DE3821453A1

DE3821453A1 - Screening apparatus for separating off cellulose fibres from a suspension liquid stream and for introducing the particles into another liquid stream under superatmospheric pressure

Info

Publication number: DE3821453A1
Application number: DE3821453A
Authority: DE
Inventors: Kjell Uno Weine Lundquist
Original assignee: Kamyr AB
Current assignee: Metso Fiber Karlstad AB
Priority date: 1987-07-03
Filing date: 1988-06-26
Publication date: 1989-01-12
Also published as: NO882710L; SE455204B; NO172905B; NO882710D0; FI91291C; CA1322534C; JPS6414389A; FI91291B; BR8803173A; ATA170388A; FI883066A; FR2617518B1; NO172905C; AT394585B; FI883066A0; FR2617518A1; SE8702747D0

Abstract

Screening apparatus for separating off cellulose fibres from a suspension liquid stream and for introducing them into another stream under the action of a superatmospheric pressure. The apparatus essentially comprises a pressure-resistant vessel, the interior of which is subdivided by a vertical partition into two chambers which themselves are again subdivided into upper compartments and lower compartments which are separated by a rotatable circular and horizontal screening disc which passes through a horizontal gap in the partition. The screening disc possesses pockets having screening trays in which fibres are collected on one side of the partition from a downwards directed stream. After the pockets have been rotated to the other side of the wall, the fibres are removed from the pockets by another upwards directed stream.

Description

Es sind Siebvorrichtungen bekannt (britische Patentveröffent lichung Nr. 6 18 316), bei denen eine Fasersuspension durch eine drehbare, flache und kreisförmige Siebscheibe abgesiebt wird, und in welcher die Fasern darauf gesammelt und von einer Kochlauge abgetrennt werden, worauf sie von der Siebscheibe an einem anderen Bereich mit Hilfe von Strahlen einer anderen Flüssigkeit, wie reines Wasser, die gegen die Unterseite der Scheibe gerichtet sind, entfernt werden, wodurch die Fasern in einer anderen Flüssigkeit als die erste Flüssigkeit übertragen und verteilt werden.Screening devices are known (British patent publ Lichung No. 6 18 316), in which a fiber suspension through sieved a rotatable, flat and circular sieve and in which the fibers are collected thereon and from a Cooking liquor are separated, after which they are removed from the sieve in another area with the help of rays from another Liquid, like pure water, against the bottom the disc are directed, removing the Fibers in a different liquid than the first liquid transferred and distributed.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein ähnliches Problem der Übertragung von Fasern von einer Flüssigkeit in eine andere durch Verwendung einer drehbaren flachen Siebscheibe, jedoch besteht die Aufgabe der Erfindung darin, das schwierige Problem zu lösen, einen Fasertransport bei einem im wesent lichen aufrecht erhaltenen Überdruck auf die Fasern und auf die Flüssigkeit auszuführen.The present invention relates to a similar problem of Transfer of fibers from one liquid to another by using a rotatable flat screen disc, however the object of the invention is the difficult Solving the problem of fiber transport at one point maintained overpressure on the fibers and on to execute the liquid.

Im Prinzip wird dies ermöglicht durch die Verwendung eines druckfesten Gefäßes, das mit einer das Gefäß in zwei Kammern unterteilenden Trennwand versehen ist, wobei zwischen den Kammern ein Austausch stattfindet, und zwar durch Verwendung einer Siebscheibe, die sich mit Haftsitz durch einen Spalt in der Trennwand erstreckt. Die kennzeichnenden Hauptmerkmale der Siebvorrichtung nach der Erfindung ergeben sich im einzelnen aus den Ansprüchen. In principle, this is made possible by using a flameproof vessel with one the vessel in two chambers dividing partition is provided, between the Chambers are exchanged by use a sieve disc that fits tightly through a gap extends in the partition. The main characteristics the sieve device according to the invention result in detail from the claims.

