KR20000022399A - 고형체를 세정, 농후화 및 분류하는 제지 원료 세정기 - Google Patents

고형체를 세정, 농후화 및 분류하는 제지 원료 세정기 Download PDF

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KR20000022399A
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죠셉 에이. 볼튼
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베르그스테트 잔-에릭
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Abstract

장치는 액체로부터 고형체를 회수하기 위한 세정기, 농후화기 및, 분류기이며, 통상적으로 수평으로부터 60 도인 벽을 가진 절두 원추형 스크린을 구비하고 필터 매체로 형성된다. 원료 분무기 조립체는 상기 원추형 스크린의 길이 방향 축을 중심으로 회전하며, 원료, 특히 탈색된 종이 원료를 원추형 스크린의 벽으로 배향시킨다. 고 충격력 샤워 노즐을 구비하는 세정용 유체 분무기 조립체는 원추형 스크린의 벽 위에 있는 원료상으로 세정용 유체를 배향시킨다. 세정용 유체는 원료를 세정시키는데, 소망하지 않는 고형체와 오염물은 원추형 스크린을 통해서 배출 파이프로 통과된다. 세정용 유체는 마찬가지로 차후의 공정을 위해서 원추형 스크린의 정점에 형성된 절두 부분에 형성되어 있는 출구를 통하여 세정된 원료를 세정한다.

Description

고형체를 세정, 농후화 및 분류하는 제지 원료 세정기
선행 기술에 있어서, 다른 것들 중에 채광 산업 분야, 산업 및 도시 쓰레기 처리 분야 및, 제지 과정에서, 특히 탈색된 원료로부터 미세 입자들, 잉크 및, 충전물을 제거하도록, 고형체를 세정 및 농후화시키는 벨트 유형, 드럼 유형 및 다른 세정기들을 사용하는 것이 공지되어 있다.
벨트 유형의 세정기 및 농후화 장치에서는 원료를 직물과 고속 롤(roll)의 닙(nip) 안으로 분무하는 것이 공지되어 있다. 원심력은 오염물과 과잉 액체를 포함하는 미세 부분이, 세정된 원료가 표면상에 유지된 상태에서 직물을 통해 통과하게 한다. 조절용 블레이드(doctor blade)는 이후에 고속의 롤로부터 세정된 원료를 제거하는데 사용된다.
드럼 유형의 세정기 및 농후화 장치에서는, 중력에 기초하거나 또는 진공에 기초하거나 상관없이, 오염물과 과잉 액체를 포함하는 미세 부분이 직물 또는 드럼을 통해 통과할 수 있게 하는 것이 공지되어 있다. 세정되고 농후화된 원료는 드럼으로부터 쌓이게 된다(couche). 많은 선행 기술의 드럼 세정기는 다중의 단(stage)을 가진다.
본원 발명의 발명자인 볼톤(Bolton)에게 허여된 미국 특허 제 5,259,955 호 "진공 스트레이너(strainer)"는 공통적인 흐름 내측의 고형체 및 액체에 대한 필터로서 원추형 스크린을 사용하지만, 유입되는 원료가 스크린에 적용된다는 점에서 본원 발명과 상이하다. 본원 발명과 함께 공통으로 양도된 마허(Maher)등의 미국 특허 제 5,453,193 호는 유입되는 원료를 농후화시키는 범람 둑을 사용한다. 둑은 많은 세정, 농후화 및, 분류의 응용에서 발생되는 공급의 농도에서 공급 유동을 균일하게 분포시킬 수 없다. 더욱이, 본 발명은 단위 스크린 면적당 보다 높은 유량을 가능하게 한다.
본 발명은 유체를 유지하는 고형체를 세정시키고, 농후화시키고 그리고/또는 분류하는 장치에 관한 것이다. 이러한 장치의 용도에 대한 일례는 펄프 및 제지에서 사용되는 탈색된(deinked) 섬유를 세정하고 농후화시키는 것이다. 세정기는 정지 상태의 원추형 스크린을 향해 배향된 세정 유체 분무기 및, 원료 분무기의 교번하는 열과 함께 회전 조인트를 사용한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점은 다음의 상세한 설명과 청구 범위 및, 첨부된 도면으로부터 자명해질 것이다.
