NO143280B - Fortykker i lukket utfoerelse for inntykning av masse - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår en fortykker i lukket utførelse for inntykning av masse, innbefattende en roterbar trommel med silmantel og avløp for suspensjonsvæske som er trengt inn fra massen gjennom silmantelen til trommelens indre, en lukket beholder som omgir trommelen og har et innløp for masse som skal fortykkes, og et utløp for fortykket masse, og som har en mantel som sammen med silmantelen danner en kanal som strekker seg mellom innløpet og utløpet og har en radial høyde som varierer suksessivt i trommelens rotasjonsretning fra innløpet mot utløpet, samt en krum skjerm som er anordnet innstillbart ved kanalens nedstrømsende og tjener til å løse et fiberskikt avsatt på silmantelen ved fortykningen.

Tidligere kjente fortykkere har for det meste vært av åpen type. Ved slike apparater står suspensjonen og/eller filtratet i kontakt med luft. Luftinnblanding medfører ofte store ulemper i etterfølgende trinn.

Der har også vært foreslått lukkede avvannere eller fortykkere av forskjellig art, og en fortykker av den innledningsvis angitte art er beskrevet i svensk patentskrift 347 779. Imidlertid har ingen av de lukkede fortykkere som hittil har vært foreslått, fått praktisk anvendelse i cellulose- og papir-industrien. Etter hva som fremgår av beskrivelsene av disse apparater, turde grunnen være utilfredsstillende funksjon og liten kapasitet i forhold til effektforbruk og investering.

Hensikten med den foreliggende oppfinnelse er å skaffe

et apparat til ved hjelp av et filtreringselement kontinuerlig å skille suspensjonsvæske fra en fibersuspensjon i et helt væskefylt lukket system med stor separasjonskapasitet pr. overflateenhet av filtreringselementet.

Nærmere bestemt går det problem som oppfinnelsen i første rekke har til oppgave å løse, ut på hvorledes de fibre som ved fraskillelsen av supsensjonsvæske fra fibersuspensjonen blir ansamlet på filtreringselementet, skal kunne fjernes kontinuerlig fra dette og transporteres bort fra apparatet sammen med den inntykkede fibersuspensjon, noe som er en forutsetning for en kontinuerlig gjennomførelse av fortykningen.

Oppfinnelsen løser den ovennevnte oppgave ved en fortykker av den innledningsvis angitte art, som ifølge oppfinnelsen er karakterisert ved at kanalens radiale høyde minker suksessivt fra innløpet mot utløpet, at skjermen er anordnet i kanalen og har hovedsakelig samme krumning som et tilgrensende parti av beholdermantelen samt ved sin nedstrømsende er radialt forskyvbar i forhold til trommelen, og at skjermen ved sin, nedstrømsende har en mot trommelen åpen renne som strekker seg parallelt med trommelens rotasjonsakse, og et skjerm-endeparti som avbøyer' fra rennen utover mot utløpet, hvorved der under drift fremkalles en påtagelig ejektorvirkning som suger fiberskiktet løs fra silmantelen.

En fortykker i henhold til den foreliggende oppfinnelse medfører en rekke, fordeler som har vært fastslått og bekreftet ved omfattende praktiske prøver i full målestokk, f.eks. høy væskeseparasjonskapasitet pr. overflateenhet av filtreringselementet, noe som muliggjør innretninger med små dimensjoner og plassbehov. Konstruksjon og oppbygning blir enkle, med derav følgende lave anleggsomkostninger og stor driftsikkerhet. Apparatene har stor smidighet når det gjelder tilpasning til suspensjoner med forskjellig massekonsentrasjon og drenerings-egenskaper, samtidig som suspensjonen og filtratet ikke blir utsatt for luftinnblanding.

Et apparat som omfatter trekk ifølge oppfinnelsenj vil

i det følgende bli beskrevet under henvisning til tegningen.

Fig. 1 viser vertikalsnitt av apparatet tatt etter linjen 1-1 på fig. 2. Fig. 2 viser horisnotalsnitt etter linjen 2-2 på fig. 1. Fig. 3 viser i større målestokk enn fig. 2 horisontal-snitt av detaljer som har til oppgave å lede bort inntykket fibersuspensjon fra apparatet. Fig. 4 viser på tilsvarende måte en alternativ utførelse av detaljene på fig. 3.

