FI85617B - Foerfarande och anordning foer behandling av hoegkoncentrerad massa. - Google Patents

Description

1 85617

Menetelmä ja laite suurisakeuksisen massan käsittelemiseksi - Förfarande och anordning för behandling av högkoncentrerad massa 5 Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä sakeudeltaan yli 15 prosenttisen massan käsittelemiseksi sekä tässä käytettävä laite. Erityisen hyvin keksintö soveltuu puunjalostusteollisuuden kuitususpensioiden pumppauksen säätöön.

10 Kuitususpensioiden käsittelyssä, tässä yhteydessä lähinnä kuitususpension lähikuljetuksissa, on havaittavissa kaksi kehityslinjaa. Toisena on jo kauan tunnettu tapa siirtyä heti massan sakeutuessa keskisakealle alueelle (6 - 15 %) käyttämään keskipakopumppujen tilalla ruuvi- tai hammas-15 pyöräpumppuja, jotka ovat raskaita, suurikokoisia, kalliita ja herkkiä rikkoutumaan. Toisena kehityslinjana on keskipakopumppujen käyttöalueen laajentaminen koskemaan ensin keskisakea alue ja myöhemmin myös suurisakeusalue.

20 Keskisakean alueen eri kehityslinjojen edustajista voidaan mainita seuraavat: US-patenttijulkaisun 3,059,862 mukainen ratkaisu, jossa jo näillä sakeuksilla on jouduttu yhdistämään varsinaisena pumppuna toimivan hammaspyöräpumpun imupuolelle ruuvipumppu, joka syöttää massan suoraan 25 hammaspyöräpumpun imuaukkoon, on selvästi ensimmäisen, vanhoillisen kehityslinjan edustaja.

Uudemman edelleen kehittyvän linjan edustajia ovat mm. US- patenttijulkaisujen 4,435,122, 4,410,337 ja 4,435,193 ' 30 mukaiset ratkaisut. Kaikissa mainituissa ratkaisuissa massaa pumpataan keskipakopumpulla, jonka imuaukkoon on . - järjestetty massasuspension fluidisoiva roottori.

Kolmantena esimerkkinä tekniikan tason mukaisista ratkai-’ 35 suista esitetään US-patenttijulkaisun 4,531,892 mukainen laitteisto massan pumppaamiseksi. Kyseinen laitteisto käsittää keskipakopumpun, johon massaa syötetään ruuvipum-pulla. Ruuvipumpun kierre on osittain sisältä auki, jolloin 2 85617 massa jonkin verran kiertää takaisin varsinaista syöttösuun-taa vastaan. Edelleen julkaisun ratkaisulle on ominaista, että ruuvi pyörii pumpun juoksupyörään nähden vastakkaiseen suuntaan ja lisäksi pienemmällä nopeudella. Kuvatul-5 la ratkaisulla ruuvisyöttimen paluukierto tulee erittäin suureksi ja samoin rasitukset ruuvissa. Myöskään julkaisussa kuvatun tavanomaisen keskipakopumpun juoksupyörä ei pysty kovinkaan tehokkaasti repimään rikki massatulppaa, jota ruuvisyötin hitaasti puristaa sitä vasten. Mitä suurem-10 maksi sakeus siis nousee, sitä heikommin pumppu toimii ja sitä suuremmiksi kasvavat koko laitteistoon kohdistuvat rasitukset.

Pyrittäessä pumppaamaan suurisakeuksisia massoja keskipa-15 kopumpun avulla on edullisesti syötettävä massaa pumppua kohti, fluidisoitava massa ja pumpattava se. Massa voidaan syöttää esimerkiksi keskisakean massan osalta tunnetun tekniikan tason mukaisesti ruuvisyöttimella. Pumppaus ja osittain myös fluidisointi suoritetaan myöskin tunnetulla 20 tekniikalla. Jos käytetään vakiomallista ruuvisyötintä, joka työntää massatulppaa kohti fluidisoivaa roottoria, on vaara syöttölaitteiston tukkeutumisesta. Lisäksi joissakin tapauksissa on syytä pyrkiä aivan vakiomallisen flui-disoivan keskipakopumpun käyttöön, jolloin on edullista, 25 että sakean massan vaatimat lisälaitteet järjestetään täysin erilleen pumpusta syöttölaitteen yhteyteen. Edelleen I ’·· on tärkeätä pystyä jollakin tavalla säätelemään pumpun toimintaa, lähinnä syöttöpainetta ja tilavuusvirtaa, :Y: etenkin, jos pumpattavan massan sakeus vaihtelee.

