JPH05504382A - 効率の向上した、パルプ・スクリーニング用のスクリーン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 効率の向上した、パルプ・スクリーニング用のスクリーン技術分野 本発明は、パルプ・スクリーニング装置に関するものであり、とりわけ、バスケ ット構造によって、既存の設計に比べて高いレベルの効率が得られる、圧力スク リーンに用いるための、効率の向上したスクリーン・バスケットに関するもので ある。

背景技術 製紙プロセスにおいて、紙になるパルプ・スラリの調製時に、スラリ状のパルプ 繊維中における許容できない成分から許容可能な製紙繊維を分離するために、ス クリーンが用いられる。一般的な木材パルプ・スクリーンの場合、スラリ状のパ ルプが、平滑にすることもできるし、あるいは、スクリーニングの有効面積を増 すため、スクリーンを通って流れる原料に面した起伏のある表面にすることも可 能な、多孔性の円筒状スクリーン・プレートまたはバスケットを通って流れる。

スクリーニング性能を最適にするための、さまざまなホール、スロット、または 、スロットとホールの組み合わせの利用が、周知のところである。

許容可能なパルスがスクリーン・プレートを通るのを助け、また、栓塞を減少さ せるため、例えば、スクリーン・プレートに水中翼の形状を備えた部材を通すこ とによって、スラリ中に脈動を発生させる。また、スクリーン・ロータに取り付 けみれたずんくりした乱流発生部材を利用して、スクリーン表面近くの原料を撹 拌し、スクリーニング効率を改善する方法も知られている。こうしたロータは、 一般に、濃度が１パーセント〜２パーセントのパルプに対して、を効にスクリー ニングを施す働きをするが、濃度が高くなると、有効に働かなくなる。米国特許 第４，８５５，０３８号には、乱流と脈動の両方を発生し、濃度が３パ一セント 〜４パーセント以上であっても、有効に働くことが明らかになった、パルプ・ス クリーン・ロータが開示されている。多くの用途では、プロセス上の理由から、 中濃度と呼ばれる、さらに高い濃度が望ましい。

一般に、ロータを包囲するバスケット形状の部材である、スクリーン・プレート に、加圧下のスクリーンが受ける圧力に耐えるのに十分な、また、スクリーニン グ面積の拡大によって、スクリーニング能力を増すのに十分な強度を与えるため 、所望の表面をなすように機械加工された、厚い壁面状のスクリーンを設けるの が、全ての圧力パルブ・スクリーンにおいて容認されている実施法である。こう した機械加工は、時間をｌ良費する、高価なプロセスである。少なくとも、部分 的には、工作機械自体によって課される、加工プロセスにおける製造上の制限の ため、スクリーン・プレートの流入物を受け入れる全有効開放面積が制限され、 スクリーン・プレートの最終形状は、機械加工の限界と所望の最適スクリーニン グ形状との間における妥協の産物であった。

機械加工されるスクリーン・プレートは、単一の一体部品であるため、わずか支 持部材を含む、スクリーン・プレート全体の取り替えが必要になった。早期に摩 耗または損傷が生しると、こうしたスクリーンの運用費は、大幅に増大すること になる。

１９８８年６月ＩＯ日に提出された同時係属出願第０７／２０６．１５１号には 、比較的薄いソート状の材料を所望の形状または外形に成形した、モジュール・ スクリーン・バスケットが開示されている。機械加工を不要にする、スクリーン ・プレートを成形するための、打ち抜き加工、プレス加工、及び、曲げ加工技法 が教示されている。シート状材料における波形の成形時、成形前、または、成形 後に、ホールまたはスロットを形成するように教示されており、レーザ・ビーム による切削及び押し抜きといった形成技法が示唆されている。開口部を形成する ための簡単で、費用効率の良い方法と５て、成形プロセスの一部に押し抜き型を 利用するように示唆されている。モジュール・バスケットは、中濃度のスクリー ニングを含む圧力スクリーニング用途に十分な強度を備えている。

