ES2295994T3 - Clasificador de presion para filtrar una suspension de fibras. - Google Patents

Abstract

Clasificador de presión para filtrar una suspensión de fibras (S), con al menos un tamiz cilíndrico o cónico dispuesto en una carcasa (2, 2''), cuya línea central se encuentra esencialmente vertical en la posición de funcionamiento, y que está provisto de múltiples aberturas de tamiz a través de las cuales pasa una parte de la suspensión de fibras (S) suministrada por una alimentación tangencial (8) a una cámara de alimentación (4, 4'') y puede ser almacenada en una cámara de pasta (3), a la cual se encuentra conectada una salida de pasta aceptada (9, 9''), mientras otra parte de la suspensión es rechazada en las aberturas de tamiz y desviada por separado como rechazo (R) por al menos una salida de rechazo (10) por el clasificador de presión, asimismo, en la cámara de pasta aceptada (3) se encuentra un limpiador del tamiz (5) accionado de modo tal que su velocidad periférica es opuesta a la dirección tangencial de afluencia en la alimentación (8), caracterizado porque en la parte superior de la cámara de alimentación (4, 4'') está conectada una salida de partes ligeras (11, 11'').

Description

Clasificador de presión para filtrar una suspensión de fibras.

La presente invención comprende un clasificador de presión acorde al término genérico de la reivindicación 1 así como una aplicación de un clasificador de presión acorde a las reivindicaciones 13 y 15.

Los clasificadores de presión son aplicados en el tratamiento de suspensiones de fibras de papel, a saber, para procesar la suspensión de fibras en un filtrado en húmedo. Para ello un clasificador de presión de esas características contiene al menos un tamiz provisto de múltiples aberturas. Las fibras contenidas en la suspensión deben salir a través de las aberturas, mientras que los componentes sólidos no deseados son rechazados por ellas y eliminados nuevamente del clasificador. Como aberturas de clasificación se utilizan, en general, perforaciones circulares o ranuras. En la mayoría de los casos, los clasificadores de presión del tipo aquí contemplados están provistos de limpiadores de tamiz que son pasados cerca del tamiz. De este modo se impide la obturación de las aberturas de tamiz, de un modo conocido.

El efecto de separación de un clasificador de presión se debe entonces a que, al menos una parte de las impurezas contenidas en la suspensión de fibras de papel suministrada, no pueden pasar el tamiz, es decir, son separadas de las fibras de papel a causa del tamaño, la forma o la flexibilidad. También son conocidos los clasificadores de presión en los que se realiza adicionalmente una separación orientada a la densidad de las impurezas, utilizando las diferentes fuerzas de las impurezas en un campo centrífugo. Aunque el efecto de separación se logra de manera óptima sólo en hidrociclones y centrífugos, también puede ser de utilidad en clasificadores de presión. Sin embargo, aunque una gran parte de las partes pesadas igualmente no pasaría por las aberturas de tamiz utilizadas usualmente, es decir, sería rechazada allí, existe el peligro del daño o del desgaste, cuando entran en contacto con el tamiz. Este riesgo aumenta aún más dado que se utilizan casi siempre limpiadores de tamiz que se mueven muy cerca del tamiz y a una velocidad relativamente elevada.

Es posible proteger, sin más, con hidrociclones antepuestos, denominados purificadores de materias consistentes, a los clasificadores de presión que se aplican en caso de suspensiones de fibras de papel con un alto contenido de impurezas. Aunque esto es efectivo, está, sin embargo, unido a un esfuerzo adicional.

Otra medida para reducir el desgaste en el tamiz del clasificador de presión, consiste en colocar a los limpiadores de tamiz del lado del tamiz de la pasta aceptada. Esto lleva a que las partes rechazadas en el tamiz posean una velocidad menor y no puedan ser interceptados por los limpiadores de tamiz. Es muy improbable especialmente el daño por piezas metálicas que quedan aprisionadas entre el tamiz y el limpiador de tamiz.

En el caso de un clasificador de presión acondicionado con tambores perforados del tipo contemplado aquí, frecuentemente se aplica un funcionamiento centrípeto en el cual la suspensión pasa radialmente las aberturas de tamiz desde fuera hacia dentro. Las partes pesadas no pueden acceder tan fácilmente al tamiz a causa de las fuerzas centrífugas.

