NO149807B - Apparat for separering og kompaktering av en oppslemning som inneholder finfordelte uorganiske stoffer sammen med fibre - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et apparat for separering og kompaktering av én oppslemning som inneholder finfordelte uorganiske stoffer sammen med fibre, omfattende en vertikal beholder med et øvre sylindrisk parti som inneholder perforerte blader, og med et nedre, konisk parti som inneholder en konisk skrue, idet bladene og skruen er lagret for rotasjon om en vertikal akse, bg en tilførselsledning for oppslemningen har sin munning i høyde under toppen av det sylindriske parti, mens det koniske parti i sin bunn har en første åpning for den komprimerte oppslemning, den øvre ende av det sylindriske parti har en åpning for utslipp av vann, og den første åpning kommuniserer med et sylindrisk kammer som inneholder en transportanordning.

Et slikt apparat er kjent fra FR-PS 2207872.

Ved visse industrier, særlig papirindustri, samt ved anlegg for behandling av vann oppnås, etter klaring av behandlet vann som skal føres tilbake til ledningsnettet, flytende slam som inneholder mineralske stoffer og vegetabilske eller organiske fibre.

Slammet er vanligvis lite konsentrert, på grunn av de mineralske stoffer og typen av avfallsfibre. Konsentrasjonen av slammet kan være så lav som noen gram pr. liter, og behandlingen av det er vanskelig.

Slammet kan ikke i denne tilstand flyttes ved hjelp av van-lige transportmidler, slik som kjøretøyer, transportbånd o.s.v. Slammet må oppbevares i bassenger for oppkonsentrering, samt den endelige avvanning etter en kortere eller lengere tid.

Med uttrykket slam menes i denne forbindelse slam som inneholder tørrsubstans dannet av mineralske stoffer og delvis av mer eller mindre like fibre.

Når konsentrasjonen av tørrsubstans er mindre enn 1 gram pr. liter, snakkes det om vann eller forurenset væske.

Når konsentrasjonen overstiger noen gram pr. liter snakker en om flytende, hellbart slam. Ved noen titalls gram pr. liter er slammet deigaktig. Når konsentrasjonen av faste stoffer kommer opp i 250 til 300 gram pr. liter blir det en fast masse.

Når man raskt vil utskille de finfordelte,.uorganiske eller organiske tørrstoffer, kan slammet fordelaktig tilføres visse stoffer i mindre mengder, slik som uorganiske salter eller organiske eller syntetiske flokkuleringsmidler, for å om-gruppere de dispergerte tørrstoffer og omdanne dem til agglo-merater som er mye større enn de opprinnelige partikler, slik at utskillingen kan foretas.

Ved dannelsen av disse klumper er oppnådd en primær flokkulering, ved at det er dannet små klumper med liten tetthet og liten fasthet. Ved tilsetning av ytterligere passende flokkuleringsmidler oppnås en videre flokkulering med dannelse av større og fastere klumper, d.v.s. en sekundær flokkulering... _

Fra FR-PS 2207872 er det kjent, etter at.det er oppnådd en primær og sekundær flokkulering som beskrevet ovenfor, å fore-ta en kontrollert ommrøring i slammet i en beholder med passende form, for å oppnå en synkning. Vannet eller væsken som fremkommer under synkningen, føres bort fra det øvre parti av.apparatet, og de sunkne slamklumper fjernes ved hjelp av passende midler fra bunnen av apparatet.

I henhold til patentet utføres den kontrollerte omrøring i slammet mekani.sk og langsomt, ved hjelp av skråstilte blader med passende.form- i beholderen som inneholder slammet, hvilke, blader har åpninger for oppnåelse av den første mekaniske, opphopning av klumpene. Væsken som er fjernet fra klumpene forblir i den øvre del av apparatet, mens klumpene faller mot bunnen.

De klumper som havner lengst ned mot bunnen i beholderen opp-fanges av en konisk skrue med eri eller flere skovler og som roterer langsomt i et konisk hus hvis nedre ende har en åpning for utstrømning av slammet.

Dette gjør det mulig å fullføre synkningen som ble påbegynt i den øvre del av apparatet. På grunn av formen av skruen minker mengden av slam etter hvert som det nærmer seg åpningen for utstrømning fra apparatet, ved at den væske som befinner seg mellom klumpene føres oppover, hvorved det gjennom ut-strømningsåpningen i beholderen strømmer en kompakt masse.