도 1은 본 발명의 장치에 대한 부분적으로 단면으로 도시된 측면도이다.
도 2는 본 발명의 장치에 대한 저부 평면도이다.
도 3은 본 발명의 장치에 대한 상부 평면도이다.
도 4는 본 발명의 분무기 조립체에 대한 측면도이다.
도 5는 본 발명의 분무기 조립체에 대한 상부 평면도이다.
본 발명은 일례로서 펄프 및 제지 산업 분야에 적용되는 것과 관련하여 설명될 것이다.
따라서 본 발명의 목적은 제지 공정에 대한 펄프의 세정기, 농후화 장치 및, 분류 장치를 제공하는 것이며, 특히, 향상된 신뢰성의 기계적 디자인을 가진 탈색된 원료의 세정기, 농후화 장치 및, 분류 장치를 제공하는 것이다.
따라서 본 발명의 다른 목적은 제지 공정용 펄프 세정기를 제공하는 것이며, 특히 제조, 설치 및, 작동의 비용이 절감되는, 탈색된 원료의 세정기, 농후화 장치 및, 분류 장치를 제공하는 것이다.
따라서 본 발명의 다른 목적은 제지 공정용 펄프 세정기를 제공하는 것이며, 특히, 높은 고형체의 부하 아래서 작동할 수 있는, 탈색된 원료의 세정기, 농후화 장치 및, 분류 장치를 제공하는 것이다.
따라서 본 발명의 다른 목적은 제지 공정용 펄프 세정기를 제공하는 것이며, 특히, 제거되어야만 하는 미세 입자, 잉크, 충전물 및, 다른 오염물의 백분률에 관하여 높은 표준하에서 작동될 수 있고, 그리고 고품질의 섬유를 회수하는, 탈색된 원료의 세정기, 농후화 장치 및, 분류 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 장치는 원료 분무기와 공정용 물 분무기의 조립체를 그 안에 지닌 정지 상태의 45 도 내지 70 도의 원추형 스크린을 사용한다. 원료 및 공정용 물 분무기들의 교번하는 열은 회전 조인트에 고정된다. 공정용 물에 대한 분무기는 높은 충격력의 샤워 노즐을 구비한다. 미세 입자, 잉크, 충전물 및, 다른 오염물을 최초로 포함하는 원료는 원료 분무기에 의해 원추형 스크린에 대하여 분무되며, 다음에 원추형 스크린이 막히는 것을 방지하도록 고 충격력 샤워 노즐로부터 통상적으로 50 psi 내지 200 psi 의 물로 세정된다. 고 충격력 샤워 노즐로부터의 물은 원추 스크린에 대하여 분무되었던 원료를 세정한다. 물은 미세 입자, 잉크, 충전물 및, 원료로부터의 다른 오염물과 함께 원추형 스크린을 통과한다. 스크린에 대하여 분무된 유용한 섬유는 스크린의 미세한 개구부를 통과할 수 없으며, 세정되어서 원추 스크린의 절두된 저부의 출구로 밖으로 이동된다.
몇개의 도면을 통해서 동일한 참조 번호가 동일한 요소를 표시하는 상세한 도면을 참조하면, 도 1은 본 발명의 펄프 세정기(10)에 대한, 부분적으로 단면인 측면도이다. 통상적으로 60 메쉬 내지 250 메쉬(mesh)에 등가인 합성 또는 금속성의 접합 필터 매체인 절두 원추형의 스크린(12)은 실린더형 하우징(14)에 의해 지지된다. 원추형 스크린(12)은 수평으로부터 통상적으로 45°내지 70°인 벽을 가진다. 원료 출구(16)는 하부 절두 부분 도는 원추 스크린(12)의 정점으로부터 형성된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 원추 스크린(12)은 통상적으로 일련의 평탄한 파이와 같은 부분(13)으로서 이루어진다.
