FI76141C - Anordning foer vaetskebehandling av en fibersuspension. - Google Patents

Description

76141

Laite kuitulietteen käsittelemiseksi nesteellä

Esillä oleva keksintö koskee laitetta kuitumassalietteen käsittelemiseksi nesteellä.

Laitteessa on kaksi sylinterimäistä pyöritettävää sihtielintä, jotka on sovitettu sihtielimiä osittain ympäröivään altaaseen, tuloyhteet lietteen johtamiseksi kumpaankin sihtielimeen, seinäelin, joka yhdessä kummankin sihtielimen kanssa muodostaa kaarenmuotoisen kanavan, jossa on ensimmäinen, suppeneva osa massalietteen sakeuttamiseksi kuiturainaksi, toinen, laajeneva osa ja kolmas, suppeneva osa sekä tuloyhteet käsittelynesteen johtamiseksi toiseen osaan, jolloin sihtielimet muodostavat väliinsä nipin kuiturainojen loppukokoonpuristamiseksi.

Tämäntyyppisissä tunnetuissa laitteissa, ke. esimerkiksi DE-hakemusjulkaisua 2 322 155, kumpikin sihtielin rajaa kiinteiden ja liikkuvien seinäelimien sekä altaan pohjalevyn kanssa sellaisia alueita, joissa kuitumassaliete liikkuu laitteen läpi. Lisäksi niistä puuttuu rajoitettu vyöhyke nestekäsitte-lyä varten. Näissä tunnetuissa laitteissa syntyy kanavoitumista, joka vuorostaan johtaa huonoon käsittelytehoon ja tuk-keutumisvaaraan.

Nämä epäkohdat voidaan välttää keksinnön mukaisella laitteella, jolle on tunnusomaista, että seinäelin muodostaa altaan seinän ja on liikkumaton ja jatkuva sekä että kaarenmuotoinen kanava on yhtäjaksoisesti jatkuva sihtielimien välissä olevaan nippiin saakka, jolloin kanavan toisen, laajenevan osan laa-jennussuhde on välillä 1,1:1 - 2,5:1.

Keksintöä kuvataan lähemmin seuraavassa viittaamalla piirustuksissa esitettyihin suoritusmuotoihin.

2 761 41

Laitetta ja nestekäsittelyä esitetään kaavioi1isesti kuviois-aa 1 ja 2, sovellettuna nk. telapurietimeen, joka käsittää vähintään kaksi puristintelaa, joita erottaa välitila eli nippi, jossa aines- eli kuitumaasaraina puristuu lisää kokoon. Kuviot 3 ja 4 esittävät leikkauksena tällaisten telapuristin-ten sovellutusmuotoja ja kuvio 5 on sivukuvanto leikkauksena, joka on otettu samojen puristinten telojen välistä. Telapu-ristimen sisääntulon sopiva sovellutusmuoto käy ilmi kuviosta 6 .

