaczna fluidyzacja zapobiega aglomeracji, kłaczkowaniu lub matowaniu pojedynczych włókien materiału oraz umożliwia działanie sita przy gęstościach znacznie większych, niż to ma miejsce w sitach konwencjonalnych. W przypadku występowania kłaczkowania lub aglomeracji włókien, pojedyncze włókna nie mogą przechodzić przez otwory w sicie i to było przyczyną tego, że przesiewanie jest dokonywane w znanych urządzeniach przy znacznie mniejszych gęstościach.

Jak już wspomniano poprzednio, podczas jednego cyklu, w sposobie według wynalazku wytwarza się impuls dodatni stanowiący około 50% i impuls ujemny stanowiący 50%. Różni to zasadniczo sposób według wynalazku w stosunku do znanych sposobów sortowania, w których wytwarza się impulsy dodatnie i ujemne, lecz także znaczną część okresu stanowią impulsy równe zeru.

Wytwarzany według wynalazku długotrwały impuls ujemny powoduje przepływ powrotny lub przepłukanie płyty sita 34. Konstrukcja sit profilowanych 34 utrudnia przechodzenie przez nie włókien w kierunku wstecznym, w porównaniu z ich przechodzeniem w kierunku przesiewania, tj. zgodnie z impulsem dodatnim. Ponadto na zewnątrz kosza sita 34 wytwarza się nieznaczną turbulencję w porównaniu z takową, wytwarzaną wewnątrz cylindra sita 34 przez tępą krawędź 50 natarcia podczas impulsu dodatniego. Dlatego podczas trwania impulsu ujemnego przepływ wsteczny ze strony substancji przyjętej na stronę wlotową sita 34 jest głównie przepływem samej wody. Masa po stronie substancji przyjętej ma skłonność do tworzenia na tej stronie maty i stąd powstaje działanie jedynie odwadniające. Ta teoria została udowodniona przez wyniki prób, stwierdzając, że gęstość substancji przyjętej jest na ogół przynajmniej nieco większa od gęstości substancji po stronie wlotu, a gęstość substancji odrzuconej jest mniejsza od gęstości po stonie wlotu. Dlatego też substancja przyjęta zostaje w pewnym stopniu odwodniona, najprawdopodobniej w fazie ujemnego impulsu każdego cyklu.

Próby wykazały również, że im mniejsze są otwory w sicie 34, tym silniejsze jest zjawisko odwodniania. Można to wytłumaczyć trudnością wytwarzania maty w sitach 34 o dużych otworach, umożliwiających przepływ powrotny włókien w substancji przyjętej razem z wodą podczas trwania impulsu ujemnego. Tak więc w czasie sortowania przy wykorzystaniu sposobu i urządzenia według wynalazku przepuszcza się zawiesinę masy papierniczej przez strefę przesiewania między wirnikiem 34 a sitem 28 przy stałym wytwarzaniu w tej strefie okresowych impulsów dodatnich i ujemnych, z których każdy trwa przez około 50% całego okresu pulsacji.

Płynąca zawiesina, poddawana pulsacji o okresie 50-50, ulega w strefie przesiewania ciągłym zmianom objętości. Przesiewania dokonuje się za pomocą sita profilowego 28 oraz wirnika 34 o powierzchni profilowej. Ta powierzchnia profilowa wirnika 34 zawiera co najmniej jedną tępą krawędź 50 natarcia, skierowaną w kierunku obrotu wirnika 34, za którą znajduje się powierzchnia lukowa oddalająca się od sita 28 i w związku z tym zawiększająca objętość przestrzeni między wirnikiem 34 a sitem 28.

155 075

Korzystne jest ukształtowanie wirnika 34 w postaci podwójnej lub poczwórnej krzywki. Oprócz ciągłego wytwarzania impulsów dodatnich i ujemnych krzywki wywołują silnie burzliwy przepływ przesiewanej substancji wzdłuż sita 28.

