NO149852B - Silanordning. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en trykkstyrt anordning for siling av fiberholdige materialer som er suspendert i en væske, f.eks. tremassesuspensjoner og liknende.

Ved fremstilling av masse fra trematerialer blir i alminnelighet treflis matet til en koker. Forskjellige fysiske fenomener og kjemiske reaksjoner finner sted i kokeren for å fjerne lignin, slik at de ønskede cellulosefibre blir tilbake. Den kokte masse blir så silt og matet til en vasker.

Massen fra kokeren- inneholder normalt delvis kokt

flis og kvist som man ikke kan tillate å fortsette videre i prosessen. Massen kan dessuten inneholde mange andre forurensninger, såsom metallbiter, biter av glass, plastmateriale innbefattende både massiv plast og skumplast og andre stoffer som alle må fjernes.

For å fjerne uønsket avfall er silsystemer som kalles "knotters" blitt anbrakt i massebehandlingsystemet mellom kokeren og vaskeren. De såkalt "knotters"fjerner uønskede grove partikler fra massestrømmen under prosessen og mater bare frem akseptable fibre til vaskeren. Materiale som ikke blir akseptert av knottersystemet kan resirkuleres tilbake til kokeren for koking pånytt eller det kan behandles på annen måte.

Et vanlig knottersystem har primaertrinn og sekundær-trinn som begge mater aksepter til vaskeren. Vanlige primære knottersiler, særlig av trykktypen, har tilbøyelighet til å

sile av for store mengder fiber sammen med kvist, slik at man må benytte sekundære siler for å gjenvinne fibre fra rejektet fra den første sil.

En viktig fordel ved trykkbehandlingen i knottersil-systemet er å eliminere medrivning av luft i væsken. Medrivning av luft fører til nedsatt virkningsgrad og lavere kapasitet i vaskerne, større kjemisk tap med dermed følgende større om-kostninger og til dannelse av skum som har uheldig innvirk-ning på hele sile- og vaskeoperasjonen.

Vanlige knottere som arbeider med trykk fører til betydelige fibertap i rejektstrømmen slik at vibrerende sekun-.dære siler ofte anvendes for endelig adskillelse av kvist og andre forurensninger fra gode fibre. I dette tilfellet vil fremdeles luft kunne rives med i det sekundær trinn, og for-delene med siling under trykk blir ikke oppnådd.

Det er således et viktig trekk ved foreliggende oppfinnelse at når den benyttes sammen med knotteranordninger i det primære siltrinn, blir andelen av fiber som blir rejektert betydelig mindre enn fra vanlige siler, slik at man som et neste trinn kan benytte trykksiler svarende til primærtrinnet, hvorved man får systemrejekter ved et tilfredsstillende lavt fiberinnhold, og dessuten kan man - pm det ønskes - benytte utførelsesformer for sekundærsiler der luft ikke rives med, f.eks. neddykkede skruesiler, noe som kan være upraktisk for større fiberstrømmer eller man kan redusere ufordelaktig medrivning av luft hvis sekundære vibrerende siler fortsatt foretrekkes .

Anordninger for siling under trykk som benyttes idag er beskrevet i U.S. patent nr. 3-533.505- Imidlertid vil den silanordning som er vist i dette patent blant annet rejektere for meget gode fibre.

Foreliggende oppfinnelse reduserer mengden av det fiber som rejekteres pr. trinn i silingen.

Et ideelt silapparat kan tilføres en massesuspensjon som har alle mulige forurensninger, såsom sand, sten, metall osv., og det kan ved en enlinjet ett-trinns siloperasjon skille ut omtrent alle de ønskelige materialer fra denne bland-ing. Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en siling med en silanordning som ligger meget nær opptil det ideelle system.

Kort beskrevet er i henhold til oppfinnelsen en fast sylindrisk sil montert i et hus for å danne et indre kammer. En aksialt forløpende, ringformet kanal finnes rundt den faste sylindriske sil. En fortynningsvæske føres inn i den ringformede kanal. Fortynningsvæsken har en tangensiell hastighetskomponent. Pibermaterialet i den flytende suspensjon mates inn i den ringformede kanal. De ønskede materialer som har passert gjennom' den sylindriske sil og inn i det indre kammer mates ut fra akseptutløpet mens de uønskede materialer, som ikke passerer gjennom den sylindriske sil, mates direkte fra det ringformede kammer til rejektutløpet. Rejektstrømmen inneholder bare en meget liten del av materialet som kunne aksep-teres av silperforeringene.

Oppfinnelsen er kjennetegnet ved de i kravene gjen-gitte trekk og vil i det følgende bli forklart nærmere under henvisning til tegningene der: Fig. 1, sett frasiden og delvis i snitt, viser en foretrukken ut førelsesform for oppfinnelsen,

fig. 2 viser, sett ovenfra og delvis i snitt, den samme utførelses form som fig. 1, og

fig. 3 viser et snitt i forstørret målestokk for å gjengi en viktig del av oppfinnelsen.

Like deler er betegnet med like henvisningstall på

de forskjellige figurer.

