FI82722B - Anordning foer rening av pappersmassa. - Google Patents

Description

1 82722

Paperimassan puhdistuslaite

Uusio- eli keräyskuituihin perustuvan paperin valmistamiseen tarvitaan useita vaiheita. joiden tarkoituksena on poistaa haitteet ja lisäaineet, jotta nämä kuidut saadaan paremmin käyttöön soveltuviksi useimmissa valmistusmenetelmissä. Sen vuoksi kun kuidut on suspendoitu ja niille on suoritettu enemmän tai vähemmän karkea haitteiden poisto, tarvitaan eräs vaihe: vaaleuden palauttaminen ja tällöin joudutaan suorittamaan siistaus.

Tavanomaisten siistauskennojen haittana on, että ne vievät paljon tilaa ja saanto on niissä alhainen, joten siistaus-vaiheen vaatima lattiapinta-ala on suuri.

Nykyisissä laitteissa tätä tilantarvetta on vähennetty käyttämällä vaahdotusmenetelmiä: ilmaa puhalletaan siistattavaan massaan kennon syöttöaukosta ja tämä ilma kuljettaa painovärihiukkaset kylvyn pintaan, jolloin muodostuu vaahto, joka imetään erottimeen, kun taas paperin ja veden seos-massa otetaan talteen pumpulla ja ohjataan joko toiseen siistauskennoon tai johonkin muuhun massanvalmistuslaittee-seen.

Nykyiset tätä menetelmää käyttävät laitteet toimivat kuitenkin hitaalla sekoituksella, jossa ilman ja nesteen erottuminen tapahtuu hyvin vähitellen; sen vuoksi tällaiset kennot, etenkin DE-patentissa 2 914 392 tai FR-patentissa 2 541 136 kuvatut kennot ovat vielä suhteellisen tilaavieviä eikä niiden saanto ole kovinkaan korkea.

Lisäksi näiden kennojen haittana on se, että ne toimivat pienillä, noin 1-2 %:n sakeuksilla, mistä aiheutuu hyvin suuri laimennusveden kulutus (jos sakeus on suurempi kuin 2 %, kuitujen väliin jää ilmakuplia ja erotusaika on hyvin pitkä).

2 82722

Keksinnön tavoitteena on tuoda parannusta näihin haittoihin ja sen kohteena on paperimassan puhdistuslaite, joka vie vähän tilaa, jossa saanto on suuri, jossa voidaan käyttää suuria massasakeuksia ja joka ei ainoastaan suorita painovärin poistoa, vaan erottaa myös erilaisia haitteita.

Keksinnön mukainen laite on paperimassan puhdistus- ja etenkin siistauslaite, joka on tyyppiä, jossa ilman ja siistattavan massan seos suihkutetaan paineella johonkin tilaan ja painoväriä sisältävien ilmakuplien muodostama vaahto erotetaan, ja tämä laite on tunnettu siitä, että se muodostuu ainakin yhdestä pyörähdystilasta, jonka jakaa ainakin kahteen osaan ainakin yksi sisäpuolinen, akselia vastaan kohtisuora rengas, joka ulottuu tilan seinämästä akseliin päin, kahden osan ollessa yhteydessä toisiinsa renkaan keskiaukon kautta, massan ja ilman seoksen painesuihkutuksen tapahtuessa tilan yläosaan tangentiaalisen, laakean nestelevyn muodossa ja suurella nopeudella, hyväksytyn massan poistoaukon sijaitessa alaosan sivuseinämässä, samoin tangentiaalises-ti, ja vaahdon poistumisen tapahtuessa tilan keskialueelta.

