NO143054B

NO143054B - HORIZONTAL SEPARATOR.

Info

Publication number: NO143054B
Application number: NO274/73A
Authority: NO
Inventors: Jack Baggaley
Original assignee: Beloit Walmsley Ltd
Priority date: 1972-01-28
Filing date: 1973-01-23
Publication date: 1980-09-01
Also published as: FI57358C; NL7300758A; AR202176A1; DE2302601C3; GB1411093A; FR2169355B1; DE2302601B2; AU5248073A; FI57358B; BR7300628D0; CH552717A; ZA728998B; SE387978B; IT976765B; CA975327A; JPS4884352A; DE7302003U; JPS5528738B2; DE2302601A1; US3859206A

Description

Oppfinnelsen vedrører separatorer for fjerning The invention relates to separators for removal

av urenheter fra masser, særlig avfallsmasser, beregnet for bruk i papirmaskiner og lignende. of impurities from pulp, especially waste pulp, intended for use in paper machines and the like.

Ved fremstilling av papir og lignende er det en økende interesse for bruk av avfallsmasse, f.eks. fra av-fallspapir, særlig når det gjelder de mellomliggende lag i flerelagspapir eller papp. En vanskelighet med masser som er fremstilt av avfallsmaterialer er rensingen av massen for tunge og lette urenheter, som må fjernes før massen kan brukes. In the production of paper and the like, there is a growing interest in the use of waste material, e.g. from waste paper, especially when it comes to the intermediate layers in multilayer paper or cardboard. A difficulty with pulps made from waste materials is the purification of the pulp for heavy and light impurities, which must be removed before the pulp can be used.

I en konvensjonell innretning for rensing av lette og tunge urenheter mates avfallsmaterialet og vann inn i et kammer og roteres om en hovedsaklig horisontal akse. ved hjelp av en rotor.som er montert ved den ene veggen i kammeret. Avfallet brytes ned eller"pulpes av rotasjons-bevegelsen til massen og rotoren, og massen går ut fra massekammeret gjennom åpninger som hovedsakelig dannes av eh ringformet siktplaté i veggen nær rotoren. In a conventional device for cleaning light and heavy impurities, the waste material and water are fed into a chamber and rotated about a mainly horizontal axis. by means of a rotor.which is mounted at one wall of the chamber. The waste is broken down or "pulped" by the rotational movement of the pulp and the rotor, and the pulp exits the pulp chamber through openings mainly formed by an annular screening plate in the wall near the rotor.

De tunge urenheter, dvs. urenheter som har The heavy impurities, i.e. impurities that have

en spesifik vekt som er større enn 1, tvinges til å strømme utover i fra rotasjonsaksen og disse urenheter oppsamles i en kanal eller utsparing i en kammervegg i en avstand fra rotasjonsaksen. a specific gravity greater than 1 is forced to flow outward from the axis of rotation and these impurities are collected in a channel or recess in a chamber wall at a distance from the axis of rotation.

De lette urenheter, dvs. urenheter hvis spesifike vekt er mindre enn 1, tvinges til å bevege seg innover mot rotasjonsaksen og ved denne aksen blir urenhetene samlet til et "rep" og dette "rep" blir så kontinuerlig tatt ut i fra kammeret gjennom en åpning som hovedsakelig ligger konsentrisk relativt rotasjonsaksen og i veggen som er mot-liggende rotoren. The light impurities, i.e. impurities whose specific gravity is less than 1, are forced to move inwards towards the axis of rotation and at this axis the impurities are collected into a "rep" and this "rep" is then continuously taken out from the chamber through a opening which is mainly located concentrically relative to the axis of rotation and in the wall opposite the rotor.

Dette "rep" av lette urenheter påbegynnes ved at man stikker inn et reelt rep gjennom åpningen og inn i massen og samler opp urenheter på dette repet hvoretter man kan trekke det langsomt ut ettersom det dannede urenhet-rep blir selvbærende. This "rope" of light impurities is started by inserting a real rope through the opening and into the mass and collecting impurities on this rope after which it can be slowly pulled out as the formed impurity rope becomes self-supporting.

