FI79033B - Foerfarande och anordning foer effektivering av funktionen hos skivfilter. - Google Patents

Description

1 79033

Menetelmä ja laite kiekkosuodattimen toiminnan tehostamiseksi

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä ja laite 5 kiekkosuodattimen toiminnan tehostamiseksi. Erityisesti keksinnön kohteena on menetelmä ja laite paperi- ja sellu-loosateollisuudessa käytettävien kiekkosuodattimien käsittelemän kuitususpension lähtösakeuden korottamiseksi.

10 Kiekkosuodattimet ovat olleet jo vuosikymmeniä tunnettuja ja käytettyjä laitteita mm. puunjalostusteollisuudessa. Esimerkkeinä mainittakoon GB patenttijulkaisun 1,146,197 ja US patenttijulkaisun 3,193,105 mukaiset tyypilliset kiekkosuodattimet. Niinpä niiden rakenneratkaisutkin ovat 15 muotoutuneet lähestulkoon vakioiksi vuosien saatossa.

Ainoastaan valmistusmateriaalien kehittyminen on tuonut jotakin uutta alalle. Siten jo varhaisimmissa kiekkosuodat-timissa käytettiin vesi- tai vastaavaa nestesuihkua massaka-kun irroittamiseen suodatinsektorin pinnalta. Ulkopuolisesta 20 tällainen toiminta saattaa tuntua hieman nurinkuriselta, koska massakakun sakeus tietenkin pienenee siihen nestettä lisättäessä. Jossakin vaiheessa massakakkua on yritetty poistaa ilmalla, mutta sen on todettu tulevan kalliimmaksi kuin veden käyttö ja siitä aiheutuva massan laimeneminen. 25 Niinpä on kiekkosuodattimien käyttäjien ollut tyytyminen siihen, että, vaikka massakakun sakeus saadaankin nousemaan 15 - 16 %:in suodatinsektorin pinnalla, on kakun sakeus irroituksen jälkeen esimerkiksi purkausruuvilta mitattuna enää 11 - 12 %.

30

Nyt kuitenkin tarkasteltaessa nykyaikaisia kiekkosuodattimia on havaittu, että massakakku irtoaa hyvin nopeasti itsestään toisin sanoen pelkän painovoiman vaikutuksesta sen jälkeen, kun sen yläkulma on saatu irroitetuksi suodatinsektorista. 35 Kuitenkin kaikki markkinoilla olevat kiekkosuodattimet on rakennettu niin, että massakakun irroitusnestesuihku P687/8801 2 79033 suihkuttaa nestettä koko ajan suodatuspinnalle. Tietenkin suurin osa tästä nesteestä menee suodatinpinnan läpi, mutta osa siitä imeytyy heti aivan tarpeettomasti massakak-kuun alentaen sen sakeutta. Kuten jo edellä todettiin, 5 massakakun sakeus laskee tällöin useita prosentteja, mikä on paitsi tarpeetonta, myöskin haitallista massan jatkokäsittelyä ajatellen. On myös syytä huomata, että vaikka irroitusnestesuihku läpäiseekin suodatuspinnan silloin, kun massakakku ei enää ole sillä kohtaa kiinni suodatuspin-10 nassa, valuu suuri osa mainitusta nesteestä takaisin suodatuspinnan läpi, koska suodatinsektorin sisällä ei ole imua, joka poistaisi nesteen suodoksen joukkoon.

Mikäli jollakin tavalla olisi mahdollista säännöstellä 15 suodatuspinnoille suihkutettavan irroitusnesteen määrää, voitaisiin sekä säästää irroitusnesteen pumppauskustannuk-sissa että säilyttää massan sakeus lähempänä suodattimen itsensä saavuttamaa maksimisakeutta.

20 Suoritetuissa kokeissa on todettu olevan mahdollista jaksottaa irroitusnestesuihkun käyttöä niin, että se olisi vain noin kolmanneksen ajastaan käytössä. Silloin suihkutettavan nesteen määrä laskee kolmannekseen ja voidaan arvioida massakakkuun imeytyvän nesteen määrän laskevan noin puoleen 25 entisestään. Siten mikäli massan sakeus irroitusvaiheessa aikaisemmin tekniikan tason mukaisilla laitteilla laski noin 4 %-yksikköä, on sakeuden lasku esillä olevan keksinnön mukaisella menetelmällä ja laitteella vain noin 2 %-yksikköä.

