FI56628C - Skivfilter foer filtrering av fiberhalting material - Google Patents

Description

RSF^l [B] (11)KUULUTUSJULKAISU

LJ UTLÄGGNINGSSKRIFT 56628 ^(45) Patentti ayonr.etty 10 03 1930 *0L0 Patent meddelat ^ (51) Kv.ik.*/int.ci* B 01 D 33/38 1 ' B 01 D 33/ίθ SUOM I—FI N LAND (M) Patenttlh.kemui — Ptttnttnseknlng 780123 (22) Haktmltpilvl -- Araeknlngfdag l6.01.7 8 ^ ^^ (23) Alkupilvft — Giltlghttid.g lU.09.7 6 (41) Tullut Julkiseksi — Bllvlt offantllg 15.03-78

Patentti· ja rakisterihallitii. Nihtivlk.ip.non |. kuuLjulksiein pvm. -

Patent- och registentyrelsen ' ' Antttkui utltgd och utl.tkrlftsn publk.nd 30.11 · 7 9 (32)(33)(31) Pyydstty ctuoiksui — Bsglrd prlorltst (71) Rauma-Repola 0y, Helsinki, FI; Porin Tehtaat, PL 96, 28101 Pori 10, Suomi-Finland(Fl) " (72) Martti Toivonen, Rauma, Suomi-FinlaJid(Fl) (7^) Ruska & Co (5M Kiekkosuodin kuitupitoisen materiaalin suodattamiseksi - Skivfilter för filtrering av fiberhaltigt material (62) Jakamalla erotettu hakemuksesta 762626 (patentti 5^060) -Avdelad fr&n ansökan 762626 (patent 5^060) Tämä keksintö koskee kiekkosuodinta kuitupitoisen materiaalin suodattamiseksi, jonka suotimen muodostaa lokeroakseli varustettuna pääasiallisesti akselin pituussuuntaisilla lokeroilla, lokeroakselille asennetut suodattavilla pinnoilla varustetut kiekot, joiden kanavat on yhdistetty vastaaviin akselikanaviin,jakoventtiilit, jotka yhdistävät akselilokerot vuorotellen alipaineen ja vuorotellen ulkoilman paineen ja mahdollisesti myös ulkoilman painetta korkeamman paineen alaiseksi akselin pyöriessä, jolloin jakoventtiilin akselilokeroihin kytkemä alipaineen alainen ns. imuvyöhyke on jaettu kahteen osaan, joista ensimmäinen on ns. likaisen suodoksen erotukseen tarkoitettu vyöhyke ja toinen ns. kirkkaan suodoksen erotukseen tarkoitettu vyöhyke.

Keksinnön mukainen kiekkosuodin on tarkoitettu esim. paperinvalmistuksessa käytettyjen puumassojen saostukseen.

Kyseiseen tarkoitukseen käytetään joko rumpusuotimia tai kiekkosuotimia. Epäkohtana rumpusuotimessa on pieni suodatuspinta verrattuna laitteen vaatimaan rakennetilavuuteen.

Kiekkosuotimella on huomattavasti suurempi suodatuspinta-ala samassa laitteen vaatimassa tilavuudessa kuin rumpusuotimellaja se on siten konetyyppinä sopivampi saostamaan paperimassoja varsinkin lajittelun jälkeen,jolloin massan sakeus on pieni säkä vedenpoisto-ominaisuudet ovat huonot ja tar- 2 06628 vitaan siis suuri suodatinpinta. Tähän saakka käytössä olevilla kiek-kosuotimilla on kuitenkin useita sekä rakenteellisia että toiminnallisia epäkohtia, joista johtuen laitteiden toimintavarmuus ei ole tyydyttävä ja saavutettu suodatustulos niin massan kuiva-ainepitoisuuden eli sokeuden kuin myös tuotantomäärän suhteen jättää myös toivomisen varaa.

Tämä keksintö pyrkii poistamaan mainitut epäkohdat.

Aikaisemmin tunnetaan kiekkosuodin, jossa on nostovyöhykettä seuraavan irroitusvyöhykkeen jälkeen lisävyöhyke, missä poistetaan loput sektorissa olevasta nesteestä. Tunnetaan myös kiekkosuodin, jossa nosto- eli imuvyöhyke jaetaan kahteen osaan jakokohdan sijaitessa ennen ala-asentoa tai ala-asennossa.