Ausführungen der Siebvorrichtung nach der Erfindung sind im einzelnen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:Embodiments of the screening device according to the invention are described in detail in connection with the drawing. The drawing shows:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem vertikalen Schnitt, Fig. 1 shows a first embodiment of the device according to the invention in a vertical section,

Fig. 2 einen horizontalen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 2 shows a horizontal section along the line II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt der Siebscheibe nach der Linie III-III in Fig. 2, in vergrößertem Maßstab, Fig. 3 shows a cross-section of the filter disk by the line III-III in Fig. 2, on an enlarged scale,

Fig. 4 einen horizontalen Schnitt eines weiteren Ausführungs beispiels der Erfindung. Fig. 4 is a horizontal section of another embodiment of the invention.

Die in den Fig. 1-3 gezeigte Siebvorrichtung enthält ein geschlossenes, druckfestes Gefäß, das einem hohen Druck wider stehen kann, z.B. in der Größenordnung von 10 Bar, und das aufgrund von Festigkeitsbetrachtungen die Form eines abge flachten kugelförmigen Gehäuses aufweist. Das Gefäß besteht aus zwei im wesentlichen identischen und symmetrischen Hälften 11, 13, die entlang einer horizontalen Ebene mit Hilfe von gegenüberliegenden Ringflanschen 15, 17 verbunden sind. Eine ringförmige Dichtung 19 ist in die Verbindung einge klemmt. Das Innere des Gefäßes ist durch eine zentrisch ange ordnete vertikale Trennwand, die aus einem mit der oberen Hälfte 11 des Gefäßes aus einem Stück bestehenden oberen Teil 21 und einem mit der unteren Hälfte 13 des Gefäßes aus einem Stück bestehenden unteren Teil 23 besteht. Die Wandteile sind im wesentlichen flach und erstrecken sich diametral über das Gefäß und unterteilen dieses in zwei ge trennte Kammern A und B. Die gegenüberliegenden freien Kanten dieser Wandteile enden in Flanschen 25, 27, die sich in ent gegengesetzte Richtungen erstrecken und deren Breite in Richtung auf den Umfang des Gefäßes zunimmt. Die oberen und unteren Flansche liegen in einem Abstand voneinander, so daß zwischen ihnen ein horizontaler Spalt gleichförmiger Breite gebildet ist. Dieser Spalt würde eine Verbindung zwischen den Räumen auf gegenüberliegenden Seiten der Zwischenwand ermöglichen, wenn nicht darin die Unten be schriebene Siebscheibe eingesetzt worden wäre.The screening device shown in Figs. 1-3 contains a closed, pressure-resistant vessel, a high pressure can stand against, for example in the order of 10 bar, and which has the shape of a flattened spherical abge housing due to strength considerations. The vessel consists of two essentially identical and symmetrical halves 11 , 13 which are connected along a horizontal plane with the aid of opposing ring flanges 15 , 17 . An annular seal 19 is clamped in the connection. The inside of the vessel is arranged by a centrically arranged vertical partition, which consists of an upper part 21 consisting of one piece with the upper half 11 of the vessel and an integral lower part 23 with the lower half 13 of the vessel. The wall parts are substantially flat and extend diametrically across the vessel and divide it into two separate chambers A and B. The opposite free edges of these wall parts end in flanges 25 , 27 which extend in opposite directions and whose width increases in the direction of the circumference of the vessel. The upper and lower flanges are spaced from each other so that a horizontal gap of uniform width is formed between them. This gap would allow a connection between the rooms on opposite sides of the partition if the sieve was described below would not have been used.