30

Esillä olevan keksinnön mukaiselle menetelmälle kiekkosuo-dattimen toiminnan tehostamiseksi on tunnusmerkillistä, että käytettävän paineväliainesuihkun suihkutusaikaa jaksotetaan, jolloin massan lähtösakeus kiekkosuodattimesta saadaan 35 merkittävästi nousemaan.

li P687/8801 3 79033

Esillä olevan keksinnön mukaiselle laitteelle kiekkosuodat-timen toiminnan tehostamiseksi on tunnusmerkillistä, että irroitusnestettä suihkuttavalle suuttimelle johtavaan paineväliaineputkistoon tai itse suuttimen yhteyteen on 5 järjestetty paineväliainesuihkun jaksotuslaite.

Seuraavassa keksinnön mukaista menetelmää ja laitetta selitetään yksityiskohtaisemmin viittaamalla oheisiin 10 kuvioihin, joista kuvio 1 esittää suurimmaksi osaksi tavanomaista kiekkosuoda-tinta, johon keksinnön mukaista menetelmää ja laitetta on sovellettu, ja kuvio 2 esittää keksinnön erään edullisen suoritusmuodon 15 mukaista venttiiliratkaisua.

Kuvioiden 1 ja 2 kuvaama keksinnön mukainen laite on osana tavanomaista kiekkosuodatinta 1, joka itsessään koostuu useista rinnakkain samalle akselille 2 järjestetyistä 20 suodatinkiekoista 3, jotka puolestaan on koottu kuvion tapauksessa kuudestatoista suodatinsektorista 4. Kunkin suodatinsektorin 4 sisäosa on ontto, jonne kohdistetaan alipaine, jolla imetään suodattimen 1 alaosan muodostavassa altaassa 5, joka on jaettu väliseinillä lokeroihin, 25 joita on yksi kutakin suodatinkiekkoa varten, ja lokeroiden välisiin osiin, joiden kautta kiekolta irrotettu massakakku siirretään edelleen, olevasta kuitususpensiosta vettä suodatinsektorin 4 sisälle. Samassa yhteydessä virtauksen ollessa kohti suodatinsektoria 4 kerääntyy sektorin pinnalle 30 kuituja, jotka sektorin liikkuessa altaassa edelleen muodostavat suodatinsektorin pinnalle saostuneen massakakun. Kunkin suodatinsektorin 4 noustessa vuorollaan nesteen sisältä ylös on massakakku tiukasti kiinni sektorin pinnassa, josta se irroitetaan suihkuttamalla yhdestä tai useam-35 masta suuttimesta 7 sektorin ja massakakun rajapintaan paineväliainetta, joka useimmiten on vettä. Tällöin mas- P687/8801 4 79033 sakakku irtoaa sektorin pinnalta ja putoaa kiekkojen 3 lokeroseinämien välissä olevaa kourua 8 pitkin siirtoruuvil-le 9.

5 Kuten jo aiemmin on todettu, ei paineväliainetta, joka itse asiassa voi olla myös esimerkiksi ilmaa, tarvitsisi suihkuttaa sektorin pinnalle koko aikaa, vaan lyhyempikin jakso riittäisi. Tätä tarkoitusta varten on suuttimelle 7 paineväliainetta tuovaan putkeen 10 tai itse suuttimen 10 yhteyteen järjestetty venttiililaite 11, jolla paineväli-aineen suihkutusta säännöstellään riippuen suuttimen/suut-timien 7 ja sektorin 4 keskinäisestä asemasta. Suihkutus edullisesti aloitetaan silloin, kun suutin 7 on hieman sektorin 4 etureunan etupuolella, jolloin suuttimesta 15 purkautuva paineväliainesuihku osuu massakakun ja sektorin rajapintaan juuri massakakun reunassa. Suuttimesta suihkutetaan paineväliainetta siihen saakka, kunnes massakakku alkaa painovoiman vaikutuksesta itsestään irrota sektorin pinnasta. Suoritetuissa tutkimuksissa on todettu kyseisen 20 jakson olevan 20 - 70 %, edullisesti noin 30 %, yhden sektorin leveydestä.