On havaittu, että suodatustapahtuma on huomattavasti nopeampi ja lyhytaikaisempi kuin mille nykyisin käytössä olevat kiekkosuotimet soveltuvat. -Keksinnön mukaiselle kiekkosuotimelle on tunnusomaista se, että vyöhykkeiden välinen jakokohta on siten valittu, että kirkkaan suodoksen erotus vyöhykkeessä imu alkaa, ts. akselilokero joutuu imun alaiseksi akse-lilokeron ollessa akselin pyörimissuunnassa 10° ala-asennon jälkeen ja 60° ala-asennon jälkeen olevan asennon välillä.

Suoritetuissa tutkimuksissa on havaittu, että varsinkin pitkälle jauhetut paperimassat muodostavat suodatuspinhalle massaradan hyvin nopeasti ja sen jälkeen suodoksen virtaus massaradan läpi nopeasti pienenee.

Tämä merkitsee sitä, että tuotantokapasiteettiin ja suodatetun materiaalin poistosakeuteen nähden suuritehoisen kiekkosuotimen on sisäisiltä elimiltään oltava hydraulisesti sellainen, että se takaa riittävän ir-roitusta edeltävän ajan massakerroksen kuivumiselle käytettäessä nykyisten kiekkosuotimien pyörimisnopeutta huomattavasti korkeampaa nopeusalu-etta.

Keksinnön mukaisella kiekkosuotimella saavutetaan seuraavat edut - suuri suodinpintakohtainen tuotanto - korkea jättösakeus Näillä molemmilla seikoilla on huomattava merkitys nykyaikaisen, suuri-tuotantoisen paperitehtaan massankäsittelyssä: hiokkeen yms. saostuksessa, kiertovesien puhdistuksessa jne.

Oheisissa piirustuksissa on esitetty keksinnön mukaisen kiekkosuotimen rakenne.

Kuvio 1 esittää poikkileikkausta suotimesta ja kuvio 2 esittää pituussuuntaista leikkausta suotimesta.

3 66629

Allas 1 muodostaa rungon. Siihen on kiinnitetty ns. huuva 2, jonka tarkoitus on koteloida suotimen liikkuvat osat erilleen ympäristöstä. Altaaseen on sovitettu mm. putkiyhteet 3 massan sisääntuontia varten ja kynnys 4 massan tasaiseksi jakamiseksi. Edelleen altaaseen on sovitettu saostetun massan poistoruuvi 5 koteloon 6, johon on myös sovitettu massan poistoputken yhde 7·

Huuvaan 2 on sovitettu mm. massanirrotusvesiputki 8, josta haarautuvat suihkuputket 9, joihin on kiinnitetty suuttimet 10. Edelleen huuvaan on sovitettu viiranpesuvesiputki 11 ja siihen kiinnitetty haaraputket ^ 12 ja suuttimet 13· Pesuvesiputki on laakeroitu kiertyväksi akselinsa ympäri kulman a edestakaisin.

" Altaaseen 1 on sovitettu lokeroakseli 14, joka on laakeroitu pyöriväksi laakereiden 15 ja 16 ja laakeripukkien 17 ja 18 avulla. Lokeroakselin 14 muodostavat sylinterimäinen vaippa 19 ja sen sisäpuolelle sovitetut sopivimmin kartiomaiset akseliputket 20 ja 21, joiden leveämmät päät ovat vastakkain. Vaipan 19 ja kartiomaisten putkien 20 ja 21 välillä on pitkittäisiä väliseiniä 22, jotka jakavat vaipan 19 ja putkien 20, 21 välisen tilan sektoreihin muodostaen lokerot 23·

Akseliputkien sisään on sovitettu akselitapit 24 ja 25 akselin 14 molempiin päihin, joille laakerit 15 ja 16 on asennettu. Akselitapin 24 pää on varustettu sopivaksi käyttölaitetta esim. ns. tappivaihdetta varten (ei esitetty kuvissa). Kuvio 2 esittää suotimen pitkittäisleikkauksen. Siitä nähdään mm. lokeroakselin 2-päinen rakenne, jossa akseli-lokerot alkavat akselin keskellä sijaitsevasta laippamaisesta väliseinästä 26, ja johtavat akselin molempiin päihin.