Kuvioihin 1 ja 2 viitaten selitetään nyt lähemmin keksinnön perusedellytykset. Kuitumassaliete syötetään sisään tuloyh-teen 1 kautta (joka ei näy kuviossa 2) 1-6 X, sopivasti 3-4 % sakeana. Liete johdetaan sen jälkeen kanavaa 2 (2') myöten, jonka poikkileikkaus on suppeneva lietteen kulkusuunnassa. Tässä tapahtuu sakeutumista ja kokoonpuristumista. Nestettä poistuu sihtielimen 3 <3') läpi, minkä johdosta kuitumassa-liete kanavan 2 (2'> lähinnä poistoaukkoa 5 <5'> olevassa osassa 4 <4'> puristuu kokoon kuitumatoksi eli kuiturainaksi, jonka sakeus on noin 3-2 kertaa niin suuri kuin sisääntulosa-keus, eli 3-12 X. Kohdassa 5 (5') kanava 2 (2') liittyy kanavaan 6 <6'>, jonka poikkileikkaus laajenee kuiturainan kulkusuunnassa. Kanavaan 6 (6'> lisätään käsittelynestettä (pesunestettä 7 (7') syöttöaukon 8 (8') kautta poikkileikkauspinta-alan muutosten kompensoimiseksi ja massalietteessä mukana seuraavan nesteen, so. sihtielimen 3 (3') läpi tapahtuneen vedenpoistumisen jälkeen jäljellä olevan nesteen syrjäyttämiseksi kokonaan tai osittain kuiturainan läpi kanavasta 2 (2'). Pinta-alan suureneminen on kuvion 1 merkintöjen mukaan b:a. Tämän laajenemissuhteen sopiva arvo on välillä 1,1:1-2,5:1. Jos kuiturainan annetaan laajeta enemmän kuin 2,5:1, saattaa ilmetä seisovia rainan osia eli kuitumöykkyjä, jotka voivat aiheuttaa, paitsi epätasaista syrjäytystä eli 3 76141 pesua, myös kanavan tukkeutumisen vaaran. Sopivaa on valita laajennus-suhteeksi noin 1,5:1 mutta mieluummin noin 1,2:1. Tietyissä olosuhteissa laajennussuhde voidaan valita niinkin alhaiseksi kuin noin 1,05: 1, so. vain 5 % laajennus.

Paitsi kanavaa 6 (6’)i jota voidaan nimittää myös laajennusvyöhykkeeksi, käsittely- eli pesuvyöhykkeeseen kuuluu kokoonpuristusvyöhyke 9 (9') so. kanava, joka, samoin kuin kanava 2 (2') laajenee poikkileikkaukseltaan. Tässä vyöhykkeessä tapahtuu pääosa syrjäytyksestä kuiturai-nan läpi, jolloin syrjäytetty neste poistuu sihtielimen 3 (3*) läpi. Pesuvyöhyke, joka koostuu laajennusvyöhykkeestä 6 (6*) ja kokoonpuris-tusvyöhykkeestä 9 (9*), joka päättyy kohdassa 10 (10'), käsittää kuvion 1 mukaisessa sovellutusmuodossa vähennän kuin 1/4 telan eli sihtivai-pan 3' kehästä. Mainittu pesuvyöhyke voi olla myös likimäärin yhtä suuri kuin 1/4 telan kehästä tai hiukan suurempikin.

Erityisen hyviä pesutehoja on saavutettu sisääntulosakeuden ollessa 3-4 % ensimmäiseen kokoonpuristusvyöhykkeeseen 2* tultaessa ja poistu-missakeuden tästä ollessa 6-8 %. Laajennusvyöhykkeessä 6 (6') pitäisi saavuttaa 0,6 ä 8 % sakeutusgradientti ja kohdassa 10’ 8-l6 %:n sa-keus. Nipissä 11 (katso kuviota 1) saavutetaan lisäksi sakeuden nousu 35-45 $:iin, tavallisesti noin 40 $:iin.

Pesuvyöhyke rajoittuu ensimmäistä kokoonpuristusvyöhykettä 2 (2') vastaan kohdassa 5 (5T) ja sen jälkeen seuraavia laitteita vastaan kohdassa 10 (10*). Tämän ansiosta pesuneste sekoittuu vain vähän kuitu-rainassa olevan sakeudeltaan alhaisen nesteen kanssa osassa 2 (2*)· Mainittavaa pesunesteen virtausta kuiturainan liikkeen suunnassa ei näin ollen pääse tapahtumaan. Rajoitettu pesuvyöhyke 6 (6’), 9 (91) tuo mukanaan senkin edun, että painetta pesuvyöhykkeessä voidaan säätää syötetyn pesunesteen määrän avulla ja että paine pesuvyöhykkeessä tulee pääasiassa riippumattomaksi paineolosuhteista sen ulkopuolella.