同時係属出願第０７／２０６．１５１号には、多種多様な波形形状、スロット、 ホールの組み合わせ及び他の特徴の利用が可能であることが示唆されている。同 時係属出＠０７／２０６．１５１号によって、波形表面とスロットまたはホール 開口部の両方の成形をより正確に制御！Ｉすることが可能になる。今では、明ら かになっているように、バスケットの物理的特性に間して、さまざまなパラメー タに従う場合、バスケットの動作効率が高まり、濃度が高くなったとしても、最 適なスクリーン性能が得られることになる。

発明の目的 従って、本発明の主たる目的の１つは、加圧スクリーニング装置においてパルプ ２こスクリーニングを施すための、効率が高められたスクリーン・プレートを提 供することにある。

本発明のもう１つの目的は、結果として最適なスクリーン性能が得られる、スク リーン・バスケットにおける物理的特徴の設計パラメータを提供することにある 。

本発明のさらにもう１つの目的は、中濃度のスラリに処理を施す場合の、スクリ ーン性能を向上させるのに最適なスクリーン・バスケットを提供することにある 。

発明の開示 本発明によれば、以上の及びその他の目的は、薄いシート状材料から作られた、 波形に成形され、パルプを通過させるためのスロットまたはホールが設けられた スクリーン・バスケットを提供することによって達成される。バスケットの周囲 に１インチ当たり５つ以下の波形が形成され、波形の内側上死点に、流れに対し て２９０度の角度で、スロット開口部が設けられる。少なくとも、３つの波形に つき１つには、乱流バーが設けられており、この乱流バーは、波形の上方にほん の０．１８フインチはど突き出している。

る。

図面の簡単な説明 図１は、スクリーニング効率を高めるため、本発明に従って製造された、薄い壁 面状材料から成るモジュール・スクリーン・バスケットを利用したパルプ・スク リーン構造を表す、一部を切り欠いた透視図である。

図２は、図１のライン■−■にほぼ沿って描かれた拡大部分断面図である。

図３は、結果としてスクリーン効率が向上することになる、本発明の設計パラメ ータに従って構成された、先行図に示されたスクリーン・バスケットの一部に関 する拡大断面図である。

図４は、異なる波形度数のスクリーン　バスケットでＸ施したテスト結果を示す グラフである。

閲５は、スロット位１の異なるバスケットで実施されたテストの結果を示すグラ フである。

図６．７．８．９、及び、１０は、それぞれ、スロット位置が、それぞれ、０度 、士１８０崩、＋３０度、−３０度、及び、＋４５度のスクリーン・バスケット を表している。

［１１１は、乱流バーの位！が異なるバスケットで実施されたテストの結果を示 すグラフである。

図１２は、乱流バーの高さが異なるバスケットで実施されたテストの結果を示す グラフである。

発明を実施するだめの最良の形態 次に、７面、特に、図１について詳細に言及すると、番号８は、既に処理済みの パルプにスクリーニングを施して、結束繊維、樹皮、節、ゴミ、ガラス、プラス 千ツク等の異物を除去する、スクリーニング装置を表しでいる。スクリーン・プ レート　アセンブリが、ＩＯで示されており、スクリーニング装置８に、スクリ ーニングを施されるパルプ・スラリかＭ？ｉ置に入ることりこなる内部室１１と 、スクリーニングを施されたパルプ・スラリか、スクリーン・プレート・アセン ブリを通った後、該装置から流出することになる外部室１２を形成し７ている。

スクリーンプレート　アセンブリは、ポル目３ｂで固定された端板１３ａを含む ハウジング１３内に方間されている。ハウジングは、内部室ＩＢこパルプを受け 人ねるための、不図示の入り口と、スク°］−ン　プレート　アセノブ１月０を 通過して、内部室１１かみ外部室１２に到達するというわ６邦こはいかなかった 異物を該装置から流出５せるための、内部室１１から延びる、不図示の出口を備 えている。内部室１１がろスク゛１−ン・プレート　アセノブ１月Ｏを通って外 部室１２に流入した許容パルプは、許容出口１４を通って、スクリーン装置８か ら流出する。