Akselilokeroiden 23 väliset seinät 22 on sopivimmin muotoiltu siten, että akselilokeron 23 ja samalla myös väliseinän 22 pituussuunta poikkeaa äkselin keskiviivan suunnasta siten, että jakoventtiiliä lähinnä oleva akselilokeron 23 pää ja väliseinän 22 pää ovat akselilokeron ja väliseinän toiseen, poikittaiseen väliseinään 26 rajoittuvaan päähän verrattuna jäljessä pyörimissuuntaan nähden. Tällöin jakoventtiilistä kauempana oleva väliseinän 22 pää nousee massasulpusta ennen jakovent-tiilin puoleista päätä. Sopivimmin väliseinän 22 pituussuunta poikkeaa akselin pituussuunnasta siten, että väliseinän sisempi pituussuuntainen reuna muodostaa ruuviviivan. Ruuviviiva on jyrkästi nouseva ja sen suunta poikkeaa vain vähän akselin keskiviivasta. Sopiva nousu on esimerkiksi sellainen, että noin 4 m pitkän väliseinän toinen pää on 4 66628 noin 15 - 20° edellä toisesta päästä.

Akselilokeron 23 ja väliseinän 22 poikittainen suunta poikkeaa sylinterin 19 säteen suunnasta siten, että akselikeskiötä lähinnä oleva lokeron osa ja väliseinän reuna ovat akselikeskiöstä kauempana olevaan lokeron osaan ja väliseinän reunaan verrattuna jäljessä pyörimissuuntaan nähden. Tällöin väliseinän 22 ulompi reuna nousee massasulpusta ennen sisäreunaa. Sopivimmin väliseinä 22 on lisäksi poikittaissuunnas-sa kaareva siten, että akselin pyöriessä väliseinän kovera sivu liikkuu edellä. Akselilokero 23 on muodoltaan sellainen, että sekä vedellä että ilmalla on toisiinsa nähden esteetön kulkumahdollisuus.

Edellä selostetulla väliseinien 22 muotoilulla saadaan aikaan se, että lokeroakselin 14 pyöriessä sen ylöspäin nousevalla puolella väliseinä 22 joka kohdassa viettää suodoksen virtaussuunnassa alaspäin ja suodoksen poistoyhteitä kohti.

Kuvassa 2 on esitetty ainoastaan kaksi väliseinää 22,ettei kuvan selvyys kärsisi. Esitetyt kaksi vierekkäistä väliseinää sijaitsevat kuvan 1 vasemmassa puoliskossa ja ne on esitetty katsottuna kuvan 1 vasemmalta puolelta oikeaa puolta kohti. Kuvassa 2 on viitenumerolla 51 merkitty yhden väliseinän ulompaa reunaa ja numerolla 51' saman väliseinän sisempää reunaa. Toisen väliseinän ulompaa reunaa on merkitty numerolla 52 ja saman väliseinän katkoviivoin esitettyä sisempää reunaa numerolla 52’.

Akselilokeroiden 23 alipaineen alainen ns. imuvyöhyke on jaettu kahteen osaan E ja F siten, että ensimmäisen imuvyöhykkeen E kautta poistuu ns. likainen eli samea, suodos^ Toiseen vyöhykkeeseen F tulee ns. kirkas eli puhdas suodos, joka suotautuu massan jo osittain peittämän kiekko-pinnan kautta. Vyöhykkeiden E ja F välinen jakokohta on valittu siten, että kirkkaan suodoksen erotusvyöhykkeessä F imu alkaa akselilokeron 23 ollessa akselin pyörimissuunnassa ala-asennori ja 60°, mieluummin 10 -50°, sopivimmin 15 - 45° ala-asennon jälkeen olevan asennon välillä. Ensimmäisessä imun alaisessa vyöhykkeessä eli ns. likaisen suodoksen vyöhykkeessä E imu akselilokerossa alkaa aikaisintaan sen ollessa 45° ennen akselilokeron ala-asentoa. Jakoventtiili on varustettu elimillä suodoksen jakamiseksi kahteen tai useampaan osaan, siten että kirkas suodos erotetaan edellä esitetyssä vaiheessa.

Lokeroakselille 14 on sovitettu suodatinkiekot 27, jotka muodostuvat 5 66628 kiekkosektoreista 28. Kussakin kiekossa on esimerkiksi 20 sektoria.

