KR840000020B1 - 가압 선별장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

가압 선별장치

제1도는 본 발명에 의한 가압선별장치의 정면도.

제2도는 본 발명에 의한 가압선별장치를 확대시킨 부분단면 정면도.

본 발명은 목재 펄프 현탁물 등과 같은 액체중에 현탁되어 있는 섬유질을 선별하는데 사용되는 가압선별장치에 관한 것이다.

펄프 및 종이 제조 계통에 있어서 선별장치를 여러 위치에 설치하여 목재펄프 현탁물중에 있는 불필요한 오염물을 제거하고 있다. 특수한 위치에서 제거되는 오염물의 크기와 종류는 선별장치의 하향 및 상향에서 나타나는 효과에 따라 달라진다.

어떤 펄프 가공 계통에 있어서 증해관에서 배출되는 펄프중에 함유되어 있는 부분적으로 증해(蒸解)된 칩(chip) 및 옹이(hnot)는 가공 계통중에서 더이상 가공이 되지 않는 것이다. 예로서 일부 증해된 칩과 옹이 및 기타 오염물은 Douglas L, Young에 의한 미국특허 제4,067,800호(발명의 명칭 "선별장치", 1978년 1월 10일특허)에 상술되어 있는 가압 선별장치를 사용하여 효과적으로 제거가 된다.

이 경우에 있어서 스크린은 부유오염물을 분리 제거할 수 있을 정도의 것이 아니고 공급되는 현탁물로 부터 상당량의 교체를 제거할 수 있는 연속 제거 유동에 그 특징이 있는 것이었다. 그러나 펄프 가공계통에 있어서 기타의 것은 광범위한 농도에 있어서 존재하게 되는 각종 오염물을 제거해야 할 필요가 있는 것이고, 또한 이둘중 어떤 것은 스크린중에서 희석이나 수비(

)방법에서 오염물과 함께 제거되는 양질의 섬유의 최대 허용량에 엄검한 제한을 하고 있는 것도 있다.

예를 들자면 대부분의 종이와 판지 제조공장에서 나오는 제품중에서 최소한 상당랑의 섬유가 함유되어 있는데 이것은 이전에 이미 판형으로 만들어진 것으로 이 섬유를 다시 펄프화시겨 현탁액으로 만들어 주어야 하는 것이다. 이러한 사전형성된 판을 제조당시에는 시판을 할 수 없는 것으로, 분리공장에서 나오는 생 펄프판이나 각종 공급원으로부터 나오는 재순환 폐펄프도 시판을 할 수 없는 것이다. 오염물을 이런 것들과 더불어 계통중에 도입되며 목재입자 같은 부유물이나 발포플라스틱 및 플라스틱 필름, 기타 자갈, 모래 및 포장용 철사조각등의 비중이 무거운 것들이 함유되어 들어간다. 더욱이 금속이나 콩크리트조각 및 바위 조각들과 같은 크기가 큰 조각들도 마찬가지로 썩여 들어가서 공정중에 시설이나 장비를 악화시킬 수 있다. 어떤 경우에 있어서는 은이나 큰 조각 및 기타 크기가 큰 목재 입자들이 펄프 제조 공정중에 함입되는데, 이것들은 오염물로 분류된다. 이러한 오염물을 펄프 및 종이 제조공정중 각 위에서 제거 함으로서 제품에 소요의 품질이 나타나게 하거나 조업능율을 향상시켜줄 필요가 있다.

이러한 오염물을 분리할 수 있는 이들 방법에 있어서는 단계적인 선별 계통이나 맴돌이 분리법(Vortex separation)을 이용한 다단식조업을 사용하는 것으로 투자가 많이 소요되는 것들이다. 더욱이 이들 방법을 사용하면 장치로부터 양질의 섬유가 불필요하게 다랑 상실되는 경향이 있다.

본 발명은 가압선별장치에 관한 것으로서 부유오염물 및 비중이 무거운 오염물을 축적 분리시킬 수 있으며, 또한 양질의 섬유를 최소한도로 상실함과 아울러 제거물질을 간헐적으로 방출시킬 수 있도록 되어있는 것이다.