Por la memoria DE- A- 28 30 386 así como la memoria DE 12 31 539 B se conocen clasificadores de presión en los que la suspensión a limpiarse es conducida de modo centrípeto por un tambor perforado cilíndrico y en el cual los limpiadores de tamiz se mueven en la pasta aceptada. Asimismo, en un modo de ejecución acorde a la memoria DE 12 31 539 B, el rotor es accionado de modo que su velocidad periférica es contraria a la suspensión entrante. Este clasificador conduce hacia abajo tanto las impurezas pesadas como las ligeras.

A pesar de estos avances, el funcionamiento de los clasificadores de presión de este tipo es muy problemático. No se puede excluir, por ejemplo, que, especialmente en caso de suspensiones con gran cantidad de impurezas, como las que tienen que ser tratadas inmediatamente después de la disolución de papel viejo en la clasificación previa, todavía raspen a lo largo del tamiz las partes pesadas, por ejemplo piezas de metal, vidrios rotos y piedras, y conduzcan a un desgaste más elevado. También partes ligeras, especialmente material celular (poliestireno expandido), no son despedidas, o al menos no son despedidas de manera óptima y rápida. En ese caso existe el peligro de que sean reducidas aun más por el clasificador de presión, ingresando en la pasta aceptada y pudiendo ser sólo difícilmente separada en los siguientes pasos de separación. O se concentran en el clasificador de presión y bloquean los caminos de acceso al tamiz o las aberturas de tamiz mismas.

La presente invención se origina en el objetivo de seguir mejorando los clasificadores de presión conocidos, de modo que ya se pueda eliminar una cantidad considerable de impurezas de la suspensión de fibras de papel, antes de que estas entren en contacto con el tamiz. A su vez se deben eliminar temprano especialmente las partes pesadas y las partes ligeras sensibles que fomentan el desgaste.

Este objetivo se logra con un clasificador de presión acorde a la reivindicación 1, a través de las propiedades de las características nombradas en la reivindicación 1.

En el caso del clasificador de presión del tipo mencionado, se pueden lograr condiciones de circulación notablemente más favorables, a través de las medidas acordes a la invención, lo cual vale especialmente para la cámara de alimentación. En general ésta tiene forma anular y es provista de la suspensión de fibras por una alimentación dispuesta tangencialmente, por lo cual se genera una corriente de rotación. Como consecuencia de las fuerzas centrífugas generadas de este modo, las partes pesadas son arrojadas hacia fuera, de modo que no pueden entrar en contacto con el tamiz o entran apenas en contacto con él. Avanzan en dirección a la pared interna de la carcasa y son arrastradas en parte por la corriente de la suspensión, y, en parte, como consecuencia de la gravedad, son transportadas a una parte de la cámara de alimentación, desde la cual pueden ser eliminadas fácilmente. El limpiador de tamiz, rotatorio radialmente dentro del tamiz, es decir, del lado de la pasta aceptada, provoca movimientos de presión y aspirado para mantener libre las aberturas de tamiz. A su vez el limpiador de tamiz posee una dirección de giro orientada en dirección contraria a la dirección de giro del anillo de agua rotatorio que se encuentra en la cámara de alimentación. Eso es ventajoso porque las alas del limpiador, actuando en conjunto con el tamiz, generan una corriente de rotación en sentido contrario en la cámara de alimentación, es decir, de la suspensión que se encuentra en la cámara de alimentación, en la dirección que ya posee desde el ingreso. Las partes ligeras son separadas de las partes pesadas por las fuerzas centrífugas y se mueven a lo largo del tamiz hacia arriba y se pueden evacuar fácilmente. Como consecuencia de la corriente de rotación pronunciada, también es baja la tendencia de las partes ligeras de asentarse allí. De este modo se mejora sustancialmente el efecto de evacuación de partes pesadas y partes ligeras en la cámara de alimentación, sin costo adicional de aparatos y con aproximadamente el mismo consumo de energía.

La presente invención y las ventajas son explicadas a partir de los dibujos. Se muestran:

Figura 1 un clasificador de presión acorde a la invención, representado esquemáticamente en una vista lateral,

Figura 2 un clasificador de presión acorde a la invención, representado esquemáticamente en una vista en planta,

Figuras 3 y 4 una vista lateral de respectivamente dos variaciones,

Figura 5 un esquema con una aplicación ventajosa del clasificador de presión acorde a la invención.