スクリーン・プレート・アセンブリＩＯは、ハウジング１３内に固定されており 、パルプ　スラリかスクリーン・プレートを通過するのを助け、また、栓塞の抑 止を助けるため、円筒状のスクリーン　プレート・アセンブリ内２こ：よ、ロー タ１８が、回転するように取り付けられている。ロータは、図１に示すように、 時計廻り方向に回転する回転駆動シャフト１９まわりを回転する。図示のロータ は、単に適合するタイプを例示しただけのものであり、もちろん、本発明は、各 種のパルス、乱流、及び、パルスと乱流の組み合わせを発生するロータに関する さまざまなタイプのスクリーン・プレート、とりわけ、中濃度のスクリーニング に最適のスクリーン・プレートに利用することが可能である。

スクリーン・プレート・アセンブリ川には、支持体がなければ、本質的にはたわ み性で、通常のスクリーン圧に耐えられない円筒状のスクリーン・セクション１ ６及び１７がふくまれている。従って、スクリーン・セクションは、スクリーン 装ｆ８の加圧環境において用いるため、剛性化または強化を必要とする。必要な 支持及び強化は、端部リング２ｏ及び２０ａ、及び、中間支持リング２１によっ て行われる。各゛Ｊリングは、図２に示すリング２１の溝２３及び２４によって 表されるような溝を備えている。溝２３及び２４は、円形であり、スクリーン・ セクションをほぼ円筒形状シこ保持するようになっている。溝２３及び２４は、 半径方向の寸法が成形されたスクリーン・プレートの半径方向における厚さにほ ぼ等巳い。

該スクリーン・プレートは、これまで知られている機械加工されたスクリーン・ プレートに比べて、比較的薄いソート状の材料がら形成されている。この薄い材 料は、原料に対するスクリーニング面積の量になるように、各種形状または外形 、−船釣には波形に形成される。

アセンブリ時、各成形スクリーン・プレートは、端部リング２ｏ及び２０ａ、及 び中間支持リング２１の溝内に配室され、溝内にスクリーン・プレートを押し込 むため、リングが引き寄せられる。このため、円周方向に互いに間隔をあけて、 軸方向に延びるロッド２２を配置し、ロッドの両端には、不ノとナツト２２ａを 設けて、ナツトを締め付けると、端部リングが互いに引き寄せられ、スクリーン ・プレートの両端が溝に押し込まれるようになっている。溝は、スロットが溝の 底に向かって内側方向に細くなるように、テーバ状にするのが望ましい。ロッド を締め付けると、スクリーン・プレートが、テーパ状の溝にしっがりと押し込ま れ、スクリーン・プレートは、円周方向の定位置Ｓこしつかり保持される。認識 しておくべき二ま、スクリーン　プレート・アセンブリは、長（も、短くも、さ まざまな長さに二たり、あるいは、数を増やすことさえ可能であり、隣接する各 スクリーンの端部間に、２１のような強化用中間リングを追加して用いることも 可能であるという占、である。

図２に示すホール２５マた：よスロット２６のようなスクリーン開口部が、１い スフＩＪ　：、′材料を通って延び、内部室１１から外部室１２への経路を形成 ５でいる。ホール２５を設ける場合、材料の厚さは、約０．０３５インチにでき ることが分かった。スロット２６のよらな細長い開口部の場合、厚さが約０．０ ４８インチの材料を用いることが可能である。用いる成形技法によって、他のシ ート厚を用いることも可能である売を認識されたい。

スクリーン・セクションの薄い材料に：よ、スクリーンの円周に延びる波形を備 えた、全体として円筒状に形成されたステンレス鋼または同様のソート材料が考 えられる。単純な形態の場合、波形は、一連の直立したＵ字形セクノヨ／２７及 び逆ＩＪ字形セクション２８の形をとることができる。すなわち、スクリーン圧 的に、一連の深い波形から構成される。許容可能な波形の高さ：よ、約０．４５ インチであることが分かった。波形の形成に適しだ装置及び方法は、同時係属の 米国特許出願第０７／２０６．１５１号において知ることが可能である。