작업의 융통성이 크기 때문에 여러가지 공정의 목적에 부합되는 것이다. 그 예를 들자면 다수의 제제공장에서 대두되는 중요한 문제점으로서는 장치중에서 오염물로 인한 하이드로사이클론(hydrocyclone)의 노즐 폐쇄와 아울러 세척시에 나타나는 생산성의 저하인 것이다. 그러므로 이러한 오염물의 제거는 바람직스럽지 못한 복잡성을 가진 고가의 장치가 소요되는 것이 이제까지의 문제점이없던 것이다.

본 발명에 있어서는 극히 단순한 가공장치를 사용하여 섬유의 상실량이 작고 원료의 콘시스턴시(consistency)를 희석시키지 않고서도 이들 오염물질 제거할 수 있다.

또한 오염물의 함량이 많은 폐펄프처리 계통에 있어서 선별실내로 액체를 수비속도로 이동시키고 제거물을 연속 이동시키므로서 제거물중의 섬유함량을 실제적으로 최소한 거의 없도록 하여 각종 오염물을 제거할 수 있게 스크린을 조작하는 것이다.

본 발명은 필요로 하는 섬유와 불필요한 오염물 및 비중의 무거운 오염물을 함유하는 현탁액을 분리 선별할 수 있는 가압 선별장치에 관한 것이다. 축방향으로 구멍이 형성된 부분을 가진 고정된 밀폐형 스크린이 수용실을 형성하고 있다. 수용실의 유출구은 수용실에 연결되어 있다. 고정된 벽이 스크린을 에워싸도록 함으로서 축방향의 환상(環狀) 채널(channel)을 형성시킨 것이다. 현탁액은 이 채널 내에서 상방향으로 유동한다. 오염물 축적부분을 채널 위에 형성하여 오염물을 포집하도록 하였다.

가압 선별장치중의 단일부분으로부터 오염물을 축적 제거할 수 있는 본 발명의 방법은 가압선별장치 중으로 현탁물을 공급하여 구멍이난 고정 스크린으로 형성된 장치중의 채널 및 고정된 벽을 따라 이동하도록 함으로서 섬유는 스크린중의 구멍을 통해 이동하여 하우징(heusing)을 빠져나가도록 한 것이다.

채널위에 있는 하우징의 단일부분에 오염물이 축적되어 간헐적으로 제거된다.

본 발명을 첨부된 도면에 따라 상술하기로 한다.

본 발명에 의한 선별장치중에 있는 하우징(10)에 목재펄프현탁액 공급 유입구(12)를 접선방향으로 구성시켜 실(13)내로 펄프현탁액을 공급하도록 한다. 접선방향으로 있는 정크트랩(junk trap)(15)은 비교적 극히 무겁고 크기가 큰 이물질을 제거한다.

고정된 밀페형 스크린(14)에는 축방향으로 구멍이난 부분(16)이 형성되어 있는 것으로서 내부 수용실(18)을 구성하고 있다. 약 180°정도의 원호로 원주상으로 격리되어 있는 한쌍의 하이드로포일(hydrofoil)(20)을 포함한 회전식 포일(foil) 장치는 스크린과는 동축(同軸)으로 되어 있다. 회전식 샤프트(24)의 바닥에 연결되어 있는 도르래(28) 주위에 감겨진 모우터 구동벨트(26)로 구동되는 회전식 샤프트(24)와 함께 회전을 하는 로우터(rotor)(22) 위에 하에드로포일을 설치한다. 수용실 유출구(30)는 하우징(10)의 수직벽의 일부(33), 환상의 격벽(34,36) 및 정지형 중심칼럼(38)에 의해 형성되는 환상의 수용실(32)을 통하여 내부 수용실(18)과 유체연결된다.