Die Siebscheibe ist in ihrer Gesamtheit mit 29 bezeichnet. Sie ist zusammengesetzt aus zwei gleich großen, horizontalen, flachen und parallelen Tragscheiben 33 und 35 und einem feinmaschigen Siebgewebe 31, das dazwischen eingeklemmt ist (s. Fig. 3). Die Tragscheiben sind mit einer Anzahl gegenüber liegender durchgehender Ausschnitte 37, 39 versehen, in denen das Siebgewebe frei liegt. Die Ausschnitte 37 der oberen Tragscheibe bilden Taschen, die das Siebgewebe als Boden aufweisen und die nach oben offen sind, so daß Faser material in den Taschen durch das Siebgewebe gesammelt und festgehalten werden kann. Die untere Tragscheibe 35 ist dünner als die obere Tragscheibe 33, um die Taschen niedrig gelegen auszuführen. Das Zentrum der Siebscheibe 29 ist an einer drehbaren vertikalen Welle befestigt, die durch einen nicht gezeigten Motor angetrieben wird. Die Welle erstreckt sich durch das Innere des oberen Wandteiles 21. Ihr unteres Ende ist in einer Höhlung in dem unteren Wandteil 23 gelagert.The sieve disk is designated 29 in its entirety. It is composed of two equally large, horizontal, flat and parallel support disks 33 and 35 and a fine-mesh sieve fabric 31 , which is clamped in between (see FIG. 3). The support disks are provided with a number of opposite cutouts 37 , 39 in which the screen fabric is exposed. The cutouts 37 of the upper support disk form pockets which have the sieve fabric as the bottom and which are open at the top, so that fiber material can be collected and held in the pockets by the sieve fabric. The lower support disc 35 is thinner than the upper support disc 33 to make the pockets low. The center of the screen disc 29 is attached to a rotatable vertical shaft which is driven by a motor, not shown. The shaft extends through the interior of the upper wall part 21 . Its lower end is supported in a cavity in the lower wall part 23 .

Die Siebscheibe erstreckt sich über die gesamte Querschnitts fläche des Gefäßes und teilt dessen zwei Kammern in obere Abteile A ₁, B ₁ und untere Abteile A ₂, B ₂. Die kreisförmige Kante der Scheibe springt in eine ringförmige Nute vor, die zwischen den Flanschen 15, 17 gebildet ist. Somit wird die Kante der Siebscheibe geführt und gehalten, wobei einer möglichen Aus biegung durch Druckdifferenzen zwischen den beiden Seiten der Siebscheibe entgegen gewirkt wird.Die Dicke der Siebscheibe entspricht dem Abstand zwischen den Flanschen 25, 27, so daß der dazwischenliegende Spalt ausgefüllt und abgedichtet ist. Es sollte aber ein gewisses Spiel vorhanden sein, damit die Drehung der Scheibe nicht gebremst wird. Die Kammern A und B der Siebvorrichtung sollen Teile getrennter Strömungswege bilden, die an Einlässe 45, 49 und Auslässe 47, 51 auf der Außen seite des Gefäßes angeschlossen sind. Wenn die Fasersuspension vom Einlaß 45 vertikal abwärts durch die rechten Kammern A ₁, A ₂ strömt, werden Fasern auf dem Siebgewebe im Boden der Taschen 37 abgelagert, während die von den Fasern gereinigte Flüssig keit durch den Auslaß 47 ausströmt. Wenn die mit Fasern ge füllten Taschen in die linke Kammer herumgeschwenkt sind und eine andere Flüssigkeit durch den Einlaß zugeführt wird, spült diese Flüssigkeit die Fasern aus den Taschen heraus und bildet eine neue Suspension, die durch den Auslaß 51 ausgetragen wird. In den beiden Strömungspfaden kann ein Überdruck von im wesent lichen gleicher Größe herrschen, und es werden somit die Fasern von einer Flüssigkeit zur anderen bei aufrecht-erhaltenem Über druck übertragen. Geringere Druckdifferenzen können durch den Strömungswiderstand im Siebgewebe hervorgerufen werden. Ferner kann es vorteilhaft sein, eine kleine Druckdifferenz zwischen den Kammern aufrechtzuerhalten, damit das Durchsickern der Flüssig keit die gewünschte Richtung einnimmt.The sieve disc extends over the entire cross-sectional area of the vessel and divides its two chambers into upper compartments A ₁ , B ₁ and lower compartments A ₂ , B ₂ . The circular edge of the disc projects into an annular groove which is formed between the flanges 15 , 17 . Thus, the edge of the screen disk is guided and held, with a possible deflection being counteracted by pressure differences between the two sides of the screen disk. The thickness of the screen disk corresponds to the distance between the flanges 25 , 27 , so that the gap between them is filled and sealed . However, there should be some play so that the rotation of the disk is not slowed down. The chambers A and B of the screening device are intended to form parts of separate flow paths which are connected to inlets 45 , 49 and outlets 47 , 51 on the outside of the vessel. When the fiber suspension flows vertically downward from the inlet 45 through the right chambers A ₁ , A ₂ , fibers are deposited on the screen cloth in the bottom of the pockets 37 , while the liquid cleaned of the fibers flows out through the outlet 47 . When the pockets filled with fibers are swung around into the left chamber and another liquid is supplied through the inlet, this liquid flushes the fibers out of the pockets and forms a new suspension which is discharged through the outlet 51 . An overpressure of essentially the same size can prevail in the two flow paths, and the fibers are thus transferred from one liquid to the other while the overpressure is maintained. Lower pressure differences can be caused by the flow resistance in the screen mesh. Furthermore, it may be advantageous to maintain a small pressure difference between the chambers so that the leakage of the liquid takes the desired direction.