そこで教示されているように、形成される形状またはパターンは、利用する成形 シールの形状を修正することによって変更可能であり、薄いソート状の材料は、 所望のパターンをｔずように、容易に整形または形成することができ、ホールま たはスロットは、成形プロセスに関連して利用される押し抜きまたは切り曲げ工 具によって、または、レーザ・ビームによる切削によって、正確な位１に設けら ｒる。スロットが形成されると、スロットの端部にコイニングまたはプレストレ スをＩＩ用して、亀裂が生し、広がるのを最小限に抑えることか可能であり、こ の結果、・＼スケノドの摩耗寿命が延長されることになる。

成形された清いノート状の材料によるモジュール・スクリーン・バスケットは、 開口部の位置を含めて、多種多様なバスケット構造で利用することが可能である 。

スロット位！、波形度数等に関する所定のパラメータ内において、とりわけ、中 濃度のパルプ・スラリのスクリーニングにおける、スクリーンの全動作効率の向 上を寓現することができることかわかった。スクリーン性能は、この設計パラメ ータに従えば、大幅に向上する。

薄い、ノート状材料によって波形または波状起伏を形成する場合、波形を互いに 近接させて形成することもできるし、あるいは、比較的間隔を広くあけて形成す ることもできる。必要なものは、ただ、適正な成形シールである。しかし、バス ケットの波形がバスケットの円周の１インチについて６つ以上になると、スクリ ーンの処理能力が低下する二とが明らかになった。従って、薄いノート状の材料 は、１インチ当たり５つ以下の波形になるように、できれば、１インチ当たり３ つの波形になるように成形するのが望ましい。濃度が４パーセントのパルプに関 して、米国特許第４．８５５，０３８号のロータによって動作するバスケットの 場合、１インチ当たり６つの波形にすると、１日当たり約１２ｏトンの処理能力 が得られ、１インチ当たり５つの波形にすると、１日当たり約１８５トンの処理 能力が得みれた。１インチ当たり３つの波形にすると、１日当たり約２７５トン の処理能力が得られた。これらのテスト結果が、図４のグラフに示されている。

１インチ当たり３つの波形という望ましい波形度数を利用して、同しロータでさ らにテス］・を行い、最適なスロット位置がめられた。これらのテスト結果が、 図５に表示されている。これらのテストから、スロット開口部は、バスケットの 内側、すなわち、ロータに最も近い波形または隆起部に設けるのが望ましいとい う判定がなされた。図５のグラフにおいて、０度は、図６に示すように、ロータ に最も近い波形の上死点における位置を表し、−１８０度は、図７に示すように 、ロータから最も遠い溝又は波形の下列、つにおける位置を表している。０度す なわち上死点において、スクリーンの処理能力は、１日当たり約６０トンであり 、１８０度すなわち下死点において、スクリーンの処理能力は、１日当たり約５ ０トンであった６図８に示すように、上死点の位置から３０度下流の＋３０度に おいて、スクリーンの処理能力は、１日当たり約１８０トンであった。図９に示 すように、上死点の位１から３０度上流の一３０度において、スクリーンの処理 能力は、１日当たり約１２０トンであった０図１０に示すように、上死点の位置 から４５度上流の＋４５度において、スクリーンの処理能力は、１日当たり約２ ２０トンであった。従って、＋４５度のスロット位！が望ましく、最適範囲は、 −３０度〜本４５度である。

さらに、乱流または摩耗バーをＩｌ用すると、スクリーンの処理能力が増すこと か分かった。図１１には、４パーセント・バルブのスクリーニング時における、 望ましい乱流バーの数をめるために実施されたテストの結果が示されている。乱 流バーを利用しない場合、スクリーンの処理能力は、１日当たり約２１０トンで あった。９つに１つの波形に、１つの乱流バーが設けられている場合、スクリー ンの処理能力は、１日当たり約２２５トンであった。５つに１つの波形に、１つ の乱流バーが設けられている場合、スクリーンの処理能力は、１日当たり約２７ ０トンであった。３つに１つの波形に、１つの乱流バーか設けられている場合、 スクリーンの処理能力は、やはり、１日当たり約２７０トンであった。