칼럼(38)은 하우징(10)의 중심에서 상방향을 향하며 회전 샤프트(24)를 에워싸고 있다. 정지형 칼럼(38)의 바닥부분(40)을 테이퍼(taper)식으로 구성하여 환상의 수용실(32)내로 소요의 성분이 유동하게 함과 아울러 수용실의 유출구(30)를 통하여 하우징(10)밖으로 유동할 수 있게 한다.

아래부분(42)과 직경이 큰 윗부분(43)을 가지며 상방향의 환상의 쇼울더(Shoulder)(45)를 형성하는 고정된 원통상의 벽은 밀폐형 스크린(14)을 에워싸고 있어서 스크린(14)의 외부 및 원통상의 벽으로 형성된 축방향의 환상의 채널(44)을 형성하고 있다.

오염물축적부분(46)에는 환상의 오염물부유대(48)와 비중이 무거운 오염물축적 파이프(50)가 있다. 오염물 부유대(48)의 내벽(52)은 고정된 밀페형 스크린(14)의 윗부분에 구성된다. 오염물 부유대(48)의 외벽(54)은 고정된 원통상 벽의 직경이 보다 큰 부분(43)의 상부로부터 45°각도에서 바깥쪽으로 환상으로 뻗어 있다. 크기가 큰 환상의 판(49)는 부유대(48)의 상부를 형성한다. 비중이 큰 오염물 축적파이프(50)는 외벽(54)으로부터 수직으로 형성된다.

축적파이프(50)의 입구쪽에 밸브(56)를 설치하는데, 이 밸브는 대개 밀폐되어 있는 것으로 간헐적으로 개방시켜 하우징으로부터 오염물을(부유오염물 및 비중이 무거운 오염물)제거할 수 있게 한 것이다.

한개 이상의 액체 유입구를 형성한다.

도면에 예시된 특별한 예를 볼것 같으면 여기에는 액체 유입구(58)가 있고, 이 유입구는 다시 환상의 쇼울더(45) 바로 위에 있는 큰 직경을 한부분(43) 위에 설치된 접선방향의 액체유출구(59)와 통하고 있다. 액체를 접선방향으로 도입함과 아울러 환상의 쇼울더(45)를 구성시켜 주므로서 채널(44)의 방사상의 바깥부분을 따라 축류(軸流)가 강력히 되게함과 동시에 부유대(48) 속으로 비중이 있는 입자가 쉽게 이동 될 수 있는 것이다.

실제 조작에 있어서 펄프 현탁물 유입구(12)를 통해 환상의 실(13)내로 공급되는 현탁물은 채널(44)속을 통해 상방향으로 이동한다.

스크린(14)과 원통상벽과의 간격은 원통부분(14)에 있는 구멍을 통하여 필요로 하는 대다수의 섬유가 내실(18)로 흘러들어가서 아래로 내려가면서 환상의 수용실(32)로 유입된 후 수용실의 유출구(30)를 통하여 빠져나갈 수 있도록 형성되어 있다.

날(blade)의 외부와 스크린(14)의 내부 사이에 형성된 방사상의 조그만 간격을 가지고 내실(18)중에서 하이드로포일(20)이 회전한다. 내실(18)중에서 스크린(16)의 내부에 근접한 통로를 따라 하이드로포일(20)이 회전하게 되면 바깥쪽을 향하여 방사상으로 유체역학적 유동펄스(Pulse)가 일어나서 축적되어 있는 불필요한 물질이 스크린(16)의 외부로 떨어져 나가게 된다.

오염물중에서 부유물도 있고 비중이 무거운 입자도 있다. 이러한 각각의 입자는 스크린의 구멍이나 원심력에 의해 분리되어 축적이 되는 곳으로 이동이되며 스크린에서 떨어져 방출된다. 공급물을 접선방향에서 도입하므로서 거의 자유소용돌이형을 취하게 되는 축적부분(46)과 분리대(44)에 유동상태를 생성한다.

이렇게 되면 원심령장(遠心力場)이 형성되어 이것이 분리 조작을 하도록 하는 것이다. 더욱이 벽(42,43)에 인접하여 최대상방향 유속이 일어나도록 분리대의 환대(環帶)(44)에 축방향의 유속이 생성됨과 아울러 축적부분(46)의 말단 판(49)의 아래쪽에 있는 내부방향의 방사상 유동성분도 생성되는 효과가 있다.