. En.alvorlig vanskelighet med dette kjente arr-angement er at bare store urenheter kan samles til repformen eller kan feste seg til repet, og små og lette urenheter vil . A serious difficulty with this known arrangement is that only large impurities can be collected into the rope shape or can stick to the rope, and small and light impurities will

derfor ikke kunne fjernes, men går ut sammen med den rens-ede masse. therefore could not be removed, but goes out together with the cleaned mass.

Ifølge oppfinnelsen er det tilveiebragt en horisontal separator for fjerning av urenheter fra en fibermasse og innbefattende et massesentrifugeringskammer, et masseinnløp for tilføring av avfallsmasse tangensielt i kammeret, en anordning for rotering av massen i kammeret om en akse som hovedsaklig strekker seg mellom to motstående endevegger i kammeret,'en utløpsanordning for renset masse i en av endeveggene, en utløpsledning i den andre endevegg, i fra det indre av kammeret og ut, konsentrisk med massens rotasjonsakse og beregnet for uttak av lette urenheter fra den roterende masse, samt en oppsamlingsfelle for tunge urenheter og anordnet tangensielt i en kammervegg, i en avstand fra massens rotasjonsakse, idet det som kjennetegner den nye separator er at den nevnte utløpsledning har form av et rett rør, at rørets indre åpne ende har aksial avstand fra den veggen som røret er opplagret i, og at røret har en jevn og ubrutt boring, med ytterenden åpen mot atmosfæren. Ytterligere trekk ved den horisontale separator ifølge oppfinnelsen vil gå frem av underkravene. According to the invention, a horizontal separator is provided for removing impurities from a fiber mass and including a mass centrifugation chamber, a mass inlet for feeding waste mass tangentially into the chamber, a device for rotating the mass in the chamber about an axis which mainly extends between two opposite end walls in the chamber, an outlet device for purified mass in one of the end walls, an outlet line in the other end wall, from the inside of the chamber outwards, concentric with the axis of rotation of the mass and intended for the extraction of light impurities from the rotating mass, as well as a collection trap for heavy impurities and arranged tangentially in a chamber wall, at a distance from the axis of rotation of the mass, the characteristic of the new separator being that the aforementioned outlet line has the shape of a straight pipe, that the inner open end of the pipe has an axial distance from the wall in which the pipe is stored , and that the pipe has a smooth and unbroken bore, with the outer end open to the atmosphere. Further features of the horizontal separator according to the invention will emerge from the subclaims.

Den inngående masse og den utgående masse reguleres•herunder med hensyn til trykket slik at det i den roterende masse i kammeret tilveiebringes en luftkjerne med en diameter som er litt mindre enn den innvendige diameter i avfallsutløpet. Denne luftkjernen tillater at lette urenheter kan trekkes ut fra kammeret med minimalt massetap. Dessuten kan mange typer av urenheter bringes til å strømme langs masseflaten og mot og gjennom utløps-ledningen ved å slippe luft inn i luftkjernen ved den enden av kjernen som ligger lengst bort fra utløpet. The incoming mass and the outgoing mass are regulated with respect to the pressure so that an air core is provided in the rotating mass in the chamber with a diameter that is slightly smaller than the internal diameter in the waste outlet. This air core allows light impurities to be extracted from the chamber with minimal mass loss. In addition, many types of impurities can be made to flow along the mass surface and towards and through the discharge line by letting air into the air core at the end of the core which is farthest from the outlet.