Mieluiten: a) vaahdon poisto tapahtuu joko ylivuotona tai juoksutuksena yläosan keskialueelta tai sen omalla painolla alaosan keskialueelta, jossa on vaahdon poistoaukko, jonka muodostaa akselin suuntainen reikä; b) tila on lieriön muotoinen ja mieluiten akseliltaan jokseenkin pystysuora; c) rengas sijaitsee keskialueella; d) renkaan sisäläpimitta on noin 1/3 - 1/2 tilan keskikorkeuden tai tilan sitä välittömästi edeltävän osan läpimitasta; e) tangentiaalinen nopeus on sisääntulossa noin 3-4 m/s tilan läpimitan ollessa 40-50 senttimetriä; f) ilmastetun massalevyn paksuus on tilan sisääntulossa 10-20 mm tai enemmän; g) syöttömäärän säätöelimet on järjestetty ilmastetun mas*

II

3 82722 san tuloon ja säätö suoritetaan siten, että ilmastetun mas-salevyn paksuus pysyy sen mennessä renkaan sisäsyrjän ohi pienenä ja noin 1-3 mm:nä; h) tilan korkeus on suunnilleen sama kuin sen läpimitta* i) laite muodostuu useista joko sarjaan tai rinnakkain sovitetuista tiloista ja tilat voivat olla sovitetut etenkin päällekkäin, riviin tai renkaaksi* j) tilat ovat päällekkäin, ne ovat akselin suunnassa yhteydessä toisiinsa ja jokaisen tilan massanpoisto on yhteydessä seuraavan tilan tuloaukkoon, jolloin väliin on mieluiten sovitettu jokin pumppu ja suihkutin; k) päällekkäisten tilojen akselin suuntainen yhteys on ympyrän muotoinen vaahdon virtausaukko, jossa on akselin suuntainen lieriömäinen reunus, joka menee sitä edeltävän tilan sisustaan päin; l) yhteysaukon läpimitta on pienempi kuin sitä välittömästi edeltävän renkaan sisäläpimitta; m) aukko, josta vaahto poistuu omalla painollaan, on edellä olevan kohdan k) mukainen yhteysaukko; n) tila käsittää useita sisäpuolisia läpimitaltaan pieneneviä renkaita, jotka erottavat samoin läpimitaltaan pieneneviä lieriömäisiä osia.

Keksintöä havainnollistavat sitä rajoittamatta liitteenä olevat piirustukset, joissa: kuvio 1 on osiinsa hajoitettu perspektiivikuva keksinnön mukaisen laitteen eräästä suoritusesimerkistä; kuvio 2 on leikkauskuva kuvion 1 mukaisesta laitteesta; kuvio 3 esittää erästä tilasarjan järjestelymuunnelmaa; kuvio 4 esittää erästä toista muunnelmaa; kuvio 5 kuvaa erästä keksinnön mukaiseen laitteeseen liittyvää vaahdon käsittelytapaa; kuvio 6 esittää erästä muunnelmaa, jossa on päällekkäisiä kerroksia; kuvio 7 esittää erästä muunnelmaa, jossa on useita renkaita.

4 82722

Seuraava selitys liittyy paperimassan siistaukseen, vaikka laitetta voidaan käyttää muidenkin epäpuhtauksien tai hait-teiden suspendoimiseen.

Kuvioista 1-4 nähdään, että keksinnön mukainen laite muodostuu ainakin yhdestä pyörähdystilasta 1, jonka jakaa kahteen osaan 2 ja 3 keskirengas 4. Viimeksi mainittu ulottuu tilan pyörähdysseinämästä 31 sisäänpäin akselia vastaan kohtisuorassa suunnassa.

Kuvioiden 1 ja 2 mukaan kysymyksessä on lieriö, jonka läpimitta on lähes yhtä suuri kuin sen korkeus, renkaan 4 avoimen sisäläpimitan ollessa noin kolmannes tai puolet lieriön läpimitasta.

Injektorin 5, jossa on ilman tulojohto 6 ja massan tulojohto 10, aikaansaama ilman ja massan emulsio ohjataan yläosaan 2 tangentiaalisesti ja suurella nopeudella tulevana ohuena levynä säätöaukon 7 avulla; levyn paksuus on sisääntulossa mieluiten noin 10-20 mm.