Som vist på fig. 1 omfatter den nye silanordning et

hus 10 som har et innløp 12 for en tremassesuspensjon. Et ringformet kammer lh som mottar suspensjonen får denne fra huset 10 gjennom suspensjonsinnløpet 12. Et første utløp 16 fra huset strekker seg i vinkel på bunnen av det ringformede kammer 14. Husets utløp 16 er koplet til en felle 17 (se fig. 2) for sten og andre meget store uønskede legemer som måtte befinne seg i suspensjonen. Avfallet som samles i fellen 17 kan fjernes med jevne mellomrom mens maskinen er i drift.

Et fortynningsvæskeinnløp 18er anbrakt under suspen-sjonsinnløpet 12. Fortynningsvæske som mates til huset 10 gjennom innløpet 18 går inn i et ringformet fortynningsvæskekammer 20 som ligger inne i huset 10 og er adskilt fra innløps-kammeret 14 for massesuspensjoner med en ringformet skillevegg 22 .

En sylindrisk vegg 24 strekker seg fra'den indre omkrets av den nedre skillevegg 26 i fortynningsvæskekammeret 20 til et punkt som ligger over toppen 28 av det ringformede sus-pens j onskammer 14. Den sylindriske vegg 24 danner den indre vegg av det ringformede fortynningsvæskekammer 20 og danner også en indre vegg av det ringformede suspensjonsinnløpskammer 14. Den del av den sylindriske vegg 24 som ligger i det ringformede suspensjonskammer 14 tjener som en ledeplate som skal drive massen slik at den flyter over toppen av den sylindriske vegg 24. De store partikler, såsom sten, grus, glass, metallstykker og andre tunge urenheter vil være for tunge til å kunne flyte over toppen av veggen 24 og vil derved, ved sentrifugalsepara-sjon, flyte mot utløpet 16 og kunne fjernes fra huset 10.

Den del av den sylindriske vegg 24 som danner den indre vegg av det ringformede fortyningsvæskekammer 20 har en fler-het av fortynningsvæskeporter 30 som står i avstand fra hverandre. I den foretrukne utførelsesform som er vist, finnes det fire sett porter 30 i avstand fra hverandre, adskilt i omkretsretningen med omtrent 90° (se fig. 2). Antall sett porter og antall porter i hvert sett kan variere. Ved noen massebehand-lingsbetingelser kan man ha bare en stor fortynningsvæske-åpning i den sylindriske vegg 24.

En fast sylindrisk sil 32 er montert i huset 10 koak-sialt med den sylindriske vegg 24, men har en mindre radius enn radius for den sylindriske vegg 24 slik at det dermed fremkommer en ringformet ledning eller kanal 3^ som er fastlagt av utsiden av silen 32 og innsiden av den sylindriske vegg 24. Den øvre del 33 av den sylindriske sil 32 er fortrinnsvis uperforert slik at materialet som flyter over ledeplaten bringes til å strømme inn i den ringformede ledning 34.

Et rejektutløp 36 (se fig. 2) er i væskeforbindelse med den ringformede ledning 34 gjennom det ringformede rejektkammer 38. Det ringformede rejektkammer 38 er dannet av en del av innsiden av huset 10, den ringformede skillevegg 26,

den ringformede skillevegg 40 og den sylindriske, fortrinnsvis uperforerte nedre del 42 av den faste sylindriske sil 32.

Et indre kammer 44 dannes av den sylindriske sil 32. En roterende anordning med vinger som har et par hydrofoiler 46 som langs omkretsen står omtrent l80° fra hverandre,er koaksial med silen. Hydrofoilene er montert på en rotor 47 som roterer sammen med en dreibar aksel 48, og denne drives fortrinnsvis av en motordrevet rem 50 som ligger rundt en remskive 52 ved den nedre ende av den dreibare aksel 48.

Akseptutløpet 5^ er i væskeforbindelse med et indre kammer 44 gjennom et ringformet akseptkammer 56 som er dannet av en del av den vertikale vegg av huset 10, den ringformede skillevegg 40, den ringformede skillevegg 58 og den midtre søyle 60. Søylen 60 strekker seg utad i midten av huset 10 og omgir den dreibare aksel 48. Den nedre del 62 av den stasjonære søyle 60 er avsmalnet for å lette strømmen av de ønskede bestanddeler inn i det ringformede kammer 56 og ut av huset 10 gjennom akseptutløpet 54.

Forskjellige innløp og utløp tii huset 10 kan anordnes i et hvilket som helst ønsket mønster i omkretsretningen under forutsetning av at innløpene' fører inn i de rette ringformede kamre og at utløpene føres fra kammeret på tilsvarende måte. For eksempel kan massesuspensjonsinnløpet 12 føre inn i det ringformede suspensjonsinnløpskammer 14 ved et hvilket som helst punkt på omkretsen, og stenfellen eller utløpet 16 kan føre fra massesuspensjonsinnløpskammeret 14 i et hvilket som helst punkt' på omkretsen under forutsetning av at utløpet 16 ligger nærmere den ringformede vegg 22 ved bunnen av massesuspensjonskammeret 14. På samme måte kan fortynningsvæskeinnløpet 18 føre inn i fortynningsvæskekammeret 20 ved et hvilket som helst punkt" på omkretsen av huset 10. Rejektutløpet 36 kan føre fra det ringformede rejektkammer 38 ved et hvilket som helst punkt på omkretsen av huset 10 og akseptutløpene 5^ kan føre fra det ringformede kammer 56 ved et hvilket som helst punkt av husets 10 omkrets.