På fig. 1 ses en dreibar sylindrisk vertikal trommel 11^ bestående av en mantel 13 som er utført av perforert blikk eller annet materiale som er lett gjennomtrengelig for væske, og utvendig kledt med en finmasket filterduk eller et fint perforert blikk som er gjennomtrengelig for væske, men i det vesentlige ikke er gjennomtrengelig for fibre eller andre slags faste patikler. Trommelen 11 har oventil og nedentil en vegg henholdsvis 15 og 17, som sammen med mantelen 13 inneslutter et filtratrom 19. Bunnveggen 17 er forsynt meden akseltapp 21 og toppveggen 15 med en rørstuss 23, som tjener som akseltapp, og med disse akseltapper er trommelen LI lagret i en beholder 2_5 forsynt med en mantel 27. Trommelens nedre akseltapp 21 er lagret i et lager 29 i en bunnvegg 31 av beholderen, og rørstussen 23 er lagret i en lagrings- og tetningsanordning 33, montert på en toppvegg 35 av beholderen 2j>. Som det best fremgår av fig. 2, er filtertrommelen 11_ plassert slik i beholderen 2_5 at dens mantel 13 sammen med beholderens mantel 26 inngrenser et ringformet væskefraskillelsesrom 39, hvor den radiale avstand mellom mantlene 13 og 26 avtar suksessivt fra en tilløpsåpning 41 i beholderens mantel til et fiber-fraskil-lelsesrom 43, som regnet i rotasjonsretningen for trommelen 11 ligger like foran tilløpsåpningen 41, og hvor væske-fraskillelsesrommet 39 brått vider seg ut. Like før væske-fraskillelsesrommet 39 når frem til fiber-fraskillelsesrommet 43

i trommelens rotasjonsretning, er der langs generatrisen i beholderen 2_5 i væske-fraskillelsesrommet 39 anbragt et strup-ningsblikk 45, som er utformet med hovedsakelig samme krumning som mantelen 27 hos beholderen 2_5, og hvormed det er mulig å stille inn den radiale avstand mellom mantlene 13 og 27 ved overgangen fra væske-fraskillelsesrommet 39 til fiber-fraskillelsesrommet 43 ved hjelp av skrueanordninger 47. Tilløps-åpningen 41 er forsynt med en innløpsstuss 49, og fraskillelsesrommet 43 har en avløpsåpning 51 forsynt med en utløpsstuss 53. Trommelen 11_ drives i rotasjon med en (ikke vist) motor som via kileremmer 55 er tilsluttet en remskive 57 anbragt på rørstussen 23. Et fast rørbend 59 med samme ytterdiameter som rørstussen 23 er direkte tilsluttet denne innenfor en lagrings-og tetningsanordning 61. En smal trykkvannskasse 63 i. det indre av trommelen 11_ ligger an mot dennes mantel 13 rett innenfor fiber-fraskillelsesrommet 43, som her er adskilt fra væske-fraskillelsesrommet 39 ved en sjaber 65, som ligger an mot utsiden av mantelen 13 og er anbragt på en skillevegg 67 mellom tilløpsåpningen 41 og avløpsåpningen 51. Trykkvannskassen 63 bæres av og stillingsfikseres med en tilførselsled-ning 69 tilsluttet dens øvre ende, og bæres dessuten nedentil

av en støttearm 71 opplagret på akseltappen 21. Stillingen av trykkvannskassen 63 i forhold til sjaberen 65 er justerbar i rotasjonsretningen for trommelen 11 ved dreining av tilfør-selsledningen 69, som strekker seg ut av rørbendet 59 gjennom en pakkboks 73 montert på dette. Anordninger til innstilling og fiksering av trykkvannskassens stilling er ikke vist på tegningen. En filtratkasse 75 har anlegg mot innsiden av mantelen 13 rett innenfor tilløpsåpningen 41 og like bak sjaberen 65, regnet i rotas jonsretningen for trommelen 1JL. Filtratkassen 75 bæres av et avløpsrør 77 som er tilsluttet den, og av en støtteanordning 79 nedentil. Beholderen 2_5 med alle apparatets deler bæres av føtter 81 festet på en fundament.

Fig. 4 viser en ifølge oppfinnelsen forbedret utførelse av anordningen til å løse fiberskiktet fra mantelen 13, en ut-førelse som egner seg bedre når fiberskiktet har forholdsvis liten tykkelse.

Også her minker den radiale høyde av kanalen 39 suksessivt fra innløpet 41 (fig. 2) mot utløpet 51, samtidig som strupningsblikket eller skjermen 45 har hovedsakelig samme krumning som et tilgrensende parti av beholdermantelen, samt ved sin nedstrømsende er radialt forskyvbar i forhold til trommelen ved hjelp av skrueanordningen 47. Det som spesielt kjennetegner utførelsen på fig. 4, er at strupningsblikket 45 her er forlenget i trommelens rotasjonsretning og forsynt med en renne 83, som har rektangulært tverrsnitt og etterfølges av en ledeskjerm eller skjermendeparti 85 med slikt forløp at væske-fraskillelsesrommet 39 raskt divergerer i rotasjonsretningen for trommelen 11.