Die Ausschnitte 37, 39 in der Siebscheibe sind als sich radial er streckende Sektoren ausgebildet, die durch speichenartige, nicht durchbrochene Teile 52 voneinander getrennt sind. Die Breite der Ausschnitte ist - gemessen in Umfangsrichtung - etwas kleiner als die Umfangserstreckung der Flanschen 25, 27. Deshalb kann kein Ausschnitt oder keine Tasche, in welcher Entfernung sie sich auch vom Zentrum der Scheibe befindet, in Verbindung mit beiden Kammern kommen.The cutouts 37 , 39 in the screen disk are formed as radially extending sectors which are separated from one another by spoke-like, non-perforated parts 52 . The width of the cutouts - measured in the circumferential direction - is somewhat smaller than the circumferential extent of the flanges 25 , 27 . Therefore, no cutout or pocket, regardless of the distance from the center of the disc, can come into contact with both chambers.

Mit Ausnahme eines gewissen unvermeidbaren Leckens entlang den Oberseiten und Unterseiten der Siebscheibe werden die Flüssig keiten im wesentlichen nur dadurch miteinander vermischt, daß während der Drehbewegung der Siebscheibe die darin enthaltenen Höhlungen, die nicht mit Fasern gefüllt sind, Flüssigkeit durch die Trennwand hindurch hin und her bewegt. Deshalb sollten die Taschen soweit wie möglich mit Fasern gefüllt sein, um die An zahl der erforderlichen Durchgänge der Taschen durch die Trenn wand zu reduzieren.Except for some unavoidable licking along the top and bottom of the sieve disc become the liquid essentially only mixed with one another in that during the rotary movement of the screen disc the contained therein Cavities that are not filled with fibers through liquid moved the partition back and forth. Therefore they should Bags should be filled with fibers as much as possible in order to number of passes required for the pockets to pass through the partition reduce wall.

Praktische Untersuchungen haben gezeigt, daß, wenn die von Fasern zu reinigende Flüssigkeit aus einer Lauge mit einem Fasergehalt von 200 ppm besteht, und wenn die Taschen mit einer Füllung von 10% Fasern und 90% Lauge umlaufen, die Übertragung nur 0,2% des Laugenstromes beträgt.Practical research has shown that if the by Liquid to be cleaned from a lye with a liquid Fiber content is 200 ppm, and if the bags with with a filling of 10% fibers and 90% lye Transfer is only 0.2% of the lye flow.