Un modo de ejecución típico del clasificador de presión acorde a la invención está representado en la figura 1. Éste contiene en una carcasa 2, un tamiz 1 en forma de un tambor perforado cilíndrico. La línea central del tamiz 1 se encuentra aquí en sentido vertical en la posición de funcionamiento. Por ello también se le llama clasificador vertical. Las aberturas de tamiz son ventajosamente cilíndricas en toda su extensión y poseen un diámetro de entre uno y tres milímetros. La suspensión de fibras S a filtrar, es suministrada a la carcasa 2 a través de una alimentación 8. Ingresa primero en la cámara de alimentación 4, que se extiende esencialmente en forma anular y radial por fuera del tamiz 1 como parte de la carcasa 2. Como podemos ver en la figura 2, la alimentación 8 está conectada tangencialmente a la cámara de alimentación 4, de modo que, durante el funcionamiento de la máquina, en la cámara de alimentación 4 se conforma una corriente de rotación que en esta representación fluye en sentido de las agujas del reloj.

La suspensión de fibras suministrada S se mueve en la cámara de alimentación 4 en línea helicoidal hacia abajo, asimismo una parte considerable de esta suspensión puede pasar la abertura de tamiz del tamiz 1 y acceder a la cámara de pasta aceptada 3 que se encuentra radialmente dentro del tamiz 1. Por un segmento 15 que se reduce cónicamente, de la cámara de alimentación 4, la velocidad periférica de la suspensión se mantiene o se aumenta, incluso cuando su cantidad se reduce a causa del paso por el tamiz.

En la cámara de pasta aceptada 3 se encuentra el limpiador de tamiz 5, que en este caso está provisto con una cantidad de alas 6, que son accionadas preferentemente con una velocidad periférica de al menos 15 m/s. A través de movimientos relativos al líquido que lo rodea, dan impulsos de presión y aspirado, con los cuales se mantienen libres las aberturas de tamiz. El limpiador de tamiz 5 está alojado en voladizo en la parte inferior de la carcasa 2 (unidad de alojamiento y obturación 16) y es accionado rotatoriamente. Como podemos ver en la figura 2, el limpiador del tamiz 5 es accionado de modo tal que su velocidad periférica es opuesta a la dirección tangencial de afluencia en la alimentación 8. Las ventajas de este desplazamiento en sentido contrario ya fueron nombradas. Como consecuencia de la corriente de rotación en la cámara de alimentación 4 actúan fuerzas centrífugas sobre la suspensión de fibras S. Éstas generan que las partes pesadas sean arrojadas hacia fuera, es decir, en dirección de la pared de la carcasa. De este modo son mantenidas efectivamente fuera del contacto con el tamiz 1. Se acumulan en la parte inferior de la cámara de alimentación 4 y son desviadas, por ejemplo, a través de la salida de partes pesadas 7 hacia la exclusa de partes pesadas 13, originándose apenas pérdidas de fibras. En casos típicos, la suspensión de fibras S a filtrar no sólo está contaminada con partes pesadas sino también partes ligeras, a las cuales pertenecen especialmente poliestireno expandido o cualquier otro material celular liviano. Éstos son separados rápidamente de las partes pesadas como consecuencia de las fuerzas centrífugas y pueden ser separadas tempranamente, dado que se desplazan hacia la parte superior debido a su tendencia a subir en la cámara de alimentación 4 llena de líquido. Allí son evacuadas por una salida de partes ligeras 11. Ésta puede estar orientada verticalmente hacia arriba, como en este caso, o inclinada hacia arriba, o estar también cerrada tangencialmente. Puede ser ventajoso prever una pared del cilindro impermeable 14 dispuesta por encima del tamiz 1, para la separación de la cámara de alimentación 4 y la cámara de pasta aceptada 3, de modo que se forme una cámara de acumulación de material ligero en la parte superior de la cámara de alimentación 4. En ella puede producirse una clara tranquilización de la corriente, por lo cual se pueden eliminar mejor las partes ligeras, y eventualmente el aire. La longitud axial de esta pared del cilindro 14 es, a su vez, sólo una fracción del largo del tamiz 1, por ejemplo, aproximadamente un 20%. El efecto de elevación de las partes ligeras puede ser apoyado adicionalmente en esta área por una espiral roscada, que cambia al movimiento periférico a un movimiento de ascenso.

