FI93800C - Laite ja menetelmä massan käsittelemiseksi - Google Patents

Description

93800

Laite ja menetelmä massan käsittelemiseksi

Esillä olevan keksinnön kohteena on laite ja menetelmä massan käsittelemiseksi, joka laite ja menetelmä soveltuvat 5 erityisen hyvin puunjalostusteollisuuden kuitususpensioiden käsittelyyn. Varsinaisesti laite ja menetelmä on tarkoitettu mainittujen suspensioiden saostamiseen ts. nesteiden suodatukseen paperi- ja selluloosateollisuuden kuitususpen-sioista.

10

Keksintö kohdistuu lähemmin ns. rumpusuodattimeen, joka perusmuodossaan koostuu altaasta, johon syötetään saostetta-vaa suspensiota ja jossa altaassa pyörii viirapintainen rumpu. Rummun päädyt on tiivistetty, joten rumpu ei pääse 15 sisältä täyttymään suspensiolla. Rummun viirapinnan alla on suodoslokeroita, joihin altaassa olevasta suspensiosta puristuu hydrostaattisen paineen vaikutuksesta nestettä, jolloin suspensiossa olevat kuidut nesteen mukana kulkeutuvat viirapinnalle ja saostuvat siihen muodostaen kuitumaton.

20 Rumpu voidaan tämäntyyppisessä hydrostaattiseen paineeseen perustuvassa suodattimessa upottaa vain hieman alle akseli-tasonsa altaassa olevaan suspensioon. Rummun pyöriessä hitaasti, noin 1-3 rpm, kuitumatto muodostuu hitaasti viirapinnalle. Maton muodostumisnopeus on tietenkin riippu-25 vainen paitsi syntyneen maton paksuudesta myös siitä, kuinka syvällä altaassa suotautuminen tapahtuu. Nopeimmillaan suotautuminen on jonkin verran ennen rummun alakuolo-kohtaa, koska tällöin hydrostaattinen paine on lähes suurimmillaan, eikä paksu matto vielä haittaa suotautumista.

30 Alakuolokohdan jälkeen maton muodostus hidastuu, kunnes maton noustessa suspensiosta muodostus tietenkin lakkaa ' kokonaan.

Kuitumaton painuessa altaaseen rummun pyöriessä alkaa 35 suotautuminen, toisin sanoen ilman ja alkusuodoksen poisto suodoslokeroista ilman alipainetta. Kuitumatto irrotetaan • P765jae/9201 2 93800 rummulta siinä valheessa, kun se on ohittanut rummun yläkuolokohdan ja lähestyy suspension pintaa. Maton irroit-tamlnen voidaan suorittaa joko aivan mekaanisesti kaavarell-la tai suihkuttamalla viirapinnan läpi joko nestettä tai 5 paineilmaa. Suodoslokeroihin joutunut neste voidaan poistaa laitteesta esimerkiksi laitteen akselin kautta tai jotakin muuta järjestelyä käyttäen. Kuvatun mukaisessa laitteessa hydrostaattiseen paineeseen perustuvan suodatusjakson pituus on noin 140® rummun kierroksesta ja alkusuodatuksen 10 osuus noin 30°.

Edellä kuvattua rumpusuodattimen perustyyppiä on vuosikymmenien kuluessa paranneltu huomattavasti. Eräänä merkittävänä parannuksena kannattaa mainita imun kohdistaminen suodoslo-15 keroiden kautta altaassa olevaan suspensioon, jolloin nesteen suotautuminen tehostuu huomattavasti ja siten laitteen kapasiteetti kasvaa merkittävästi. Tavallisimmin imu järjestetään imu jalan avulla siten, että kukin suodoslo-kero kytketään oman suodosputkensa avulla laitteen akselilla 20 olevaan imujaikaan yhdistettyyn venttiiliin, jonka toimintaa säädellään siten, että imu kohdistuu kuitumattoon noin 240°:en mittaisella kaarella. Suodoslokeroita on rummulle järjestetty noin 30 kappaletta, joista kukin on kytketty omalla suodosputkellaan rummun akseliputkeen, joka on 25 järjestetty ympäröimään venttiiliä. Koska tällä tavoin "· synnytetty kuitumatto on perinteisellä tavalla muodostettua mattoa huomattavasti tiukemmin kiinni suodospinnassa, täytyy saostunut kuitumatto poistaa erillisillä laitteilla suodospinnalta. Tässä vaiheessa on syytä huomata, että 30 imujalan tilalla voidaan tietenkin käyttää myös jotakin muuta alipainetta synnyttävää laitetta kuten esimerkiksi •' tyhjöpumppua.