Tulonopeus voi vaihdella aika laajoissa rajoissa riippuen tilan 1 läpimitasta tuloaukon 7 kohdalla. Läpimitan ollessa noin 400-500 mm sopii nopeudeksi 3-4 m/s. Hyviin tuloksiin on kuitenkin päästy jo nopeudella 1,5-2 m/s.

Tarkemmin sanottuna laitteen toiminta perustuu riittävän nopeuden aikaansaamiseen, jotta ilmakuplat kerääntyvät laitteen akselivyöhykkeelle keskipakovoiman vaikutuksesta, painovoiman vaikutuksen ollessa merkityksetöntä. Nopeuden ylärajan sanelee se seikka, että on estettävä ilmakuplia, joissa painoväri on mukana, puhkeamasta, jolloin ne aiheuttaisivat emulsion ennenaikaisen hajoamisen.

Laitteen alaosassa 3 on tangentiaalinen poistoaukko 9 ja sen yläpäässä poistoaukko 11, josta vaahto poistuu valumalla tai juoksemalla yli.

Il 5 82722

Laitteen akseli on mieluiten pystysuora, mutta se voi olla akseliltaan myös vaakasuora, jolloin tulonopeuden tulee olla riittävä, jotta painovoiman vaikutus pysyy merkityksettömänä, ja poistoaukossa tulee olla pumppu 27.

Keksinnön erään kuviossa 6 kuvatun muunnelman mukaan laitteen pohjassa on aukko 28, jonka kautta vaahto poistuu omalla painollaan.

Laite toimii seuraavasti:

Keskipakovoiman vaikutuksesta syntyy voimakas pyörre ja painoväriä sisältävät kuplat siirtyvät massassa lieriön akselia kohti ja kerääntyvät emulsion pinnalle alueella 12. Näin massasta erottuu painoväri sen pyöriessä ja laskeutuessa, jolloin se kohtaa renkaan 4 ja pyrkii kasaantumaan sille mennäkseen sitten alueelta 2 alueelle 3 joutuessaan sisä-syrjän 29 yli. Kokemus osoittaa, että kuplat ja massa erottuvat nopeasti ja selvästi tämän syrjän ohi mentäessä ja että erottumista edistää ilmastetun massalevyn ohuus sen mennessä mainitun syrjän ohi. Massa ohittaa renkaan 4 muo-.. . dostaman esteen ja tarttuu uudestaan alaosan seinämään, josta se poistuu kohdasta 8, 9, kun taas painovärivaahto työn tyy kohti poistoaukkoa 11 tai 28, josta se voidaan koota ylijuoksua, imua tai sen omaa painoa käyttäen ja ohjataan erotuslaitteeseen (kuvio 5).

Kuvioiden 1 ja 2 muunnelmissa tila 1 on lieriömäinen. Se voi olla myös muun pyörähdyskappaleen muotoinen, esimerkiksi kartiomainen. Samoin rengas 4 voi muodostua tilan 1 seinämän renkaan muotoisesta muodonmuutoksesta, pääasian ollessa siinä, että osia 2 ja 3 erottaa toisistaan jokin este, joka kattaa noin 1/3 - 1/2 tilan 1 läpimitasta ja toimii kynnyksenä tai ylijuoksureunana, josta mennessään neste-liuos ohenee erittäin ohueksi kerrokseksi, mikä edistää pai- ____ noväriä sisältävien ilmakuplien ja kuituliuoksen sisältävän nesteen erottumista. Mieluiten ilmastetun massakerroksen 6 82722 paksuus sen ohittaessa renkaan 4 on säädettävissä ja se pidetään noin 1 cm:ä pienempänä (mieluiten noin 1-3 mm) järjestämällä ilmastetun massan syöttömäärän säätölaitteet.