: 30

Edellä esitettyjen pyrkimysten toteuttamiseksi on kehitetty menetelmä, jolle on mm. tunnusmerkillistä, että käsiteltävää massaa syötetään fluidisointivyöhykkeeseen, jossa osa massasta fluidisoidaan, jolloin se virtaa vyöhykkeeltä 35 edelleen ja toinen osa massasta palautetaan takaisin kuristuksen kautta, jolloin kuristuksella säädetään massan syöttöpainetta.

3 85617

Esitetyn menetelmän toteuttamiseksi on kehitetty keksinnön mukainen laite, jolle on tunnusmerkillistä, että laitteeseen on lisäksi järjestetty roottorille massaa syöttävä syöttölaite ja, että ylimääräisen massan paluukiertoon on järjes-5 tetty syöttölaitteeseen nähden erillinen kuristuslaite.

Muut keksinnön mukaisille menetelmille ja laitteille tunnusmerkilliset seikat käyvät ilmi oheisista patenttivaatimuksista.

10

Seuraavassa keksintöä selitetään yksityiskohtaisemmin viittaamalla oheisiin kuvioihin, joista kuvio 1 esittää keksinnön erään edullisen suoritusmuodon, kuvio 2 esittää keksinnön toisen edullisen suoritusmuo-15 don, kuvio 3 esittää keksinnön kolmannen edullisen suoritusmuodon , j a kuvio 4 esittää keksinnön neljännen edullisen suoritusmuodon .

20

Kuvion 1 mukaisesti laite suurisakeuksisen massan pumppaamiseksi koostuu kolmesta osakokonaisuudesta: pumpusta 1, fluidisaattoriosasta 2 ja syöttölaitteesta 3. Vastaavasti samoilla viitenumeroilla voidaan viitata kolmeen toimin-25 nalliseen vyöhykkeeseen, pumppaus-, fluidisointi- ja syöttövyöhykkeeseen. Pumppausvyöhyke 1 käsittää keskipakopumpun 10, sen juoksupyörän 11, juoksupyörän siivet 12, r akselin 13 sekä massan tuloaukon 14 ja poistoaukon 15.

: Fluidisointivyöhykkeeseen 2 puolestaan kuuluu roottori 21, - 30 sen siivet 22, jotka pyörivät kanavassa 23, johon liittyy myös massan tuloaukko 14. Kuvion 1 esimerkissä roottorin 21 siivet 22 ulottuvat läpi koko kanavan 23 massan syöttö-vyöhykkeelle 3 saakka.

35 Syöttövyöhyke 3 koostuu syöttöelimestä 31, joka voi esimerkiksi olla syöttöruuvi, jonka kierre/kierteet 32 sijoittu-vat akselille 33. Kuvion suoritusmuodossa syöttöruuvin 31 halkaisija on huomattavasti suurempi kuin kanavan 23 4 85617 halkaisija. Syöttöruuvi sijoittuu kuitenkin edullisesti samalle akselilinjalle kuin pumppu 10, vaikka toisaalta joissakin tapauksissa ruuvi voidaan sijoittaa myös joko hieman sivuun pumpun akselilinjasta tai jopa sopivaan 5 kulma-asemaan tämän kanssa. Syöttövyöhykkeeseen kuuluu vielä pesärengas 34, joka kuvion 1 suoritusmuodossa ympäröi putken tavoin syöttöruuvia 31. Pesärengas 34 on syöttöelimen 31 aksiaalisuunnassa siirrettävä, jolloin se toimii flui-disointivyöhykkeelle syötettävän massan syöttöpaineen 10 säätölaitteena. Mitä lähempänä massasäiliön 4 seinämää 41 pesärenkaan pääty 35 on, sitä suurempi on paine fluidisoin-tivyöhykkeellä. Joka tapauksessa jonkinlainen välys on jätettävä seinämän 41 ja päädyn 35 välille, sillä syöttöruuvi 31 on edullisesti mitoitettu pumpun 10 maksimituottoa 15 suuremmalle syötölle. Siten pesärengas 34 päästää ylimääräisen massan purkautumaan mainitusta välyksestä takaisin massasäiliöön 4. Massan paluukierto edesauttaa myös tulevan massan syöttöä ruuville pitämällä massan poikittaisessa liikkeessä. Pesärengas 34 voi olla tuettu aksiaalisesti 20 siirrettäväksi vaikkapa massasäiliön pohjalle tai sivuseinä-missä oleville kiskoille. Itse siirtäminen voi tapahtua joko manuaalisesti tai sopivan automatiikan ohjauksella hydraulisin, pneumaattisin tai sähköisin laittein.