Fordelaktig har separatoren en anordning for innføring av trykkluft i massens rotasjonsakse i avstand fra og i retning mot ledningen. Advantageously, the separator has a device for introducing compressed air into the axis of rotation of the mass at a distance from and in the direction of the line.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere under hen-visning til tegningene, hvor The invention shall be described in more detail with reference to the drawings, where

fig. 1 viser et vertikalt snitt gjennom en separator, fig. 1 shows a vertical section through a separator,

fig. 2 viser et snitt etter linjen II-II i fig. 1, og fig. 2 shows a section along the line II-II in fig. 1, and

fig. 3 viser et skjematisk utsnitt av området rundt rotasjonsaksen i separatoren, med et utstyr for inn-føring av luft i en luftkjerne i den sentrifugerende masse. fig. 3 shows a schematic section of the area around the axis of rotation in the separator, with a device for introducing air into an air core in the centrifuging mass.

I fig. 1 og 2 er det et sentrifugekammer 11 som begrenses av en mantel 12. Mantelen 12 er i den ene enden lukket ved hjelp av en endevegg 13 og den andre enden er lukket med en endeplate 14,som har et perforert ringformet område 15. En masseinnløpsledning 16 er anordnet med sin akse i en avstand fra aksen til mantelen 12, slik at massen kan føres tangensielt inn i kammeret 11. Det er videre anordnet en tangensiell felle 17 for oppsamlig av tunge urenheter som sentrifugeres ut av massen i kammeret 11. In fig. 1 and 2, there is a centrifuge chamber 11 which is limited by a jacket 12. The jacket 12 is closed at one end by means of an end wall 13 and the other end is closed by an end plate 14, which has a perforated annular area 15. A mass inlet line 16 is arranged with its axis at a distance from the axis of the mantle 12, so that the mass can be fed tangentially into the chamber 11. A tangential trap 17 is also arranged to collect heavy impurities that are centrifuged out of the mass in the chamber 11.

I endeveggen 13 er det en sentral åpning 13a og her er det innsatt en pakkboks 18. Denne har en innover-rettet flens 18a og en utoverrettet flens 18b og er lfinL ; festet i åpningen 13a. Pakkboksen 18 danner et glidelager for en rørledning 19 som er anordnet koaksialt med kammerets 11 akse. Tre pakningsringer 20, 21 og 22 sørger for tetning og presses sammen mot flensen 18a ved hjelp av en brille 23 hvis flens 23b spennes mot flensen 18b ved hjelp av boltene 23b. Pakningsringene 20, 21 og 22 danner en effektiv fluidumtett avtetning mellom rørdelen 18 og røret 19. Røret 19 har lengre ute et åk 24 som innbefatter to diametralt ut-ragende armer 24a og 24b. Hydrauliske sylindre 25 og 26 er forbundet med disse armene og danner en drivanordning for aksial bevegelse av røret 19. In the end wall 13 there is a central opening 13a and here a stuffing box 18 is inserted. This has an inwardly directed flange 18a and an outwardly directed flange 18b and is lfinL ; fixed in the opening 13a. The packing box 18 forms a sliding bearing for a pipeline 19 which is arranged coaxially with the axis of the chamber 11. Three sealing rings 20, 21 and 22 ensure sealing and are pressed together against the flange 18a by means of a lens 23 whose flange 23b is clamped against the flange 18b by means of the bolts 23b. The sealing rings 20, 21 and 22 form an effective fluid-tight seal between the pipe part 18 and the pipe 19. The pipe 19 further out has a yoke 24 which includes two diametrically projecting arms 24a and 24b. Hydraulic cylinders 25 and 26 are connected to these arms and form a drive device for axial movement of the pipe 19.

Erideplaten 14 har en sentral åpning 14a hvori bosset 27a til et propellorgan 27 er anordnet. Propellorganet har blader 27b som rager aksialt "ut i fra bosset 27a, og har radielle blader 27c som tjener til å gi en rotasjonsbevegelse til.massen i kammeret 11 og dessuten medvirker til den såkalte pulping av massen i kammeret. The eride plate 14 has a central opening 14a in which the boss 27a of a propeller member 27 is arranged. The propeller member has blades 27b which project axially from the boss 27a, and has radial blades 27c which serve to impart a rotational movement to the mass in the chamber 11 and also contribute to the so-called pulping of the mass in the chamber.