Die in Fig. 4 gezeigte Ausführung unterscheidet sich von der oben beschriebenen Ausführung dadurch, daß die diametrale Trennwand 21, 23 durch eine Trennwand ersetzt ist, die aus zwei ebenen Wandteilen 53, 55 besteht, die miteinander einen spitzen Winkel bilden. Die übrigen Bezugszeichen bezeichnen die gleichen Einzelheiten wie in Fig. 1. In diesem Falle wird das Innere des Gefäßes in zwei Kammern C und D ver schiedener Umfangserstreckungen geteilt, z.B. 90% bzw. 10% der Querschnittsfläche, und es wird ein größerer Teil des Ge fäßes für die mehr Zeit als für die Leerung der Taschen erfordernde Ansammlung der Fasern in den Taschen benötigt. Wenn die Strömungsgeschwindigkeit in beiden Kammern gleich groß gehalten wird, ergibt diese Siebvorrichtung etwa eine zehnfach Eindickung, und es kann dieser Wert noch weiter er höht werden durch Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit durch die kleinere Kammer. Die Vorrichtung ist insbesondere in dem Falle günstig, daß Lauge mit einem geringen Faser gehalt gereinigt werden soll.The embodiment shown in FIG. 4 differs from the embodiment described above in that the diametrical partition wall 21 , 23 is replaced by a partition wall which consists of two flat wall parts 53 , 55 which form an acute angle with one another. The remaining reference numerals denote the same details as in Fig. 1. In this case, the interior of the vessel is divided into two chambers C and D ver different circumferential dimensions, for example 90% and 10% of the cross-sectional area, and it becomes a larger part of the Ge drum for the accumulation of fibers in the pockets, which takes more time than the emptying of the pockets. If the flow rate in both chambers is kept the same, this sieving device results in a tenfold thickening, and this value can be increased even further by reducing the flow rate through the smaller chamber. The device is particularly advantageous in the event that lye is to be cleaned with a low fiber content.

Der den Fasergehalt übernehmende Strom wird vorzugsweise einem unter Überdruck stehenden Behandlungsgefäß zugeführt, in welchem die Fasern behandelt werden. Wenn eine Kammer der Siebvorrichtung in eine Leitung eingesetzt ist, welche zu verdampfende Lauge von einem kontinuierlichen Zellulose kocher führt, kann beispielsweise die andere Kammer in eine Leitung eingesetzt sein, die eine Flüssigkeit, wie eine Waschflüssigkeit, und fein verteilte Fasern zu einem fol genden Druckdiffusor oder dergleichen führt oder diese auch zurück zum Schnitzel einbringenden Kreislauf des Kochers führen.The current taking over the fiber content is preferred fed to a treatment vessel under excess pressure, in which the fibers are treated. If a chamber of Screening device is inserted into a line, which too evaporating lye from a continuous cellulose kocher leads, for example, the other chamber into one Be used a line, such as a liquid Washing liquid, and finely divided fibers into a fol leading pressure diffuser or the like, or this too back to the schnitzel-introducing circuit of the cooker to lead.

Eine andere mögliche Verwendung der Siebvorrichtung ist die Abtrennung der Fasern von einer faserreichen Strömung, die von einem Druckdiffusor ausgeht, und für den Transport der Fasern zum Waschwasser, um sie dem Zellstoffbreistrom wieder zuzuführen.Another possible use of the screening device is Separation of the fibers from a fiber-rich flow, which starts from a pressure diffuser and for transport the fibers to the wash water to make them flow into the pulp feed again.

Natürlich können die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele innerhalb des Erfindungsgedankens in ihren Einzelheiten ab gewandelt werden. So kann das Gefäß zylindrisch sein und kuppelförmige Ober- und Unterteile aufweisen, in welchem Falle es erforderlich ist, die Innenseite des zylindrischen Gefäßteiles mit Anschlägen zu versehen, die eine Verformung der Siebscheibe bei größeren Druckdifferenzen verhindern. Anstelle eines aus einem gewebten Metalldrahtnetz bestehenden Siebes können die Taschen mit einem Boden versehen sein, der aus einer dünnen perforierten oder geschlitzten Metall platte besteht. In der Beschreibung ist die Vorrichtung für vertikale Flüssigkeitsströmungen dargestellt, jedoch kann es in gewissen Fällen vorteilhaft sein, die Vorrichtung seit wärts zu neigen, wobei die Ströme horizontal oder sogar unter einer Neigung fließen, was auch geänderte Positionen für die Einlaß- und Auslaßverbindungen erfordert. Eine andere Abwandlung besteht in der Unterteilung des Inneren des Gefäßes durch vertikale Wände, in beispielsweise 4 Sektoren für parallele Ströme, die abwechselnd nach aufwärts und nach abwärts gerichtet sind, so daß ihre Drücke auf die Siebscheibe über den Umfang verteilt sind und sich gegenseitig kompensieren.Of course, the embodiments described above can in its details within the inventive concept be changed. So the vessel can be cylindrical and have dome-shaped upper and lower parts, in which If necessary, the inside of the cylindrical To provide vessel part with stops that a deformation Prevent the sieve from larger pressure differences. Instead of one consisting of a woven metal wire mesh Sieben the pockets can be provided with a bottom, that of a thin perforated or slotted metal plate consists. In the description the device is for vertical fluid flows are shown, however in certain cases it may be advantageous to have the device to tend downward, with the currents horizontal or even flow under an incline, which also changes positions required for the inlet and outlet connections. Another Modification is the subdivision of the inside of the vessel through vertical walls, for example in 4 sectors for parallel currents that alternate upwards and downwards are directed downwards so that their pressures on the screen disc are distributed over the scope and compensate each other.