Ne ovat rakenteeltaan sinänsä tunnetut. Niiden sektorimaiset tasopinnat ovat rakenteeltaan vettä läpäisevät, esim. reikälevyt, joiden väliin jää tila 29. Kiekkosektoreiden päälle on kiinnitetty sinänsä tunnetulla tavalla suodatinkangas. Kiekkosektorin juuriosassa ja vastaavasti akselin ulkopinnalla on aukko 30, jonka kautta kiekkosektorin sisätila 29 on yhteydessä akselilokeron 23 kanssa. Kukin eri kiekoissa perättäin olevien sektoreiden muodostama, akselin suuntainen sektoririvi on yhteydessä yhteen akselilokeroon 23.

Lokeroakselin 14 päihin on sovitettu sinänsä tunnetulla tavalla esim. tasomaiset tiivistyskappaleet 31 ja 32. Lokeroakselin kehälle on sovitettu tiivisteet 33 ja 34. Sekä tiivistyskappaleet 31 ja 32 että tiivisteiden 33 ja 34 avulla tiivistetyt pyörivät akselilokerot 23 yhdistetään vuorotellen alipaineen ja vuorotellen ulkoilman paineen ja mahdollisesti myös ulkoilman painetta korkeamman paineen alaiseksi, ts. tiivisteet muodostavat ns. jakoventtiilin tiivistävät elimet.

Akselin 14 jakoventtiiliä vasten tuleva pää on työstetty jakoventtiiliä vastaavaksi. Jakoventtiilin rungon muodostaa lokeroakselin 14 ja altaan 1 päihin sovitetut venttiilikotel-ot 35 ja 36, joihin on sovitettu suodoksen poistoyhteet 37, 38, 39, 40, 4l ja 42, joista yhteet 37 ja 38 ovat tarkoitetut ns. sameaa suodosta varten, yhteet 39 ja 40 ns. kirkasta suodosta varten ja yhteet 4l ja 42 ns. jäännössuodosta varten. Suodosten erottamiseksi toisistaan venttiilikotelo 35, 36 on varustettu väliseinällä. Venttiilikotelon 35, 36 yläosassa on putki-yhde 43, 44, johon imupumpun imuputki on yhdistetty.

Venttiilikotelo 35, 36 on tiivistetty allasta vasten tiivistein 45, 46. Tiivistekappaleeseen 31,3^ on kytketty putket 47r 48, jotka yhdistävät lokeroakselin 14 ja kiekkosektorin sisätilan 29 ulkoilmaan tai mahdollisesti ulkoilman painetta korkeampaan paineeseen esim. kerran akseli- . ·.# · . ‘ kierroksella.

Suodatettava massasulppu pumpataan putkien 3 kautta ja kynnyksen 4 yli altaaseen 1, jossa sen pinnankorkeus pidetään em. tasolla A, jolloin osa kiekoista ja lokeroakselista on upotettuna massasulppuun.

Akselin pyöriessä nuolen B suuntaan muodostuu suodinkiekkojen pinnalle imun vaikutuksesta massakerros, joka poistetaan nuolen C suuntaan käyttäen apuna irrotussuihkua, joka tulee suuttimesta 10 ja on suunnattu massakerrosta kohti. Kiekkojen väissä on pystyputket 49, joihin irrotus- 6 56628 suihkun avulla kiekkosektorilta irrotettu massakakku 50 putoaa ja joista massa poistuu poistoruuvin 5 avulla. Massasulpusta erotettu suodos joutuu imun vaikutuksesta kiekkosektorin sisäpuolelle ja sieltä edelleen akselilokeroon, josta suodos virtaa jakoventtiilin läpi suodos-säiliöön.

Vähän ennen kuin kiekkosektori saapuu massan irrotuskohtaan, jakovent-tiili sulkee imun asianomaisesta akselilokerosta ja kytkee sen ulko-ilmanpaineen alaiseksi, jolloin massakakun irrotus helpottuu. Viiran-pesuputkiston 11, 12 ja 15 avulla käyttäen vesisuihkuja puhdistetaan suodinkangas ennen sektorin upotusta massasulppuun. Sen jälkeen kun kiekkosektori on upotettu massasulppuun, kytkeytyy imu jako-venttiilin avulla asianomaiseen akselilokeroon suunnilleen kohdassa D. Suotimen toiminta on siten pääpiirteissään ennestään tunnettu.