Kuvion 3 mukaisessa muunnelmassa laite muodostuu tilojen 1 sarjasta, joita syötetään rinnan ja jotka ovat renkaan muodossa ja jossa poistot on koottu yhdeksi yhteiseksi poisto-putkeksi .

Kuvion 4 mukaisessa muunnelmassa tilat on sovitettu sarjaan ja päällekkäin. Tätä varten on suositeltavaa järjestää poistoaukko 8, 9 levyn tai raon muotoiseksi aukoksi, jol loin massan virtausnopeus säilyy suurena tilan poistossa. Tätä nopeutta voidaan nostaa uudelleen uudella pumppu- 27 ja suihkutin- 5a, 5b -yksiköllä, joka on sijoitettu seuraa-van tilan tuloaukkoon.

Kuvioiden 3 ja 4 mukaiset järjestelyt voidaan myös yhdistää .

Kuvion 5 muunnelmassa aukosta 11 poistuva vaahto imetään tuulettimella 13 poistoaukon 11 kupuun sovitetun ilmanotto-aukon 15 avulla pyörre-erottimeen 14, joka käsittää renkaan muotoisen tilan 16, johon avautuu tangentiaalisesti johto 20, alapuolisen hylkyaineksen poiston 17 ja yläpuolisen kes-kikuvun 18 ollessa yhteydessä tuulettimeen 13 johdon 19 kautta.

Tuulettimen 13 imun vaikutuksesta vaahto joutuu renkaan muotoiseen tilaan 16, jossa ilmakuplat puhkeavat; painoväri kerrostuu laitteen 14 seinille ja virtaa ulos putkesta 17, kun taas ilma poistuu tuulettimen 13 kautta.

Kuvion 6 mukaisessa muunnelmassa tilat eivät ole ainoastaan päällekkäin, vaan myös yhteydessä toisiinsa akselin suunnassa kohdassa 23, 24 niiden pohjaan 25, 26 tehdyn keskireiän kautta, niin että useilla tiloilla 1 on yksi yhteinen n 7 82722 poistoaukko 11. Tässä ratkaisussa, samoin kuin kuviossa 4, on eduksi kiihdyttää liuoksen nopeutta uudelleen ja ilmastaa sitä uudelleen pumpuilla 27 ja suihkuttimilla 5a, 5b eri tilojen 1 välissä. Reikien 23, 24 läpimitat ovat pie nemmät kuin välittömästi niiden yläpuolella olevien renkaiden 4 läpimitta.

Mieluiten pohjien 25, 26 akselin suuntainen reikä 23, 24 on ympyrän muotoinen ja varustettu reunuksella 30, joka ulottuu yhden tilan pohjasta tämän saman tilan sisään päin eli ylöspäin noin 20-40 mm:n korkeudelle. Tämä reunus 30 on esteenä alaspäin laskeutuvalle massalle; se estää sitä menemästä yhdestä tilasta toiseen tämän reiän kautta, niin että ainoastaan vaahto pääsee menemään siitä.

Suoritusesimerkkinä mainittakoon, että kun tilan 1 läpimitta on 400 mm ja renkaan sisäläpimitta 200 mm, reikien 23, 24 läpimitta voi olla 150 mm ja reunuksen korkeus 25-30 mm.

j·. Kuvion 6 mukaisessa muunnelmassa on vaahdon alaspäin menevä poistoaukko 28. Tämän aukon tunnusmerkit ovat edullisesti samat kuin yhteysreikien 23, 24 ja erityisesti sen aukossa on lieriön muotoinen reunus 30, joka menee tilan 1 sisään päin. Se on varustettu myös ylöspäin menevällä yläjuoksulla tai imulla toimivalla poistolla 11, joten tarpeen mukaan voidaan käyttää samanaikaisesti tai vaihtoehtoisesti toista tai toista poistoa, minkä lisäksi ylempi aukko 11 voi toimia ilmantuloaukkona, joka helpottaa ja antaa mahdollisuuden säädellä vaahdon poistumista ala-aukon 28 kautta.