En slik anordning fremskaffer under drift av apparatet en påtagelig ejektorvirkning som suger fiberskiktet løs fra silmantelen.

Apparatet arbeider som følger:

Trommelen _11 settes i rotasjon, og f ibersuspens jon, hvorfra der skal skilles væske, blir kontinuerlig.tilført apparatet via innløpsstussen 49 og tilløpsåpningen 41, hvorfra den kom-mer inn i væske-fraskillelsesrommet 39 under forholdsvis lavt overtrykk, 5 - 20 m vannsøyle. Det er også mulig å anvende høyere trykk, noe som dog krever en kraftigere og dyrer konstruksjon. En del av væsken fra fibersuspensjonen trenger gjennom mantelen 13 inn i filtratrommet 19, som holdes på et lavere trykk enn væske-fraskillelsesrommet 39. Fibersuspensjonen strømmer i væske-f raskillelsesrommet 3,9 med trommelen 3J.

i dennes rotasjonsretning, og en i rotasjonsretningen suksessivt avtagende mengde væske blir fraskilt gjennom mantelen 13 samtidig som fibersuspensjonen inntykkes tilsvarende i væske-fraskillelsesrommet 39 frem til fiber-fraskillelsesrommet 43. Det fra fibersuspensjonen separerte filtrat avtappes kontinuerlig fra filtratrommet 19 gjennom rørstussen 23 og rørbendet 59. På mantelen 13 av trommelen _11 legger der seg et fiberskikt hvis konsentrasjon øker i retning fra tilløpsåpningen 41 mot fiber-fraskillelsesrommet 43. En stort sett konstant trykkdifferanse mellom væske-fraskillelsesrommet 39 og filtratrommet 19 opprettholdes med konvensjonelle reguleringsor-ganer (ikke vist) på strømningsmengden av filtrat fra filtratrommet 19. Den radiale avstand mellom mantlene 13 og 27 er frem til det sted hvor den øker brått ved fiber-fraskillelsesrommet 43, avpasset-slik at trykket ved mantelen 13 i fiber-fraskillelesrommet 43 ved ejektorvirkning kan holdes lavere enn trykket i filtratrommet 19. Like bak den brå utvidelse av væske-fraskillelsesrommet 39 strømmer da en del av filtratet ut gjennom mantelen 13 fra filtratrommet 19, så det dannede fiberskikt på mantelen 13 løsner fra denne, som samtidig ren-ses ved at en liten del av filtratet strømmer ut gjennom mantelen 13 fra filtratrommet 19 etter at fiberskiktet er løsnet. Fraskillelsen av fiberskiktet fra mantelen 13 i fiber-fraskillelsesrommet 43 sikres av sjaberanordningen 65, som hensiktsmessig kan være forsynt med en plastsjaber eller vannsjaber. Etter at fiberskiktet er løsnetv fra mantelen 13, skjer der en delvis utspedning av det med filtrat som strømmer fra filtratrommet 19 til fiber-fraskillelsesrommet 43, og en inntykket fibersuspensjon tappes ut fra apparatet gjennom utløpssstussen 53.

Når strupningsblikket 45 er utført som vist på fig. 4, vil selve løsgjøringen av fiberskiktet fra mantelen 13 hos trommelen 11 skje med en mer påtagelig ejektorvirkning av rennen 83 og ledeskjermen 85, hvormed fiberskiktet suges løs fra mantelen 13. Best virkning ved strupningsblikket 45 på fig. 4 oppnår man ved en større omkretshastighet av trommelen 11 enn ved en vanlig anordning med brå utvidelse av væske-fraskillelsesrommet 39 som vist på fig. 2 og 3, og ved en tilsvarende avpasset strømningshastighet av fibersuspensjonen i væske-fraskillelsesrommet 39.

Trykkvannskassen 63 skal tjene til rensning av filterduken på mantelen 13, noe som kreves ved fraskillelse av væske fra slamholdige fibersuspensjoner eller slike suspensjoner som inneholder fyllmidler som kaolin, farvestoffer m.v. Det er da nødvendig å rense filterduken med rent vann, noe som gjøres ved at det rensede vann tilføres trykkvannskassen 63 gjennom tilførselsledningen 69 under høyere trykk enn det som hersker i fiber-fraskillelsesrommet 43.