En slik anordning virker industrielt brukbar slik som beskrevet i patentet, men viser seg å være for effektiv for uorganiske stoffer som inneholder fiberstoffer. Et slikt slam danner klumper som, på grunn av fibrene som sammenfiltres i klumpene i apparatet, blir for faste i det øvre område av apparatet. Klumpene er allerede så sammenpakket av skruen at utstrømningen avtar i for høy grad, idet tørrstoffet blir fast og i visse tilfeller ikke kan føres ut fra bunnen av apparatet.

Det kan oppnås en forbedring med hensyn til utføringen av det kompakte og harde slammet fra apparatet, ved at klumpene føres inn i et mindre, sylindrisk rom der de komprimeres sterkere av en transportskrue, som fører de sammenpakkede klumper ut gjennom en åpning med automatisk regulerbart tverrsnitt i av-hengighet av graden av komprimering.

Automatisk regulering av tverrsnittet til en utløpsåpning

fra et kammer som inneholder en transportskrue er kjent fra US-PS 3111082. Patentskriftet viser bruken av et stempel

som holder et ventillegeme i passende, variabel avstand uten-for åpningen. Stempelet kan f.eks. påvirkes av trykkluft, hvilket tilsier at det må sørges for riktig lufttrykk for å oppretteholde passende utløpsareal mellom åpningen og ventillegemet til enhver tid, for å unngå blokkering og f.eks. de ovenfor nevnte ødeleggelser. Arrangementet nødvendiggjør blant

annet et stativ, en forlenget aksel, stempelet, tilkobling for trykkluft og ventillegemet, samt pakninger for stempelet.

Patentet beskriver således en forholdsvis komplisert mekanisme for regulering av arealet til utløpsåpningen.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å komme frem til en vesentlig forenklet anordning som bevirker automatisk regulering av arealet til utløpsåpningen fra kammeret for transportanordningen ved et apparat som angitt innledningsvis, og der transportanordningen er en i og for seg kjent transportskrue, mens kammeret på i og for seg kjent måte har en rist i veggen for utslipp av resterende vann fra oppslemningen.

I henhold til oppfinnelsen oppnås dette ved at utløpet fra kammeret er dannet av en ringformet, fleksibel blende med form som en avkortet kjegle, idet den minste diameter er ytterst.

Oppfinnelsen innebærer således at alle de mekaniske komponenter som inngår i den automatiske reguleringsanordning beskrevet i US-PS 3111082 er erstattet av en fleksibel blende, som uten noe hjelpearrangement utfører den samme funksjon som de mekaniske komponenter. Oppfinnelsen innebærer således en vesentlig forenkling av den kjente anordning.

I det følgende skal det ved hjelp av eksempler beskrives ut-førelsesformer av oppfinnelsen, under henvisning til teg-ningene. Fig. 1 viser et aksialsnitt gjennom en første utførelsesform av apparatet. Fig. 2 viser et aksialsnitt gjennom en annen utførelsesform. Fig. 3 viser et tverrsnitt gjennom den annen utførelsesform av apparatet, etter linjen II.I-III i fig. 2. Figr 4 viser skjematisk en utførelsesform av den nedre skrue vist i fig. 2. Fig. 5 viser et lengdesnitt av en del av den nedre skrue-anbrdning. ~ ' : Fig. 6 viser et tverrsnitt etter linjen VI-VI i fig.' 5.: Slammet som fremkommer etter den primære og sekundære flokkulering og utskilling oppnådd etter den innledningsvis beskrevne fremgangsmåte tilføres apparatet tangensielt gjennom røret 1 i den øvre del av beholderen 5.

Organiske flokkuleringsmidler må tilføres gjennom åpningen 2 på røret 1 for at det skal settes i gang en flokkulering i den sylindriske del av apparatet.

De dannede klumper synker mot bunnen av beholderen, og væsken eller vannet som har vært i klumpene stiger mot overløpet 10 av beholderen 5 og strømmer -gjennom de V-formede utsparinger langs overløpet og føres bort gjennom åpningen 11.

Klumpene som samler seg på bunnen av beholderen omrøres av blader 7 i en eller flere høyder, og som roterer langsomt i beholderen.