乱流バーの高さの効果についても、調査が行われ、図１２に、その結果がグラフ の形で示されている。ロータ・バスケット間の間隔が約１／２インチのスクリー ンにおいて、さらに、米国特許第４，８５５，０３８号のロータを用いたテスト が行われた。中濃度のパルプが使用された。乱流バーの高さが、それが配置され る波形の深さに等しい場合、スクリーンの処理能力は、１日当たり！’−１２１ ５トンであった。

波形の上方に１／８インチだけに亘って伸びるように乱流バーを設ける場合、ス クリーンの処理能力は、１日当たり約２５０トンまで増大した。しかし、波形の 上方に１／４インチだけに亘って伸びるように乱流バーを設ける場合、スクリー ンの処理能力は、１日当たり約１２０トンまで低下した。

図３には、望ましいバスケット構成が示されている。バスケットには、ロータに 最も近いロータ側面の頂上２７、及び最も離れた谷２８を備えた、一連の波状起 伏または波形が含まれている。波形は、バスケットの円周の１インチ当たり５つ 未満の度数で設けろれている。乱流バー５０は、３つに１つの波形に設けられ、 波形の上方にわずかに０．１８フインチはどの距離５２だけ突き出している。波 形の上死点から下流の方向に４５度向けられた、スロット２６が設けられている 。

本書では、最適なスクリーン・バスケット構成について、詳細な例示、解説を行 った。ただし、認識巳ておくべきは、本発明の範囲を逸脱することなく、さまざ まな変更を加えることができるという７点である。

ロム、０１んパルプ −３００，３０，４５，１８０ 波形の上死点力ゝうの角箋 ロ　ム、Ｏ＠パノマルフ。

＃ｉ反升で１又／乱）芳しノ＼こ一 ロ　ム、０υ。パルプ ロ　ム、０＠八パルフ。

要約書 加圧スクリーニング装置においてバルブをスクリーニングするための改良された 効率のスクリーンプレート００）が開示されており、特に中濃度バルブをスクリ ーニングする場合スクリーン性能を増加する種々の設計パラメータが確立されて いる。