도 1에 도시된 바와 같이, 회전 조인트(18)는 원추형 스크린(12)의 길이 방향 축(19)의 상방향 돌출부를 따라서 위치한다. 모터, 감속기, 풀리, 구동 벨트 및, 유사한 기계 요소를 구비하는 구동 조립체(20)는 원추형 스크린(12)의 상부 부분(22)의 주위로부터 상방향과 내측 방향으로 위치한다. 구동 조립체(20)는 회전 조인트(18)와 기계적으로 연결되는, 하방향으로 지향하는 회전 출력 샤프트(24)를 구비하며, 기계적인 조립체(26)를 통해서 길이 방향 축(19)을 중심으로 그것의 회전을 발생시킨다.
회전 조인트(18)는 두개의 동심 유입 파이프를 지지하는데, 통상적으로 5 psi 내지 100 psi 의 압력에서 (탈색 원료와 같은) 제지 원료를 수용하는 외측의 원료 공급 파이프(28)와, 통상적으로 50 psi 내지 200 psi 의 압력에서 공정용 물과 같은 물을 수용하는 내측의 물 샤워 공급 파이프(29)이다.
로타리 조인트(18)는 그것과 함께 회전하는 원료 분무기(30) 및, 물 분무기(32)의 교번하는 열과 기계적으로 연결된다. (도 3 내지 도 5 를 참조). 원료 분무기(30)는 원호 형상의 아암 파이프(34)로 형성되어서 외측의 원료 공급 파이프(28)로부터 원료 유입구(27)를 통해서 원료를 수용하고, 절두 원추형 스크린(12)의 벽으로부터 내측 방향으로 실질적으로 평행한 원료 헤더 조립체(36)에 원료를 공급한다. 원료 헤더 조립체(36)는 원추형 스크린(12)에 대하여 원료 유동을 조절될 수 있는 각도로 충돌시키도록 배향된 복수개의 팬 노즐(fan nozzle, 38)을 구비한다. 충돌의 최적 각도는 각 적용예에 대하여 세정 효율, 유동 능력 및, 분류 효율 사이의 균형으로서 결정된다. 각도는 파이프 결합체(39)를 사용하여 조절된다. 마찬가지로, 물 분무기(32)는 원호 형상의 아암 파이프(40)를 구비하여, 내측 물 샤워 공급 파이프(29)로부터 물 유입구(41)를 통해서 통상적으로 공정용 물인 물을 50 psi 내지 200 psi 로 수용하고, 그리고 실린더형 하우징(14)의 절두 원추형 스크린(12)의 벽으로부터 실질적으로 평행한 벽 헤더 조립체(42)로 물을 공급한다. 물 헤더 조립체(42)는, 원추형 스크린(12)상의 원료를 세정하도록, 물을 그 위에 분무하는 원추형 스크린(12)에 직각으로 배향된 복수개의 고 충격력 샤워 노즐(44)을 구비한다. 물 헤더 조립체(42)는 수직의 지지 부재(43)에 의해 지지되는데, 상기 지지 부재(43)는 물 유입구(41)의 하부 부분으로부터 길이 방향 축(19)을 따라서 물 헤더 조립체(42)의 말단 부분(45)으로 달린다. 물은 원추형 스크린(12)이 막히는 것을 방지하고, 그리고 원추형 스크린(12)과 실린더형 하우징(14) 사이에 형성된 부위(48)까지 원료로부터의 잉크, 미세 입자 및, 충전물을 세정하도록, 원료와 원추형 스크린(12)상에 분무된다. 또한, 물은 세정된 원료를 원추형 스크린(12)으로부터 세정하며 원추형 스크린(12)의 하부 절두 부분에 형성된 원료 출구(16)를 통해서 외측으로 나간다. 고 충격력 샤워 노즐(44)의 충돌 각도는 파이프 결합체(47)를 사용하여 조절될 수 있다. 고 충격력 샤워 노즐(44)의 최적 충돌 각도는 세정 효율, 유동 성능 및, 분류 효율 사이의 균형으로서 각 적용예에 대하여 결정된다. 다음에 농후화된 원료는 제지 공정의 다음 단계로 보내진다.
원심력 배출기(52)와 분리기(54)를 구비하는 저 헤드 진공원(50)은 파이프(56)를 통해서 부위(48)와 그리고 실린더 하우징(14)안의 구멍(58)과 연결된다. 또한, 파이프(65)는 분리기(54)의 하부 부분으로부터 시일 탱크(미도시)에 이른다. 원심력 배출기(54)는 원추형 스크린(12)의 아래에 진공을 일으키는데 사용되어 미세 입자, 충전물 및, 잉크의 제거를 더욱 용이하게 한다. 미세 입자, 충전물 및, 잉크의 막대한 대부분은 매우 소량의 물과 함께 실린더형 하우징(14)의 하부 외측 주변부에서 배출 파이프(62)를 통과한다.