Kuvion 7 mukaisessa muunnelmassa tila 1 käsittää useita läpimitaltaan pieneneviä renkaita 4a, 4b jne., jotka erottavat lieriömäisiä, samoin läpimitaltaan pieneneviä ja korkeudeltaan lähes samanmittaisia osia 2, 3, 3a jne. Läpimitan pienenemisellä jaksottain saadaan kompensoiduksi nopeuden pieneneminen, joka johtuu liuoksen hankautumisesta seinämään kussakin kerroksessa, ja vältetään pumppujen 27 ja 8 82722 suihkuttimien sovittaminen kerrosten väliin.

Koje tai laite voi käsittää jopa 6 tai 10 kerrosta, jolloin kuidut ja painoväri saadaan täydellisesti erotetuksi. Lisäksi tällä tavoin siistaamalla, jos kerrokset ja vaiheet on järjestetty kunnolla, saadaan säästetyksi kustannuksissa, koska tietty energia otetaan talteen. Samoin ilmastus-suihkuja voidaan, koska niillä ei ole vastapainetta voitettavanaan, syöttää pienemmällä paineella, jolloin säästyy energiaa.

Keksinnön mukainen laite on rakenteeltaan yksinkertainen ja toiminnaltaan erittäin joustava: tarvitaan vain yksi vent tiili 21 ilmaimuun 6 ja yksi venttiili 22 poistoon 9 eri parametrien: tulonopeuden kohdassa 7, poistomäärän kohdassa 9, painovärivaahdon poistumisen kohdassa 11 muuttamiseen.

Laitteen tilantarpeeseen verrattuna syöttömäärä on erittäin suuri: 35-40 m^/h tilan korkeuden ja läpimitan ollessa 400 mm. Tällä syöttömäärällä laitteisto pystyy toimimaan erittäin laajalla massasakeusasteikolla: kokeet osoittavat, että 4 %:n ja jopa suuremmalla sakeudella erottuminen on yhä yhtä hyvää. Sillä saadaan siis säästetyksi huomattavasti vettä.

Edellä olevassa selityksessä on viitattu perustilaan 1, jonka läpimitta ja korkeus ovat molemmat 40 cm.

On selvää, että nämä luvut eivät rajoita keksintöä ja että voidaan käyttää suurempiakin tiloja (läpimitta ja korkeus esimerkiksi 1-2 metriä); mutta kun keksinnön eräänä etuna on se, että siistaus voidaan suorittaa suurella syöttömäärällä vähän tilaa vaativilla laitteilla, ei tällaisesta koon suurentamisesta ole juurikaan etua. Lisäksi se vaatii suurempia massan syöttönopeuksia tavoitellun keskipakovaiku-tuksen aikaansaamiseksi, mikä on haitta.

Il 9 82722

Kuten edellä mainittiin, edellä oleva selitys liittyy paperimassan siistaamiseen. Juuri tätä tarkoitusta varten laite alunperin suunniteltiinkin. Kokeissa on kuitenkin käynyt ilmi, että ilmakuplien mukana ei poistunut ainoastaan painovärihiukkasia, vaan myös erilaisia pienikokoisia jäämä-haitteita, riippumatta siitä olivatko ne sitten raskaita tai kevyitä, kuten pieniä muovi- ja puupartikkeleita, hiekkaa tai muita aineita olevia jyväsiä.

Keksinnön mukaisen laitteen käyttö ei siis rajoitu ainoastaan siistaukseen, vaan sitä voidaan käyttää myös erilaatuisten heitteiden erottamiseen.