25 Eräänä vaihtoehtona kuvion 1 suoritusmuodolle voidaan esittää ratkaisu, jossa pesärengas 34 on korvattu massasäi-! ’·· liön sopivan kaarevalla pohjalla ja syöttöelimen yläpuo lella tämän suhteen aksiaalisesti liikuteltavalla kaare-:Y: valla levyllä, jotka rajoittavat väliinsä sylinterimäisen 30 tilan. Kuviossa 2 esitetään eräs toinen edullinen suoritus- r. muoto, jossa pesärengas on korvattu massasäiliön 4 seinä- mään 41 tehdyllä ulkonevalla tilalla 42, jonka kautta syöttöelin 31 syöttää massan pumpulle 10. Kyseisessä suoritusmuodossa syöttöelin 31 sijoittuu lähelle massasäiliön 4 35 pohjaa, mutta jättää huomattavan välyksen 43 yläpuolelleen ’·’ itsensä ja tilan 42 yläpinnan 44 väliin. Siten ylimääräi- *:*·: sen syötetyn massan palautus tapahtuu mainitun välyksen -:··* kautta ja kuristamalla tätä kanavaa säätölaitteilla 45, 5 85617 esimerkiksi pystysuoraan liikkuvalla levyllä voidaan syöttöpainetta säätää. Kolmantena suoritusmuotona esitetään kuviossa 3 laitteistojärjestely, jossa massasäiliön 4 pumpun puoleisella seinämällä 41 oleva ulkoneva tila 42 5 laajenee pumpun puoleisesta ulommasta päästään, jolloin laajennusosa 46 toimii osittain pyörrekammiona. Koska kuitenkin myös tässä tapauksessa ruuvisyöttimen syöttö on mitoitettu pumpun maksimituoton mukaan, on paluukierto järjestetty laajennusosasta 46 kanavan 47 kautta, jonka 10 virtausta voidaan jo edellä esitetyin perustein ja tavoin kuristaa elimillä 45. Laajennusosan toimiminen pyörrekammiona edistää jossakin määrin fluidisoitumista kohdistaen massaan leikkausvoimia ja aiheuttaen ylimääräistä turbulenssia. Seurauksena on massalevyjen ja -flokkien hajoamista 15 (eräänlaista pulpperointia).

Kuviossa 4 on esitetty vielä yksi laitteistojärjestely, jossa pumppu 10 sijoittuu massasailiön 4 sivuseinämässä 41 olevan ulkonevan tilan 49 yhteyteen. Erona kuvion 2 20 suoritusmuotoon on se, että ulkoneva tila 49 on niin laaja, että massan paluukierron säätölaitteena käytetään kuvion 1 tavoin pesärengasta 34. Pesärenkaan 34 sisäpinnalla voi olla aksiaalisia ripoja 36, jotka estävät massan pyörimisen syöttöelimenä olevan ruuvin mukana. Lisäksi, kuten kuviosta 25 nähdään, on mahdollista järjestää koko pumppausyksikkö irrotettavaksi massasäiliön 4 alta yhtenä kokonaisuutena, jolloin pumpun vaihto tapahtuu nopeasti. Lisäksi kuvion ’ mukaisessa ratkaisussa fluidisaattori pitää kuristusaukon auki.

30

Edellä esitetyssä ei tarkoituksellisesti ole tarkemmin kuvattu syöttöelimen rakennetta, koska se voi olla mikä tahansa jatkuvasti syöttävä laite. Esimerkkinä on käytetty ^ . ruuvisyötintä, mutta siitäkään ei ole annettu tarkempia ... 35 rakenneyksityiskohtia, koska rakenne voi vaihdella hyvinkin • · « paljon. Se voi olla kytketty samalle akselille pumpun kanssa *: tai se voi toimia täysin omana erillisenä yksikkönään. Sen *:··: kierrosluku voi varioida suuresti, esimerkkinä voidaan 6 85617 mainita kombinaatio: ruuvisyötin 400 rpm, pumppu/fluidisoiva roottori 3000 rpm. Ruuvin pyörimissuunta voi myöskin vaihdella pumpun pyörimissuuntaan nähden. Edelleen on mahdollista, että ruuvissa on useampia kierteitä ja että 5 kierre/kierteet ovat ulkoreunaltaan hammastettuja kuituflokkien rikkomiseksi. Samoin on mahdollista, että säätöelimet poikkeavat suurestikin edellä esitetyistä. Säätöelimenä voidaan tietenkin käyttää mm. tavanomaista venttiiliä. Lisäksi, myös pumpun fluidisoivan roottorin asema syöttö-10 laitteeseen ja pumpun imukanavaan nähden voi vaihdella. Roottori voi ulottua imukanavan läpi säiliötilaan, mutta aivan vastaavasti myös syöttölaitteen jokin osa, esimerkiksi ruuvin kierteen päätyosa, voi ulottua imukanavaan. On myös mahdollista käyttää keksinnön mukaista ratkaisua 15 muun tyyppisten pumppujen yhteydessä. Samoin keksintöä voidaan soveltaa säiliöiden purkaukseen tai vastaavaan, jolloin pumppu voidaan jättää kokonaan pois ja käyttää pelkästään syöttölaitetta ja fluidisoivaa roottoria.