La mayor parte de la suspensión rechazada en el tamiz 1, especialmente las impurezas arrastradas por las fuerzas de la corriente, son eliminadas de la carcasa 2 en la salida de rechazo 10 como rechazo R. En general se realiza una clasificación posterior para evitar pérdidas de fibras.

La cámara de pasta aceptada 3 presenta aquí en su parte superior una tubería de ventilación 12, por la cual puede ser eliminado el aire y eventualmente también partes muy ligeras de la pasta aceptada.

Las figuras 3 y 4 sirven para mostrar más soluciones con detalles especiales. Por ejemplo, el dispositivo acorde a la figura 3 posee una guía de la corriente modificada, desviando la pasta aceptada A de la cámara de pasta aceptada 3, no hacia abajo como en la figura 1, sino hacia arriba, es decir, que la salida de pasta aceptada 9' está conectada centralmente en la pared superior de la cámara de pasta aceptada 3. La pasta aceptada A, extraída de ese modo, contiene entonces junto a las fibras clasificadas también aire, por lo cual puede prescindirse de otra tubería de ventilación. Las partes pesadas arrojadas hacia fuera en la cámara de alimentación 4, son conducidas directamente hacia abajo a una exclusa de partes pesadas 13, a través de un canal de partes pesadas 18 saliente vertical o inclinadamente en sentido radial de la carcasa 2. Esta ejecución ("trampa de partes pesadas") evita una rotación prolongada de las partes pesadas en la carcasa y también es posible en los clasificadores mostrados en las figuras 1 y 4. El dispositivo acorde a la figura 3 presenta además una posibilidad de conducir mejor las partes pesadas rechazadas a la exclusa de partes pesadas 13 mediante un plano inclinado 17 en una prolongación de la cámara de alimentación 4 dispuesta debajo de la cámara de pasta aceptada 3. La cámara de alimentación 4 está cerrada arriba por un plano inclinado 20, en cuyo punto superior se halla conectada una salida de partes ligeras 11'.

El clasificador de presión de la figura 4 está provisto de una cámara de alimentación 4', cuyo corte transversal se mantiene esencialmente constante a lo largo de toda la altura axial, dado que aquí se prescinde de un segmento que se reduce. También se puede suprimir eventualmente una cámara de partes ligeras por encima del tamiz 1, para reducir la altura de construcción. Las partes ligeras son desviadas inmediatamente por la salida de partes ligeras 11. En la parte inferior de la cámara de alimentación 4' se encuentra una pared de cierre 19 inclinada hacia abajo, que, a través de la salida de rechazo, 10 conduce fuera de la carcasa a las partes pesadas que llegan allí junto con el rechazo R. A los fines de su funcionalidad, la salida de rechazo 10 está conectada en el punto inferior. Se puede prescindir también de otra salida de partes pesadas.
La pared de cierre 19 puede tener una forma de arco.

Como ya ha sido mencionado, el caso de aplicación preferido de este dispositivo es la clasificación previa o gruesa de la pasta de papel disuelta. Esto puede ser, acorde a la figura 5, típicamente una suspensión de papel viejo formada por papel viejo y agua en una deshilachadora 21, y extraída por el tamiz de pasta 22 de malla gruesa. Un tamiz de pasta 22 de este tipo es mantenido libre a través de un rotor 23 y presenta usualmente perforaciones con un diámetro de entre 10 y 25 mm. La suspensión de papel viejo extraída por él es bombeada, sin otro dispositivo de filtrado, a través de la bomba de pasta 24 a la alimentación 8 de un clasificador de presión acondicionado acorde a la invención. Por ello, esta suspensión S puede estar mezclada con una cantidad mayor de impurezas, que se pueden retener sin más en las aberturas de tamiz, cuyo diámetro se encuentra entre los 1 y
3 mm.

En otras aplicaciones, este tipo de suspensiones de papel viejo pueden ser elaboradas en un desintegrador de pasta de consistencia elevada o en un tambor de solución con un dispositivo de filtrado postconectado abierto, como por ejemplo un tambor de clasificación abierto, y un diluido. Un tambor de solución adecuado para el procedimiento es presentado, por ejemplo, por la declaración de patente alemana
DE 197 36 143.