Hyvä pesuteho voidaan saavuttaa verraten lyhyelläkin laajennusosalla jos pesunestettä lisätään sillä tavoin, että se intensiivisesti sekoittuu kuiturainaan verraten suuressa sakeudessa, minkä jälkeen kuiturai-na puristetaan kokoon 25-60 %:iin.

Tunnetuissa, pesulaitteella varustetuissa telapuristimissa kuitumassa-lietteen virtaus ja pesunesteen lisäys ovat vaikeasti säädettävissä.

4 761 41

Ensisijaisena syynä tähän on se, että niissä ei, kuten esillä olevan keksinnön kohteessa, pesuvyöhykettä ole rajoitettu. Niissä syntyy heterogeeninen kuituraina ja niin ollen kanalisoitumista, joka vuorostaan johtaa huonoon pesutehoon ja suuteen tukkeutumisvaaraan. Nämä haitat on vältetty keksinnön mukaisessa laitteessa.

Kuvio 3 esittää keksinnön mukaisen telapuristimen erään suoritusmuodon sovellutusmuodon pääteossa ja kuvio 5 on sivukuvanto/sivuleikkaus samasta telapuristimesta. Kaksi vastakkaisiin suuntiin pyörivää telaa 12 on osaksi upotettuna altaaseen, joka koostuu alas- ja ylöspäin siirrettävissä olevasta vaippaosasta 14 ja kahdesta samoin siirrettävissä olevasta päätyosasta 15. Allasyksikkö 14, 15 on tiiviisti liitetty liikkumattomaan altaan jalustaan, joka koostuu kahdesta jalustakappa-leesta 16, kahdesta suodoksen poistolaatikosta 17 ja neljästä laakeri-kotelosta 18 laakereineen 19, jotka kannattavat teloja 12 akseleilla 13· Teloja käyttää esittämättä jätetty käyttölaite, joka on kytketty tappeihin 20. Mieluimmin telojen pyörittämiseen käytetään hitaita nestemoottoreita. Tällainen moottori voidaan asentaa välittömästi kumpaankin akselitappiin 20, jolloin sekä kierrosluvun säätö että telojen vastakkain pyörintä ratkeaa yksinkertaisella tavalla, viimeksi-mainittukin käyttämättä välillä hammasvaihteita. Nestemoottoreita, joita voidaan sovittaa kaksikin kullekin telalle, so. yksi kummallekin puolelle, ei ole piirustuksessa esitetty. Liikkumattomaan altaan jalustaan 16, 17j 18 on liitetty myös liikkumaton altaan yläosa 21 sekä kaavin 22 ja kaavinpöytä 23 kuiturainan pois johtamista varten.

Kuitumassalietettä/kuiturainaa ympäröivä allas on ylipaineen, sopivasti 0,1-1,5 aty, alaisena, minkä johdosta telojen kehille ja vastaavasti telojen päätyihin on sovitettu tiivistyslistat 24 ja 25 tai sentapaiset. Telojen vaippapinnat voi olla rei'itetty tai raoilla varustettu ja ensiksimainittu muoto on kaaviollisesti hahmoteltu kuviossa 3 rei'illä 26. Altaan runko ja jalustan runko on varustettu tarpeellisilla yhteillä, nimittäin kuitumassalietteen tuloyhteillä 27, poisto-yhteillä 28 suodoksen poistamista varten vedenpoisto- ja syrjäytys-vyöhykkeistä sekä tuloyhteillä 29 käsittelynestettä (pesunestettä) varten.