Bosset 27a er montert på en drivaksel 28 som går ut av kammeret 11 gjennom et kammer 29. Dette kammer 29 dannes mellom platen 14 og et,deksel 30. I dekslet 30 er det et lager 31 for drivakselen 28 som går til en motor eller lignende 32. For uttak av masse fra kammeret 29 er det anordnet et masseutløp 33. The boss 27a is mounted on a drive shaft 28 which exits the chamber 11 through a chamber 29. This chamber 29 is formed between the plate 14 and a cover 30. In the cover 30 there is a bearing 31 for the drive shaft 28 which goes to a motor or the like 32. For extraction of pulp from the chamber 29, a pulp outlet 33 is arranged.

Separatoren virker på følgende måte: The separator works in the following way:

Når drivmotoren 32 virker til å dreie propellorganet 27 vil bladene 27b og 27c bevirke at massen i kammeret 11 roterer om aksen til kammeret 11, og dessuten tjener som nevnt de radielle blader 27c til såkalt pulping av massen. Avfallsmasse føres kontinuerlig inn i kammeret 11 gjennom den tangensielle åpning 16 og rotasjonen av massen bevirker at tunge urenheter forskyves utover i fra rotasjonsaksen til massen og mot sylindermantelen 12, og til slutt inn i den tangensielle felle 17, mens de lette urenheter forskyves mot rotasjonsaksen til massen og går ut gjennom røret 19. Det perforerte ringområdet 15 slutter i en avstand fra sylindermantelen 12 og har en avstand fra åpningen 14a i endeplaten 14. Masse strømmer kontinuerlig gjennom det perforerte ringområde 15 og inn i kammeret 29 og ut gjennom utløpsledningen 33. When the drive motor 32 acts to turn the propeller member 27, the blades 27b and 27c will cause the mass in the chamber 11 to rotate about the axis of the chamber 11, and furthermore, as mentioned, the radial blades 27c serve for so-called pulping of the mass. Waste mass is continuously fed into the chamber 11 through the tangential opening 16 and the rotation of the mass causes heavy impurities to be displaced outwards from the axis of rotation of the mass and towards the cylinder jacket 12, and finally into the tangential trap 17, while the light impurities are displaced against the axis of rotation to the mass and exits through the tube 19. The perforated ring area 15 ends at a distance from the cylinder jacket 12 and has a distance from the opening 14a in the end plate 14. Mass flows continuously through the perforated ring area 15 and into the chamber 29 and out through the outlet line 33.

Når avfallsmasse kontinuerlig føres inn i kammeret 11 gjennom åpningen 16 og kontinuerlig går ut gjennom det perforerte ringområde 15 betyr det at massen i kammeret 11 kontinuerlig beveger seg mot veggen 14, og når, de tunge og lette urenheter under dette kontinuerlig tvinges utover henholdsvis innover, vil bare ren masse gå ut i ringsonen. When waste mass is continuously fed into the chamber 11 through the opening 16 and continuously exits through the perforated ring area 15, this means that the mass in the chamber 11 is continuously moving towards the wall 14, and when, the heavy and light impurities underneath are continuously forced outwards and inwards respectively, only pure mass will go out into the ring zone.

De tunge.urenheter slynges som nevnt mot sylindermantelen 12 i kammeret 11 og blir kontinuerlig tappet ut gjennom den tangensielle felle 17 slik at man får en kontinuerlig strøm av tung og forurenset masse. As mentioned, the heavy impurities are flung towards the cylinder jacket 12 in the chamber 11 and are continuously drained out through the tangential trap 17 so that a continuous flow of heavy and contaminated mass is obtained.