Laitteita edellä kuvatun toiminnan aikaansaamiseksi löytyy suuri joukko. Ensinnäkin impulssi suihkutuksen käynnistämi-25 sestä voidaan saada joko täysin mekaanisesti tai myös sähköisesti. Kiekkoihin on mahdollista järjestää jokin vipu tai vastaava, joka mikrokytkimen avulla ohjaa painevä-liaineen syöttöä säätelevää venttiiliä. Vastaava impulssi voidaan saada myös suodattimen akselille järjestetystä 30 nokkalaitteistosta. Edelleen on mahdollista, kuten kuviossa 1 on esitetty, järjestää sähkömagneettinen tai kapasitii-vinen anturi 12 edellä mainitun vivun tilalle, jolloin anturi saa impulssin suodatinkiekolle järjestetystä nastasta 13, jolla impulssilla magneettiventtiiliä 11 ohjataan 35 sähkömagneettisen kentän muutoksen perusteella. Järjestelmään on vielä lisätty varsinainen ohjausyksikkö 14 ts.

P687/8801 5 79033 ajastin, jolla ohjataan venttiilin 11 aukioloaikaa. Myös monenlaiset muut anturit kuten esimerkiksi termistorit voivat tulla kysymykseen.

5 On myös mahdollista, että suihkun välittömänä jaksotuslait-teena käytetään itse suut intä, joka avautuu paineen noustessa suihkutusvällainetta suuttimelle tuovassa putkistossa ja sulkeutuu paineen laskiessa jonkin ennalta säädetyn arvon alapuolelle mainitussa putkistossa. Tällaisen laitteen 10 yhteydessä voidaan käyttää esimerkiksi kuviossa 2 esitettyä venttiililaitetta 21, joka koostuu kiekkosuodattimen akselin 2 päähän kiinnitetystä tai muutoin siltä liikkeensä saavasta aukotetusta sylinterimäisestä pesästä 22, joka pyörii kammion 23 sisällä. Irroitusneste tuodaan kammioon 23 15 yhteestä 24 ja poistetaan venttiililaitteesta 21 yhteen 25 välityksellä. Kammio 23 on sisäpinnaltaan yhteen 25 ympäriltä tiivistetty pesän 22 suhteen niin, että yhteeseen 25 pääsee irroitusväliainetta vain silloin, kun jokin pesän aukoista on yhteen 25 kohdalla. Pesän 22 aukkojen lukumää-20 rä on sama kuin suodatinkiekon sektorien 4 lukumäärä. Aukkojen ajoitus ja niiden välinen etäisyys on määritetty niin, että muutoin kammioon 23 tiivistetystä pesästä 22 aukon ja yhteen 25 kautta purkautuva irroitusnestesuihku alkaa juuri oikeaan aikaan ja kestää riittävän kauan 25 massakakun irroittamiseksi. Kyseistä venttiililaitetta 21 voidaan luonnollisesti käyttää myös ilman edellä kuvattua paineen vaikutuksesta avautuvaa suutinta aivan tavallisen halvan reikäsuuttimen kanssa.

30 Myös suihkutusjakson päättäminen voidaan hoitaa joko suoraan mekaanisesti (Fig 2. ), sähköisin apuvälinein tai myös muista yhteyksistä tavanomaiselle aikakytkimellä (Fig. 1), johon on säädetty kokeellisesti määritetty aika suihkun kestolle, ja jota on mahdollista myös useimmissa sähköisissä laitteis-35 sa helposti säätää, toisin kuin kuviossa 2 kuvatussa mekaanisessa vaihtoehdossa.