Edellä jo mainittu allasyksikön 14, 15 siirrettävyys voidaan saada aikaan hydraulisella, pneumaattisella taikka mekaanisella laitteella tai tällaisten laitteiden yhdistelmällä. Kuvioissa 3 ja 5 on esitetty l\ ’ 5 76141 hydraulinen laite, ja se koostuu neljästä hydraulisylinteristä 30, joiden männänvarret vaikuttavat siirrettävissä olevaan allasyksikköön 14, 15· Yläasennossaan allasyksikköä voidaan hienoasetella ja lukita se esimerkiksi siirrettävään allasyksikköön kiinnitetyillä asetusruu-veilla 31 ja käännettävillä varsilla 32 sekä altaan jalustaan sovitetuilla liikkumattomilla kannattamilla 33· Toiminta on seuraava:

Kun allasyksikköä, sen jälkeen kun se on ollut upotettuna, siirretään ylöspäin, kukin varsi 32 on käännettynä asemaan, joka on kohtisuorassa paperin tasoon nähden kuviossa 5. Kun hydraulisylinterit 30 ovat siirtäneet allasyksikön ylöspäin haluttuun korkeusasemaan, varsi 32 käännetään sisään kannattimen 33 ylitse niin, että saavutetaan kuviossa 5 esitetty asema. Tämän jälkeen varsi 32 lukitaan lukitusmutteril-la tai sentapaisella. Allasyksikön korkeusasemaa hienosäädettäessä allasyksikkö on sopivaa pitää lepäämässä hydraulisylintereillä, niin että asetusruuvit 31 eivät ole paineella kuormitettuina. Käynnin aikana on tarkoituksena, että allasyksikkö lepää kannattimilla 33 tiivistäen altaan runkoa vasten ympäriinsä tiivistyspinnoilla 34 (kuvio 3) ja 35 (kuvio 5)· Allasyksikön siirrettävyydellä saavutetaan useita etuja. Telojen ja altaan vaippaosien 14 välimatka voidaan tarkistaa ja asettaa niin, että saavutetaan mahdollisimman hyvä pesuteho. Tukkeutumisen tai kiinni ajamisen jälkeen allasyksikössä tämä voidaan alas laskettuna helposti puhdistaa. Telojen ja allasvaippaosien välimatka voidaan asettaa tuotannon, massatyypin, syöttösakeuden, massan lämpötilan jne. huomioonottaen.

Toiminta keksintöä telapuristimiin sovellettaessa on jo selitetty kuvion 1 yhteydessä, minkä vuoksi tässä on tarpeen vain lyhyt lisäys kuvioiden 3 ja 5 mukaisen sovellutusmuodon osalta. Kuitumassaliete syötetään telapuristimeen syöttöyhteIden 27 kautta. Useita syöttöyh-teitä on sopivasti sovitettu molemmille puolille tasaisen syötön aikaansaamiseksi syöttötilaan 36. Täältä kuitumassaliete poistuu kokoonpu-ristusvyöhykkeeseen 37 ja saapuu sitten kuiturainana ensimmäiseen pe-suvyöhykkeeseen 38 ja toiseen pesuvyöhykkeeseen 39· Molemmissa pesu-vyöhykkeissä on ensiksi laajeneva ja sitten suppeneva poikkileikkaus kuiturainan kulkusuunnassa. Kun kuituraina on jättänyt toisen pesu-vyöhykkeen, tapahtuu lisää veden poistumista ja kokoonpuristumista näpissä 40. Sen jälkeen kuituraina johdetaan kaapimen 22 avulla toiselle telalle 12 ja jatkaa ulos telapuristimesta kaavinpöydän 23 yli.

6 76141

Kuvio 4 esittää sovellutusmuotoa, joka eroaa kuvion 3 mukaisesta vain allasyksikön aseteltavuuteen nähden. Allasyksikön vaippaosat 41 ja 42 ja päätyosat 43 ja 44 ovat nimittäin - sen sijaan, että ne olisivat siirrettävissä - käännettävissä tappien 45 varassa, joita vuorostaan kannattaa altaan jalustaan kiinteästi kiinnitetty palkki 46. Käännettävien allasyksiköiden 4l ja 42 vaippaosat ulottuvat tap-peihin 45 asti jossa ne liittyvät liikkumattoman palkin 46 sivupintoihin 47. Kääntymisliikkeen aikaansaamiseksi on sovitettu hydrauli-sylinterit 48 vastaavalla tavalla kuin kuvion 3 mukaisessa sovellu-tusmuodossa, mikä koskee myös allasyksikön hienoasetusta ja lukitusta yläasentoon asetusruuveilla 31 ja kääntyvillä varsilla 32. Käynnin aikana allasyksikkö näin ollen joutuu lepäämään kannattimilla 33 (kuvio 5) tiivistettynä altaan jalustaa vasten ympäriinsä tiivistys-pintojen 49 (kuvio 4) ja 35 (kuvio 5) kohdalla.