• ·«

Eräs ratkaisu kuitumaton irroitukseen on se, että suodosput-35 kien kautta ohjataan vastakkaisuuntainen neste tai ilmasuih-ku suodoslokeroon ja sitä kautta viirapinnalle, jolloin ·· P765jae/9201 3 93800 mainittu suihku puhaltaa kuitumaton irti ja samalla huuhte-lee viirapinnan aukot puhtaiksi. Tässä ratkaisussa puhalti-mella saatu väliainevirta johdetaan jo mainitun venttiili-laitteen kautta suodoslokeroihin. Toisena vaihtoehtona on 5 järjestää puhallus FI patentin 70803 mukaisesti suoraan paineilmalähteestä suuttimen välityksellä mekaanisen kaapimen alle, jolloin varsinaisen kuitumaton irroitustyön tekee suuttimista puhallettu paineilma ja kaavin ainoastaan ohjaa irronneen kuitumaton haluttuun suuntaan pois rummul-10 ta. Mainitussa FI patentista kuitenkin käy selvästi ilmi, että kaavin on ajateltu ja tarkoitettu mahdollisimman jäykäksi turvallisuustekijät silmälläpitäen ts. jotta kaapimen kärki ei missään tapauksessa osuisi rummun viira-pintaan ja rikkoisi sitä joko kuluttamalla tai peräti 15 repäisemällä. Kuitenkin tämä johtaa selviin haittapuoliin, joista mainittakoon mm. se, että kaapimen kärjen ja rummun pinnan välys on asetettava kovin suureksi, jotta kaikki sekä kaapimen ja rummun lämpötilamuutokset että rummun muotovirheet voitaisiin ottaa huomioon, jolloin välys 20 kasvaa käytännössä niin suureksi, että rummun pinnalle saostunut ohut massakakku ei välttämättä enää ulotu edes kaapimen kärjen etäisyydelle viirapinnasta. Käytännössä siis joissakin ajotilanteissa kaavin ei edes yllä kaapimaan kuitumattoa irti viirapinnasta saati sitten pitämään 25 viirapintaa puhtaana.

Esillä olevan keksinnön avulla on voitu ratkaista tekniikan tason mukaisten ratkaisujen haittapuolet siten, että keksinnön mukaista menetelmää ja laitetta soveltaen on 30 mahdollista minimoida kaapimen kärjen ja viirapinnan välinen etäisyys turvallisesti.

Keksinnön mukaiselle laitteelle, johon kuuluu mm. kaavin massarainan irroittamiseksi rumpusuodattimen viirapinnasta, 35 on tunnusmerkillistä, että mainittu kaavin on rummun säteen suunnassa joustava.

P765jae/9201 93800 4

Keksinnön mukaiselle menetelmälle, jonka avulla rumpusuodat-timen viirapinnalta poistetaan saostunut massaraina kaavinta käyttäen, on puolestaan tunnusmerkillistä, että että 5 synnytetään kaapimen kärjen ja viirapinnan väliin rako pakottamalla kaapimen kärkiosa edestakaiseen viirapintaan nähden kohtisuoraan liikkeeseen.

Seuraavassa keksinnön mukaista laitetta ja menetelmää 10 selitetään yksityiskohtaisemmin viitaten oheisiin kuvioihin, joista kuvio 1 esittää akselin suuntaisesti leikattuna suodatusrum-pua, jonka yhteydessä käytettäväksi keksinnön mukainen menetelmä ja laite on tarkoitettu, 15 kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen suodatinrummun massarai-nan irroituksessa ja poistossa käytettävät välineet.

Kuvion 1 mukaisesti koostuu suodatuslaite pääasiassa altaasta 10, joka voi olla joko ylhäältä täysin avoin tai 20 peitetty huuvalla, ja sylinterimäisestä suodatusrummusta 12, joka on järjestetty akselille 14, joka on päistään laakeroitu ja tiivistetty 16 altaan 10 suhteen. Suodatusrum-mun 12 runko koostuu akselin 14 jatkeelle kiinnitetyistä päätylevyistä 18, jotka samalla estävät suspension pääsyn 25 rummun sisälle, ja suodoslokeroista 20, joiden avulla rummun päädyt on sidottu toisiinsa ja jotka muodostavat rummun kantavan rakenteen. Suodoslokeroiden 20 kantena voi olla joko rei'itetty levy, jonka päälle suodospintana toimiva vilrapinta sijoitetaan, tai itse viirapinta 22. Mikäli 30 suodoslokeroiden kantena on rei’itetty levy, se voi toimia myös omalta osaltaan rummun rasituksia kantavana elimenä. Suodoslokeroita 20 on rummun kehälle järjestetty suuri määrä, noin 30 - 40 kappaletta. Suodoslokeroiden 20 pohjat 23 on kallistettu joko vain toisen rummun pään suuntaan 35 tai keskeltä molempiin suuntiin riippuen lähinnä rummun kokonaispituudesta, joka useimmissa tapauksissa on yli