도 2는 펄프 세정기(10)의 저면도이며, 특히 원료 출구(16), 배출 파이프(62) 및, 구멍(58)을 통해서 (도 1에 도시되지 아니한) 원심력 배출기(52)에 이르는 파이프(56)를 도시한다. 또한, 다양한 기계적인 지지 구조(70)들이 도시되어 있다.
물 분무기(32)와 원료 분무기(30)의 수는 유량과 원하는 세정의 양에 따라서 각각의 하나로부터 각각의 4 개로 변하게 된다. 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 통상적으로 3 개의 물 분무기(32)와 3 개의 원료 분무기(30)가 있게 된다. 물 분무기(32)는 원료 분무기(30)와 같이 서로로부터 120°로 이격되어 있다. 원추형 스크린(12)상의 원료 또는 펄프가 (도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이) 고 충격력 샤워 노즐(44)로써 즉시 분무되도록, 원료 분무기(30)들은 통상적으로 (도 3에 반시계 방향으로 도시된) 회전 방향에서 물 분무기(32)의 앞에 15 °내지 75°위상 각도로 위치한다. 위상 각도는 원료 공급 파이프(28)의 플렌지 연결을 사용하여 조절될 수 있다. 최적 위상 각도는 세정 효율과 성능 사이의 균형으로서 각 적용예에 대하여 결정된다.
펄프 세정기(10)를 사용하려면, 사용자는 원료를 외측 원료 공급 파이프(28)로 공급하고 물을 내측의 물 샤워 공급 파이프(29)로 공급한다. 또한, 사용자는 구동 조립체(20)와 원심력 배출기(50)를 작동시킨다. 회전 조인트(18)는 구동 조립체(20)에 응답하여 회전하며, 원료 분무기(30)와 물 분무기(32)의 교번하는 열을 회전시킨다. 원료는 원추형 스크린(12) 상으로 분무되며, 이후에 고 충격력 샤워 노즐(44)로부터의 물은 원료를 세정하고 그리고 원추형 스크린(12)이 막히는 것을 방지한다. 미세 입자, 충전물, 잉크 및, 이와 유사한 오염물은 원추형 스크린(12)을 통해서 원추형 스크린(12)과 실린더형 하우징(14) 사이에 형성된 면적(48)으로 통과하며, 여기에서 이들은 배출 파이프(62)를 통해 배출된다. 또한 물은 세정된 펄프가 원추 스크린(12)의 하부 부분으로 배향되어 차후의 공정을 위해서 원료 출구(16)를 통해 나가도록 하는 역할을 한다.
따라서 상기에 언급된 몇가지의 목적과 장점은 가장 효과적으로 달성된다. 본 발명의 단일의 바람직한 구현예가 여기에서 개시되고 설명되었을지라도, 본 발명은 결코 그에 의해서 제한되어서는 아니되며 발명의 범위는 첨부된 청구 범위에 의한 범위에의해 정해진다는 점이 이해되어야 한다.
본 발명은 제지 분야에서 사용될 수 있다.