Bladene drives av en aksel 8 og en motor 9 med reduksjonsgir

for å gi den ønskede hastighet.

Det er vesentlig at klumpene omrøres under lav hastighet for at de ikke skal briste, og den største hastighet ytterst på bladene bør ikke overskride et titall centimeter pr. sekund, videre må bladene ha en viss størrelse samt være mer eller mindre skrådd alt etter typen klumper eller mengden av fibrene i slammet, for å bevirke en passende langsom bevegelse i slammet.

På grunn av det mekaniske press av bladene mot klumpene og bevegelsen i slammet, oppstår en rotasjon av klumpene, som blir hardere, samt en minskning av avstanden mellom klumpene og en omgruppering av klumpene, idet de sammenfiltres. Dette følges av en utskilling av væske eller vann som stiger mot det øvre av beholderen 5, og bevirker en oppkonsentrering av tørr-stoffene i slammet.

Bladene 7 kan være utstyrt med runde hull 7' med passende dimensjoner. Disse hull øker i noen typer slam med fibre uttrekkingen av væske eller vann fra klumpene.

Apparatet kan omfatte ett eller flere blader i hvert nivå, idet antallet ikke er avgjørende.

Apparatet kan ha blader bare i en høyde, men i noen tilfeller er det nødvendig med blader i flere høyder for å oppnå den ønskede, effekt.

Når det gjelder fiberholdig slam. er dette allerede oppkonsen-trert når det kommer ned i det koniske parti .6 mot bunnen av beholderen 5.

Den koniske kompresjonsskrue 12 bør i dette tilfelle bestå av. en eller flere skovler med høy hastighet for å unngå for rask dannelse av klumper som kan bevirke blokkering av systemet.

Den koniske skrue 12 vist i fig. 1 omfatter to skovler som griper det klumpholdige slammet som kommer fra de øvre blader, komprimerer det lett og øker konsentrasjonen, hvoretter slammet føres mot åpningen nederst i det koniske parti 6 og inn i det endelige komprimeringskammer 14.

Kammeret 14 med sylinderform er utstyrt med en transportskrue 13 som roterer .sakte.

Slammet som inneholder fibre og uorganiske stoffer inneholder store, harde klumper som ennå.inneholder væske som det er nød-vendig å fjerne for å oppnå fast stoff som kommer ut. av apparatet. , ....-■

Skruen. 13 drevet, av. en motor, 19 med reduksjonsgir driver,, slammet som begynner å bli til fast stoff mot åpningen 17.

Kammeret 14 har mot sin utløpsåpning en avvanningsrist 15

méd passende form. Denne rist kan ha spalter med små dimensjoner, i størrelse på noen millimeter, som er glatte mot inn-siden og som kan være formet som faner mot utsiden. Utform-ingen av risten må tilpasses typen av fiberstoffer og den midlere lengde av fibrene.

Avvanningsristen ender i et konisk parti 20 med én diameter som er mindre enn diameteren i kammeret 14.

Drevet av skruen 13 avgir slammet som passerer risten vann og oppkonsentreres innen det når frem til det koniske parti 20

av risten, der skruen ender, og skruen skyver fibrene og det faste stoff forover og komprimerer disse, hvilket bevirker at vannet presses ut gjennom risten 15.

De faste og komprimerte stoffer drives gjennom en konisk blende 17 dannet av et smidig og deformerbart materiale, f.eks. kautsjuk, med stor tykkeise i partiet med størst diameter og mindre tykkelse i partiet med mindre diamter.

Blenden 17 regulerer utstrømningen, ved at dens åpning utvides når trykket i kammeret stiger.

Skruen komprimerer stoffene, som utvider åpningen til blenden slik at det oppstår en likevekt mellom den stoffmengde som føres ut og den som tilføres, skruen.

Hvis den stoffmengde som fremføres avtar mot null, vil lengden av det komprimerte stoff tilsvare avstanden mellom enden av skruen 13 og den ytre åpning av blenden 17, momentet på skruen blir null, og skruen 13 driver ikke lenger stoffer fremover., slik at stoffet stenger det ytterste av kammeret 14 og bidrar til å opprettholde det hydrostatiske, nivå i beholderen 5^

på høyde med overløpet 10.