II

P765jae/9201 5 93800 viisi metriä. Suodoslokeroiden 20 pohjaan 23 on rummun päädyssä (tai molemmissa päädyissä lokeroiden ollessa kallistettu kohti kumpaakin päätyä) liitetty suodosputket 24, jotka johtavat rummun akselia 14 kohti. Akselin 14 5 jatkeena suodosputkien 24 kohdalla on jakokammio 26, johon suodosputket 24 liittyvät yhteen tai kahteen riviin riippuen lähinnä jakokammion halkaisijasta. Jakokammio 26 tarvitaan lähinnä siitä syystä, että suodosputkien suodosvirtaus voidaan johtaa imujalkaan joutumatta kuristamaan virtaus-10 poikkipinta-alaa. Jakokammiossa virtauspoikkipinta-ala muutetaan pyöreästä suodosputken muodosta kammion radiaalis-ten väli- ja päätyseinien määrittämäksi suorakaiteeksi. Jakokammion 26 sisäpuolelle sijoittuu venttiililaite 40, jolla putkien 24 suodokset ohjataan halutulla tavalla. Saman 15 venttiilin avulla on mahdollista, perinteisen suodattimen käyttötavan kyseessäollessa, ohjata myös kuitumaton ir-roitusneste tai -kaasu suodosputkien 24 välityksellä suodos-lokeroihin 20.

20 Kuviossa 2 esitetään keksinnön mukaisen rumpusuodattimen massarainan irroitusvälineet. Kuviossa esitetään kaavamaisesti allas 10, jossa viirapinnalla 22 varustettu suodatin-rumpu 12 pyörii. Allas 10 on täytetty korkeudelle K kui-tususpensiolla, josta muodostuu massaraina R viirapinnalle 25 22 kuvan esittämällä tavalla. Pyörimissuunnassa B rummun 12 yläkuolokohdan jälkeen ennen viirapinnan uppoamista suspensioon on järjestetty massarainan irroitus- ja poistoväli-neet, jotka koostuvat kaavinrungosta 90, joka on päistään kiinnitetty esimerkiksi altaan 10 päätyosan tukirakenteisiin 30 tai suodattimen huuvan päätyihin, runkoon 90 kiinnitetystä välyksen päähän viirapinnasta ulottuvasta kaapimesta 92 ja i altaan 10 ulkopuolelle järjestetystä poistokouruun 94 johtavasta luiskasta 96. Kaavin 92 valmistetaan joko jostakin muovimateriaalista, teräksestä tai muusta tarkoi-35 tukseen sopivasta materiaalista.

P765jae/9201 6 93800

Massarainan R irroitus viirapinnasta -tapahtuu siten, että puhaltimelta (ei esitetty) ohjataan ilma tai jokin muu sopiva väliainevirta viirapinnan 22, suspension pinnan, ja irroitetun massarainan R rajoittamaan tilaan 98, joka on 5 sivuiltaan tiivistettu suodattimen päätyihin järjestetyillä reunatiivisteillä (ei esitetty) siten, että massarainan R irroittamiseen viirapinnalta tarvittava paine-ero saadaan ylläpidettyä. Kyseinen irroitusväliaine virtaa ja johtaa paineen paitsi suoraan kaapimen 92 ja viirapinnan 22 10 välisestä raosta viirapinnan ja massarainan rajapintaan myös suodoslokeron 20 kautta massarainan alle. Tällöin voidaan viirapinnasta 22 irroittaa erittäin ohut massaraina, johon tavanomaisilla ratkaisuilla ei ole läheskään päästy. Koska irroitusvaiheessa olevat suodosputket on suljettu 15 sisäpäästään sulkuelimellä, ei irrotusväliaine pääse purkautumaan suodosputkien kautta, vaan suodoslokerossa vallitsee sama paine kuin tilassa 98.