De lette urenheter går innover mot rotasjonsaksen til massen og kan tas ut gjennom røret 19. Røret 19 kan innstilles frem og tilbake langs rotasjonsaksen ved hjelp av de hydrauliske sylinderne 25 og 26. Alternativt kan røret 19 ha en relativt statisk stilling idet røret 19 da innstilles ved hjelp av de hydrauliske sylinderne slik at den åpne enden til røret 19 står i den beste aksiale stilling for uttak av en kontinuerlig strøm av lett forurenset masse fra den roterende masse i kammeret. Denne best egnede stilling for den åpne enden av røret 19 vil være avhengig av strømningshastigheten til massen, rotasjons-hastigheten og massens kvalitet for en viss enhet, og vari-asjoner av en eller flere av disse parametre vil kreve en justering av stillingen til rørets 19 ende. Denne justering eller innstilling kan lett foretas ved hjelp av de hydrauliske sylinderne 25 og 26. The light impurities go inwards towards the axis of rotation of the mass and can be taken out through the tube 19. The tube 19 can be adjusted back and forth along the axis of rotation with the help of the hydraulic cylinders 25 and 26. Alternatively, the tube 19 can have a relatively static position as the tube 19 is then adjusted by means of the hydraulic cylinders so that the open end of the tube 19 is in the best axial position for withdrawing a continuous flow of lightly contaminated pulp from the rotating pulp in the chamber. This most suitable position for the open end of the tube 19 will depend on the flow rate of the mass, the rotation speed and the quality of the mass for a certain unit, and variations of one or more of these parameters will require an adjustment of the position of the tube 19 end. This adjustment or setting can be easily done using the hydraulic cylinders 25 and 26.

Røret 19 er åpent i begge ender og har ingen hindringer og det betyr at massens kjerne er åpen mot atmosfæren. Masse-innløpstrykk og utløpstrykk og massens rotasjonshastighet innstilles slik at det i den roterende masse tilveiebringes en luftkjerne som strekker seg fra rotoren og frem til avfallsutløpet, idet diameteren til luftkjernen nær avfallsutløpet er litt mindre enn diameteren .. til boringen i røret 19. The tube 19 is open at both ends and has no obstacles, which means that the core of the mass is open to the atmosphere. Mass inlet pressure and outlet pressure and the rotation speed of the mass are set so that an air core is provided in the rotating mass that extends from the rotor to the waste outlet, the diameter of the air core near the waste outlet being slightly smaller than the diameter .. of the bore in the pipe 19.

Man oppnår betydelige fordeler med en slik kon-struksjon. En ringformet strøm av masse blir kontinuerlig tappet ut fra kjernen i den roterende masse og uttaket av masse fra kjernen bevirker en strømning i retning mot av-fallsutløpet langs masseoverflaten mot kjernen,, slik at Considerable advantages are achieved with such a construction. An annular stream of mass is continuously tapped from the core of the rotating mass and the withdrawal of mass from the core causes a flow in the direction of the waste outlet along the surface of the mass towards the core, so that

den større del av de lettere urenheter som blir sentrifugert ut i kjernen, bringes mot avfallsutløpet. the greater part of the lighter impurities that are centrifuged out in the core are brought towards the waste outlet.

Fig. 3 viser en modifikasjon av en separator som vist i fig. l,og modifikasjonen er slik at fjerning av lette urenheter fra området ved luftkjernen lettes betydelig. En luftledning 34 er ført aksialt gjennom rotoren 27, akslingen 28, koplingen 35 og drivmotorakselen 36. En luftkopling 37 er festet til den ytre enden av motorakselen 36 og ledningen 34 står derved i forbindelse med en ledning 38 som kommer fra en trykkluftkilde 39. Fig. 3 shows a modification of a separator as shown in fig. l, and the modification is such that the removal of light impurities from the area of the air core is significantly facilitated. An air line 34 is guided axially through the rotor 27, the shaft 28, the coupling 35 and the drive motor shaft 36. An air coupling 37 is attached to the outer end of the motor shaft 36 and the line 34 is thereby connected to a line 38 which comes from a source of compressed air 39.