Risten 15 i kammeret 14 er omgitt av et rom eller kappe 16 som samler opp vannet eller væsken som kommer ut gjennom risten..

Dette vannet, som inneholder slam med fibre, samles opp under åpningen 18 og føres ved hjelp av passende midler tilbake for å blandes med den væske som tilføres gjennom røret ,1. Skruen 13 har langs sin periferi som er i kontakt med risten 15 ettergivende elementer 13' som stryker langs risten og som automatisk renser denne samt hindrer avsetning av fibre.

Vanligvis vil det faste stoff som kommer ut gjennom den smidige blende 17 ha en fasthet som overstiger det som kan tilføres i røret 1.

Under alle forhold vil nivået av det oppkonsentrerte slam i beholderen 5 befinne seg under nivået for de øvre blader 7.

Det flytende.slam som inneholder langfibrete stoffer, slik som bomull, ull, asbest o.s.v., danner store klumper, og sammen-fUtringen.av fibrene gjør at det dannes et lag som.roterer med skruen, hvilket bevirker en nedset;£else av fremførings-hastigheten for fibrene, og kan bevirke en total blokkering av skruen, med ødeleggelser i drivanordningen.

Ved den utførelsesform som er vist i fig. 2 og 3 tas sikte på

å unngå denne ulempe, ved at det inne i det rør som utgjør avvanningsristen anordnes fire faste skovler 21 parallelle med aksen for skruen 13.

I henhold til en utførelsesform vist i fig. 4, ligger de faste skovler 21' i kammeret 14 langs en skruelinjen som krysser skruelinjen for skruen 13 i en vinkel på omtrent 90°.

Av fig. 3 fremgår at de perifere rom 22 mellom de,faste , skovler 21, risten 15 og skruen 13 inneholder.fiberholdig slam som ikke påvirkes mekanisk direkte av skruen 13.

Hvis slammet inneholder lange og korte fibre, hender det at de korte fibre samler seg langsomt på den rørformede rist 15, og

bevirker forringelse av denne og nedsetter avvanningen.

For å unngå denne ulempe er risten utført på en spesiell måte som er vist i fig. 5 og 6. Av fig. 6 fremgår at risten er dannet av staver 2 3 med trapestverrsnitt. Stavene har størst tverrmål mot det. indre av kammeret 14.

Stavene i risten er parallelle med skruen 13. Avstanden mellom stavene kan være mellom noen titalls millimeter og noen millimeter.

Stavene i risten holdes sammen av forsterkningsribber 24.,

De langsgående mellomrom 25 avgrenset av brede staver 26 hindrer rotasjonen av de sammenfiltrede fibre.

Skruen 13 driver det fiberholdige, komprimerte slam i lengde-retning av skruen, idet slammet hindres i å rotere av fibrene som befinner seg i mellomrommene 25. Væsken som presses ut av de fiberholdige slamklumpene renner ut gjennom åpningene 27 i risten.

Claims (3)

1. Apparat for separering og kompaktering av en oppslemning som inneholder finfordelte uorganiske stoffer sammen med ' fibre, omfattende en vertikal beholder (5) méd et øvre sylindrisk parti som inneholder perforerte blader (7), og med et nedre, konisk parti (6) som inneholder en konisk skrue (12), idet bladene (7) og skruen (12) er lagret for rotasjon om en vertikal akse, og en tilførselsledning (1) for oppslemningen har sin munning i høyde under toppen av det sylindriske parti, mens det koniske parti (6) i sin bunn har en første åpning for den komprimerte oppslemning, den øvre ende av det sylindriske parti har en åpning (10) for utslipp av vann, og den første åpning kommuniserer med et sylindrisk kammer (14) som inneholder en transportanordning, karakterisert ved at transportanordningen er en i og for seg kjent transportskrue (13), at kammeret (14) på i og for seg kjent må*te har en rist (15) i veggen, for utslipp av det resterende vann fra oppslemningen, og at utløpet fra kammeret (14) er dannet av en ringformet, fleksibel blende (17) med form som en avkortet kjegle, idet den minste diameter er ytterst.

2. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert ved at blenden (17) har avtagende veggtykkelse mot sin ytre ende.

3. Apparat som angitt i krav 1 eller 2, karakt é"r isert ved at risten (15) har et konisk parti (20) nærmest blenden (17), med avtagende diameter mot blenden.