20 Siten on selvää, että edellä esitetyillä esimerkeillä on pyritty tuomaan esille keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteen muutamia edullisia suoritusmuotoja ilman tarkoitusta rajoittaa keksintöä siitä, mikä on esitetty oheisissa patenttivaatimuksissa, jotka yksin määrittävät keksinnön 25 suojapiirin laajuuden.

P · »

Claims (10)

1. Menetelmä suurisakeuksisen massan käsittelemisek-5 si fluidisoivan keskipakopumpun (10) yhteydessä, tunnettu siitä, että käsiteltävää massaa syötetään fluidisointi-vyöhykkeeseen (2), jossa osa massasta fluidisoidaan, jolloin se virtaa vyöhykkeeltä (2) edelleen ja toinen osa massasta palautetaan takaisin kuristuksen (34, 45) kautta, jolloin 10 kuristuksella (34, 45) säädetään massan syöttöpainetta.

2. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att massans ätercirkulation stryps medelst en i : 30 matningsriktningen rörlig husring (34).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että massan paluukiertoa kuristetaan syöt-tösuunnassa liikkuvalla pesärenkaalla (34). 15

3. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att massans ätercirkulation stryps medelst reglerdon (45) anordnade i en ätercirkulationskanal. . 35

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että massan paluukiertoa kuristetaan paluu-kiertokanavassa (47) olevilla säätöelimillä (45).

4. Anordning för behandling av högkonsistensmassa, vilken anordning innefattar en centrifugalpump försedd med en fluidiserande rotor (21), kännetecknad därav, att i 9 85617 anordningen dessutom är anordnad en mataranordning (31) som matar massa till rotorn (21) och, att en i förhällande till mataranordningen (31) separat strypanordning (34, 45) är anordnad i ätercirkulationen för överflödig massa. 5

4. Laite suurisakeuksisen massan käsittelemiseksi, joka laite koostuu osaltaan fluidisoivalla roottorilla (21) varustetusta keskipakopumpusta, tunnettu siitä, että laitteeseen on lisäksi järjestetty roottorille (21) massaa syöttävä syöttölaite (31) ja, että ylimääräisen massan 25 paluukiertoon on järjestetty syöttölaitteeseen (31) nähden erillinen kuristuslaite (34, 45). : 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että massan paluukiertoa kuristavat laitteet ovat • 30 putkimaisia (34), levymäisiä tai muutoin tarkoitukseen sopivia säätöelimiä (45).

5. Anordning enligt patentkravet 4, kännetecknad därav, att anordningarna som stryper massans ätercirkulation utgörs av rörformiga (34), plattformiga eller för övrigt för ändamälet lämpade reglerdon (45).

6. Anordning enligt patentkravet 4, kännetecknad därav, att strypanordningen bestär av en husring (34), som tillsammans med massabehällarens vägg (41) avgränsar ätercirkulationens tvärsnittsarea. 15

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että kuristuslaite koostuu pesärenkaasta (34), joka ... 35 yhdessä massasäiliön seinämän (41) kanssa määrittää paluu-kierron poikkipinta-alan. 8 85617

7. Anordning enligt patentkravet 4, kännetecknad därav, att strypanordningen bestär av i en ätercirkulations-kanal (43, 47) anordnade reglerdon (45).

7. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että kuristuslaite muodostuu massan paluukierto-kanavaan (43; 47) järjestetystä säätöelimistä (45).

7 85617

8. Anordning enligt patentkraven 4 7, kännetecknad därav, att reglerdonen (34, 45) är reglerbara.

8. Patenttivaatimusten 4-7 mukainen laite, tunnettu siitä, että säätöelimet (34; 45) ovat säädettäviä.

9. Anordning enligt patentkravet 5, kännetecknad därav, att husringen (34) är belägen omkring en som mata- 25 ranordning fungerande skruvmatare (31) och är rörlig i matarens (31) axialriktning.

9. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että pesärengas (34) sijoittuu syöttölaitteena 10 toimivan ruuvisyöttimen (31) ympärille ja on liikuteltavissa syöttimen (31) aksiaalisuunnassa.

10. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että massan paluukiertoon on järjestetty tavanomainen 15 venttiili. 20 1. Förfarande för behandling av högkonsistensmassa i samband med en fluidiserande centrifugalpump (10), känne-tecknat därav, att massan som skall behandlas inmatas i en fluidiseringszon (2), där en del av massan fluidiseras, varvid den Strömmer vidare frän zonen (2) och en annan del 25 av massan äterförs via en strypning (34, 45), varvid massans matningstryck regleras genom strypningen (34, 45).

10. Anordning enligt patentkravet 5, kännetecknad därav, att en konventionell ventil är anordnad i massans 30 ätercirkulation.