Claims (17)

1. Clasificador de presión para filtrar una suspensión de fibras (S), con al menos un tamiz cilíndrico o cónico dispuesto en una carcasa (2, 2'), cuya línea central se encuentra esencialmente vertical en la posición de funcionamiento, y que está provisto de múltiples aberturas de tamiz a través de las cuales pasa una parte de la suspensión de fibras (S) suministrada por una alimentación tangencial (8) a una cámara de alimentación (4, 4') y puede ser almacenada en una cámara de pasta (3), a la cual se encuentra conectada una salida de pasta aceptada (9, 9'), mientras otra parte de la suspensión es rechazada en las aberturas de tamiz y desviada por separado como rechazo (R) por al menos una salida de rechazo (10) por el clasificador de presión, asimismo, en la cámara de pasta aceptada (3) se encuentra un limpiador del tamiz (5) accionado de modo tal que su velocidad periférica es opuesta a la dirección tangencial de afluencia en la alimentación (8), caracterizado porque en la parte superior de la cámara de alimentación (4, 4') está conectada una salida de partes ligeras (11, 11').

2. Clasificador de presión acorde a la reivindicación 1, caracterizado porque el clasificador de presión está provisto de un tamiz (1) que separa la cámara de pasta aceptada (3) dispuesta radialmente en el interior, de la cámara de alimentación (4, 4') dispuesta radialmente en el exterior.

3. Clasificador de presión acorde a la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque la cámara de alimentación (4, 4') está unida a una salida de partes pesadas (7).

4. Clasificador de presión acorde a la reivindicación 3, caracterizado porque la una salida de partes pesadas (7) está conectada en la parte inferior de la cámara de alimentación (4, 4').

5. Clasificador de presión acorde a la reivindicación 3 o 4, caracterizado porque en la salida de partes pesadas (7) se encuentra conectada una exclusa de partes pesadas (13) accionada de modo intermitente.

6. Clasificador de presión acorde a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, entre la alimentación (8) y la salida de rechazo, (10) la cámara de alimentación (4) posee un segmento (15) que se reduce cónicamente.

7. Clasificador de presión acorde a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la alimentación (8) se encuentra geodésicamente por encima de la salida de rechazo (10).

8. Clasificador de presión acorde a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en la parte superior de la cámara de pasta aceptada (3) está conectada una tubería de ventilación (12).

9. Clasificador de presión acorde a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el limpiador de tamiz (5) está acondicionado de tal modo que, a través de movimientos relativos al líquido que lo rodea, puede dar impulsos de presión y aspirado en dirección al tamiz (1).

10. Clasificador de presión acorde a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la cámara de alimentación (4) está cerrada abajo por un plano inclinado (17), en cuyo punto inferior se halla conectada una salida de partes pesadas (7).

11. Clasificador de presión acorde a una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la cámara de alimentación (4) está cerrada abajo por una pared de cierre inclinada (19), en cuyo punto inferior se halla conectada una salida de rechazo.

12. Clasificador de presión acorde a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la cámara de alimentación (4) está cerrada arriba por un plano inclinado (20), en cuyo punto superior se halla conectada una salida de partes ligeras (11').

13. Aplicación de un clasificador de presión acorde a una de las reivindicaciones anteriores, para la limpieza de una suspensión de papel viejo que se obtuvo por disolución en un tambor de solución, y que contiene impurezas que a causa de su tamaño, tipo o forma pueden ser retenidas en las aberturas de tamiz circulares, cuyo diámetro es mayor a 1 mm., preferentemente mayor a 3 mm.

14. Aplicación acorde a la reivindicación 13, caracterizada porque la suspensión obtenida en el tambor de solución es clasificada y diluida en un dispositivo de filtrado, especialmente un tambor de filtrado, y bombeada al clasificador de presión.

15. Aplicación de un clasificador de presión acorde a una de las reivindicaciones anteriores 1 a 12, para la limpieza de una suspensión de papel viejo, que se obtuvo por disolución en una deshilachadora (21), y que contiene impurezas que a causa de su tamaño, tipo o forma pueden ser retenidas en las aberturas de tamiz circulares, cuyo diámetro es mayor a 1 mm., preferentemente mayor a 3 mm.

16. Aplicación acorde a la reivindicación 15, caracterizada porque la suspensión obtenida en la deshilachadora (21) es bombeada directamente al clasificador de presión a través de un tamiz de pasta (22) incorporado en la deshilachadora.

17. Aplicación acorde a la reivindicación 13, 14, 15 o 16, caracterizada porque la suspensión (S) es conducida al clasificador de presión con una consistencia de entre 2% y 4%.