Under bruk blir massesuspensjon ledet gjennom innløpet 12 inn i det ringformede suspensjonsinnløpskammer 14. De tyngre uønskede materialer og forurensninger såsom sten, og særlig metallstykker, er for tunge til å kunne flyte over den ringformede ledeplate som dannes av toppen av den sylindriske vegg 24. Slike forurensninger fjernes av tyngdekraften fra huset 10 gjennom utløpet 16 og bringes til en stenfelle 17-

En meget viktig del av denne oppfinnelse er anordningen av midler som bringer fortynningsvæsken til å strømme inn i kanalen 34 med en tangensiell hastighetskomponent, fortrinnsvis i samme retning som strømningsretningen for massesuspensjonen. Formålet med silingen er å få frem den maksimale mengde av akseptable fibre ved akseptutløpet og å redusere mengden av akseptable fibre som ikke kommer gjennom silen. Det har vist seg at når fortynningsvæsken føres gjennom fortynningsvæske-portene 30 tangensielt til kanalen 3^5 vil den aksiale hastig-hetsfordeling i kanalen 34 bli forandret slik at en større prosentdel av rejektstrøm vil flyte aksialt langs sylinder-veggen 24 med lavere aksial strømningshastighet langs silen 32. På denne måte vil fibrene i suspensjonen få tilbøyelighet til

å bli akseptert gjennom silen mens rejektandelen inneholdende stort sett fortynningsvæske og partikler som er for store til å passere gjennom silen, mates ut fra rejektutløpet. På denne

måte vil en meget stor andel av forurensninger falle langs innsiden av den sylindriske vegg 24 inn i rejektkammeret 38, mens andelen av akseptable fibre som siles gjennom silen J>2 bringes opp på et maksimum.

De ønskede fibre strømmer gjennom perforeringene i den sylindriske sil 32 inn i kammeret 44, ned i det ringformede akseptkammer 56 og ut gjennom akseptutløpet 54. Hydrofoilene 46 roterer inn i kammeret 44 med liten radiell klaring mellom utsidene av bladene og innsiden av silen 32. Rotasjonen av hydrofoilene 46 i kammeret 44 langs en bane tett inntil innsiden av silen 32 frembringer hydrodynamiske strømningspulser som er rettet,radialt utad og sørger for å løsne oppsamlet uønsket materiale fra utsiden av silen 32.

Den radielle dimensjon av den ringformede kanal 3^

er fortrinnsvis holdt tilstrekkelig liten til at aksepterbare fibre i rejektet holdes på et minimum og på en forholdsvis lav rejektstrøm. Hvis den radielle dimensjon på den ringformede kanal 34 er for stor vil konsentrasjonen av akseptable fibre i rejektet bli for høy og det totale rejektfiberinnhold blir for stort. En kanal 34 med en radiell dimensjon på 10 cm eller mindre foretrekkes for de fleste anvendelser av foreliggende oppfinnelse.

Nar oppfinnelsen benyttes for å fjerne kvist, kan hullene i silen 32 ha en minste dimensjon på 6,25 mm. Imidlertid kan foreliggende oppfinnelse også anvendes som en anordning til finsiling, f.eks. for anvendelse ved silirg av papir-masse. I slike tilfelle kan silen 32 ha hull med en minste dimensjon på rundt 1,5 mm eller spalter med en maksimal bredde på 0,5 mm.

Claims (2)

1. Sileanordning for siling av vanndige fibersuspensjoner som inneholder brukbare fibre og ubrukbare forurensninger, omfattende en sylinder med perforert område som strekker seg rundt sylinderens mantel og danner en sil som omgir et kammer for de brukbare fibre der kammeret står i forbindelse med et utløp og omfattende en stasjonær sylindrisk vegg som omgir silsylinderen i avstand fra denne, slik at det mellom silen og veggen dannes en kanal med et overløp som omslutter silen og med et rejektutløp som likeledes står i forbindelse med kanalen for bort-ledning av rejektet, karakterisert ved at kanalen (34) som dannes av silen (32) og veggen (24) som omgir silen forløper aksialt og har tangensielt rettede tilførselsanordninger (30) for en fortynningsvæske, h.yilke anordninger på minst ett sted ligger i avstand fra silens perforeringer.

2. Sileanordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at de tangensielt rettede tilførsels-anordninger (30) for fortynningsvæsken, i den aksialt forløpende kanal (3^) består av en rekke av vertikalt stående over hverandre liggende porter (30) i den sylindriske vegg (24) som omgir silen.

3- Sileanordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at kanalen (34) har en radiell dimensjon som er mindre enn 100 mm.