Hakijan suorittamissa laajoissa tutkimuksissa on havaittu, että etenkin ns. paperimassoilla suodatustapahtuma on suodatuksen alussa hyvin nopea, mutta hidastuu muutaman sekunnin kuluttua siten, että suodatettu vesimäärä aikayksikköä kohti pienenee hyvin nopeasti murto-osaan siitä arvosta, mikä se oli suodatuksen alussa. On havaittu, että pyrittäessä suureen suodatuspintakohtaiseen tuotantoon ja korkeaan jättösakeuteen, tulee suotimen olla rakenteeltaan sellainen, että se pystyy poistamaan kussakin akselilokerossa virtaavan hetkellisen mutta suuren suodos-määrän tehokkaasti. Tämä saa aikaan sen» että suotimen kiekkoacktorei-den tyhjennys tapahtuu nopeasti, jolloin massakerroksen kuivumiselle jää enemmän aikaa, mikä vastaavasti merkitsee suurempaa irtiottosakeutta -ja sallii sellaisenaankin jo korkeamman kierrosluvun käytön ja siten myös suuremman tuotannon. Samanaikaisesti tämä tekee mahdolliseksi lisätä kierroslukua ja tuotantoa sallimalla matalamman massapinnan korkeuden altaaseen.

'r

Keksintö ei rajoitu vain edellä esitettyyn sovellutukseen vaan se voi vaihdella huomattavastikin patenttivaatimusten puitteissa. Esim. kiekkojen lukumäärä voi vaihdella, suodatin voi olla 1-päinen, kiekkojen keskinäiset suhteet voivat olla toiset kuin mitä piirustuksesta käy ilmi, jakoventtiilin muotoilu voi olla erilainen, suodin voi olla varustettu imupumpulla tai se voi olla itseimevää tyyppiä, massaradan irrotus voi tapahtua vaihtoehtoisesti sektorin yläasennon jälkeen jne.

Claims (4)

7 $662»

1. Kiekkosuodin kuitupitoisen materiaalin suodattamiseksi, jonka suotimen muodostaa lokeroakseli (14) varustettuna pääasiassa akselin pituussuuntaisilla lokeroilla (23), lokeroakselille asennetut suodattavilla pinnoilla varustetut kiekot (27), joiden kanavat (30) on yhdistetty vastaaviin akselikanaviin, jakoventtiilit, jotka yhdistävät akselilokerot (23) vuorotellen alipaineen ja vuorotellen ulkoilman paineen ja mahdollisesti myös ulkoilman painetta korkeamman paineen alaiseksi akselin pyöriessä, jolloin jakoventtiilin akselilokeroihin (23) kytkemä alipaineen alainen ns. imuvyöhyke on jaettu kahteen osaan, joista ensimmäinen on ns. likaisen suodoksen erotukseen tarkoitettu vyöhyke (E) ja toinen ns. kirkkaan suodoksen erotukseen tarkoitettu vyöhyke (F), tunnettu siitä, että vyöhykkeiden välinen jako-kohta on siten valittu, että kirkkaan suodoksen erotusvyöhykkeessä (F) imu alkaa, ts. akselilokero (23) joutuu iitiun alaiseksi akselilokeron ollessa akselin (14) pyörimissuunnassa 10° ala-asennon jälkeen ja 60° ala-asennon jälkeen olevan asennon välillä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kiekkosuodin, tunnettu siitä, että kirkkaan suodoksen erotusvyöhykkeessä (F) imu alkaa akseli-lokerossa (23) sen ollessa alueella 10 - 50° jälkeen akselilokeron ala-asennon.

3. Patenttivaatimuksen 1 ja 2 mukainen kiekkosuodin, tunnettu „ siitä, että kirkkaan suodoksen erotusvyöhykkeessä (F) imu alkaa akseli-lokerossa (23) sen ollessa alueella 15 - 45° jälkeen akselilokeron ala-asennon. «*·

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kiekkosuodin, tunnettu siitä, että ensimmäisessä imunalaisessa vyöhykkeessä eli ns. likaisen suodoksen erottamiseen tarkoitetussa vyöhykkeessä (E) imu akselilokeros-sa (23) alkaa aikaisintaan sen ollessa 45° ennen akselilokeron ala-asentoa.