Kuvio 6 esittää erityisen sopivaa sisäänvirtauslaatikkoa 50, jossa on sisäänvirtaustila 51 kuitumassalietteen jakamiseksi tasaisesti telojen 12 koko pituudelle. Kuitumassaliete johdetaan sisään tulonysän 52 kautta, joka voi olla sovitettu myös vaakasuoraksi nysäksi 27 sisään-virtauslaatikon toisella pitkällä sivulla tai vaihtoehtoisesti sijoitettuna sisäänvirtauslaatikon päätyosaan sisäänvirtauksen suuntaamiseksi telojen 12 keskiviivan suuntaiseksi. Sisäänvirtauslaatikkoon voi olla sovitettu yksi tai useampia tulonysiä, joilla on sama sisäänvirtaus-suunta tai edellä mainittujen vaihtoehtojen mukaiset eri sisäänvirtaus-suunnat. Tilan 51 yhteyden telapuristimen kokoonpuristusvyöhykkeeseen 37 muodostaa kapea, mieluimmin aseteltavissa oleva rako 53, jonka läpi kuitumassaliete kulkee suurella nopeudella. Raossa tällöin saatu suuri painehäviö edistää kuitumassalietteen tasaista jakautumista telojen pituussuunnassa, koska paine kammiossa 51 raon 53 kohdalla saadaan pysytetyksi lähes vakiona. Painehäviö voidaan saada aikaan myös raon pituussuuntaan sovitetulla reikärivillä, jonka läpivirtaus-pinta-ala vastaa raon pinta-alaa.

Jos tulonysät 52, 57 on sovitettu sisäänvirtauslaatikon 51, 36 pääty-osaan, laatikko on sopivaa muotoilla niin, että sen poikkileikkaus piänenee kuitumassalietteen aksiaalisessa virtaussuunnassa.

Raon leieys voi vaihdella l:stä 10reen mm riippuen massatyypistä, tulo-sakeudesta, tuotantokyvystä ym. käyttöolosuhteista. Piirustuksessa esitetty rako on suunnattu pääasiassa vaakasuoraan, mutta se voi olla 7 76141 muunkin suuntainen, esimerkiksi pääasiassa pystysuora. Raon jälkeen kuitumassalietteen nopeus on alennettava likimäärin telojen 12 kehä-nopeuden suuruiseksi. Nopeus raossa on sopivasti noin 5 m/sek.

Eri suurten virtausmäärien ja erilaisten käyttöolosuhteiden kompensoimiseksi raon leveyttä voidaan asetella asettelulaitteella 5^4, jolloin aseteltava levy 55, joka rajoittaa raon 53 leveyttä, sopivasti tehdään niveltyväksi.

Olennaisesti tunnusmerkillistä keksinnölle on näin ollen se, että sihtielintä vastapäätä oleva seinäelin - sen sijaan että se olisi liikkuva telaa kohti ja siitä poispäin - on liikkumaton, so. kiinteästi sovitettu,käytön aikana, sekä se, että se on keskeytymättä jatkuva telan kehän suunnassa kuitumassalietteen syöttökohdasta lähtien aina kuiturainan pesuvyöhykkeestä poistumiskohtaan saakka, tai jos pesu-vyöhykkeitä on sovitettu useita peräkkäin, viimeisestä pesuvyöhykkees-tä poistumiskohtaan saakka.