Luft blir kontinuerlig ført inn i luftkjernen Air is continuously fed into the air core

og strømmer i retning mot avfallsutløpet. De lette urenheter som sentrifugeres mot kjernen har en tetthet som er mindre enn tettheten i den omgivende masse og urenhetene vil derfor rage ut i fra overflaten til massen ved luftkjernen og vil derfor påvirkes av luftstrømmen og av denne blåses i retning vekk fra rotoren og mot den åpne enden til røret 19. and flows in the direction towards the waste outlet. The light impurities that are centrifuged against the core have a density that is less than the density of the surrounding mass and the impurities will therefore protrude from the surface of the mass at the air core and will therefore be affected by the air flow and be blown by this in a direction away from the rotor and towards it open the end of the tube 19.

Tilveiebringelsen av luftkjernen tjener to for-mål. For det første lettes uttaket av lette urenheter ved væske/luftflaten og for det andre reduseres resirkulering og fordeling av lette urenheter fra kjerneregionen og tilbake til massen som følge av rotorvirkningen betydelig. The provision of the air core serves two purposes. Firstly, the removal of light impurities at the liquid/air surface is facilitated and secondly, the recirculation and distribution of light impurities from the core region and back to the mass as a result of the rotor action is significantly reduced.

I tillegg til den nettopp beskrevne luftinn-føring eller som et alternativ kan luftstrømmen mot utløps-røret 19 tilveiebringes ved å slippe luft inn i luftkjernen fra massen. Denne luft kan innføres i massen ved at man tillater at den innstrømmende masse fanger med seg luft eller ved å lufte massen før den går inn i kammeret 11. In addition to the just-described air introduction or as an alternative, the air flow towards the outlet pipe 19 can be provided by letting air into the air core from the mass. This air can be introduced into the mass by allowing the inflowing mass to capture air or by aerating the mass before it enters the chamber 11.

Separatoren kan eksempelvis brukes for å fjerne trykkfarge fra avfallsmasse idet man da blander inn et rense-middel i avfallsmassen og lufter massen før -den går inn i kammeret 1.1. Trykkfargen, som brytes med av rensemiddelet, og luften i massen sentrifugeres til væske-luft-flaten og avfallstrykkfargen vil sammen med andre lette urenheter strømme mot og ut gjennom røret 19, understøttet av luft-strømmen. The separator can, for example, be used to remove printing ink from waste mass by mixing a cleaning agent into the waste mass and aerating the mass before it enters the chamber 1.1. The printing ink, which is broken up by the cleaning agent, and the air in the mass is centrifuged to the liquid-air surface and the waste printing ink, together with other light impurities, will flow towards and out through the pipe 19, supported by the air flow.

Claims

1. Horizontal separator for removing impurities from a fiber mass and including a mass centrifugation chamber (11), a mass inlet (16) for supplying waste mass tangentially to the chamber .(11), a device (27, 28, 32) for rotating the mass in the chamber (11) about an axis which mainly extends between two opposite end walls (13, 14) in the chamber (11), an outlet device (1'5) for purified mass in one of the end walls (14), an outlet line (19) in the other end wall (13), from the inside of the chamber (11) outwards, concentric with the axis of rotation of the mass and intended for the extraction of light impurities from the rotating mass, as well as a collection trap - (17) for heavy impurities and arranged tangentially in a chamber wall (12), at a distance from the axis of rotation of the mass, characterized in that the said outlet line (19) has the shape of a straight pipe, that the inner open end of the pipe has an axial distance from the wall (13) that the pipe is supported in, and that the pipe has a smooth and unbroken bore, with the outer end open mo t the atmosphere.-

2. Separator according to claim 1, characterized in that the line (19) is axially displaceable in relation to the supporting wall (13).

3. Separator according to claim 2, characterized in that the line (19) is axially displaceable by means of a pair of double-acting hydraulic cylinders (25, 26) which are arranged on either side of the line (19) and parallel to its axis.

4. Separator according to one of the preceding claims, characterized by a device (34, 36 to 39) for supplying compressed air in the axis of rotation of the mass at a location at a distance from and in the direction of the line (19).