Jakkolwiek opisano wynalazek w oparciu o konkretne przykładowe rozwiązania i w nawiązaniu do wyników konkretnych prób, to dla osób, obeznanych z daną dziedziną techniki, oczywistą będzie zapewne możliwość wprowadzania wielu zmian i modyfikacji wynalazku bez odbiegania od jego istoty i zakresu. W związku z tym wynalazek obejmuje wszystkie takie zmiany i modyfikcje, które w sposób sensowny i właściwy mogą być włączone w zakres niniejszego wynalazku.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie do sortowania masy papierniczej posiadające obudowę z wlotem do dostarczania zawiesiny masy papierniczej i z wylotem substancji przyjętej oraz wylotem substancji odrzuconej, w której to obudowie jest umieszczone cylindryczne sito, a wokół niego jest utworzona komora dla substancji przyjętej, połączona z wylotem tej substancji, przy czym wlot jest połączony z wylotem substancji przyjętej, zaś wewnątrz sita jest umieszczony wirnik oddalony na pewną odległość od wewnętrznej powierzchni sita i osadzony na wale obracanym przez układ napędowy, znamienne tym, że sito (28), osadzone wewnątrz obudowy (12), posiada profilowaną powierzchnię wewnętrzną, zaś osadzony na wale napędowym (36) wirnik (34) posiada co najmniej jedną tępą krawędź (50) natarcia usytuowaną na jego zewnętrznej ścianie (48), która to zewnętrzna ściana (48) posiada niekołową zewnętrzną powierzchnię, przy czym pomiędzy wewnętrzną powierzchnią sita (28) i zewnętrzną powierzchnią zewnętrznej ściany (48) wirnika (34) jest utworzony obszar o ciągle zmieniającym się przekroju.
2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zewnętrzna ściana (48) wirnika (34) zawiera dwie półwalcowe części (54), z których każda ma wzdłużną pierwszą krawędź i wzdłużną drugą krawędź, przy czym pierwsze wzdłużne krawędzie dwóch półwalcowych części (54) są połączone pierwszą tępą krawędzią (50) natarcia, zaś drugie wzdłużne krawędzie dwóch półwalcowych części (54) są połączone drugą tępą krwędzią (50) natarcia.
3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że wirnik (34) zawiera pusty w środku walec (40), który jest utrzymywany wewnątrz współosiowej ściany zewnętrznej (48) za pomocą płyt końcowych (46) zamykających szczelnie ścianę zewnętrzną (48), a wewnątrz walca (40) umieszczony jest wał napędzający (36) wystający przez jedną z płyt końcowych (46) i połączony z walcem (40) za pomocą elementu napędowego (42).
4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że wirnik (34) stanowi wzdłużny, zasadniczo walcowy korpus zawierający wiele łukowych powierzchni (54) przesuniętych promieniowo względem siebie, przy czym te łukowe powierzchnie (54) są połączone ze sobą poprzez wiele elementów tworzących dużą liczbę tępych krawędzi (50) natarcia względem kierunku obrotu (52).
5. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że półwalcowe części (54), połączone parą tępych krawędzi (50) natarcia w kierunku obrotu (52), są przesunięte promieniowo względem siebie.
6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że obudowa (12) jest zasadniczo cylindryczna i posiada pierwszą końcową ścianę (14), obok której jest umieszczony wlot (20) zawiesiny masy papierniczej, drugą końcową ścianę (16), obok której jest umieszczony wlot (24) substancji odrzuconej, oraz boczną ścianę (18), w środku której jest umieszczony wylot (26) substancji przyjętej, zaś druga końcowa ściana (16) posiada otwór, przez który wystaje na zewnątrz obudowy (12) uszczelniony w niej wał napędowy (36) układu napędowego (38), natomiast pierścienie (30) są usytuowane po obu stronach wylotu (26) substancji przyjętej między wlotem (20) zawiesiny masy papierniczej i wylotem (24) substancji odrzuconej, zaś sito (28) jest połączone z pierścieniami (30) dla oddzielenia wylotu (26) od wlotu substancji przyjętej, zaś tępa krawędź (50) natarcia zewnętrznej ściany (48) wirnika (34) posiada kształt wywołujący turbulencję i pulsację w zawiesinie o impulsach dodatnich stanowiących 50% cyklu i ujemnych stanowiących 50% cyklu.

155 075
7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że wirnik (34) ma powierzchnię zewnętrzną zawierającą co najmniej jedną powierzchnię łukową (54) o malejącym promieniu posiadającą tępą krawędź (50) natarcia skierowaną w kierunku obrotu (52), do wywoływania turbulencji.
8. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że wirnik (34) ma powierzchnię zewnętrzną zawierającą co najmniej dwie powierzchnie łukowe (54), połączone ze sobą co najmniej dwiema krawędziami (50) natarcia do chwytania i przyspieszania masy do prędkości większej od prędkości wirnika (34) i do wytwarzania turbulencji.
9. Sposób sortowania masy papierniczej polegający na przepuszczaniu zawiesiny masy papierniczej między obracającymi się wirnikiem i sitem, w którym substancję przyjętą przeprowadza się przez sito, a substancję odrzuconą przesuwa się wzdłuż sita i wirnika i przy tym zwiększa się prędkość zawiesiny zwiększając prędkość wirowania, znamienny tym, że wprowadza się masę włóknistą na pierwszą stronę sita o wewnętrznej profilowanej powierzchni i poddaje się ją stałemu działaniu serii impulsów dodatnich lub ujemnych ciśnień, rozdzielając ją na część przyjętą i część odrzuconą, przy czym na substancję przyjętą po drugiej stronie sita wywiera się ciśnienie dodatnie i wytwarzając w niej turbulencję przeprowadza się ją w stan fluidyzowany; po czym zwiększa się jej gęstość odprowadzając wodę poprzez wywieranie na substancję przyjętą ujemnego impulsu ciśnieniowego.
10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że zmienia się okresowo odległość między zewnętrzną powierzchnią wirnika i wewnętrzną powierzchnią sita na całej długości wirnika.
11. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że wprowadza się masę włóknistą na pierwszą stronę urządzenia przesiewającego i poddaje się ją działaniu serii impulsów dodatnich i ujemnych, wywierając stale na masę ciśnienie dodatnie lub ujmemne i rozdziela się masę na część przyjętą odprowadzaną po drugiej stronie sita wytwarzając dodatnie impulsy ciśnieniowe, oraz na część odrzuconą odprowadzaną po pierwszej stronie sita, przy czym przyjętą część włókien przeprowadza się w stan fluidyzowany poprzez wytwarzanie turbulencji za pomocą wywierania jednego z impulsów ciśnieniowych dodatniego lub ujemnego, oraz usuwa się wodę z części przyjętej za pomocą wytwarzania ujemnego impulsu ciśnieniowego, doprowadzając do różnicy gęstości masy, przy czym część przyjęta ma większą gęstość, a część odrzucona mniejszą gęstość.

FIG.7

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 100 egz.

Cena 3000 zł