Claims

1. Screening device for separating smaller particles, such as cellulose fibers, which are finely divided in a treatment liquid, for example a cooking liquor or bleaching liquor, from a stream of this liquid and for introducing the particles into a stream of another liquid, while the particles and the streams are kept under positive pressure, characterized by a pressure-resistant vessel ( 11 , 13 ) which is separated by a partition ( 21 , 23 ) in two chambers ( A , B ) with separate inlets ( 45 , 49 ) and outlets ( 47 , 51 ) for the different liquid flows is divided, and by a transversely to the partition arranged circular ge disk ( 29 ) which divides the chambers (A, B) into separate compartments ( A ₁ , A ₂ and B ₁ , B ₂ ), where the Disc extends through a gap in the partition wall and essentially fills it, and this disc is attached to a rotatable shaft ( 41 ) so that it can be rotated or pivoted between the chambers n to allow the particles collected on the sieve disc on one side of the partition to be transported to the other side of the partition.

2. Sieve device according to claim 1, characterized in that the sieve disks are provided with a sieve outlet having open pockets ( 37 ), which preferably contain a sieve filter ( 31 ), for collecting fibers or the like from the flowing liquid flow when the pockets located in the first chamber ( A ), the fiber filling can be removed by an opposite flow of another liquid flowing through it when the pockets are in the other chamber ( B ).

3. Screening device according to claim 2, characterized in that the screen disc contains a screen fabric ( 31 ) which is clamped between two plane parallel plates ( 33 , 35 ) with opposite recesses ( 37 , 39 ), the recesses ( 37 ) one form the plate pockets to hold back particles that do not pass through the sieve fabric.

4. Screening device according to claim 3, characterized in that the recesses ( 37 , 39 ) are sector-shaped and that the intermediate non-recessed parts ( 52 ) are dimensioned such that they pass through the gap through the gap in the separator during passage close to the boundaries of the gap in this partition and prevent a connection between the two chambers.

5. Screening device according to claims 1-4, characterized in that the gap between the two parts ( 21 , 23 ) of the partition ends in flanges ( 25 , 27 ) whose common width exceeds the width of the recesses ( 37 , 39 ) , whereby the recesses are never connected to both chambers ( A , B ) at the same time during their passage through the partition.

6. Screening device according to claims 1-5, characterized in that the outer edge of the screen disc ( 29 ) abuts a spherically or cylindrically curved part of the wall of the vessel.

7. Screening device according to claim 6, characterized in that that the edge of the sieve disc from the wall of the vessel will be carried.

8. Screening device according to one of the preceding claims, characterized in that the vessel with one of the screen disc ( 29 ) opposite joint ( 15, 17 ) is seen ver and that the edge of the screen disc protrudes into the joint.

9. Screening device according to claim 1, characterized in that the partition consists of two flat wall parts ( 53 , 55 in Fig. 4) which form an angle of less than 180 ° with one another and divide the vessel into two sections, namely into a larger one Particle collection chamber and a smaller chamber for particle removal.

10. Screening device according to claim 1, characterized in that the shaft ( 41 ) of the screen disc is included in the partition ( 21 ).

11. Modification of the screening device according to one of the claims 1-10, characterized in that the vessel through several partitions, e.g. four partitions, in several Chambers is divided for parallel liquid currents alternating in one and the opposite Direction are trained.