Claims (17)

1. Paperimassan puhdistus- ja etenkin siistauslaite, joka on tyyppiä, jossa ilman ja siistattavan massan seosta suihkutetaan paineella johonkin tilaan ja painoväriä sisältävien ilmakuplien muodostama vaahto erotetaan, tunnet- t u siitä, että se muodostuu ainakin yhdestä pyörähdysti-lasta (1), jonka jakaa ainakin kahteen osaan (2, 3 jne.) ainakin yksi akselia vastaan kohtisuora sisäpuolinen rengas (4), joka ulottuu tilan seinämästä (31) akseliin päin, kahden osan (2, 3) ollessa yhteydessä toisiinsa renkaan (4) keskiaukon (23, 24) kautta, massan ja ilman painesuihkutuk- sen tapahtuessa tilan yläosaan (2) tangentiaalisen, laakean nestelevyn (7) muodossa ja suurella nopeudella, hyväksytyn massan poistoaukon (8, 9) sijaitessa alaosan (3) sivuseinä- mässä (31), samoin tangentiaalisesti, ja vaahdon poistumisen tapahtuessa tilan keskialueelta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että tila (1) on lieriömäinen ja mieluiten akseliltaan pystysuora.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että rengas tai renkaat (4) erottavat toisistaan korkeudeltaan suunnilleen samankokoisia alueita (2, 3. jne.).

4. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen lai te, tunnettu siitä, että renkaan (4) sisäläpimitta on noin 1/3 - 1/2 tilan (1) sitä välittömästi edeltävän osan läpimitasta.

5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen lai te, tunnettu siitä, että tangentiaalinen nopeus sisääntulossa on noin 3-4 m/s, läpimitan ollessa 40-50 senttimetriä.

6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen lai- II il 82722 te, tunnettu siitä, että ilmastetun massalevyn paksuus sen tullessa tilan sisään on 10-20 mm ja suurempikin.

7. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen lai te, tunnettu siitä, että tulomäärien säätölaitteita on sovitettu ilmastetun massan tuloon (7) ja säätäminen tapahtuu siten, että ilmastetun massalevyn paksuus sen mennessä renkaan sisäsyrjän (29) ohi pysyy vähäisenä ja noin 1-3 mm:nä.

8. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen lai te, tunnettu siitä, että tilan korkeus on suunnilleen sama kuin sen läpimitta.

9. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen lai te, tunnettu siitä, että vaahdon poisto tapahtuu ylivuotona tai juoksutuksena yläosan (2) keskialueelta (11).

10. Jonkin patenttivaatimuksista 1-8 mukainen laite, tunnettu siitä, että vaahto poistuu omalla painollaan alaosan (3) keskialueelta (28).

11. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että alaosan (3) keskialueella on vaahdon poistoaukko (28), jonka muodostaa akselinsuuntai-nen reikä.

12. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että laite muodostuu useasta tilasta, jotka on sovitettu joko sarjaan tai rinnakkain, ja tilat voivat olla sovitetut päällekkäin, riviin tai renkaak- "" si.

13. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että tilat on sovitettu päällekkäin, ne ovat yhteydessä toisiinsa akselin suunnassa ja i2 82722 kunkin tilan poistoaukko on yhteydessä seuraavan tilan tu-loaukkoon, jolloin väliin on mieluiten sovitettu jokin pumppu (27) ja suihkutin (5).

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen laite, tunnet- t u siitä, että päällekkäisten tilojen akselin suuntaisena yhteytenä (23, 24) on ympyrän muotoinen vaahdon virtausauk- ko, jossa on akselin suuntainen lieriömäinen reunus (30), joka ulottuu sitä edeltävän tilan sisustaan päin.

15. Patenttivaatimuksen 13 tai 14 mukainen laite, tunnettu siitä, että yhteysaukon (23, 24) läpimitta on pienempi kuin sitä välittömästi edeltävän renkaan (4) läpimitta .

16. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että aukko (28), josta vaahto poistuu omalla painollaan, on patenttivaatimuksen 14 mukainen yhteysaukko (23, 24).

17. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että tilassa on useita läpimitaltaan pieneneviä renkaita, jotka erottavat samoin läpimitaltaan pieneneviä lierimäisiä osia. Il i3 82722