For å få en filtratvæske av høy renhet i filtratrommet 19 kan man forsyne mantelen 13 like bak sjaberanordningen 65 med et tynt fiberskikt langs utstrekningen av filtratkassen 75 i rotas jonsretningen for trommelen 3^1. Filtrat oppsamlet i filtratkassen 75 vil inneholde slike forurensninger som er i stand til å trenge gjennom filterduken, og dette filtrat blir hensiktsmessig via avløpsrør 77 ført tilbake til den fibersuspensjon som tilføres apparatet for væskeseparasjon. Etter at der er dannet et tynt fiberskikt på mantelen 13, vil det filtrat som strømmer gjennom dette inn i filtratrommet 19, ha høy renhet. Filtratets renhet blir også sikret ved at apparatet er utført slik at ingen fibersuspensjon som skal fra-skilles væske, har mulighet for å trenge inn i filtratrommet 19 forbi tetningsanordninger eller på annen måte enn gjennom mantelen 13 av trommelen 1_1. Ved passende strupning av strøm-ningen ut fra avløpsrøret 77 er det mulig å avpasse strømnin-gen gjennom mantelen 13 ved filtratkassen 73 slik at denne gjennomstrømning ikke skjer altfor raskt og fibre derved ikke festner seg for hardt i filterduken.

Innstilling av væskeseparasjonen (konsentrasjonen av den utmatede fibersuspensjon) er mulig innen et særlig stort område ved endring av væske-fraskillelsesrommets radiale bredde mellom mantlene 13 og 27 mot fiber-fraskillelsesrommet 43 ved hjelp

av strupningsplatén 45 med skrueanordningen 47, og samtidig

innstilling av omdreiningstallet for trommelen 1_1 og strøm-ningsmengden av filtrat fra filtratrommet 19. Optimal virk-ningsgrad fås når omkretshastigheten av trommelen 11 faller sammen med fibersuspensjonens strømningshastighet i væske-fraskillelsesrommet 39, og der opprettholdes en etter den ak-tuelle fibersuspensjon avpasset optimal differanse mellom trykkene i væske-fraskillelsesrommet 39 og filtratrommet 19. Istedenfor å regulere væske-fraskillelsesrommet 43 med skrue-anordningene 47 er det mulig å regulere den radiale bredde med en innretning til pneumatisk eller hydraulisk tilpresning av strupningsblikket 4 5 med konstant trykk mot fiberskiktet ved fiber-fraskillelsesrommet 43, uavhengig av strømningsmengden av fibersuspensjon gjennom væske-fraskillelsesrommet 39. Blir den mengde filtrat som ledes bort gjennom filtratrommet 19, holdt konstant, vil eventuelle variasjoner i konsentrasjonen av den innmatede fibersuspensjon fortsette å bestå i den inntykkede fibersuspensjon som mates ut gjennom utløpsstussen 53, og hvis strømningsmengde holdes konstant. Konsentrasjonen av den utmatede inntykkede 'fibersuspensjon kan hensiktsmessig av-føles med konvensjonell konsentrasjonregulator og holdes konstant ved regulering av den mengde filtrat som ledes bort fra filtratrommet 19, ved hjelp av en reguleringsventil styrt av konsentrasjonsregulatoren. Disse konvensjonelle regulerings-anordninger blir hensiktsmessig innmontert i rørledningssyste-met og er derfor ikke vist på tegningen.

Claims (1)

1. Fortykker i lukket utførelse for inntykning av masse, innbefattende en roterbar trommel (11) med silmantel (13) og avløp (23, 59) for suspensjonsvæske som er trengt inn fra massen gjennom silmantelen (13) til trommelens (11) indre (19), en lukket beholder (25) som omgir trommelen (11) og har et innløp (41) for masse som skal fortykkes, og et utløp (51) for fortykket masse, og som har en mantel (27) som sammen med silmantelen (13) danner en kanal (39) som strekker seg mellom innløpet (41) og utløpet (51) og har en radial høyde som varierer suksessivt i trommelens (11) rotasjonsretning fra innløpet (41) mot utløpet (51), samt en krum skjerm (45) som er anordnet innstillbart ved kanalens (39) nedstrømsende og tjener til å løse et fiberskikt avsatt på silmantelen (13) ved fortykningen, karakterisert ved at kanalens (39) radiale høyde minker suksessivt fra innløpet (41) mot utløpet (51), at skjermen (45) er anordnet i kanalen (39) og har hovedsakelig samme krumning som et tilgrensende parti- av beholdermantelen (27) samt ved sin nedstrømsende er radialt forskyvbar i forhold til trommelen (11), og. at skjermen (45) ved sin nedstrømsende har en mot trommelen (11) åpen renne (83) som strekker seg parallelt med trommelens (11) rotasjonsakse, og et skjerm-endeparti (85) som avbøyer fra rennen (83) utover mot utløpet (51), hvorved der under drift fremkalles en påtagelig ejektorvirkning som suger fiberskiktet løs fra silmantelen (13) .