Claims (13)

  1. 그에 대한 출구를 형성하는 하부의 절두 부분을 가진 원추형 스크린;
    액체내에 함유된 고형체를 포함하는 원료를 상기 원추형 스크린 상으로 분무하는 원료 분무 수단;
    상기 원추형 스크린상으로 세정용 액체를 분무함으로써, 상기 원료로부터의 소망하는 고형체를 상기 원추형 스크린상에 유지하면서 상기 원료로부터의 오염물을 상기 원추형 스크린을 통해 세정하고, 또한 소망하는 고형체를 상기 원추형 스크린의 상기 출구를 통해 강제하는 세정용 액체 분무 수단;
    상기 원료 분무 수단을 회전시키는 수단; 및,
    상기 세정용 액체 분무 수단을 회전하는 수단;을 구비하는, 액체에 의해 운반되는 고형체를 세정하고, 농후화시키며, 분류하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 원료 분무 수단을 회전시키는 상기 수단과, 상기 세정용 액체 분무 수단을 회전시키는 상기 수단은 실질적으로 상기 원추형 스크린의 길이 방향 축을 중심으로 회전하는 것을 특징으로 하는, 고형체를 세정하고, 농후화시키며, 분류하는 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 원료 분무 수단을 회전시키는 상기 수단과, 상기 세정용 액체 분무 수단을 회전시키는 상기 수단은 일치하여 회전되는 것을 특징으로 하는, 고형체를 세정하고, 농후화시키고, 그리고 분류하는 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 원료 분무 수단은 회전 방향으로 이격된 제 1 복수개의 조립체를 구비하고, 상기 회전 방향으로 이격된 제 1 복수개의 조립체 각각은 상기 원추형 스크린의 벽에 실질적으로 평행한 제 1 부분을 구비하고, 상기 제 1 부분은 상기 원추형 스크린의 상기 벽에 실질적으로 직각으로 배향된 원료 노즐을 구비하는 것을 특징으로 하는, 고형체를 세정하고, 농후화시키고, 그리고 분류하는 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 세정용 액체 분무용 상기 수단은 회전 방향으로 이격된 제 2 복수개의 조립체를 구비하며, 상기 회전 방향으로 이격된 제 2 복수개의 조립체 각각은 상기 원추형 스크린의 벽에 실질적으로 평행한 제 2 부분을 구비하며, 상기 제 2 부분은 상기 원추형 스크린의 상기 벽에 실질적으로 직각으로 배향된 세정용 액체 노즐을 구비하는 것을 특징으로 하는, 고형체를 세정하고, 농후화시키며, 분류하는 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 회전 방향으로 이격된 제 1 복수개의 조립체의 수는 상기 회전 방향으로 이격된 제 2 복수개의 조립체의 수와 같은 것을 특징으로 하는, 고형체를 세정하고, 농후화시키며, 분류하는 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 복수개의 것으로부터 상기 회전 방향으로 이격된 조립체 각각은 상기 제 2 복수개의 것으로부터 회전 방향으로 이격된 개별적인 조립체들과 쌍을 이루고, 상기 제 1 복수개의 것으로부터 상기 회전 방향으로 이격된 조립체 각각은 상기 제 2 복수개의 것으로부터 회전 방향으로 이격된 개별적인 조립체의 약간 앞에 회전 방향으로 이격된 것을 특징으로 하는, 고형체를 세정하고, 농후화시키며, 분류하는 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 원료가 분무되는 곳에 대향하는 원추형 스크린의 일측에 부분적인 진공을 발생시키는 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 고형체를 세정하고, 농후화시키며, 분류하는 장치.
  9. 원료를 원추형 스크린상으로 분무하는 단계;
    세정용 액체를 상기 원추형 스크린상으로 분무함으로써 상기 원료로부터의 오염물을 상기 원추형 스크린을 통해 세정시키는 단계; 를 구비하며,
    상기 세정용 액체를 분무하는 단계는 상기 원료를 상기 원추형 스크린내의 출구 구멍을 통해서 더욱 강제하는 것을 특징으로 하는, 원료를 세정하고, 농후화시키며, 분류하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 원료 분무 단계와 세정용 액체 분무 단계를 위해서 회전 장치를 사용하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 원료를 세정하고, 농후화시키며, 분류하는 방법.
  11. 제 4 항에 있어서, 상기 원추형 스크린에 대한 상기 원료 노즐의 배향 각도는 조절 가능한 것을 특징으로 하는, 원료를 세정하고, 농후화시키며, 분류하는 장치.
  12. 제 5 항에 있어서, 상기 원추형 스크린에 대한 상기 세정용 유체 노즐의 배향 각도는 조절 가능한 것을 특징으로 하는, 원료를 세정하고, 농후화시키며, 분류하는 장치.
  13. 제 6 항에 있어서, 상기 제 2 복수개의 것에 대한 상기 제 1 복수개의 회전 방향 이격은 조절 가능한 것을 특징으로 하는, 원료를 세정하고, 농후화시켜, 분류하는 장치.
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