そのバスケットは、機械加工なしに波形に成形された薄いシート状材料がつくら れる。

スクリーン性能を増加するため、波形度数、スロット位置、乱流ノ＼−頻度、及 び乱流バー高さが確立されている。

補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の８）平成４年６月２６日

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. １．スクリーン・プレート（１０）の近くで動作するロータ（１８）を備えた紙 パルプ圧力スクリーニング装置（８）に用いられ、ほぼ均一な厚さの、比較的薄 いシート状の材料から成形されたスクリーンであり、前記材料には、波形の成形 が施され、スクリーン開口部（２５，２６）が形成されている、スクリーン・プ レート（１０）において、前記波形が、バスケットの円周の１インチ当たり５つ 以下の割合で設けられていることを特徴とする。 改良が施されたスクリーン・ブレート（１０）。
2. ２．前記波形が、バスケットの円周の１インチ当たり３つ以下の割合で設けられ ていることを特徴とするもう１つの改良が施された、請求項１に記載のスクリー ン・プレート。（１０）。
3. ３．前記スクリーニング開口部（２５，２６）が、前記ロータ（１８）印に最も 近い前記波形に設けられることを特徴とする改良を施された、請求項１に記載の スクリーンプレート（１０）。
4. ４．前記開口部（２５．２６）が、前記波形の上死点から下流に約３０度〜前記 波形の上死点から上流に約４５度の間の領域に形成されることを特徴とする改良 が施された、請求項３に記載の、紙パルプ圧力スクリーニング装置（８）に用い られるスクリーン−・プレート（１０）。
5. ５．前記開口部（２５，２６）が、前記波形の上死点から上流方向に約４５度の 位置に形成されることを特徴とする改良が施された、請求項３に記載の、紙パル プ圧力スクリーニング装置（８）に用いられるスクリーン・プレート（１０）。
6. ６．少なくとも約５つに１つの波形に、乱流バー（５０）が設けられることを特 徴とする改良が施された、請求項１に記載の紙パルプ圧力スクリーニング装置（ ８）に用いられるスクリーン・プレート（１０）。
7. ７．前記乱流バー（５０）が、波形の隣接する頂上の上方に約１／４インヂ以下 の寸法だけに亘って伸びていることを特徴とする改良が施された、請求項６に記 載の圧力パルプ・スクリーニング装置（８）。
8. ８．前記乱流バー（５０）が、波形の隣接する頂上の上方に約１／８インチ以下 の寸法だけに亘って伸びていることを特徴とする改良が施された、請求項６に記 載の圧力パルプ・スクリーニング装置（８）。
9. ９．前記開口部（２５．２６）が、前記波形の上死点から上流方向に約４５度の 位置に形成されることを特徴とする改良が施された、請求項８に記載の紙パルプ 圧力スクリーニング装置（８）に用いられるスクリーン・プレート（１０）。
10. １０．前記波形が、バスケットの円周の１インチ当たり３つ以下の割合で設けら れていることを特徴とするもう１つの改良が施された、請求項９に記載のスクリ ーン・プレート（１０）。
11. １１．スクリーン・プレート（１０）の近くで動作するロータ（１８）を備えた 紙パルプ圧力スクリーニング装置（８）に用いられ、ほぼ均一な厚さの、比較的 薄いシート状の材料から成形されたスクリーンから成り、前記材料には、波形の 成形が施され、スクリーン開口部（２５，２６）が形成されている、スクリーン ・プレート（１０）において、前記スクリーニング開口部（２５，２６）が前記 波形の上死点から上流に約３０度〜前記波形の上死点から下流に約４５度の間の 領域に形成されることを特徴とする、改良が施されたスクリーン・プレート（１ ０）。
12. １２．前記開口部（２５．２６）が、前記波形のほぼ上死点と、上死点から下流 方向に４５度の間の領域に形成されることを特徴とする改良が施された、請求項 １１に記載のスクリーン・プレート（１０）。
13. １３．少なくとも約３つに１つの波形に、乱流バー（５０）が設けられることを 特赦とする改良が施された、請求項１１に記載のスクリーン・プレート（１０） 。
14. １４．前記乱流バー（５０）が、波形の隣接する頂上の上方に約１／４インチ以 下の寸法だけに亘って伸びていることを特徴とする改良が施された、請求項１３ に記載のスクリーン・プレート（１０）。
15. １５．前記乱流バー（５０）が、波形の隣接する頂上の上方に約１／８インチ以 下の寸法だけに亘って伸びていることを特徴とする改良が施された、請求項１３ に記載の圧力バルブ・スクリーニング装置。
16. １６．スクリーン・プレート（１０）の近くで動作するローラ（１８）を備えた 紙パルプ圧力スクリーニング装置（８）に用いられ、ほぼ均一な厚さの、比較的 薄いシート状の材料から成形されたスクリーンから成り、前記材料には、波形の 成形が施され、スクリーン開口部（２５，２６）が形成されている、スクリーン ・プレート（１０）において、少なくとも約５つに１つの波形に、乱流バー（５ ０）が配置されることを特徴とする、 改良が施されたスクリーン・プレート（１０）。
17. １７．前記乱流バー（５０）が、波形の隣接する頂上の上方に約１／４インチ以 下の寸法だけに亘って伸びていることを特徴とする改良が施された、請求項１６ に記載のスクリーン・プレート（１０）。
18. １８．前記乱流バー（５０）が、波形の隣接する頂上の上方に約１／８インチ以 下の寸法だけに亘って伸びていることを特徴とする改良が施された、請求項１６ に記載の圧力パルプ・スクリーニング装置（８）。
19. １９．前記乱流バー（５０）が、波形の隣接する頂上の上方にロータ・スクリー ン間の距離の約１／２以下の寸法だけに亘って伸びていることを特徴とする改良 が施された、請求項１６に記載の圧力パルプ・スクリーニング装置（８）。