Tuloyhteitä 8, 8’ ja 29 on oltava useita peräkkäin telan akselin suunnassa käsittelynesteen jakamista varten tasaisesti. Nesteen syöttö-kohdassa telaa vastapäätä oleva seinäelin voi olla lävistetty rei’illä tai raoilla 56 niin kuin kuviossa 1 näkyy. Tuloyhteinä 8’ voi olla joukko putkia, joissa on kartiomaiset osat kohdista 57 kohtiin 56 saakka tai ne voivat olla kourun muodossa, joka ulottuu telan akselin suuntaan. Edelleen reikien tai rakojen pinta-ala voidaan valita siten, että käsittelynesteen nopeus reikien 56 läpi on riittävän suuri jotta saavutetaan tarpeellinen painehäviö käsittelynesteen jakamiseksi tasaisesti. Tuloyhteiden lukumäärä voidaan tällöin vähentää yhdeksi ainoaksi tai muutamiksi harvoiksi kutakin tulovyöhykettä (pesuvyöhykettä) kohti. Rei'illä 56 varustetun seinäelimen ulottuvuus telan akselin suun nassa on pääasiassa yhtä suuri kuin telan pituus. Jotta tasainen syr-jäytymistapahtuma ei häiriintyisi, rei’illä 56 varustetun osan sisäpuolelle voidaan sovittaa estelevy 58. Jos sen sijaan halutaan, että pesuneste voimakkaasti sekoittuu kuiturainan kanssa, minkä jälkeen raina puristetaan 25-60 % suursakeuteen, estelevyä ei käytetä.

Claims (4)

1. 76141 θ
2. 1. Laite kuitumasealietteen käsittelemiseksi nesteellä, jossa laitteessa on kaksi sylinterimäistä pyöritettävää sih-tielintä (3', 12), jotka on sovitettu sihtielimiä osittain ympäröivään altaaseen, tuloyhteet <1, 27, 52) lietteen johtamiseksi kumpaankin sihtielimeen, seinäelin (14, 41, 42), joka yhdessä kummankin sihtielimen (3', 12) kanssa muodostaa kaarenmuotoisen kanavan <2', 37), jossa on ensimmäinen, suppeneva osa (4') massalietteen sakeuttamiseksi kuiturainaksi, toinen, laajeneva osa (6') ja kolmas, suppeneva osa (9') sekä tuloyhteet (θ', 29) käsittelynesteen johtamiseksi toiseen osaan (6'), jolloin sihtielimet (3', 12) muodostavat väliinsä nipin (11, 40) kuiturainojen loppukokoonpuristamiseksi, tunnettu siitä, että seinäelin (14, 41, 42) muodostaa altaan seinän ja on liikkumaton ja jatkuva sekä että kaarenmuo-toinen kanava (2', 37) on yhtäjaksoisesti jatkuva sihtieli-mien (3', 12) välissä olevaan nippiin (11, 40) saakka, jolloin kanavan toisen, laajenevan osan (6') laajennussuhde on välillä 1,1:1 - 2,5:1.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että seinäelin (14, 41, 42), joka on lukittavissa laitteen käyttöajaksi, on säädettävissä ja avattavissa sihtieli-mien (3', 12) suhteen hydraulisten laitteiden avulla.
4. 1. Anordning för vätskebehandling av en fibermassasue- pension, vilken anordning innefattar tvä cylindriska, roter-bara silorgan (3', 12) anordnade i ett träg som delvis omslu-ter silorganen, inlopp <1, 27, 52) för suspensionen tili var-dera silorganet, ett väggorgan (14, 41, 42) som tillsammans med vardera silorganet <3'# 12) bildar en bägformad kanal (2', 37) med en första, konvergerande del (4') för förtjockning av maseasuspensionen tili en fiberbana, en andra, divergerande del (6') och en tredje, konvergerande del (9'), samt tillopp (θ', 29) för behandlingsvätska tili den andra delen (6'),