P687/8801 6 79033

Edelleen on mahdollista, että kullekin suodatinkiekolle järjestetään oma ohjausventtiilinsä 11, jolloin paineväliai-neen pumppaus voidaan järjestää pienemmällä pumpulla, kun 5 suihkutusjaksot on voitu vaiheistaa. Suodatinkiekot voidaan myös jakaa ryhmiin siten, että kullekin ryhmälle on oma ohjausventtiilinsä tai koko kiekkosuodattimen kaikkia suuttimia voidaan myös ohjata yhdellä venttiilillä. Edullisimmaksi vaihtoehdoksi on kuitenkin osoittautunut suodatin-10 kiekkojen järjestäminen ryhmiin siten, että yhdellä venttiilillä ohjataan muutaman kiekon suuttimien toimintaa, jolloin venttiileitä ei tarvita kovinkaan monta ja suuttimien toiminta voidaan kuitenkin eri kiekkoryhmien välillä vaiheistaa niin, että suihkutusväliainepumpun tilavuusvirta 15 säilyy koko ajan lähes vakiona.

Kuten edellä esitetystä huomataan, on kehitetty aivan uudentyyppinen kiekkosuodattimien sektoreilta massakakkua irroittava järjestely, jolla massakakun sakeutta pystytään 20 nostamaan muutamia prosentteja ennalta tunnettuihin ratkaisuihin verrattuna. On kuitenkin muistettava, että edellä on esitetty vain muutamia esimerkinomaisia laitevaihtoehto-ja, koska täysin kattavan esityksen laatiminen on näissä puitteissa tarpeetonta johtuen siitä, että esittämämme 25 vaihtoehdot jo antavat selkeän kuvan siitä, kuinka laaja suojapiiri keksinnöllämme on, jonka suojapiirin puolestaan yksin määrittelevät oheiset patenttivaatimukset.

li P687/8801

Claims (9)

1. Menetelmä kiekkosuodattimen toiminnan tehostamiseksi, 5 jossa menetelmässä massakakku tavanomaisella tavalla muodostetaan suodatuspinnalle, jolta massakakku irroitetaan paineväliainesuihkua käyttämällä, tunnettu siitä, että käytettävää paineväliainesuihkua jaksotetaan, jolloin massan lähtösakeus suodattimesta saadaan merkittävästi 10 nousemaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että paineväliainetta suihkutetaan massakakun ja suodatuspinnan rajapintaan siitä alkaen, kun purkamaton 15 suodatinsektori tulee suihkutussuuttimen eteen, ja siihen saakka, kun massakakku on alkanut painovoiman vaikutuksesta itsestään irrota suodatuspinnasta.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu 20 siitä, että paineväliainetta suihkutetaan kunkin suodatus- sektorin alusta 20 - 70 % koko kunkin sektorin leveydestä massakakun ja suodatuspinnan rajapintaan.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu 25 siitä, että paineväliainetta suihkutetaan kunkin suodatus- sektorin alusta 30 - 50 % koko kunkin sektorin leveydestä massakakun ja suodatuspinnan rajapintaan.

5. Laite kiekkosuodattimen toiminnan tehostamiseksi, 30 joka kiekkosuodatin (1) koostuu joukosta akselille (2) järjestettyjä suodatinkiekkoja (3) suodatinsektoreineen (4), joille sektoreille (4) muodostunut massakakku irroitetaan suihkuttamalla irroitusväliainetta yhdestä tai useammasta suuttimesta (7) massakakun ja suodatinsektorin (4) 35 rajapintaan, tunnettu siitä, että suuttimelle (7) johtavaan paineväliaineputkistoon (10) tai itse suuttimen (7) yh- P687/8801 8 79033 teyteen on järjestetty paineväliainesuihkun jaksotuslaite dl, 21).

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, 5 että jaksotuslaite (11, 21) on venttiili.

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että jaksotuslaite (11, 21) on mekaanisesti, sähkömekaani-sesti tai sähköisesti ohjattu. 10

7 79033

8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että jaksotuslaite (21) muodostuu kiekkosuodattimen akselilta (2) liikkeensä saavasta pyörivästä, sylinterimäiseltä kehältään aukotetusta pesästä (22), joka on tiivistetty 15 ympäröivän kammion (23) sisälle, jossa kammiossa on yhteet (24) ja (25) tulevalle irroitusväliaineelle ja lähtevälle irroitusväliaineelle.

9. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, 20 että jaksotuslaite muodostuu kiekkosuodattimen pyörimisliikkeeseen reagoivasta anturista (12), ajastinlaitteesta (14) ja tämän ohjaamasta venttiilistä (11), joka on järjestetty irroitusväliainetta suuttimelle (7) vievään putkeen (10). II P687/8801 9 79033