Tällä ratkaisulla saavutetaan myös eräs tärkeä etu, nimit-20 täin kaapimen itsepuhdistusvaikutus. Kun kaavin 92 valmistetaan jonkin verran joustavasta materiaalista, aiheuttaa suodoslokeroiden 20 välinen seinä kaapimen kärjen ohittaessaan pienen paineen nousun tilassa 98, joka saa aikaan puolestaan kaapimen 92 taipumisen ulospäin viirapinnasta, 25 jolloin esimerkiksi kaapimen 92 kärjen ja viirapinnan 22 :1 väliin muodostunut kuitukasauma pääsee irtautumaan ja putoamaan suspension joukkoon. Samassa yhteydessä kaavin 92 kohotessaan myös vetää massarainaa hieman irti viirapinnasta 22. Kaapimen 92 ja irroitusväliaineen yhteistoiminta 30 voidaan järjestää myös niin, että kaapimen ja viirapinnan välinen rako voidaan minimoida tai mainitut elimet voidaan asettaa turvallisesti jopa kosketuksiin toistensa kanssa. Erään edullisen suoritusmuodon mukaan kaapimen joustavuus ja irroitusväliaineen paine voidaan mitoittaa niin, että 35 mainittu paine taivuttaa aina kaavinta jonkin verran, ts. niin, että kaapimen ja viirapinnan välillä on aina käytän- .. P765jae/9201 7 93800 nössä hyvin pieni rako tietyn väliainevirtauksen päästämiseksi viirapinnan ja kaapimen välistä. Tällä saavutetaan se etu, että ratkaisu ottaa huomioon myös rummun mahdolliset muotovirheet, jolloin kaapimen kärjen ja viirapinnan välistä 5 rakoa ei tarvitse mitoittaa suurimman mahdollisen muotopoik-keaman mukaiseksi.

Kuten edellä esitetystä käy ilmi, on kehitetty aivan uudentyyppinen menetelmä ja laite massan käsittelemiseksi 10 suodatinrummulla. Vaikka edellä on esitetty vain eräitä edullisia suoritusmuotoja keksinnön mukaisesta menetelmästä ja laitteesta, kuuluvat keksintöön kaikki sellaiset erilaiset muunnelmat ja variaatiot, jotka sisältyvät oheisissa patenttivaatimuksissa määriteltyyn suoja-alueeseen.

15 • ·

• X

♦ 1 .. P765jae/9201 . .

Claims (7)

8 93800

1. Laite massan käsittelemiseksi, joka laite pääasiassa 5 koostuu altaasta, sen sisälle akselinsa ympäri pyörivästi järjestetystä viirapintaisesta päädyistään tiiviisti suljetusta rummusta, viirapinnan ulkopuolelle sijoitetuista kaapimesta ja irroitusväliainelähteestä massarainan irroit-tamiseksi ja poistamiseksi viirapinnalta, rummun vaipan 10 muodostavista joukosta rinnakkain asetettuja suodoslokeroi-ta, lokeroista sisäänpäin ojentuvista ainakin rummun toiseen päätyyn sijoittuvista suodosputkista sekä suodosputkien sisempään päähän kytketystä imulaitteesta, tunnettu siitä, että mainittu kaavin (92) on rummun (10) säteen suunnassa 15 joustava.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että mainittu kaavin (92) on järjestetty joustavaksi mainitun paineväliaineen paineen vaikutuksesta. 20

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että kaapimen (92) kärjen ja rummun (10) pinnan (22) välinen rako on säädettävissä mainitun paineväliaineen paineella. 25

4. Menetelmä massan käsittelemiseksi suodatusrummussa, jossa massa syötetään rumpua ympäröivään altaaseen, synnytetään viirapintaisen rummun pinnalle massaraina, josta poistetaan vettä viirapinnan läpi, irroitetaan massaraina 30 viirapinnasta ja poistetaan laitteesta, ja edelleen viira-pinnan läpi poistettu suodos johdetaan suodosputkia pitkin imulaitteeseen, tunnettu siitä, että synnytetään kaapimen kärjen ja viirapinnan väliin rako pakottamalla kaapimen kärkiosa edestakaiseen viirapintaan nähden kohtisuoraan 35 liikkeeseen. . P765jae/9201 II 9 93800

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitun raon suuruus määrätään kaapimen alle johdetun irroitusväliainevirran paineen ja kaapimen joustavuuden mukaan niin, että tietty, pieni 5 irroitusväliainevirta kulkee jatkuvasti kaapimen kärjen ali.

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitun raon suuruutta muutetaan, jolloin mainittuun rakoon mahdollisesti tarttunut kuitu- 10 kasauma irtoaa.

7. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu edestakainen liike aikaansaadaan järjestämällä viirapinnan ja kaapimen kärjen välys niin 15 pieneksi, että suodoslokeroiden välisen seinämän kulkeminen kaapimen kärjen ohitse aiheuttaa paineen nousun kaapimen kärjen alla, joka paineen nousu puolestaan kohottaa kaapimen kärkeä. e · P765jae/9201 10 93800