이러한 두가지 유동을 결합시킨 작용으로 인하여 먼저 비중이 무거운 제거물 축적부분(50)에 중력 침강이 일어나는 곳으로부터 상방향으로 비중이 무거운 입자를 이동시키게 되고, 두째로는 부유 오염물 축적부분(48)에 복합적인 소용돌이장(Vortex field)을 형성하게 된다. 이러한 복합 맴돌이장은 꼬리꼴(tproidal)흐름을 하므로 전 소용돌이장의 일부로서 스크린축 주위에서 회전을 하며 또한 꼬리꼴 흐름 장내의 2차 소용돌이는 꼬리꼴의 원형축주위로 회전을 하여 꼬리꼴장(tproidal field)의 중심에 환상의 저압대를 형성하게 된다. 부유입자는 이러한 저압대에 집중되어 밸브(58)가 개방되면 무게가 무거운 물질과 함께 방출된다. 제2도에서 이러한 유동 관계를 화살표로 나타내었다.

본 발명에 의한 장치에서는 오염물을 연속 제거할 필요는 없으며, 간헐적으로 제거하면 된다. 따라서 연속조작이 필요할 경우 실제로 거의 액체가 방출되지 않는다. 마찬가지로 수용실의 유출구(30)로부터 나오는 물질의 콘시스턴시는 현탁물 유입구(12)로 일정하게 공급되는 것의 콘시스턴시에 비해 거의 변화가 없는 상태이다.

바로 이점이 종이 가공 공급계통중의 스크린에서 나타나는 중요한 점이다. 또한 오염물을 연속적이라기 보다는 오히려 간헐적으로 제거하기 때문에 채널(44)을 통하여부유 오염물축적부분(48)으로 들어가는 소요의 섬유는 구멍(16)을 따라 채널(44) 속으로 다시 흘러들어가서 수용실(18)로 유입된다. 따라서 오염물과 함께 하우징으로부터 제거되는 소요의 섬유의 량은 연속제거계통에서의 오염물과 함께 제거되는 소요의 섬유의 량에 비교해 볼때 크게 감소된다. 필요에 따라 액체 유입구(58)를 사용할 수 있다.

예를 들자면 채널(44)과 오염물 축적부분(46)을 세척할 필요가 있을 경우에는 파이트(58)를 사용하여 하우징 속으로 액체를 유입시킨다. 액체 유입구(58)로부터 채널(44)속으로 접선방향에서 유입을 시키고, 또한 벽(43)에 인접하여 환상의 쇼울더(45)와 함께 접선방향으로 유입시킬 때 나타나는 압력으로 인하여 채널(44)중에 잔존하는 경향을 가진 오염물은 상방향으로 분출되어 오염물 축적부분(46)으로 들어가게 된다.

Claims (1)

1. 하우징과 이 하우징내로 현탁액을 접선방향으로 공급하는 장치와 원주상 주위에 축방향으로 형성시킨 구멍을 가지고 수용실을 형성하는 고정된 밀폐형 스크린과 수용실과 서로 통하게끔 형성시킨 수용실의 유출구와 밀폐형 스크린 주위에 고정시킨 벽을 형성하여 스크린의 외부와 상기 벽이 형성하는 축방향으로 향하는 장애가 없는 환상의 채널과 축방향으로 향하는 환상의 채널내에서 상방향으로 현탁액을 이동시키게 채널의 바닥으로 현탁액을 공급하는 장치와 부유 오염물과 비중이 무거운 오염물을 포집토록 채널위에 구성시킨 오염물 축적부분 및 상기 채널 바로 위에 위치한 환상의 부유 오염물 현탁부분으로 구성된 섬유와 불필요한 부유 오염물 및 비중이 무거운 오염물을 함유한 현탁액을 분리 선별시킬 수 있는 가압선별기.

Images